http://www.techfest.com/networking/lan/ethernet3.htm Standardy 802.3 - odmiany Standard Standard Data Top- Rate ology Publikacja DIX-1980, 10Base5 802.3-1983 10Mb/s Liniowa Half-Duplex Full-Duplex 10Base2 802.3a-1985 10Mb/s Liniowa kabel koncentryczny RG- 58 50 185 n/a 10Broad36 802.3b-1985 10Mb/s Liniowa kabel konc. (CATV) antenowy 75 1800 n/a FOIRL 802.3d-1987 10Mb/s Gwiazda dwa włókna optyczne 1000 >1000 1Base5 802.3e-1987 1Mb/s Gwiazda dwie pary skrętki CAT.2 250 n/a 10Base-T 802.3i-1990 10Mb/s Gwiazda dwie pary 100 Cat. 3 100 100 10Base-FL 802.3j-1993 10Mb/s Gwiazda dwa włókna optyczne 2000 >2000 10Base-FB 802.3j-1993 10Mb/s Gwiazda dwa włókna optyczne 2000 n/a 10Base-FP 802.3j-1993 10Mb/s Gwiazda dwa włókna optyczne 1000 n/a 100Base-TX 802.3u-1995 100Mb/s Gwiazda dwie pary 100 Cat. 5 100 100 100Base-FX 802.3u-1995 100Mb/s Gwiazda dwa włókna optyczne 412 2000 100Base-T4 802.3u-1995 100Mb/s Gwiazda cztery pary 100 Cat. 3 100 n/a 100Base-T2 802.3y-1997 100Mb/s Gwiazda dwie pary 100 Cat.3 100 100 laser (1300nm) po: 1000Base-LX 802.3z-1998 1Gb/s Gwiazda. 62.5um MMF 316 550. 50um MMF 316 550. 10um SMF 316 5000 1000Base-SX 802.3z-1998 1Gb/s Gwiazda laser (850nm) po:. 62.5um MMF 275 275. 50um MMF 316 550 1000Base-CX 802.3z-1998 1Gb/s Gwiazda specialnie ekranowany kabel ("twinax") 25 25 1000Base-T 802.3ab-1999 1Gb/s Gwiazda cztery pary 100 Cat. 5 100 100 1000Base-ZX 2001(2007) 802.3ap 1000BaseBX 802.3af-2004 10D / 10U 1Gb/s Gwiazda Laser (10 um SMF) n/a 70(100) km 100 Mb/s 1GB/s Gwiazda Medium kabel koncentryczny 50 (gruby) Laser (10 um SMF) WDM (1300/1500 nm) Maximum Cable Length in Meters n/a 500 n/a 10 km 100 MB/s w porównaniu do 1GB/s MII/GMII Gigabyte Media Independent Interface PCS Physical Coding System PMA Physical Media Attachment PMD Physical Media Dependent 1
Odmiany 1GB Dwa różne rozwiązania 802.3 z ( z użyciem medium transmisji wysokiej jakości) i bez zmiany ramki 802.3ab z użyciem typowej skrętki kategorii 5 i modyfikacją ramki Nowe ramki 1GB 802.3ab Krótkie ramki są uzupełniane przez specjalną sekwencję nadawania podobną do preambuły Możliwe jest wysyłanie seryjne burst mode w czasie należnym maksymalnej ramce 2
Media transmisji w 1GB 1000 Base X światłowód 1000Base-SX Facts 1000 Mb/s (2000 Mb/s in optional full-duplex Transmission Rate mode) two 62.5/125 or 50/125 multi-mode optical fibers (MMF), Cable Types 770 to 860 nanometer light wavelength Half-Duplex 62.5/125: 275 meters (902 ft) Half-Duplex 50/125: 316 meters (1036 ft) Full-Duplex 62.5/125: 275 meters (902 ft) Maximum Segment Length Full-Duplex 50/125: 550 meters (1804 ft) Maximum Number of Transceivers per Segment 2 Connecter Technology duplex SC connector Signal Encoding 8B/10B 1000Base-LX Facts 1000 Mb/s (2000 Mb/s in optional full-duplex Transmission Rate mode) two 62.5/125 or 50/125 multi-mode optical fibers (MMF), or two 10 micron single mode optical fibers (SMF), Cable Types 1270 to 1355 nanometer light wavelength Half-Duplex MMF & SMF: 316 meters (1036 ft) Full-Duplex MMF: 550 meters (1804 ft) Maximum Segment Length Full-Duplex SMF: 5000 meters (16,404 ft) Maximum Number of Transceivers per Segment 2 Connecter Technology duplex SC connector Signal Encoding 8B/10B 3
