Wszędzie Ethernet (cz. 2) - Ethernet 10 Gb/s

Standard Ethernet 10 Gb/s gwarantuje dostęp do wszystkich usług świadczonych przez warstwy 2 do 7, m.in. QoS (jakość usług świadczonych przez łącze), VoIP (przesyłanie danych audio przez sieci IP), buforowanie danych webowych czy DNS (rozwiązywanie nazw hostów). Technologia ta obsługuje też wszystkie standardowe funkcje realizowane w warstwie 2: oparte na standardzie 802.1p (przesyłanie pakietów w trybie multicast, czyli szybkie rozsyłanie jednego pakietu do wielu stacji przeznaczenia), na standardzie 802.1q (przyznawanie różnych priorytetów poszczególnym strumieniom danych, co się przydaje do zarządzania prywatnymi sieciami wirtualnymi), na standardzie 802.3ad (agregowanie łączy), SNMP czy RMON.

IEEE postarał się zintegrować w ramach nowego standardu w maksymalnie przezroczysty sposób dwie technologie: sieci SONET/MAN i sieci WAN. Chociaż standardowe sieci Ethernet MAN cieszą się wciąż dużą popularnością, to firmy telekomunikacyjne wykorzystują głównie technologię synchronicznych sieci optycznych SONET (specyfikacja definiująca parametry światłowodów, ramki, sposób multipleksowania i generowania wiązek światła i hierarchię sygnałów optycznych). Rozwiązanie polegające na przesyłaniu ramek Ethernet przez sieci SONET przyczyni się do tego, że Ethernet wkroczy do środowisk MAN i WAN.

Aby rozwiązać problem wynikający z tego, że interfejsy fizyczne LAN i WAN pracują z różną szybkością, IEEE wbudował w warstwę MAC mechanizm spowalniający, który pozwala obniżyć szybkość pracy interfejsu WAN z 10 do 9,6 Gb/s. Następnie określony element warstwy fizycznej (WIS - WAN Interface Sublayer) przejmuje obsługę ramek SONET, koduje i dekoduje dane oraz zarządza błędami. Podwarstwa WIS nie jest w pełni zgodna z interfejsem SONET, ale pracuje podobnie, dzięki czemu interfejsy fizyczne LAN i WAN są kompatybilne.

Trzy podwarstwy warstwy fizycznej Ethernet 10 Gb/s

PCS (Physical Coding Sublayer) - podwarstwa odpowiadająca za kodowanie i dekodowanie strumieni danych przesyłanych do i odbieranych z warstwy MAC. Właśnie w jej obszarze wykonywane jest odpowiednie kodowanie danych, decydujące o tym, czy mamy do czynienia z warstwą fizyczną LAN czy też z warstwą fizyczną WAN.

PMA (Physical Medium Attachment) - podwarstwa odpowiadająca za odpowiednie formowanie (szeregowanie) poszczególnych grup sygnałów, tak aby przybrały postać strumienia bitów zrozumiałego dla urządzenia warstwy fizycznej obsługującego transmisję szeregową. Zawiera też mechanizm odpowiedzialny za synchronizowanie przysyłanych sygnałów.

PMD (Physical Medium Dependent) - podwarstwa odpowiadająca za transmitowanie sygnałów. Typowa podwarstwa PMD zawiera wzmacniacz, modulator i układ, który kształtuje w odpowiedni sposób sygnały. Różne typy podwarstw PMD obsługują różne media. Można jeszcze wspomnieć o ostatnim stopniu, to jest o MDI (Media Dependent Interface). Pod nazwą tą kryją się konektory przystosowane do obsługiwania różnego rodzaju mediów.

Odległości

Interfejs PHY (warstwa fizyczna) można nazwać interfejsem typu MAN dopiero wtedy, gdy może obsługiwać połączenia o długości większej niż 5 kilometrów (tyle właśnie wynosi maksymalna długość łącza Gigabit Ethernet). Aby sieci Ethernet 10 Gb/s mogły obsługiwać takie długości, organizacja IEEE zdefiniowała cztery typy podwarstwy PMD, usytuowanej na samym dole warstwy fizycznej: trzy typy podwarstw szeregowych PMD (pierwsza wykorzystuje światłowód 850 nm, druga - światłowód 1310 nm i trzecia - światłowód 1550 nm) oraz podwarstwę równoległą PMD, opartą na technologii WWMD (Wide Wavelength Division Multiplexing), wykorzystującą światłowód 1310 nm. Interfejs 1550 nm obsługuje połączenia o długości 40 kilometrów.

Szeregowe interfejsy PMD pracują dokładnie tak, jak się nazywają: wysyłają zawsze sygnały szeregowo, seriami jeden po drugim, w przeciwieństwie do podwarstwy PMD, opartej na architekturze równoległej.

WDM

Wszędzie Ethernet (cz. 2) - Ethernet 10 Gb/s

Wavelength Division Multiplexing

Jest to technika polegająca na łączeniu w ramach jednego światłowodu wielu sygnałów optycznych generowanych przez różne źródła światła (lasery). Każdy laser generuje wiązkę światła o innej długości, a poszczególne moduły warstwy fizycznej kierują takie wiązki do jednego światłowodu. Ważne jest to, że każdy laser może obsługiwać niezależne od siebie sygnały, które na wyjściu światłowodu są rozdzielane i przesyłane dalej. Technologia ta ma dwie odmiany: DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) i WWDM (Wide Wavelength Division Multiplexing). DWDM (multipleksowanie zagęszczone) polega na tym, że poszczególne wiązki światła można umieszczać blisko siebie.

W stosowanych obecnie systemach DWDM odstęp jednej wiązki od drugiej wynosi ok. 100 GHz. Przewiduje się, że w systemach DWDM nowszej generacji można będzie ten odstęp zmniejszyć do 50 lub nawet do 25 GHz i przez jeden kabel światłowodowy przesyłać kilkaset wiązek światła. W systemie WWDM (multipleksowanie zgrubne) liczba wiązek światła przesyłanych przez jeden światłowód jest dużo mniejsza. Interfejs WDM pracuje w taki sposób, że wiele wiązek światła, każda mająca inną długość, jest wysyłanych równolegle, a odbiornik usytuowany po drugiej stronie łącza identyfikuje je i przekazuje dalej.


TOP 200