10 Gigabit Ethernet ( 10GE , 10GbE eller 10 GigE ) er en gruppe af computernetværksteknologier , der tillader Ethernet-pakker at blive transmitteret med en hastighed på 10 gigabit pr. sekund . Først defineret i IEEE 802.3 ae-2002 . I modsætning til tidligere Ethernet-standarder definerer 10 Gigabit-varianter kun punkt-til-punkt fuld-dupleks- links, som typisk er forbundet til netværksswitches . Topologier med delte medier og CSMA/CD- algoritmer understøttes ikke længere, i modsætning til tidligere generationer af Ethernet-standarder [1] implementerer 10GbE ikke halv-dupleks-drift og understøtter ikke repeatere (hubs) [2] .
10 Gigabit Ethernet-standarderne beskriver forskellige implementeringer af fysiske lag (PHY). En netværksenhed, såsom en switch eller netværkscontroller, kan understøtte flere typer fysiske lag ved hjælp af modulære adaptere, såsom SFP+-moduler , eller levere en indlejret implementering af en af de fysiske standarder, såsom 10 Gbit Ethernet over parsnoet ( 10GBase) -T ) [3] . Som med tidligere versioner af Ethernet-standarderne kan 10GbE bruge kobber eller optiske kabler. De maksimale afstande for arbejde med parsnoet kobber er 100 meter, men på grund af de høje krav til kabelparametre kræves et kabel af højere kvalitet (kategori 6a) [4] .
Indførelsen af 10 Gigabit Ethernet LAN'er har været langsommere end med tidligere LAN- standarder , med en million 10GbE-porte sendt i 2007, to millioner i 2009 og over tre millioner porte i 2010 [5] [6] , med estimater i ni millioner porte i 2011 [7] . Fra 2012 er prisen på 10 gigabit-porte flere gange højere end for gigabit Ethernet-netværk, hvilket hindrer en bredere anvendelse, selvom prisen pr. gigabit båndbredde i tilfælde af 10 gigabit allerede er tre gange lavere end for gigabit-netværk [8] [9] .
I årenes løb har IEEE 802.3-arbejdsgruppen udgivet en række standarder relateret til 10GbE.
| Standard | Udgivelsesåret | Beskrivelse |
|---|---|---|
| 802.3ae | 2002 [10] | 10 Gbps Ethernet over fiber til LAN (10GBASE-SR, 10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 10GBASE-LX4) og WAN (10GBASE-SW, 10GBASE-LW, 10GBASE-EW) |
| 802,3ak | 2004 | 10GBASE-CX4 10Gbps Ethernet over twinax -kabel |
| 802.3-2005 | 2005 | Grundlæggende standardrevision inklusive 802.3ae, 802.3ak og rettelser |
| 802.3an | 2006 | 10GBASE-T 10Gbps Ethernet transceiver over parsnoet kobber |
| 802.3ap | 2007 | Backplane-standarder, 1Gbps og 10Gbps Ethernet-signalering over printkort (10GBASE-KR og 10GBASE-KX4 teknologier) |
| 802.3aq | 2006 | 10GBASE-LRM 10Gbps Ethernet transceiver over multimode fiber med forbedret udligning |
| 802.3-2008 | 2008 | Revision af basisstandarder, medtagelse af 802.3an/ap/aq ændringer og rettelser. Link-aggregation er blevet flyttet til 802.1ax-standarden. |
| 802.3av | 2009 | 10GBASE-PR 10Gbps Ethernet PHY transceiver til EPON, også kendt som 10G-EPON |
| 802.3-2015 | 2015 | Seneste version af basisstandarden |
| 802.3bz | 2016 | 2,5 og 5 Gigabit Ethernet over Kategori 5 og Kategori 6 kobber parsnoet ( 2,5 GBASE-T og 5GBASE-T) |
| 802.3-2018 | 2018 | Seneste version af basisstandarden inklusive 802.3bn/bp/bq/br/bs/bw/bu/bv/by/bz/cc/ce |
For at implementere de forskellige fysiske lag af 10GbE-standarderne består mange interfaces af en standard socket, hvori forskellige PHY-moduler kan tilsluttes. Modulernes fysiske formater er ikke specificeret i de officielle IEEE-standarder og er beskrevet af forskellige multilaterale brancheaftaler, hvilket gør det muligt at fremskynde udviklingen af specifikationer. Populære 10GbE-modulformater er XENPAK (og relaterede X2 og XPAK), XFP og SFP+ . Valget af PHY-modulets formfaktor er påvirket af udviklingsomkostninger, modultilgængelighed, medietyper, strømforbrug og modulstørrelse. Moduler med forskellige formfaktorer kan bruges inden for den samme link-punkt-til-punkt-side, så længe de implementerer det samme 10GbE fysiske lag (f.eks. 10GBASE-SR til LAN) og kabeltype (optisk eller kobber).