Maksymalne zasięgi Maksymalne zasięgi dla typowych światłowodów średnica rdzeni(/pasmo modalne/materiałowe) 1000Base-SX (850 nm) 1000Base-LX (1300 nm) 62.5 µm multimode fiber (200/500) MHz.km 275 metrów 550 metrów 50 µm multimode fiber (400/400) MHz.km 500 metrów 550 metrów 50 µm multimode fiber (500/500) MHz.km 550 metrów 550 metrów 10 µm single-mode fiber ------------------ 5000 metrów Powyższa tabela jest zaczerpnięta ze standardu 802.3 W praktyce daje się uzyskać: dla LX i MM 62.5 około 700 metów, dla wybranych urządzeń LX około 10 km przy SM. 1000 Base CX przewody miedziane 1000Base-CX Facts 1000 Mb/s (2000 Mb/s in optional full-duplex Transmission Rate mode) specialty shielded balanced copper jumper cable assemblies Cable Types ("twinax" or "short haul copper") Half-Duplex 25 meters (82 ft) Maximum Segment Length Full-Duplex 25 meters (82 ft) Maximum Number of Transceivers per Segment 2 9-Pin shielded D-subminiature connector, or 8-Pin ANSI Fibre Channel Type 2 (HSSC) Connecter Technology connector Signal Encoding 8B/10B 8 stykowe złącze HSSDC High Speed Serial Data Connector 9 stykowe złącze DSUB 4
1000 Base T przewody miedziane skrętka 1000Base-T Facts 1000 Mb/s (2000 Mb/s in optional full-duplex Transmission Rate mode) 4-pairs of Category 5 or better cabling, Cable Types 100-ohm impedance rating Maximum Segment Length 100 meters (328 ft) Maximum Number of Transceivers per Segment 2 Connecter Technology 8-Pin RJ-45 connector Signal Encoding 4-D PAM5 Standard ten jest wynikiem sukcesu standardów wcześniejszych: 100 Base TX pokazał, że można transmitować 125 MBaudów w parze przewodów 100 Base T4 pokazał jak można transmitować wieloma parami jednocześnie 100 Base T2 pokazał jak transmitować w dwóch kierunkach jednocześnie Możliwe sposoby transmisji przez GMII dopływa strumień danych 1 GB/s postać, 125MBaudów na 8-miu liniach danych Zastosowanie transmisji jak w 100 Base TX z MLT3 na 4 linie da 3 4 = 81 symboli a trzeba 2 8 =256 Ile trzeba poziomów do transmisji 4 4 = 256 (OK. ale bez kodów sterujących) zatem 5 4 = 625 ( podzielone na 2 * 256 dane + 113 ) oznaczone {-2, -1, 0, +1,+2} (2=> 1V, 1=> 0,5V) jeśli nie będą używane symbole {-1,+1} to sygnalizacja analogiczna jak w 100 Base TX 5
Podobny system transmisji jak w 100 Base T2 Podobnie jak w 100 Base T2 lecz transmisja rozdzielona na 4 pary po dwa bity: {7.6}, {5,4}, {3,2},{1,0} taktowanie: system Master/Slave Symbole ulegają zmianom Symbole spośród 5 x 5 x 5 x 5 są nadmiarowe ( tu 5 x 5 ) Szum powoduje efekt podobny do rozmycia Tłumienie zbliża symbole do siebie Pojawią się trudności w identyfikacji 6
Zwiększenie odstępu od szumu które symbole usunąć ( przekrój 5 x 5 ) Podział parzyste / nie parzyste parzyste nie parzyste Transmisja 1000Base T CAT 5 E = TIA/EIA-568-A ANNEX E spełniająca wymóg pomiaru: PS NEXT = PowerSum (P1) = 10*log 10 (10 NEXT(P2)/10 +10 NEXT(P3)/10 +10 NEXT(P4)/10 ) gdzie: Pn numer pary w kablu czteroparowym (n=1,2,3,4) ELFEXT = FEXT nie tłumiony przez długość L kabla return loss = straty odbiciowe delay skew = max. dopuszczalna różnica opóźnień wynosi 45-50 ns.i stabilność 10ns 7
Wykorzystywane pasmo w 1000 Base T 1000 MB/s 4D PAM 5x5 500 M baud / 4 linie 125 M baud / linę Maksymalna częstotliwość podstawowej harmonicznej 62,5 MHz F 0 = 1 / 16*10-9 = 62,5 * 10 6 BI_DA BI_DB BI_DC BI_DD +2 +1-1 8 ns 16 ns -2 16 ns Łączenie sieci 1000 Base Standard definiuje urządzenie pracujące jako repeater do trybu FDX, zwany także buffered distributor lub buffered repeater; (jest to jedyne takie urządzenie określane przez standard, które może łączyć sieci o różnej szybkości a nie jest mostem) 8
Przemysłowe standardy gigabitowe Oprócz zatwierdzonych 1000BaseSX, LX istnieją dobrze udokumentowane lub w trakcie standaryzacji: 1000 Base ZX (70-100 km, do 20-30 km typowo konieczny tłumik) włókno SM na odcinkach ok. 70 km przy bilansie łącza ok. 23 db 802.3ah jedno włókno bi-dir Down/ Up (zatwierdzony w końcu 2005) 1000 Base BX 10D / 10U ( para standardów ) SM do 10 km Urządzenia posiadają porty uniwersalne w postaci: GBIC Gigabit Interface Converter SFP Small Form-factor Pluggable - Gigabit Interface Converter Zagrożenia transmisji: tłumienie i dyspersja 9
