10 Gigabit Ethernet

10 Gigabit Ethernet (10GE, 10GbE lub 10 GigE) jest technologią wykorzystywaną w sieciach komputerowych określającą różne standardy transmisji ramek Ethernetowych z prędkością 10 gigabitów na sekundę (10 Gb/s). Po raz pierwszy został zdefiniowany w 2002 przez IEEE jako norma 802.3ae. W przeciwieństwie do poprzednich standardów Ethernet, 10 Gigabit Ethernet obsługuje połączenia wyłącznie w trybie pełnego dupleksu. Następstwem tego jest brak wsparcia dla protokołu CSMA/CD oraz brak możliwości stosowania koncentratorów sieciowych^[1].

Podobnie jak poprzednie standardy Ethernet, 10GbE do transmisji danych wykorzystuje okablowanie światłowodowe oraz miedziane.

Standardy

Od czasu opracowania pierwszego standardu technologii 10GbE grupa IEEE opublikowała szereg kolejnych norm obsługujących 10 Gigabit Ethernet^[1].

Standard	Rok opracowania	Opis
802.3ae	2002	Wykorzystanie światłowodu do transmisji dla sieci LAN (10GBASE-SR, 10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 10GBASE-LX4) oraz sieci WAN (10GBASE-SW, 10GBASE-LW, 10GBASE-EW)
802.3ak	2004	Kabel miedziany typu "twinaxial" jako medium transmisyjne (10GBASE-CX4)
802.3-2005	2005	Rewizja standardów bazowych zawierających normy 802.3ae, 802.3ak oraz erratę
802.3an	2006	Do transmisji używana jest miedziana skrętka czteroparowa (10GBASE-T)
802.3aq	2006	Transmisja z podwyższoną korekcją sygnału przez światłowód wielomodowy (10GBASE-LRM)
802.3ap	2007	Backplane Ethernet, 10 GbE na obwodach drukowanych (10GBASE-KR oraz 10GBASE-KX4)
802.3-2008	2008	Rewizja standardów bazowych obejmująca nowelizację norm 802.3an/ap/aq/as, erratę oraz przeniesienie specyfikacji agregacji łączy do standardu 802.1AX
802.3av	2009	10GBASE-PR 10 Gbit/s Ethernet PHY dla EPON
802.3-2015	2015	Ostatnia wersja standardu bazowego

Optyczne media transmisyjne

Łącza wykorzystujące światłowody do transmisji w standardzie 10GbE pracują z prędkością 10,3125 GBd (wyłączając łącza asymetryczne).

10GBASE-SR

10GBASE-SR (Short Range) wykorzystuje światłowód wielomodowy w którym źródłem światła jest laser o długości fali 850 nm^[1]. W zależności od rodzaju włókna maksymalna długość światłowodu wynosi od 26 do 400 metrów^[2]^[3].

10GBASE-LR

10GBASE-LR (Long Reach) do przesyłania danych wykorzystuje światłowód jednomodowy oraz używa lasera o długości fali 1310 nm^[1]. Maksymalna długość światłowodu to 10 km^[4].

10GBASE-ER

10GBASE-ER (Extended Reach) jako medium transmisyjne wykorzystuje światłowód jednomodowy ze światłem o długości fali 1550 nm^[1]. Maksymalna długość światłowodu według specyfikacji to 30 km, ale istnieje możliwość wydłużenia do 40 km przy zastosowaniu łączy inżynierskich^[5].

10GBASE-LX4

10GBASE-LX4 wykorzystuje do transmisji światłowody jednomodowe oraz wielomodowe przy zastosowaniu światła o długości fali 1310 nm. Dla światłowodów jednomodowych maksymalna długość łącza to 10 km, a dla wielomodowych 300 m^[4].

10GBASE-LRM

10GBASE-LRM (Long Reach Multimode) do transmisji wykorzystuje światłowód wielomodowy wraz ze światłem o długości fali 1310 nm^[1]. Specyfikacja jako maksymalną długość światłowodu przewiduje 220 m dla wszystkich typów włókien^[6].

10GBASE-PR

10GBASE-PR (10Gbit Ethernet PON lub 10G-EPON) do transmisji wykorzystuje światłowód jednomodowy. Długość fali światła wynosi 1577 nm dla danych pobieranych oraz 1270 nm dla danych wysyłanych, maksymalna długość łącza to 20 km. 10GBASE-PR obsługuje również łącza asymetryczne w których prędkość wysyłania wynosi 1 Gb/s (1,25 GBd) od klienta^[1]. 10G-EPON to następca standardu 1G-EPON. Powstał przy udziale firm telekomunikacyjnych z całego świata, jego celem jest standaryzacja dostępu do usług multimedialnych przy zachowaniu niskich kosztów utrzymania infrastruktury^[7].

