10 gigabitni eternet
.jpg)
10 gigabitni eternet (engl. 10 Gigabit Ethernet) u računarskim mrežama predstavlja standard, odnsno varijantu eterneta, koja je definisana 2002. godine IEEE 802.3ae-2002 standardom za rad na brzini prenosa informacija od 10 Gb/s (10 puta brže od gigabitnog eterneta).
Tokom godina od 802.3ae-2002 standarda koji je definisao samo sisteme za rad na optičkom vlaknu (-SR, -LR, -ER i -LX4), vremenom su izašli novi IEEE standardi, 802.3ak-2004 (10 gigabitni eternet na bakarnim kablovima -CX4), zatim 802.3an-2006 definiše 10GBASE-T sistem za rad na upredenim bakarnim paricama i 10GBASE-LRM optički sistem i standard 802.3ap-2007 iz 2007. godine koji opisuje dva nova sistema na bakarnim kablovima (-KR i -KX4). Predloženi amandmani iz ovih standarda 802.3ae-2002 i 802.3ak-2004 su spojeni sa ranijim standardima u standardu iz 2005. godine IEEE std. 802.3-2005[1], dok su ostali navedeni, prihvaćeni u najnovijem celokupnom standardu IEEE std. 802.3-2008.
10 Gigabitni eternet podržava samo režima rada u potpunom dupleksu na linkovima koji mogu povezivati komutatore. Razvodnici u ovom sistemu nisu dozvoljeni, kao ni polu-dupleksni režim rada i CSMA/CD protokol.
Arhitektura slojeva[uredi | uredi izvor]
Da bi sadržao brzinu simbola i da bi se smanjili troškovi i tehnički izazovi postavljeni pred primopredajnike 10 gigabitnog eterneta, 10 gigabitni eternet koristi novi PCS način kodiranja (64B66B) sa samo 3% dodatnog saobraćaja. Slično kao kod gigabitnog eterneta, prvobitno su napravljena dva 10GBASE standarda koja koriste 64B66B PCS kodiranje: 10GBASE-R LAN standard, koji koristi standardne eternet okvire za prenos na fizičkom sloju i 10GBASE-W WAN standard koji koristi SONET/SDH okvire za prenos. 10 Gigabitni eternet koristi 10 gigabitni interfejs nezavisan od medijuma (XGMII) za vezu između MAC podsloja i različitih 10 gigabitnih fizičkih slojeva[2]. 10GBASE-W PHY sadrži WAN interfejs podsloj (engl. WAN interface sublayer - WIS) (tabela) koji enkapsulira eternet MAC frejmove u SONET/SDH usaglašen okvir. WIS sloj takođe obavlja funkciju prilagođavanja odnosa proširivanjem razmaka između susednih frejmova, tako da je izlazni odnos signala generisan WAN interfejsom isti kao kod SONET/SDH OC-192, sa brzinom podataka od 9953 Gb/s.
Fizički sloj 10GBASE-W je kreiran jer je u to vreme postojalo najviše 10Gb/s transportnih sistema u SONET/SDH formi. U to vreme, 10Gb/s eternet je bio osmišljen kao tehnologija koja bi izvršila agregaciju saobraćaja kod aplikacija na okosnici mreže. Izgledalo je logično kreirati WAN standard koji je kompatibilan sa postojećom razvijenom osnovom 10Gb/s transportnog sistema. Ali ipak, ovaj WAN standard nije široko prihvaćen i najveći deo 10 gigabitne opreme današnjeg eterneta je razvijen za 10GBASE-R standard.