XENPAK var den første modulformfaktor for 10GE og havde den største størrelse. Senere dukkede X2 og XPAK op, konkurrerende standarder med en mindre modulstørrelse, men de opnåede ikke samme markedssucces som XENPAK. Så kom den endnu mere kompakte XFP.
Et nyere og mere almindeligt modulformat er det forbedrede lille formfaktor transceivermodul kendt som SFP+ . Det blev skabt baseret på Small Form Factor Transceiver Module (SFP) formfaktor med bidrag fra ANSI T11 Fibre Channel -gruppen . Dette format er endnu mere kompakt end XFP og bruger mindre strøm. SFP+-moduler er blevet den mest populære formfaktor for 10GE-transceiversystemer [11] [12] . SFP+-moduler konverterer kun mellem de optiske og elektriske grænseflader, uden urgendannelse eller dataintegritetstjek, hvilket får portcontrolleren til at udføre mere arbejde. SFP+-moduler bevarer den kompakte størrelse af tidligere SFP-moduler og opnår højere porttætheder end med XFP-moduler. De tillader også genbrug af en række etablerede designs, såsom paneldesignet af 24- eller 48-ports switche installeret i et 19-tommers rack .
Optiske moduler er forbundet til controlleren ved hjælp af XAUI , XFI eller SerDes Framer Interface (SFI) elektriske grænseflader. XENPAK-, X2- og XPAK-transceivere bruger XAUI ( XGXS ), en fire - differentiel -parkanal defineret i IEEE 802.3 paragraf 47. XFP-transceivere bruger XFI-grænsefladen, og SFP+-moduler bruger SFI-grænsefladen. I XFI- og SFI-grænseflader transmitteres signalet over et enkelt differentielt par ved hjælp af 64/66-bit-kodningen defineret i IEEE 802.3 paragraf 49.
SFP+-moduler kan opdeles i to typer afhængigt af grænsefladen til controlleren: lineær og begrænsende. Begrænsningsmoduler bruges til kommunikation over lange afstande, for eksempel til 10GBASE-LRM, og i andre tilfælde er lineære moduler mere at foretrække [13] .
