Vpliv etherneta na mreženje leta 2020

Prevod članka je bil pripravljen posebej za študente tečaja "Omrežni inženir". Vpis na tečaj je že odprt.

NAZAJ V PRIHODNOST Z ENIM PAROM 10MB/S ETHERNET - PETER JONES, ETHERNET ALLIANCE IN CISCO

Morda je težko verjeti, vendar 10Mbps Ethernet ponovno postaja zelo priljubljena tema v naši industriji. Ljudje me sprašujejo: "Zakaj se vračamo v osemdeseta?" Odgovor je preprost in tistim, ki smo takrat delali v industriji, je znan. V tistem obdobju, preden je Ethernet postal vseprisoten, je bilo mreženje kot divji zahod. Vsak je imel svoje protokole, fizične plasti, konektorje itd. Vendar pa je IT od takrat osredotočil osrednji nabor tehnologij na Ethernet, ki zagotavlja brezhibno komunikacijo za milijarde ljudi.

Če pogledam strop v svoji pisarni, vidim brezžične dostopne točke, ki se povezujejo z ethernetom. Videl bom tudi kazalnike, temperaturne senzorje, naprave HVAC, izhodne razsvetljave in številne druge vrste naprav, ki pa tega ne počnejo. Svet "operativne tehnologije" je videti kot IT v 90-ih, s tako široko paleto fizičnih plasti in protokolov, da se zdi, kot da je vsak izumil svojega (tukaj je povezava).

Peter Jones, ugledni inženir, Cisco

10 Mb/s Single Pair Ethernet (10SPE) je IEEE odobril novembra 2019 in dodal dve novi specifikaciji fizičnega sloja za podporo podatkov in napajanje več kot 1000 m enega prepletenega bakrenega kabla ter povezljivost z več povezavami z 8 vozlišči nad 25 m kabel.. Zaradi teh lastnosti je edinstveno primeren za omogočanje Etherneta v zgradbah in omrežjih industrijske avtomatizacije. Projekt Advanced Physical Layer (APL) temelji na 10SPE za aplikacije na nevarnih lokacijah.

10SPE je bil razvit za izpolnjevanje potreb uporabnikov na področju avtomatizacije zgradb in industrijske avtomatizacije ter poenostavitev in pospešitev prehoda na Ethernet. Zaradi tega je sprejetje obstoječih omrežnih protokolov in storitev težava, ki jo je enostavno rešiti, kar svetu OT omogoča, da izkoristi 30 let IT inovacij. Industrija ima zdaj priložnost zgraditi enotno, skupno omrežno infrastrukturo za objekte.

Ker Ethernet praznuje 40 let, sem že od samega začetka navdušen nad hitrostjo.

ETHERNET: GLOBALNA TEHNOLOGIJA POVEZOVANJA - NATHAN TRACY, ETHERNET ALLIANCE IN TE CONNECTIVITY

Leto 2020 bo prineslo še en evolucijski korak v rasti in prevladi Etherneta kot globalne komunikacijske tehnologije. Ista osnovna tehnologija, ki je pred 40 leti zagotavljala stroškovno učinkovito LAN komunikacijo v pisarniškem sektorju, še naprej najde pot na nove trge, saj vsi želijo izkoristiti stroške, zmogljivost in prilagodljivost, ki jo ponuja Ethernet.

Nove aplikacije, ki bodo leta 2020 razvile rešitve Ethernet, vključujejo žična omrežja Ethernet v stanovanjskih in gospodarskih vozilih s hitrostmi nad 10 Gbps ter razvoj optičnih omrežij Ethernet za transportno industrijo. Večina je že seznanjena z razvojem avtonomnih vozil in njihovimi zahtevami. Vendar pa bodo senzorji, kamere in nadzorni sistemi, ki bodo omogočili tako inženirsko čudo, potrebovali tudi visokozmogljivo omrežje Ethernet za zaščito potnikov, ki lahko zagotovi tudi vse omrežne prednosti individualne klimatske naprave ter ločene avdio in video zabave. Hkrati mora omrežje zagotoviti, da ima promet, povezan z varnostjo, prednost pred prometom, povezanim z udobjem in zabavo..

Nathan Tracey, vodja, industrijski standardi, TE Connectivity

Za industrijske, komercialne, avtomobilske in domače aplikacije bomo videli razširitev navedene zmogljivosti Power over Ethernet (PoE), saj bodo nove možnosti PoE dokumentirane in predstavljene na trgu za širok nabor novih aplikacij in sistemov – od pametnih zgradb do naprave in internet stvari, senzorji in krmilniki. Za zagotovitev, da so izdelki PoE, ki se tržijo kot tisti, ki izpolnjujejo te ravni zmogljivosti, testirani s strani pooblaščenih laboratorijev tretjih oseb, bo Ethernet Alliance uvedel naslednjo fazo svojega programa certificiranja PoE. Drugo področje hitrega sprejemanja nove tehnologije Ethernet so aplikacije za povezovanje naših domov in podjetij z osrednjim omrežjem z razvojem tehnologije pasivnega optičnega omrežja naslednje generacije (PON), ki bo v omrežjih zagotavljala skupne hitrosti 50 Gbps. doseže vsaj 50 km.

