Zwycięski Ethernet (cz.1)
- Janusz Chustecki,
- 01.03.2003
Minimalna długość ramki Ethernet wynosi 64 bajty. Ograniczenie to jest konieczne - stacja ekspediująca w sieć ramkę nie może bowiem zakończyć aktywności, zanim pierwszy bit tej ramki dotrze do stacji docelowej. Wynika to z prostego założenia - minimalny czas potrzebny na wykrycie kolizji jest czasem, w jakim sygnał przemierza cały odcinek łącza. Ten minimalny czas jest nazywany Slot Time (mierzony w mikrosekundach), można też podać liczbę bajtów (Slot Size), które można przesłać w danym przedziale czasu przez sieć Ethernet. W sieciach Ethernet parametr Slot Size wynosi 64 bajty i długość ramki nie może zejść poniżej tej wartości.
W wypadku sieci Gigabit Ethernet można było zmniejszyć długość łącza do 10 metrów, aby pozostawić taką samą, minimalną długość ramki (64 bajty). Nie wchodziło to oczywiście w grę, gdyż łącze o maksymalnej długości 10 metrów nie zadowala nikogo. Pozostało więc rozwiązanie polegające na zwiększeniu minimalnej długości ramki. Dlatego parametr Slot Size wynosi w sieci Gigabit Ethernet 512 bajtów. Projektanci sieci Gigabit Ethernet chcieli jednak, aby technologia była kompatybilna z Ethernetem i Fast Ethernetem. Dlatego zdecydowano się nie zmieniać (a w danym przypadku nie zwiększać) parametru definiującego minimalną długość ramki (czy też, mówiąc konkretnie, obszaru zajmowanego przez pola: SFD, DA, SA, typ/długość i DANE), a posłużyć się rozszerzeniem Carrier Extension. Dzięki takiej operacji minimalna długość obszaru zajmowanego przez dane i bity kontrolne pozostała w sieciach Ethernet, Fast Ethernet i Gigabit Ethernet taka sama - 64 bajty.
Jak widać, Carrier Extension jest dość prostym rozwiązaniem, mającym jednak jedną zasadniczą wadę - bity rozszerzenia zajmują niemałą część przepustowości łącza. Niekiedy zdarza się tak, że 448 bajtów w ramce to nic innego, jak bity rozszerzenia. Transmitując przez sieć Gigabit Ethernet dużo bardzo krótkich pakietów, nie zauważymy nawet tego, że mamy do czynienia z łączem pracującym dziesięć razy szybciej niż Fast Ethernet. Powód - duża część łącza jest zajmowana przez bity rozszerzenia.
Standard 1000BASE-T pozwala stosować okablowanie kategorii 5, spełniające wymogi specyfikacji ANSI/TIA/EIA-568A (1995) oraz nowsze kable kategorii 5e. Sieci 1000BASE-T używają wszystkich czterech par skrętki kategorii 5. Szybkość 1000 Mb/s jest uzyskiwana przez równoległe wysyłanie i odbieranie strumieni danych 250 Mb/s przez każdą z czterech par skrętki (4 x 250 Mb/s = 1 Gb/s). Dla porównania - sieci 100BASE-TX używają dwóch par: jedna transmituje dane, a druga odbiera. Sieci Fast Ethernet z okablowaniem miedzianym (100BASE-TX) osiągają szybkość 100 Mb/s, wysyłając zakodowane znaki z szybkością 125 megabodów. Szybkość taka jest niezbędna, ponieważ schemat kodowania stosowany w sieciach 100BASE-TX (kodowanie 4B/5B) angażuje prawie 25 procent przepustowości na znaki kontrolne, a różnica między szybkościami 100 Mb/s i 125 megabodów to właśnie 25 procent. Chociaż sieci 1000BASE-T używają innego schematu kodowania (pięciopoziomowe kodowanie PAM5), są zgodne w warstwie fizycznej z sieciami 100BASE-FX.