Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с 10GBASE-T )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Маршрутизатор с портами 10 Gigabit Ethernet и тремя типами модулей физического уровня

10 Gigabit Ethernet ( 10GE , 10GbE или 10 GigE ) - это группа компьютерных сетевых технологий для передачи кадров Ethernet со скоростью 10 гигабит в секунду . Впервые он был определен стандартом IEEE 802.3ae-2002 . В отличие от предыдущих стандартов Ethernet, 10 Gigabit Ethernet определяет только полнодуплексные двухточечные каналы, которые обычно соединяются сетевыми коммутаторами ; Работа с совместно используемой средой CSMA / CD не была перенесена из стандартов Ethernet предыдущих поколений [1], поэтому полудуплексная работа и концентраторы повторителейне существуют в 10GbE. [2]

Стандарт 10 Gigabit Ethernet охватывает ряд различных стандартов физического уровня (PHY). Сетевое устройство, такое как коммутатор или контроллер сетевого интерфейса, может иметь разные типы PHY через подключаемые модули PHY, например, на основе SFP + . [3] Как и предыдущие версии Ethernet, 10GbE может использовать медные или оптоволоконные кабели. Максимальное расстояние по медному кабелю составляет 100 метров, но из-за требований к пропускной способности требуются кабели более высокого качества. [а]

Внедрение 10 Gigabit Ethernet было более постепенным, чем предыдущие версии Ethernet : в 2007 году было поставлено один миллион портов 10GbE, в 2009 году было поставлено два миллиона портов, а в 2010 году было поставлено более трех миллионов портов, [4] [5] с примерно девятью миллионами портов в 2011 году. [6] По состоянию на 2012 год , хотя цена за гигабит полосы пропускания для 10 Gigabit Ethernet составляла около одной трети по сравнению с Gigabit Ethernet , цена за порт 10 Gigabit Ethernet все еще препятствовала более широкому распространению. . [7] [8]

Стандарты [ править ]

За прошедшие годы рабочая группа Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) 802.3 опубликовала несколько стандартов, относящихся к 10GbE.

СтандартГод публикацииОписание
802.3ae2002 [9]Ethernet 10 Гбит / с по оптоволокну для LAN (10GBASE-SR, 10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 10GBASE-LX4) и WAN (10GBASE-SW, 10GBASE-LW, 10GBASE-EW)
802.3ak2004 г.10GBASE-CX4 10 Гбит / с Ethernet по двухосному кабелю
802.3-20052005 г.Пересмотр базового стандарта, включающий 802.3ae, 802.3ak и исправления.
802.3an2006 г.10GBASE-T Ethernet 10 Гбит / с по медной витой паре
802.3ap2007 г.Объединительная плата Ethernet, 1 и 10 Гбит / с по печатным платам (10GBASE-KR и 10GBASE-KX4)
802.3aq2006 г.10GBASE-LRM Ethernet 10 Гбит / с по многомодовому оптоволокну с улучшенным выравниванием
802.3-20082008 г.Пересмотр базового стандарта, включающий 802.3an / ap / aq / в виде поправок, двух исправлений и исправлений. Агрегация каналов перенесена на 802.1AX.
802.3av2009 г.10GBASE-PR Ethernet PHY 10 Гбит / с для EPON
802.3-20152015 г.Предыдущая версия базового стандарта
802.3bz2016 г.2.5 Gigabit и 5 Gigabit Ethernet по витой паре Cat-5 / Cat-6 - 2.5GBASE-T и 5GBASE-T
802.3-20182018 г.Последняя версия базового стандарта, включающая поправки 802.3bn / bp / bq / br / bs / bw / bu / bv / by / bz / cc / ce.
802.3 кан.2020 г.Спецификации физического уровня и параметры управления для автомобильного электрического Ethernet 2,5 Гбит / с, 5 Гбит / с и 10 Гбит / с (10GBASE-T1)

Модули физического уровня [ править ]

Приемопередатчик XFP 10 Gigabit Ethernet крупным планом

Для реализации различных стандартов физического уровня 10GbE многие интерфейсы состоят из стандартного сокета, в который могут быть подключены различные модули физического (PHY) уровня. Модули PHY не указаны в официальном органе по стандартизации, а в соглашениях с несколькими источниками (MSA), которые можно согласовать быстрее. Соответствующие MSA для 10GbE включают XENPAK [10] [11] [12] (и соответствующие X2 и XPAK), XFP и SFP + . [13] [14]При выборе модуля PHY разработчик учитывает стоимость, охват, тип носителя, энергопотребление и размер (форм-фактор). Один канал «точка-точка» может иметь разные сменные форматы MSA на обоих концах (например, XPAK и SFP +) при условии, что тип оптического или медного порта 10GbE (например, 10GBASE-SR), поддерживаемый сменным модулем, идентичен.

XENPAK был первым MSA для 10GE и имел самый большой форм-фактор. X2 и XPAK позже стали конкурирующими стандартами с меньшими форм-факторами. X2 и XPAK не добились такого успеха на рынке, как XENPAK. XFP появился после X2 и XPAK, и он также меньше по размеру.

