Utjecaj Etherneta na mrežne tehnologije u 2020

Prijevod članka pripremljen je posebno za studente kolegija "Mrežni inženjer". Upisi na tečaj su otvoreni.

POVRATAK U BUDUĆNOST S JEDNIM PAROM 10MB/S ETHERNET - PETER JONES, ETHERNET ALLIANCE I CISCO

Možda je teško povjerovati, ali 10Mbps Ethernet ponovno postaje vrlo popularna tema u našoj industriji. Ljudi me pitaju: "Zašto se vraćamo u 1980-e?" Postoji jednostavan odgovor, a nama koji smo u to vrijeme radili u industriji on je poznat. U to doba, prije nego što je Ethernet postao sveprisutan, umrežavanje je bilo poput divljeg zapada. Svaki je imao svoje protokole, fizičke slojeve, konektore, itd. Međutim, IT je od tada koncentrirao temeljni skup tehnologija prema Ethernetu, koji osigurava besprijekornu komunikaciju za milijarde ljudi.

Ako pogledam strop u svom uredu, vidim bežične pristupne točke koje se povezuju na Ethernet. Također ću vidjeti indikatore, temperaturne senzore, HVAC uređaje, izlaznu rasvjetu i mnoge druge vrste uređaja koji to ne rade. Svijet "Operativne tehnologije" izgleda kao IT 90-ih, s toliko širokim rasponom fizičkih slojeva i protokola da se čini kao da je svatko izmislio svoj (evo poveznice).

Peter Jones, istaknuti inženjer, Cisco

10 Mbps Single Pair Ethernet (10SPE) odobrio je IEEE u studenom 2019., dodajući dvije nove specifikacije fizičkog sloja za podršku podacima i napajanje preko 1000 m jedne upletene parice bakrenog kabela, kao i višestruko povezivanje s 8 čvorova preko 25 m kabel.. Ovi atributi čine ga jedinstvenim za omogućavanje Etherneta unutar zgrada i industrijskih automatiziranih mreža. Projekt Advanced Physical Layer (APL) temelji se na 10SPE za aplikacije na opasnim lokacijama.

10SPE je razvijen kako bi zadovoljio potrebe korisnika u području automatizacije zgrada i industrijske automatizacije te pojednostavio i ubrzao prijelaz na Ethernet. To čini usvajanje postojećih mrežnih protokola i usluga problemom koji je lako riješiti, omogućujući OT svijetu da ima koristi od 30 godina IT inovacija. Industrija sada ima priliku izgraditi jedinstvenu, zajedničku mrežnu infrastrukturu za objekte.

Kako Ethernet navršava 40 godina, bio sam uzbuđen zbog brzine od ranih dana.

ETHERNET: GLOBALNA TEHNOLOGIJA POVEZIVANJA - NATHAN TRACY, ETHERNET ALLIANCE I TE CONNECTIVITY

2020. će donijeti još jedan evolucijski korak u rastu i dominaciji Etherneta kao globalne komunikacijske tehnologije. Ista temeljna tehnologija koja je omogućila isplativu LAN komunikaciju u uredskom sektoru prije 40 godina nastavlja pronalaziti svoj put na nova tržišta jer svi žele imati koristi od troškova, performansi i fleksibilnosti koje nudi Ethernet.

Nove aplikacije koje će razviti Ethernet rješenja u 2020. uključuju žične Ethernet mreže u stambenim i komercijalnim vozilima pri brzinama većim od 10 Gbps, kao i razvoj optičkih Ethernet mreža za transportnu industriju. Većina je već upoznata s razvojem autonomnih vozila i njihovim zahtjevima. Međutim, senzori, kamere i kontrolni sustavi koji će omogućiti takvo inženjersko čudo također će zahtijevati Ethernet mrežu visokih performansi za zaštitu putnika, koja također može pružiti sve umrežene prednosti individualne kontrole klime i odvojene audio i video zabave. U isto vrijeme, mreža mora osigurati da promet povezan sa sigurnošću ima prioritet nad prometom povezanim s udobnošću i zabavom..

Nathan Tracey, voditelj, industrijski standardi, TE Connectivity

Za industrijske, komercijalne, automobilske i kućne aplikacije, vidjet ćemo proširenje u navedenim performansama Power over Ethernet (PoE) kako se nove PoE opcije dokumentiraju i plasiraju na tržište za širok raspon novih aplikacija i sustava - od pametnih zgrada do uređaji i Internet of Things, senzori i kontrole. Kako bi se osiguralo da su PoE proizvodi koji se prodaju kao zadovoljavajući ove razine performansi testirani od strane certificiranih laboratorija trećih strana, Ethernet Alliance će pokrenuti sljedeću fazu svog PoE programa certifikacije. Još jedno područje brzog usvajanja nove Ethernet tehnologije je u aplikacijama za povezivanje naših domova i tvrtki s jezgrenom mrežom kroz razvoj tehnologije pasivne optičke mreže (PON) sljedeće generacije, koja će isporučiti ukupne brzine od 50 Gbps preko mreža. dosežući najmanje 50 km.

