Gigabit ethernet что это такое

Адрес этой статьи в Интернете: http://www.thg.ru/network/20030304/

Гигабитный Ethernet: все что вам нужно о нем знать, часть 1

Сети на основе 10/100 Мбит/с Ethernet будет более чем достаточно для выполнения любых задач в небольших сетях. Но как насчет будущего? Вы подумали о потоках видео, которые будут проходить по сети вашего дома? Справится ли с ними 10/100 Ethernet?

В нашей первой статье, посвященной гигабитному Ethernet, мы вплотную с ним познакомимся и определим, нужен ли он вам. Мы также постараемся узнать, что вам потребуется для создания "готовой к гигабиту" сети и проведем краткий экскурс в гигабитное оборудование для небольших сетей.

Что такое гигабитный Ethernet?

Гигабитный Ethernet также известен как "гигабит по меди" или 1000BaseT . Он представляет собой обычную версию Ethernet, работающую на скоростях до 1.000 мегабит в секунду, то есть в десять раз быстрее 100BaseT.

Основой гигабитного Ethernet является стандарт IEEE 802.3z , который был утвержден в 1998 году. Однако в июне 1999 года к нему вышло дополнение — стандарт гигабитного Ethernet по медной витой паре 1000BaseT . Именно этот стандарт смог вывести гигабитный Ethernet из серверных комнат и магистральных каналов, обеспечив его применение в тех же условиях, что и 10/100 Ethernet.

До появления 1000BaseT для гигабитного Ethernet необходимо было использовать волоконно-оптический или экранированный медный кабели, которые вряд ли можно назвать удобными для прокладки обычных локальных сетей. Данные кабели (1000BaseSX, 1000BaseLX и 1000BaseCX) и сегодня используются в специальных областях применения, поэтому мы не будем их рассматривать.

Группа гигабитного Ethernet 802.3z прекрасно справилась со своей работой — она выпустила универсальный стандарт, в десять раз превышающий скорость 100BaseT. 1000BaseT также является обратно совместимым с 10/100 оборудованием, он использует CAT-5 кабель (или более высокую категорию). Кстати, сегодня типичная сеть построена именно на базе кабеля пятой категории.

Нужен ли он нам?

В первой литературе о гигабитном Ethernet в качестве области применения нового стандарта указывался корпоративный рынок, и чаще всего — связь хранилищ данных. Поскольку гигабитный Ethernet обеспечивать в десять раз больший канал, чем привычный 100BaseT, естественным применением стандарта является соединение участков, требующих высокую пропускную способность. Это связь между серверами, коммутаторами и магистральными узлами. Именно там гигабитный Ethernet необходим, нужен и полезен.

По мере снижения цен на гигабитное оборудование область применения 1000BaseT расширилась до компьютеров "опытных пользователей" и рабочих групп, использующих "требовательные к пропускной способности приложения".

Поскольку потребности в передаче данных у большинства небольших сетей более чем скромные, вряд ли им когда-нибудь понадобится пропускная способность сети 1000BaseT. Давайте рассмотрим некоторые типичные области применения небольших сетей и оценим их потребность в гигабитном Ethernet.

    Игры

Так как большинство сетевых игр разрабатываются с учетом игры по Интернету, они довольно экономно относятся к количеству посылаемых по сети данных. Игра использует локальную вычислительную мощность для подготовки данных и отсылает только необходимые участки информации, чтобы удовлетворить различным условиям связи в Интернете.

Хотя в играх работает принцип "быстрее — значит лучше", вряд ли гигабитный Ethernet сможет дать какие-либо преимущества сетевым игрокам. Время реакции — еще один немаловажный фактор в сетевых играх, но любая задержка ниже 10 мс не даст сколько-нибудь заметного выигрыша. Подобная задержка обеспечивается и старой доброй 10 Мбит/с сетью. Так что повышенная пропускная способность гигабитного Ethernet уйдет впустую.

Потоковое аудио/ видео/ Netmeeting и т.д.

Сегодня самый используемый формат видео — это MPEG-2, требующий 2-6 Мбит/с для "обычного" видео и 12-20 Мбит/с для HDTV (спутникового и т.д.) Конечно, существуют профессиональные приложения, в которых поток может возрасти и до 40 Мбит/с, но вряд ли большинство домашних и офисных пользователей когда-либо вообще его видели.

Более того, ограничение Интернета по пропускной способности, равно как и усиливающееся распространение (относительно) низкоскоростных беспроводных сетей, привели к появлению форматов с лучшим качеством при меньшем потоке. В результате мы получили формат MPEG-4, который отличается лучшей масштабируемостью и может обеспечить более высокое качество, чем MPEG2, при потоках 64 кбит/с — 4 Мбит/с.

Итог таков: если вы не занимаетесь производством видео продукции или вам не нужно передавать одновременно более четырех HDTV потоков, вам вполне хватит и существующей 100BaseT сети на обозримое будущее.

Совет: Прочитайте эту статью , если вас интересует более глубокое описание требований по пропускной способности современных MPEG стандартов (на английском).

