Кіріспе
Секундына 1 гигабит дерек жылдамдығымен Ethernet желілері стандарты
Компьютерлік желілерде Gigabit Ethernet (GbE немесе 1 GigE) – секундына бір гигабит жылдамдықпен Ethernet кадрларын жіберуге қолданылатын термин. Ең көп таралған түрі – 1000BASE-T, ол IEEE 802.3ab стандартымен анықталған. Ол 1999 жылы пайдалануға енгізілді және Fast Ethernet-ке қарағанда айтарлықтай жоғары жылдамдығы, сондай-ақ кеңінен қолжетімді, экономикалық және бұрынғы стандарттарға ұқсас кабельдер мен жабдықтарды пайдалануының арқасында сымды жергілікті желілерде Fast Ethernet-ті ығыстырды. Алғашқы, жылдам 10 гигабит Ethernet стандарты 2002 жылы мақұлданды.
Тарих
Ethernet 1970-ші жылдардың басында Xerox PARC-те жүргізілген зерттеулердің нәтижесі болды, кейіннен кеңінен қолданылатын физикалық және байланыс қабаты протоколына айналды. Fast Ethernet жылдамдығын секундтық 10 мегабиттен 100 мегабитке дейін арттырды. Gigabit Ethernet келесі буын болды, жылдамдықты 1000 Мбит/с-қа дейін жеткізді. Gigabit Ethernet-тің алғашқы стандарты IEEE 1998 жылдың маусым айында IEEE 802.3z ретінде жарияланды және оптикалық талшық талап етті. 802.3z көбінесе 1000BASE X деп аталады, мұнда X – CX, SX, LX немесе (стандарт емес) ZX-ты білдіреді. ("X" таңбасының тарихы туралы ақпаратты қараңыз.) IEEE 802.3ab, 1999 жылы бекітілді, Gigabit Ethernet-ті қорғалмаған жұп кабельдер (UTP) категориясы 5, 5e немесе 6 арқылы беруді анықтайды және 1000BASE T деп танылды. 802.3ab стандарты бекітілгеннен кейін Gigabit Ethernet жеке компьютерлерде қолданылатын технологияға айналды, себебі ұйымдар қолданыстағы мыс кабельдік инфрақұрылымын пайдалана алды. IEEE 802.3ah, 2004 жылы бекітілді, тағы екі GbE талшықты стандартын қосты: 1000BASE LX10 (бұл бұрыннан-ақ кеңінен қолданылып келген, өндірушілердің жеке кеңейтуі ретінде) және 1000BASE BX10. Бұл "Ethernet in the First Mile" деп аталатын протоколдардың үлкен тобының бір бөлігі болды. Алғашқыда Gigabit Ethernet жоғары өткізгіштікке ие магистральдық желілік байланыстарда (мысалы, үлкен кампус желісінде) қолданылды. 2000 және 2001 жылдары Apple компаниясының Power Mac G4 және PowerBook G4 компьютерлері 1000BASE T қосылымымен жабдықталған алғашқы серийлі жеке компьютерлер болды. Ол көптеген басқа компьютерлерде де стандарттық мүмкіндікке айналды. Жартылай дуплекс GbE байланыстары, қайталағыш хабтар арқылы қосылған, IEEE спецификациясының бір бөлігі болды, бірақ бұл спецификация енді жаңартылмайды және толық дуплекс режимінде коммутаторлармен жұмыс істеу ғана қолданылады.
Түрлері
Гигабит Ethernet үшін оптикалық талшық (1000BASE X), бұрылған жұп кабель (1000BASE T) немесе қорғалған теңгерілген мыс кабельді (1000BASE CX) пайдаланатын бес физикалық қабат стандарты бар. IEEE 802.3z стандартына көп режимді талшық арқылы беру үшін 1000BASE SX, бір режимді талшық арқылы беру үшін 1000BASE LX және қорғалған теңгерілген мыс кабель арқылы беру үшін 1000BASE CX стандарттары кіреді. Бұл стандарттар 8b/10b кодтауын қолданады, бұл желінің жылдамдығын 25%-ға арттырып, 1000 Мбит/с-тан 1250 Мбит/с-қа дейін көтереді, DC теңгерілген сигналды қамтамасыз ету және синхронизацияны (сағатты) қалпына келтіру үшін. Символдар NRZ арқылы жіберіледі. Оптикалық талшық трансиверлері көбінесе ескі құрылғыларда SFP немесе GBIC форматындағы, пайдаланушы ауыстыра алатын модульдер түрінде жүзеге асырылады. IEEE 802.3ab, кеңінен қолданылатын 1000BASE T интерфейс түрін анықтайды, бұрылған жұп арқылы беруді қамтамасыз ету үшін, символ жылдамдығын мүмкіндігінше төмен ұстау мақсатында басқа кодтау схемасын қолданады. IEEE 802.3ap әртүрлі жылдамдықтардағы электрлік тақталардағы Ethernet жұмысын анықтайды. Кейіннен First Mile Ethernet 1000BASE LX10 және BX10 стандарттарын қосты.
