1000 razy szybciej niż 10Base-T

Łącza mające długość 300 m mają być oparte na światłowodzie wielomodowym 1310 nm, z zastosowaniem rozwiązania WWDM (równoległego). Łącza mające długość 10 km mają być oparte na światłowodzie jednomodowym 1310 nm, z tym że będzie można tu stosować rozwiązania zarówno szeregowe, jak i WWDM. No i wreszcie łącza o długości 40 km, które mają być oparte na światłowodzie jednomodowym, z zastosowaniem rozwiązania szeregowego.

Warstwy fizyczne LAN i WAN używają tych samych modułów PMD, dlatego obsługują identyczne odległości. Warstwy te można rozpoznać po tym, że używają innych systemów kodowania, czyli innych podwarstw PCS.

Warstwa fizyczna LAN (LAN PHY) będzie obsługiwać istniejące aplikacje Gigabit Ethernet, oczywiście 10 razy szybciej niż technologia 1 Gb/s. Warstwa WAN PHY będzie w stanie obsługiwać dłuższe połączenia (sieci WAN), przesyłając dane przez infrastrukturę SONET/SDH (synchroniczne sieci transmisyjny oparte na światłowodzie).

Warstwa LAN PHY różni się od warstwy WAN PHY tym, że zawiera tzw. framer, który koduje dane w odpowiedni sposób, tak aby można je przesyłać przez łącza SONET OC-192/SDH STM-64. Framer jest zlokalizowany na pograniczu podwarstw PCS i PMD. Nie będzie to trudne, ponieważ łącze OC-192 transmituje dane z szybkością niewiele mniejszą od 10 Gb/s (dokładnie 9,584640 Gb/s). Ważne jest to, że warstwa WAN PHY zachowuje dalej cechy charakteryzujące technologie 100 Mb/s i 1 Gb/s, czyli nie jest to interfejs synchroniczny (a takim właśnie interfejsem jest SONET), ale jest to asynchroniczny interfejs Ethernet.

Ethernet 10Gb/s i sieci WAN

Warstwa WAN PHY łączy urządzenia, takie jak przełączniki i routery, z siecią SONET/SDH lub z inną siecią optyczną. Dzięki takiemu rozwiązaniu Ethernet 10 Gb/s może przesyłać pakiety na bardzo duże odległości. Dwa routery oddalone od siebie o kilkadziesiąt kilometrów zachowują się wtedy tak, jakby były zainstalowane w tej samej lokalnej sieci LAN. Rysunek 7 pokazuje, w jaki sposób ramki Ethernet są przesyłane przez sieć SONET/SDH. Wyobraźmy sobie sytuację, gdy dwa routery (A i B), wyposażone w interfejs 10 Gb/s z zainstalowaną warstwą fizyczną WAN, wymieniają między sobą pakiety. Pakiet przechodzący przez router A zaczyna swój żywot w warstwie IP, a następnie trafia do warstwy MAC, która buduje ramki Ethernet. Warstwa MAC przekazuje ramkę koderowi 64b/66b. Koder 64b/66b tworzy 66-bitowe słowa, każde zawierające 64 bity danych.

Słowa takie są przekazywane do podwarstwy WIS w postaci odpowiednio uformowanego strumienia bitów. Dane opuszczają podwarstwę WIS jako 16-bitowe słowa i trafiają do transceivera optycznego (czyli do modułu PDM), który kieruje sygnały do światłowodu. Jak już wspomniano wcześniej, istnieje kilka typów modułów PDM, które mogą obsługiwać różne światłowody i długości.

Po drugiej stronie sieci SONET znajduje się router B, a zainstalowany w nim moduł PMD odbiera sygnały przesłane przez światłowody i zamienia je na impulsy elektryczne, czyli na strumień bitów (a konkretnie 16-bitowych słów). Następnie kolejne podwarstwy warstwy WAN PHY przekształcają słowa, dostarczając dane do warstwy MAC. Warstwa MAC identyfikuje kolejne ramki Ethernet, sprawdza ich spójność (mechanizm kontroli CRC) i usuwa zbędny już nagłówek.

W kolejnym kroku dane są przekazywane warstwie sieci i do akcji wkracza protokół IP. Należy w tym momencie zwrócić uwagę na fakt, że WAN PHY sieci Ethernet 10 Gb/s pracuje jak typowy asynchroniczny interfejs sieciowy. Każdy stopień systemu transmitowania danych pracuje tu niezależnie (chodzi o taktowanie) od kolejnego stopnia i zarządzającego tym stopniem zegara. Transmisja danych przebiega tu zgodnie z trybem „przechowaj i wyślij”, a więc tak samo jak w przypadku standardowych routerów czy mostów.