ההשפעה של Ethernet על טכנולוגיות רשת בשנת 2020

תרגום המאמר הוכן במיוחד עבור תלמידי הקורס "מהנדס רשת". ההרשמה לקורס נפתחה כעת.

חזרה לעתיד עם זוג יחיד 10MB/S ETHERNET - פיטר ג'ונס, ETHERNET ALLIANCE וסיסקו

אולי קשה להאמין, אבל 10Mbps Ethernet שוב הופך לנושא פופולרי מאוד בתעשייה שלנו. אנשים שואלים אותי: "למה אנחנו חוזרים לשנות ה-1980?" יש תשובה פשוטה, ולאלו מאיתנו שעבדו בזמנו בתעשייה, היא מוכרת. בעידן ההוא, לפני שהאתרנט הפך להיות בכל מקום, הרשת הייתה כמו המערב הפרוע. לכל אחד מהם היו פרוטוקולים משלו, שכבות פיזיות, מחברים וכו'. עם זאת, ה-IT ריכז מאז את מערך הליבה של טכנולוגיות לעבר Ethernet, המספק תקשורת חלקה למיליארדי אנשים.

אם אני מסתכל על התקרה במשרד שלי, אני רואה נקודות גישה אלחוטיות שמתחברות ל-Ethernet. אני אראה גם מחוונים, חיישני טמפרטורה, התקני HVAC, תאורת יציאה ועוד סוגים רבים אחרים של מכשירים שבתורם לא עושים זאת. עולם ה-"Operational Technology" נראה כמו IT בשנות ה-90, עם מגוון כה רחב של שכבות ופרוטוקולים פיזיים, עד שנראה כאילו כל אחד המציא את שלו (הנה הקשר).

פיטר ג'ונס, מהנדס בולט, סיסקו

10 Mbps Single Pair Ethernet (10SPE) אושר על ידי ה-IEEE בנובמבר 2019, והוסיף שני מפרטי שכבה פיזית חדשים לתמיכה בנתונים והספק של למעלה מ-1000 מ' של כבל נחושת זוג מעוות יחיד, כמו גם קישוריות מרובת קישורים עם 8 צמתים מעל 25 מ כבל. . תכונות אלו הופכות אותו למתאים באופן ייחודי להפעלת Ethernet בתוך מבנים ורשתות אוטומציה תעשייתיות. פרויקט Advanced Physical Layer (APL) מבוסס על 10SPE עבור יישומי מיקום מסוכנים.

10SPE פותחה כדי לענות על צורכי המשתמשים בתחום אוטומציית מבנים ואוטומציה תעשייתית ולפשט ולהאיץ את המעבר לאתנט. זה הופך את אימוץ פרוטוקולי הרשת והשירותים הקיימים לבעיה שקל לפתור, מה שמאפשר לעולם ה-OT להפיק תועלת מ-30 שנות חדשנות IT. לתעשייה יש כעת הזדמנות לבנות תשתית רשת אחת משותפת למתקנים.

כש-Ethernet מגיע לגיל 40, אני מתלהב מהמהירות מאז הימים הראשונים.

ETHERNET: טכנולוגיית קישוריות גלובלית - נתן טרייסי, ETHERNET ALLIANCE ו-TE CONNECTIVITY

2020 תביא עוד צעד אבולוציוני בצמיחה ובדומיננטיות של Ethernet כטכנולוגיית תקשורת גלובלית. אותה טכנולוגיית ליבה שסיפקה תקשורת LAN חסכונית במגזר המשרדים לפני 40 שנה ממשיכה למצוא את דרכה לשווקים חדשים מכיוון שכולם רוצים ליהנות מהעלות, הביצועים והגמישות שמציע אתרנט.

יישומים חדשים שיפתחו פתרונות Ethernet ב-2020 כוללים רשתות Ethernet קוויות ברכבי מגורים ומסחריים במהירויות הגבוהות מ-10 Gbps, כמו גם פיתוח רשתות Ethernet אופטיות לתעשיית התחבורה. רובם כבר מודעים להתפתחות הרכבים האוטונומיים ולדרישותיהם. עם זאת, החיישנים, המצלמות ומערכות הבקרה שיאפשרו פלא הנדסי כזה ידרשו גם רשת Ethernet בעלת ביצועים גבוהים כדי להגן על הדיירים, שיכולה גם לספק את כל היתרונות ברשת של בקרת אקלים אינדיבידואלית ובידור נפרד של אודיו ווידאו. במקביל, הרשת חייבת להבטיח שתעבורה הקשורה לאבטחה תועדף על פני תעבורה הקשורה לנוחות ובידור..

