اترنت 10 گیگابیت | راهنمای جامع

0
488
مدت زمان مطالعه : 14 دقیقه

اترنت 10 گیگابیت (10GbE) چیست؟

اترنت 10 گیگابیت (10GE ،10GbE یا 10GigE) گروهی از فناوری‌های شبکه کردن کامپیوترها برای انتقال فریم‌های اترنت با سرعت 10 گیگابیت در ثانیه است که اولین بار در استاندارد IEEE 802.3ae-2002 تعریف شده است. برخلاف استانداردهای قبلی، اترنت 10 گیگابیت (10GbE) فقط لینک‌های نقطه به نقطه کاملا دوطرفه را تعریف کرده است که عموما توسط سوئیچ‌ شبکه به هم متصل می‌شوند؛ عملیات مربوط به رسانه اشتراکی CSMA/CD که یکی از استاندارد‌های نسل‌های قبلی اترنت است، در این استاندارد استفاده نمی‌شود، بنابراین عملیات نیمه دوطرفه و هاب‌های تکرارشونده در 10GbE وجود ندارند.

استاندارد 10 گیگابیت اترنت شامل تعداد مختلفی از استانداردهای لایه فیزیکی (PHY) است. یک دستگاه شبکه مانند سوئیچ یا کارت شبکه ممکن است لایه‌های فیزیکی مختلفی را از طریق ماژول‌های قابل اتصال PHY، مانند آن‌هایی که مبتنی بر SFP+ هستند، داشته باشد. همانند نسخه‌های قبلی اترنت، 10GbE می‌تواند از کابل‌ شبکه مسی یا فیبرنوری استفاده کند. حداکثر فاصله برای کابل‌های مسی 100 متر است، که به دلیل الزامات پهنای باند، کابل‌های درجه بالا مورد نیاز هستند.

استفاده از اترنت 10 گیگابیت ، نسبت به نسخه‌های قبلی اترنت، رو به پیشرفت است: در سال 2007، یک میلیون پورت 10GbE، در سال 2009 دو میلیون پورت و در سال 2010 بیش از سه میلیون و در حدود نه میلیون پورت نیز در سال 2011 سفارش داده شده است. از سال 2012، هر چند که قیمت هر گیگابیت پهنای باند برای اترنت 10 گیگابیت حدود یک سوم اترنت گیگابیت بوده است، قیمت هر پورت از 10GbE همچنان مانع پذیرش بیشتر آن است.

اترنت 10 گیگابیت (10GbE) چیست؟

استانداردهای اترنت 10 گیگابیت

در طول سال‌ها، گروه کاری IEEE 802.3 چندین استاندارد مرتبط با 10GbE منتشر کرده است.

استاندارد سال انتشار توصیف
802.3ae 2002

 

 

اترنت 10 گیگابایت در ثانیه روی فیبر برای LAN (10GBASE-SR، 10GBASE-LR، 10GBASE-ER، 10GBASE-LX4) و WAN (10GBASE-SW، 10GBASE-LW، 10GBASE-EW)
802.3ak 2004 اترنت 10 گیگابیت در ثانیه 10GBASE-CX4 روی کابل twin-axial
802.3-2005 2005 نسخه تجدید نظری از استاندارد اصلی شامل 802.3ae ،802.3ak و غلطنامه‌ها
802.3an 2006 اترنت 10 گیگابیت در ثانیه 10GBASE-T روی کابل زوج به هم تابیده مسی
802.3ap 2007 اترنت Backplane ،1 و 10 گیگابیت در ثانیه روی برد مدار چاپی (10GBASE-KR و  10GBASE-KX4)
802.3aq 2006 اترنت 10 گیگابیت در ثانیه 10GBASE-LRM روی فیبر چند حالته با مساوی‌سازی پیشرفته
802.3-2008 2008 نسخه تجدید نظری از استاندارد اصلی شامل اصلاحیه‌های 802.3an/ap/aq/as، دو اصلاحیه و غلطنامه. تجمیع لینک به 802.1AX منتقل شد.
802.3av 2009 لایه فیزیکی 10GBASE-PR اترنت 10 گیگابیت در ثانیه برای EPON
802.3-2015 2015 نسخه قبلی استاندارد اصلی
802.3bz 2016 اترنت 2.5 و 5 گیگابیت (2.5GBASE-T و 5GBASE-T) روی کابل زوجی به‌هم تابیده CAT5/CAT6
802.3-2018 2018 جدیدترین نسخه استاندارد اصلی شامل اصلاحیه‌های

