Gigabit Ethernet

Технология Gigabit Ethernet

Внедрение услуг передачи голоса, данных и видеоинформации по единой мультисервисной сети (Triple Play) привело к необходимости повышения пропускной способности линий связи. Поэтому была разработана технология Gigabit Ethernet, предусматривающая передачу данных со скоростью 1 Гбит/с. В данной технологии, так же как в Fast Ethernet, была сохранена преемственность с технологией Ethernet: практически не изменились форматы кадров, сохранился метод доступа CSMA/CD в полудуплексном режиме. На логическом уровне используется кодирование 8B/10B.

Поскольку скорость передачи увеличилась в 10 раз по сравнению с Fast Ethernet, то было необходимо либо уменьшить диаметр сети до 20 – 25 м, либо увеличить минимальную длину кадра. В технологии Gigabit Ethernet пошли по второму пути, увеличив минимальную длину кадра до 512 байт, вместо 64 байт в технологии Ethernet и Fast Ethernet. Диаметр сети остался равным 200 м, так же как в Fast Ethernet. Поскольку на практике часто передаются короткие кадры, для снижения непроизводительной загрузки сети разрешается передавать несколько коротких кадров подряд с общей длиной до 8192 байт.

Современные сети Gigabit Ethernet, как правило, строятся на основе коммутаторов и работают в полнодуплексном режиме. В этом случае говорят не о диаметре сети, а о длине сегмента, которая определяется физической средой передачи данных. Gigabit Ethernet предусматривает использование:

  • одномодового оптоволоконного кабеля ( 802.3z );
  • многомодового оптоволоконного кабеля ( 802.3z );
  • симметричного кабеля UTP категории 5 ( 802.3ab );
  • коаксиального кабеля.

При передаче данных по оптоволоконному кабелю в качестве излучателей применяются либо светодиоды, работающие на длине волны 830 нм, либо лазеры на длине волны 1300 нм. В соответствии с этим стандарт 802.3z определил две спецификации – 1000Base - SX и 1000Base - LX. Максимальная длина сегмента, реализованного на многомодовом кабеле 62,5/125 спецификации 1000Base-SX, составляет 220 м, а на кабеле 50/125 – не более 500 м. Максимальная длина сегмента, реализованного на одномодовом волокне спецификации 1000Base-LX, составляет 5000 м. Длина сегмента на коаксиальном кабеле не превышает 25 м.

Для использования уже имеющихся симметричных кабелей UTP категории 5 был разработан стандарт 802.3ab. Поскольку в технологии Gigabit Ethernet данные должны передаваться со скоростью 1000 Мбит/с, а витая пара 5-й категории имеет полосу пропускания 100 МГц, было решено передавать данные параллельно по 4 витым парам и задействовать UTP категории 5 или 5е с шириной полосы более 125 МГц. Таким образом, по каждой витой паре необходимо передавать данные со скоростью 250 Мбит/с, что в 2 раза превышает возможности UTP категории 5е. Для устранения этого противоречия используется код 4D-PAM5 с пятью уровнями потенциала (-2, -1, 0, +1, +2). По каждой паре проводов одновременно производится передача и прием данных со скоростью 125 Мбит/с в каждую сторону. При этом происходит постоянная коллизия, при которой формируются сигналы сложной формы пяти уровней. Разделение входного и выходного потоков производится за счет использования схем гибридной развязки H. В качестве таких схем применяются сигнальные процессоры. Для выделения принимаемого сигнала приемник вычитает из суммарного (передаваемого и принимаемого) сигнала собственный передаваемый сигнал.

Таким образом, технология Gigabit Ethernet обеспечивает высокоскоростной обмен данными и применяется главным образом для передачи данных между подсетями, а также для обмена мультимедийной информацией. Стандарт IEEE 802.3 рекомендует, что технология Gigabit Ethernet с передачей данных по волокну должна быть магистральной (backbone).


Производители
Менеджер направления
Лебедев Андрей
8-800-333-06-05
Задать вопрос менеджеру