AI เร่งเกมเครือข่าย! 1.6Tbps Ethernet จากเรื่องบนกระดาษ สู่การใช้งานจริง

เมื่อ AI กลายเป็นหัวใจสำคัญของดาต้าเซ็นเตอร์ ความต้องการแบนด์วิดท์ของเครือข่ายก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว จนมาตรฐาน 1.6Tbps Ethernet หรือเครือข่ายอีเทอร์เน็ตความเร็ว 1.6 เทราบิตต่อวินาที กำลังขยับจากเรื่องบนกระดาษไปสู่การใช้งานจริง

การพัฒนา 1.6T เริ่มต้นมาตั้งแต่ปี 2020 และเข้าสู่การศึกษาอย่างเป็นทางการของ IEEE ในปี 2021 ก่อนที่กระแส AI จะกลายเป็นแรงขับเคลื่อนสำคัญของอุตสาหกรรมเสียอีก โดยงานดังกล่าวพัฒนาต่อมาเป็น IEEE P802.3dj Task Force ซึ่งกำลังอยู่ในขั้นตอนลงคะแนนและทบทวนมาตรฐานขั้นสุดท้าย และอาจประกาศมาตรฐานได้ภายในช่วงปลายปีนี้

แต่ในขณะที่มาตรฐานยังอยู่ระหว่างการรับรอง ความต้องการใช้งานกลับมาถึงก่อนแล้ว เห็นได้จากผู้ผลิตจำนวนมากที่เริ่มพัฒนาฮาร์ดแวร์จริง ไม่ว่าจะเป็นสวิตช์ โมดูลออปติคัล และสายเคเบิล 1.6T

ในงาน ECOC (European Conference on Optical Communications) ที่เมืองมาลากา ประเทศสเปน ในเดือนนี้ Ethernet Alliance เตรียมนำอุปกรณ์ 1.6T จากผู้ผลิตมากกว่า 12 รายมาทดสอบการทำงานร่วมกันบนพื้นที่เดียวกัน เพื่อพิสูจน์ว่าอุปกรณ์จากต่างผู้ผลิตสามารถสื่อสารกันได้จริง

ขณะเดียวกัน Optical Internetworking Forum (OIF) จะนำเสนอ 1600ZR Implementation Agreement ซึ่งเป็นข้อกำหนดสำหรับระบบสื่อสารแบบ Coherent ที่สามารถส่งข้อมูลระดับ 1.6Tbps ผ่านความยาวคลื่นเดียว เหมาะกับการเชื่อมต่อระยะไกลตั้งแต่ระดับระหว่างอาคารในแคมปัส ไปจนถึงเครือข่ายในเขตเมือง

David Rodgers ประธานและประธานบอร์ดของ Ethernet Alliance กล่าวว่า เป้าหมายสำคัญของการสาธิตครั้งนี้คือการแสดงให้เห็นว่า 1.6T ไม่ใช่เพียงแนวคิดทางเทคนิคหรือสิ่งที่อยู่ใน Roadmap แต่เป็นเทคโนโลยีที่กำลังทำงานอยู่จริง

1.6T Capacity ไม่เท่ากับ 1.6T Ethernet

อย่างไรก็ตาม คำว่า 1.6T ที่ปรากฏในผลิตภัณฑ์เครือข่ายปัจจุบันอาจไม่ได้หมายความว่าเป็นพอร์ต 1.6Tbps Ethernet โดยตรง

John D’Ambrosia ประธาน IEEE P802.3dj Task Force อธิบายว่า อุปกรณ์บางรุ่นอาจมีความสามารถรองรับแบนด์วิดท์รวม 1.6Tbps แต่แบ่งออกเป็นหลายพอร์ต เช่น 4 พอร์ตที่ความเร็ว 400Gbps รวมกันเป็น 1.6Tbps ซึ่งแตกต่างจาก 1.6Tbps Ethernet ที่เป็นการเชื่อมต่อความเร็ว 1.6Tbps ต่อหนึ่งพอร์ต