802.3bn/bp/bq/br/bs/bw/bu/bv/by/bz/cc/ce

استانداردهای اترنت 10 گیگابیت

ماژول‌های لایه فیزیکی:

برای پیاده‌سازی استانداردهای مختلف لایه فیزیکی اترنت 10 گیگابیت 10GbE، واسط‌های بسیاری وجود دارد که شامل یک سوکت استاندارد هستند و ماژول‌های PHY مختلفی می‌توانند به آن متصل شوند. ماژول‌های لایه فیزیکی در یک استاندارد رسمی مشخص نشده‌اند، بلکه در توافق‌نامه‌های چند منبع (MSA) که مذاکره و توافق بر روی آن‌ها سریع‌تر به سرانجام می‌رسد، مشخص شده‌اند. توافق‌نامه‌های MSA مرتبط با 10GbE شامل XENPAK (و X2 و XPAK مرتبط)، XFP و SFP+ هستند. طراح هنگام انتخاب یک ماژول PHY، هزینه، نوع رسانه، مصرف انرژی و اندازه (Form Factor) را در نظر می‌گیرد. یک لینک نقطه به نقطه می‌تواند فرمت‌های قابل اتصال MSA مختلفی را در هر دو طرف پایانی داشته باشد (به عنوان مثال XPAK و SFP+) تا زمانی که نوع پورت 10GbE مسی یا نوری (مانند 10GBASE-SR) که توسط پلاگین‌ها پشتیبانی می‌شود، یکسان باشد.

XENPAK اولین توافق‌نامه MSA برای 10GE بود و دارای بزرگ‌ترین فرم فاکتور است. استانداردهای قابل رقابت بعدی با فرم فاکتورهای (form factors) کوچک‌تر X2 و XPAK هستند. X2 و XPAK در بازار به اندازه XENPAK موفق نبوده‌اند. استاندارد XFP بعد از X2 و XPAK ظاهر شد که از آنها کوچک‌تر است.

SFP+، جدیدترین ماژول استاندارد

جدیدترین ماژول استاندارد، یک ترنسیور پیشرفته قابل اتصال با فرم فاکتور کوچک است که معمولا (SFP+ (Small Form-factor Pluggable نامیده می‌شود. این ترنسیور پیشرفته، بر اساس ترنسیور قابل اتصال با فرم فاکتور کوچک (SFP) و توسط گروه کانال فیبری ANSI T11 توسعه یافته است و نسبت به XFP کوچک‌تر و با توان کمتر است. SFP+ محبوب‌ترین سوکت در سیستم‌های 10GE است. ماژول‌های SFP+ فقط تبدیل نور به الکتریسیته را انجام می‌دهند، تنظیم زمان و بازیابی داده‌ها را که باعث تحمیل بار بیشتر بر مساوی‌سازی کانال میزبان است، انجام نمی‌دهند. ماژول‌های SFP+ یک فرم فاکتور فیزیکی مشترک با ماژول‌های قدیمی‌تر SFP دارند، که تعداد پورت بیشتر نسبت به XFP و استفاده مجدد از طرح‌های موجود برای 24 یا 48 پورت در یک رک با پهنای 19 اینچی را اجازه می‌دهد.

نحوه ی اتصال انواع ماژول ها در اترنت 10 گیگابیت

ماژول‌های نوری با یک واسط XAUI، XFI یا SFI به میزبان متصل می‌شوند. ماژول‌های XENPAK ،X2 و XPAK از XAUI برای اتصال به میزبان خود استفاده می‌کنند. واسط (XAUI (XGXS از یک کانال داده چهار خطه استفاده می‌کند که در استاندارد IEEE 802.3 ماده 47 مشخص شده است. ماژول‌های XFP از یک واسط XFI و ماژول‌های SFP+ از یک واسط SFI استفاده می‌کنند. واسط‌های XFI و SFI از یک کانال داده تک خطه و کدگذاری 64b/66b که در استاندارد IEEE 802.3 ماده 49 مشخص شده است، استفاده می‌کنند.

ماژول‌های SFP+ در دو نوع واسط میزبان گروه‌بندی می‌شوند: خطی یا محدود.

ماژول‌های محدود ارجح هستند به جز برای کاربردهای با دستیابی طولانی که در آن‌ها از ماژول‌های 10GBASE-LRM استفاده می‌شود.

