Inverkan av Ethernet på nätverksteknik 2020

Översättningen av artikeln förbereddes speciellt för kursens studenter "Nätverksingenjör". Anmälan till kursen är nu öppen.

TILLBAKA TILL FRAMTIDEN MED ENKELPAR 10MB/S ETHERNET - PETER JONES, ETHERNET ALLIANCE OCH CISCO

Det kan vara svårt att tro, men 10Mbps Ethernet håller återigen på att bli ett mycket populärt ämne i vår bransch. Folk frågar mig: "Varför går vi tillbaka till 1980-talet?" Det finns ett enkelt svar, och för oss som arbetade i branschen på den tiden är det ett bekant. På den eran, innan Ethernet blev allestädes närvarande, var nätverk som vilda västern. Var och en hade sina egna protokoll, fysiska lager, kontakter, etc. Men IT har sedan dess koncentrerat kärnuppsättningen av teknologier till Ethernet, som ger sömlös kommunikation för miljarder människor.

Om jag tittar i taket på mitt kontor ser jag trådlösa åtkomstpunkter som ansluter till Ethernet. Jag kommer också att se indikatorer, temperatursensorer, VVS-enheter, utgångsbelysning och många andra typer av enheter som i sin tur inte gör detta. Världen av "Operational Technology" ser ut som IT på 90-talet, med ett så brett utbud av fysiska lager och protokoll att det verkar som om alla har uppfunnit sina egna (här är kopplingen).

Peter Jones, Distinguished Engineer, Cisco

10 Mbps Single Pair Ethernet (10SPE) godkändes av IEEE i november 2019, och lade till två nya fysiska lagerspecifikationer för att stödja data och ström över 1000 m enkeltvinnad kopparkabel, samt multilänkanslutning med 8 noder över 25 m kabel.. Dessa attribut gör den unikt lämpad för att möjliggöra Ethernet inom byggnader och industriella automationsnätverk. Advanced Physical Layer (APL)-projektet är baserat på 10SPE för applikationer med farliga platser.

10SPE utvecklades för att möta användarnas behov inom området byggnadsautomation och industriell automation och förenkla och påskynda övergången till Ethernet. Detta gör antagandet av befintliga nätverksprotokoll och tjänster till ett enkelt problem att lösa, vilket gör att OT-världen kan dra nytta av 30 år av IT-innovation. Branschen har nu möjlighet att bygga en gemensam nätverksinfrastruktur för anläggningar.

När Ethernet fyller 40 år har jag varit exalterad över hastighet sedan de första dagarna.

ETHERNET: GLOBAL CONNECTIVITY TECHNOLOGY - NATHAN TRACY, ETHERNET ALLIANCE OCH TE CONNECTIVITY

2020 kommer att medföra ytterligare ett evolutionärt steg i tillväxten och dominansen av Ethernet som en global kommunikationsteknik. Samma kärnteknik som gav kostnadseffektiv LAN-kommunikation i kontorssektorn för 40 år sedan fortsätter att leta sig in på nya marknader eftersom alla vill dra nytta av kostnaden, prestanda och flexibilitet som Ethernet erbjuder.

Nya applikationer som kommer att utveckla Ethernet-lösningar 2020 inkluderar trådbundna Ethernet-nätverk i bostads- och kommersiella fordon med hastigheter över 10 Gbps, samt utveckling av optiska Ethernet-nätverk för transportindustrin. De flesta är redan medvetna om utvecklingen av autonoma fordon och deras krav. Men sensorerna, kamerorna och kontrollsystemen som möjliggör ett sådant tekniskt underverk kommer också att kräva ett högpresterande Ethernet-nätverk för att skydda de åkande, vilket också kan ge alla nätverksfördelar med individuell klimatkontroll och separat ljud- och videounderhållning. Samtidigt ska nätverket säkerställa att säkerhetsrelaterad trafik prioriteras framför komfort- och underhållningsrelaterad trafik..

Nathan Tracey, chef för industristandarder, TE Connectivity

För industriella, kommersiella, fordons- och hemapplikationer kommer vi att se en expansion i den angivna prestandan för Power over Ethernet (PoE) när nya PoE-alternativ dokumenteras och släpps ut på marknaden för ett brett utbud av nya applikationer och system - från smarta byggnader till apparater och Internet of Things, sensorer och kontroller. För att säkerställa att PoE-produkter som marknadsförs som uppfyller dessa prestandanivåer har testats av certifierade tredjepartslaboratorier, kommer Ethernet Alliance att lansera nästa fas av sitt PoE-certifieringsprogram. Ett annat område med snabb introduktion av ny Ethernet-teknik är applikationer för att ansluta våra hem och företag till kärnnätet genom utvecklingen av nästa generations passiva optiska nätverksteknik (PON), som kommer att leverera sammanlagda hastigheter på 50 Gbps över nätverk. når minst 50 km.

