O impacto de Ethernet nas tecnoloxías de rede en 2020

A tradución do artigo foi elaborada expresamente para o alumnado do curso "Enxeñeiro de redes". Xa está aberta a inscrición para o curso.

VOLTA AO FUTURO CON ETHERNET DE 10MB/S DE PAR ÚNICO - PETER JONES, ETHERNET ALLIANCE E CISCO

Pode ser difícil de crer, pero Ethernet de 10 Mbps volve ser un tema moi popular na nosa industria. A xente pregúntame: "Por que volvemos aos anos 1980?" Hai unha resposta sinxela, e para aqueles de nós que traballamos na industria naquel momento, é familiar. Nesa época, antes de que Ethernet se fixese omnipresente, as redes eran como o salvaxe oeste. Cada un tiña os seus propios protocolos, capas físicas, conectores, etc. Non obstante, desde entón, a TI concentrou o conxunto básico de tecnoloxías cara a Ethernet, que proporciona comunicacións sen fisuras para miles de millóns de persoas.

Se miro o teito da miña oficina, vexo puntos de acceso sen fíos que se conectan a Ethernet. Tamén vou ver indicadores, sensores de temperatura, dispositivos HVAC, iluminación de saída e moitos outros tipos de dispositivos que á súa vez non fan isto. O mundo da "Tecnoloxía Operativa" parece a informática dos anos 90, cunha gama tan ampla de capas físicas e protocolos que parece que cada un inventou o seu (aquí está a conexión).

Peter Jones, enxeñeiro distinguido, Cisco

IEEE aprobou 10 Mbps Single Pair Ethernet (10SPE) en novembro de 2019, engadindo dúas novas especificacións de capa física para admitir datos e alimentar máis de 1000 m de cable de cobre de par trenzado único, así como conectividade multi-link con 8 nodos máis de 25. cable m.. Estes atributos fan que sexa especialmente axeitado para habilitar Ethernet dentro de edificios e redes de automatización industrial. O proxecto Advanced Physical Layer (APL) baséase en 10SPE para aplicacións de localización perigosa.

10SPE foi desenvolvido para satisfacer as necesidades dos usuarios no campo da automatización de edificios e automatización industrial e simplificar e acelerar a transición a Ethernet. Isto fai que a adopción de protocolos e servizos de rede existentes sexa un problema fácil de resolver, o que permite que o mundo OT se beneficie de 30 anos de innovación en TI. A industria agora ten a oportunidade de construír unha única infraestrutura de rede común para instalacións.

Cando Ethernet cumpre 40 anos, estiven entusiasmado coa velocidade desde os primeiros días.

ETHERNET: TECNOLOXÍA ​​DE CONECTIVIDADE GLOBAL - NATHAN TRACY, ALIANZA ETHERNET E CONECTIVIDADE TE

2020 traerá outro paso evolutivo no crecemento e dominio de Ethernet como tecnoloxía de comunicación global. A mesma tecnoloxía básica que proporcionou comunicacións LAN rendibles no sector da oficina hai 40 anos segue a atopar o seu camiño en novos mercados xa que todos queren beneficiarse do custo, rendemento e flexibilidade que ofrece Ethernet.

As novas aplicacións que evolucionarán as solucións Ethernet en 2020 inclúen redes Ethernet con cable en vehículos residenciais e comerciais a velocidades superiores a 10 Gbps, así como o desenvolvemento de redes Ethernet ópticas para a industria do transporte. A maioría xa coñece o desenvolvemento dos vehículos autónomos e as súas esixencias. Non obstante, os sensores, cámaras e sistemas de control que permitirán unha marabilla de enxeñería deste tipo tamén precisarán dunha rede Ethernet de alto rendemento para protexer aos ocupantes, que tamén pode proporcionar todos os beneficios en rede do control climático individual e do entretemento separado de audio e vídeo. Ao mesmo tempo, a rede debe garantir que se prima o tráfico relacionado coa seguridade fronte ao tráfico relacionado co confort e o entretemento..

Nathan Tracey, xerente de Estándares da Industria, TE Connectivity

Para as aplicacións industriais, comerciais, automotrices e domésticas, veremos unha expansión no rendemento declarado de Power over Ethernet (PoE) a medida que se documentan novas opcións de PoE e se introducen no mercado para unha ampla gama de novos sistemas e aplicacións, desde edificios intelixentes ata electrodomésticos e Internet das cousas, sensores e controis. Para garantir que os produtos PoE comercializados que cumpren estes niveis de rendemento fosen probados por laboratorios certificados de terceiros, Ethernet Alliance lanzará a seguinte fase do seu programa de certificación PoE. Outra área de rápida adopción da nova tecnoloxía Ethernet está nas aplicacións para conectar os nosos fogares e empresas á rede principal mediante o desenvolvemento da tecnoloxía de rede óptica pasiva (PON) de nova xeración, que ofrecerá velocidades agregadas de 50 Gbps en redes. alcanzando polo menos 50 km.

