“De estaciones espaciales a tanques modernos” ⋯ ’50 años’ Ethernet sigue creciendo

Pocas tecnologías han sido tan útiles, exitosas y finalmente influyentes como Ethernet. El viaje de Ethernet, que recientemente celebró su 50 aniversario, está lejos de terminar.

Desde su invención por Bob Metcalf y David Vox en 1973, Ethernet ha continuado expandiéndose y adaptándose. Ahora es un protocolo confiable de capa 2 para redes de computadoras en todas las industrias.

“La parte más emocionante de Ethernet es su universalidad”, dijo Andreas Becktolsheim, cofundador de Sun Microsystems y Arista Networks y actual presidente y director de desarrollo de Arista. Se usó literalmente en todas partes, incluso bajo el mar y en el espacio. Ethernet, como Fast Ethernet para cámaras en vehículos, continúa expandiéndose con nuevas capas físicas. “En este momento, el mayor impacto de Ethernet está dentro de los grandes centros de datos en la nube, incluidos los clústeres de IA/ML interconectados de rápido crecimiento”.

Una amplia gama de aplicaciones Ethernet

La flexibilidad y la adaptabilidad son características importantes de la tecnología Ethernet. Es la respuesta básica a cualquier red de comunicación, ya sea un dispositivo conectado o una computadora. Esto significa que en casi todos los casos no hay necesidad de crear una red separada.

Michael Homberg, ingeniero de sistemas de Extreme Networks, dijo: “Ethernet fue una parte importante de cómo las empresas respondieron al brote de coronavirus. Su aplicación más innovadora ha sido su función para habilitar un entorno de trabajo descentralizado”.

En ese momento, a medida que las empresas cambiaban al trabajo remoto, los proveedores de servicios de telecomunicaciones necesitaban aumentar su ancho de banda. “Esta demanda se ve impulsada por el aumento de los juegos en línea a medida que los empleados corporativos trabajan de forma remota, los estudiantes hacen la transición a clases en línea e incluso los mandatos de distanciamiento social”, dijo Holmberg. En esencia, Ethernet, la tecnología subyacente utilizada para Internet, permitió a las personas realizar de manera eficiente una variedad de tareas desde la comodidad de sus propios hogares”.

Estos avances y el vasto ecosistema de Ethernet han llevado a aplicaciones extraordinarias desde la Estación Espacial Internacional (ISS) hasta los últimos aviones de combate F-35, tanques Abrams e investigación marítima. “Ethernet se ha utilizado durante más de 20 años en la exploración espacial, incluida la estación espacial, los satélites y las misiones a Marte”, dijo Peter Jones, presidente de Ethernet Alliance e ingeniero de Cisco. “Permite una conectividad perfecta entre subsistemas de misión crítica, como cámaras, sensores, etc. Ethernet también es una parte clave de la comunicación bidireccional entre la tierra y el espacio”.

“Ethernet ha superado a los antiguos protocolos de red de área de controlador (CAN) o protocolos de red de interconexión local (LIN). Se ha convertido en la columna vertebral de las redes de vehículos, incluidos automóviles y drones, así como de las condiciones del aire, las mareas y la temperatura. los vehículos aéreos (UAV) y los sumergibles no tripulados (UUV) capaces de monitorear su entorno, así como los sistemas autónomos de vigilancia y seguridad de última generación, todos dependen de Ethernet”.

La evolución de Ethernet continúa

Actualmente, la organización IEEE P802.3dj dedicada está desarrollando el sistema de señalización electro-óptico Ethernet de próxima generación. Según John Dambrosia, quien encabeza la organización, el valor futuro de Ethernet se puede ver con solo mirar la cantidad de personal de alto nivel dedicado a tiempo completo a las mejoras de Ethernet. “Es emocionante ver cómo está evolucionando Ethernet y cómo toda la industria está abordando los problemas relacionados con Ethernet”, dijo Dambrosia. Esta colaboración en toda la industria ha estado ocurriendo durante mucho tiempo y solo se fortalecerá a medida que pase el tiempo”.

El mayor interés en Ethernet es cuán rápida es la velocidad máxima, pero continúan los esfuerzos para desarrollar y mejorar los relativamente lentos Ethernet de 2,5 Gbps, 5 Gbps y 25 Gbps. Es por ello que se ha creado un gran mercado en esta zona.

Grupo Dell’Oro Según Samee Buzelbene, vicepresidente de investigación de mercado para centros de datos y conmutadores Ethernet de campus, se han producido 9 mil millones de puertos de conmutador Ethernet en los últimos 20 años. Eso es más de $ 450 mil millones a valor de mercado. “Ethernet ha estado conectando cosas y dispositivos en una variedad de industrias”, dijo Buzelbene. Más importante aún, ha desempeñado un papel fundamental en la conexión de personas de todo el mundo”.

sitio web del IEEEEn cuanto a , el futuro Ethernet es una interconexión óptica de corto alcance basada en longitud de onda de 100 Gbps, clarificación de marca de tiempo PTP, multigig óptico automotriz, sistema de par único de próxima generación, 100 Gbps a través del sistema de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM), 400 Gbps a través de DWDM Se seguirán desarrollando las propuestas del grupo de estudio automotriz para cobre 10G+, 200 Gbps, 400 Gbps, 800 Gbps, 1,6 Tbps Ethernet, etc.