علایم اختصاری برای TP-PHY مبتنی بر فیبر

MMF
OM1
62,5/125 µm
(1989)
MMF
OM2
50/125 µm
(1998)
MMF
OM3
50/125 µm
(2003)
MMF
OM4
50/125 µm
(2008)
MMF
OM5
50/125 µm
(2016)
SMF
OS1
9/125 µm
(1998)
SMF
OS2
9/125 µm
(2000)
200 MHz·km
@850 nm
500 MHz·km
@850 nm
1500 MHz·km
@850 nm
3500 MHz·km
@850 nm
3500 MHz·km
@850 nm &
1850 MHz·km
@950 nm
1 dB/km
@1300/
1550 nm
0.4 dB/km
@1300/
1550 nm
MMF
OM1
62,5/125 µm
(1989)
MMF
OM2
50/125 µm
(1998)
MMF
OM3
50/125 µm
(2003)
MMF
OM4
50/125 µm
(2008)
MMF
OM5
50/125 µm
(2016)
SMF
OS1
9/125 µm
(1998)
SMF
OS2
9/125 µm
(2000)
200 MHz.km
@850 nm
500 MHz.km
@850 nm
1500 MHz.km
@850 nm
3500 MHz.km
@850 nm
3500 MHz.km
@850 nm &
1850 MHz.km
@950 nm
1 dB/km
@1300/
1550 nm
0.4 dB/km
@1300/
1550 nm
نام استاندارد وضعیت رسانه OFC

or

RFC

ماژول فرستنده گیرنده ریچ برحسب کیلومتر تعداد رسانه خط توضیحات
10GBASE-CX4 802.3ak-2004
(CL48/54)
قدیمی
10GBASE-KX4 802.3ap-2007
(CL48/71)
قدیمی
10GBASE-LX4 802.3ae-2002
(CL48/53)
قدیمی
10GBASE-SW 802.3ae-2002
(CL50/52)
فعلی
10GBASE-LW 802.3ae-2002
(CL50/52)
فعلی
10GBASE-EW 802.3ae-2002
(CL50/52)
فعلی
10GBASE-ZW اختصاصی
(غیر IEEE)
فعلی
10GBASE-CR اختصاصی
(غیر IEEE)
فعلی
10GBASE-KR 802.3ap-2007
(CL49/72)
فعلی
10GBASE-SR 802.3ae-2002
(CL49/52)
فعلی
10GBASE-SRL اختصاصی
(غیر IEEE)
فعلی
10GBASE-LR 802.3ae-2002
(CL49/52)
فعلی
10GBASE-LRM 802.3aq-2006
(CL49/68)
فعلی
10GBASE-ER 802.3ae-2002
(CL49/52)
فعلی
10GBASE-ZR اختصاصی

(غیر IEEE)

فعلی
10GBASE-PR 802.3av-2009 (75) فعلی

فیبرنوری

برای اترنت 10 گیگابیت از دو نوع فیبرنوری استفاده می‌شود: «یک حالته» (SMF) و «چند حالته» (MMF). در SMF، نور یک مسیر را از طریق فیبر دنبال می‌کند در حالی که در MMF چندین مسیر را طی می‌کند که موجب «تاخیر حالت ناهمسان» (DMD) می‌شود. فیبر SMF برای ارتباطات راه دور و MMF برای مسافت‌های کمتر از 300 متر استفاده می‌شود. نوع SMF، هسته باریک‌تری (8.3 میکرون) دارد که نیازمند روش دقیق‌تری برای پایانه و اتصال است. فیبر MMF دارای هسته پهن‌تری (50 یا 62.5 میکرون) است. مزیت MMF این است که با استفاده از لیزر حفره عمودی نشر کننده از سطح (VCSEL) که کم هزینه بوده، برای فاصله‌های کوتاه قابل راه‌اندازی است و همچنین کانکتورهای چند حالته ارزان‌تر هستند و راحت‌تر و مطمئن‌تر در زمین پایانه می‌شوند. مزیت SMF این است که می‌تواند در فاصله‌های طولانی‌تری کار کند.

