O impacto da Ethernet nas tecnologias de rede em 2020

A tradução do artigo foi elaborada especificamente para os alunos do curso "Engenheiro de Rede". As inscrições para o curso já estão abertas.

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

Pode ser difícil de acreditar, mas a Ethernet de 10 Mbps está mais uma vez se tornando um tópico muito popular em nosso setor. As pessoas me perguntam: “Por que estamos voltando aos anos 1980?” A resposta é simples e, para aqueles de nós que trabalhávamos no setor na época, é uma resposta familiar. Naquela época, antes da Ethernet se tornar onipresente, as redes eram como o oeste selvagem. Cada um tinha os seus próprios protocolos, camadas físicas, conectores, etc. No entanto, desde então, a TI concentrou o conjunto principal de tecnologias na Ethernet, que fornece comunicações contínuas para milhares de milhões de pessoas.

Se eu olhar para o teto do meu escritório, vejo pontos de acesso sem fio conectados à Ethernet. Também verei indicadores, sensores de temperatura, dispositivos HVAC, iluminação de saída e muitos outros tipos de dispositivos que por sua vez não fazem isso. O mundo da “Tecnologia Operacional” se parece com a TI dos anos 90, com uma gama tão ampla de camadas físicas e protocolos que parece que cada um inventou o seu próprio (aqui está a conexão).

Peter Jones, Distinto Engenheiro, Cisco

Ethernet de par único de 10 Mbps (10SPE) foi aprovada pelo IEEE em novembro de 2019, adicionando duas novas especificações de camada física para suportar dados e energia em mais de 1000 m de cabo de cobre de par trançado único, bem como conectividade multi-link com 8 nós em 25 m cabo. . Esses atributos o tornam especialmente adequado para habilitar Ethernet em edifícios e redes de automação industrial. O projeto Advanced Physical Layer (APL) é baseado em 10SPE para aplicações em locais perigosos.

O 10SPE foi desenvolvido para atender às necessidades dos usuários na área de automação predial e automação industrial e simplificar e acelerar a transição para Ethernet. Isto torna a adoção de protocolos e serviços de rede existentes um problema fácil de resolver, permitindo que o mundo da TO se beneficie de 30 anos de inovação em TI. A indústria tem agora a oportunidade de construir uma infra-estrutura de rede única e comum para instalações.

Quando a Ethernet completa 40 anos, estou entusiasmado com a velocidade desde os primeiros dias.

ETHERNET: TECNOLOGIA DE CONECTIVIDADE GLOBAL - NATHAN TRACY, ETHERNET ALLIANCE E TE CONNECTIVITY

2020 trará outro passo evolutivo no crescimento e domínio da Ethernet como tecnologia de comunicação global. A mesma tecnologia central que proporcionou comunicações LAN económicas no sector de escritórios há 40 anos continua a encontrar o seu caminho em novos mercados, uma vez que todos querem beneficiar do custo, desempenho e flexibilidade que a Ethernet oferece.

As novas aplicações que irão evoluir as soluções Ethernet em 2020 incluem redes Ethernet com fios em veículos residenciais e comerciais a velocidades superiores a 10 Gbps, bem como o desenvolvimento de redes Ethernet ópticas para a indústria dos transportes. A maioria já está ciente do desenvolvimento de veículos autônomos e de suas necessidades. No entanto, os sensores, câmaras e sistemas de controlo que permitirão tal maravilha da engenharia também exigirão uma rede Ethernet de alto desempenho para proteger os ocupantes, que também pode fornecer todos os benefícios em rede do controlo climático individual e do entretenimento separado de áudio e vídeo. Ao mesmo tempo, a rede deve garantir que o tráfego relacionado com a segurança seja priorizado em detrimento do tráfego relacionado com o conforto e o entretenimento..

Nathan Tracey, Gerente, Padrões da Indústria, TE Connectivity

Para aplicações industriais, comerciais, automotivas e domésticas, veremos uma expansão no desempenho declarado do Power over Ethernet (PoE) à medida que novas opções de PoE forem documentadas e trazidas ao mercado para uma ampla gama de novos aplicativos e sistemas - de edifícios inteligentes a eletrodomésticos e Internet das Coisas, sensores e controles. Para garantir que os produtos PoE comercializados que atendem a esses níveis de desempenho foram testados por laboratórios terceirizados certificados, a Ethernet Alliance lançará a próxima fase de seu programa de certificação PoE. Outra área de rápida adoção da nova tecnologia Ethernet está nas aplicações para conectar nossas casas e empresas à rede principal por meio do desenvolvimento da tecnologia de rede óptica passiva (PON) de próxima geração, que fornecerá velocidades agregadas de 50 Gbps em todas as redes. atingindo pelo menos 50 km.