10 gigabitni eternet sistemi[uredi | uredi izvor]
Paralelno sa 10GBASE-R i 10GBASE-W, kreiran je i standard 10GBASE-X . Slično kao i kod 1000BASE-X-a, 10GBASE-X standard koristi 8B10B kodirajuću šemu. Umesto prenosa na jednom serijskom interfejsu, 10GBASE-X PHY prenosi signale na četvorokanalnom paralelnom interfejsu i koristi četiri grubo razdvojene talasne dužine (4×2.5 Gb/s) u 1300nm spektralnom regionu, da bi se kreirao tzv. 10GBASE-LX4. To je bio prvi put da se WDM tehnologija iskoristi u primeni eterneta. Čak iako LX-4 interfejs ima bolju disperzionu toleranciju i iako ga je sa stanovišta prenosa lakše dizajnirati nego 10 Gb/s serijski interfejs, on zahteva četiri seta lasera i fotoprijemnika, što povećava veličinu pakovanja, složenost i cenu.
Za samo nekoliko godina, 10 Gb/s serijski PHY-ovi su se razvili tako brzo da su učinili LX4 interfejs zastarelim. Prvobitno su kreirana tri tipa 10 Gb/s serijskog optičkog PHY standarda: 10GBASE-S, 10GBASE-L i 10GBASE-E. 10GBASE-E interfejs koristi za prenos treći optički prozor i minimum slabljenja na 1550 nm u silicijum-dioksidnom fiberu (prvi put 802.3 standardu) da bi izvršio prenos na razdaljini od 40 km.
10GBASE-LRM standard je završen do 2006. godine, tek četiri godine nakon što je kreiran prvi standard za 10 gigabitni eternet 802.3ae. On omogućava korišćenje Fabry-Perot-ovog (FP) lasera male cene za prenos do 220 m, na multimodnom fiberu koji je bio široko primenjivan ranih 1990-ih za FDDI i za primene brzog eterneta. Da bi se realizovao 10GBASE-LRM neophodna je elektronska disperziona kompenzaciona tehnika u prijemniku
Kod 10 gigabitnih eternet sistema imamo sledeće konfiguracije:
- 10GBASE-S (engl. short wavelength) opseg (840-860) nm
- 10GBASE-L (engl. long wavelength) opseg (1260-1355) nm
- 10GBASE-E (engl. extra long wavelength) opseg (1530-1565) nm
- 10GBASE-C (engl. Copper) bakarni kabl, upredene parice kategorije 6a.
U zavisnosti primene u LAN (10GBASE-R) ili WAN (10GBASE-W) mrežama, dalje su definisani sledeći standardi:
- 10GBASE-SR i 10GBASE-SW
- 10GBASE-LR, 10GBASE-LX4 i 10GBASE-LW
- 10GBASE-ER i 10GBASE-EW
- 10GBASE-CX4
10GBase-R sistemi[uredi | uredi izvor]
10GBase-SR sistem[uredi | uredi izvor]
10GBASE-SR (engl. short wavelength) opisan je eternet standardom IEEE 802.3 klauzulom 49. Koristi 64B/66B šemu kodiranja i za prenos lasere talasne dužine oko 850 nm (prenos u prvom optičkomprozoru). Inforamcije se serijski prenos preo višerežimskog (multimodnog) optičkog vlakna sa brzinom prenosa od 10.3125 Gb/s. Koristeći standardna multimodna vlakna sa jezgrom od 62,5 mikrona, postiže prenos informacija na rastojanja od 25 - 82m, a u slučaju višerežimskog vlakna sa jezgrom od 50μm moguć je prenos informacija na rastojanje od 300m. Laseri koji se koriste su najčešće površinsko emitujući poluprovodnički laseri (engl. Vertical Cavity Surface Emitting Laser - VCSEL) koji su dosta jeftini. Na ovom sistemu je pokazana jedan od glavnih principa projektovanja eternet sistema, a to je da on bude što je moguće jeftiniji. Ušteda se postiže i korišćenjem multimodnih optičkih vlakana, jer su u njihovom slučaju konekcije jeftinije usled većih dimenzija jezgra vlakna. Glavna primena ovog sistema je povezivanje linkova većih brzina unutar zgrade.