Новейший стандарт модулей - это расширенный сменный трансивер малого форм-фактора , обычно называемый SFP +. Основанный на подключаемом приемопередатчике (SFP) малого форм-фактора и разработанный группой оптоволоконных каналов ANSI T11 , он по-прежнему меньше и потребляет меньше энергии, чем XFP. SFP + стал самым популярным разъемом в системах 10GE. [15] [13] Модули SFP + выполняют только преобразование оптических сигналов в электрические, без синхронизации и восстановления данных, что увеличивает нагрузку на выравнивание каналов хоста. Модули SFP + имеют общий физический форм-фактор с устаревшими модулями SFP, что обеспечивает более высокую плотность портов, чем XFP, и повторное использование существующих конструкций для 24 или 48 портов в блейд -шасси шириной 19 дюймов .

Оптические модули подключаются к хосту через интерфейс XAUI , XFI или SerDes Framer Interface (SFI). Модули XENPAK, X2 и XPAK используют XAUI для подключения к своим хостам. XAUI (XGXS) использует четырехполосный канал данных и определен в IEEE 802.3, пункт 47. Модули XFP используют интерфейс XFI, а модули SFP + используют интерфейс SFI. XFI и SFI используют однополосный канал данных и кодировку 64b / 66b, указанную в пункте 49 IEEE 802.3.

Модули SFP + можно дополнительно сгруппировать в два типа хост-интерфейсов: линейный или ограничивающий. Модули ограничения предпочтительны, за исключением случаев, когда для приложений большой дальности используются модули 10GBASE-LRM. [14]

Легенда для TP-PHY на основе волокна [16]
MMF FDDI
62,5 / 125 мкм
(1987)		MMF OM1
62,5 / 125 мкм
(1989)		MMF OM2
50/125 мкм
(1998)		MMF OM3
50/125 мкм
(2003)		MMF OM4
50/125 мкм
(2008 г.)		MMF OM5
50/125 мкм
(2016)		SMF OS1
9/125 мкм
(1998)		SMF OS2
9/125 мкм
(2000)
160 МГц · км
@ 850 нм		200 МГц · км
@ 850 нм		500 МГц · км
@ 850 нм		1500 МГц · км
@ 850 нм		3500 МГц · км
@ 850 нм		3500 МГц · км
при 850 нм и
1850 МГц · км
при 950 нм		1 дБ / км
при
1300/1550 нм		0,4 дБ / км
при
1300/1550 нм
ИмяСтандартПоложение делСредства массовой информацииOFC или RFC
Модуль трансивера		Вылет
в км		#
СМИ		Дорожки
(⇅)		Примечания
10 Gigabit Ethernet (10 GbE) - ( Скорость передачи данных : 10 Гбит / с - Код линии : 64b / 66b × NRZ - Скорость линии: 10,3125 ГБd - Полнодуплексный  режим ) [17] [18] [10]
10GBASE -C X 4802.3ak-2004
(CL48 / 54)		наследиетвинаксиальный
сбалансированный		CX4 (SFF-8470)
(МЭК 61076-3-113)
( IB )		КСЕНПАК [11]
X2
XFP		0,01544Дата-центры ;
Код линии: 8b / 10b × NRZ
Скорость линии: 4x 3,125 ГБd = 12,5 ГБd
10GBASE -K X 4802.3ap-2007
(CL48 / 71)		наследиеCu-объединительная платаN / AN / A0,00144Печатные платы ;
Код линии: 8b / 10b × NRZ
Скорость линии: 4x 3,125 ГБd = 12,5 ГБd
10GBASE -L X 4802.3ae-2002
(CL48 / 53)		наследиеВолокно
1269,0 - 1282,4 нм
1293,5 - 1306,9 нм
1318,0 - 1331,4 нм
1342,5 - 1355,9 нм		SCXENPAK
X2		OM2: 0,314WDM ; [19]
Линейный код: 8b / 10b × NRZ
Линейная скорость: 4x 3,125 GBd = 12,5 GBd
Модальная полоса пропускания : 500 МГц · км
OS2: 10
10GBASE -S W802.3ae-2002
(CL50 / 52)		ТекущийВолокно
850 нм		SC
LC		SFP +
XPAK		OM1: 0,03321WAN ;
WAN-PHY;
Линейная скорость: 9,5846 ГБд,
прямое сопоставление с потоками OC-192 / STM-64 SONET / SDH .
-ZW: -EW с улучшенной оптикой
OM2: 0,082
OM3: 0,3
OM4: 0,4
10GBASE -L W802.3ae-2002
(CL50 / 52)		ТекущийВолокно
1310 нм		SC
LC		SFP +
XENPAK
XPAK		OS2: 1021
10GBASE -E W802.3ae-2002
(CL50 / 52)		ТекущийВолокно
1550 нм		SC
LC		SFP +OS2: 4021
10GBASE -Z Wпроприетарный
(не IEEE)		ТекущийOS2: 80
10GBASE
-CR
Прямое подключение		SFF-8431
(2006 г.)		Текущийтвинаксиальный
сбалансированный		SFP +
(SFF-8431)		SFP +0,007
0,015
0,1		11Дата-центры;
Типы кабелей: пассивный твинаксиальный (7 м), активный (15 м), активный оптический (AOC): (100 м)
10GBASE -KR802.3ap-2007
(CL49 / 72)		ТекущийCu-объединительная платаN / AN / A0,00111Печатные платы
10GBASE -SR802.3ae-2002
(CL49 / 52)		ТекущийВолокно
850 нм		SC
LC		SFP +
XENPAK
X2
XPAK
XFP		OM1: 0,03321Ширина полосы пропускания (дальность действия): 160 МГц · км (26 м), 200 МГц · км (33 м),
400 МГц · км (66 м), 500 МГц · км (82 м), 2000 МГц · км (300 м) ,
4700 МГц · км (400 м)
OM2: 0,082
OM3: 0,3
OM4: 0,4
10GBASE -SRLпроприетарный
(не IEEE)		ТекущийВолокно
850 нм		SC
LC		SFP +
XENPAK
X2
XFP		OM1: 0,01121Модальная полоса пропускания (досягаемость): 200 МГц · км (11 м),
400 МГц · км (22 м), 500 МГц · км (27 м), 2000 МГц · км (100 м),
4700 МГц · км (150 м)
OM2: 0,027
OM3: 0,1
OM4: 0,15
10GBASE -LR802.3ae-2002
(CL49 / 52)		ТекущийВолокно
1310 нм		SC
LC		SFP +
XENPAK
X2
XPAK
XFP		OS2: 1021
10GBASE -LRM802.3aq-2006
(CL49 / 68)		ТекущийВолокно
1300 нм		SC
LC		SFP +
XENPAK
X2		OM2: 0,2221[19] Модальная полоса пропускания: 500 МГц · км
OM3: 0,22
10GBASE -ER802.3ae-2002
(CL49 / 52)		ТекущийВолокно
1550 нм		SC
LC		SFP +
XENPAK
X2
XFP		OS2: 4021
10GBASE -ZRпроприетарный
(не IEEE)		ТекущийOS2: 80-ER с более производительной оптикой
10GBASE- PR802.3av-2009 (75)ТекущийВолоконно
TX: 1270 нм
RX: 1577 нм		SCSFP +
XFP		OS2: 201110G EPON
СоединитьОпределенныйРазъем [20]СерединаТип СМИМаксимальный диапазонПримечания
10GBASE-T2006 г.8P8CМедьКанал класса E с использованием категории 6, канал класса Ea с использованием витой пары 6A или 755 м (класс E, категория 6)
100 м (класс Ea, категория 6A или 7)		Можно повторно использовать существующие кабели, высокая плотность портов, относительно высокая мощность

