Въздействието на Ethernet върху мрежите през 2020 г

Преводът на статията е изготвен специално за студентите от курса "Системен инженер". Записването за курса вече е отворено.

ОБРАТНО В БЪДЕЩЕТО С ЕДНА ЧИФКА 10MB/S ETHERNET - ПИТЪР ДЖОУНС, ETHERNET ALLIANCE И CISCO

Може да е трудно за вярване, но 10Mbps Ethernet отново се превръща в много популярна тема в нашата индустрия. Хората ме питат: „Защо се връщаме в 1980-те?“ Има прост отговор и за тези от нас, които работехме в индустрията по това време, той е познат. В онази епоха, преди Ethernet да стане повсеместен, мрежите бяха като дивия запад. Всеки от тях имаше свои собствени протоколи, физически слоеве, конектори и т.н. Оттогава обаче ИТ концентрира основния набор от технологии към Ethernet, който осигурява безпроблемна комуникация за милиарди хора.

Ако погледна тавана в моя офис, виждам безжични точки за достъп, които се свързват с Ethernet. Ще видя също индикатори, температурни сензори, HVAC устройства, осветление на изхода и много други видове устройства, които от своя страна не правят това. Светът на „Оперативните технологии“ изглежда като ИТ през 90-те, с толкова широка гама от физически слоеве и протоколи, че изглежда, сякаш всеки е измислил свой собствен (ето връзката).

Питър Джоунс, изтъкнат инженер, Cisco

10 Mbps Single Pair Ethernet (10SPE) беше одобрен от IEEE през ноември 2019 г., добавяйки две нови спецификации на физическия слой за поддръжка на данни и захранване над 1000 m единичен усукан чифт меден кабел, както и многовръзка свързаност с 8 възела над 25 м кабел.. Тези атрибути го правят уникално подходящ за активиране на Ethernet в сгради и мрежи за индустриална автоматизация. Проектът Advanced Physical Layer (APL) е базиран на 10SPE за приложения на опасни места.

10SPE е разработен, за да отговори на нуждите на потребителите в областта на сградната автоматизация и индустриалната автоматизация и да опрости и ускори прехода към Ethernet. Това прави възприемането на съществуващи мрежови протоколи и услуги лесен за разрешаване проблем, позволявайки на OT света да се възползва от 30 години ИТ иновации. Индустрията вече има възможност да изгради единна обща мрежова инфраструктура за съоръжения.

Тъй като Ethernet навършва 40 години, аз се вълнувам от скоростта от ранните дни.

ETHERNET: ГЛОБАЛНА ТЕХНОЛОГИЯ ЗА СВЪРЗВАНЕ - НЕЙТАН ТРЕЙСИ, ETHERNET ALLIANCE И TE CONNECTIVITY

2020 г. ще донесе още една еволюционна стъпка в растежа и доминирането на Ethernet като глобална комуникационна технология. Същата основна технология, която осигури рентабилни LAN комуникации в офис сектора преди 40 години, продължава да намира пътя си към нови пазари, тъй като всеки иска да се възползва от разходите, производителността и гъвкавостта, които предлага Ethernet.

Новите приложения, които ще развият Ethernet решенията през 2020 г., включват кабелни Ethernet мрежи в жилищни и търговски превозни средства със скорости над 10 Gbps, както и разработването на оптични Ethernet мрежи за транспортната индустрия. Повечето вече са наясно с развитието на автономните превозни средства и техните изисквания. Въпреки това, сензорите, камерите и системите за контрол, които ще позволят такова инженерно чудо, ще изискват и високопроизводителна Ethernet мрежа за защита на пътниците, която може също така да осигури всички мрежови предимства на индивидуалния климатичен контрол и отделните аудио и видео развлечения. В същото време мрежата трябва да гарантира, че трафикът, свързан със сигурността, е с приоритет пред трафика, свързан с комфорта и развлеченията..

Нейтън Трейси, мениджър, Индустриални стандарти, TE Connectivity

За индустриални, търговски, автомобилни и домашни приложения ще видим разширяване на заявената производителност на Power over Ethernet (PoE), тъй като новите PoE опции са документирани и пуснати на пазара за широка гама от нови приложения и системи - от интелигентни сгради до уреди и Интернет на нещата, сензори и контроли. За да се гарантира, че PoE продуктите, предлагани на пазара като отговарящи на тези нива на производителност, са тествани от сертифицирани лаборатории на трети страни, Ethernet Alliance ще въведе следващата фаза от своята програма за PoE сертифициране. Друга област на бързо приемане на новата Ethernet технология е в приложенията за свързване на нашите домове и фирми към основната мрежа чрез разработването на следващо поколение технология за пасивна оптична мрежа (PON), която ще осигури общи скорости от 50 Gbps в мрежите. достигайки поне 50 км.