Нужен ли он нам, продолжение

    Передача больших файлов по сети

Подобное применение характерно, скорее, для малых офисов, особенно в компаниях, занимающихся графическим дизайном, архитектурой или другим бизнесом, связанным с обработкой файлов размером в десятки-сотни мегабайт. Вы легко подсчитаете, что 100-мегабайтный файл будет передан по 100BaseT сети всего за восемь секунд [(100Мбайт x 8бит/байт)/ 100 Мбит/с]. В действительности же многие факторы ухудшают скорость передачи, так что ваш файл будет передаваться несколько дольше. Некоторые из этих факторов связаны с операционной системой, запущенными приложениями, количеством памяти на ваших компьютерах, скоростью процессора и возрастом. (Возраст системы влияет на скорость шин на материнской плате).

Еще одним важным фактором является скорость сетевого оборудования, и переход на гигабитное оборудование позволяет устранить потенциальное узкое место и ускорить передачу больших объемов файлов. Многие подтвердят, что получение скоростей выше 50 Мбит/с на 100BaseT сети — дело отнюдь не тривиальное. Гигабитный же Ethernet сможет обеспечить пропускную способность выше 100 Мбит/с.

Сетевые устройства резервирования

Можно рассматривать этот случай как вариант "больших файлов". Если ваша сеть настроена на резервирование всех компьютеров на один файловый сервер, то гигабитный Ethernet позволит вам ускорить этот процесс. Однако здесь существует и подводный камень — увеличение "трубы" пропускания к серверу может не привести к положительному эффекту, если сервер не будет успевать обрабатывать входящий поток данных (также это касается и носителя резервной информации).

Для получения выгоды от высокоскоростной сети вам следует оснастить сервер большим объемом памяти и проводить резервирование на быстрый жесткий диск, а не ленту или CDROM. Как видим, к переходу на гигабитный Ethernet следует основательно подготовиться.

Эта область применения опять же более характерна для сетей малого бизнеса, чем для домашних сетей. Между клиентом и сервером в подобных приложениях может передаваться большой объем данных. Подход прежний: вам необходимо проанализировать объем передающихся сетевых данных, чтобы узнать, сможет ли приложение "успеть" за увеличением пропускной способности сети и достаточно ли этих данных для нагрузки гигабитного Ethernet.

По правде говоря, мы считаем, что вряд ли большинство "строителей" домашних сетей найдут достаточно оснований для покупки гигабитного оборудования. В сетях малого бизнеса переход на гигабит может помочь, но мы рекомендуем сначала провести анализ количества передаваемых данных. С современным состоянием все понятно. Но что делать, если вы желаете учесть возможность будущей модернизации. Что вам нужно сделать сегодня, чтобы быть к ней готовым? В следующей части нашей статьи мы рассмотрим изменения, которые необходимо осуществить с самой дорогой, чаще всего и самой трудоемкой, части сети — кабелем .

Кабель для гигабитного Ethernet

Как мы уже упоминали во введении, одним из ключевых требований стандарта 1000BaseT является использования кабеля категории 5 (CAT 5) или выше. То есть гигабитный Ethernet может работать на существующей кабельной структуре 5 категории . Согласитесь, подобная возможность очень удобна. Как правило, все современные сети используют кабель пятой категории, если только ваша сеть не была установлена в 1996 году или раньше (стандарт был утвержден в 1995 году). Однако здесь существует несколько подводных камней.

    Требуется четыре пары

Как видно из этой статьи , 1000BaseT использует все четыре пары кабеля категории 5 (или выше) для создания четырех 250 Мбит/с каналов. (Также применяется и другая схема кодирования — пятиуровневая амплитудно-импульсная модуляция — чтобы оставаться в пределах частотного диапазона 100 МГц CAT5). В результате мы можем использовать для гигабитного Ethernet существующую кабельную структуру CAT 5.

Поскольку 10/100BaseT использует только две пары CAT 5 из четырех, некоторые люди не подключали лишние пары при прокладке своих сетей. Пары использовались, к примеру, для телефона или для питания по Ethernet (POE). К счастью гигабитные сетевые карты и коммутаторы обладают достаточным интеллектом, чтобы откатиться на стандарт 100BaseT если все четыре пары будут недоступны. Поэтому ваша сеть в любом случае будет работать с гигабитными коммутаторами и сетевыми картами, но высокой скорости за уплаченные деньги вы не получите.

Не используйте дешевые разъемы

Еще одна проблема самодеятельных сетевиков — плохая обжимка и дешевые настенные розетки. Они приводят к несоответствиям импеданса, в результате чего возникают обратные потери, а вследствие них и уменьшение пропускной способности. Конечно, вы можете попробовать поискать причину "в лоб", но все же вам лучше обзавестись сетевым тестером, который сможет обнаружить обратные потери и перекрестные помехи. Или просто смириться с низкой скоростью.

Ограничения по длине и топологии

1000BaseT ограничен той же максимальной длиной сегмента, что и 10/100BaseT. Таким образом, максимальный диаметр сети составляет 200 метров (от одного компьютера до другого через один коммутатор). Что касается топологии 1000BaseT, то здесь работают те же правила, что и для 100BaseT, за исключением допустимости лишь одного повторителя на сегмент сети (или, если быть более точным, на один "полудуплексный домен коллизий"). Но поскольку гигабитный Ethernet не поддерживает полудуплексную передачу, вы можете забыть о последнем требовании. В общем если ваша сеть прекрасно себя чувствовала под 100BaseT, у вас не должно возникнуть проблем при переходе к гигабиту.