“La línea de productos Ethernet continúa expandiéndose a un ritmo rápido, adoptando tecnologías innovadoras como Power over Ethernet (PoE), Single Pair Ethernet (SPE) y Time Sensitive Networking (TSN)”, dijo Buzelbene. Como referencia, SPE es para medios de procesamiento de transmisión Ethernet a través de un par de cables de cobre, y TSN es un estándar que garantiza una transmisión de datos precisa y estable en la red.

Ethernet como base de la última evolución tecnológica

Según Homberg, la gestión de la latencia se está volviendo más importante a medida que evolucionan los servicios en la nube, incluida la realidad virtual (VR). “Para resolver este problema, Ethernet debe evolucionar hacia una tecnología de conectividad con objetivos de retraso definidos, utilizando Ethernet con el Protocolo de tiempo de precisión (PTP)”, dijo Holmberg.

Se requiere una precisión de tiempo del orden de cientos de nanosegundos para admitir sistemas distribuidos a gran escala donde las operaciones sincronizadas son esenciales. También es fundamental en el sector de las comunicaciones inalámbricas, especialmente en el ámbito de las redes 5G y, en última instancia, de las redes 6G. “Las redes Ethernet con latencia predefinida ayudarán a abordar las necesidades de tecnologías como la IA, especialmente en LAN empresariales, y sincronizarán las GPU en los centros de datos”, dijo Holmberg. En esencia, el futuro de Ethernet es una tecnología emergente. Entrelazado con el paradigma, determinará cómo funciona y evoluciona ese paradigma”.

Ethernet también juega un papel clave en la infraestructura para el avance de la computación y las aplicaciones de IA. “Los servidores con conexiones de baja latencia son esenciales para la IA, y las interconexiones de alta densidad son importantes”, dice Dambrosia. se puede esperar, pero todavía hay muchos problemas en esta área”.

En particular, los nuevos servicios impulsados ​​por IA, como el arte generativo, requieren importantes inversiones en infraestructura utilizando Ethernet como la capa de comunicaciones subyacente. “La proliferación de la IA y la computación en la nube es un factor importante que impulsa el crecimiento continuo de Ethernet. Estas nuevas herramientas seguirán impulsando la evolución de la tecnología tanto dentro como fuera del entorno laboral”, dijo Jones.

Incluso expandir las redes inalámbricas requiere más Ethernet. “En primer lugar, no puede haber tecnología inalámbrica si no hay cables”, dijo Greg Dorai, vicepresidente sénior de Cisco Networking. Todos los puntos de acceso inalámbrico requieren una infraestructura cableada. “Los centros de datos masivos que alimentan la nube, la IA y otras tecnologías futuras están todos conectados entre sí por cables y fibras, lo que a su vez da como resultado conmutadores Ethernet”.

También se espera que la reducción del consumo de energía de Ethernet sea un hito importante en la evolución de Ethernet. Por ejemplo, Energy Efficient Ethernet (EEE), que desactiva un enlace cuando el tráfico es bajo, es útil en entornos donde se debe minimizar el consumo de energía, como en un automóvil donde el tráfico de la red es asimétrico o se produce una comunicación intermitente. George Zimmerman dijo: “La eficiencia energética es importante en todas las áreas de Ethernet y está estrechamente relacionada con la evolución de Ethernet. “No coincide exactamente con la ubicuidad de Ethernet en TI, pero está cada vez más involucrado con los sistemas de control industrial y otras tecnologías operativas”.

Debido a la ubicuidad de Ethernet, una gran cantidad de profesionales de TI se están capacitando en Ethernet. Esto es atractivo en áreas que actualmente utilizan protocolos propietarios. Relativamente pocos expertos están familiarizados con los protocolos propietarios, por lo que en lugar de confiar en estos expertos, las empresas pueden beneficiarse de un grupo mucho mayor de talentos y décadas de evolución sobre Ethernet. “Es por eso que Ethernet se ha convertido en la base sobre la que se construye el mundo de la ingeniería”, dice Zimmerman.

Al observar estas diversas circunstancias, la tecnología Ethernet continuará evolucionando y expandiéndose a varios usos en el futuro. “Cualquiera que sea el futuro al que nos enfrentemos, Ethernet, inventado por Bob Metcalf, seguirá conectando todo”, dijo Dorai. Incluso puede estar en una forma que el propio Bob no pueda reconocer. Por ejemplo, en el 60.º aniversario de Ethernet, mi avatar, entrenado para decir lo que quiero decir, podría pasar por Ethernet y aparecer”.
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