Gigabit Ethernet przez miedź

Są już dostępne przełączniki Gigabit Ethernet wyposażone w nowe interfejsy, które obsługują kabel miedziany, a konkretnie najpopularniejszy standard tego typu, czyli nieekranowaną skrętkę kategorii 5.

Administratorzy systemów informatycznych mogą więc obecnie stosować w sieciach gigabitowych nie tylko światłowód, ale także kabel UTP 5 (oczywiście wtedy, gdy łącze nie jest długie), który jest o wiele tańszy.

Komitet normalizacyjny IEEE (grupa robocza Task Force 802.3ab) ratyfikował ostatecznie standard 1000Base-T w czerwcu 1999 i od tego momentu producenci przełączników Gigabit Ethernet zaczęli wprowadzać do nich interfejsy obsługujące kabel miedziany. A jest to bardzo wygodne rozwiązanie, ponieważ wiele systemów sieciowych opiera się na tym rodzaju okablowania (UTP 5).

Istnieje tu jednak kilka pułapek. Po pierwsze, eksploatowane już okablowanie UTP 5 może z powodzeniem przesyłać dane z szybkością 10 lub 100 Mb/s, ale może mieć kłopoty z transportowaniem pakietów generowanych z szybkością 1000 Mb/s. To samo można powiedzieć o osprzęcie używanym w tym środowisku. Musi on spełniać ostre warunki stawiane przez technologię Gigabit Ethernet. W przeciwnym razie można się spodziewać różnych kłopotów.

Proszę też pamiętać, że maksymalna długość segmentu opartego na okablowaniu UTP 5 nie może przekraczać w sieci gigabitowej 100 m. Jeśli połączenie ma ponad 100 m, trzeba już stosować światłowód. Łącza sprzęgające budynki będą więc najczęściej oparte na światłowodzie, podczas gdy połączenia wewnątrz budynku będzie można oprzeć na skrętce nieekranowanej.

Interfejsy Gigabit Ethernet obsługujące kabel miedziany muszą być budowane z zastosowaniem odpowiednich układów scalonych. A podaż tego rodzaju układów była do tej pory niewielka. Dopiero od kilku miesięcy producenci scalaków wprowadzili do swojej oferty odpowiedni asortyment, dzięki czemu projektanci i producenci interfejsów GB-Ethernet/UTP 5 zyskali nowe możliwości. Dlatego wielu producentów przełączników Gigabit Ethernet oferuje dodatkowe karty lub moduły wyposażone w interfejs zdolny obsłużyć kabel miedziany, jak również nowe karty sieciowe.

Przykłady nowych rozwiązań - proszę bardzo. Firma Alteon WebSystems oferuje na przykład uniwersalną kartę sieciową 10/100/1000Base-T, która negocjuje automatycznie maksymalną szybkość transmitowania pakietów i obsługuje technologię Jumbo Frames, co znacznie zwiększa przepustowość łącza. Karta nosi nazwę ACEnic i kosztuje na rynku amerykańskim 500 USD, czyli dwa razy mniej niż karta obsługująca światłowód.

Firma Extreme Networks ma w swojej ofercie przełącznik Summit7i Internet Data Center Switch, wyposażony w 28 portów 1000Base-T. Przełącznik jest tani, ponieważ cena jednego portu nie przekracza w USA 700 USD. Firma Extreme wprowadziła też na rynek 8-portowy moduł 1000Base-T, przeznaczony dla wysokowydajnego przełącznika (sieci szkieletowe) Black Diamond.

Z kolei firma Foundry Networks może się pochwalić modułem 1000Base-T, który można instalować w przełącznikach gigabitowych tego znanego producenta sprzętu sieciowego. Foundry jest też twórcą przełączników FastIron II GC 1000Base-T (obsługa niewielkich grup roboczych; 16 lub 24 porty 1000Base-T) i FastIron II Plus GC (obsługa dużych grup roboczych; do 64 portów 1000Base-T). Jeden port gigabitowy standardu 1000Base-T kosztuje w przełącznikach Foundry ok. 650 USD.

A co z sieciami WAN?

W sieciach WAN odległość między stacją nadającą i stacją odbierającą jest bardzo duża i w środowisku tym (Gigabit Ethernet) prawo bytu mają tylko światłowody. Istnieją dwa podstawowe typy światłowodu: wielomodowy i jednomodowy. Światłowód wielomodowy jest stosowany do transmitowania pakietów na krótsze odległości, a jednomodowy może transmitować pakiety na większe odległości. Standard IEEE 802.3Z Gigabit Ethernet określa, że maksymalna długość światłowodu wielomodowego może wynosić do 550 m, a jednomodowy może mieć długość 5 km.