Nya högre Ethernet-datahastigheter kommer också ut på marknaden för att möta behoven hos nya videointensiva applikationer som är tillgängliga via molnnätverk. För att matcha datahastigheter som 100 Gbps, 200 Gbps och 400 Gbps utvecklar teknologer nya material och nya arkitekturer som gör att dessa hastigheter kan gå utöver vad som inte var möjligt tidigare. Genom att använda kraftfulla modelleringsverktyg och bygga på tidigare erfarenheter, men med nya material, kommer vi att se Ethernet-utrustning, optiska moduler, kontakter och kablar som gör det möjligt för hyperskala- eller molndatacenteroperatörer att skala upp till nya prestandanivåer och leverera nya tjänster.

2020 kommer faktiskt inte bara att bli året IEEE 802.3 fyller 40 år, utan också året för fortsatt expansion och tillväxt inom nästa generations Ethernet-applikationer, prestanda och datahastigheter.

ETHERNET KOMMER ATT FORTSÄTTA ATT EXPANDERA TILL NYA MARKNADER - JIM THEODORAS, ETHERNET ALLIANCE OCH HG GENUINE USA

Under 2020 kommer Ethernet att fortsätta expandera till nya marknader och applikationer. Ethernet ersätter gradvis många alternativa specialiserade protokoll på grund av dess många fördelar och omfattning av besparingar. Och eftersom bandbreddskraven fortsätter att växa exponentiellt, behövde Ethernet inte bara bli snabbare, utan också gå mot mer komplexa moduleringsformat och större parallellisering. Istället för bitar per sekund pratar vi nu om baudhastighet; seriella kanaler är nu N-seriekanaler med inbyggda rammarkörer för att säkerställa inriktning. Om vi ​​tar ett steg tillbaka och ser på helheten har Ethernet utvecklats från en punkt-till-punkt kommunikationslänk till basen för distribuerade datornät överallt..

Jim Theodoras, Vice President för forskning och utveckling, HG Genuine USA

Mer detaljerat kommer 2020 att bli ytterligare en milstolpe för Ethernet med introduktionen av produktlinjen 112 Gbps. Även om 100 Gigabit Ethernet inte är nytt, gör att uppnå denna hastighet på seriella länkar inte bara den tredje generationen av kostnadsoptimerade 100 Gigabit Ethernet-produkter tillgänglig, utan möjliggör också den andra generationen av 400 Gigabit Ethernet och den första 800 Gigabit per sekund. I Ethernet-ekosystemet kommer allt att behöva ta ett steg framåt för att fungera snabbare, bredare och i mer komplexa moduleringsformat. Den första generationen av 400-Gigabit optiska klientsändtagare baserade på 8x28Gbaud PAM4 kommer att börja levereras. Samtidigt kommer de första 800 Gigabit/s-klienterna att demonstreras i 8x100 Gigabit Ethernet och 2x400 Gigabit Ethernet. Löftet om billigare serielänkar i form av 400G-ZR är äntligen på väg att förverkligas.

Eftersom de flesta optiska transceivrar och aktiva optiska kablar förbrukas i lokala nätverk, är det bara meningsfullt att minimera overhead och direkt ansluta optiken till kisel-IC:erna inuti dessa fibrer. Sampaketerad optik är långt ifrån produktionsklar, men år 2020 kommer kritiskt arbete att ske bakom kulisserna när Ethernet-industrin flyttar sina tekniska muskler och utvecklingsmedel mot att integrera optisk kommunikation direkt på kiselformen.

ETHERNET EKOSYSTEM OCH MOLNMASKINLÄRNING - ROB STONE, ETHERNET ALLIANCE OCH BROADCOM

Tillväxt i global nätverkskapacitet inom alla sektorer har traditionellt drivits av två huvudfaktorer; lägga till användare och lägga till nya applikationer. Medan antalet användare fortsätter att växa, försvagas det av bandbreddskraven som drivs av nya applikationer som i slutändan kräver användning av ny nätverksteknik för att möta efterfrågan. En sådan klass av applikationer som driver exponentiell tillväxt de senaste åren är artificiell intelligens och maskininlärning (ML), i synnerhet konvolutionella djupa neurala nätverk.

Att implementera ett ML-system omfattar två faser. För det första måste neurala nätverksmodeller tränas med hjälp av träningsdatauppsättningar. När väl utbildade modeller har visat sig vara tillräckligt exakta, skickas de till slutledningsmotorer, där slutapplikationer kan använda den tränade modellen för att förutsäga (eller "inleda") resultat givet klassificeringen av externa data eller frågor..