در استاندارد 802.3، به فیبر چند حالته درجه FDDI اشاره شده است که یک هسته 62.5 میکرومتری و حداقل پهنای باند مودال 160 MHz.km در 850 نانومتر دارد. این نوع فیبر ابتدا در اوائل سال 1990 برای شبکه‌های FDDI و 100BASE-FX نصب شد. استاندارد 802.3 همچنین به استاندارد ISO/IEC 11801 اشاره دارد که نوع فیبر چند حالته نوری را OM1، OM2، OM3 و OM4 مشخص می‌کند.

نوع OM1 دارای هسته 62.5 میکرومتری است، در حالی که سایر موارد دارای هسته 50 میکرومتری هستند. در 850 نانومتر، پهنای باند مودال برای OM1 معادل 200 MHz.km، برای OM2 معادل 500 MHz.km، برای OM3 معادل 2000 MHz.km و برای OM4 برابر 4700 MHz.km است. کابل درجه FDDI در حال حاضر منسوخ شده است و کابل‌کشی‌های ساخت‌یافته جدید از کابل‌های OM3 یا OM4 استفاده می‌کنند. کابل OM3 می‌تواند اترنت 10 گیگابیت را با استفاده از پورت کم هزینه نوری 10GBASE-SR تا 300 متر حمل کند. کابل OM4 می‌تواند تا 400 متر حمل کند.

فیبرنوری

نحوه ی تشخیص کابل های SMF از MMF

برای تشخیص کابل‌های SMF از MMF، کابل‌های SMF معمولا زرد هستند، در حالی که کابل‌های MMF نارنجی (OM1 و OM2) یا aqua رنگ (OM3 و OM4) هستند. با این حال، در فیبرهای نوری هیچ رنگ ثابتی برای یک سرعت خاص یا یک تکنولوژی خاص وجود ندارد؛ به استثنای کانکتورهای فیزیکی زاویه‌‌دار (APC)، که رنگ توافق شده سبز دارند.

همچنین کابل‌های نوری فعال (AOC) وجود دارند که داری الکترون‌های نوری از قبل متصل بوده و باعث حذف کانکتورهای بین کابل و ماژول نوری می‌شوند. این کابل‌ها به سوکت‌های ماژول نوری استاندارد وصل می‌شوند و کم هزینه‌تر از سایر راه‌حل‌های نوری هستند، زیرا تولید کننده می‌تواند الکترون‌ها را با طول و نوع کابل مورد نیاز تطبیق دهد.

نحوه ی تشخیص کابل های SMF از MMF

پورت 10GBASE-SR

پورت 10GBASE-SR (کوتاه برد) یک نوع درگاه برای فیبر چند حالته است و از لیزرهای 850 نانومتری استفاده می‌کند. زیرلایه کدگذاری فیزیکی آن 64b/66b PCS در استاندارد IEEE 802.3 ماده 49 و PMD آن در ماده 52 تعریف شده است. این پورت داده‌های سریال را با نرخ خطی 10.3125 Gbd تحویل می‌دهد.
برد کابل به نوع فیبر چند حالته مورد استفاده وابسته است.

پورت 10GBASE-SR

نوع فیبر (میکرومتر) برد (متر)
FDDI-grade (62.5) 25
OM2 (62.5) 33
OM2 (50) 82
OM3 300
OM4 400

کابل MMF مزیت بیشتری نسبت به SMF دارد زیرا هسته پهن‌تر آن، اتصالات کم هزینه‌تری را موجب می‌شود.

فرستنده 10GBASE-SR با استفاده از یک VCSEL که کم هزینه و کم توان بوده، پیاده‌سازی شده است. کابل‌های نوری OM3 و OM4 گاهی اوقات به عنوان کابل‌های بهینه‌سازی شده برای لیزر توصیف می‌شوند زیرا برای کار با VCSEL طراحی شده‌اند. پورت 10GBASE-SR دارای کمترین هزینه، کمترین توان و کوچک‌ترین فرم فاکتور برای ماژول‌های نوری است.
در سال 2011، یک چهارم از کل پورت‌های 10GbE سفارش داده شده از نوع 10GBASE-SR بوده‌اند.

یک نوع پورت کم هزینه و کم توان غیراستاندارد به نام (10GBASE-SRL (10GBASE-SR Lite وجود دارد. از این پورت همراه با 10GBASE-SR می‌توان استفاده کرد اما تنها تا 100 متر قابل دسترسی دارد.