Jeśli połączenie jest dłuższe niż 5 km, pojedyncze segmenty światłowodu jednomodowego są sprzęgane przez specjalne urządzenie (transceiver), tak iż całe łącze może mieć długość nawet do 100 km.

W sieciach LAN króluje standard GigaBit Interface Converters (GBIC), używany do łączenia portów przełącznika ze światłowodem. GBIC to specyficznego rodzaju konwerter, który zamienia sygnały elektryczne na świetlne (i odwrotnie). Konwerter stanowi integralną część portu 1000Base-X, łącząc go ze światłowodem. Obecnie są dostępne interfejsy GBIC obsługujące sieci 1000Base-SX, LX i LH.

Dzięki standardowi GBIC producenci mogą instalować w przełącznikach różne typy interfejsów w obszarze wszystkich portów. Do tej pory nie było to możliwe - każdemu typowi interfejsu odpowiadał na stałe określony port. Jest to więc bardzo wygodne rozwiązanie, które cechuje duża elastyczność. Jeśli chodzi o ceny, to konwerter GBIC obsługujący port SX kosztuje ok. 400 USD, port LX 1400 USD, a obsługujący port LH dużo więcej, bo ok. 5500 USD.

Jednak ceny ciągle spadają. I tak na samym początku port 1000Base-SX kosztował prawie 3000 USD, a obecnie poniżej 1000 USD (dla portu 1000Base-LX wielkości te wynoszą odpowiednio 5000 USD i 3000 USD).

Coraz większą popularnością cieszy się Gigabit Ethernet na miedź. Łącze może mieć maksymalną długość 100 m, ale port 1000Base-T kosztuje dwa razy mniej niż port światłowodowy.

Ethernet czeka kolejna rewolucja - sieć pracująca z szybkością 10 Gb/s. Można sobie w tym momencie zadać pytanie: czy jest możliwe, aby sieć taka mogła też pracować w oparciu o kabel miedziany. Komitet 802.3ab Task Force musiał się przecież nieźle natrudzić, aby pakiety można było przesyłać przez skrętkę nieekranowaną z szybkością 1 Gb/s. Można sobie tylko wyobrazić, jakie trudności trzeba będzie pokonać opracowując standard 10000Base-T.

Kabel miedziany kategorii 5 chyba tu nie wystarczy i może się okazać, że sieci Ethernet 10 Gb/s będą pracować w oparciu o kable kategorii 6 lub 7. Eksperci sądzą, że można opracować takie rozwiązania, dzięki którym sieć 10 Gb/s (100-metrowa długość segmentu) będzie mogła pracować z kablami kategorii 6. Przy mniejszych długościach wystarczy być może nawet kabel kategorii 5. Są już pewne propozycje zmierzające do tego, aby zastosować tu rozwiązania stosowane w modemach. Chodzi o to, aby negocjować automatycznie szybkość transmitowania pakietów i zmieniać ją dynamicznie (od 1 do 10 GB/s) w zależności od panujących warunków i parametrów połączenia.

Przykładowe rozwiązania Gigabit Ethernet dostępne na polskim rynku

Załóżmy, że chcemy wprowadzić technologię gigabitową do serwera, pozostawiając w stacjach roboczych komunikujących się z serwerem karty 10/100. Można wtedy zainstalować w serwerze kartę Gigabit Ethernet firmy Packet Engines, która będzie się komunikować ze stacjami roboczymi przez przełącznik firmy Ovislink wyposażony w jeden port Gigabit Ethernet i osiem portów 10/100.

Aby wprowadzić technologię Gigabit Ethernet zarówno do serwera, jak i do stacji roboczych, trzeba zastosować przełącznik wyposażony w większą liczbę portów gigabitowych, a karty 1000 Mb/s muszą być oczywiście zainstalowane we wszystkich komputerach. Może to być przełącznik AT-9108SX (Allied Telesyn). Przełącznik jest wyposażony w 8 portów 1000Base-SX i można go nabyć w firmie Intratel Sp. z o.o. (www.intratel.com.pl). Może to też być jeden z przełączników linii FDR produkowanych przez Packet Engines (Alcatel). Przełącznik można kupić w krakowskiej firmie ABA.