Rob Stone, Distinguished Engineer, Broadcom

För att påskynda ML-träningsprocessen används parallellisering som involverar flera separata träningsnoder. Detta resulterar i stränga nätverkskrav för att distribuera träningsdata mellan noder, såväl som under den efterföljande träningsprocessen då parametrar utbyts mellan noder för att förbättra modellens noggrannhet. Under slutledning betonar slutapplikationen att returnera resultatet snabbt för att minimera latens som är synlig för slutanvändaren, och därför är låg latens kritisk. Av dessa skäl har alla stora hyperskalaoperatörer nu distribuerat sin egen ML-hårdvara, och vissa erbjuder moln-ML som en tjänst för slutanvändarapplikationer. Konkurrensen mellan olika ML-molntjänster tvingar operatörer att fortsätta att investera i uppgraderingar av nätverksinfrastruktur för att förbli konkurrenskraftiga, vilket i sin tur driver Ethernet-communityt att svara på tekniker som stödjer ökade bandbreddskrav med utmaningarna att upprätthålla en acceptabel effekt- och kostnadsprofil.

Dessa interna ML-system är dock värdelösa om inte indata kan samlas in och skickas till slutledningsmotorer för att göra förutsägelser. Enheter som autonoma fordon, industriella IoT och smarta hem, kontor och städer använder en mångsidig uppsättning anslutningstekniker, trådlösa (personliga nätverk såväl som lokala nätverk eller WiFi), trådbundna inklusive användning av Power over Ethernet-tekniker och mobilnät (LTE och 5G). Alla dessa tekniker utnyttjar Ethernet-ekosystemet för att skapa kostnadseffektiva, mycket driftskompatibla lösningar.

Nathan Tracy sitter för närvarande i Ethernet Alliances styrelse och har varit aktivt involverad i organisationen under de senaste åren. Han är teknolog i System Architecture-teamet och Industry Standards Lead för affärsenheten Data and Devices på TE Connectivity, ansvarig för att utveckla standarder och arbeta med nyckelkunder för att skapa nya systemarkitekturer. Nathan är också en aktiv medlem i flera branschorganisationer, som för närvarande fungerar som ordförande och styrelsemedlem i OIF och regelbundet deltar och bidrar till IEEE 802.3 och COBO.

Jim Theodoras är medlem i Ethernet-styrelsen och vicepresident för forskning och utveckling på HG Genuine USA. Han är en erfaren optisk kommunikationsproffs med en bevisad meritlista i att skapa nya intäktsströmmar genom en kombination av kreativitet, marknadsanalys, kundengagemang, tvärfunktionellt lagarbete och support. Han har över 30 års erfarenhet inom elektronik- och optikindustrin, som täcker ett brett spektrum av olika ämnen. Jim är tidigare president för Ethernet Alliance och tidigare redaktör för optisk kommunikation för IEEE Communications Magazine. Han har 20 patent inom telekommunikationsområdet och är en frekvent bidragsgivare till industripublikationer.

Rob Stone, Ethernet Alliances styrelse, är en framstående ingenjör i Broadcoms Switch Architecture-team, specialiserad på datacenterkopplingar, protokoll och portdesign. Han är en aktiv deltagare i ett antal branschorganisationer, inklusive IEEE 802.3, COBO och andra MSA-moduler, och har varit ordförande för MSA RCx och 25G Ethernet Technical Working Group. Rob har över 18 års branscherfarenhet av att lansera kommunikationsteknik på marknaden. Han har haft tekniska och ledande befattningar på Intel, Infinera, Emcore, Skorpios och Bandwidth 9.

Peter Jones är styrelseordförande för Ethernet Alliance och en framstående ingenjör i Cisco Enterprise Hardware-gruppen. Han arbetar med ny teknik och systemarkitekturer för Ciscos switching, routing och trådlösa produkter, samt Cisco IoT Networking-produkter. Han var en nyckelperson i utvecklingen av switcharna i Catalyst 3850, Catalyst 3650 och Catalyst 9000. Förutom sin roll som ordförande i Ethernet Alliance är Peter också ordförande för Ethernet Alliance Single Pair Ethernet underkommitté, deltar i IEEE 802.3, och är ordförande för NBASE-T Alliance.

Enligt etablerad tradition väntar vi på era kommentarer och bjuder in alla till gratis webbseminarium, inom vilken vi kommer att överväga hur VRRP/HSRP-protokollen fungerar. Vi kommer att analysera fall där det är nödvändigt att använda redundanta gateway-protokoll, och även undersöka skillnaderna mellan protokollen och jämföra driften av HSRP/VRRP med GLBP.

Källa: will.com