Ethernet - 35 lat w doskonałej kondycji
- Adam Urbanek,
- 03.03.2008
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).
Gigabitowy Ethernet w miedzi
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
Zgodność struktur ethernetowych
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).