Gigabit Ethernet


Перспективы этой технологии в локальных сетях связаны с ростом объемов трафика (это касается любых сетей - корпоративных или операторских). В корпоративных сетях гораздо проще выделить требовательных к полосе пропускания пользователей и рабочие группы, которым необходимы гигабитные соединения. В этом случае Gigabit Ethernet можно использовать не во всей сети, а локально Использование более высокоскоростной технологии, естественно, несколько удорожает стоимость соединений, но на сегодня разница в цене между решениями на базе Fast Ethernet и Gigabit Ethernet не столь велика.
Между всеми тремя технологиями осталось много общего. Прежде всего, это метод доступа к среде передачи данных CSMA/CD, полудуплексный и полнодуплексный режимы работы, а также форматы кадров Ethernet.
Первой проблемой реализации скорости 1 Гбит/с стало обеспечение приемлемого диаметра сети. Минимальный размер кадра в сетях Ethernet и Fast Ethernet составляет 64 байта. При скорости передачи 1 Гбит/с этот размер кадра приводит к тому, что для надежного распознавания коллизий необходимо, чтобы максимальный диаметр сети (расстояние между двумя наиболее удаленными друг от друга компьютерами) составлял не более 20 м, что было бы мало полезным (успешное распознавание коллизий возможно только в том случае, если время между посылкой двух последовательных кадров минимальной длины больше, чем двойное время распространения сигнала между двумя максимально удаленными друг от друга узлами в сети). Поэтому, чтобы обеспечить максимальный диаметр сети в 200 м (два кабеля по 100 м и коммутатор), минимальная длина кадра в стандарте Gigabit Ethernet была увеличена до 512 байт.
Всего определяются четыре различных типа физических интерфейсов, которые отражены в спецификациях стандарта 802.3z (1000Base-X) и 802.3ab (1000Base-T).
Спецификация 802.3z (интерфейс 1000Base-X) описывает использование одномодового и многомодового оптического волокна (интерфейс 1000Base-LX и 1000Base-FX), а также экранированной витой пары STP категории 5 на расстояния до 25 метров (интерфейс 1000Base-CX). Интерфейс 1000Base-CX не получил распространения из-за малой длины сегмента. Попытки увеличить длину сегмента столкнулись с увеличением количества ошибок в процессе передачи данных, что потребовало разработки помехоустойчивого кода.
Полученная в результате доработки спецификация 802.3ab (интерфейс 1000Base-T), принятая годом позже, определяет использование неэкранированной витой пары UTP категории 5 с максимальной длиной сегмента 100 метров. В отличие от 100Base-T, где для передачи данных задействовано только две пары, здесь используются все четыре пары. Скорость передачи по одной паре составляет 125 Мбит/с, что в сумме дает 500 Мбит/с. Для достижения скорости 1 Гбит/с была использована технология «двойной дуплекс» (dual duplex). Суть ее состоит в следующем. Обычно для передачи информации по одной паре используется один из фронтов распространяющегося по этой линии сигнала. Это означает, что передача информации может идти только в одном направлении, то есть одна пара может быть использована только для приема или передачи информации. Двойной дуплекс подразумевает использование обоих фронтов сигнала, то есть передача информации по одной паре происходит одновременно в двух направлениях, следовательно, пропускная способность одной пары возрастает до 250 Мбит/с.
Таким образом, сохранив преемственность с предыдущими спецификациями, Gigabit Ethernet дает ряд потенциальных выгод. Наиболее очевидная из них заключается в том, что компании, имеющие локальные сети, базирующиеся на витой паре категории 5, смогут без особых усилий нарастить пропускную способность, используя уже существующие кабельные системы. Это потребует минимальных финансовых вливаний и трудозатрат. Технология передачи данных и протоколы нижних уровней остаются принципиально теми же, на которых строится существующая сетевая структура. Стандарт 1000Base-T поддерживает технологию автосогласования между устройствами, работающими на разных скоростях, - 100 или 1000 Мбит/с, что дает возможность поэтапного перехода к возможностям нового оборудования: пользователи могут продолжать пользоваться Fast Ethernet, а при возникновении необходимости перейти к гигабитным скоростям.


Обсудить статью в форуме

2017-11-22