Нови по-високи скорости на Ethernet данни също ще излязат на пазара, за да отговорят на нуждите на нови видео интензивни приложения, достъпни чрез облачни мрежи. За да съответстват на скорости на данни като 100 Gbps, 200 Gbps и 400 Gbps, технолозите разработват нови материали и нови архитектури, които ще позволят на тези скорости да надхвърлят това, което не е било възможно в миналото. Използвайки мощни инструменти за моделиране и надграждайки минал опит, но с нови материали, ще видим Ethernet оборудване, оптични модули, конектори и кабели, които позволяват на операторите на хипермащабни или облачни центрове за данни да се мащабират до нови нива на производителност и да предоставят нови услуги.

Наистина, 2020 г. ще бъде не само годината, в която IEEE 802.3 навършва 40 години, но и годината на непрекъснато разширяване и растеж на следващото поколение Ethernet приложения, производителност и скорости на данни.

ETHERNET ЩЕ ПРОДЪЛЖИ ДА СЕ РАЗШИРЯВА НА НОВИ ПАЗАРИ - JIM THEODORAS, ETHERNET ALLIANCE И HG GENUINE USA

През 2020 г. Ethernet ще продължи да се разширява към нови пазари и приложения. Ethernet постепенно измества много алтернативни специализирани протоколи поради многобройните си предимства и мащаба на спестяванията. И тъй като изискванията за честотна лента продължават да растат експоненциално, Ethernet не само трябваше да стане по-бърз, но и да премине към по-сложни модулационни формати и по-голяма паралелизация. Вместо битове в секунда, сега говорим за скорост на предаване; серийните канали вече са N-серийни канали с вградени рамкови маркери за осигуряване на подравняване. Ако се отдръпнем и погледнем голямата картина, Ethernet еволюира от комуникационна връзка от точка до точка до основата на разпределени изчислителни мрежи навсякъде..

Джим Теодорас, вицепрезидент по изследвания и развитие, HG Genuine USA

По-подробно, 2020 г. ще бъде друг крайъгълен камък за Ethernet с въвеждането на продуктовата линия 112 Gbps. Въпреки че 100 Gigabit Ethernet не е нещо ново, постигането на тази скорост на серийни връзки не само прави достъпно третото поколение рентабилни 100 Gigabit Ethernet продукти, но също така позволява второ поколение 400 Gigabit Ethernet и първото 800 Gigabit в секунда. В Ethernet екосистемата всичко ще трябва да скочи напред, за да работи по-бързо, по-широко и в по-сложни модулационни формати. Първото поколение 400-гигабитови клиентски оптични приемо-предаватели, базирани на 8x28Gbaud PAM4, ще започне да се доставя. В същото време първите 800 Gigabit/s клиенти ще бъдат демонстрирани в 8x100 Gigabit Ethernet и 2x400 Gigabit Ethernet. Обещанието за по-евтини серийни връзки под формата на 400G-ZR най-накрая е на път да се реализира.

Тъй като повечето оптични приемо-предаватели и активни оптични кабели се използват в локални мрежи, има смисъл само да се минимизират режийните разходи и да се свърже директно оптиката към силициевите интегрални схеми вътре в тези влакна. Съвместно опакованата оптика далеч не е готова за производство, но до 2020 г. критична работа ще се случва зад кулисите, тъй като Ethernet индустрията пренасочва техническия си мускул, както и средствата за разработка към интегриране на оптични комуникации директно върху силиконовата матрица.

ETHERNET ЕКОСИСТЕМА И ОБЛАЧНО МАШИННО ОБУЧЕНИЕ - ROB STONE, ETHERNET ALLIANCE И BROADCOM

Растежът на капацитета на глобалната мрежа във всички сектори традиционно се движи от два основни фактора; добавяне на потребители и добавяне на нови приложения. Въпреки че броят на потребителите продължава да расте, той е по-малък от изискванията за честотна лента, предизвикани от нови приложения, които в крайна сметка изискват използването на нови мрежови технологии, за да отговорят на търсенето. Един такъв клас приложения, който стимулира експоненциален растеж през последните години, е изкуственият интелект и машинното обучение (ML), по-специално конволюционните дълбоки невронни мрежи.