Nove veće brzine prijenosa podataka preko Etherneta također će doći na tržište kako bi se zadovoljile potrebe novih video intenzivnih aplikacija dostupnih putem mreža u oblaku. Kako bi uskladili podatkovne brzine kao što su 100 Gbps, 200 Gbps i 400 Gbps, tehnolozi razvijaju nove materijale i nove arhitekture koje će omogućiti da te brzine budu veće od onoga što u prošlosti nije bilo moguće. Koristeći snažne alate za modeliranje i nadograđujući se prošlim iskustvima, ali s novim materijalima, vidjet ćemo Ethernet opremu, optičke module, konektore i kabele koji omogućuju operaterima hiperrazmjernih ili podatkovnih centara u oblaku da se povećaju na nove razine performansi i isporuče nove usluge.

Doista, 2020. neće biti samo godina kada će IEEE 802.3 napuniti 40 godina, već i godina kontinuiranog širenja i rasta Ethernet aplikacija sljedeće generacije, performansi i brzina prijenosa podataka.

ETHERNET ĆE SE NASTAVITI ŠIRITI NA NOVA TRŽIŠTA - JIM THEODORAS, ETHERNET ALLIANCE I HG GENUINE USA

U 2020. Ethernet će se nastaviti širiti na nova tržišta i aplikacije. Ethernet postupno zamjenjuje mnoge alternativne specijalizirane protokole zbog svojih brojnih prednosti i razmjera ušteda. I kako zahtjevi za širinom pojasa nastavljaju eksponencijalno rasti, Ethernet ne samo da je morao postati brži, već i krenuti prema složenijim formatima modulacije i većoj paralelizaciji. Umjesto o bitovima u sekundi, sada govorimo o brzini prijenosa podataka; serijski kanali sada su N-serijski kanali s ugrađenim oznakama okvira za osiguranje poravnanja. Ako se odmaknemo i pogledamo širu sliku, Ethernet je evoluirao od komunikacijske veze od točke do točke do osnove distribuiranih računalnih mreža posvuda..

Jim Theodoras, potpredsjednik istraživanja i razvoja, HG Genuine USA

Detaljnije, 2020. bit će još jedna prekretnica za Ethernet s uvođenjem linije proizvoda od 112 Gbps. Iako 100 Gigabit Ethernet nije novost, postizanje ove brzine na serijskim vezama ne samo da čini dostupnom treću generaciju troškovno optimiziranih 100 Gigabit Ethernet proizvoda, već također omogućuje drugu generaciju 400 Gigabit Etherneta i prvih 800 Gigabita u sekundi. U Ethernet ekosustavu, sve će morati skočiti naprijed kako bi radilo brže, šire i u složenijim modulacijskim formatima. Prva generacija 400-gigabitnih klijentskih optičkih primopredajnika temeljenih na 8x28Gbaud PAM4 započet će s isporukom. U isto vrijeme, prvi 800 Gigabit/s klijenti bit će demonstrirani u 8x100 Gigabit Ethernet i 2x400 Gigabit Ethernet. Obećanje o jeftinijim serijskim vezama u obliku 400G-ZR konačno će se ostvariti.

Budući da se većina optičkih primopredajnika i aktivnih optičkih kabela koristi u lokalnim mrežama, jedino ima smisla svesti opterećenje na najmanju moguću mjeru i izravno spojiti optiku na silicijske IC unutar ovih vlakana. Ko-upakirana optika daleko je od spremne za proizvodnju, ali do 2020. kritičan posao će se odvijati iza kulisa jer Ethernet industrija usmjerava svoju tehničku snagu kao i razvojna sredstva prema integraciji optičkih komunikacija izravno na silikonsku matricu.

ETHERNET EKOSUSTAV I STROJNO UČENJE U OBLAKU - ROB STONE, ETHERNET ALLIANCE I BROADCOM

Rast kapaciteta globalne mreže u svim sektorima tradicionalno je vođen dvama glavnim čimbenicima; dodavanje korisnika i dodavanje novih aplikacija. Dok broj korisnika nastavlja rasti, manji je od zahtjeva za širinom pojasa koje pokreću nove aplikacije koje u konačnici zahtijevaju korištenje novih mrežnih tehnologija kako bi se zadovoljila potražnja. Jedna takva klasa aplikacija koja pokreće eksponencijalni rast posljednjih godina je umjetna inteligencija i strojno učenje (ML), posebice konvolucijske duboke neuronske mreže.

Uvođenje ML sustava uključuje dvije faze. Prvo, modele neuronske mreže potrebno je uvježbati pomoću skupova podataka uvježbavanja. Nakon što se utvrdi da su obučeni modeli dovoljno točni, prosljeđuju se mehanizmima za zaključivanje, gdje krajnje aplikacije mogu koristiti obučeni model za predviđanje (ili "zaključivanje") rezultata s obzirom na klasifikaciju vanjskih podataka ili upita..