Мыс
+Бұрылған жұпқа негізделген Ethernet физикалық тасымалдау қабаттарының (TP PHY) салыстыруы Атауы Стандарты Жағдайы Жылдамдығы (Мбит/с) Қажет жұптар Бағытқа шамалы жолақтар Герцке біттер Лайн коды Жолаққа шамалы символдық жылдамдық (МБд) Жолақтың ені (МГц) Максималды қашықтық (м) Кабель (ең төменгі талап) Кабельдің классы (МГц) Қолданылуы 1000BASE-T 802.3ab 1999 (CL40) 1000 4 4 4 TCM 4D PAM 5 125 62.5 100 Cat 5 100 Жергілікті желі 1000BASE T1 802.3bp 2016 1000 1 1 2.6 PAM 3 80B/81B RS FEC 750 375 40 Cat 6A 500 Автомобильдік, IoT, M2M [[Gigabit Ethernet#1000BASE TX TIA/EIA 854 (2001) 1000 4 2 4 PAM 5 250 125 100 Cat 6 250
1000BASE-T1
IEEE 802.3 стандарты 1000BASE T1 стандартын IEEE Std 802.3bp 2016 стандартында белгіледі. Ол автомобиль және өнеркәсіптік қолданыстар үшін бір жұп егілген сым арқылы Gigabit Ethernet-ті анықтайды. Оған 15 метрге (A типі) немесе 40 метрге (B типі) дейінгі кабельдік талаптар кіреді. Жіберу 750 Мбд жылдамдықпен PAM 3 арқылы жүзеге асырылады.
1000BASE-TX
Телекоммуникация индустриясы қауымдастығы (TIA) 1000BASE T-ге ұқсас, бірақ іске асыруы оңайрақ стандартты жасап, насихаттады, оны 1000BASE TX (TIA/EIA 854) деп атады. Жайлатылған конструкция теория бойынша, төрт екі бағытты жұпты (екі TX жұбы және екі RX жұбы) пайдалану арқылы, талап етілетін электроника құнын төмендетуге тиіс болған, ал бұрын төрт бір бағытты жұп қолданылған. Дегенмен, бұл шешім коммерциялық тұрғыдан сәтсіз аяқталды, мүмкін бұл 6-санаттағы кабельдік желілердің қажеттілігімен және 1000BASE T өнімдерінің бағасының күрт төмендеуімен байланысты болды.
1000BASE-CX
802.3z 1998 CL39 стандартталған 1000BASE CX – теңгерілген қалқандалған жұп сымдарды және DE 9 немесе 8P8C коннекторын (1000BASE T-ден өзгеше пиноутпен) қолдана отырып, 25 метрге дейінгі максималды қашықтықтағы Gigabit Ethernet қосылымдарының алғашқы стандарты. Сигналдың өте жоғары таралу жылдамдығының салдарынан сегменттің ұзындығы қысқа. Қазірге күні IT-мамандары кабельдерді жүргізетін нақты қолданыстарда қолданылып жүр, мысалы, IBM BladeCenter блейд-серверлер мен коммутатор модульдері арасындағы Ethernet қосылымдары үшін 1000BASE CX-ті пайдаланады. Бірақ, жалпы мыс сымдарды қолдану үшін 1000BASE T оның орнын басты.
1000BASE-KX
802.3ap 2007 CL70 стандартталған 1000BASE KX, электрлік артқы тақталар арқылы Ethernet жұмысы үшін IEEE 802.3ap стандартының бір бөлігі болып табылады. Бұл стандарт бірден төртке дейін артқы тақта байланыс жолақтарын, әр жолақ үшін бір RX және бір TX дифференциалдық жұпты, 100 Мбит/с-тен 10 Гбит/с-қа дейін байланыс өткізу қабілетін анықтайды (100BASE KX-тен 10GBASE KX4-ке дейін). 1000BASE KX нұсқасы 1,25 ГБд электрлік (оптикалық емес) сигнал беру жылдамдығын пайдаланады.
