Rozwiązania 40 GbE

Rozwiązania 40 GbE wykorzystują przeważnie cztery tory o prędkości 10 Gb/s, pracujące z wykorzystaniem układów SerDes (serializer/deserializer). W celu uzyskania prędkości 100 Gb/s możliwa jest realizacja przez połączenia 10 torów o prędkości 10 Gb/s lub 4 torów o prędkości 25 Gb/s. Układy SerDes są przystosowane do wsparcia prędkości 1 Gb/s, 10 Gb/s, 25 Gb/s. Istnieje także propozycja utworzenia toru o prędkości 50 Gb/s Ethernet poprzez wykorzystanie połączenia dwóch torów o prędkości 25 Gb/s.

Technologia 40 GbE jest aktualnie bardzo szeroko implementowana. Można jednak spotkać się z bardzo dużym rozproszeniem rozwiązań, szczególnie w przypadku okablowania. Standard IEEE 802.3ba pozwala na transmisję zarówno kablami miedzianymi, jak i światłowodowymi. Porty 10GSFP+Cu pozwala na transmisję z prędkością 40Gb/s poprzez pasywną infrastrukturę miedzianą. Standard IEEE 802.3ae pozwala na pracę z portami 10GBASE-SR, wykorzystując kable MPO z 12 włóknami światłowodowymi wielomodowymi OM3/OM4 na odległość do 100m. Transmisja poprzez pasywny kabel miedziany jest możliwa na odległość 7m z wykorzystaniem modułów 40GBASE-CR4. Transmisja przy wykorzystaniu modułu 40GBASE-SR4 z kablem MPO światłowodowym wielomodowym zawierającym 12 włókien możliwa jest na odległość 100m (włókna OM3) oraz 150m (włókna OM4). W przypadku połączeń długodystansowych wykorzystywane są moduły 40GBASE-LR4. Okablowanie w tym przypadku jest realizowane przez dupleksowe włókna jednomodowe. W 2015 roku powinien pojawić się standard IEEE 802.3bq (40GBASE-T) pozwalający na transmisję na odległość 30m kablem miedzianym kategorii 8.1/8.2. Również w 2015 roku na rynku powinny pokazać się moduły 40GBASE-ER4 realizujące standard IEEE 802.3bm, umożliwiające transmisję poprzez światłowód jednomodowy na odległość 40km.

W transmisji 40 GbE w światłowodach wielomodowych dane są wysyłane wieloma laserami transmitującymi na długości fali 850nm przez wiele równoległych włókien. Kable MPO oddzielają tory nadawania i odbioru na poziomie włókien światłowodowych zintegrowanych w kablu. W przypadku transmisji 40GbE wykorzystywana jest długość fali 1310nm CWDM dla technologii 40GBASE-LR4 oraz 40GBASE-ER4. W tym rozwiązaniu technika WDM pozwala na transmisję czterech strumieni transmisji poprzez jedno włókno światłowodu. Prędkość 40 Gb/s bez wykorzystania technologii WDM można uzyskać z wykorzystaniem jednego włókna na nadawanie i jednego na odbiór (dupleks) na długości fali 1550nm w technologii 40GBASE-FR.

Rozwiązania 100 GbE

Podobnie do technologii 40GbE zróżnicowaa jest budowa modułów realizujących rozwiązania 100 GbE. Spotkamy się tu z modułami CXP/CFP (10 torów o prędkości 10 Gb/s), QSFP (4 tory o prędkości 25 Gb/s) oraz CFP2/CFP4 (4 tory o prędkości 25 Gb/s). Moduły CXP stworzone zostały do zapewnienia komunikacji poprzez światłowód wielomodowy na krótkie dystanse. Wykorzystywana technologia to 100GBASE-SR10, która wprowadza 12 dwukierunkowych kanałów transmisji poprzez 24 włóknowy kabel. Technologia 100 GbE wykorzystuje 10 z 12 kanałów. Moduły CFP (10x10 MSA, IEEE Ethernet) stworzone zostały do zapewnienia prędkości 100 Gb/s na długich i krótkich dystansach, wykorzystując światłowód dupleksowy SMF oraz komponenty WDM z włóknami jednomodowymi.

Pierwsza generacja to moduły w postaci CFP, CXP, CFP2, natomiast druga generacja to moduły QSFP28 oraz CFP4. Dodatkowo w przypadku połączeń 100 GbE warto wspomnieć o modułach CFP4/QSFP28 wykorzystywanych dla technologii 100G PSM4 MSA, CFP2/CFP4/QSFP28 dla technologii CWDM4 MSA, QSFP28 dla 100G CLR4 Alliance oraz OpenOptics MSA.

Istnieją opcje transmisji przez kable miedziane. Moduł 100GBASE-CR4 (IEEE 802.3bj) umożliwia transmisję na odległość 5m przez kabel miedziany, 100GBASE-CR10 (IEEE 802.3ba) transmisję na odległość 7m przez kabel miedziany, 100GBASE-SR4 (IEEE 802.3bm) oraz 100GBASE-SR10 (IEEE 802.3ba) do 150m przez światłowód wielomodowy OM3/OM4. Długodystansowe połączenia do 10 km realizowane są przez światłowody jendomodowe i technologie 10x10 oraz 100GBASE-LR4 (802.3ba). Najdłuższe odległości do 40km przez światłowód jednomodowy pozwalają osiągać moduły 100GBASE-ER4 (IEEE 802.3ba).

Dane w technologii 100 GbE są przesyłane światłowodem wielomodowym z wykorzystaniem wielu równoległych włókien na długości fali 850nm. W przypadku 100 GbE transmitowanych przez światłowody jednomodowe, wykorzystywana jest długość fali 1550nm DWDM dla standardu 10x10 MSA oraz 1310 nm CWDM dla standardów IEEE. Pierwsza generacja 100 GbE w zakresie elektrycznej wykorzystuje CAUI z 10 torami 10 Gb/s (CAUI-10). W zakresie sygnalizacji optycznej w zależności od standardu: 100GBASE-SR10 (10 równoległych torów 10 Gb/s), 10x10 MSA (10 torów 10 GB/s WDM), 100GBASE-LR i 100GBASE-ER4 (4 tory 25 Gb/s WDM).

Rozwiązania 2.5/5G i 25/50G

Nowością są technologie 2,5 GbE (2x1.25) oraz 5 GbE (4x1.25) rozwijane przez MGBASE-T Alliance. Zaletą tych rozwiązana jest możliwość wykorzystania w takich połączeniach okablowania UTP kategorii 5e/6. Ten sam typ kabla może wykorzystywać 10GBASE-T, ale na bardzo ograniczonych dystansach. Dodatkowo trwają prace nad technologiami 25 GbE (1x25Gb/s) oraz 50 GbE (2x25Gb/s) z wykorzystaniem jednego lub dwóch torów, realizowane przez 25 Gigabit Ethernet Consortium. Pojedynczy tor 25 Gb/s jest przydatniejszy niż architektura 40 GbE w postaci połączonych 4 torów 10 Gb/s. Z kolei grupa IEEE 802.3 25 Gb/s Ethernet Study Group rozwija technologię 25 Gb/s z wykorzystaniem jednego toru, realizowaną przez 3m/5m kable miedziane oraz światłowody wielomodowe do 100m.