پورت 10GBASE-LR

10GBASE-LR (بلند برد) یک نوع پورت برای فیبر تک حالته است و از لیزرهای 1310 نانومتری استفاده می‌کند. زیرلایه کدگذاری فیزیکی آن 64b/66b PCS در استاندارد IEEE 802.3 ماده 49 و PMD آن در ماده 52 تعریف شده است. این پورت داده‌های سریال را با سرعت خطی 10.3125 GBd تحویل می‌دهد.

فرستنده 10GBASE-LR با استفاده از یک لیزر Fabry–Pérot یا لیزر بازخورد توزیع شده (DFB) پیاده‌سازی شده است. لیزرهای DFB گران‌تر از VCSEL هستند، اما توان بالا و طول موج‌های طولانی آن‌ها اتصال کارآمد به هسته کوچک فیبر تک حالته در فاصله‌های بیشتر را اجازه می‌دهد. حداکثر طول فیبر برای 10GBASE-LR، 10 کیلومتر است، هر چند که وابسته به نوع فیبر تک حالته می‌تواند متفاوت باشد.

پورت 10GBASE-LR

پورت 10GBASE-LRM

10GBASE-LRM، (بلند برد چند حالته) یک نوع پورت برای فیبر چند حالته است که در ابتدا در استاندارد IEEE 802.3aq تعریف شده است و از لیزرهای 1310 نانومتری استفاده می‌کند. زیرلایه کدگذاری فیزیکی آن 64b/66b PCS در استاندارد IEEE 802.3 ماده 49 و PMD آن در ماده 68 تعریف شده است. این پورت داده‌های سریال را با سرعت خطی 10.3125 GBd تحویل می‌دهد.

پورت 10GBASE-LRM روی فیبر چند حالته درجه FDDI تا فاصله 220 متری را پوشش می‌دهد و روی فیبرهایی از نوع OM1، OM2 وOM3 به حداکثر برد 220 متری می‌رسد. برد 10GBASE-LRM به اندازه استاندارد قدیمی‌تر 10GBASE-LX4 نیست. تولیدکنندگانی مانند سیسکو و HP دارای فیبر نوری برای فاصله‌های تا 300 متر در وضعیت تک حالته هستند.

بعضی از ترنسیورها 10GBASE-LRM روی فیبر استاندارد تک حالته (SMF ،G.652) ارسال تا فاصله 300 متری را اجازه می‌دهند، اما این جزء مشخصات IEEE یا MSA نیست. پورت 10GBASE-LRM از جبران پراکندگی الکترونیکی (EDC) برای دریافت مقادیر استفاده می‌کند.

 

پورت 10GBASE-ER

10GBASE-ER، یک نوع پورت برای فیبر تک حالته است و از لیزرهای 1550 نانومتری استفاده می‌کند. زیرلایه کدگذاری فیزیکی آن 64b/66b PCS در استاندارد IEEE 802.3 ماده 49 و PMD آن در ماده 52 تعریف شده است. این پورت داده‌های سریال را با سرعت خطی 10.3125 GBd تحویل می‌دهد. فرستنده 10GBASE-ER با یک لیزر مدولاسیون خارجی (EML) پیاده‌سازی شده است.

پورت 10GBASE-ER دارای برد 40 کیلومتری بر روی لینک‌های مهندسی شده و 30 کیلومتری بر روی لینک‌های استاندارد است.

پورت 10GBASE-ER

پورت 10GBASE-ZR

چندین سازنده واسط‌های قابل اتصال ER با برد 80 كیلومتر تحت عنوان 10GBASE-ZR را معرفی كرده‌اند. این لایه فیزیکی 80 کیلومتری در استاندارد IEEE 802.3ae مشخص نشده است و سازندگان مشخصات مورد نظر خود را بر اساس لایه فیزیکی 80 کیلومتری که در مشخصات SDH/SONET OC-192/STM-64 توصیف شده است، ایجاد کرده‌اند.

پورت 10GBASE-ZR

پورت 10GBASE-LX4

پورت 10GBASE-LX4یک نوع پورت برای فیبر چند حالته و فیبر تک حالته است. این دستگاه از چهار منبع لیزر جداگانه با سرعت 3.125 گیگابیت در ثانیه و مالتی‌پلکس کردن بر پایه تفکیک طول موج (WDM) با چهار طول موج منحصر به فرد در حدود 1310 نانومتر بهره می‌گیرد. زیرلایه کدگذاری فیزیکی آن 8B10B PCS در استاندارد IEEE 802.3 ماده 48 و PMD آن در ماده 53 تعریف شده است.