1000BASE-LX
1000BASE LX – IEEE 802.3 стандартының 38-тармағында сипатталған оптикалық талшықты Gigabit Ethernet стандарты, ол ұзын толқынды лазерді (1270–1355 нм) және 4 нм максималды RMS спектралық енін пайдаланады. 1000BASE LX 10 мкм бір режимді талшық арқылы 5 км-ге дейінгі қашықтықта жұмыс істеуге арналған. 1000BASE LX сондай-ақ, 550 м максималды сегмент ұзындығы бар көп режимді талшықтың барлық кең таралған түрлерінде де жұмыс істей алады. 300 м-ден аспайтын байланыс қашықтықтары үшін арнайы іске қосуды реттеуге арналған патч-кабельді қолдану қажет болуы мүмкін. Бұл лазерді талшықтың ортасынан дәл ығыстырып іске қосады, ол талшық ядросының диаметрі бойынша таралуына себеп болады, соның салдарынан көп режимді талшықта лазер тек шектеулі режимдерге ғана қосылғанда туындайтын дифференциалды режимдік кешігу әсері азаяды.
1000BASE-LX10
1000BASE LX10 алғашқы гигабиттік талшықтық нұсқалардан алты жыл кейін, Ethernet in the First Mile жұмыс тобының құрамында стандартталды. Ол 1000BASE LX-ке дерлік толықсәйкес, бірақ жоғары сапалы оптикалық құралдардың арқасында бір талшықты желі арқылы 10 км-ге дейін ұзартылған қашықтыққа қол жеткізеді. Стандартталғанға дейін 1000BASE LX10 көптеген өндірушілерде 1000BASE LX/LH немесе 1000BASE LH деп аталатын, авторлық құқыққа тиесілі кеңейтім ретінде кеңінен қолданылып келген.
1000BASE-EX
1000BASE EX – гигабит Ethernet таратуын білдіретін стандартты емес, бірақ индустрияда қабылданған термин. Ол 1000BASE LX10-ға өте ұқсас, бірақ LX10-ға қарағанда жоғары сапалы оптикасы бар, сондықтан бір талшықты оптикалық кабельдер арқылы 40 км-ге дейін қашықтыққа жетеді, 1310 нм толқын ұзындығындағы лазерлерде жұмыс істейді. Оны кейде LH (Long Haul) деп те атайды, және LX(10), LH, EX және ZX терминдерін сатушылар әртүрлі қолданғандықтан, оны 1000BASE LX10 немесе 1000BASE ZX-пен шатастыру оңай. 1000BASE ZX – бұл 1550 нм толқын ұзындығындағы оптиканы пайдаланатын ұзын қашықтықтың стандартты емес нұсқасы.
1000BASE-BX10
1000BASE BX10 бір талшықтың бір желісі арқылы әр бағыттағы әртүрлі толқын ұзындығын қолдана отырып, 10 км-ге дейін жеткізуге қабілетті. Талшықтың екі басындағы терминалдар тең емес, себебі төмен ағысқа (желі ортасынан сыртқа) сигнал жіберу үшін 1490 нм толқын ұзындығы, ал жоғары ағысқа (сырттан желі ортасына) сигнал жіберу үшін 1310 нм толқын ұзындығы қолданылады. Бұл әрбір трансивердің ішіндегі пассивті сплиттер призмасы арқылы іске асырылады. Басқа, стандартты емес, жоғары қуатты бір талшықты оптикалар, көбінесе "BiDi" (екі бағытты) деп аталады, 1490/1550 нм диапазонындағы толқын ұзындығы жұптарын пайдаланады және модуль құнына, талшық жолындағы сигнал жоғалуына, жалғауларға, коннекторларға және патч-панельдерге байланысты 20, 40 және 80 км немесе одан да көп қашықтыққа жетуге қабілетті. Көбірек қашықтыққа жетуге арналған BiDi оптикасы 1510/1590 нм толқын ұзындығы жұптарын қолдануы мүмкін.
1000BASE-ZX
1000BASE ZX – стандартты емес, бірақ бірнеше өндіруші қолданатын термин. Ол 1,550 нм толқын ұзындығын пайдаланып, бір талшықты оптикалық кабель арқылы Gigabit Ethernet деректерін кем дегенде [қашықтық] қашықтыққа жіберуді білдіреді. Кейбір өндірушілер 1000BASE EZX деп аталатын бір талшықты оптикалық кабель арқылы одан да ұзақ қашықтыққа қол жеткізе алатынын көрсетеді. 80 км-ден аспайтын қашықтық, қолданылатын кабельдің жоғалтуына, атап айтқанда, кабельдің әлсіреу көрсеткішіне (км-ге dB есебімен), сондай-ақ трансиверлер арасындағы жалғауыштардың, қосылым панельдерінің және түйістірулердің саны мен сапасына тікелей байланысты.
1000BASE-CWDM
1000BASE CWDM – стандартты емес, бірақ индустрияда қабылданған термин. Егер сізде оптикалық талшық желісі болса, CWDM дәстүрлі LX/LZ трансиверлерінен 5-10 есеге дейін қымбатқа түседі.