10GBase-LR sistem[uredi | uredi izvor]
10GBASE-LR (engl. long wavelength) sistem je isto tako opisan IEEE 802.3 klauzula 49, koristi 64B/66B i lasere sa centralnom talasnom dužinom na 1310 nm. Sistem serijski prenosi informacije preko jednorežimskog vlakna pri brzini od 10.3215 Gb/s. Rastojanje koje se postiže je specificirano ja 10km, ali moduli ovog sistema mogu da postignu prenos informavija na rastojanja i do 25km. Najčešće se koriste Fabri-Peroovi laseri (engl. Fabry-Perot) koji su dosta skuplji od VCSEL lasera, ali imaju tu osobinu da postižu veće izlazne snage i fokusiran snop koji se može kaplovati u jednorežimska vlakna. Ipak, 10GBASE-LR moduli su i dalje danas, dosta jeftiniji od modula 10GBASE-ER i 10GBASE-LX4 sistema.
10GBase-ER sistem[uredi | uredi izvor]
Sistem 10GBASE-ER (engl. extended range) definisan je IEEE 802.3 klauzula 49, kao i prethodni navedeni sistemi koristi 64B/66B šemu kodiranja. Prenos informacija se vrši preko monomodnih optičkih vlakana u trećem optičkom prozoru, skuplji laseri talasnih dužina oko 1550nm. Informacije se prenose serijski, brzinama 10,3125 Gb/s, moguće je postići prenos na udaljenosti do 40km. U ovom delu je potrebno obratiti pažnju na to da gigabitni eternet sistem 1000BASE-ZX koristeći ista vlakna i laser iste talasne dužine postiže prenos na udaljenosti od 70 do 100 km. Objašnjenje ove činjenice je u tome što pri prenosu 10 Gb/s informacija zahteva veću snagu, pri čemu se u optičkim vlaknima javljaju nelinearni efekti. Kako je brzina prenosa 10 Gb/s fiksna, potrebno je napraviti kompromis pa smanjiti dužinu linka.
10GBase-ZR sistem[uredi | uredi izvor]
Nekoliko proizvođača je koristeći nešto skupau tehnologiju od one kod sistema 10GBase-ER uspelo da postigne prenos 10 gigabita informacija u sekundi na udaljenosti od 80km. Sistem nije definisan IEEE 802.3ae standardom i u industrijskim krugovima nazvan je 10GBase-ZR. Fizički sloj ovog sistema zasnovan je na 80 kilometarskom fizičkom sloju opisanom standardima OC-192/STM-64 SDH/SONET. Inače, radnoj grupi 802.3 neće biti podnet amandman kako bi pokrili i ZR PHY.
10GBase-W sistemi[uredi | uredi izvor]
Sistemi 10GBase-SW, 10GBase-LW, 10GBase-EW i 10GBase-ZW su tipovi 10 fifabitnih eternet sistema predviđenih za rad u WAN mrežama. Za rad koriste WAN dizajn fizičkog sloja kako bi se postigla kompatibilnost sa OC-192/STM-64 SDH/SONET opremom koristeći za prenos na brzinama od 9,953 Gb/s SDH/SONET okvire. Eternet struktura regionalne mreže se koristi kada korisnici imaju potrebu da preko tehnologija SDH/SONET ili preko WDM sistema prenesu eternet okvire tako što će ih upakovati u okvire tih tehnologija. Eternet ovim sistemima zadržava funkciju agregacije saobraćaja kod aplikacija na okosnici mreže, ali kao što smo naveli sistemi nisu široko prihvaćen i najveći deo 10 gigabitne opreme današnjeg eterneta je razvijen za 10GBASE-R standard.
10GBase-X sistemi[uredi | uredi izvor]
10GBase-LX4 sistem[uredi | uredi izvor]
10GBASE-LX4 je prvi eternet sistem koji koristi tehnologiju prenosa informacija multipleksiranjem po talasnim dužinama (engl. Wavelength-division multiplexing - WDM). Postiže prenos informacija na udaljenosti do 300m preko standardnog multimodnog vlakna. Prenos se postiže koristeći četiri odvojena laserska izvora, koja postižu prenose informacija na brzinama od 3.125 Gb/s koristeći lasere talasnih dužina oko 1310 nm. Ovaj standard isto ima podržan rad na monomodnim optičkim vlaknima, pri čemu se postiže prenos informacija na udaljenosti do 10km. Do 2005. godine optički moduli za 10GBASE-LX4 sistem su bili jeftiniji nego moduli za 10GBASE-LR sistem, iako je 10GBASE-LX4 koristio četiri seta lasera. Ovaj sistem se koristi tamo gde je potrebno imati podržan prenos informacija kako monomodnim tako i multimodnim vlaknima koristeći isti modul.