Оптическое волокно [ править ]

A Foundry Networks маршрутизатор с 10 оптическими интерфейсами Gigabit Ethernet (XFP трансиверов). Желтые кабели - это одномодовые дуплексные оптоволоконные соединения.

Для 10 Gigabit Ethernet используются два основных типа оптического волокна : одномодовое (SMF) и многомодовое (MMF). [21] В SMF свет проходит по единственному пути через волокно, тогда как в MMF он проходит по нескольким путям, что приводит к дифференциальной задержке мод (DMD). SMF используется для междугородной связи, а MMF используется для расстояний менее 300 м. SMF имеет более узкий сердечник (8,3 мкм), что требует более точного метода оконечной нагрузки и подключения. MMF имеет более широкую сердцевину (50 или 62,5 мкм). Преимущество MMF заключается в том, что им можно управлять с помощью недорогого лазера с вертикальным резонатором, излучающего поверхность.(VCSEL) для коротких расстояний, а многомодовые разъемы дешевле и их легче надежно подключить в полевых условиях. Преимущество SMF в том, что он может работать на больших расстояниях. [22]

В стандарте 802.3 делается ссылка на оптоволокно MMF класса FDDI. Он имеет ядро ​​62,5 мкм и минимальную модальную полосу пропускания 160 МГц · км на длине волны 850 нм. Первоначально он был установлен в начале 1990-х годов для сетей FDDI и 100BASE-FX . Стандарт 802.3 также ссылается на ISO / IEC 11801, который определяет типы оптических волокон MMF OM1, OM2, OM3 и OM4. OM1 имеет сердцевину 62,5 мкм, в то время как другие имеют сердцевину 50 мкм. На длине волны 850 нм минимальная модальная полоса пропускания OM1 составляет 200 МГц · км, OM2 - 500 МГц · км, OM3 - 2000 МГц · км и OM4 - 4700 МГц · км. Кабели класса FDDI теперь устарели, а структурированная кабельная разводка новаяв установках используются кабели OM3 или OM4. Кабель OM3 может передавать данные 10 Gigabit Ethernet на 300 метров с использованием недорогой оптики 10GBASE-SR. [23] [24] OM4 может управлять 400 метрами. [25]