נתן טרייסי, מנהל, תקני תעשייה, TE Connectivity

עבור יישומים תעשייתיים, מסחריים, רכבים וביתיים, נראה התרחבות בביצועים המוצהרים של Power over Ethernet (PoE) כאשר אפשרויות PoE חדשות מתועדות ומובאות לשוק עבור מגוון רחב של יישומים ומערכות חדשות - מבניינים חכמים ועד מכשירי חשמל ואינטרנט של הדברים, חיישנים ובקרות. כדי להבטיח שמוצרי PoE המשווקים כעומדים ברמות הביצועים הללו נבדקו על ידי מעבדות צד שלישי מוסמכות, ה-Ethernet Alliance תשיק את השלב הבא של תוכנית הסמכת ה-PoE שלה. תחום נוסף של אימוץ מהיר של טכנולוגיית Ethernet חדשה הוא ביישומים לחיבור הבתים והעסקים שלנו לרשת הליבה באמצעות פיתוח טכנולוגיית הדור הבא של רשתות אופטי פסיביות (PON), אשר תספק מהירויות מצטברות של 50 Gbps ברשתות. להגיע ל-50 ק"מ לפחות.

גם קצבי נתונים גבוהים יותר של Ethernet יגיעו לשוק כדי לענות על הצרכים של יישומים עתירי וידאו חדשים הנגישים דרך רשתות ענן. כדי להתאים קצבי נתונים כגון 100 Gbps, 200 Gbps ו-400 Gbps, טכנולוגים מפתחים חומרים חדשים וארכיטקטורות חדשות שיאפשרו למהירויות אלו לחרוג ממה שלא היה אפשרי בעבר. תוך שימוש בכלי מידול רבי עוצמה ובנייה על ניסיון העבר, אך עם חומרים חדשים, נראה ציוד Ethernet, מודולים אופטיים, מחברים וכבלים המאפשרים למפעילי מרכז נתונים היפר-scale או ענן להגדיל את רמות הביצועים החדשות ולספק שירותים חדשים.

ואכן, 2020 תהיה לא רק השנה שבה ימלאו IEEE 802.3 40, אלא גם השנה של התרחבות וצמיחה מתמשכת ביישומי Ethernet, ביצועים וקצבי נתונים מהדור הבא.

ETHERNET תמשיך להתרחב לשווקים חדשים - JIM THEODORAS, ETHERNET ALLIANCE ו-HG GENUINE USA

בשנת 2020, Ethernet תמשיך להתרחב לשווקים ויישומים חדשים. Ethernet מחליף בהדרגה פרוטוקולים מיוחדים אלטרנטיביים רבים בשל יתרונותיו הרבים והיקף החיסכון. וככל שדרישות רוחב הפס ממשיכות לגדול באופן אקספוננציאלי, אתרנט לא רק היה צריך להיות מהיר יותר, אלא גם לנוע לעבר פורמטים מורכבים יותר של אפנון והקבלה גדולה יותר. במקום ביטים לשנייה, אנחנו מדברים כעת על קצב העברת החיבורים; ערוצים טוריים הם כעת ערוצים N-טוריים עם סמני מסגרת מובנים כדי להבטיח יישור. אם נצעד אחורה ונסתכל על התמונה הגדולה, אתרנט התפתח מקשר תקשורת מנקודה לנקודה לבסיס של רשתות מחשוב מבוזרות בכל מקום..