| MMF FDDI 62,5/125 µm (1987) |
MMF OM1 62,5/125 µm (1989) |
MMF OM2 50/125 µm (1998) |
MMF OM3 50/125 µm (2003) |
MMF OM4 50/125 µm (2008) |
MMF OM5 50/125 µm (2016) |
SMF OS1 9/125 µm (1998) |
SMF OS2 9/125 µm (2000) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 160 MHz km ved 850 nm |
200 MHz km ved 850 nm |
500 MHz km ved 850 nm |
1500 MHz km ved 850 nm |
3500 MHz km ved 850 nm |
3500 MHz km @850 nm og 1850 MHz km @950 nm |
1 dB/km @1300/ 1550 nm |
0,4 dB/km @1300/ 1550 nm |
| Navn | Standard | Status | Transmissionsmedium | OFC-stik eller RF-stik | Transceiver moduler | Afstande (km) |
Antal fibre | Linjer (⇅) |
Noter |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 Gigabit Ethernet (10 GbE) - (datahastighed: 10 Gbps - linjekodning : 64b/66b × NRZ - linjehastighed: 10,3125 Gbaud - Fuld duplex ) [15] [16] [17] | |||||||||
| 10GBASE -CX4 |
802.3ak-2004 (CL48/54) |
forældet | twinax kabel balancerede linjer |
CX4 (SFF-8470) (IEC 61076-3-113) ( IB ) |
XENPAK[18 ] X2XFP |
0,015 | fire | fire | Til datacentre ; linjekodning: 8b/10b × NRZ linjehastighed: 4x 3,125 Gbaud = 12,5 Gbaud |
| 10GBASE -KX4 |
802.3ap-2007 (CL48/71) |
forældet | kobberledere på brædder | N/A | N/A | 0,001 | fire | fire | printplader ; linjekodning: 8b/10b × NRZ linjehastighed: 4x 3,125 Gbaud = 12,5 Gbaud |
| 10GBASE -LX4 |
802.3ae-2002 (CL48/53) |
forældet | Fiber 1269,0 - 1282,4 nm 1293,5 - 1306,9 nm 1318,0 - 1331,4 nm 1342,5 - 1355,9 nm |
SC | XENPAK X2 |
OM2: 0,3 | en | fire | WDM ; [19] Linjekodning : 8b/10b × NRZ Linjehastighed: 4x 3,125 Gbaud = 12,5 GBaud Tilstandsbredde : 500 MHz km |
| OSx: 10 | |||||||||
| 10GBASE -SW |
802.3ae-2002 (CL50/52) |
aktuelt | fiber 850 nm |
SC LC |
SFP+ XPAK |
OM1: 0,033 | 2 | en | WAN ; WAN-PHY; linjehastighed: 9,5846 Gbaud direkte kortlagt til OC-192/STM-64 SONET/SDH-streams. -ZW: -EW variant med kraftigere optisk system |
| OM2: 0,082 | |||||||||
| OM3: 0,3 | |||||||||
| OM4: 0,4 | |||||||||
| 10GBASE -LW |
802.3ae-2002 (CL50/52) |
aktuelt | fiber 1310 nm |
SC LC |
SFP+ XENPAK XPAK |
OSx: 10 | 2 | en | |
| 10GBASE -EW |
802.3ae-2002 (CL50/52) |
aktuelt | fiber 1550 nm |
SC LC |
SFP+ | OSx: 40 | 2 | en | |
| 10GBASE -ZW |
proprietær (ikke beskrevet af IEEE) |
aktuelt | OSx: 80 | ||||||
| 10GBASE -CR Direct Connect |
SFF-8431 (2006) |
aktuelt | twinaksial afbalanceret |
SFP+ (SFF-8431) |
SFP+ | 0,007 0,015 0,1 |
en | en | Datacenterkabeltype : passiv twinax (op til 7 m), aktiv (op til 15 m), aktiv optisk (AOC): (op til 100 m) |
| 10GBASE -KR |
802.3ap-2007 (CL49/72) |
aktuelt | Kobber på brædder | N/A | N/A | 0,001 | en | en | Til printplader og backplanes |
| 10GBASE -SR |
802.3ae-2002 (CL49/52) |
aktuelt | fiber 850 nm |
SC LC |
SFP+ XENPAK X2 XPAK XFP |
OM1: 0,033 | 2 | en | Tilstandsbredde: 160 MHz km (26 m), 200 MHz km (33 m), 400 MHz km (66 m), 500 MHz km (82 m), 2000 MHz km (300 m), 4700 MHz km (400 m) |
| OM2: 0,082 | |||||||||
| OM3: 0,3 | |||||||||
| OM4: 0,4 | |||||||||
| 10GBASE -SRL |
proprietær (ikke beskrevet af IEEE) |
aktuelt | fiber 850 nm |
SC LC |
SFP+ XENPAK X2 XFP |
OM1: 0,1 | 2 | en | |
| OM2: 0,1 | |||||||||
| OM3: 0,1 | |||||||||
| OM4: 0,1 | |||||||||
| 10GBASE -LR |