Кабель для гигабитного Ethernet, продолжение

Для прокладки новых сетей лучше всего использовать кабель CAT 5e . И хотя CAT 5 и CAT 5e оба пропускают частоту 100 МГц , кабель CAT5e производится с учетом дополнительных параметров, важных для лучшей передачи высокочастотных сигналов.

Совет: Просмотрите следующие документы Belden, чтобы подробнее узнать о спецификациях CAT 5e кабеля (на английском):

  • Installation Effects Upon Alien Crosstalk and Equal Level Far End Crosstalk ;
  • Impedance/ Return Loss .
  • Совет: На этой странице приведена полезная таблица категорий кабеля.

    И хотя современный CAT 5 кабель будет прекрасно работать с 1000BaseT, вам лучше все же выбрать CAT 5e, если вы хотите гарантировать высокую пропускную способность. Если же вы колеблетесь, прикиньте стоимость кабеля CAT 5 и CAT 5e и действуйте по своим средствам.

    Единственное, чего вам следует избегать — рекомендаций по покупке CAT 6 кабеля для гигабитного Ethernet. CAT 6 был добавлен в стандарт TIA-568 в июне 2002 года и он пропускает частоты до 200 МГц . Продавцы наверняка будут уговаривать вас купить именно более дорогую шестую категорию, но она вам понадобится, только если вы планируете построить сеть 10 Гбит/с Ethernet по медной проводке, что на данный момент вряд ли реально. А что насчет кабеля CAT 7? Забудьте про него!

    Если же вы располагаете хорошей суммой, то лучше ее потратить на специалиста-сетевика , который обладает достаточным опытом прокладки гигабитных сетей . Специалист сможет грамотно проложить кабели или проверить вашу существующую сеть на работу с гигабитным Ethernet. При установке кабеля CAT 6 мы крайне рекомендуем обратиться за помощью к профессионалам, поскольку этот кабель оговаривает радиус сгиба и специальные качественные разъемы.

    В некотором роде вопрос "гигабит или нет" мог быть предметом спора год или пару лет назад. Если смотреть с точки зрения покупателя SOHO, переход от 10 к 10/100 Мбит/с уже случился. Новые компьютеры оснащаются 10/100 Ethernet портами, маршрутизаторы уже используют встроенные 10/100 коммутаторы, а не 10BaseT концентраторы. Однако подобная перемена не является следствием требований и пожеланий домашних "сетевиков". Они довольствуются существующим оборудованием.

    За эти изменения нам следует благодарить корпоративных пользователей, которые покупают сегодня в массовых количествах только 10/100 оборудование, что позволяет опустить на него цены. Как только производители потребительского оборудования обнаружили, что использовать 10BaseT чипы по сравнению с 10/100 вариантам дороже , они долго не раздумывали.

    Таким образом, вчерашняя архитектура на базе 10BaseT концентраторов незаметно перешла в современные 10/100 коммутируемые сети. Точно такой же переход мы испытаем и с 10/100 на 10/100/1000 Мбит/с. И хотя до переломного момента осталось еще год или два, переход уже начался и цены неуклонно продолжают свое падение вниз.

    Все что вам нужно — купить гигабитную сетевую карту и гигабитный коммутатор. Давайте рассмотрим их чуть подробнее.

      Сетевые карты

    Фирменные 32-битные PCI 10/100/1000BaseT сетевые карты типа Intel PRO1000 MT, Netgear GA302T и SMC SMC9552TX стоят в Интернете от $40 до $70. Продукты производителей второго эшелона дешевле примерно на $5. И хотя гигабитные сетевые карты приблизительно в два с половиной раза дороже средних 10/100 карт, вряд ли ваш кошелек вообще заметит какую-либо разницу, если только вы не закупаете их оптовыми партиями.

    Вы можете найти сетевые карты, поддерживающие не только 32-битную шину PCI, но и 64-битную, однако и стоят они дороже. Чего вы не увидите, так это CardBus адаптеров для ваших ноутбуков. По каким то причинам производители считают, что ноутбукам гигабитные сети вообще не нужны.

    А вот цена 10/100/1000 коммутаторов заставляет десять раз подумать о целесообразности перехода на гигабитный Ethernet. Хорошая новость: сегодня уже появились прозрачные гигабитные коммутаторы, которые стоят гораздо дешевле своих управляемых собратьев для корпоративного рынка.

    Простой четырехпортовый 10/100/1000 коммутатор Netgear GS104 можно купить меньше чем за $225. Если вы остановите свой выбор на менее известных фирмах типа TRENDnet TEG-S40TXE, то уменьшите стоимость до $150. Мало четырех портов — пожалуйста. Восьмипортовая версия Netgear GS108 обойдется вам примерно в $450, а TRENDnet TEG-S80TXD — около $280.