این پورت دارای برد 300 متری در کابل‌کشی چند حالته درجه FDDI ،OM1 ،OM2 و OM3 است. همه این فیبرها لازم است که حداقل پهنای باند مودال 500 Mhz.km در 1300 نانومتر داشته باشند. پورت 10GBASE-LX4 دارای برد 10 کیلومتری روی SMF نیز است.

پورت 10GBASE-LX4

پورت 10GBASE-PR

PON) 10GBASE-PR) که در ابتدا در IEEE 802.3av مشخص شده است، یک PHY برای اترنت 10 گیگابیت 10G برای شبکه‌های نوری غیرفعال است و از لیزرهای 1577 نانومتری در جهت ارسال از منبع به مشتری و لیزرهای 1270 نانومتری در جهت ارسال از مشتری به منبع استفاده می‌کند. PMD آن در بند 75 تعریف شده است. جریان منبع به مشتری، داده‌های سریال را با سرعت خطی 10.3125 Gbit/s در یک نقطه به پیکربندی چند نقطه تحویل می‌دهد.

10GBASE-PR سه بودجه توانی دارد که در 10GBASE-PR10، 10GBASE-PR20 و 10GBASE-PR30 مشخص شده‌اند.

پورت تک رشته دو طرفه

چند فروشنده اپتیک‌های تک رشته‌ای و دو جهته 10 گیگابیت در ثانیه ارائه می‌دهند که قادر به اتصال به فیبر تک حالته هستند و از نظر عملکردی معادل با 10GBASE-LR یا 10GBASE-ER هستند، اما با استفاده از یک رشته کابل فیبر نوری. مشابه با 1000BASE-BX10، این کار با استفاده از یک منشور غیرفعال در داخل هر ترنسیور نوری و یک جفت ترنسیور با استفاده از یک جفت طول موج مانند 1310 نانومتر/1490 نانومتر یا 1490 نانومتر/1550 نانومتر انجام می‌شود. ماژول‌ها با توان‌های انتقال مختلف در دسترس هستند و بردی بین 10 تا 80 کیلومتر دارند. این پورت به طور معمول 10GBASE-BX نامیده می‌شود اما باید 10GBASE-BR نامیده شود، زیرا از کدگذاری 64b/66b استفاده می‌کند.

مس

اترنت 10G روی کابل twin-axial، زوجی به‌هم تابیده و backplane ها قابل انتقال است.

استاندارد 10GBASE-CX4

10GBASE-CX4 اولین استاندارد 10G مسی است که در 802.3 منتشر شده است (تحت عنوان 802.3ak-2004). این استاندارد از XAUI 4-line PCS (ماده 48) و کابل‌کشی مسی، مشابه با فناوری InfiniBand استفاده می‌کند. این استاندارد تا فاصله 15 متری را پشتیبانی نموده و هر خط 3.125 GBd از پهنای باند سیگنالینگ را حمل می‌کند.

10GBASE-CX4 کم توان و کم هزینه است و زمان تاخیر کمی دارد، اما نسبت به استاندارد تک خطه جدید SFP+ دارای فرم فاکتور بزرگ‌تر و کابل‌های بزرگتر و به نسبت فیبر یا 10GBASE-T دارای برد کوتاه‌تر است. این کابل نسبتا سفت بوده و به نسبت Cat 5 یا Cat 6 UTP گران‌تر است.

امروزه سفارش 10GBASE-CX4 بسیار کم است. هر چند که برخی از فروشندگان تجهیزات شبکه ، ارائه دهنده واسط CX-4 هستند که یا برای اترنت 10 گیگابیت و یا برای پشته کردن سوئیچ‌ها با تأخیر کمتر قابل استفاده است. برخی از نمونه‌های combi stacking/ethernet عبارتند از: Dell PowerConnect PCT6200، PCT7000 و سوئیچ‌های 1 گیگابایت powerconnected blade مدل PCM6220 و PCM6348.

