Okablowanie

W każdej próbie wdrożenia nowych interfejsów warstwy sieciowej pierwszoplanową rolę odgrywa zawsze okablowanie. Projektanci sieci będą musieli sprawdzić, czy wykorzystywane okablowanie poradzi sobie z pakietami generowanymi z szybkością 10 Gb/s i czy długości połączeń odpowiadają wymogom nowej specyfikacji.

W sieciach Gigabit Ethernet można stosować kable miedziane (co przewiduje specyfikacja 1000Base-T). W wypadku sieci Ethernet 10 Gb/s na razie skoncentrowano się wyłącznie na światłowodach, chociaż podjęto już prace zmierzające do opracowania specyfikacji pozwalającej na użycie okablowania miedzianego.

W czterech nowych podwarstwach PDM warstwy fizycznej królują światłowody 850 i 1310 nanometrów. Interfejsy oparte na laserach 850 nanometrów obsługiwać będą aplikacje przesyłające pakiety na mniejsze odległości. Posłużą one do przesyłania pakietów między przełącznikami czy superkomputerami. W środowiskach kampusowych znajdą zastosowanie interfejsy oparte na laserach 1310 nanometrów, które będą przesyłać pakiety na odległość nie większą niż 300 metrów.

W wypadku połączeń dłuższych niż 300 metrów trzeba będzie stosować światłowody jednomodowe. I tak interfejsy wyposażone w laser jednomodowy 1310 nanometrów będą obsługiwać połączenia długości 10 kilometrów. Jeśli 10 kilometrów nie wystarczy, do akcji wejdą interfejsy wyposażone w laser 1510 nanometrów, które obsłużą połączenia mające długość od 10 do 40 kilometrów. Właśnie te interfejsy (oparte na światłowodach 1510 nanometrów) spowodują, że Ethernet wkroczy do sieci MAN i WAN.

Podwarstwa MAC

Warstwa ta pracuje w podobny sposób, jak warstwy MAC obsługujące technologie Ethernet 100 Mb/s i 1 Gb/s. Warstwa MAC 10 Gb/s używa takiego samego modelu adresowania kart sieciowych i ramek o identycznym formacie, z jednym wyjątkiem: obsługuje wyłącznie jeden tryb transmisji - pełny dupleks. Sieci Ethernet 10 Gb/s nie będą przesyłać pakietów w trybie półdupleksu.

Stacje podłączone do jednej z poprzednich wersji sieci Ethernet mogły współdzielić nośnik, wykorzystując mechanizm zwany Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect (CSMA/CD; system wielodostępu ze śledzeniem częstotliwości nośnej i wykrywaniem kolizji). Wielu użytkowników sieci komputerowych myśli, że Ethernet i protokół CSMA/CD to nierozłączne elementy. Otóż nie. Ethernet może istnieć bez półdupleksu.

Praca w trybie półdupleksu ma pewną wadę: łącza oparte na tym protokole nie mogą być długie, ponieważ trzeba tu wykrywać kolizje, co przy dłuższych łączach nie jest technicznie możliwe. W wypadku Ethernetu 1 Gb/s (który może pracować w trybie półdupleksu, ponieważ wykorzystuje protokół CSMA/CD) zdecydowano się zastosować technikę rozszerzania nośnej. Ma to miejsce wtedy, gdy dane wstawione do ramki zajmują mniej niż 512 bajtów, a ramka musi mieć taką samą długość, jak ramki 10 i 100 Mb/s, żeby można było wykrywać kolizje. W sieciach 10 Gb/s nie stosuje się wykrywania kolizji ani protokołu CSMA/CD i nie ma takiego problemu. Warstwa MAC nie musi rozszerzać ramek (chodzi o ich wielkość), a łącze może mieć długość nawet kilkudziesięciu kilometrów, jeśli tylko zastosowana technika transmitowania danych pozwala na to. Ramki MAC mogą mieć w wypadku sieci 10 Gb/s długość tylko 64 bajtów i nie trzeba tu już rozszerzać nośnej.

Aplikacje LAN

W sieciach LAN i w sieciach kampusowych technologia 10 Gb/s będzie wykorzystywana do agregowania przepustowości. Tam gdzie Gigabit Ethernet nie wystarcza, z pomocą przyjdzie Ethernet 10 Gb/s. Środowiskiem, w którym będzie można stosować z powodzeniem technologię Ethernet 10 Gb/s, jest sieć szkieletowa wykorzystująca połączenia Gigabit Ethernet. W środowisku takim są stosowane przełączniki klasy "workgroup" (do obsługi grup roboczych), które komunikują się z grupami roboczymi za pomocą wielu interfejsów 100 Mb/s, a z siecią szkieletową wymieniają pakiety przez jedno połączenie Gigabit Ethernet.

Połączenie Gigabit Ethernet stanowi przysłowiowe wąskie gardło. Zagregowana przepustowość wszystkich interfejsów Fast Ethernet (na przykład 48 portów Fast Ethernet) przewyższa znacznie przepustowość jednego łącza Gigabit Ethernet. Można wtedy stosować technologię agregowania łączy, znaną jako grupowanie portów (trunking) lub technologię multipleksowania zwrotnego, ale często metody te nie zdają egzaminu.