Szczegółowe parametry LH to 1550 nm ( brak standardu 802.3 ) Szczegółowe parametry pozwalają dobrze zbilansować łącze 802.3 ah Ethernet in the first mile Subscriber Access Networks P2P point to point P2MP Point to multipoint 10
Zastosowanie GE-PON Czy GBE i XEBE są dla mnie? 11
Nie warto tracić pieniędzy na Gigabit Ethernet NetWorld 10/2006 Nie ma typowych aplikacji biznesowych, które potrzebują Gigabit Ethernetu aż do desktopów. Wyodrębniliśmy pewną grupę aplikacji, w których do zwiększenia produktywności wymagany jest Gigabit Ethernet. To np. przetwarzanie wideo, System Informacji Geograficznej (GIS), badania naukowe, CAD, obrazowanie medyczne (PACS). Tym, co je łączy, jest konieczność przesyłania dużych plików - minimum 100, ale częściej 500 i więcej MB. 90% użytkownikom takie ekstrapasmo zupełnie nie jest potrzebne. W dodatku coraz większa liczba osób pracuje zdalnie - z domu, w trasie, wykorzystując WiFi i generalnie nie są oni nieszczęśliwi z powodu mniejszego pasma. Jeśli możemy pracować z małymi problemami albo w ogóle bez problemów na końcu łącza DSL, to do czego jest nam potrzebne 1000-krotnie szersze pasmo w biurze? W takim razie dlaczego administratorzy sieciowi wyposażają swoje sieci w Gigabit Ethernet, jeśli go nie potrzebują? Firmy podążają ścieżkami wytyczonymi przez procesy projektowe ustalone w przeszłości. Na brzegu sieci ważne były wtedy szybkość i zasoby. Obecnie mamy tego pod dostatkiem i warto zwrócić uwagę na inne obszary inwestowania. Jednak producenci mocno promują Gigabit Ethernet i zbyt wiele organizacji po prostu stosuje się do ich rad. Ceny Gigabit Ethernetu - szczególnie miedzianego - gwałtownie spadły w ciągu ostatnich kilku lat. Czy to nie jest przyczyną, że użytkownicy wydają pieniądze na tę technologię? Mówiąc prościej, jeśli Gigabit Ethernet jest tylko kilka dolarów droższy, dlaczego go nie kupić? Ceny Gigabit Ethernet rzeczywiście spadają. Jednakże różnice cenowe w różnych liniach produktowych są ciągle duże. Badaliśmy różnicę pomiędzy miedzianym 10/100 i miedzianym Gigabit Ethernet dla okresu od 2006 do 2008 r. i owszem, ta różnica maleje, ale wciąż nie jest do pominięcia nawet w 2008 r. Obserwujemy producentów, którzy próbują Gigabit Ethernet uczynić bardziej ekonomicznym. Mam na myśli HP, Foundry czy Nortela - tych producentów, którzy oferują przełączniki 10/100/1000 z PoE (Power over Ethernet) w przybliżeniu za połowę ceny ich odpowiedników z Cisco (i za tą samą lub mniejszą niż produkty Cisco 10/100 PoE). I o ile to dobry ruch (zachęcam do takiego podejścia), nadal rekomendowałbym wybór produktów 10/100 PoE. Warstwy w 10GBE obecnie technologie 10 GBE należą raczej do standardów WAN 12
Stan w 2004 roku Dalsze plany 10GB E Obecnie dostępne okablowanie miedziane nie pozwala na to 13
XGB Base T - Co jest potrzebne??? Zestawienie 802.3 (1) 14
Zestawienie 802.3 (2) Autonegocjacja Autonegocjacja to specyfikacja obejmująca nadawanie, odbiór i rozstrzyganie sposobu transmisji za pomocą impulsów testowych (NLP) 15
sygnalizacja Rozwój autonegocjacji w czasie Pojawiła się po raz pierwszy w 10BaseT W 100Base opcjonalna ( ale w 100 Base T2 obowiązkowa Master Slave) W 1000Base obowiązkowa http://www.ethermanage.com/ethernet/pdf/dell-auto-neg.pdf http://www.scyld.com/nway.html 16
Znaczenie bitów NP ( next page służy rozszerzeniom np.. Master / Slave ) Protokół ( trzy razy słyszałem to samo ) 17
Najlepsza Technologia 18