    Учитывая, что пятипортовый 10/100 коммутатор сегодня стоит всего $20, цены на гигабит кому-то покажутся слишком высокими. Но вспомните: еще совсем недавно вы могли купить только управляемые гигабитные коммутаторы стоимостью $100+ за порт. Цены идут в правильном направлении!

    Придется ли менять компьютеры?

    Откроем небольшой секрет гигабитного Ethernet: под Win98 или 98SE вы, скорее всего, не получите никакого преимущества от гигабитной скорости. И хотя с помощью редактирования реестра можно попытаться улучшить пропускную способность, вы все равно не получите существенного прироста производительности по сравнению с текущим 10/100 оборудованием.

    Проблема кроется в TCP/IP стеке Win98, который не был разработан с учетом высокоскоростных сетей. У стека возникают проблемы даже с использованием 100BaseT сети, чего уж тогда говорить о гигабитной связи! Мы еще вернемся к этому вопросу во второй статье, но пока что вам следует рассматривать только Win2000 и WinXP для работы с гигабитным Ethernet.

    Последним предложением мы отнюдь не подразумеваем, что только Windows 2000 и XP поддерживают гигабитные сетевые карты. Мы просто не проверяли производительность под другими операционными системами, так что воздержитесь, пожалуйста, от язвительных замечаний!

    Если вы интересуетесь, придется ли вам выбрасывать старый добрый компьютер и покупать новый для использования гигабитного Ethernet, то наш ответ — "возможно". Судя по нашем практическому опыту, один герц "современных" процессоров равняется одному биту в секунду пропускной способности сети . Один из производителей гигабитного сетевого оборудования согласился с нами: любая машина с тактовой частотой 700 МГц или ниже не сможет в полной мере использовать пропускную способность гигабитного Ethernet. Так что даже с правильной операционной системой старым компьютерам гигабитный Ethernet — все равно, что мертвому припарки. Вы скорее увидите скорости 100-500 Мбит/с , чем что-то, близкое к гигабиту.

    Хорошие новости: падение цен на гигабитное сетевое оборудование продолжается, и вы можете с успехом использовать существующую кабельную структуру. Но вам придется модернизировать операционные системы компьютеров и их "железо".

    Во второй части нашего обзора мы произведем более глубокое погружение в основы гигабитного Ethernet.

    Совет: Если вам нужна подробная информация о гигабитном Ethernet, то вы можете обратиться по ссылкам в
    соответствующей секции (на английском).

    Персональные инструменты

    Gigabit Ethernet (GE, GbE, или 1 GigE) в компьютерных сетях — термин, описывающий различные технологии передачи Ethernet-кадров со скоростью 1 гигабит в секунду, определяемые рядом стандартов группы IEEE 802.3. Используется для построения проводных локальных сетей с 1999 года, постепенно вытесняя Fast Ethernet благодаря значительно более высокой скорости передачи данных. При этом необходимые кабели и часть сетевого оборудования мало отличаются от используемых в предыдущих стандартах, широко распространены и обладают низкой стоимостью. Ранее в стандарте описывались полудуплексные гигабитные соединения с использованием сетевых концентраторов, но эта спецификация больше не обновляется, и сейчас используется исключительно полнодуплексный режим с соединением через коммутаторы. [Источник 1]

    Содержание

    История

    Ethernet стал результатом исследований, проведённых Xerox PARC в начале 1970-х годов, и затем развился в популярный протокол физического и канального уровней OSI. Fast Ethernet увеличил скорость передачи данных с 10 до 100 Мбит/с, Gigabit Ethernet — следующий шаг, на котором скорость увеличилась до 1000 Мбит/с. Первоначально стандарт Gigabit Ethernet был опубликован IEEE в июне 1998 г. как IEEE 802.3z и предполагал использование только оптоволоконного кабеля. Другое широко распространённое название 802.3z — 1000BASE-X, где -X может означать -CX, -SX, -LX или (не описанный в стандарте) -ZX (см. Fast Ethernet).

    IEEE 802.3ab, ратифицированный в 1999 г., определяет стандарт гигабитной передачи данных по неэкранированной витой паре (UTP) категорий 5, 5e и 6, и известен как 1000BASE-T. После ратификации 802.3ab, гигабитный Ethernet стал прикладной технологией, так как организации могли использовать уже существующую кабельную инфраструктуру.

    IEEE 802.3ah, ратифицированный в 2004 г., добавил ещё два гигабитных стандарта для оптоволокна: 1000BASE-LX10 (уже широко использовавшийся поставщиками услуг в качестве дополнительной опции) и 1000BASE-BX10. Они являлись частью более обширной группы протоколов (см. Ethernet in the First Mile).

    Первоначально гигабитный Ethernet использовался только для опорных сетей с высокой пропускной способностью (к примеру, в высокоскоростных кампусных сетях). В 2000 г. Power Mac G4 и PowerBook G4 компании Apple стали первыми персональными компьютерами на массовом рынке, предоставлявшими возможность 1000BASE-T соединения [Источник 2] . Вскоре это стало встроенной особенностью и во многих других компьютерах. [Источник 3]

    Варианты

    Всего существует пять стандартов физического уровня для гигабитного Ethernet, использующих оптоволоконный кабель (1000BASE-X), витую пару (1000BASE-T) или экранированный сбалансированный медный кабель (1000BASE-CX).