Чтобы отличить кабели SMF от кабелей MMF, кабели SMF обычно желтого цвета, а кабели MMF оранжевого (OM1 и OM2) или голубого цвета (OM3 и OM4). Однако в волоконной оптике нет единого цвета для какой-либо конкретной оптической скорости или технологии, за исключением углового физического разъема (APC), который является согласованным зеленым цветом. [26]

Также существуют активные оптические кабели (AOC). К ним уже подключена оптическая электроника, устраняя разъемы между кабелем и оптическим модулем. Они подключаются к стандартным разъемам SFP +. Их стоимость ниже, чем у других оптических решений, поскольку производитель может подобрать электронику для необходимой длины и типа кабеля. [ необходима цитата ]

10GBASE-SR [ править ]

Приемопередатчик 10GBASE-SR SFP +

10GBASE-SR ("ближний диапазон") - это тип порта для многомодового волокна, в котором используются лазеры с длиной волны 850 нм. [27] Его подуровень физического кодирования (PCS) имеет размер 64b / 66b и определен в пункте 49 стандарта IEEE 802.3, а его подуровень, зависящий от физической среды (PMD), - в разделе 52. Он доставляет сериализованные данные со скоростью линии 10,3125 Гбит / с. [28]

Диапазон зависит от типа используемого многомодового волокна. [23] [29]

Тип волокна (микрометры)Дальность (м)
Класс FDDI (62,5)25
OM1 (62,5)33
OM2 (50)82
OM3300
OM4400

MMF имеет преимущество перед SMF в том, что у него более дешевые соединители; его более широкое ядро ​​требует меньшей механической точности.

Передатчик 10GBASE-SR реализован с VCSEL, который отличается низкой стоимостью и низким энергопотреблением. Оптические кабели OM3 и OM4 иногда называют оптимизированными для лазеров, поскольку они были разработаны для работы с VCSEL. 10GBASE-SR обеспечивает самую низкую стоимость, низкое энергопотребление и наименьший форм-фактор оптических модулей.

Существует более дешевый вариант с меньшим энергопотреблением, который иногда называют 10GBASE-SRL (10GBASE-SR lite). Он совместим с 10GBASE-SR, но имеет радиус действия всего 100 метров. [30]

10GBASE-LR [ править ]

10GBASE-LR (большой радиус действия) - это порт для одномодового волокна, в котором используются лазеры с длиной волны 1310 нм. Его PCS 64b / 66b определена в пункте 49 IEEE 802.3, а его подуровень PMD - в разделе 52. Он доставляет сериализованные данные со скоростью линии 10,3125 ГБд. [28]

Передатчик 10GBASE-LR реализован с помощью лазера Фабри – Перо или с распределенной обратной связью (DFB). Лазеры DFB дороже, чем лазеры VCSEL, но их высокая мощность и большая длина волны позволяют эффективно подключаться к небольшой сердцевине одномодового волокна на больших расстояниях. [ необходима цитата ]

Максимальная длина волокна 10GBASE-LR составляет 10 километров, хотя она может варьироваться в зависимости от типа используемого одномодового волокна.

10GBASE-LRM [ править ]

10GBASE-LRM (многорежимный), первоначально указанный в IEEE 802.3aq, является типом порта для многомодового волокна и использует лазеры с длиной волны 1310 нм. Его PCS 64b / 66b определена в разделе 49 IEEE 802.3, а его подуровень PMD - в разделе 68. Он доставляет сериализованные данные со скоростью линии 10,3125 ГБд. [31] 10GBASE-LRM использует электронную компенсацию дисперсии (EDC) для выравнивания приема. [32]

10GBASE-LRM обеспечивает расстояние до 220 метров (720 футов) по многомодовому волокну класса FDDI и такое же максимальное расстояние 220 м по типам волокон OM1, OM2 и OM3. [23] Досягаемость 10GBASE-LRM не так велика, как у более старого стандарта 10GBASE-LX4. Некоторые приемопередатчики 10GBASE-LRM также допускают расстояние до 300 метров (980 футов) по стандартному одномодовому волокну (SMF, G.652), однако это не является частью спецификации IEEE или MSA. [33] Для обеспечения соответствия спецификациям оптоволоконным кабелям класса FDDI, OM1 и OM2 передатчик должен быть подключен через коммутационный шнур согласования режима. Для применений через OM3 или OM4 не требуется коммутационный шнур для согласования режимов. [34]

10GBASE-ER [ править ]

10GBASE-ER (увеличенный радиус действия) - это порт для одномодового волокна, в котором используются лазеры с длиной волны 1550 нм. Его PCS 64b / 66b определена в пункте 49 IEEE 802.3, а его подуровень PMD - в разделе 52. Он доставляет сериализованные данные со скоростью линии 10,3125 ГБд. [28]

Передатчик 10GBASE-ER реализован с помощью лазера с внешней модуляцией (EML) .

