ECOC 2025 技術焦點：Ethernet 的最新演進與 AI 網路的下一代挑戰

前言

Ethernet 自誕生以來，憑藉著持續的速率提升與標準化推動，成為資料中心與電信網路的基礎。隨著 AI 工廠 (AI Factories) 與 超大規模運算 (HPC) 的需求爆炸性成長，Ethernet 正面臨 400G/lane、3.2T 模組、40 km 傳輸等全新挑戰。IEEE 在 ECOC 2025 的演講中，介紹了 以標準推動技術收斂的方向，並點出 PAM 調變、電氣/光學介面、測試挑戰等關鍵議題。

內容

1. Ethernet 標準的持續推進

• 現況：400G 與 800G 已進入大規模部署，1.6T 標準正在進行中。

• 未來：

  • 2027 年：800G 在後端網路普及。

  • 2029 年：1.6T 大規模導入，3.2T 正式出現。

• 趨勢：前端網路 (Front-End) 與後端網路 (Back-End) 的頻寬需求逐漸分化，AI 網路的背板與短距離鏈路壓力更為突出。

2. 電氣與光學鏈路的整合

• 短距離 (Copper / Backplane)：

  • Direct Attach Copper (DAC)、主機背板連線仍然存在，尤其在機櫃內。

  • 雖然不受光學社群歡迎，但 IEEE 強調「被動銅纜仍然可行」。

• 中長距離 (Fiber)：

  • 單纖、平行光、波分 (WDM) 各有應用場景。

  • 從 500 m、2 km 到 40 km，Ethernet 標準都需涵蓋。

3. 調變技術的爭論

• PAM-4：目前主流，已在 400G 與 800G 模組成熟。

• PAM-6 / PAM-8：有望提升頻寬效率，但會增加接收端設計與 FEC 複雜度。

• 問題：

  • 電氣與光學介面是否應採用相同調變？

  • 不同調變方式可能造成標準分裂。

    👉 IEEE 的觀點：未來可能同時存在多種調變格式，需標準化協調。

4. FEC 與架構創新

• FEC (Forward Error Correction)：

  • 短距離鏈路可能只需單一碼 (single code)。

  • 長距離 (10–40 km) 可能需 concatenated FEC (雙重編碼)。

  • 範例：800LR1 (10 km) 採用串接 FEC 以確保可靠性。

• 架構挑戰：需兼顧 低延遲 與 高可靠性，對 AI 訓練特別關鍵。

5. 測試挑戰 (Testing Hurdles)

• 標準 vs. 實務差距：

  • 雖然技術上可行，但測試與驗證複雜度急遽上升。

  • IEEE 強調「測試是最大瓶頸」，因為錯誤偵測、跨供應商互通需大量時間。

• 影響：

  • 標準制定與商用落地之間可能出現落差。

  • 測試效率將直接影響產品上市時間。

6. Plugables 與 Passive Copper 的角色

• Plugables (可插拔光模組)：仍將延續至少一個世代。

• Passive Copper (被動銅纜)：即使光學進展迅速，銅纜仍在短距離內保持低成本與低功耗優勢。

  👉 IEEE 的立場偏務實：多種互連方式將共存，而非單一技術稱霸。

總結

IEEE 在 ECOC 2025 的演講點出了 Ethernet 面對 AI 網路的核心挑戰：

1. 速率持續推進：400G → 800G → 1.6T → 3.2T，時間表明確。

2. 電氣與光學並存：Copper 雖不熱門，但仍具短距離價值。

3. 調變與 FEC 多樣化：PAM-4 仍主流，但 PAM-6/8 可能滲透，FEC 架構將更複雜。

4. 測試是最大難題：跨廠商互通與可靠性驗證將決定標準落地速度。

5. Plugables 與 Passive Copper 不會消失：至少在一到兩個世代內仍具重要角色。

總體而言，IEEE 的訊息很清楚：Ethernet 標準正積極回應 AI 帶來的挑戰，但真正的決勝點不僅是速率，而是可靠性、測試效率與多技術共存的平衡。