    Стандарт IEEE 802.3z включает в себя 1000BASE-SX для передачи сигнала по многомодовому оптоволокну, 1000BASE-LX — по одномодовому оптоволокну, и почти вышедший из употребления 1000BASE-CX — по экранированному сбалансированному медному кабелю. Эти стандарты используют кодирование 8b/10b, которое повышает скорость передачи линии на 25 %, с 1000 Мбит/с до 1250 Мбит/с. Символы затем отправляются с использованием кода NRZ.

    IEEE 802.3ab, в котором описан широко распространённый тип интерфейса 1000BASE-T, использует другую схему кодирования, чтобы поддерживать скорость передачи символов на как можно более низком уровне для отправки данных по витой паре.

    IEEE 802.3ap определяет работу Ethernet на электронных объединительных платах при различных скоростях.

    Ethernet in the First Mile позднее добавил стандарты 1000BASE-LX10 и -BX10.

    Читайте также:  Как правильно класть термопасту

    40 км

    70 км

    Название Среда Расстояние
    1000BASE-CX Экранированный сбалансированный медный кабель 25 м
    1000BASE-KX Медная объединительная плата 1 м
    1000BASE-SX Многомодовое оптоволокно 220—550 м в зависимости от диаметра и пропускной способности кабеля
    1000BASE-LX Многомодовое оптоволокно 550 м
    1000BASE-LX Одномодовое оптоволокно 5 км
    1000BASE-LX10 Одномодовое оптоволокно (1310 нм) 10 км
    1000BASE-EX Одномодовое оптоволокно (1310 нм)
    1000BASE-ZX Одномодовое оптоволокно (1550 нм)
    1000BASE-BX10 Одномодовое оптоволокно (WDM: 1490 нм на приём, 1310 нм на передачу) 10 км
    1000BASE-T Витая пара (четыре пары категории 5, 5e, 6, 7) 100 м
    1000BASE-TX Витая пара (две пары категории 6, 7) 100 м

    1000BASE-X

    Портами 1000BASE-x используется в промышленности для обозначения гигабитный Ethernet передачи по оптоволокну, где варианты включают портами 1000BASE-модель: SX или 1000BASE-LX с, портами 1000BASE-lx10 записывающее устройство, портами 1000BASE-BX10 или нестандартное-ex и -на ZX реализации. Включены медные варианты, использующие тот же 8b / 10b код строки.

    1000BASE-СХ

    Портами 1000BASE-CX-это первый стандарт для подключений Gigabit Ethernet с максимальной дистанции 25 метров с помощью сбалансированного экранированной витой пары и де-9 или разъем 8p8c (с распиновка отличается от 1000BASE-Т). Короткая длина сегмента обусловлена очень высокой скоростью передачи сигнала. Хотя он используется для конкретных приложений, где прокладка кабеля осуществляется ИТ-специалистов, например, компании IBM bladecenter на использует портами 1000BASE-CX для Ethernet-соединений между Блейд-серверы и модули коммутаторов во все разъемы, 1000BASE-Т удалось его для общего использования медных проводов.

    1000BASE-KX

    Портами 1000BASE-KX является частью стандарта IEEE 802.3 ап для работы Ethernet по электрической Кроссплаты. Этот стандарт определяет от одной до четырех полос магистральных линий связи, от одной RX и одной дифференциальной пары TX на полосу пропускания от 100Mbit до 10Gbit в секунду (от 100BASE-KX до 10GBASE-KX4). С портами 1000BASE-КХ вариант использует 1.25 Гбб электробезопасности (не оптическое) скорость сигнализации.

    Читайте также:  Synczone left 4 dead 2

    1000BASE-SX

    1000BASE-SX стандарт локальных сетей гигабита стекловолокна для деятельности над мультимодным волокном используя 770 до 860 нанометров, около длины волны инфракрасного света (NIR).

    Стандарт определяет максимальную длину 220 метров для многорежимного волокна 62,5 мкм/160 МГц×км, 275 м для 62,5 мкм/200 МГц×км, 500 м для 50 мкм/400 МГц×км и 550 м для 50 мкм/500 МГц×км многорежимного волокна.[7] [8] На практике, с хорошим качеством волокна, оптики и прекращения, 1000BASE-SX, как правило, работает на значительно большие расстояния.[цитата необходима]

    Этот стандарт пользуется большой популярностью для внутрикорпоративных связей в крупных офисных зданиях, совместном размещении объектов и нейтральных для перевозчика интернет-обменах.

    Технические характеристики оптическая мощность интерфейс ЗХ: Минимальная Выходная мощность = -9.5 дБм. Минимальная чувствительность приема = -17 дБм.

    1000BASE-LX

    Портами 1000BASE-LX является стандартом оптического волокна локальных сетей Гигабита, указанных в пункте стандарта IEEE 802.3 38, который используется длинноволновой лазер (1,270–1,355 нм), а максимальная СРЕДНЕКВАДРАТИЧНАЯ Ширина спектра от 4 нм.

    1000BASE-LX предназначен для работы на расстоянии до 5 км более 10 мкм однорежимного волокна.

