起初,系統設計人員只是在局域網中設計自己的各種各樣的配置。但到了1979年,IEEE局域網標準委員會的成員開始討論標準化,以幫助統一以太網的諸多演化版本,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,為了適應更高質量、更安全和更加堅固的要求,這一基本標準已經被擴大以及快速地發展。今天,IEEE802系列由71個已發表的標準組成,另有54個正在發展中。
2020年4月2日,IEEE802.3以太網工作組發布了其“IEEE802.3工業連接以太網帶寬評估,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的數據,包括用戶數量、訪問速率和方法以及服務的增加等。這些標準的發布都表明了帶寬將繼續增長。
根據對提交的數據研究表明,探索各種應用的帶寬增長有很大的多樣性。到2025年,數據傳輸速度在當前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。數據表明,到2025年,以太網解決方案需要超過400GBE,否則將嚴重滯后。
為了紀念最初標準成立40周年,我們采訪了以太網聯盟的前主席,以太網推廣者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:鑒于以太網應用的廣度,通常很容易忽略連接器行業在以太網標準演變過程中面臨的無數挑戰。雖然許多人將RJ45連接器與以太網聯系起來,但現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規范,每個規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信心的建立,連接器行業也發揮了積極的作用。作為以太網聯盟的前主席,我看到連接器行業參與了所有行業的演變和計劃。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展提供了基礎。
當談到以太網時,人們期望它是低成本的,及時的工作。連接器行業通過開發滿足必要的連接器來促進這種應用,從而實現成本效益高的以太網解決方案。
這些年來,標準是如何影響電纜和其他部件的發展?
John D’Ambrosia:無論是在實際標準本身的開發,還是在標準的連續部署過程中,以太網標準以多種方式影響以太網解決方案,背板連接器的開發就是一個極好的例子。在以太網背板中,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。
以太網連接器經過多次改進,才能提高性能、成本更低。然而,以太網連接器不僅僅是為了滿足必要的性能要求而開發的,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,畢竟以太網應用極為廣泛。
Samtec的高速ExaMax背板系統
Samtec的高速ExaMax背板連接器腳位間距為2.00mm,56GB/s的電氣性能。其符合的行業規范包括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(802.3cg)是802家族中的一個重要發展。這對RJ45意味著什么?
John D’Ambrosia:單對以太網和傳統的base-T以太網是針對不同的應用空間,不是完全取代的關系。當人們討論傳統的base-T應用時,是針對企業空間。規范的設計是在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境的影響。
在四對以太網空間中,RJ45仍然是主要的連接器,而IEC63171-1和63171-6連接器則用于工業4.0和建筑自動化等單對以太網環境。
浩亭的T1工業系列
浩亭的T1工業系列是市場上第一個標準化的單對以太網(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,以推動標準的發展。鑒于以太網應用的廣度,未來802標準發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的下一個速率,但此時IEEE802.3以太網工作組沒有任何官方定義超過400Gb/s以太網規范發布。隨著以太網帶寬評估的最新發展,關于新的更高速度的討論正在更頻繁地發生。
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,銅在高速以太網中的作用將繼續變化。
推動下一代信號傳輸速度是具有挑戰性的,但發展會一直持續,互聯網時代需要各行業共同努力來實現新的目標。
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