802.3ae-2002 (CL49/52) |
aktuelt | fiber 1310 nm |
SC LC |
SFP+ XENPAK X2 XPAK XFP |
OSx: 10 | 2 | en | |
| 10GBASE -LRM |
802.3aq-2006 (CL49/68) |
aktuelt | fiber 1300 nm |
SC LC |
SFP+ XENPAK X2 |
OM2: 0,22 | 2 | en | Mode Bredde: 500 MHz km |
| OM3: 0,22 | |||||||||
| 10GBASE -ER |
802.3ae-2002 (CL49/52) |
aktuelt | fiber 1550 nm |
SC LC |
SFP+ XENPAK X2 XFP |
OSx: 40 | 2 | en | |
| 10GBASE -ZR |
proprietær (ikke beskrevet af IEEE) | aktuelt | OSx: 80 | -ER med mere kraftfuld optik | |||||
| 10GBASE -PR |
802.3av-2009 | aktuelt | fibertransmission : 1270 nm modtagelse: 1577 nm |
SC | SFP+ XFP |
OSx: 20 | en | en | 10G EPON |
| Standard | datoen | Stik [20] | onsdag | kabeltype | Maksimal rækkevidde | Noter |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 10GBASE-T | 2006 | 8P8C | Kobber snoet par 4 par |
Klasse E-kanal, kategori 6-kabel. Klasse Ea-kanal, kategori 6a eller 7-kabel (parsnoet) | 55 m (Klasse E kat. 6) 100 m (Klasse Ea kat. 6a eller 7) |
Evne til at genbruge eksisterende kabelinfrastruktur, høj porttæthed, relativt høj effekt |
Der er to hovedtyper af optisk fiber til brug med 10 Gigabit Ethernet: single mode (SMF) og multimode (MMF) [21] . I enkelttilstand følger lysstrålen en enkelt vej gennem fiberen, mens den i multitilstand følger flere veje, hvilket resulterer i forskellige tilstandsforsinkelser (DMD'er). SMF bruges til kommunikation over lange afstande, og MMF bruges til afstande under 300 meter. SMF bruger en smallere kernefiber (diameter 8,3 µm), som kræver mere præcist forbindelses-, splejsnings- og forbindelsesarbejde. MMF bruger en fiber med bredere kernediameter (50 eller 62,5 µm) og har den fordel at være i stand til at bruge billige vertikale hulrumsoverfladeemitterende lasere (VCSEL'er) over korte afstande. Derudover er multimode stik billigere og nemmere at behandle. Fordelen ved single-mode kabler er deres ydeevne over lange afstande [22] .
802.3-standarden forudsætter brugen af FDDI - kompatible MMF-fibre : de bruger en kernediameter på 62,5 mikron og en minimumsmodal båndbredde på 160 MHz km ved 850 nm. Sådanne fibre er blevet brugt siden begyndelsen af 1990'erne til FDDI- og 100BaseFX- netværk . 802.3-standarderne henviser også til ISO/IEC 11801 , som beskriver multimode fibertyper OM1 , OM2, OM3 og OM4. Type OM1 bruger også en diameter på 62,5 µm, mens de andre bruger 50 µm. For 850 nm lys er den mindste modale båndbredde 200 MHz km for OM1, 500 MHz km for OM2, 2000 MHz km for OM3 og 4700 MHz km for OM4. FDDI-klasse kabler anses for at være forældede, og nye strukturerede kabelsystemer bruger OM3 eller OM4 fibertyper. OM3-typen kan bære 10GbE-signaler op til 300 meter ved hjælp af billige 10GBASE-SR-moduler (OM4-typen kan fungere op til 400 meter) [23] [24] .
Fiberoptiske kabler af forskellige typer er lavet med forskellige farver ydre isolering. Single-mode fiber bruger normalt gul, multi-mode fiber bruger normalt orange (til typerne OM1 og OM2) eller blågrøn (typerne OM3 og OM4). I fiberoptiske systemer er der dog ingen obligatorisk farvekodning afhængigt af hastigheder og teknologier (med undtagelse af den grønne farve på APC-hjørnepolerede konnektorhaler) [25] .