10GBASE-ZR

10GBASE-ZR do przesyłania danych wykorzystuje światłowód jednomodowy ze światłem o długości fali 1550nm, maksymalna długość światłowodu to 80 km. Nie jest to standard uznany przez IEEE, ale jest wykorzystywany przez kilku producentów sprzętu sieciowego^[8].

Dwukierunkowe pasmo

Wielu producentów wprowadziło własne standardy prędkości 10GbE wykorzystując dwukierunkowe pasmo, w którym wysyłanie i odbieranie danych odbywa się przez jedno włókno światłowodowe. Rozwiązanie to opiera się na wykorzystaniu różnych długości fal światła do pobierania oraz wysyłania danych^[9].

Miedziane media transmisyjne

10 GbE może być stosowany z użyciem skrętki czteroparowej, obwodów drukowanych (backplane) oraz kabli typu "twinaxial".

10GBASE-CX4

10GBASE-CX4 to pierwszy standard 10 GbE wykorzystujący miedź do transmisji, obecnie prawie niespotykany. Maksymalna długość łącza to 15m przy użyciu kabla typu "twinaxial"^[1].

10GBASE-KX4, 10GBASE-KR

10GBASE-KX4 oraz 10GBASE-KR to standardy wykorzystujące obwody drukowane do transmisji (wraz z innymi standardami Ethernet na obwodach drukowanych znane pod nazwą Backplane Ethernet). Maksymalna długość ścieżki na której mogą być przesyłane dane to 1 m^[1]. Standardy wykorzystywane są głównie w serwerach kasetowych oraz w modularnych przełącznikach i routerach.

10GBASE-T

10GBASE-T to standard wykorzystujący popularne skrętki czteroparowe. Maksymalna długość łącza to:

100 m przy zastosowaniu kabla kategorii 6A lub wyższej oraz kategorii 6 ekranowanego,
55 m dla kabla kategorii 6 nieekranowanego (UTP)^[1].

10GBASE-T został użyty jako baza do nowszego, ale wolniejszego standardu 802.3bz oferującego połączenia z szybkością 2,5 Gb/s (2.5GBASE-T) oraz 5 Gb/s (5GBASE-T). Standard w zależności od indywidualnych przypadków konfiguracji infrastruktury sieciowej przewiduje następujące możliwości:

prędkość 2,5 Gb/s, długość łącza do 100 m przy kablach kategorii 5e,
prędkość 5 Gb/s, długość łącza do 100 m przy kablach kategorii 6 oraz 5e (tylko w wybranych przypadkach)^[10].

Zobacz też

Przypisy

↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j IEEE 802.3 standard. [dostęp 2017-01-17]. [zarchiwizowane z tego adresu (2017-09-08)].
↑ 10 Gigabit Ethernet on FDDI.
↑ Defining 10GBASE-S over OM4 media.
↑ ^a ^b Overview of 10G Ethernet Family.
↑ 10-Gigabit Ethernet 10GBASE Optical Interface Specifications. [dostęp 2017-01-17]. [zarchiwizowane z tego adresu (2017-09-13)].
↑ 10GBASE-LRM Interoperability & Technical Feasibility Report.
↑ 10Gbps PHY for EPON - Call for Interest.
↑ Cisco 10GbE optics and 10GBase-ZR.
↑ Cisco 10GBASE SFP Modules.
↑ Next Generation Enterprise Access BASE-T PHY Objectives.

[ethernet_ieee-1] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j IEEE 802.3 standard. [dostęp 2017-01-17]. [zarchiwizowane z tego adresu (2017-09-08)].

[2] 10 Gigabit Ethernet on FDDI.

[3] Defining 10GBASE-S over OM4 media.

[10gbe_family-4] Overview of 10G Ethernet Family.

[10g_juniper-5] 10-Gigabit Ethernet 10GBASE Optical Interface Specifications. [dostęp 2017-01-17]. [zarchiwizowane z tego adresu (2017-09-13)].

[6] 10GBASE-LRM Interoperability & Technical Feasibility Report.

[7] 10Gbps PHY for EPON - Call for Interest.

[8] Cisco 10GbE optics and 10GBase-ZR.

[9] Cisco 10GBASE SFP Modules.

[10] Next Generation Enterprise Access BASE-T PHY Objectives.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]