Etherloop - Enciclopedia

Etherloop es una tecnología híbrida que combina aspectos de Ethernet con otras tecnologías para lograr un resultado que no es posible con ninguna de estas tecnologías en solitario. EtherLoop se desarrolló originalmente en la década de 1990 para permitir el acceso a comunicación de datos de alta velocidad para clientes residenciales a través de líneas telefónicas estándar de par torsionado, también conocidas como servicio telefónico convencional o POTS. El esfuerzo de desarrollo de la tecnología comenzó en Northern Telecom con el objetivo de permitir que las compañías telefónicas compitieran con el acceso a datos locales de alta velocidad que comenzaban a ofrecer los proveedores de televisión por cable.

EtherLoop también es una arquitectura de comunicaciones con aplicaciones mucho más amplias. Técnicamente, la EtherLoop inicial adoptó los conceptos de protocolo de una red física de red Ethernet de corta distancia con tecnología de línea de subscribers digitales (DSL) para facilitar la combinación de transmisión de voz y datos en la infraestructura física heredada de líneas telefónicas estándar a distancias de varios kilómetros. El objetivo del proyecto era superar las limitaciones de ADSL y HDSL mientras se mantenía una transmisión de datos de alta calidad y alta velocidad. Al combinar características de Ethernet y DSL, y utilizar procesadores de señales digitales (DSP) para habilitar la "máxima banda ancha posible de cualquier tubería de cobre con par torsionado", EtherLoop se convirtió en una arquitectura capaz de abordar una variedad mucho más amplia de requisitos de redes de datos que la aplicación original de datos sobre líneas POTS en la década de 1990-2000.

Otras tecnologías denominadas "etherloop" han sido desarrolladas, incluyendo su uso en comunicación intra-vehicular en el automóvil en la década de 2020, donde se ha utilizado una red física de Ethernet de 1 gigabit con un protocolo de red propietario de segmentación de tiempo para un control y retroalimentación prácticamente en tiempo real, y control redundante de sistemas de submódulos de vehículos motorizados.

Historia
EtherLoop se desarrolló inicialmente por Elastic Networks en la década de 1990, para permitir el acceso a comunicación de datos de alta velocidad para clientes residenciales a través de líneas telefónicas estándar de par torsionado. El esfuerzo de desarrollo de la tecnología comenzó por Jack Terry de Northern Telecom con el objetivo de permitir que las compañías telefónicas competieran con el acceso a datos locales de alta velocidad que comenzaban a ofrecer los proveedores de televisión por cable.

En 1999, bajo las condiciones adecuadas, la tecnología EtherLoop podía facilitar velocidades de hasta 6 megabits por segundo a una distancia de hasta 6.4 km (21,000 pies).

Descripción
El diseño de EtherLoop para telcos adoptó los conceptos básicos de la tecnología de comunicación de línea de subscribers digitales (DSL) más la tecnología de red de área local (LAN) Ethernet para facilitar la combinación de transmisión de voz y datos en la infraestructura física heredada de líneas telefónicas estándar de par torsionado, o servicio telefónico convencional (POTS).

Las implementaciones anteriores de DSL, como el DSL asimétrico (ADSL) y el DSL de alta velocidad (HDSL), tenían problemas técnicos que limitaban su adopción en redes telefónicas. La transmisión de datos de alta velocidad requiere una energía sustancial para conducir los niveles de señal a través de las líneas de cobre. Más señal enviada resulta en interferencia con otras líneas de cobre en las 25 o 50 pares apretadamente agrupados que se utilizan en la cableado telefónico.

Para que los servicios DSL alcancen sus máximos niveles teóricos de rendimiento, se requiere una línea de suscriptor cercana a ideal. En el mundo real, sin embargo, la mayoría de las líneas de suscriptor están lejos de ser ideales. El cable puede cambiar de calibre [rango desde 22 calibre hasta 26 calibre en servicios POTS]. Esto provoca distorsiones y interferencias en una señal pasante. También es posible tener tomas de puente en el bucle, donde un cable se conecta al bucle principal, pero no está conectado a nada en el extremo lejano. Las tomas de puente desconnectadas causan reflejos en la señal – parte de la señal entrante rebotará hacia atrás, y este reflejo interferirá con la señal original.

El nivel continuo de energía requerido para operar DSL en el entorno de telcos también aumentó el calor que necesitaba disiparse sobre el servicio telefónico tradicional y aumentó el costo de los componentes.