Novas taxas de dados Ethernet mais altas também chegarão ao mercado para atender às necessidades de novas aplicações com uso intensivo de vídeo acessíveis através de redes em nuvem. Para corresponder a taxas de dados como 100 Gbps, 200 Gbps e 400 Gbps, os tecnólogos estão a desenvolver novos materiais e novas arquitecturas que permitirão que estas velocidades ultrapassem o que não era possível no passado. Usando poderosas ferramentas de modelagem e com base na experiência anterior, mas com novos materiais, veremos equipamentos Ethernet, módulos ópticos, conectores e cabos que permitem que os operadores de data centers em hiperescala ou em nuvem alcancem novos níveis de desempenho e forneçam novos serviços.

Na verdade, 2020 não será apenas o ano em que o IEEE 802.3 completará 40 anos, mas também o ano de expansão e crescimento contínuos em aplicações Ethernet de próxima geração, desempenho e taxas de dados.

A ETHERNET CONTINUARÁ A SE EXPANDIR PARA NOVOS MERCADOS - JIM THEODORAS, ETHERNET ALLIANCE E HG GENUINE USA

Em 2020, a Ethernet continuará a expandir-se para novos mercados e aplicações. A Ethernet está gradualmente substituindo muitos protocolos alternativos especializados devido às suas muitas vantagens e escala de economia. E à medida que os requisitos de largura de banda continuam a crescer exponencialmente, a Ethernet não só teve que ficar mais rápida, mas também avançar em direção a formatos de modulação mais complexos e maior paralelização. Em vez de bits por segundo, falamos agora sobre taxa de transmissão; os canais seriais agora são canais N-serial com marcadores de quadro integrados para garantir o alinhamento. Se recuarmos e olharmos para o panorama geral, a Ethernet evoluiu de um link de comunicação ponto a ponto para a base de redes de computação distribuídas em todos os lugares..

Jim Theodoras, vice-presidente de pesquisa e desenvolvimento, HG Genuine USA

Mais detalhadamente, 2020 será outro marco para Ethernet com a introdução da linha de produtos de 112 Gbps. Embora 100 Gigabit Ethernet não seja novidade, atingir essa velocidade em links seriais não apenas disponibiliza a terceira geração de produtos 100 Gigabit Ethernet com custo otimizado, mas também permite a segunda geração de 400 Gigabit Ethernet e os primeiros 800 Gigabit por segundo. No ecossistema Ethernet, tudo terá que avançar para operar de forma mais rápida, ampla e em formatos de modulação mais complexos. A primeira geração de transceptores ópticos clientes de 400 Gigabit baseados em 8x28Gbaud PAM4 começará a ser comercializada. Ao mesmo tempo, os primeiros clientes de 800 Gigabit/s serão demonstrados em 8x100 Gigabit Ethernet e 2x400 Gigabit Ethernet. A promessa de links seriais mais baratos na forma do 400G-ZR está finalmente prestes a se concretizar.

Como a maioria dos transceptores ópticos e cabos ópticos ativos são consumidos em redes locais, faz sentido minimizar a sobrecarga e conectar diretamente a óptica aos ICs de silício dentro dessas fibras. A óptica co-embalada está longe de estar pronta para produção, mas em 2020, um trabalho crítico estará acontecendo nos bastidores, à medida que a indústria Ethernet muda sua força técnica, bem como os fundos de desenvolvimento, para a integração de comunicações ópticas diretamente na matriz de silício.

ECOSSISTEMA ETHERNET E APRENDIZAGEM DE MÁQUINA EM NUVEM - ROB STONE, ETHERNET ALLIANCE E BROADCOM

O crescimento da capacidade da rede global em todos os setores tem sido tradicionalmente impulsionado por dois fatores principais; adicionando usuários e adicionando novos aplicativos. Embora o número de usuários continue a crescer, ele é ofuscado pelas demandas de largura de banda impulsionadas por novos aplicativos que, em última análise, exigem o uso de novas tecnologias de rede para atender à demanda. Uma dessas classes de aplicações que está impulsionando o crescimento exponencial nos últimos anos é a inteligência artificial e o aprendizado de máquina (ML), em particular as redes neurais profundas convolucionais.

A implantação de um sistema de ML envolve duas fases. Primeiro, os modelos de redes neurais precisam ser treinados usando conjuntos de dados de treinamento. Uma vez que os modelos treinados sejam suficientemente precisos, eles são passados ​​para mecanismos de inferência, onde os aplicativos finais podem usar o modelo treinado para prever (ou "inferir") resultados dada a classificação de dados externos ou consultas..

