Ethernet 25G vs Ethernet 40G: ¿cuál es la diferencia?

Las redes en la nube y de centros de datos están acelerando sus actualizaciones para gestionar la presión de las cargas de trabajo de IA, la virtualización y el crecimiento de los servicios 5G. La demanda cada vez mayor de ancho de banda hace que la evolución de 10G a 100G y más allá sea casi inevitable. En este proceso, dos rutas principales de actualización—10G→25G→100G y 10G→40G→100G—forman conjuntamente la trayectoria principal de la evolución actual de Ethernet.

Si bien tanto 25GbE como 40GbE facilitan una transición fluida desde el 10GbE tradicional, difieren en su implementación técnica, escalabilidad y estructura general de costes. Este artículo compara Ethernet 25G y 40G en cuanto a características técnicas, coste y eficiencia energética, escalabilidad, escenarios de aplicación típicos y estrategias de evolución para proporcionar orientación para la planificación de la arquitectura de red y la selección de la ruta de actualización.

Ethernet 25G frente a Ethernet 40G: descripción técnica general

La distinción fundamental entre 25GbE y 40GbE radica principalmente en sus arquitecturas de canales.

25G Ethernet (IEEE 802.3by) suele utilizar módulos SFP28, y cada puerto emplea un único canal de 25Gbps correspondiente a una tasa SerDes de aproximadamente 25.78GHz. Esta estructura de un solo canal es relativamente sencilla, con una ruta de señal más optimizada y un procesamiento a nivel de puerto más eficiente.

Ethernet 40G (IEEE 802.3ba), basado en Transceptores QSFP+, logra un ancho de banda total de 40Gbps a través de cuatro canales paralelos de 10Gbps, lo que requiere cuatro SerDes que operan a aproximadamente 10.31GHz. Si bien esta solución es técnicamente madura, su diseño paralelo multicanal da como resultado una arquitectura general más compleja y una utilización del ancho de banda por canal relativamente dispersa.

En general, el diseño SerDes de un solo canal de Ethernet 25G facilita una mayor densidad de puertos y utilización del ancho de banda en equipos de switch. La solución 40G se basa en la tecnología 10G para una menor complejidad, pero no es tan eficiente ni escalable. Estas diferencias dan lugar a costos posteriores, capacidades de expansión y opciones de implementación.

25GbE frente a 40GbE: comparación de costes y escalabilidad

En cuanto al consumo de energía y la densidad de puertos:

25GbE utiliza un diseño SerDes de un solo canal, lo que significa que consume menos energía y genera menos calor por puerto. Esto permite que los switches incorporen más puertos en el mismo espacio, aprovechando mejor el espacio y reduciendo el coste por Gb de ancho de banda. Por otro lado, 40GbE obtiene su ancho de banda mediante canales paralelos 4x10G, lo que significa que necesita más recursos SerDes y de circuitos por puerto. Esto se traduce en un mayor consumo de energía y desafíos térmicos, lo que limita los puertos disponibles y aumenta naturalmente el coste por Gb.

En cuanto a los costos de hardware, 25GbE aprovecha el factor de forma de encapsulado SFP+/SFP28 maduro, lo que permite reutilizar por completo la cadena de suministro y la experiencia de diseño de la era de 10Gb. Esto hace que los costos por puerto de los módulos y el hardware relacionado sean más fáciles de controlar y facilita las actualizaciones de red. Por otro lado, 40GbE utiliza módulos QSFP+ y nuevos componentes. Su ruta tecnológica es madura, pero cuesta más inicialmente y por puerto que 25GbE.

Para cableado y conectividad, 25GbE suele utilizar fibra dúplex LC o Cables DAC 25G. En muchas situaciones, puede reutilizar los sistemas de cableado 10G existentes sin modificaciones significativas, lo que ayuda a mantener bajos los costos de cableado y simplifica el despliegue. 40GbE utiliza principalmente cables troncales multifibra MPO/MTP (p. ej., de 12 fibras), que no funcionan con interfaces LC estándar. Esto a menudo requiere una infraestructura de cableado nueva o reconfigurada, lo que resulta en una mayor inversión en el proyecto y barreras de implementación.

En cuanto a escalabilidad y rendimiento: - La arquitectura de canal único de 25GbE ofrece una mayor eficiencia energética por puerto y una mejor utilización del ancho de banda, con una eficiencia de enlace más cercana a la de un bus de capa superior. Combinar cuatro canales de 25G facilita la actualización a 100G. Una solución 40GbE basada en una arquitectura 4x10G tiene un ancho de banda por enlace inferior al de 40GbE. Además, aumentar la velocidad normalmente requiere cambiar la configuración del sistema o los cables, lo que la hace menos flexible que el enfoque basado en 25G.