10GBase-CX4 sistem[uredi | uredi izvor]
Sistem 10GBASE-CX4 je poznat i pod nazivom radne grupe koja ga je razvila 802.3ak. Predstavlja prvi 10Gb/s eternet sistem za prenos informacija bakarnim kablovima. Naime, prenos se vrši neoklopljenim upredenim paricama, tako što se koriste po 4 parice za prenos informacija u svakom smeru. Tehnologija kabliranja je slična InfiniBand tehnologiji, dizajnirana je da prenese informacija na rastojanja do 15m. Prednost je u tome što ima nižu cenu instalacije po broju portova eternet uređaja, dok se sa druge strane pravi kompromis u postizanju prenosa na veće udaljenosti.
10 gigabitni eternet uređaj je tako dizajniran da se poštuje dogovor o mogućnosti promene primopredajnog modula (engl. Multi-Source Agreement - MSA). MSA šema pinova, omogućava da se po potrebi povežu XENPAK, X2, XFP ili XPAK primopredajni moduli u zavisnosti od toga kakvu mrežu želimo. Kod CX4 sistema svaka bakarna parica prenosi 3,125 Gbaud/s. Princip rada je opisan standardom 802.3ae, klauzulom 48 (signalizaciona šema 8B/10B). Druge prednosti ovod sistema su, manja potrošnja energije, niža cena i niža cena održavanja.
10GBase-KX4 sistem[uredi | uredi izvor]
Sistem poznat pod nazivima eternet na osnovnoj ploči i IEEE 802.3ap, ima primenu za agrekaciju saobraćaja ka serverima, kratka rastojanja sa velikim protocima između jakih servera i rutera/komutatora. Standard pod ovim nazivom, definiše dve implementacije na 10 Gb/s: 10GBASE-KX4 (šema kodiranja 8B/10B) i 10GBASE-KR (64B/66B kodiranje). Ovaj standard još definiše sloj za ispravku grešaka pri prenosu.
10GBase-T sistem[uredi | uredi izvor]
Sistem 10GBASE-T ili standard IEEE 802.3an-2006, je objavljen 2006. godine. Omogućava prenos 10Gb/s informacija putem neoklopljenih ili oklopljenih upredenih bakarnih parica na udaljenosti do 100m[3]. Infrastruktura kabliranja kod ovog sistama se može isto tako može primeniti i kod sistema 1000BASE-T pri čemu mehanizam auto-pregovaranja određuje brzinu prenosa informacija. Ovaj sistem je isprva imao veću potrošnju i kašnjenje od ostalih 10GbE sistema, dok su u skorije vreme proizvođači napravili uređaje koji disipaciju snage od samo 6W i kašnjenje od oko 1μs[4].
Vidi još[uredi | uredi izvor]
Reference[uredi | uredi izvor]
- ^ IEEE Std 802.3™ - 2005: IEEE Computer Society, section 3, New York , 9 December 2005
- ^ Optical Fiber Telecommunications - Volume VB, Systems and Networks, Academic Press 2008.
section 9 - Cedric F. Lam and Winston I. Way: Optical Ethernet: Protocols, management, and 1–100G technologies - ^ „Izveštaj o IEEE 802.3an standardu”. Arhivirano iz originala 05. 09. 2007. g. Pristupljeno 06. 07. 2009.
- ^ „Blog Džordža Cimermana”. Arhivirano iz originala 03. 06. 2008. g. Pristupljeno 06. 07. 2009.