ג'ים תיאודורס, סגן נשיא למחקר ופיתוח, HG Genuine USA

ביתר פירוט, 2020 תהיה אבן דרך נוספת עבור Ethernet עם הצגת קו המוצרים של 112 Gbps. למרות ש-100 Gigabit Ethernet אינו חדש, השגת מהירות זו בקישורים טוריים לא רק הופכת את הדור השלישי של מוצרי 100 Gigabit Ethernet מותאמים לעלות, אלא גם מאפשרת את הדור השני של 400 Gigabit Ethernet ואת ה-800 Gigabit הראשון לשנייה. במערכת האקולוגית של Ethernet, הכל יצטרך לקפוץ קדימה כדי לפעול מהר יותר, רחב יותר ובפורמטים מורכבים יותר של אפנון. הדור הראשון של מקלטי משדר לקוח אופטיים של 400 ג'יגה-ביט המבוססים על 8x28Gbaud PAM4 יתחיל לשלוח. במקביל, לקוחות 800 Gigabit/s הראשונים יודגמו ב-8x100 Gigabit Ethernet ו-2x400 Gigabit Ethernet. ההבטחה לקישורים טוריים זולים יותר בדמות ה-400G-ZR עומדת סוף סוף להתממש.

מכיוון שרוב מקלטי המשדר האופטיים והכבלים האופטיים הפעילים נצרכים ברשתות מקומיות, זה רק הגיוני למזער את התקורה ולחבר ישירות את האופטיקה ל-ICs של סיליקון בתוך סיבים אלו. אופטיקה ארוזה משותפת רחוקה מלהיות מוכנה לייצור, אבל עד 2020, עבודה קריטית תתרחש מאחורי הקלעים, כאשר תעשיית ה-Ethernet תעביר את השריר הטכני שלה, כמו גם את כספי הפיתוח שלה לשילוב תקשורת אופטית ישירות על תבנית הסיליקון.

לימוד מערכת אקולוגית ומכונת ענן של ETHERNET - ROB STONE, ETHERNET ALLIANCE ו-BROADCOM

הצמיחה בקיבולת הרשת העולמית בכל המגזרים מונעת באופן מסורתי על ידי שני גורמים עיקריים; הוספת משתמשים והוספת יישומים חדשים. בעוד שמספר המשתמשים ממשיך לגדול, הוא מתגמד מול דרישות רוחב הפס המונעות על ידי יישומים חדשים שבסופו של דבר דורשים שימוש בטכנולוגיות רשת חדשות כדי לענות על הביקוש. סוג אחד כזה של יישומים שמניע צמיחה אקספוננציאלית בשנים האחרונות הוא בינה מלאכותית ולמידת מכונה (ML), בפרט רשתות עצביות עמוקות קונבולוציוניות.

פריסת מערכת ML כוללת שני שלבים. ראשית, יש לאמן מודלים של רשתות עצביות באמצעות מערכי אימון. ברגע שמודלים מאומנים מתגלים מדויקים מספיק, הם מועברים למנועי הסקה, שבהם יישומי קצה יכולים להשתמש במודל המאומן כדי לחזות (או "להסיק") תוצאות בהתחשב בסיווג של נתונים או שאילתות חיצוניות..

רוב סטון, מהנדס בולט, ברודקום

כדי להאיץ את תהליך אימון ה-ML, נעשה שימוש בהקבלה הכוללת מספר צמתי אימון נפרדים. זה מביא לדרישות רשת מחמירות להפצת נתוני אימון בין צמתים, כמו גם במהלך תהליך האימון העוקב, כאשר פרמטרים מוחלפים בין צמתים כדי לשפר את דיוק המודל. במהלך ההסקה, אפליקציית הקצה שמה דגש על החזרת התוצאה במהירות כדי למזער את השהייה הנראית למשתמש הקצה, ולכן השהייה נמוכה היא קריטית. מסיבות אלו, כל מפעילי ההיפר-סקאל הגדולים פרסו כעת חומרת ML משלהם, וחלקם מציעים ML בענן כשירות עבור יישומי משתמש קצה. התחרות בין שירותי ענן ML שונים מאלצת את המפעילים להמשיך ולהשקיע בשדרוגי תשתית הרשת כדי להישאר תחרותיים, מה שבתורו דוחף את קהילת ה-Ethernet להגיב לטכנולוגיות התומכות בדרישות רוחב פס מוגברות עם האתגרים של שמירה על פרופיל כוח ועלויות מקובל.