Der anvendes også aktive optiske kabler (AOC), hvor optoelektroniske omformere er direkte forbundet til det optiske kabel, uden brug af servicerede optiske stik. Konverterne tilsluttes direkte til de modulære stik på netværkskort og switching-enheder. Disse kabler er billigere end fuldgyldige modulære optiske løsninger, fordi producenten kan matche de elektroniske og optiske komponenter til den kabellængde og fibertype, der anvendes.
10GBASE-SR ("short range") transceivere bruges med multimode fiber og bruger 850 nm lasere [26] . 64bit/ 66bit Physical Encoding Sublayer (PCS) er defineret i IEEE 802.3 paragraf 49 og den fysiske medium afhængige (PMD) i paragraf 52. Standarden giver serialiseret datatransmission ved 10,3125 Gbaud [27] .
Afstandene afhænger af typen af multimode fiber [23] [28] .
| Fibertype (diameter, µm) |
Afstande (m) |
|---|---|
| FDDI-klasse (62,5) | 25 |
| OM1 (62,5) | 33 |
| OM2 (50) | 82 |
| OM3 (50) |
300 |
| OM4 (50) |
400 |
MMF-infrastruktur er billigere end SMF på grund af billige stik. Prisen på konnektorer er lavere for fibre med en stor kernediameter, da de ikke kræver højpræcisionsfremstilling.
10GBASE-SR-sendere er implementeret med billige lasere af VCSEL -typen med lav effekt . Ved brug af optiske kabler som OM3 og OM4 (de kaldes nogle gange optimeret til lasere) opnås en rækkevidde på op til 300-400 meter. 10GBASE-SR transceivere er de laveste optiske moduler, lav effekt og lille formfaktor.
I 2011 tegnede 10GBASE-SR-moduler sig for omkring en fjerdedel af de samlede afsendte 10GbE-porte. [29]
Der er ikke-standard, billigere muligheder, nogle gange omtalt som 10GBASE-SRL (10GBASE-SR lite). De er gensidigt kompatible med 10GBASE-SR, men fungerer kun over afstande op til 100 meter.
10GBASE-LR (“long reach”) standarden bruges med single-mode fiber og bruger 1310nm lasere. PCS 64bit/66bit er defineret i IEEE 802.3 paragraf 49, og PMD er defineret i paragraf 52. Standarden giver serialiseret datatransmission ved 10,3125 Gbaud.
I 10GBASE-LR teknologi udføres transmissionen af lasere baseret på Fabry-Perot interferometre eller lasere med distribueret feedback (DFB). Sådanne lasere er dyrere end VCSEL'er, men har høj effekt og lang bølgelængde, hvilket tillader effektiv transmission af signaler over tynde single-mode fibre over lange afstande. Typiske afstande for 10GBASE-LR er op til 10 kilometer, selvom dette afhænger af den anvendte fibertype.
10GBASE-LRM ("long reach multi-mode") varianten blev oprindeligt defineret i IEEE 802.3aq for multimode fiber og 1310 nm lasere. Typiske afstande er op til 220 eller 300 meter. Der anvendes 64bit/66bit PCS i IEEE 802.3 klausul 49 og PMD på 68. Standarden giver serialiseret datatransmission ved 10,3125 Gbaud [30] .
10GBASE-LRM transceivere kan bruges i afstande op til 220 meter på FDDI-klasse fiber og op til 220 meter på OM1, OM2, OM3 typer. 10GBASE-LRM når ikke de afstande, som ældre 10GBASE-LX4 teknologier kan opnå. Nogle producenter, såsom Cisco og HP, hævder, at deres optiske moduler kan fungere på afstande op til 300 meter.
Nogle 10GBASE-LRM-transceivere fungerer over afstande op til 300 meter ved hjælp af standard single-mode fiber (SMF, G.652), men denne kombination er ikke en del af IEEE-standarden eller nogen konventioner [31] .
10GBASE-LRM-modtagere bruger en "elektronisk dispersionskompensation" (EDC) type equalizer [32] .