10GBASE-ER имеет радиус действия 40 км (25 миль) по спроектированным каналам связи и 30 км по стандартным каналам. [23] [12]

10GBASE-ZR [ править ]

Несколько производителей представили диапазон 80 км (50 миль) под названием 10GBASE-ZR. Этот 80-километровый PHY не указан в стандарте IEEE 802.3ae, и производители создали свои собственные спецификации на основе 80-километрового PHY, описанного в спецификациях OC-192 / STM-64 SDH / SONET . [35]

10GBASE-LX4 [ править ]

10GBASE-LX4 - это порт для многомодового и одномодового волокна. Он использует четыре отдельных лазерных источника, работающих на скорости 3,125 Гбит / с, и грубое мультиплексирование с разделением по длине волны с четырьмя уникальными длинами волн около 1310 нм. Его 8B10B PCS определена в разделе 48 IEEE 802.3, а его подуровень, зависящий от физической среды (PMD), - в разделе 53. [23]

10GBASE-LX4 имеет радиус действия 10 километров (6,2 мили) по SMF . Он может достигать 300 метров (980 футов) по многомодовым кабелям класса FDDI, OM1, OM2 и OM3. [b] В этом случае он должен быть подключен через коммутационный шнур для согласования режима запуска со смещением SMF . [23] : подпункты 53.6 и 38.11.4

10GBASE-PR [ править ]

10GBASE-PR, первоначально указанный в IEEE 802.3av, представляет собой 10 Gigabit Ethernet PHY для пассивных оптических сетей и использует лазеры 1577 нм в нисходящем направлении и лазеры 1270 нм в восходящем направлении. Его подуровень PMD определен в разделе 75. Нисходящий поток доставляет сериализованные данные со скоростью линии 10,3125 Гбит / с в конфигурации точка-многоточка. [23]

10GBASE-PR имеет три бюджета мощности: 10GBASE-PR10, 10GBASE-PR20 и 10GBASE-PR30. [23] : 75.1.4

Двунаправленная однониточная [ править ]

Многие поставщики представили одножильную двунаправленную оптику 10 Гбит / с, способную к одномодовому оптоволоконному соединению, функционально эквивалентному 10GBASE-LR или -ER, но с использованием одножильного оптоволоконного кабеля. Аналогично 1000BASE-BX10 , это достигается с помощью пассивной призмы внутри каждого оптического приемопередатчика и согласованной пары приемопередатчиков, использующих две разные длины волн, такие как 1270 и 1330 нм. Доступны модули с различной мощностью передачи и дальностью действия от 10 до 80 км. [36] [37]

Медь [ править ]

10 Gigabit Ethernet также может работать через двухосевой кабель, витую пару и объединительные платы .

10GBASE-CX4 [ править ]

Разъем SFF-8470

10GBASE-CX4 был первым 10-гигабитным медным стандартом, опубликованным 802.3 (как 802.3ak-2004). Он использует 4-полосную PCS XAUI (раздел 48) и медные кабели, аналогичные тем, которые используются в технологии InfiniBand. Он предназначен для работы на расстоянии до 15 м (49 футов). Каждая полоса пропускает 3,125 Гбайт полосы пропускания сигнализации.

10GBASE-CX4 использовался для стекирования коммутаторов. [38] Он предлагает преимущества низкого энергопотребления, низкой стоимости и малой задержки , но имеет больший форм-фактор и более громоздкие кабели, чем новый стандарт однополосного SFP +, и гораздо меньший радиус действия, чем оптоволокно или 10GBASE-T. Этот кабель довольно жесткий и значительно дороже, чем UTP категории 5 или 6.

Приложения 10GBASE-CX4 в настоящее время обычно достигаются с использованием SFP + Direct Attach, и поставки 10GBASE-CX4 сегодня очень низкие. [39]

SFP + прямое подключение [ править ]

Qlogic QLE3442-CU SFP + двухпортовый сетевой адаптер , который может использовать SFP + DAC кабелей или SFP + оптические трансиверы

Также известен как прямое подключение (DA), прямое подключение по медному кабелю (DAC), 10GSFP + Cu, 10GBASE-CR [40] или 10GBASE-CX1. Короткие кабели прямого подключения используют пассивную твинаксиальную кабельную сборку, в то время как более длинные, иногда называемые активным оптическим кабелем (AOC), используют коротковолновую оптику. [41] Оба типа подключаются непосредственно к корпусу SFP +. Прямое подключение SFP + имеет кабель фиксированной длины, до 15 м для медных кабелей [42] или до 100 м для AOC. [41] Как и 10GBASE-CX4, DA отличается низким энергопотреблением, низкой стоимостью и малой задержкой с дополнительными преимуществами использования менее громоздких кабелей и малого форм-фактора SFP +. Прямое подключение SFP + сегодня чрезвычайно популярно, поскольку установлено больше портов, чем 10GBASE-SR.[39]

Объединительная плата [ править ]

Объединительная плата Ethernet , также известная под названием 802.3ap , используется в приложениях объединительной платы, таких как блейд-серверы и модульные маршрутизаторы / коммутаторы с обновляемыми линейными картами . Реализации 802.3ap должны работать в среде, содержащей до 1 метра (39 дюймов) медной печатной платы с двумя разъемами. Стандарт определяет два типа порта для 10 Гбит / с ( 10GBASE-KX4 и 10GBASE-KR ) и тип порта 1 Гбит / с (1000BASE-KX). Он также определяет дополнительный уровень для FEC., протокол автосогласования объединительной платы и обучение канала для 10GBASE-KR, где приемник может установить эквалайзер передачи с тремя ответвлениями. Протокол автосогласования выбирает режим работы 1000BASE-KX, 10GBASE-KX4, 10GBASE-KR или 40GBASE-KR4. 40GBASE-KR4 определен в 802.3ba. [43]

В новых конструкциях объединительной платы используется 10GBASE-KR, а не 10GBASE-KX4. [39]

10GBASE-KX4 [ править ]

Он работает по четырем линиям объединительной платы и использует то же кодирование физического уровня (определенное в пункте 48 IEEE 802.3), что и 10GBASE-CX4.

