Ethernet - 35 lat w doskonałej kondycji

Przejście od ethernetowych rozwiązań 10/100 Mb/s do szybkości 1 Gb/s nie oznacza konieczności przechodzenia z okablowania miedzianego na światłowodowe. Podczas gdy Fast Ethernet (100 Mb/s) działa na skrętce miedzianej kategorii 5, to samo okablowanie można użytkować również w sieci gigabitowej. Podstawą uzyskania wyższych przepływności w okablowaniu jest wdrożenie odpowiedniej technologii miedzianych kabli skrętkowych (cztery pary skrętek) bądź zastosowanie nowszych włókien światłowodowych klasy OM (jedno specjalne włókno).

Ethernet - 35 lat w doskonałej kondycji

Gigabitowy Ethernet w miedzi

Już pierwsze firmowe produkty miedzianego okablowania z nieekranowaną skrętką UTP okazały się tańsze od wcześniej używanych kabli współosiowych o podobnych parametrach transmisyjnych i one dzisiaj dominują w sieciach gigabitowych. Ich alternatywę stanowią jedynie instalacje na włóknach światłowodowych, których koszt jest dzisiaj również porównywalny z miedzią. Dla multimedialnych aplikacji pożerających pasmo sposobem na uzyskanie wysokich przepływności w sieciach szkieletowych jest technologia optycznego zwielokrotnienia za pomocą platform DWDM, zezwalających na przesłanie jednym włóknem kilkudziesięciu (jeśli nie kilkuset) niezależnych kanałów, każdy o przepływności 2,5-40 Gb/s.

Zatwierdzona w 1998 r. specyfikacja IEEE 802.3ab (1000Base-T), przeznaczona do uzyskiwania gigabitowej przepływności, definiuje kable kategorii 5 (pasmo nie mniejsze niż 100 MHz) lub kategorii 5e (enhanced) - o większym marginesie bezpieczeństwa transportu informacji (pasmo przenoszenia powyżej 155 MHz, teoretycznie nawet do 350 MHz). W celu przejścia z szybkości 100 Mb/s na 1 Gb/s przede wszystkim trzeba było zmienić system sygnalizacji, który umożliwił jednoczesne wykorzystanie czterech par skrętek, zwykle już zainstalowanych w okablowaniu przedsiębiorstwa. Jest to istotny wyróżnik gigabitowej sieci miedzianej, gdyż kabel kategorii 5 standardowo ma cztery pary skrętek UTP, a w technologii Fast Ethernet (100Base-T) lub Ethernet (10Base-T) używa się jedynie dwóch par skrętek kabla. Gigabitowy Ethernet zawsze wykorzystuje wszystkie cztery pary, a każda z nich działa z użyteczną szybkością 250 Mb/s.

Dla pełnodupleksowych transmisji specyfikacja ta zawiera również automatyczną negocjację charakterystyki łącza - w tym samoczynną korekcję przesłuchów. Mechanizm adaptacyjny podnosi pewność działania połączeń między kartami sieciowymi, hubami i przełącznikami lub innymi urządzeniami pracującymi w standardzie 1000Base-T, które po zainicjowaniu portów mogą działać w trybie półdupleksowym (kierunek naprzemienny). Rozbudowana inteligencja interfejsów 1000Base-T pozwala więc negocjować szybkość kanału - jeśli tylko do takiego interfejsu zostanie włączony port o niższej szybkości maksymalnej (np. 100 Mb/s).

Pora na 10GbE

Ethernet - 35 lat w doskonałej kondycji

Zgodność struktur ethernetowych

Ulepszone kable kategorii 5 oraz 6 (250 MHz) pozwalają na polepszenie jakości gigabitowego sygnału, jednakże przekraczanie granicy 1 Gb/s na takim okablowaniu - choć możliwe - jest ryzykowne, gdyż wiąże się ze spadkiem wskaźnika ACR, mającego decydujący wpływ na jakość sygnału po stronie odbiorczej. Popularność ethernetowych aplikacji wymusiła więc kolejną modernizację miedzianych rozwiązań przez organy normalizacyjne, które zajęły się okablowaniem o wyższej przepływności nominalnej 10 Gb/s (10GbE).

Sieciowe urządzenia komunikacyjne oraz terminale komputerowe od lat mają gigabitowe moce przetwarzania, lecz istotnym ograniczeniem we wdrażaniu szybkich sieci ciągle są systemy transmisji. Postęp w tej dziedzinie, jaki dokonał się w ostatnich latach, zaowocował przyspieszoną standaryzacją struktur o przepływności do 10 Gb/s, które obejmują nie tylko fizyczne medium transmisji (kable), ale także urządzenia współpracujące z nim (routery i przełączniki) wspomagane przez odpowiednie systemy zarządzania.

Przepływność 10 Gb/s w miedzianej infrastrukturze lokalnej sieci ethernetowego okablowania określają standardy, formułowane przez międzynarodowe gremia normalizacyjne. Stanowią one podstawę wdrażania gigabitowego okablowania, korzystając z kabli współosiowych (Twinax) wg standardu IEEE 802.3ak; poprzez nieekranowane kable skrętkowe UTP według IEEE 802.3an bądź za pośrednictwem włókien światłowodowych klasy OM zgodnych ze specyfikacją ITU G.651.

Zatwierdzony w 2002 r. standard okablowania kat. 6 (klasa E) zapewnia swą sprawność do częstotliwości 250 MHz, co zwykle daje przepływność powyżej 1 Gb/s. Nie jest to wystarczająca szybkość dla coraz częściej używanych strumieniowych aplikacji multimedialnych, które potrzebują okablowania kategorii 7 (klasa F) działającego do częstotliwości 600 MHz (standardowo 10 Gb/s lub więcej). Wyższe kategorie okablowania strukturalnego mają udostępniać inne funkcje użytkowe. Gigabitowa infrastruktura oprócz podstawowej funkcji transmisji danych ma zapewnić przekaz również innych sygnałów: telefonicznych, audiowizualnych, telewizyjnych i radiowych - na arbitralnie przyjmowaną odległość 100 m.

W lipcu 2006 r. organ IEEE ostatecznie zatwierdził zmodyfikowaną specyfikację okablowania w rozszerzonej kategorii 6a (zamiast 6e), która daje przepływność 10 Gb/s w węższym pasmie przenoszenia - nieprzekraczającym 500 MHz. Stało się to możliwe w wyniku bardziej efektywnego kodowania sygnałów oraz profilowanej konstrukcji kabli skrętkowych. W praktyce oznacza to, że producenci sprzętu sieciowego mogą już bez obaw (kwestie zgodności) wprowadzać na rynek ethernetowe rozwiązania 10GBase-T na skrętce, korzystając z okablowanie kat. 6a lub kat. 7, a także mogą korzystać ze starszych kabli kat. 6 - dla których łączna długość nie przekracza 55 m (dla okablowania kat. 6a i kat. 7 zasięg wynosi 100 m).


TOP 200