12 大技术趋势：不断发展的以太网：从 10 到 400+ 千兆

来源：线束世界•作者：线束世界•2024-08-15 09:11

本篇文章探讨了对向后兼容性的承诺、铜缆和光纤介质的选择以及采用新的信令协议如何使以太网能够跟上不断增长的带宽需求。

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不断发展的以太网：10 至 400+ Gb/s

被称为以太网的网络协议是一个典型的例子，说明即使在电子数据通信方面取得了令人难以置信的进步，标准仍然可以在几十年内保持可行性。自 1973 年施乐工程师 Bob Metcalfe 创立以来，以太网就注定要成为支持全球日益增长的通信需求的首要局域网（LAN）协议。

10BASE5 规范于 1983 年首次标准化为 IEEE 802.3，它采用总线结构，带有独特的穿刺电缆吸血抽头，可应用于 RG8 同轴电缆长度的任何地方。标准定义的速度高达 10Mb/s，但通常难以达到 6Mb/s。

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在数据速率、接口的物理尺寸、易于安装性和可负担性方面的持续改进使以太网成为主要的网络技术。对向后兼容性的承诺、铜缆和光纤介质的选择以及 PAM4 等新信令协议的采用，使以太网能够跟上不断增长的带宽需求。

笨重的同轴电缆被升级的双绞线电缆所取代。大型且昂贵的同轴连接器被无处不在的 RJ45 连接器所取代，该连接器具有优雅、低成本和可靠的设计。总线结构升级为交换式架构。通过光纤电缆实现以太网，提高了带宽、信号保真度和覆盖范围。

以太网联盟（Ethernet Alliance）是一个全球性的非营利性行业联盟，致力于以太网技术和生态系统的持续成功和进步，这在很大程度上增强了以太网协议的成功。以太网联盟定期赞助插头节，以验证设备性能是否符合规格，并确保多供应商的互操作性。在下一代高速设备出现之前，它一直处于推动以太网性能的最前沿。

其结果是速度和覆盖范围的持续提高。比特率历来提高了 10 倍，最近从 100Gb/s 跃升至 2017 年 12 月批准的 IEEE 802.3bs 200 和 400Gb/s 规范。

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Amphenol Pcd 坚固耐用的以太网解决方案包括带有内部 RJ45 的螺纹圆形连接器

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菲尼克斯电气为工业网络提供一系列M12圆形连接器

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HARTING 的 T1 工业 SPE 连接器是工业以太网应用的理想选择，包括自动化和 IIoT 网络

在此过程中，以太网通过包括坚固的 RJ45 连接器以及利用工业自动化环境中常见的圆形 M12 连接器，扩大了其应用范围。

以太网协议如此成功的原因之一是该联盟能够识别并快速响应不断变化的行业需求。当安全摄像头等远程设备的制造商想要将其设备联网时，除了以太网电缆外，他们还必须提供本地电源，这在远程安装中并非易事。解决方案是以太网供电（PoE），该技术使运行设备所需的电力能够通过以太网信号线传输。根据一系列 IEEE 802.3 规范中的定义，可以提供给设备的最大功率已从 12.95 瓦增加到 71 瓦。

最新的以太网适配是单对以太网（SPE），它是由工业物联网（IIoT）和工业 4.0 的出现以及多种汽车应用推动的。

SPE 使用能够在工厂车间恶劣环境中生存的小型化接口提供简化和标准化的高速通信协议。已经发布了多个 IEEE 802.3 标准，以解决带宽、功率和覆盖范围之间的平衡问题。SPE有望在机器人技术、视觉系统、传感器和消费物联网领域得到大量应用。

认识到数据传输速率的对数增长已经在推动下一代接口的容量，以太网联盟已经成立了一个研究小组，其任务是确定未来五年内需要的传输速率。目标是确定以 800Gb/s 和/或 1.6Tb/s 运行的铜缆和光纤通道的可行性。仅仅支持现有需求已不再是可以接受的;该行业必须预测并规划数据传输速度的下一个叉车。