Rob Stone, engenheiro ilustre, Broadcom

Para acelerar o processo de treinamento de ML, a paralelização é usada envolvendo vários nós de treinamento separados. Isso resulta em requisitos de rede rigorosos para distribuição de dados de treinamento entre os nós, bem como durante o processo de treinamento subsequente, à medida que os parâmetros são trocados entre os nós para melhorar a precisão do modelo. Durante a inferência, o aplicativo final enfatiza o retorno rápido do resultado para minimizar a latência visível para o usuário final e, portanto, a baixa latência é crítica. Por estas razões, todos os principais operadores de hiperescala implementaram agora o seu próprio hardware de ML, e alguns oferecem ML na nuvem como um serviço para aplicações de utilizador final. A concorrência entre diferentes serviços em nuvem de ML está forçando as operadoras a continuar investindo em atualizações de infraestrutura de rede para permanecerem competitivas, o que, por sua vez, está levando a comunidade Ethernet a responder às tecnologias que suportam maiores requisitos de largura de banda com os desafios de manter um perfil aceitável de energia e custo.

No entanto, esses sistemas internos de ML são inúteis, a menos que os dados de entrada possam ser coletados e enviados a mecanismos de inferência para fazer previsões. Dispositivos como veículos autônomos, IoT industrial e casas, escritórios e cidades inteligentes usam um conjunto diversificado de tecnologias de conectividade, sem fio (redes de área pessoal, bem como redes locais ou WiFi), com fio, incluindo o uso de tecnologias Power over Ethernet, e celular (LTE e 5G). Todas essas tecnologias aproveitam o ecossistema Ethernet para criar soluções econômicas e altamente interoperáveis.

Nathan Tracy atualmente atua no conselho de administração da Ethernet Alliance e tem estado ativamente envolvido na organização nos últimos anos. Ele é tecnólogo na equipe de Arquitetura de Sistemas e Líder de Padrões da Indústria da unidade de negócios de Dados e Dispositivos da TE Connectivity, responsável por desenvolver padrões e trabalhar com clientes importantes para criar novas arquiteturas de sistemas. Nathan também é membro ativo de diversas associações industriais, atualmente atuando como Presidente e Membro do Conselho da OIF e participando e contribuindo regularmente para IEEE 802.3 e COBO.

Jim Theodoras é membro do conselho de administração de Ethernet e vice-presidente de pesquisa e desenvolvimento da HG Genuine USA. Ele é um profissional experiente em comunicações ópticas, com histórico comprovado de criação de novos fluxos de receita por meio de uma combinação de criatividade, análise de mercado, envolvimento do cliente, trabalho em equipe multifuncional e suporte. Ele tem mais de 30 anos de experiência na indústria eletrônica e óptica, cobrindo uma ampla gama de diversos tópicos. Jim é ex-presidente da Ethernet Alliance e ex-editor de comunicações ópticas da IEEE Communications Magazine. Ele detém 20 patentes na área de telecomunicações e é um colaborador frequente de publicações do setor.

Rob Stone, Conselho Diretor da Ethernet Alliance, é um renomado engenheiro da equipe de Arquitetura de Switches da Broadcom, especializado em interconexões de data centers, protocolos e projetos de portas. Ele é um participante ativo em diversas organizações do setor, incluindo IEEE 802.3, COBO e outros módulos MSA, e presidiu o Grupo de Trabalho Técnico MSA RCx e 25G Ethernet. Rob tem mais de 18 anos de experiência no setor trazendo tecnologia de comunicação para o mercado. Ocupou cargos técnicos e de gerenciamento na Intel, Infinera, Emcore, Skorpios e Bandwidth 9.

Peter Jones é presidente do conselho de administração da Ethernet Alliance e engenheiro ilustre do grupo Cisco Enterprise Hardware. Ele trabalha em novas tecnologias e arquiteturas de sistemas para produtos de comutação, roteamento e sem fio da Cisco, bem como produtos Cisco IoT Networking. Ele foi uma figura chave no desenvolvimento dos switches das séries Catalyst 3850, Catalyst 3650 e Catalyst 9000. Além de sua função como presidente da Ethernet Alliance, Peter também preside o subcomitê Ethernet Alliance Single Pair Ethernet, participa do IEEE 802.3, e preside a Aliança NBASE-T.

De acordo com a tradição estabelecida, aguardamos os seus comentários e convidamos todos a webinar grátis, dentro do qual consideraremos a operação dos protocolos VRRP/HSRP. Analisaremos casos em que é necessária a utilização de protocolos de gateway redundantes, e também examinaremos as diferenças entre os protocolos e compararemos o funcionamento do HSRP/VRRP com o GLBP.

Fonte: habr.com