Ethernet: tendencias y futuro próximo

Unas velocidades más altas y rentables y la mejora de la integración entre los entornos de TI y de tecnología de operación (OT) son dos de las áreas más candentes del desarrollo de Ethernet. Esto se ha puesto de manifiesto esta semana en la conferencia sobre comunicación por fibra óptica, en la que la Ethernet Alliance ha publicado su última hoja de ruta de Ethernet y diversos proveedores han mostrado la interoperabilidad de esta tecnología de red omnipresente, que ya tiene casi 50 años.

"Ethernet es la cosa más importante del mundo que nadie ve", ha dicho Peter Jones, presidente de la Ethernet Alliance y distinguido ingeniero del grupo Enterprise, Data Center & IoT Networks de Cisco. Ethernet Alliance ha tenido la misión de hacer que los desarrollos de Ethernet llamen la atención del sector y, con la excepción de 2021, ha publicado la hoja de ruta de tendencias y direcciones clave desde 2015 para mantener a todo el mundo al día.

La velocidad de Ethernet es inevitablemente un tema candente. Ethernet ha evolucionado de 10Mb/seg a 400G y llegará a 800G o posiblemente a 1 terabyte de Ethernet en torno a 2030, según la hoja de ruta. "El consumo de ancho de banda de Ethernet no va a bajar pronto", según Jones. 

Por ahora, el objetivo es el desarrollo y el uso de 400G Ethernet. El Grupo Dell'Oro informó recientemente que los envíos de 400 Gigabit Ethernet se duplicaron con creces, superando los dos millones de puertos en 2021. Y los despliegues de 400G comenzaron a expandirse más allá de los hiperescaladores, llegando a los proveedores de servicios en la nube más pequeños y a las grandes empresas, según Sameh Boujelbene, director senior de investigación de Dell'Oro.

La IA y el aprendizaje automático aumentan la velocidad de Ethernet

"Con un apetito voraz por aplicaciones como la IA y el aprendizaje automático, los servidores de hiperescala han pasado a 25GbE, y están haciendo la transición a 50GbE, 100GbE y más allá", dice la hoja de ruta de Ethernet. "Las arquitecturas de red únicas dentro de estos centros de datos a escala de almacén han impulsado una mezcla de cables de cobre, fibra multimodo y soluciones de fibra monomodo a 100, 200 y 400GbE. Las demandas de ancho de banda tanto de los centros de datos a hiperescala, como de los proveedores de servicios, siguen creciendo exponencialmente, y están adoptando tecnologías similares".

El año pasado, la alianza señaló una serie de desarrollos que apoyan el aumento de las velocidades de Ethernet, entre ellos se incluyen:

• Se ha publicado la norma IEEE 802.3cu, de funcionamiento de 100G y 400G sobre fibra monomodo a 100G por longitud de onda. La norma está diseñada para admitir interfaces de fibra monomodo rentables y de mayor eficiencia energética para Ethernet de 100G y 400G, utilizando tecnología óptica de 100G para reducir el coste y aumentar la densidad.
• La interfaces eléctricas de IEEE P802.3ck, 100G, 200G y 400G basadas en la señalización de 100G, han pasado a la fase de votación por parte del grupo de trabajo. Esta norma, una vez completada, tiene por objeto permitir interfaces eléctricas de 100 Gbps y apoyar el desarrollo de interfaces eléctricas de mayor densidad o menor coste para Ethernet de 100, 200 o 400G.
• La norma IEEE P802.3ct, con funcionamiento de 100 G sobre sistemas DWDM (multiplexación por división de longitud de onda densa), está terminada y en fase de revisión final antes de su publicación. La norma es importante por ser la primera especificación Ethernet de la tecnología DWDM coherente que admite la conectividad de 100G en longitudes de al menos 80 kilómetros. La norma IEEE P802.3cw, 400G con sistemas de operación abierta DWDM, aún en curso, amplía la especificación de Ethernet para la tecnología DWDM coherente a 400G.

En cuanto a las redes empresariales y de campus, Ethernet Alliance afirma que se envían más de mil millones de puertos Ethernet de todas las velocidades al año. "La mayoría de estos puertos son BASE-T en la capa de acceso, con enlaces de fibra multimodo y monomodo (MMF/SMF) más adentro de la red", dice la hoja de ruta.

Las necesidades cambiantes de los puntos de acceso Wi-Fi y los dispositivos cliente de clase empresarial están impulsando las transiciones tecnológicas. Los puertos BASE-T están haciendo la transición de 1000BASE-T a 2,5G/5G/10G BASE-T, y los puertos ópticos están pasando de 10G/40G a 25/100G, según la hoja de ruta.

Una Ethernet para TI y OT

Aunque las velocidades más altas influirán en la forma en que evolucione Ethernet, un área que necesita desarrollarse es la integración de las redes Ethernet tradicionales de TI con las redes Ethernet industriales u operativas. Las redes de TI y OT, históricamente aisladas, no se han integrado de forma muy eficaz, pero deben hacerlo para aprovechar las ventajas de la automatización, la gestión y otras herramientas, afirma Jones.

"Si queremos que Ethernet tenga éxito, tenemos que llevar Ethernet a los operadores, no hacer que tengan que reevaluar sus estructuras para que sean iguales a las de los informáticos", ha explicado Jones. El objetivo final es una red de un solo protocolo que satisfaga las necesidades de TI y OT.

Parte de ese esfuerzo incluye el desarrollo de la especificación IEEE 802.3cg, publicada en febrero de 2020, que define el uso de Ethernet de un solo par (SPE) en muchas circunstancias en lugar de una amplia gama de cables de bus de campo, incluidos los cables de par trenzado RS-485, coaxial RG-6 y de instrumentación. 

Las aplicaciones de automatización, construcción e industriales están pasando gradualmente de las antiguas redes de estilo bus de campo a Ethernet, pero en este momento, esos antiguos protocolos que todavía están en el borde de las redes OT son una barrera para avanzar, dijo Jones.