10GBASE-ER (“udvidet rækkevidde”) standarden bruger single-mode fiber og kraftfulde 1550nm lasere. Der anvendes 64bit/66bit PCS i IEEE 802.3 klausul 49 og PMD i klausul 52. Standarden giver serialiseret datatransmission ved 10,3125 Gbaud.
I 10GBASE-ER-teknologi udføres transmissionen af en eksternt moduleret laser (EML) .
10GBASE-ER transceivere tillader transmission af 10 Gigabit Ethernet over afstande op til 30-40 kilometer [33] .
Nogle producenter tilbyder moduler til drift på afstande op til 80 km under navnet 10GBASE-ZR. Sådanne fysiske parametre er ikke standardiseret under IEEE 802.3ae og er almindeligt anvendte specifikationer for 80 km miljø fra OC-192 / STM-64 SDH /SONET standarder. [34]
10GBASE-LX4 er en porttype, der understøtter multimode og singlemode fibre. Der anvendes fire separate lasere, hver med 3,125 Gb/s og grov WDM - kanalmultipleksing: hver laser bruger sin egen bølgelængde i et gennemsigtighedsvindue på 1310 nm. Bruger PCS 8bit/10bit fra IEEE 802.3 klausul 48 og PMD fra klausul 53. [23]
LX4 tillader drift på afstande op til 300 meter ved hjælp af FDDI, OM1, OM2 og OM3 multimode fibre (alle disse typer har en minimum modal båndbredde på 500 MHz × km i 1300 nm regionen).
Desuden kan 10GBASE-LX4 transceivere fungere på afstande op til 10 km på single-mode fibre.
10GBASE-PR (fra "PON") er defineret i IEEE 802.3av som en metode til at overføre 10 Gigabit Ethernet over passive optiske netværk . En 1577 nm laser bruges til transmission mod brugeren og 1270 nm til transmission fra brugeren. PMD er specificeret i paragraf 75. Transmission mod brugere har en serialiseret datahastighed på 10,3125 Gb/s, en en-til-mange-topologi anvendes (trælignende - en switch-port betjener flere brugere forbundet til denne gren af det passive optiske netværk ).
10GBASE-PR transceivere er tilgængelige i et af tre strømbudgetter: PR10, PR20, PR30.
En række leverandører leverer optiske moduler til at bære tovejs 10 Gb/s-signaler over en enkelt single-mode fiber . Tilslutning af disse moduler svarer funktionelt til 10GBASE-LR eller -ER, men bruger en fiber i stedet for to fibre i LR/ER (en til transmission og en til modtagelse). Dette opnås på samme måde som 1000Base-BX10 gigabit-standarder ved at bruge et passivt prisme inde i hvert optisk modul og et par transceivere, der fungerer ved to bølgelængder, såsom 1310nm/1490nm eller 1490nm/1550nm. Modulerne fås i forskellige effektniveauer og kan fungere over afstande fra 10 til 80 km [35] [36] . De omtales ofte som 10GBASE-BX , selvom 10GBASE-BR ville være mere korrekt på grund af brugen af 64bit/66bit-kodning.
10 Gigabit Ethernet kan transmitteres over kobberledere: via twinax-kabel, over parsnoet og over printkort (via backplanes ).
10GBASE-CX4 er den første 10 Gigabit Ethernet-transmission over kobber, beskrevet i 802.3 (802.3ak-2004-standard). Brugte PCS XAUI med 4 par (klausul 48) og kobberkabler svarende til kabler til InfiniBand teknologi. De maksimale afstande er omkring 15 meter. Hvert differentialpar bærer 3.125 Gbaud signaler.
Fordelene ved 10GBASE-CX4 er strømforbrug, lave omkostninger og lav latenstid . CX4-stik har dog en stor formfaktor og bruger mere omfangsrige kabler end de nyere single-pair kabler med SFP+ moduler. CX4 tilbyder også kortere afstande end 10GBASE-T, og det anvendte kabel er stivere og væsentligt dyrere end Category 5 eller Category 6 Unshielded Twisted Pair (UTP).