มาตรฐาน IEEE P802.3dj ซึ่งเป็นมาตรฐานหลักสำหรับ 1.6T Ethernet กำลังเข้าสู่ช่วงสุดท้ายของการพัฒนา โดยทั่วไปผู้ผลิตจะยังไม่เร่งผลิตสินค้าในปริมาณมากจนกว่ามาตรฐานจะมีความชัดเจนเพียงพอ เพราะการเริ่มผลิตเร็วเกินไปอาจทำให้อุปกรณ์ที่สร้างขึ้นไม่ตรงกับมาตรฐานฉบับสุดท้าย

อย่างไรก็ตาม D’Ambrosia ระบุว่า ขณะนี้ตลาดกำลังเริ่มเข้าสู่ช่วงเปลี่ยนผ่านสู่การผลิตในระดับมากขึ้น และมีผลิตภัณฑ์ 1.6T ออกสู่ตลาดเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

หนึ่งในเทคโนโลยีที่เริ่มจัดส่งให้ลูกค้าแล้วคือ Direct-Detect 1.6T ซึ่งใช้การตรวจจับสัญญาณแบบตรงและสามารถรองรับระยะทางประมาณ 2 กิโลเมตรผ่านสายใยแก้วนำแสงแบบ Single-mode โดยผู้ผลิตบางรายเริ่มสร้างผลิตภัณฑ์ตามร่างมาตรฐาน IEEE P802.3dj ที่มีความเสถียรมากพอสำหรับการผลิตจริง

แต่หากต้องการส่งข้อมูลในระยะทางไกลกว่านั้น เทคโนโลยี Coherent Optics จะเข้ามามีบทบาทสำคัญ

Karl Gass รองประธานฝ่าย Optical ของ OIF Physical and Link Layer Working Group กล่าวว่า เทคโนโลยี Direct-Detect ที่มีอยู่ยังไม่สามารถรองรับระยะทางประมาณ 80–120 กิโลเมตร ซึ่งเป็นช่วงระยะทางที่ระบบ Coherent จำเป็นต้องเข้ามารับช่วงต่อ

นี่คือจุดที่มาตรฐาน 1600ZR ของ OIF เข้ามาเติมเต็มช่องว่าง โดยเพิ่มความสามารถเป็นสองเท่าจากมาตรฐาน 800ZR เดิม และสามารถส่งข้อมูล 1.6Tbps Ethernet ผ่านความยาวคลื่น Coherent เพียงหนึ่งช่องสัญญาณ

อุปกรณ์ตามข้อกำหนด 1600ZR กำลังเข้าสู่การทดสอบการทำงานร่วมกันระหว่างผู้ผลิตในงาน ECOC ขณะที่การนำไปใช้งานจริงจะต้องใช้โมดูลแบบ Pluggable รุ่นใหม่ ซึ่งใช้พลังงานมากกว่าโมดูล Direct-Detect แม้ยังสามารถเสียบใช้งานกับสวิตช์และเราเตอร์ประเภทเดียวกันได้

ทั้ง IEEE และ OIF ไม่ได้พัฒนาเทคโนโลยีแข่งกัน แต่ทำงานประสานกัน โดยการใช้งาน 1600ZR รุ่นแรกจะอาศัยอินเทอร์เฟซ 1.6TAUI-8 สำหรับเชื่อมต่อระหว่างชิปกับโมดูลตามที่ IEEE กำหนด ขณะที่ OIF มุ่งเน้นการเชื่อมต่อระหว่างดาต้าเซ็นเตอร์ หรือ Data Center Interconnect

ความท้าทายใหม่คือทำให้อุปกรณ์ต่างค่ายคุยกันได้

การกำหนดมาตรฐานความเร็ว 1.6T อาจไม่ใช่ส่วนที่ยากที่สุด เพราะความท้าทายอีกด้านคือการทำให้อุปกรณ์จากผู้ผลิตหลายรายสามารถทำงานร่วมกันได้อย่างไม่มีปัญหา

นี่คือบทบาทสำคัญของ Ethernet Alliance ซึ่งกำลังผลักดันการทดสอบ Interoperability หรือการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์ในระบบจริง