EtherLoop superó algunas de las limitaciones mientras mantenía una transmisión de datos de alta calidad y alta velocidad mediante la combinación de características de Ethernet y DSL, y utilizando procesadores de señales digitales (DSP) para habilitar la "máxima banda ancha posible de cualquier tubería de cobre con par torsionado", convirtiéndose en una arquitectura capaz de abordar una variedad mucho más amplia de requisitos de redes de datos que la aplicación original de datos sobre líneas POTS en la década de 1990-2000. La implementación inicial de EtherLoop en 1999 utilizó un enfoque de comunicación semi-dúplex/bidireccional – pero en una sola dirección a la vez, no simultáneamente – además de entrega de paquetes en ráfaga para mitigar varios de los efectos secundarios graves de las ofertas de DSL de alta velocidad heredadas a finales de la década de 1990. Como tal, la transmisión EtherLoop es menos susceptible a la interferencia causada por una calidad de línea deficiente, tomas de puente, etc. en aplicaciones de compañías telefónicas.

Las aplicaciones posteriores de EtherLoop en sistemas automotrices superaron un conjunto diferente de problemas con soluciones de diseño EtherLoop, como se describe en la sección de Aplicaciones a continuación.

Aplicaciones


= Telecomunicaciones =
EtherLoop se utilizó inicialmente a finales de la década de 1990 para facilitar la transmisión de voz y datos por parte de las compañías telefónicas en la infraestructura física heredada de servicio telefónico convencional. EtherLoop funciona bien en rutas de red que exceden los límites de Ethernet de ~150 m (490 ft), alcanzando hasta 6.4 megabits por segundo a una distancia de hasta 6.4 km (21,000 ft), y podría teóricamente alcanzar 10 megabits por segundo a distancias más cortas de aproximadamente 910 m (3,000 ft).

EtherLoop ha sido desplegado por varios proveedores de servicios de Internet en áreas donde la longitud del bucle es muy larga o la calidad de la línea es deficiente. Algunos modems EtherLoop (aquellos fabricados por Elastic Networks) ofrecen un modo "Oficina Central", en el que dos modems están conectados de forma back-to-back a través de una línea telefónica y se utilizan como una extensión de LAN. Un ejemplo de una situación donde esto se haría es extender Ethernet a un edificio que está demasiado lejos para alcanzar con Ethernet directo.


= Comunicación intra-vehicular automotriz =
Comunicación intra-vehicular automotriz. En 2023, Tesla comenzó a utilizar etherloop (diseñado como EtherLoop por Tesla) en su implementación propia en el camión ligero Cybertruck. Se utiliza una red física de Ethernet de 2 hilos con un protocolo de red propietario de segmentación de tiempo para un control y retroalimentación prácticamente en tiempo real, y control redundante de sistemas de submódulos de vehículos motorizados, incluyendo control de dirección por cable, control de motor, todos los controladores del vehículo y audio del vehículo con cancelación activa del ruido de la carretera. Tesla logró latencia en escala de milisegundos con sincronización en escala de microsegundos, y control redundante, ya que si una vía se rompe o es defectuosa, los datos se mueven de manera bidireccional sobre el bucle físico. El cambio a la arquitectura EtherLoop ha reducido significativamente la cantidad total de cables que pasan a través del vehículo (68 por ciento) a pesar de que el número de puntos finales aumentó en un 35 por ciento con el vehículo más reciente de Tesla, el Model Y. La longitud promedio del cable también es mucho más corta, mientras que el ancho de banda total es 200 veces el ritmo de datos de 500 kb/s de los controladores de vehículo tradicionales. Pasar a la arquitectura EtherLoop resultó en ahorros significativos de costos por vehículo construido al tiempo que se aumentaba la fiabilidad y se mejoraban las capacidades de depuración y servicio. Tesla utiliza un protocolo EtherLoop propietario en el Cybertruck de 2023-24, junto con controladores definidos por software. En su próxima iteración de la tecnología que se utilizará en el vehículo de próxima generación de Tesla, tienen la intención de eliminar completamente los cables transversales que son comunes con las arquitecturas de bus CAN automotrices heredadas. Con un ancho de banda de 1 Gb/s y baja latencia, la red EtherLoop es capaz de proporcionar audio de alta fidelidad con supresión de ruido de la carretera a través de múltiples altavoces en todo el automóvil; mientras que los sistemas automotrices CAN heredados solo soportan hasta 10 Mb/s de ancho de banda y el audio debe ser proporcionado mediante un sistema de cables separado.


Ver también
Ethernet en el primer kilómetro (especialmente 2BASE-TL)


Referencias