Tamén sairán ao mercado novas taxas de datos Ethernet máis altas para satisfacer as necesidades de novas aplicacións intensivas en vídeo accesibles a través de redes na nube. Para igualar velocidades de datos como 100 Gbps, 200 Gbps e 400 Gbps, os tecnólogos están a desenvolver novos materiais e novas arquitecturas que permitirán que estas velocidades superen o que non era posible no pasado. Usando poderosas ferramentas de modelado e baseándose na experiencia pasada, pero con novos materiais, veremos equipos Ethernet, módulos ópticos, conectores e cables que permiten aos operadores de centros de datos de hiperescala ou na nube escalar a novos niveis de rendemento e ofrecer novos servizos.

De feito, 2020 non só será o ano en que IEEE 802.3 cumpre 40 anos, senón tamén o ano de expansión e crecemento continuos das aplicacións Ethernet de próxima xeración, o rendemento e as taxas de datos.

ETHERNET SEGUIRÁ EXPANDÁNDOSE A NOVOS MERCADOS: JIM THEODORAS, ETHERNET ALLIANCE E HG GENUINE USA

En 2020, Ethernet seguirá expandíndose a novos mercados e aplicacións. Ethernet está a substituír gradualmente moitos protocolos especializados alternativos debido ás súas moitas vantaxes e á súa escala de aforro. E como os requisitos de ancho de banda seguen crecendo exponencialmente, Ethernet non só tivo que ir máis rápido, senón que tamén tivo que avanzar cara a formatos de modulación máis complexos e unha maior paralelización. En lugar de bits por segundo, agora falamos de velocidade en baudios; As canles en serie agora son canles en serie N con marcadores de cadros incorporados para garantir o aliñamento. Se damos un paso atrás e miramos o panorama xeral, Ethernet evolucionou desde un enlace de comunicación punto a punto á base de redes de computación distribuídas en todas partes..

Jim Theodoras, vicepresidente de Investigación e Desenvolvemento, HG Genuine USA

Máis en detalle, 2020 será outro fito para Ethernet coa introdución da liña de produtos de 112 Gbps. Aínda que 100 Gigabit Ethernet non é novo, o logro desta velocidade en conexións en serie non só fai dispoñible a terceira xeración de produtos de 100 Gigabit Ethernet de custo optimizado, senón que tamén permite a segunda xeración de 400 Gigabit Ethernet e os primeiros 800 Gigabit por segundo. No ecosistema Ethernet, todo terá que dar un salto adiante para funcionar máis rápido, máis amplo e en formatos de modulación máis complexos. A primeira xeración de transceptores ópticos de clientes de 400 Gigabit baseados en 8x28Gbaud PAM4 comezará a enviarse. Ao mesmo tempo, os primeiros clientes de 800 Gigabit/s demostraranse en 8x100 Gigabit Ethernet e 2x400 Gigabit Ethernet. A promesa de conexións en serie máis baratas na forma do 400G-ZR finalmente está a piques de cumprirse.

Dado que a maioría dos transceptores ópticos e cables ópticos activos consomen nas redes de área local, só ten sentido minimizar a sobrecarga e conectar directamente a óptica aos circuitos integrados de silicio dentro destas fibras. A óptica co-empaquetada está lonxe de estar lista para a produción, pero para 2020, un traballo crítico realizarase entre bastidores a medida que a industria de Ethernet cambia o seu músculo técnico e os fondos de desenvolvemento para integrar as comunicacións ópticas directamente na matriz de silicio.

APRENDIZAXE MÁQUINA DE ECOSISTEMA ETHERNET E NUBE: ROB STONE, ALIANZA ETHERNET E BROADCOM

O crecemento da capacidade de rede global en todos os sectores foi tradicionalmente impulsado por dous factores principais; engadir usuarios e engadir novas aplicacións. Aínda que o número de usuarios segue crecendo, é diminuído polas demandas de ancho de banda impulsadas polas novas aplicacións que, en última instancia, requiren o uso de novas tecnoloxías de rede para satisfacer a demanda. Unha destas clases de aplicacións que está a impulsar un crecemento exponencial nos últimos anos é a intelixencia artificial e a aprendizaxe automática (ML), en particular as redes neuronais profundas convolucionais.

A implantación dun sistema de ML implica dúas fases. En primeiro lugar, os modelos de redes neuronais deben adestrarse utilizando conxuntos de datos de adestramento. Unha vez que se considera que os modelos adestrados son suficientemente precisos, pásanse a motores de inferencia, onde as aplicacións finais poden usar o modelo adestrado para predicir (ou "inferir") resultados dada a clasificación de datos ou consultas externas..