10GBASE-KR [ править ]

Это работает по одной полосе объединительной платы и использует то же кодирование физического уровня (определенное в IEEE 802.3, пункт 49), что и 10GBASE-LR / ER / SR.

10GBASE-T [ править ]

Intel X540-T2 10GBASE-T Двухпортовая NIC

10GBASE-T , или IEEE 802.3an-2006 , - это стандарт, выпущенный в 2006 году для обеспечения соединений со скоростью 10 Гбит / с по неэкранированной или экранированной витой паре на расстоянии до 100 метров (330 футов). [44] Категория 6A требуется для достижения полного расстояния 100 метров (330 футов), а категория 6 может достигать расстояния 55 метров (180 футов) в зависимости от качества установки, определенного только после повторного тестирования на частоте 500 МГц. Кабельная инфраструктура 10GBASE-T также может использоваться для 1000BASE-T, позволяя постепенное обновление с 1000BASE-T с использованием автосогласования для выбора используемой скорости. За счет дополнительного кодирования строкнакладные расходы, 10GBASE-T имеет немного более высокую задержку по сравнению с большинством других вариантов 10GBASE, в диапазоне от 2 до 4 микросекунд по сравнению с 1-12 микросекундами на 1000BASE-T [ требуется пояснение ] (в зависимости от размера пакета [c] ). [45] [46] По состоянию на 2010 год кремний 10GBASE-T доступен от нескольких производителей [47] [48] [49] [50] с заявленной рассеиваемой мощностью 3–4 Вт при размерах структуры 40 нм и 28 нм в разработке, мощность будет продолжать снижаться. [51]

10GBASE-T использует модульные разъемы IEC 60603-7 8P8C, уже широко используемые с Ethernet. Характеристики передачи теперь указаны до 500 МГц . Для достижения этой частоты необходимы сбалансированные витые пары категории 6A или лучше, указанные в ISO / IEC 11801, поправка 2 или ANSI / TIA-568-C.2, для передачи 10GBASE-T на расстояние до 100 м. Кабели категории 6 могут передавать 10GBASE-T на более короткие расстояния, если они аттестованы в соответствии с руководящими принципами ISO TR 24750 или TIA-155-A.

Стандарт 802.3an определяет модуляцию на уровне проводов для 10GBASE-T, чтобы использовать предварительное кодирование Томлинсона-Харашима (THP) и амплитудно-импульсную модуляцию с 16 дискретными уровнями (PAM-16), закодированными в двумерном шаблоне шахматной доски, известном как отправленный DSQ128. на линии со скоростью 800 Мсимв / сек. [52] [53] Перед предварительным кодированием выполняется кодирование с прямым исправлением ошибок (FEC) с использованием кода проверки на четность [2048,1723] 2 с низкой плотностью на 1723 битах, при этом построение матрицы проверки на четность основано на обобщенном коде Рида– Код Соломона [32,2,31] над GF (2 6 ). [53]Еще 1536 бит не закодированы. В каждом блоке 1723 + 1536 имеется 1 + 50 + 8 + 1 бит сигнализации и обнаружения ошибок и 3200 битов данных (занимающих 320 нс на линии). Напротив, PAM-5 - это метод модуляции, используемый в 1000BASE-T Gigabit Ethernet .

Приемопередатчик 10GBASE-T SFP +

Линейное кодирование, используемое 10GBASE-T, является основой для новых и более медленных стандартов 2.5GBASE-T и 5GBASE-T , реализующих соединение 2,5 или 5,0 Гбит / с по существующим кабелям категории 5e или 6. [54] Кабели, которые не будут надежно работать с 10GBASE-T, могут успешно работать с 2.5GBASE-T или 5GBASE-T, если они поддерживаются обоими концами. [55]

10GBASE-T1 [ править ]

10GBASE-T1 предназначен для автомобильных приложений и работает по одной симметричной паре проводов.

WAN PHY (10GBASE-W) [ править ]

В то время, когда был разработан стандарт 10 Gigabit Ethernet, интерес к 10GbE в качестве транспорта глобальной сети (WAN) привел к появлению WAN PHY для 10GbE. WAN PHY инкапсулирует пакеты Ethernet в кадры SONET OC-192c и работает на несколько более низкой скорости передачи данных (9,95328 Гбит / с), чем PHY локальной сети (LAN).