    Портами 1000BASE-LХ также может работать за всех распространенных типов многорежимного волокна с максимальной длиной сегмента до 550 м. За ссылку расстояния более 300 м, использование специального запуска кондиционер патч-корд может потребоваться.[9] это запускает лазер на точное смещение от центра волокна, которое приводит к его распространению по всему диаметру сердечника волокна, что снижает эффект, известный как дифференциальный режим задержки, который происходит, когда лазер на парах только небольшое количество доступных режимов в мульти-режиме волокон.

    1000BASE-LX10

    Портами 1000BASE-LX10 записывающее устройство было стандартизировано шесть лет после первичного волокна гигабита версий в рамках локальных сетей в первую группу задач милю. Он практически идентичен 1000BASE-LX, но достигает больших расстояний до 10 км над парой однорежимных волокон за счет более качественной оптики. Прежде чем он был стандартизирован, портами 1000BASE-LX10 записывающее устройство было уже в основном широко применяется многими производителями в качестве расширения фирменной называют портами 1000BASE-LХ/LH или 1000BASE-LH.[10]

    1000BASE-EX

    1000BASE-EX-это нестандартный, но принятый промышленностью термин[citation needed] для обозначения передачи Gigabit Ethernet. Она очень похожа на 1000BASE-LX10, но достигает больших расстояний до 40 км над парой однорежимных волокон за счет более качественной оптики, чем LX10, работающий на лазерах длиной волны 1310 нм.[11] его иногда называют LH (Long Haul), и легко спутать с 1000BASE-lx10 записывающее устройство или 1000BASE-ZX и потому использование -LX(10), -LH, -EX, и -ZX это неоднозначно между поставщиками. 1000BASE-ZX-очень похожий нестандартный вариант с длинной досягаемостью, использующий оптику длиной волны 1550 нм.

    1000BASE-BX10

    Портами 1000BASE-BX10 способен до 10 км за одну прядь одномодовых волокон, с различной длиной волны в каждом направлении. Клеммы с каждой стороны волокна неравны, так как передающий вниз по течению (от центра сети к внешней) использует длину волны 1490 нм, а передающий вверх по течению использует длину волны 1310 нм. Это достигается с помощью пассивной призмы сплиттера внутри каждого приемопередатчика.

    Другие, нестандартные большей мощности, однонитевая оптики широко известный как "Биди" (двунаправленный) используют длину волны пар в 1490/1550 нм диапазон и способны достигать расстояния 20, 40 и 80 км, или больше, в зависимости от модуля стоимость, волокно путь потери, соединения, разъемы и патч-панели. Очень долго достается Биди оптики могут использовать пары 1510/1590 нм.

    1000BASE-ZX

    1000BASE-ZX-это нестандартный, но многопрофильный термин для обозначения передачи Gigabit Ethernet с использованием длины волны 1550 нм для достижения расстояния не менее 70 километров (43 мили) над однорежимным волокном. Некоторые поставщики указывают расстояния до 120 километров (75 миль) над однорежимным волокном, иногда называемым 1000BASE-EZX. Расстояниях свыше 80 км в значительной степени зависит от потерь в тракте волокна используются, в частности, ослабления показатель в дБ / км, количества и качества разъемы/патч-панели и соединения, расположенные между приемопередатчиками.[12][13]

    1000BASE-T

    Каждый сегмент сети 1000BASE-T может быть максимальной длиной 100 метров (330 футов) и должен использовать кабель категории 5 или лучше (включая Cat 5e и Cat 6).

    Автоопределение является обязательным требованием для использования 1000BASE-Т[14] согласно разделу 28d.5 расширений, необходимых для Clause40 (1000BASE-Т).[15] По крайней мере источник часов должен быть согласован, так как одна конечная точка должна быть главной, а другая-ведомой.

    При выходе как из 10BASE-T, так и из 100BASE-T 1000BASE-T использует четыре полосы по всем четырем парам кабелей для одновременной передачи в обоих направлениях за счет использования эхо-подавления с адаптивным уравнением, называемым гибридными цепями[16] (это как телефонный гибрид) и пятиуровневой импульсной амплитудной модуляцией (ПАМ-5). Символ которой совпадает с 100Base-ТХ (125 megabaud) и помехоустойчивость пятиуровневая сигнализации тоже идентична три уровня сигнализации в 100Base-ТХ, с портами 1000BASE-T использует четырехмерное решетчато-кодовой модуляции (ТКМ), чтобы достичь 6 дБ кодирования по четырех пар.

