Этерлуп

Etherloop — это гибридная технология, объединяющая аспекты Ethernet с другими технологиями для достижения результата, который невозможно было бы получить с помощью любой из этих технологий по отдельности. EtherLoop был изначально разработан в 1990-х годах для обеспечения высокоскоростного доступа к передаче данных для частных клиентов по стандартным телефонным линиям с витой парой , также известным как обычная старая телефонная связь или POTS. Усилия по разработке технологии были начаты в Northern Telecom , чтобы позволить телефонным компаниям конкурировать с высокоскоростным локальным доступом к данным, который тогда начали предлагать поставщики кабельного телевидения . ^{[1] : 5}

Etherloop также является архитектурой связи с гораздо более широкими приложениями. Технически, первоначальный EtherLoop принял концепции протокола физической сети Ethernet на короткие расстояния с технологией цифровой абонентской линии (DSL) для облегчения объединения передачи голоса и данных в устаревшей физической инфраструктуре стандартных телефонных линий на расстояниях в несколько километров. Целью проекта было преодоление ограничений ADSL и HDSL при сохранении высококачественной и высокоскоростной передачи данных. Объединив возможности Ethernet и DSL и используя цифровые сигнальные процессоры (DSP) для обеспечения «максимально возможной полосы пропускания из любой витой пары медного трубопровода», EtherLoop стал архитектурой, способной решать гораздо более широкий спектр требований к сетям передачи данных, чем первоначальное применение данных по линиям POTS в 1990-х-2000-х годах. ^{[1] : 5, 28}

Были разработаны и другие технологии, называемые «etherloop», в том числе для автомобильной внутритранспортной связи в 2020-х годах, где использовалась гигабитная физическая сеть Ethernet с фирменным сетевым протоколом с квантованием времени для почти реального времени , избыточного управления и обратной связи подсистем автотранспортных средств. ^{[2] [3]}

EtherLoop был изначально разработан Elastic Networks в 1990-х годах для обеспечения высокоскоростного доступа к данным для бытовых клиентов по стандартным телефонным линиям с витой парой . Усилия по разработке технологии были начаты Джеком Терри из Northern Telecom , чтобы позволить телефонным компаниям конкурировать с высокоскоростным локальным доступом к данным, который тогда начали предлагать провайдеры кабельного телевидения . ^{[1] : 5}

В 1999 году технология EtherLoop могла при правильных условиях обеспечить скорость до 6 мегабит в секунду на расстоянии до 6,4 км (21 000 футов). ^[1]

В проекте телекоммуникационной компании EtherLoop были использованы основные концепции технологии цифровой абонентской линии (DSL) и технологии локальной сети Ethernet для упрощения объединения передачи голоса и данных по устаревшей физической инфраструктуре стандартных телефонных линий с витой парой или обычной телефонной связи (POTS). ^{[1] : 5}

Предыдущие реализации DSL — асимметричный DSL (ADSL) и высокоскоростной DSL (HDSL) — имели технические проблемы, которые ограничивали их внедрение в телефонных сетях. Передача высокоскоростных данных требует значительной мощности для управления уровнями сигнала по медным линиям. Большее количество передаваемого сигнала приводит к перекрестным помехам с другими медными линиями в типичных 25 или 50 плотно скрученных парах, используемых в телефонной проводке.

Для того чтобы услуги DSL достигли своего теоретического максимума производительности, требуется почти идеальная абонентская петля . Однако в реальном мире большинство абонентских петель далеки от идеала. Провод может менять калибр [от 22 калибра до 26 калибра в услугах POTS]. Это вызывает искажения и помехи в проходящем сигнале. Также возможно наличие мостовых ответвлений на петле, когда провод присоединен к основному контуру, но не подключен ни к чему на дальнем конце. Неподключенные мостовые ответвления вызывают отражения в сигнале — часть входящего сигнала будет отскакивать назад, и это отражение будет мешать исходному сигналу. ^{[1] : 7}

Постоянный уровень мощности, необходимый для работы DSL в телекоммуникационной среде, также увеличил количество тепла, которое необходимо было рассеивать по сравнению с традиционными телефонными услугами, и увеличил стоимость компонентов. ^{[1] : 7–10}