עם זאת, מערכות ML פנימיות אלו חסרות תועלת אלא אם כן ניתן לאסוף את נתוני הקלט ולשלוח למנועי הסקה כדי לבצע תחזיות. מכשירים כגון רכבים אוטונומיים, IoT תעשייתי ובתים חכמים, משרדים וערים משתמשים במערך מגוון של טכנולוגיות קישוריות, אלחוטיות (רשתות אזוריות אישיות כמו גם רשתות מקומיות או WiFi), קווית כולל שימוש בטכנולוגיות Power over Ethernet וסלולר. (LTE ו-5G). כל הטכנולוגיות הללו ממנפות את המערכת האקולוגית של Ethernet ליצירת פתרונות חסכוניים, בעלי יכולת פעולה הדדית גבוהה.

נתן טרייסי מכהן כיום במועצת המנהלים של Ethernet Alliance ומעורב באופן פעיל בארגון בשנים האחרונות. הוא טכנולוג בצוות ארכיטקטורת המערכת ובמנהל התקנים בתעשייה עבור היחידה העסקית של נתונים ומכשירים ב-TE Connectivity, אחראי על פיתוח תקנים ועבודה עם לקוחות מפתח ליצירת ארכיטקטורות מערכת חדשות. נתן הוא גם חבר פעיל במספר איגודי תעשייה, מכהן כיום כנשיא וחבר מועצת המנהלים של OIF והשתתף באופן קבוע ותורם ל-IEEE 802.3 ול-COBO.

ג'ים תיאודורס הוא חבר במועצת המנהלים של Ethernet וסגן נשיא למחקר ופיתוח ב-HG Genuine USA. הוא איש מקצוע ותיק בתקשורת אופטית עם רקורד מוכח של יצירת זרמי הכנסה חדשים באמצעות שילוב של יצירתיות, ניתוח שוק, מעורבות לקוחות, עבודת צוות בין תפקודיים ותמיכה. יש לו למעלה מ-30 שנות ניסיון בתעשיית האלקטרוניקה והאופטיקה, המכסה מגוון רחב של נושאים מגוונים. ג'ים הוא הנשיא לשעבר של Ethernet Alliance ולשעבר עורך התקשורת האופטית של מגזין IEEE Communications. הוא מחזיק ב-20 פטנטים בתחום התקשורת ותורם תדיר לפרסומים בתעשייה.

רוב סטון, מועצת המנהלים של Ethernet Alliance, הוא מהנדס מכובד בצוות Switch Architecture של ברודקום, המתמחה בחיבורי מרכזי נתונים, פרוטוקול ועיצוב יציאות. הוא משתתף פעיל במספר ארגונים בתעשייה, כולל IEEE 802.3, COBO ומודול MSA אחרים, וכיהן כיו"ר קבוצת העבודה הטכנית של MSA RCx ו-25G Ethernet. לרוב יש למעלה מ-18 שנות ניסיון בתעשייה בהבאת טכנולוגיית תקשורת לשוק. הוא מילא תפקידים טכניים וניהוליים באינטל, Infinera, Emcore, Skorpios ו-Bandwidth 9.

פיטר ג'ונס הוא יו"ר מועצת המנהלים של Ethernet Alliance ומהנדס מכובד בקבוצת Cisco Enterprise Hardware. הוא עובד על טכנולוגיות וארכיטקטורות מערכות חדשות עבור מוצרי מיתוג, ניתוב ומוצרי אלחוטי של Cisco, כמו גם מוצרי Cisco IoT Networking. הוא היה דמות מפתח בפיתוח מתגי סדרת Catalyst 3850, Catalyst 3650 ו-Catallyst 9000. בנוסף לתפקידו כיו"ר ה-Ethernet Alliance, פיטר גם יושב בראש ועדת המשנה Ethernet Alliance Single Pair Ethernet, משתתף ב-IEEE 802.3, ויושב ראש ברית NBASE-T.

על פי המסורת הקיימת, אנו מחכים להערותיכם ומזמינים את כולם סמינר מקוון חינם, במסגרתו נשקול את פעולתם של פרוטוקולי VRRP/HSRP. ננתח מקרים בהם יש צורך להשתמש בפרוטוקולי שער מיותר, וכן נבחן את ההבדלים בין הפרוטוקולים ונשווה את פעולת HSRP/VRRP עם GLBP.

מקור: www.habr.com