    Поскольку переговоры ведутся только на двух парах, если два гигабитных устройства подключены через кабель только с двумя парами, устройства будут успешно выбирать "гигабит" как самый высокий общий знаменатель (HCD), но ссылка никогда не будет придумана. Большинство гигабитных физических устройств имеют определенный регистр для диагностики такого поведения. Некоторые драйверы предлагают опцию" Ethernet@Wirespeed", когда такая ситуация приводит к более медленному, но функциональному подключению.[17]

    Читайте также:  Asus m4a87td evo характеристики

    Данные передаются по четырем медным парам, восемь битов одновременно. Во-первых, восемь бит данных расширяются на четыре трехбитных символа через нетривиальную процедуру скремблинга, основанную на линейном регистре сдвига обратной связи; это похоже на то, что делается в 100BASE-T2, но использует различные параметры. Затем три-битные символы сопоставляются с уровнями напряжения, которые непрерывно изменяются во время передачи. Пример сопоставления следующим образом:

    Символ 000 001 010 011 100 101 110 111
    Уровень сигнала линии +1 +2 -1 +1 -2 -1

    Автоматическое определение полярности MDI/MDI-это х конфигурации указан как необязательный компонент в-портами 1000BASE-T стандарт,[18] это означает, что Тип кабеля часто будет работать между портами гигабитного. Эта функция устраняет необходимость в кроссовере кабелей, что делает устаревшие порты uplink/normal и ручные переключатели селектора найдены на многих старых концентраторов и переключателей и значительно уменьшает ошибки установки.

    В целях расширения и максимального использования существующих кошки-5E и Cat-6 кабеля, Дополнительная следующего поколения стандартов 2.5 GBASE-T и 5GBASE-Т будет работать на 2.5 и 5.0 Гбит/с, соответственно, на существующей медной инфраструктуры, предназначенные для использования с 1000BASE-T. в[19] он основан на технологии 10gbase-T, но использует меньше сигнальных частот.

    1000BASE-Т1

    Стандарт IEEE 802.3 стандартизированных портами 1000BASE-T1 в стандарт IEEE 802.3 ВР-2016.[20] Он определяет Gigabit Ethernet по одной витой паре для автомобильного и промышленного применения. Она включает спецификации кабеля на 15 метров или 40 метров достигаемости.

    1000BASE-ТХ

    Ассоциация индустрии телекоммуникаций (TIA) создала и продвигала стандарт, аналогичный стандарту 1000BASE-T, который проще внедрить, назвав его 1000BASE-TX (TIA/EIA-854).[21] Упрощенная конструкция теоретически снизила бы стоимость требуемой электроники только за счет использования двух однонаправленных пар (одной пары TX, одной пары RX) вместо четырех двухнаправленных пар. Тем не менее, это решение было коммерческим отказом, вероятно, из-за требуемой категории 6 кабельных и быстро падающей стоимости продукции 1000BASE-T.

    Рассмотрим стандарт Gigabit Ethernet. По существу являющийся расширением технологий 10BaseT и 100BaseT и первоначально определенный в IEEE 802.3z, Gigabit Ethernet может работать в обоих режимах передачи данных – полудуплексном и полнодуплексном, однако встречается только полнодуплексная реализация. Gigabit Ethernet сохраняет традиционный для IEEE 802.3 тип кадра, который позволяет ему без проблем интегрироваться в существующие сети 10BaseT и 100BaseT.

    Вначале в качестве физической основы использовалась та же самая физическая сигнальная топология, что и для оптоволоконного канала передачи, хотя 802.3ab – поздняя версия стандарта добавила в качестве физической среды передачи не экранированную витую пару UTP Cat5. Институт IEEE не установил максимальное расстояние, на которое Gigabit Ethernet может передавать данные по различным физическим средам передачи.

    Вместо этого он задал минимальное расстояние, которое реализация должна соблюдать, чтобы соответствовать стандарту. Для стандарта 1000BaseSX это 2-275 м для многомодового оптоволоконного кабеля (MMF, Multimode Fiber) в 62,5 мкм, 2-550 м для MMF в 50 мкм. Для 1000BaseLX это 2-550 м для MMF и 2-5000 м для SMF (Single Mode Fiber). Сейчас производители предлагают варианты Gigabit Ethernet, которые передают данные по одномодовому оптоволоконному кабелю (SMF) на значительно большие расстояния, чем эти.

    Например, 1000BaseLX/LH от компании Cisco работает на расстояниях свыше 10 000 м для стандарта SMF, тогда как 1000BaseZX передает данные на расстоянии свыше 100 км по оптоволокну со смещенной дисперсией (DSF, Dispersion-Shifted Fiber). Реализация передачи на такие расстояния является той характеристикой Gigabit Ethernet, что переносит технологию Ethernet из масштабов сети офисной ЛВС в региональную вычислительную сеть.

    Эта недорогая, простая в понимании технология с коротким временем развертывания быстро становится предпочтительным выбором для узкополосных провайдеров в городских областях. Рабочая группа IEEE также начала работу над 802.3ad – стандартом, определяющим 10-гигабитный стандарт Ethernet, и уже начались разговоры о 100-гигабитном Ethernet.

    Структура МАС-адресации кадра

    Взаимодействие, осуществляемое посредством локальной сети, включает передачу кадра от одного адаптера ЛВС к другому или к большему количеству адаптеров назначения. Чтобы адаптер ЛВС мог определить, что передаваемый кадр предназначен для него, требуется наличие некоторой формы адресации.

    Все стандарты IEEE 802 используют общую схему МАС-адресации. Стандарты IEEE 802.3 поддерживают два формата адресов: адрес длиной 2 октета и адрес длиной 6 октетов. 2-октетная форма реализуется редко (если вообще встречается) и не будет рассматриваться здесь. Универсальной является 6-октетная форма.