Telco EtherLoop преодолел некоторые ограничения, сохранив при этом высокое качество и высокую скорость передачи данных, объединив возможности Ethernet и DSL и используя цифровые сигнальные процессоры (DSP) для обеспечения «максимально возможной пропускной способности любой витой пары медного кабеля», EtherLoop стал архитектурой, способной удовлетворить гораздо более широкий спектр требований к сетям передачи данных, чем первоначальное применение данных по линиям POTS в 1990-х–2000-х годах. ^{[1] : 5, 28} Первоначальная реализация EtherLoop в 1999 году использовала полудуплексный /двунаправленный подход к связи, но только в одном направлении за раз, а не одновременно, плюс пакетную доставку для смягчения нескольких серьезных побочных эффектов устаревших высокоскоростных предложений DSL конца 1990-х годов. Таким образом, передача EtherLoop менее восприимчива к помехам, вызванным плохим качеством линии, ответвлениями моста и т. д. в приложениях телефонной компании. ^{[1] : 8–12}

Более поздние применения EtherLoop в автомобильных системах позволили преодолеть другой набор проблем с помощью решений на основе EtherLoop, как описано в разделе «Применение» ниже.

• EtherLoop изначально использовался в конце 1990-х годов для упрощения передачи голоса и данных телефонными компаниями по устаревшей физической инфраструктуре POTS . ^{[1] : 7–12} EtherLoop хорошо работает в сетевых трассах, которые превышают ограничения Ethernet ~150 м (490 футов), со скоростью до 6,4 мегабит в секунду на расстоянии до 6,4 км (21 000 футов) 6,4 км (21 000 футов) и теоретически может достигать 10 мегабит в секунду по стандартной телекоммуникационной проводке на более коротких расстояниях около 910 м (3000 футов). ^{[1] : 18, 27}

• EtherLoop был развернут различными интернет-провайдерами в областях, где длина петли очень велика или качество линии плохое. Некоторые модемы EtherLoop (производимые Elastic Networks) предлагают «режим центрального офиса», в котором два модема подключаются спина к спине по телефонной линии и используются как расширение локальной сети . Примером ситуации, когда это может быть сделано, является расширение Ethernet до здания, которое находится слишком далеко для прямого Ethernet. ^{[ необходима цитата ]}

• Автомобильная внутритранспортная связь . В 2023 году Tesla начала использовать etherloop (стилизованный под EtherLoop от Tesla) в своей фирменной реализации в малотоннажном грузовике Cybertruck . Гигабитная физическая сеть Ethernet с 2 проводами и фирменным сетевым протоколом с временным квантованием для управления и обратной связи в режиме, близком к реальному времени, используется для всех подсистем автомобиля, включая рулевое управление по проводам , управление двигателем, все контроллеры автомобиля , а также аудиосистему автомобиля с активным шумоподавлением . Tesla достигла задержки в миллисекундном масштабе с синхронизацией в микросекундном масштабе, а также избыточного управления, поскольку если один путь сломан или неисправен, данные перемещаются в двух направлениях по физическому контуру . Переход к архитектуре EtherLoop значительно сократил общее количество проводов, проходящих через автомобиль (на 68 процентов), хотя количество конечных точек увеличилось на 35 процентов по сравнению с предыдущим новейшим автомобилем Tesla, Model Y. Средняя длина провода также намного короче, в то время как общая пропускная способность в 200 раз превышает традиционную скорость передачи данных традиционных контроллеров транспортных средств в 500 кбит/с. Переход на архитектуру EtherLoop привел к значительной экономии затрат на каждое построенное транспортное средство, одновременно повышая надежность и расширяя возможности отладки и обслуживания. ^{[2] [4]} Tesla использует фирменный протокол EtherLoop в Cybertruck 2023–24 годов вместе с программно-определяемыми контроллерами. В своей следующей итерации технологии, которая будет использоваться в транспортном средстве следующего поколения Tesla , они намерены полностью исключить межавтомобильные провода, которые являются обычными для устаревших автомобильных архитектур CAN-шины . ^{[3] Благодаря} пропускной способности 1 Гбит/с и низкой задержке сеть EtherLoop способна обеспечивать высококачественный звук с подавлением дорожного шума через несколько динамиков по всему автомобилю; ^[4] тогда как устаревшие автомобильные системы CAN-шины поддерживают пропускную способность только до 10 Мбит/с, и аудиосигнал должен быть предоставлен через отдельно проводную систему. ^[3]

• Ethernet на первой миле (особенно 2BASE-TL )