Na trg bodo prišle tudi nove višje hitrosti prenosa podatkov Ethernet, ki bodo zadostile potrebam novih video intenzivnih aplikacij, dostopnih prek omrežij v oblaku. Da bi dosegli hitrosti prenosa podatkov, kot so 100 Gbps, 200 Gbps in 400 Gbps, tehnologi razvijajo nove materiale in nove arhitekture, ki bodo omogočile, da bodo te hitrosti presegle tisto, kar v preteklosti ni bilo mogoče. Z uporabo zmogljivih orodij za modeliranje in gradnjo na preteklih izkušnjah, vendar z novimi materiali, bomo videli ethernetno opremo, optične module, konektorje in kable, ki operaterjem podatkovnih centrov v hiperrazširjenem obsegu ali oblaku omogočajo povečanje na nove ravni zmogljivosti in zagotavljanje novih storitev.

Dejansko leto 2020 ne bo samo leto, ko bo IEEE 802.3 dopolnil 40 let, ampak tudi leto nenehne širitve in rasti ethernetnih aplikacij naslednje generacije, zmogljivosti in hitrosti prenosa podatkov.

ETHERNET SE BO ŠIRIL NA NOVE TRGE - JIM THEODORAS, ETHERNET ALLIANCE IN HG GENUINE USA

Leta 2020 se bo Ethernet še naprej širil na nove trge in aplikacije. Ethernet zaradi številnih prednosti in obsega prihrankov postopoma nadomešča številne alternativne specializirane protokole. In ker zahteve glede pasovne širine še naprej eksponentno naraščajo, je moral Ethernet ne samo postati hitrejši, temveč se je moral premakniti tudi k bolj zapletenim formatom modulacije in večji paralelizaciji. Namesto o bitih na sekundo zdaj govorimo o hitrosti prenosa; serijski kanali so zdaj N-serijski kanali z vgrajenimi označevalci okvirja za zagotovitev poravnave. Če stopimo nazaj in pogledamo širšo sliko, se je Ethernet razvil iz komunikacijske povezave od točke do točke v osnovo porazdeljenih računalniških omrežij povsod..

Jim Theodoras, podpredsednik za raziskave in razvoj, HG Genuine USA

Natančneje, leto 2020 bo še en mejnik za Ethernet z uvedbo linije izdelkov 112 Gbps. Čeprav 100-gigabitni ethernet ni nov, doseganje te hitrosti na serijskih povezavah ne daje na voljo le tretje generacije stroškovno optimiziranih izdelkov 100-gigabitnega etherneta, temveč omogoča tudi drugo generacijo 400-gigabitnega etherneta in prvo 800-gigabitno etherneto. V ekosistemu Ethernet bo moralo vse narediti korak naprej, da bo delovalo hitreje, širše in v kompleksnejših formatih modulacije. Prva generacija 400-gigabitnih odjemalskih optičnih sprejemnikov, ki temeljijo na 8x28Gbaud PAM4, se bo začela dobavljati. Istočasno bodo prvi odjemalci 800 Gigabit/s predstavljeni v 8x100 Gigabit Ethernet in 2x400 Gigabit Ethernet. Obljuba o cenejših serijskih povezavah v obliki 400G-ZR je končno tik pred realizacijo.

Ker se večina optičnih oddajnikov in aktivnih optičnih kablov uporablja v lokalnih omrežjih, je smiselno le zmanjšati stroške in neposredno povezati optiko s silicijevimi IC-ji znotraj teh vlaken. Skupno zapakirana optika še zdaleč ni pripravljena za proizvodnjo, toda do leta 2020 se bo kritično delo odvijalo v zakulisju, saj bo industrija Ethernet preusmerila svoje tehnične moči in razvojna sredstva k integraciji optičnih komunikacij neposredno na silikonsko matrico.

ECOSYSTEM ETHERNET IN STROJNO UČENJE V OBLAKU - ROB STONE, ETHERNET ALLIANCE IN BROADCOM

Rast zmogljivosti globalnega omrežja v vseh sektorjih sta tradicionalno poganjala dva glavna dejavnika; dodajanje uporabnikov in dodajanje novih aplikacij. Medtem ko število uporabnikov še naprej raste, je pritlikavo zaradi zahtev po pasovni širini, ki jih povzročajo nove aplikacije, ki na koncu zahtevajo uporabo novih omrežnih tehnologij za izpolnitev povpraševanja. En tak razred aplikacij, ki v zadnjih letih spodbuja eksponentno rast, je umetna inteligenca in strojno učenje (ML), zlasti konvolucijska globoka nevronska omrežja.

Uvedba sistema ML vključuje dve fazi. Prvič, modele nevronske mreže je treba usposobiti z uporabo naborov podatkov za usposabljanje. Ko se ugotovi, da so usposobljeni modeli dovolj natančni, se posredujejo motorjem sklepanja, kjer lahko končne aplikacije uporabijo usposobljeni model za predvidevanje (ali "sklepanje") rezultatov glede na klasifikacijo zunanjih podatkov ali poizvedb..