Rob Stone, istaknuti inženjer, Broadcom

Kako bi se ubrzao proces obuke ML-a, koristi se paralelizacija koja uključuje nekoliko odvojenih čvorova obuke. To rezultira strogim mrežnim zahtjevima za distribuciju podataka za obuku među čvorovima, kao i tijekom naknadnog procesa obuke jer se parametri razmjenjuju između čvorova kako bi se poboljšala točnost modela. Tijekom zaključivanja, krajnja aplikacija naglašava brzo vraćanje rezultata kako bi se smanjila latencija vidljiva krajnjem korisniku, stoga je niska latencija kritična. Iz tih su razloga svi glavni operateri hiperrazmjera sada postavili vlastiti ML hardver, a neki nude ML u oblaku kao uslugu za aplikacije krajnjih korisnika. Konkurencija između različitih ML usluga u oblaku tjera operatere da nastave ulagati u nadogradnje mrežne infrastrukture kako bi ostali konkurentni, što zauzvrat potiče Ethernet zajednicu da odgovori na tehnologije koje podržavaju povećane zahtjeve za propusnost uz izazove održavanja prihvatljivog profila snage i troškova.

Međutim, ovi interni ML sustavi beskorisni su osim ako se ulazni podaci ne mogu prikupiti i poslati mehanizmima za zaključivanje radi predviđanja. Uređaji kao što su autonomna vozila, industrijski IoT i pametni domovi, uredi i gradovi koriste raznolik skup tehnologija povezivanja, bežičnih (osobne mreže kao i lokalne mreže ili WiFi), žičnih uključujući upotrebu Power over Ethernet tehnologija i mobilnih (LTE i 5G). Sve ove tehnologije iskorištavaju Ethernet ekosustav za stvaranje isplativih, visoko interoperabilnih rješenja.

Nathan Tracy trenutno služi u upravnom odboru Ethernet Alliancea i aktivno je uključen u organizaciju posljednjih nekoliko godina. On je tehnolog u timu System Architecture i Industry Standards Lead za poslovnu jedinicu Data and Devices u TE Connectivity, odgovoran za razvoj standarda i rad s ključnim klijentima na stvaranju novih arhitektura sustava. Nathan je također aktivan član nekoliko industrijskih udruga, trenutno je predsjednik i član odbora OIF-a i redovito prisustvuje i doprinosi IEEE 802.3 i COBO.

Jim Theodoras je član upravnog odbora Etherneta i potpredsjednik za istraživanje i razvoj u HG Genuine USA. On je iskusan stručnjak za optičke komunikacije s dokazanim iskustvom u stvaranju novih tokova prihoda kombinacijom kreativnosti, analize tržišta, angažmana korisnika, međufunkcionalnog timskog rada i podrške. Ima više od 30 godina iskustva u industriji elektronike i optike, pokrivajući širok raspon različitih tema. Jim je bivši predsjednik Ethernet Alliancea i bivši urednik optičkih komunikacija za IEEE Communications Magazine. Ima 20 patenata u području telekomunikacija i čest je suradnik u industrijskim publikacijama.

Rob Stone, upravni odbor Ethernet Alliance-a, istaknuti je inženjer u Broadcomovom timu Switch Architecture, specijaliziran za interkonekcije podatkovnih centara, protokole i dizajn portova. Aktivan je sudionik brojnih industrijskih organizacija, uključujući IEEE 802.3, COBO i druge MSA module, te je predsjedao tehničkom radnom skupinom MSA RCx i 25G Ethernet. Rob ima više od 18 godina iskustva u industriji dovodeći komunikacijsku tehnologiju na tržište. Bio je na tehničkim i upravljačkim pozicijama u tvrtkama Intel, Infinera, Emcore, Skorpios i Bandwidth 9.

Peter Jones je predsjednik upravnog odbora Ethernet Alliance-a i istaknuti inženjer u grupi Cisco Enterprise Hardware. Radi na novim tehnologijama i arhitekturama sustava za Cisco komutacijske, usmjerivačke i bežične proizvode, kao i Cisco IoT Networking proizvode. Bio je ključna osoba u razvoju sklopki serije Catalyst 3850, Catalyst 3650 i Catalyst 9000. Osim svoje uloge predsjednika Ethernet Alliancea, Peter također predsjeda pododborom Ethernet Alliance Single Pair Ethernet, sudjeluje u IEEE 802.3, i predsjeda NBASE-T alijansom.

Već po ustaljenoj tradiciji, očekujemo vaše komentare i pozivamo sve besplatni webinar, unutar kojeg ćemo razmotriti rad VRRP/HSRP protokola. Analizirat ćemo slučajeve u kojima je potrebno koristiti redundantne gateway protokole, te ispitati razlike između protokola i usporediti rad HSRP/VRRP s GLBP.

Izvor: www.habr.com