Forsendelser af udstyr med 10GBASE-CX4-porte er meget små [29] , men nogle leverandører tilbyder CX-4-grænseflader til 10GBASE Ethernet eller til stabling af flere switches, idet man bemærker den lidt lavere latency af CX4 [37] .
To enheder med porte til tilslutning af SFP+-moduler kan forbindes med et specielt kabel, hvis stik har ikke-aftagelige ender i form af SFP+-moduler. Sådanne kabler kaldes "Direct Attach" (DA), "Direct Attach Copper" (DAC), 10GSFP+Cu, 10GBASE-CR [38] , 10GBASE-CX1, SFP+, "10GbE Cu SFP-kabel". Korte kabler med direkte tilslutning bruger en passiv twinax-kabelsamling , mens længere, nogle gange omtalt som aktive optiske kabler (AOC'er), bruger kortbølgede optiske transceivere integreret med det optiske kabel [39] . Begge kabeltyper sættes direkte i SFP+-stikket. Sådanne kabler har en fast kabellængde, typisk 1 til 7 m (i tilfælde af passive kabler) eller op til 15 m ( aktivt kabel ) [40] [41] eller op til 100 m i længden (aktive optiske kabler ). I lighed med 10GBASE-CX4-varianten tilbyder disse kabler lavt strømforbrug, lave omkostninger og dataoverførsel med lav latency. I modsætning til CX4 bruges mindre omfangsrige kabler og en mere kompakt SFP+ formfaktor. Direct attach SFP+ kabler er ekstremt populære i dag, idet de bruges i flere porte end 10GBASE-SR [29] .
802.3ap Task Force har udviklet måder at bære 10 Gigabit Ethernet over backplanes, såsom blade-servere og modulære routere og switches, der bruger stikbare linjekort . 802.3ap giver dig mulighed for at sende et signal over afstande op til 1 meter over kobberledere på printkort, to stik er tilladt. Standarden definerer to porttyper for 10Gbps ( 10GBASE-KX4 og 10GBASE-KR ) og en type for 1Gbps (1000Base-KX). Valgfrit Forward Error Correction (FEC) lag, auto-negotiation protokol, linjekvalitetsvurdering for 10GBASE-KR ( tre-benet FIR-modtagelsesfilter opsætning) kan implementeres valgfrit. Auto-forhandlingsprotokollen giver dig mulighed for at skifte mellem 1000Base-KX, 10GBASE-KX4, 10GBASE-KR eller 40GBASE-KR4 (802.3ba). [42]
Moderne bagplandesigns bruger 10GBASE-KR i stedet for 10GBASE-KX4 [29] .
10GBASE-KX4Der bruges 4 parallelle datakanaler, den fysiske kodning er den samme som 10GBASE-CX4 (klausul 48 i IEEE 802.3-standarden).
10GBASE-KRDer anvendes et differentielt par, og der anvendes fysisk kodning 10GBASE-LR/ER/SR (klausul 49 i IEEE 802.3-standarden).
10GBASE-T ( IEEE 802.3an-2006 ) er en standard fra 2006, der tillader 10 Gb/s Ethernet at blive transmitteret over uskærmet eller skærmet snoet par over afstande op til 100 meter (330 fod ) [43] . En fuld rækkevidde på 100 meter kræver kategori 6a kabel, mens kategori 6 kabel tillader datatransmission over afstande i størrelsesordenen 55 meter (afhængig af installationskvalitet og transmissionskarakteristika op til 500 MHz). Kablingsinfrastrukturen til 10GBASE-T er bagudkompatibel med 1000Base-T Gigabit Ethernet-standarden, hvilket gør det muligt at opgradere udstyr gradvist fra 1 Gigabit til 10 Gigabit. Udstyr med 10 Gigabit 10GBASE-T-porte er i stand til at fungere i 1000Base-T-standarden ved hjælp af automatisk hastighedsregistrering. 10 Gigabit-standarden bruger yderligere linjekodning , hvilket får 10GBASE-T LAN til at have lidt højere latenstid sammenlignet med andre 10 Gigabit-standarder. Pakkelatens er 2 til 4 mikrosekunder sammenlignet med 1-12 mikrosekunder i 1000Base-T (afhængig af pakkestørrelse [44] ) [45] [46] . Chips, der understøtter 10GBASE-T LAN'er, har været tilgængelige fra adskillige virksomheder siden 2010 [47] [48] [49] [50] , de forbruger strøm i størrelsesordenen 3-4 W [51] .
