起初,系統(tǒng)設計人員只是在局域網(wǎng)中設計自己的各種各樣的配置。但到了1979年,IEEE局域網(wǎng)標準委員會的成員開始討論標準化,以幫助統(tǒng)一以太網(wǎng)的諸多演化版本,并指導組件制造商。他們提交給IEEE計算機學會的建議于1980年3月被IEEE正式批準,這就是今天我們知道的IEEE802。
多年來,為了適應更高質(zhì)量、更安全和更加堅固的要求,這一基本標準已經(jīng)被擴大以及快速地發(fā)展。今天,IEEE802系列由71個已發(fā)表的標準組成,另有54個正在發(fā)展中。
2020年4月2日,IEEE802.3以太網(wǎng)工作組發(fā)布了其“IEEE802.3工業(yè)連接以太網(wǎng)帶寬評估,第二部分”。這項研究為期18個月,收集以及分析了來自多個行業(yè)的數(shù)據(jù),包括用戶數(shù)量、訪問速率和方法以及服務的增加等。這些標準的發(fā)布都表明了帶寬將繼續(xù)增長。
根據(jù)對提交的數(shù)據(jù)研究表明,探索各種應用的帶寬增長有很大的多樣性。到2025年,數(shù)據(jù)傳輸速度在當前400GBE的最大速度上增加了2倍和4倍,但幾乎所有預測都認為它們會滯后于各種應用的增長曲線。數(shù)據(jù)表明,到2025年,以太網(wǎng)解決方案需要超過400GBE,否則將嚴重滯后。
為了紀念最初標準成立40周年,我們采訪了以太網(wǎng)聯(lián)盟的前主席,以太網(wǎng)推廣者John D’Ambrosia先生,他也是802工作組的主席。
多年以來,連接器制造商是如何促使這一標準的演變?
John D’Ambrosia:鑒于以太網(wǎng)應用的廣度,通常很容易忽略連接器行業(yè)在以太網(wǎng)標準演變過程中面臨的無數(shù)挑戰(zhàn)。雖然許多人將RJ45連接器與以太網(wǎng)聯(lián)系起來,但現(xiàn)實是有許多不同連接器類型,專有的和標準化的,用來解決所有不同的以太網(wǎng)規(guī)范,每個規(guī)范都有自己特定的機械和電氣要求。
Stewart 的單端口和多端口2.5G RJ45連接器
Stewart的單端口和多端口2.5G RJ45連接器符合今天的1G和2.5G標準。它們可以運行現(xiàn)有的Cat5e電纜,并使用一個獨特的設計,以解決串擾和返回損耗問題。
以太網(wǎng)每一個速度的提升以及每一種新速度的互用性都有益行業(yè)信心的建立,連接器行業(yè)也發(fā)揮了積極的作用。作為以太網(wǎng)聯(lián)盟的前主席,我看到連接器行業(yè)參與了所有行業(yè)的演變和計劃。這一點非常重要,因為一個速度的成功部署往往為下一個速度的發(fā)展提供了基礎。
當談到以太網(wǎng)時,人們期望它是低成本的,及時的工作。連接器行業(yè)通過開發(fā)滿足必要的連接器來促進這種應用,從而實現(xiàn)成本效益高的以太網(wǎng)解決方案。
這些年來,標準是如何影響電纜和其他部件的發(fā)展?
John D’Ambrosia:無論是在實際標準本身的開發(fā),還是在標準的連續(xù)部署過程中,以太網(wǎng)標準以多種方式影響以太網(wǎng)解決方案,背板連接器的開發(fā)就是一個極好的例子。在以太網(wǎng)背板中,連接器性能對背板信道性能有很大的影響,包括信道吞吐量、近端和遠端串擾以及各自的返回損耗等。
以太網(wǎng)連接器經(jīng)過多次改進,才能提高性能、成本更低。然而,以太網(wǎng)連接器不僅僅是為了滿足必要的性能要求而開發(fā)的,它們還必須滿足給定應用的所有機械要求,并且可以大批量制造,畢竟以太網(wǎng)應用極為廣泛。
Samtec的高速ExaMax背板系統(tǒng)
Samtec的高速ExaMax背板連接器腳位間距為2.00mm,56GB/s的電氣性能。其符合的行業(yè)規(guī)范包括PCIe、Intel OPI及UPI、SAS、SATA、Fibre Channel、InfiniBand和Ethernet等。這種設計消除了對背板/中板的需求,縮短了改善信號完整性的路徑。
單對以太網(wǎng)(802.3cg)是802家族中的一個重要發(fā)展。這對RJ45意味著什么?
John D’Ambrosia:單對以太網(wǎng)和傳統(tǒng)的base-T以太網(wǎng)是針對不同的應用空間,不是完全取代的關系。當人們討論傳統(tǒng)的base-T應用時,是針對企業(yè)空間。規(guī)范的設計是在CAT 5或更好的非屏蔽雙絞線(UTP)布線達到100米。
IEEE802.3cg標準規(guī)定了兩個可選的連接器接口,IEC63171-1和63171-6連接器。在這種情況下,用戶可以自行選擇連接器或使用特定應用的連接器。此外,標準還受到背板操作環(huán)境的影響。
在四對以太網(wǎng)空間中,RJ45仍然是主要的連接器,而IEC63171-1和63171-6連接器則用于工業(yè)4.0和建筑自動化等單對以太網(wǎng)環(huán)境。
浩亭的T1工業(yè)系列
浩亭的T1工業(yè)系列是市場上第一個標準化的單對以太網(wǎng)(SPE)接口。此后,它被公認為SPE連接器標準。
隨著速度的不斷提高,IEEE在未來802標準中需要解決的最緊迫的問題是什么?
John D’Ambrosia:IEEE提供了定義標準的規(guī)則和過程。參與者提供了所有的辛勤工作和技術洞察力,以推動標準的發(fā)展。鑒于以太網(wǎng)應用的廣度,未來802標準發(fā)展面臨的最緊迫問題將高度依賴獨特案例的提出。
在我看來,下一代以太網(wǎng)帶寬浪潮不僅來自用戶的增加,而且來自他們對支持和消耗越來越高帶寬設備的使用。
以太網(wǎng)路線圖擴展到800GB。在光纖成為即使是短期的唯一選擇之前,銅纜的前景如何?
John D’Ambrosia:雖然800GbE通常被認為是以太網(wǎng)的下一個速率,但此時IEEE802.3以太網(wǎng)工作組沒有任何官方定義超過400Gb/s以太網(wǎng)規(guī)范發(fā)布。隨著以太網(wǎng)帶寬評估的最新發(fā)展,關于新的更高速度的討論正在更頻繁地發(fā)生。
需要多久銅纜被光纖取代的問題,對于這個問題的討論我已經(jīng)聽了整整20年。然而,銅纜解決方案仍然存在,銅纜解決方案仍然具有很大的成本優(yōu)勢。然而,人們不能忽視一個事實,即應用最終將決定其解決方案。隨著銅電纜縮小到較短的長度,銅在高速以太網(wǎng)中的作用將繼續(xù)變化。
推動下一代信號傳輸速度是具有挑戰(zhàn)性的,但發(fā)展會一直持續(xù),互聯(lián)網(wǎng)時代需要各行業(yè)共同努力來實現(xiàn)新的目標。
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