Ethernet 25G frente a Ethernet 40G: comparación de escenarios de aplicación

Ethernet 40G sigue utilizándose ampliamente para aplicaciones tradicionales de agregación y backbone. Sin embargo, en proyectos de nueva construcción o de actualización a gran escala, 25G se está convirtiendo en la solución preferida. Ethernet 25G es más adecuado para entornos de alta densidad que enfatizan la eficiencia energética y la escalabilidad, como los enlaces ascendentes de servidores en implementaciones top-of-rack (ToR) de centros de datos, capas de acceso de clústeres de IA e implementaciones de nodos cloud/edge. Permite una ruta de actualización fluida desde 10G mientras aprovecha la infraestructura de cableado existente, ofreciendo mayor densidad de puertos, menor coste por Gbit y una eficiencia energética superior. También se alinea bien con escenarios que exigen gran ancho de banda y baja latencia, como el fronthaul 5G.

Ethernet 40G es más frecuente en redes consolidadas y de larga trayectoria. Combina múltiples enlaces 10G en las capas de agregación y núcleo de los centros de datos, redes de campus y redes de área metropolitana, ofreciendo una transmisión troncal estable y de gran ancho de banda. En estos casos, la infraestructura de switches 40G y módulos ópticos que ya tenemos sigue siendo una inversión significativa, y servirá como capa de transición antes de pasar a 100G, 400G o velocidades aún mayores. En general, Ethernet 25G es más adecuado para implementaciones de alta densidad orientadas al futuro. En comparación, Ethernet 40G sigue desempeñando un papel fundamental en los sistemas tradicionales y las capas de agregación, proporcionando un margen y garantía de compatibilidad para actualizaciones graduales.

¿Cómo elegir entre Ethernet 25G y Ethernet 40G?

Al elegir entre Ethernet 25G y 40G, depende de sus necesidades específicas de red. 25G SFP28 es más adecuado para conexiones de servidores. Funciona bien con las velocidades típicas de las tarjetas de interfaz de red de los servidores, ofrece más puertos en el mismo espacio y cuesta menos por gigabit. Si el enfoque principal son los enlaces ascendentes de gran ancho de banda entre switches, o si la red existente ya ha desplegado equipos QSFP+ a gran escala, continuar con una solución 40G será más fluido a corto plazo.

En términos de cableado e infraestructura, si el objetivo es reutilizar al máximo los cables 10G y los sistemas de cableado existentes, 25G ofrece una ventaja más significativa. En la mayoría de los casos, actualizar a 25G le permite reutilizar su fibra dúplex LC actual o sus DACs de cobre. Esto puede ahorrarle dinero en recableado y permitirle ponerse en marcha más rápido. Normalmente, 40G utiliza cables multifibra MPO/MTP, que requieren nuevo cableado troncal. Esto aumenta la complejidad de la planificación y la construcción. En cuanto a la escalabilidad, 25G evoluciona de forma natural a 100G mediante 4x25G, lo que se alinea con las próximas hojas de ruta de redes 100G y 400G. Muchos módulos 100G QSFP28 utilizan un diseño 4x25G. Aunque 40G también puede migrar a 100G, no es tan eficiente como la ruta de evolución basada en 25G en términos de consumo de energía y utilización de la densidad de puertos. Es más adecuado como capa de transición para redes existentes que como opción principal para nuevas arquitecturas de alta densidad.

En cuanto a la disponibilidad de equipos y el presupuesto, los switches 40G y los módulos QSFP+ están muy consolidados, lo que los hace adecuados para aprovechar los ecosistemas existentes y permitir una implementación rápida a corto plazo. Al mismo tiempo, los equipos 25G se están volviendo más comunes en centros de datos en la nube y escenarios 5G. Los módulos SFP28, las NIC y los switches son cada vez más baratos, lo que los convierte en una mejor opción en conjunto. En la práctica, muchas organizaciones utilizan una combinación de 25G para las capas de acceso y top-of-the-rack (ToR), y 100G/400G para enlaces ascendentes y redes troncales. Esto significa que omiten 40G como paso intermedio. Si se ve obligado a elegir una “solución de velocidad intermedia,” se aplica una regla general sencilla: 25G tiende a ofrecer un mejor costo por Gbps y densidad de puertos. Al mismo tiempo, 40G aprovecha su madurez y la infraestructura de red existente para conservar valor en la implementación rápida y la compatibilidad.

Conclusión

En general, 25GbE y 40GbE desempeñaron un papel temporal en la transición de 10G a 100G, pero sus funciones en las redes modernas difieren. El módulo 25G SFP28 es excelente porque ofrece una alta densidad de puertos, permite controlar el consumo de energía y reutilizar el cableado. Puede usar la fibra LC 10G y los cables de cobre que ya tiene, por lo que es una excelente opción para el acceso de servidores top-of-rack, enlaces fronthaul 5G y escenarios de borde. 40G QSFP+ todavía se utiliza en redes de agregación tradicionales y redes heredadas, ofreciendo soporte de rendimiento fiable y constante para capas de backbone y agregación establecidas.

En la mayoría de los proyectos nuevos o de actualización, 25G es una opción más rentable y más fácil de ampliar, y a menudo sustituye por completo a 40G. QSFPTEK ofrece una selección completa de módulos ópticos y cables QSFP+ y SFP28. Todos los productos se someten a pruebas rigurosas en condiciones cercanas a las reales, lo que garantiza una compatibilidad perfecta con switches y servidores convencionales. Esto facilita la actualización a los usuarios y mantiene todo funcionando sin problemas y correctamente en conjunto.