استاندارد 10GBASE-CX4

اتصال مستقیم SFP+

اتصال مستقیم تحت نام Direct Attach (DA)، Direct Attach Copper (DAC)، 10GSFP+Cu، 10GBASE-CR، 10GBASE-CX1، SFP+، یا 10GbE Cu SFP هم شناخته می‌شود. کابل‌های اتصال مستقیم کوتاه از یک کابل twin-axial غیرفعال استفاده می‌کنند، در حالی که کابل‌های بلندتر، که گاهی اوقات «کابل نوری فعال» (AOC) نامیده می‌شوند، از اپتیک‌هایی با طول موج کوتاه استفاده می‌کنند. هر دو نوع به صورت مستقیم به SFP+ وصل می‌شوند. اتصال مستقیم SFP+ یک کابل با طول ثابت، معمولا 1 تا 7 متر (کابل‌های غیرفعال)، تا 15 متر (کابل‌های فعال)، یا تا 100 متر (کابل‌های نوری فعال) دارد. اتصال مستقیم مانند 10GBase-CX4، کم توان، کم هزینه و کم تاخیر با مزایای استفاده از کابل‌های کم حجم و داشتن فاکتور فرم کوچک SFP+ است. اتصال مستقیم SFP+ امروزه با پورت‌های نصب شده بیشتر به نسبت 10GBASE-SR بسیار محبوب است.

اترنت Backplane

اترنت Backplane، که با نام 802.3ap نیز شناخته می‌شود، در کاربردهای backplane مانند blade server و مسیریاب‌ها/سوئیچ‌های ماژولار با کارت قابل ارتقا line، استفاده می‌شود. پیاده‌سازی‌های 802.3ap لازم است در محیط‌هایی تا 1 متر برد مدار چاپی مسی با دو کانکتور کار کنند. این استاندارد دو نوع پورت برای اترنت 10 گیگابیت بر ثانیه (10GBASE-KX4 و 10GBASE-KR) و یک نوع پورت برای 1 گیگابیت بر ثانیه (1000BASE-KX) تعریف کرده است. همچنین یک لایه اختیاری برای FEC، یک پروتکل مذاکره خودکار backplane و آموزش لینک برای 10GBASE-KR که گیرنده می‌تواند یک اکولایزر انتقال سه ضربه‌ای را تنظیم کند، تعریف کرده است. پروتکل مذاکره خودکار عملکرد را از بین 1000BASE-KX، 10GBASE-KX4، 10GBASE-KR یا 40GBASE-KR4 انتخاب می‌کند. 40GBASE-KR4 در 802.3ba تعریف شده است.

طرح‌های جدید backplane از 10GBASE-KR به جای 10GBASE-KX4 استفاده می‌کنند.

پورت 10GBASE-KX4

این پورت روی یک خط backplane چهار خطه کار کرده و از کدگذاری لایه فیزیکی (تعریف شده در استاندارد IEEE 802.3 ماده 48) مشابه با 10GBASE-CX4 استفاده می‌کند.

پورت 10GBASE-KR

این پورت روی یک خط backplane تک خطه کار نموده و از کدگذاری لایه فیزیکی (تعریف شده در استاندارد IEEE 802.3 ماده 49) مشابه با 10GBASE-LR/ER/SR استفاده می‌کند.

پورت 10GBASE-KR

استاندارد 10GBASE-T

10GBASE-T یا IEEE 802.3an-2006، استانداردی است که در سال 2006 برای ارائه اتصالات 10 گیگابیت در ثانیه از طریق کابل‌های روکش‌دار یا بدون روکش دوتایی تابیده شده در فاصله‌های تا 100 متر، منتشر شد. برای رسیدن به فاصله کامل 100 متر، کابل Cat 6a مورد نیاز است و کابل Cat6 بسته به کیفیت نصب تجهیزات و کابل‌ها، ممکن است تا فاصله 55 متر را پوشش دهد که تنها پس از آزمون تا 500 مگاهرتز قابل تشخیص است.

زیرساخت کابلی 10GBASE-T می‌تواند برای 1000BASE-T هم استفاده شود و امکان ارتقاء تدریجی تا 1000BASE-T را با استفاده از مذاکره خودکار برای انتخاب سرعت مورد استفاده، فراهم می‌کنند. با توجه به سربار اضافی کدگذاری Line، استاندارد 10GBASE-T در مقایسه با اکثر انواع دیگر 10GBASE، در محدوده 2 تا 4 میکروثانیه و در مقایسه با 1000BASE-T (بسته به اندازه بسته) در محدوده 1 تا 12 میکروثانیه، دارای تاخیری کمی بیشتر است. از سال 2010، سیلیکون 10GBASE-T از چندین تولید کننده با اتلاف توان ادعایی 3-4 وات در دسترس است. در ساختاری با عرض 40 نانومتر و در توسعه با 28 نانومتر، توان الکتریکی شروع به کاهش می‌کند.