Rodgers มองว่าอุตสาหกรรมกำลังเดินไปพร้อมกันสองแนวทาง ด้านหนึ่งคือกลุ่มผู้บุกเบิก โดยเฉพาะบริษัท AI และผู้ให้บริการคลาวด์รายใหญ่ที่ต้องการใช้เทคโนโลยีที่มีอยู่ให้ได้มากที่สุดเพื่อรองรับความต้องการในปัจจุบัน

อีกด้านคือแนวทางของ Ethernet ที่ต้องการให้ระบบสามารถทำงานร่วมกันได้ตั้งแต่ต้นทางถึงปลายทาง ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์ Interconnect, สวิตช์, เซิร์ฟเวอร์ หรือ Storage Array

ยิ่งความเร็วสูงขึ้น การทดสอบก็ยิ่งซับซ้อนขึ้นตามไปด้วย มาตรฐานใหม่ต้องรองรับทั้งการฝึกสัญญาณระหว่างชิปกับโมดูล และระหว่างโมดูลกับโมดูล รวมถึงมีระบบ Forward Error Correction (FEC) ทั้งในส่วนภายในและภายนอก ทำให้ผู้ผลิตต้องทดสอบรูปแบบการทำงานร่วมกันมากขึ้น

Rodgers เปรียบเทียบว่า ความผิดพลาดเล็ก ๆ ที่ความเร็ว 10 ไมล์ต่อชั่วโมงอาจไม่มีผลมากนัก แต่เมื่อรถวิ่งด้วยความเร็ว 100 ไมล์ต่อชั่วโมง สิ่งกีดขวางเล็ก ๆ เดียวกันอาจทำให้รถเสียการควบคุมได้ เช่นเดียวกับเครือข่ายที่ความเร็วสูงขึ้น ความคลาดเคลื่อนเพียงเล็กน้อยก็อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อระบบ

1.6T ยังไม่ใช่จุดสิ้นสุด เตรียมต่อยอดสู่ 3.2T

แม้ 1.6T กำลังเข้าสู่ช่วงการใช้งานจริง แต่อุตสาหกรรมก็เริ่มมองไปไกลกว่านั้นแล้ว

ฝั่ง OIF กำลังพัฒนาเทคโนโลยีรุ่นถัดไปอย่าง 1600ZR+ ซึ่งจะเพิ่มระยะทางการส่งข้อมูลไปได้ถึงประมาณ 1,000 กิโลเมตร ขณะที่อีกมาตรฐานหนึ่งคือ 1600CL (Coherent Lite) จะเน้นการเชื่อมต่อระยะสั้นประมาณ 10 กิโลเมตรสำหรับเครือข่าย WDM

ส่วนฝั่ง IEEE ก็เริ่มเตรียมการสำหรับยุคถัดไป โดย D’Ambrosia ระบุว่า การวางแผนสำหรับ 3.2Tbps Ethernet คาดว่าจะเริ่มขึ้นในไตรมาสแรกของปี 2027

Rodgers มองว่า ภายในช่วงเวลาเดียวกันของปีหน้า 1.6T น่าจะเริ่มเห็นได้อย่างชัดเจนมากขึ้น ทั้งในแง่มาตรฐานและผลิตภัณฑ์ที่รองรับมาตรฐานดังกล่าว โดยเปรียบเทียบกับ 800Gbps Ethernet ที่เคยเริ่มต้นในลักษณะเดียวกัน ก่อนจะกลายเป็นเทคโนโลยีที่ใช้งานอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน

ขณะที่ D’Ambrosia มองไปไกลกว่านั้น โดยระบุว่า 1.6T มาถึงแล้ว เพราะมีการนำผลิตภัณฑ์ไปติดตั้งใช้งานจริงแล้ว และปี 2027 จะเป็นช่วงที่ตลาดเร่งตัวอย่างมาก โดยเฉพาะในปี 2027–2028 ซึ่งคาดว่าจะเป็นช่วงที่การเติบโตของเทคโนโลยี 1.6T ก้าวกระโดดอย่างชัดเจน

ที่มา