Внедряването на ML система включва две фази. Първо, моделите на невронни мрежи трябва да бъдат обучени с помощта на набори от данни за обучение. След като се установи, че обучените модели са достатъчно точни, те се предават на машини за изводи, където крайните приложения могат да използват обучения модел, за да предскажат (или „изведат“) резултати, дадени на класификацията на външни данни или заявки..

Роб Стоун, изтъкнат инженер, Broadcom

За да се ускори процесът на обучение на ML, се използва паралелизиране, което включва няколко отделни възли за обучение. Това води до строги мрежови изисквания за разпространение на данни за обучение между възли, както и по време на последващия процес на обучение, тъй като параметрите се обменят между възлите за подобряване на точността на модела. По време на извод крайното приложение набляга на бързото връщане на резултата, за да се минимизира латентността, видима за крайния потребител, и следователно ниската латентност е критична. Поради тези причини всички големи хипермащабни оператори вече са внедрили свой собствен ML хардуер, а някои предлагат облачен ML като услуга за приложения за крайни потребители. Конкуренцията между различните ML облачни услуги принуждава операторите да продължат да инвестират в надстройки на мрежовата инфраструктура, за да останат конкурентоспособни, което от своя страна кара Ethernet общността да реагира на технологии, които поддържат повишени изисквания за честотна лента с предизвикателствата за поддържане на приемлив профил на мощност и цена.

Въпреки това, тези вътрешни системи за машинно обучение са безполезни, освен ако входните данни не могат да бъдат събрани и изпратени до машини за изводи, за да направят прогнози. Устройства като автономни превозни средства, индустриален IoT и интелигентни домове, офиси и градове използват разнообразен набор от технологии за свързване, безжични (лични мрежи, както и локални мрежи или WiFi), кабелни, включително използването на Power over Ethernet технологии, и клетъчни (LTE и 5G). Всички тези технологии използват Ethernet екосистемата, за да създадат рентабилни, силно оперативно съвместими решения.

Нейтън Трейси в момента служи в борда на директорите на Ethernet Alliance и участва активно в организацията през последните няколко години. Той е технолог в екипа System Architecture и Industry Standards Lead за бизнес звено Data and Devices в TE Connectivity, отговарящ за разработването на стандарти и работата с ключови клиенти за създаване на нови системни архитектури. Нейтън също е активен член на няколко индустриални асоциации, като в момента е президент и член на борда на OIF и редовно посещава и допринася за IEEE 802.3 и COBO.

Джим Теодорас е член на борда на директорите на Ethernet и вицепрезидент по изследванията и развитието в HG Genuine USA. Той е опитен професионалист в областта на оптичните комуникации с доказан опит в създаването на нови потоци от приходи чрез комбинация от креативност, анализ на пазара, ангажираност на клиентите, многофункционална екипна работа и поддръжка. Той има над 30 години опит в индустрията на електрониката и оптиката, покриващ широк спектър от различни теми. Джим е бивш президент на Ethernet Alliance и бивш редактор на оптични комуникации за списание IEEE Communications. Той притежава 20 патента в областта на телекомуникациите и често участва в публикации в индустрията.

Роб Стоун, борд на директорите на Ethernet Alliance, е изтъкнат инженер в екипа на Switch Architecture на Broadcom, специализиран в свързването на центрове за данни, проектиране на протоколи и портове. Той е активен участник в редица индустриални организации, включително IEEE 802.3, COBO и други модули на MSA, и е председателствал техническата работна група на MSA RCx и 25G Ethernet. Роб има над 18 години опит в индустрията, предлагайки комуникационни технологии на пазара. Заемал е технически и управленски позиции в Intel, Infinera, Emcore, Skorpios и Bandwidth 9.

Питър Джоунс е председател на борда на директорите на Ethernet Alliance и изтъкнат инженер в групата Cisco Enterprise Hardware. Той работи върху нови технологии и системни архитектури за комутиращи, маршрутизиращи и безжични продукти на Cisco, както и мрежови продукти на Cisco IoT. Той беше ключова фигура в разработването на комутаторите от серията Catalyst 3850, Catalyst 3650 и Catalyst 9000. В допълнение към ролята си на председател на Ethernet Alliance, Питър също така председателства подкомитета на Ethernet Alliance Single Pair Ethernet, участва в IEEE 802.3, и председателства NBASE-T Alliance.

По установена традиция очакваме вашите коментари и каним всички безплатен уеб семинар, в рамките на който ще разгледаме работата на протоколите VRRP/HSRP. Ще анализираме случаите, в които е необходимо да се използват резервни шлюзови протоколи, както и ще разгледаме разликите между протоколите и ще сравним работата на HSRP/VRRP с GLBP.

Източник: www.habr.com