WAN PHY использует те же оптические PMD 10GBASE-S, 10GBASE-L и 10GBASE-E, что и LAN PHY, и обозначается как 10GBASE-SW, 10GBASE-LW или 10GBASE-EW. Его PCS 64b / 66b определена в разделе 49 IEEE 802.3, а его подуровни PMD - в разделах 52. Он также использует подуровень интерфейса WAN (WIS), определенный в разделе 50, который добавляет дополнительную инкапсуляцию для форматирования данных кадра для обеспечения совместимости с SONET STS- 192c. [23]

WAN PHY был разработан для взаимодействия с оборудованием OC-192 / STM-64 SDH / SONET с использованием легкого кадра SDH / SONET, работающего на скорости 9,953 Гбит / с.

WAN PHY может обеспечивать максимальную дальность связи до 80 км в зависимости от используемого стандарта оптоволокна.

Заметки [ править ]

  1. ^ Кабель категории 6 поддерживает длину до 55 метров. Категория 6A или выше подходит для длин до 100 метров.
  2. ^ Все эти типы волокна должны иметь минимальную модальную полосу пропускания 500 МГц × км на длине волны 1300 нм.
  3. ^ Максимальный пакет Gigabit Ethernet требует 12,2 мкс для передачи (1526 × 8 ÷ 10 9 ) для промежуточного хранения, это увеличивает задержку оборудования.

См. Также [ править ]

  • GG45
  • Список пропускной способности устройства
  • Оптическая связь
  • Оптоволоконный кабель
  • Параллельный оптический интерфейс
  • ТЕРА
  • XAUI

Ссылки [ править ]

