Доброго времени суток,
В этой статье мы поговорим с вами о Gigabit Ethernet
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.
История создания
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. Вскоре это стало встроенной особенностью и во многих других компьютерах.
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.
IEEE 802.3bv-2017, описан стандарт передачи через пластиковое оптическое волокно (POF характеристики в стандарте IEC 60793-2-40 A4a.2) полный дуплекс, используется кодирование больших блоков 64b/65b в красном свете (600–700 нм). Для домашних условий 1000BASE-RHA (разделка волокна POF подручными средствами), промышленный 1000BASE-RHB и для автомобильных соединений 1000BASE-RHC (15-40м).
1000BASE-CX
Среда: Экранированный сбалансированный медный кабель.
Дистанция: 25 м.
Описание: 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-RH
Среда: Пластиковое оптоволокно (650 нм).
Дистанция: 50 м.
Описание:
1000BASE-BX10
Среда: Одномодовое оптоволокно (WDM: 1490 нм на приём, 1310 нм на передачу).
Дистанция: 10 км.
Описание: 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
Среда: Одномодовое оптоволокно (1550 нм).
Дистанция: ~ 70 км.
Описание: 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.
1000BASE-LX10
Среда: Одномодовое оптоволокно (1310 нм).
Дистанция: 10 км.
Описание: 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.
1000BASE-EX
Среда: Одномодовое оптоволокно (1310 нм).
Дистанция: ~ 40 км.
Описание: 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. 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-LX
Среда: Одномодовое оптоволокно.
Дистанция: 5 км.
Описание: 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. 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-SX
Среда: Многомодовое оптоволокно.
Дистанция: 220—550 м в зависимости от диаметра и пропускной способности кабеля.
Описание: 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. На практике, с хорошим качеством волокна, оптики и прекращения, 1000BASE-SX, как правило, работает на значительно большие расстояния.
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-KX
Среда: Медная объединительная плата.
Дистанция: 1 м.
Описание: Портами 1000BASE-KX является частью стандарта IEEE 802.3, 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.
1000BASE-T
Среда: Витая пара (четыре пары категории 5, 5e, 6, 7).
Дистанция: 100 м.
Описание: 1000BASE-Т (также известный как IEEE 802.3 AB стандарт) - это стандарт для Gigabit Ethernet по медной проводке.
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 согласно разделу 28d.5 расширений, необходимых для Clause40 (1000BASE-Т). 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 (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.
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.
Автоматическое определение полярности MDI/MDI-это х конфигурации указан как необязательный компонент в-портами 1000BASE-T стандарт, 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 он основан на технологии 10gbase-T, но использует меньше сигнальных частот.
1000BASE-TX
Среда: Витая пара (две пары категории 6, 7).
Дистанция: 100 м.
Описание: Ассоциация индустрии телекоммуникаций (TIA) создала и продвигала стандарт, аналогичный стандарту 1000BASE-T, который проще внедрить, назвав его 1000BASE-TX (TIA/EIA-854). 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.
-------------------------------------------------------------------------------------------------
-Спасибо, что дочитали данную статью до конца,
Надеюсь, она была вам полезна.
Если остались какие-то вопросы - пишите в комментарии. Подписывайтесь, дальше будет ещё интереснее.
