1G i 10G Ethernet warstwa fizyczna Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 1
Rozwój technologii sieciowych a systemy okablowania Technologie kablowania lokalnych sieci komputerowych ulegają ewolucji w tempie szybszym niż dość stabilne telekomunikacyjne systemy okablowania Standardy kablowania sieci (TIA/EIA-568, ISO/IEC 11801) lokalnych zmierzają do zagwarantowania dłuższego czasu użytkowania systemów kablowych (ponad 10 lat) Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 2
Technologie sieciowe rozwijają się z prędkością światła Standard 1 Gigabit Ethernetu został ratyfikowany w 1998 roku, po pracach trwających 2,5 roku. Grupa tworząca 10 G Ethernet (802.3ae Task Force) została sformowana w marcu 2000, standard został ratyfikowany w czerwcu 2002. Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 3
Ograniczenia 1G i 10G Ethernetu w stosunku do TIA/EIA-568 Twórcy nowych standardów dostosowują strukturę sieci do istniejących standardów okablowania. Celem jest budowa sieci plug-and-play Czasem mogą wystąpić rozbieżności: Stosowanie laserów 850 nm dla światłowodów wielomodowych w 1000BASE-SX wymaga ograniczenia zasięgu (220 zamiast 300 m). Zastosowanie lasera 1300 nm w sicieci 1000BASE-LX wymaga zastosowania patchcordów stabilitujących (mode conditioning patch cord) Wniosek: sieci 1G i 10G Ethernet (i inne zaawansowanie rozwiązania sieciowe) nie będą sieciami plug-and-play dla okablowania TIA-568. Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 4
Porównanie wymagań TIA-568 i 802.3z TIA-568-A Fiber Cabling Distances Optical Fiber Interbuilding Intrabuilding TSB-72 TSB-72 62.5/125 µm 2000 m maximum 500 m maximum 300 m maximum Single mode 3000 m maximum 3000 m maximum Gigabit Ethernet Gigabit Ethernet Distances Wavelength (nm) Fiber Type Modal BW (MHz*km) Minimum Range (m) 1000BASE-SX 850 62.5/125 µm 160 2-220 1000BASE-LX 1300 62.5/125 µm 500 2-550 Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 5
Adaptacja istniejących elementów dla sieci 1G Ethernet Specyfikacja światłowodu TIA 62.5/125 została zaadaptowana z FDDI, który dla sieci szkieletowej gwarantował zasięg 2000 m. Pasmo światłowodu TIA 62.5/125 określa się dla oświetlenia nadmiarowego (OFL) za pomodą diody LED o o o W trakcie prac nad 1 Gigabit Ethernetem okazało sie, że pasmo łącza otrzymane przy oświetlaniu laserem LD może być mniejsze od pasma otrzymanego przy oświetlaniu diodą LED. Ze względu na ograniczenia szybkości modulacji LED, Gigabit Ethernet wykorzystuje LD jako źródła światła. Granicznym przypadkiem zastosowania diody LED jest sieć ATM 622 Mb/s Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 6
Porównanie oświetlania LD i LED Wąska wiązka lasera jest silniej zaburzana przez niedoskonałości profilu światłowodu MM niż wiązka LED W standardzie 1000BASE- LX (1300nm) stosuje się mode conditioning patch cords aby ominąć najbardziej zdefektowany centralny obszar światłowodu. From: 10 Gigabit Ethernet Cabling Considerations Christopher T. Di Minico, Cable Design Technologies (CDT) Corporation, Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 7
Wprowadzanie nowych światłowodów do standardu TIA 568-A zakładał stosowanie światłowodu 62.5/125 Pojawienie sie 1G Ethernetu i zwiększone zapotrzebowanie na pasmo sprawiły, że do 568-B wprowadzono światłowód 50/125 Prace nad 10G Ethernetem sprawiły, że pojawił się dodatek do standardu (Addendum) opisujący łącze 10G, 300m, LD 850nm na światłowodzie 50/125 Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 8
Specyfikacja światłowodów wg ANSI/TIA/EIA-568-B.3 Optical fiber cable type Wavelength (nm) Maximum attenuation (db/km) 50/125 µm 850 3.5 500 Min. information transmission Capacity (Mhz*km) 1300 1.5 500 62.5/125 µm 850 3.5 160 1300 1.5 500 Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 9
Pomiary światłowodów wielomodowych Pomiary światłowodów wielomodowych dają różne wyniki w zależności od źródła światła i sposobu oświetlania światłowodu. Standardowe metody pomiaru (TIA 568A i 568B.3) nie wystarczają do pomiaru linii światłowodowych dla sieci 1G i 10G. Trwają prace nad opracowaniem odpowiednich metod pomiarowych. Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 10
10G Ethernet specyfikacje warstwy fizycznej 10G Ethernet posiada dwie specyfikacje warstwy fizycznej WAN PHY i LAN PHY LAN PHY ogólnodostępna sieć światłowodowa; kompatybilna ze wcześniejszymi wersjami standardu WAN PHY sieć kompatybilna z OC-192c/SDH VC-4-64c Podstawowa różnica: sieć LAN PHY jest siecią asynchroniczną, WYN PHY jest siecią synchroniczną (jak SDH). Typ okablowania i zasięgi dla obu typów sieci są takie same. Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 11
10G Ethernet PMD (Physical Medium Dependent) sublayer specs. Przewiduje się stosowanie światłowodów jedno i wielomodowych Planowana jest transmisja szeregowa (serial) i wielokanałowa (WDM) Kodowanie danych LAN PHY 64B/66B, WAN PHY - 64B/66B kapsułkowane w module transportowym OC- 192c/SDH VC-4-64c. Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 12
Serial PMD Istnieją następujące wersje: 10GBASE-SR/SW, 10BBASE-LR/LW 10GBASE-ER/EW Oznaczenia: S, L, E długość fali (short, long, extra-long) R LAN PHY, W WAN PHY Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 13
Serial PMD - 10GBASE-SR/SW (S = Short wavelength Serial Laser), an 850 nm VCSEL transceiver, using two multimode fibers. Fiber Type Modal Bandwidth @850 nm (minimum OFL) (MHz*km) 62.5/125 µm MMF 160 2-28 62.5/125 µm MMF 200 2-35 Minimum Range (m) 50/125 µm MMF 400 2-69 50/125 µm MMF 500 2-86 50/125 µm MMF 2000* 2-3001 10 µm SMF n/a not supported Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 14
Serial PMD - 10GBASE-LR/LW - (L= Long Wavelength Serial Laser), a 1310nm wavelength serial transceiver, using two single mode fibers Fiber Type Nominal wavelength (nm) Minimum Range (m) 10 µm SMF 1310 2 10,000 Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 15
Serial PMD - 10GBASE-ER/EW (E = Extra Long Wavelength Serial Laser), a 1550nm wavelength serial transceiver which uses two single mode fibers. Fiber Type Nominal wavelength (nm) Minimum Range (m) 10 µm SMF 1550 2 40,000 Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 16
WDM PMD Oznaczenie: 10GBASE-LX4/LW4 Gdzie: L długość fali (long wavelength) X, W kodowanie (X 8B/10B, W 64B/66B) 4 liczba długości fali systemu WDM Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 17
WDM PMD 10GBASE-LX4/LW4 Zasięg działania Fiber Type 62.5/125 µm MMF 50/125 µm MMF 50/125 µm MMF Modal Bandwidth @1300 nm (minimum OFL) (Mhz*km) Minimum Range (m) 500 2-300 400 2-240 500 2-300 10 µm SMF N/a 2-10,000 Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 18