Стандарт 10 Gigabit Ethernet

Стандарт 10 Gigabit Ethernet (рис. 2.38.) был принят в июне 2002 года.

Рис. 2.38.

Причины появления стандарта 10 Gigabit Ethernet:

1. Требования более широких каналов для настольных персональных компьютеров и серверов;

2. Снижение цены на Gigabit Ethernet;

3. Рост сети хранения данных (SAN).

Причины сдерживания внедрения 10 Gigabit Ethernet:

1. Высокая стоимость модулей 10 Gigabit Ethernet;

2. Недостаточная поддержка существующей корпоративной проводки;

3. Отсутствие активного коммутационного оборудования для полномасштабной поддержки 10 Gigabit Ethernet.

Стандарт 802.3az описывает 3 варианта PHY:

• Расширенное спектральное уплотнение; WAN-схема 8B/10B; кодирование по четырем параллельным каналам.

• Последовательный PHY для локальных сетей; кодирование 64В/66В с меньшими накладными расходами (3 %); использование новой наилучшей схемы обнаружения ошибок.

• Последовательный WAN PHY – дополнительный интерфейс; обеспечивает подключение к сетям SONET/SDH

Компоненты PDM обеспечивают подключение сетевых устройств с помощью четырех независимых параллельных каналов и представляет собой транспондеры (преобразование одной частоты в другую) с лазерами для введения сигнала в выбранную проводку.

По сравнению с 802.3z (Gigabit Ethernet) технология 10 Gigabit Ethernet поддерживает только полный дуплекс, использует управление скоростью на уровне MAC, использует новые схемы кодирования и новые оптические PMD; радиус до 40 км.; возможность транспортировки с использованием SONET/SDH.

10GBase-CX4 (802.3ak) – на витой паре.

Ориентиры для 10GBase-T:

1. поддержка форматов кадров Ethernet (802.3);

2. поддержка автономного согласования на скорости 10, 100, 1000, 10000 Мбит;

3. поддержка полнодуплексного режима;

4. отказ от распознавания конфликтов;

5. использование кабелей с витыми парами.

Кодирование PAM-10, витая пара 6 категории или категории 7F (до 600 МГц).

Вопросы для самопроверки

1. Опишите структуру уровней стандарта Gigabit Ethernet.

2. Какие физические интерфейсы определяют IEEE 802.3x и 802.3ab?

3. Что такое эффект DMD и как он проявляется?

4. В чем состоит модификация CSMA/CD?

5. Дайте определение сущности пакетной передачи.

2. Глава 2.7. Характеристика линий связи

Различают следующие характеристики линии связи:

1. параметры распространения, которые характеризуют процесс распространения полезного сигнала в зависимости от параметром линии.

2. параметры влияния, которые описывают степень влияния на полезный сигнал других сигналов.

Первичные параметры характеризуют физическую природу линий связи. Вторичные параметры выражают некоторый обобщенный результат процесса распространения сигнала по линиям связи.

Рис. 2.39.

При передаче по линиям связи сигнал искажается из-за того, что физические параметры линий связи отличаются от идеальных (рис. 2.39). Кроме того, искажение может вносить промежуточная аппаратура. Качество исходного сигнала, крутизна фронта, длин фронта зависят от качества источника, и определяются спектральной характеристикой.

Степень искажения синусоидального сигнала оценивается при помощи затухания и полосы пропускания.

A = 10 ∙ lg (P_ВЫХ./P_ВХ.)

где A – затухание,

P_вых., P_вх. – входная и выходная мощности сигнала.

Затухание показывает а сколько изменяется мощность эталонного синусоидального сигнала на выходе линии по отношения к мощности на входе линии. Степень затухания зависит от частоты синусоиды, поэтому используется такой параметр, как зависимость затухания от частоты во всем диапазоне.

Чем меньше затухание, тем выше качество линии, и для неэкранированной витой пары 5 категории затухание должно составлять не ниже, чем 23,6 дБ для частоты 100 МГц. При длине кабеля 100 м.; для 6 категории кабеля – 20,6 дБ при 100 МГц; оптический кабель обладает коэффициентом затухания от 0,2 до 3 дБ при длине кабеля в 1000 м. Область физической прозрачности оптического волокна имеет вид, представленный на рис. 2.40.

Рис. 2.40.

Важным параметром вторичных показателей медной линии связи является его волновое сопротивление. Волновое сопротивление – полное комплексное сопротивление, которое электромагнитная волна определенной частоты встречает при распространении вдоль однородной линии связи. Волновое сопротивление зависит от таких первычных параметров, как активное сопротивление, погонная емкость, погонная индукция, частота самого сигнала.

Помехоустойчивость – определяется способностью линий связи уменьшать уровень помех со стороны внешней среды или проводников самого кабеля; зависит от типа использования физической среды, экранирования и подавляющих свойств кабеля. Наименее помехоустойчивыми являются радиолинии, а наиболее помехоустойчивыми являются оптоволоконные линии. Уменьшение помех от внешних магнитных воздействий добиваются экранированием и/или скручиванием проводников.

Различают (рис. 2.41):

1. переходное затухание на ближнем конце (NEXT) – определяет устойчивость кабеля в том случае, если наводка образуется в результате действия передатчика, подключенного на соседнюю пару на этом же конце кабеля.

A_NEXT = 10 ∙ lg (P_ВЫХ./P_НАВ.)

где P_НАВ – мощность наведенного сигнала.

2. переходное затухание на дальнем конце кабеля (FEXT) – описывает устойчивость кабеля к наводкам, если приемник и передатчик подключены к разным концам.

Рис. 2.41.

A_FEXT = 10 ∙ lg (P_ВЫХ./P_ВХ.)

Поскольку в новых технологиях передача выполняется параллельно по нескольким витым парам, то используются суммарные показатели PSNEXT и PSFEXT (рис. 2.42).

Рис. 2.42.

Достоверность – определяет вероятность искажения каждого передаваемого бита данных (BER).

Традиционные линии связи и старые стандарты в основном были ориентированы на целостность подключения информационного кабеля, отсутствие коротких замыканий, обрывов и прочих физических неполадок. При появлении высокоскоростных сетевых технологий стало необходимым учитывать параметры переходного затухания на ближнем и дальнем конце, суммарное переходное затухание, задержку распространения по тракту, перекос задержки при распространении по тракту. Стали учитывать показатель возвратных потерь, который характеризует постоянство импеданса (сопротивление) вдоль кабельной пары.

Для высокоскоростных кабелей 6 категории фигурирует показатель защищенности (ACR) и суммарной защищенности (SACR), т.е. при повышении частоты сигнала увеличивается затухание, а уровень сигнала уменьшается, между тем, переходное затухание растет неравномерно с увеличением частоты. На частоте, при которой ослабленный сигнал не превышает величины NEXT, связь становится невозможной, поэтому эффективная пропускная способность кабельной системы определяется для частоты с нулевым коэффициентом ACR. Кроме этого, при построении кабельной системы выполняется другой подход к измерению линии связи (рис. 2.43).

Рис. 2.43.

В большинстве случаев используется вариант Basic Link, который включает горизонтальный участок и коммутационный устройства, а также соединительные кабели тестирования устройств (94 м.).

В стандарте TSB-67 сформирована конфигурация Channel, где есть все элементы Basic Link, а также дополнительные шнуры и кроссы (≈ 100 м.).

Модель Permanent Link на данный момент времени тестируется, и позволяет учитывать все переходные затухания коммутационного оборудования.