  1. ^ Майкл Палмер. Практические основы сетевых технологий, 2-е изд . Cengage Learning. п. 180. ISBN 978-1-285-40275-8.
  2. ^ IEEE 802.3-2012 44.1.1 Область применения
  3. ↑ Sharma, Anil (19 января 2011 г.). «LightCounting прогнозирует среднегодовой темп роста перевозок через порт 10GBASE-T в течение 2014 года более чем на 300 процентов» . TMCnet . Проверено 7 мая 2011 года .
  4. ^ "Пресс-релиз Dell'Oro" . Архивировано из оригинального 19 июля 2011 года . Проверено 29 марта 2011 года .
  5. ^ «Блог Intel о Interop 2011» . Архивировано из оригинального 25 мая 2011 года . Проверено 20 сентября 2011 года .
  6. ^ https://www.wired.com/wiredenterprise/2012/03/google-microsoft-network-gear/
  7. ^ 10 Gigabit Ethernet по-прежнему слишком дороги для серверов
  8. ^ Соз, любители свитчей: не похоже, что 2013 год станет годом 10Gb Ethernet.
  9. ^ "IEEE P802.3ae 10Gb / s Ethernet Task Force" . Проверено 19 марта 2013 года .
  10. ^ a b «Обычный оптоволоконный трансивер 10G: 10G XENPAK, 10G X2, 10G XFP, 10G SFP +» . Блог волоконных трансиверов. 18 июня 2013 . Проверено 26 августа 2018 .
  11. ^ a b «Объявление о прекращении продаж и окончании срока службы модулей Cisco 10GBASE XENPAK» . Cisco. 1 апреля 2015 . Проверено 26 августа 2018 .
  12. ^ a b «Модули Cisco 10GBASE XENPAK» . Cisco Systems . Ноябрь 2011 . Проверено 12 мая 2012 года .
  13. ^ a b «Оптический компонент 10GbE и модули SFP +: на этот раз все по-другому, Эндрю Шмитт» . Проверено 11 марта 2008 года .
  14. ^ а б Райан Лэтчман; Бхарат Портной. «Дорога к SFP +: изучение архитектур модулей и систем» . Архивировано из оригинального 16 мая 2008 года.
  15. ^ "LightCounting's LightTrends апрель 2010" . Проверено 3 мая 2010 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
  16. ^ Чарльз Э. Сперджен (2014). Ethernet: Полное руководство (2-е изд.). O'Reilly Media. ISBN 978-1-4493-6184-6.
  17. ^ «Матрица совместимости модулей приемопередатчиков Cisco 10-Gigabit Ethernet» . Cisco. 19 августа 2018 . Проверено 26 августа 2018 .
  18. ^ "Смущены модулями оптики 10GbE?" . Сетевой мир. 12 июня 2010 . Проверено 26 августа 2018 .
  19. ^ a b «Сетевые топологии и расстояния» (PDF) . MC Communications. 14 ноября 2007 . Проверено 25 августа 2018 года .
  20. ^ Матрица совместимости модулей приемопередатчиков 10 Gigabit Ethernet
  21. ^ "Технический документ по оптическому волокну и 10-гигабитному Ethernet от 10GEA" . Архивировано из оригинального 14 июня 2008 года.
  22. ^ «Почему выбирают многомодовое волокно? От Corning» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 30 июля 2014 года.
  23. ^ a b c d e f g h i "Стандарт IEEE 802.3" .
  24. ^ «10 Gigabit Ethernet по многомодовому оптоволокну, Джон Джордж» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 10 сентября 2008 года . Проверено 10 марта 2008 года .
  25. ^ IEEE 802.3 52,5 PMD to MDI оптические спецификации для 10GBASE-S
  26. ^ «Как сказать? MMF или SMF» . Проверено 6 сентября 2011 года .[ ненадежный источник? ]
  27. ^ Хелд, Гилберт (19 апреля 2016 г.). Сетевые инструменты Windows: полное руководство по управлению, устранению неполадок и безопасности . CRC Press. ISBN 9781466511071.
  28. ^ a b c IEEE 802.3 52.1.1.1.2 PMD_UNITDATA.request: при создании
  29. ^ «Описание оптических модулей Cisco 10G» . Проверено 3 мая 2010 года .
  30. ^ Optics Modules and Cables (PDF) , получено 28 июня 2019 г.
  31. ^ IEEE 802.3 Таблица 68–3-10 Характеристики передачи GBASE-LRM
  32. ^ «10GBase-LX4 против 10GBase-LRM: дискуссия» . Архивировано из оригинала 21 июля 2009 года . Проверено 16 июля 2009 года .
  33. ^ IEEE 802.3 68,5 PMD to MDI оптические спецификации
  34. ^ "Спецификация модулей Cisco 10GBASE SFP +" . Cisco Systems . Февраль 2012 . Проверено 12 мая 2012 года .
  35. ^ "Оптика Cisco 10GbE и 10GBase-ZR" .
  36. ^ «Модули Cisco 10GBASE SFP +» (PDF) . Cisco Systems . п. 6 . Проверено 28 сентября 2020 .
  37. ^ "Двунаправленный 10-километровый оптический трансивер SFP + 10 Гбит / с" . Проверено 28 сентября 2020 .
  38. ↑ Голубь, Дэн (24 мая 2004 г.). «10GBase-CX4 снижает стоимость 10G Ethernet» . Сетевой мир . Проверено 19 декабря 2014 .
  39. ^ a b c «Еще одна подача супа с алфавитом - от Intel» . Архивировано из оригинального 22 августа 2011 года . Проверено 4 сентября 2011 года .
  40. ^ «Кабели и трансиверы» . Arista Networks . Проверено 21 сентября 2012 года .
  41. ^ a b «Кабель SFP + AOC активен» . fiber24.de . Проверено 30 января 2017 года .
  42. ^ «HP X242 SFP + Медный кабель прямого подключения» . Hewlett Packard . Архивировано из оригинального 14 октября 2012 года . Проверено 27 марта 2013 года .
  43. ^ "Целевая группа Ethernet объединительной платы IEEE P802.3ap" . Проверено 30 января 2011 года .
  44. ^ «Отчет о состоянии стандартов IEEE для 802.3an» . Архивировано из оригинального 5 сентября 2007 года . Проверено 14 августа 2007 года .
  45. ^ 10GBASE-T для широкого распространения 10-гигабитного трафика в центре обработки данных (PDF) , Intel , получено 21 декабря 2011 г.
  46. ^ ПЕРЕКЛЮЧАЕТСЯ С 1000BASE ‐ T НА 10GBASE ‐ T СЕЙЧАС (PDF) , Teranetics, октябрь 2009 г. , получено 21 декабря 2011 г.
  47. ^ "Broadcom 10GBASE-T PHY" . Архивировано из оригинала 16 апреля 2015 года . Проверено 2 декабря 2011 года .
  48. ^ «Технология PLX, Teranetics 10GBASE-T PHY» . Проверено 11 февраля 2011 года .
  49. ^ "Solar Flare 10GBASE-T PHY" . Архивировано из оригинала 7 сентября 2009 года . Проверено 5 сентября 2009 года .
  50. ^ "Aquantia 10GBASE-T PHY" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 3 декабря 2008 года . Проверено 10 декабря 2008 года .
  51. ^ Хостетлер, Джефф. «10GBASE-T - 2012 год станет годом широкого внедрения?» . Архивировано из оригинального 23 марта 2012 года . Проверено 28 ноября 2018 .
  52. ^ IEEE 802.3-2012 55.1.3 Работа 10GBASE-T
  53. ^ a b Ungerboeck, Готфрид (22 сентября 2006 г.). «10GBASE-T: Ethernet 10 Гбит / с по медному кабелю» (PDF) . Вена: Broadcom . Проверено 7 августа 2013 года .
  54. ^ «Цели IEEE 802.3 NGEABT, утвержденные IEEE 802.3, 12 марта 2015 г.» (PDF) .
  55. ^ "NBaseT" .

Внешние ссылки [ править ]

  • Полный текст стандарта IEEE 802.3
  • Рабочая группа IEEE 802.3 Ethernet
  • Веб-сайт Ethernet Alliance
  • Лаборатория совместимости Университета Нью-Гэмпшира Консорциум 10 Gigabit Ethernet
  • Первое в мире независимое сравнительное исследование 10GBASE-T
  • Описание сетевой карты сервера SFP + Direct Attach в концепции «верхняя часть стойки»