استاندارد 10GBASE-T

ویژگی های انتقال در استاندارد 10GBASE-T

استاندارد 10GBASE-T از کانکتورهای ماژولار IEC 60603-7 8P8C استفاده می‌کند که در حال حاضر به طور گسترده‌ای در اترنت استفاده می‌شوند. ویژگی‌های انتقال در حال حاضر تا 500 مگاهرتز مشخص شده‌اند. برای رسیدن به این فرکانس، کابل Cat6a یا کابل‌های زوجی به‌هم تابیده شده متعادل‌تر که در اصلاحیه شماره 2 استاندارد ISO/IEC 11801 یا ANSI/TIA-568-C.2 تعریف شده‌اند، برای حمل 10GBASE-T تا فاصله 100 متری مورد نیاز است. کابل‌های Cat6 می‌توانند 10GBASE-T را تا فاصله‌های کوتاه‌تر زمانی که واجد شرایط دستورالعمل‌های ISO TR 24750 یا TIA-155-A باشند، انتقال دهند.

استاندارد 802.3an مدولاسیون سطح سیم برای 10GBASE-T را برای استفاده از THP و مدولاسیون دامنه پالس با 16 سطح مجزا (PAM-16) مشخص کرده است. قبل از اعمال THP، کد گذاری تصحیح خطای پیش پیش (FEC) با استفاده از یک کد [2048، 1723] کم چگالی چک کننده زوج بودن روی 1723 بیت انجام می‌شود، با ایجاد ماتریس بررسی زوج بودن بر اساس یک کد Reed-Solomon تعمیم یافته بر روی GF (2 به توان 6). 1536 بیت دیگر کد نشده‌اند. در هر بلوک 1723+1536، 1+50+8+1 بیت تشخیص خطا و سیگنالینگ و 3200 بیت داده وجود دارد که 320 نانوثانیه خط را اشغال می‌کنند. در مقابل، PAM-5 روش مدولاسیونی است که در گیگابیت اترنت 1000BASE-T استفاده می‌شود.

کدگذاری Line که توسط 10GBASE-T استفاده می‌شود، پایه‌ای برای استانداردهای جدیدتر و کندتر مانند 2.5GBASE-T و 5GBASE-T است، پیاده‌سازی شامل یک اتصال 2.5 یا 5.0 گیگابیت در ثانیه با کابل‌های Cat 5e و Cat 6 موجود است. کابل‌هایی که به طور قابل اعتماد با 10GBASE-T کار نخواهند کرد، اگر در هر دو طرف پایانی پشتیبانی شوند، با 2.5GBASE-T یا 5GBASE-T کار می‌کنند.

استاندارد (Wan PHY (10GBASE-W

زمانی که استاندارد اترنت 10 گیگابیت توسعه یافت، علاقه به استفاده از 10GbE در یک شبکه گسترده (WAN) منجر به معرفی WAN PHY برای 10GbE شد. WAN PHY بسته‌های اترنت را در فریم‌های SONET OC-192c کپسوله می‌کند و با سرعت کم‌تری (9.95328 گیگابیت در ثانیه) نسبت به LAN PHY عمل می‌کند.

WAN PHY مانند LAN PHY از PMD‌ های نوری مشابه با 10GBASE-S، 10GBASE-L و 10GBASE-E استفاده می‌کند که تحت عنوان 10GBASE-SW، 10GBASE-LW یا 10GBASE-EW طراحی شده است. زیرلایه کدگذاری فیزیکی 64b/66b PCS آن در استاندارد IEEE 802.3 ماده 49 و PMD ‌های آن در ماده 52 تعریف شده است. همچنین از یک زیرلایه واسط (WIS) که در ماده 50 تعریف شده، برای کپسوله‌سازی اضافی استفاده می‌کند تا فریم داده با SONET STS-192c سازگار شود.

WAN PHY برای هماهنگی با تجهیزات OC-192/STM-64 SDH/SONET با استفاده از یک فریم سبک SDH/SONET با سرعت 9.953 گیگابیت در ثانیه طراحی شده است.
WAN PHY حداکثر فاصله لینک تا 80 کیلومتر بسته به استاندارد فیبر مورد استفاده را می‌تواند راه‌اندازی کند.

دیدگاه شما

Please enter your comment!
Please enter your name here