Rob Stone, ugledni inženir, Broadcom

Za pospešitev procesa usposabljanja ML se uporablja paralelizacija, ki vključuje več ločenih vozlišč za usposabljanje. Posledica tega so stroge omrežne zahteve za distribucijo podatkov o usposabljanju med vozlišči, kot tudi med kasnejšim procesom usposabljanja, ko se parametri izmenjujejo med vozlišči za izboljšanje natančnosti modela. Med sklepanjem končna aplikacija poudarja hitro vrnitev rezultata, da zmanjša zakasnitev, vidno končnemu uporabniku, zato je nizka zakasnitev kritična. Zaradi teh razlogov so vsi večji operaterji hiperrazširjenosti zdaj uvedli lastno strojno opremo ML, nekateri pa ponujajo ML v oblaku kot storitev za aplikacije za končne uporabnike. Konkurenca med različnimi storitvami v oblaku ML sili operaterje, da še naprej vlagajo v nadgradnje omrežne infrastrukture, da ostanejo konkurenčni, kar posledično žene skupnost Ethernet, da se odziva na tehnologije, ki podpirajo povečane zahteve glede pasovne širine, z izzivi vzdrževanja sprejemljivega profila moči in stroškov.

Vendar pa so ti notranji sistemi ML neuporabni, razen če je mogoče zbrati vhodne podatke in jih poslati motorjem za sklepanje, da naredijo napovedi. Naprave, kot so avtonomna vozila, industrijski IoT in pametni domovi, pisarne in mesta, uporabljajo raznolik nabor povezovalnih tehnologij, brezžične (osebna omrežja in lokalna omrežja ali WiFi), žične, vključno z uporabo tehnologij Power over Ethernet, in mobilne (LTE in 5G). Vse te tehnologije izkoriščajo ekosistem Ethernet za ustvarjanje stroškovno učinkovitih, zelo interoperabilnih rešitev.

Nathan Tracy je trenutno član upravnega odbora Ethernet Alliance in je v organizaciji aktivno sodeloval zadnjih nekaj let. Je tehnolog v ekipi za sistemsko arhitekturo in vodja industrijskih standardov za poslovno enoto Data and Devices pri TE Connectivity, odgovoren za razvoj standardov in delo s ključnimi strankami pri ustvarjanju novih sistemskih arhitektur. Nathan je tudi aktiven član več industrijskih združenj, trenutno je predsednik in član upravnega odbora OIF ter se redno udeležuje in prispeva k IEEE 802.3 in COBO.

Jim Theodoras je član upravnega odbora Etherneta in podpredsednik za raziskave in razvoj pri HG Genuine USA. Je izkušen strokovnjak za optične komunikacije z dokazano zgodovino ustvarjanja novih tokov prihodkov s kombinacijo ustvarjalnosti, tržne analize, vključevanja strank, medfunkcionalnega timskega dela in podpore. Ima več kot 30 let izkušenj v industriji elektronike in optike, ki pokrivajo široko paleto raznolikih tem. Jim je nekdanji predsednik združenja Ethernet Alliance in nekdanji urednik optičnih komunikacij za revijo IEEE Communications Magazine. Ima 20 patentov na področju telekomunikacij in pogosto sodeluje pri industrijskih publikacijah.

Rob Stone, upravni odbor Ethernet Alliance, je ugleden inženir v Broadcomovi ekipi Switch Architecture, specializiran za medsebojne povezave podatkovnih centrov, protokole in načrtovanje vrat. Je aktiven udeleženec v številnih industrijskih organizacijah, vključno z IEEE 802.3, COBO in drugimi moduli MSA, in je predsedoval tehnični delovni skupini MSA RCx in 25G Ethernet. Rob ima več kot 18 let izkušenj v panogi pri uvajanju komunikacijske tehnologije na trg. Bil je na tehničnih in vodstvenih položajih pri Intel, Infinera, Emcore, Skorpios in Bandwidth 9.

Peter Jones je predsednik upravnega odbora združenja Ethernet Alliance in ugledni inženir v skupini strojne opreme Cisco Enterprise. Dela na področju novih tehnologij in sistemskih arhitektur za preklapljanje, usmerjanje in brezžične izdelke Cisco ter izdelke Cisco IoT Networking. Bil je ključna osebnost pri razvoju stikal serije Catalyst 3850, Catalyst 3650 in Catalyst 9000. Poleg svoje vloge predsednika združenja Ethernet Alliance Peter tudi predseduje pododboru združenja Ethernet Alliance Single Pair Ethernet, sodeluje pri IEEE 802.3, in predseduje zavezništvu NBASE-T.

Že po ustaljeni tradiciji pričakujemo vaše komentarje in vabimo vse brezplačni spletni seminar, v okviru katerega bomo obravnavali delovanje protokolov VRRP/HSRP. Analizirali bomo primere, v katerih je potrebna uporaba redundantnih prehodnih protokolov, preučili pa bomo tudi razlike med protokoli in primerjali delovanje HSRP/VRRP z GLBP.

Vir: www.habr.com