Rob Stone, enxeñeiro distinguido, Broadcom

Para acelerar o proceso de adestramento de ML, úsase a paralelización que inclúe varios nodos de adestramento separados. Isto resulta en requisitos estritos de rede para distribuír os datos de adestramento entre os nodos, así como durante o proceso de adestramento posterior xa que se intercambian parámetros entre os nodos para mellorar a precisión do modelo. Durante a inferencia, a aplicación final fai fincapé en devolver o resultado rapidamente para minimizar a latencia visible para o usuario final e, polo tanto, a baixa latencia é fundamental. Por estes motivos, todos os principais operadores de hiperescala implantaron agora o seu propio hardware de ML e algúns ofrecen ML na nube como servizo para aplicacións de usuarios finais. A competencia entre os diferentes servizos na nube de ML está obrigando aos operadores a seguir investindo en actualizacións da infraestrutura de rede para seguir sendo competitivos, o que á súa vez está impulsando á comunidade Ethernet a responder ás tecnoloxías que admiten requisitos de ancho de banda aumentados co reto de manter un perfil de custo e potencia aceptable.

Non obstante, estes sistemas internos de ML son inútiles a non ser que os datos de entrada se poidan recoller e enviar a motores de inferencia para facer predicións. Dispositivos como vehículos autónomos, IoT industrial e casas intelixentes, oficinas e cidades usan un conxunto diverso de tecnoloxías de conectividade, sen fíos (redes de área persoal, así como redes de área local ou WiFi), con fíos, incluíndo o uso de tecnoloxías Power over Ethernet e móbiles. (LTE e 5G). Todas estas tecnoloxías aproveitan o ecosistema Ethernet para crear solucións rendibles e altamente interoperables.

Nathan Tracy actualmente forma parte do consello de administración da Ethernet Alliance e participou activamente na organización durante os últimos anos. É tecnólogo do equipo de Arquitectura de sistemas e responsable de estándares da industria para a unidade de negocio de datos e dispositivos de TE Connectivity, responsable do desenvolvemento de estándares e de traballar con clientes clave para crear novas arquitecturas de sistemas. Nathan tamén é membro activo de varias asociacións industriais, actualmente exercendo como presidente e membro do consello de administración de OIF e asistindo regularmente e contribuíndo a IEEE 802.3 e COBO.

Jim Theodoras é membro do consello de administración de Ethernet e vicepresidente de investigación e desenvolvemento de HG Genuine USA. É un experimentado profesional das comunicacións ópticas cun historial comprobado de crear novas fontes de ingresos mediante unha combinación de creatividade, análise de mercado, compromiso do cliente, traballo en equipo multifuncional e apoio. Ten máis de 30 anos de experiencia na industria electrónica e óptica, abarcando unha ampla gama de temas diversos. Jim é o antigo presidente da Ethernet Alliance e antigo editor de comunicacións ópticas para IEEE Communications Magazine. Posúe 20 patentes no campo das telecomunicacións e é un colaborador frecuente de publicacións do sector.

Rob Stone, Consello de Administración de Ethernet Alliance, é un enxeñeiro distinguido do equipo de Arquitectura de conmutadores de Broadcom, especializado en interconexións de centros de datos, deseño de protocolos e portos. É un participante activo en varias organizacións do sector, incluíndo IEEE 802.3, COBO e outros módulos MSA, e presidiu o MSA RCx and 25G Ethernet Technical Working Group. Rob ten máis de 18 anos de experiencia na industria traendo tecnoloxía de comunicacións ao mercado. Ocupou cargos técnicos e de xestión en Intel, Infinera, Emcore, Skorpios e Bandwidth 9.

Peter Jones é o presidente do consello de administración da Ethernet Alliance e un enxeñeiro distinguido no grupo Cisco Enterprise Hardware. Traballa en novas tecnoloxías e arquitecturas de sistemas para produtos de conmutación, enrutamento e sen fíos de Cisco, así como produtos Cisco IoT Networking. Foi unha figura clave no desenvolvemento dos conmutadores da serie Catalyst 3850, Catalyst 3650 e Catalyst 9000. Ademais da súa función como presidente da Ethernet Alliance, Peter tamén preside o subcomité Ethernet Alliance Single Pair Ethernet, participa en IEEE 802.3, e preside a Alianza NBASE-T.

Segundo a tradición establecida, agardamos os vosos comentarios e invitamos a todos webinar gratuíto, dentro do cal teremos en conta o funcionamento dos protocolos VRRP/HSRP. Analizaremos casos nos que sexa necesario utilizar protocolos de pasarela redundantes, examinaremos tamén as diferenzas entre os protocolos e compararemos o funcionamento de HSRP/VRRP co GLBP.

Fonte: www.habr.com