10GBASE-T-teknologier bruger det meget brugte IEC 60603-7 8P8C modulære stik, der bruges til de langsommere Ethernet over parsnoede standarder. Signalet transmitteret over kablet bruger frekvenser op til 500 MHz, for at opnå denne frekvens kræves et balanceret parsnoet kabel af kategori 6a eller bedre ( ISO/IEC 11801 ændring 2 eller ANSI/TIA-568-C.2) til drift ved afstande på 100 m • Kategori 6-kabler 10GBASE-T-signal over kortere afstande, hvis de overholder ISO TR 24750 eller TIA-155-A.
802.3an-standarden definerer den fysiske lagmodulation for 10GBASE-T. Den bruger Tomlinson-Harashim prækodning (THP) og 16 diskrete niveauer Pulse -Adjustment Shift Keying (PAM-16) kodet inden for DSQ128-signalkonstellationen med en symbolhastighed på 800 millioner symboler pr. sekund [52] [53] . Før indkodning anvendes en Low Density Check (LDPC) Forward Error Correction (FEC) kode [2048,1723] 2 . 1723 bits er kodet, en paritetskontrolmatrix anvendes baseret på den generaliserede Reed-Solomon-kode [32,2,31] over GF (2 6 ) feltet. Yderligere 1536 bit er ikke kodet. I hver blok på 1723+1536 bit bruges 1+50+8+1 bit til signalering og fejldetektion og 3200 databit (blokoverførselstid er 320 ns). Dette skema er en betydelig komplikation sammenlignet med den trivielle PAM-5- kodning, der bruges i 1000Base-T Gigabit Ethernet over parsnoet.
Linjekodning fra 10GBASE-T teknologi tjente som grundlag for udviklingen af kodning i de nye 2,5 GBASE-T og 5GBASE-T (802,3bz) standarder , som implementerer hastigheder på 2,5 eller 5,0 Gbit/s ved hjælp af kategori 5e og 6 kobberkabler infrastruktur [54] . Sådanne kabler tillader ikke brugen af 10GBASE-T, men kan bruges til 2,5 GBASE-T eller 5GBASE-T, hvis disse hastigheder er implementeret i udstyret til netværksadaptere og switches [55] .
Under udviklingen af 10 Gigabit Ethernet-standarderne førte stor interesse for at bruge 10GbE som transport i wide area networks (WAN'er) til beskrivelsen af det fysiske WAN-lag for 10GbE. Dette lag indkapsler Ethernet-pakker i SONET OC-192c-rammer og fungerer med en lidt lavere hastighed på 9,95328 Gbps end LAN -mulighederne .
De fysiske WAN-lag bruger de samme 10GBASE-S, 10GBASE-L, 10GBASE-E optiske PMD-teknologier og omtales som henholdsvis 10GBASE-SW, 10GBASE-LW og 10GBASE-EW. PCS-kodning er 64bit/66bit pr. IEEE 802.3 klausul 49 og PMD fra klausul 52. Den bruger også WAN Interface Sublayer (WIS) defineret i klausul 50, som tilføjer yderligere indkapsling for kompatibilitet med SONET STS-192c datarammeformatet [23] .
De fysiske WAN-lag blev designet til at interface med OC-192/STM-64 SDH/SONET-udstyr ved hjælp af lette SDH/SONET-rammer ved 9.953 Gbps.
WAN PHY giver dig mulighed for at sende et signal over afstande op til 80 km, afhængig af fibertype.
| Ethernet - en familie af lokalnetværksteknologier | |
|---|---|
| Hastigheder |
|
| Generelle artikler |
|
| historisk |
|
| Transceivere | |
| Grænseflader | |
| Alle artikler om Ethernet | |