    МАС-адрес может представлять один адаптер ЛВС или группу адаптеров ЛВС. Последняя разновидность обеспечивает поддержку многоточечной адресации. Чтобы различать два класса адресов, IEEE присвоил первому передаваемому биту специальное значение. Если этот бит установлен, это означает, что следующий за ним адрес является групповым адресом. Одна из форм группового адреса, часто используется в ЛВС, представляет собой широковещательный адрес, обрабатываемый всеми принявшими его адаптерами ЛВС.

    Чтобы предотвратить выпуск производителями соответствующих стандартам адаптеров ЛВС с идентичными адресами, IEEE осуществляет управление адресным пространством. Если производитель хочет выпускать адаптеры ЛВС, он обращается к IEEE и ему выделяется пул адресов. Назначение адресов осуществляется указанием определенного префикса, который должен использоваться во всех адаптерах ЛВС, выпускаемых данным производителем.

    Префикс включает первые три октета МАС-адреса и называется идентификатором производителя (OUI, Organizationally Unique Identifier). Производитель волен использовать любые значения для оставшихся трех октетов – порядка 16 миллионов возможных адресов. Производители по мере необходимости могут вводить дополнительные префиксы. Следующий пример иллюстрирует пример МАС-адреса.

    Распределенный опрос с маркерным доступом: IEEE 802.5

    Передача маркера является схемой MAC, которая гарантирует упорядоченный последовательный доступ к локальной сети для всех адаптеров ЛВС. Чтобы обеспечить это, в локальную сеть помещается один маркер (token), который передается от одного адаптера ЛВС к другому. Если при получении маркера адаптер ЛВС имеет какие-либо предназначенные для передачи данные, он может это сделать.

    Если адаптеру нечего передавать, он просто перенаправляет маркер следующему адаптеру ЛВС. Маркер не является физическим объектом – это специальная последовательность битов, которая распознается всеми адаптерами ЛВС как маркер. Несмотря на то, что данная концепция является простой, эта простота может быть отчасти обманчивой. Протокол многое предполагает и, следовательно, многое может пойти не так.

    Протокол должен быть готов к разрешению многочисленных проблемных ситуаций. Например, протокол предполагает упорядоченное расположение адаптеров ЛВС. Более того, он полагает, что адаптеры ЛВС организованы в замкнутый контур, чтобы позволить маркеру бесконечно циркулировать между ними. Если адаптеры являются частью кольцевой топологии, то упорядочивание осуществляется аппаратным обеспечением.

    Протокол также должен иметь защиту от ситуации, когда один адаптер ЛВС монополизирует пропускную способность сети. Вместо навязывания максимального размера кадра большинство схем передачи маркера вводят таймеры. Обычно таймер контролирует, насколько долго отдельно взятый адаптер ЛВС может удерживать маркер, прежде чем вернуть его обратно в сеть. Передача маркера по существу является схемой MAC без коллизий.

    Использование маркера ограничивает передачу в любой момент времени одним адаптером ЛВС. К сожалению, это также вносит некоторую незначительную ненужную задержку. Если адаптеру ЛВС необходимо передать данные, он вынужден ждать маркера, даже если ни один из адаптеров сети в данный момент ничего не передает. Это называется задержкой низкой загрузки (low-load delay) или задержкой нулевого трафика (zero-traffic delay).

    Максимальная задержка низкой загрузки равна задержке кольца, т. е. времени, которое требуется сигналу, чтобы обойти кольцо. В кольце максимального размера эта задержка составляет приблизительно 0,000078 с. В сети со скоростью передачи данных 4 Мбит/с это соответствует передаче приблизительно 40 октетов. В сети 16 Мбит/с максимум равняется времени передачи приблизительно 160 октетов. Вспомним, что в топологии «кольцо» передача осуществляется от адаптера к адаптеру вокруг кольца.
    Если не будет механизма выхода из этого цикла, то переданный кадр будет циркулировать по сети бесконечно. Чтобы обеспечить широковещательной природу кольца и минимизировать задержку, передающий адаптер ЛВС отвечает за «уборку» за собой. Отметим потенциальную возможность для возникновения проблем. Если передающий адаптер ЛВС выйдет из строя прежде, чем удалит из кольца переданный им кадр, кадр может циркулировать по кольцу бесконечно.

    Подобным образом может быть потерян маркер. Чтобы решить эти (и другие) потенциальные проблемы, некоторые адаптеры ЛВС в кольце принимают на себя роль монитора. Процесс выбора адаптеров ЛВС для выполнения этих функций и выявления ситуации, когда эти функции утрачены, также является полностью распределенным. IEEE стандартизирует схему MAC Token Ring (кольцо с передачей маркера) в спецификации IEEE 802.5, которая определяет схему распределенного опроса, описывающую использование протокола передачи маркера в топологии «кольцо».

    Стандарт поддерживает скорости передачи 1, 4 и 16 Мбит/с, хотя сети 1 Мбит/с с передачей маркера больше на рынке не предлагаются. Сети Token Ring могут быть реализованы на основе экранированной витой пары (STP, Shielded Twist Pair), различных классах неэкранированной витой пары (UTP, Unshielded Twist Pair) или многомодового оптоволоконного кабеля.