Гигабитная сеть Ethernet.

Для обжима сетевого кабеля используются стандартные разъемы RJ-45, которые в зависимости от вида "-витой пары"- бывают экранированными и неэкранированными, так же различают разъёмы для одножильных или многожильных "-витых пар"-. Конструктивно можно выделить составные разъёмные, выполненные со вставками и монолитные. Вставки являются направляющими, для проводников и упрощают заправку кабеля, но с точки зрения надёжности они уступают монолитным вариантам. Нумерация контактов разъёма RJ-45 представлена на рисунке ниже.

Обжим кабеля производится по следующей технологии:

Вначале осуществляется зачистка наружной изоляции кабеля, можно использовать или специальные клещи или аккуратно снять изоляцию обычными ножницами. Необходимый уровень зачистки кабеля &ndash- 1,2-1,5 см. Если витая пара экранирована, то заземление не срезается, а укладывается с разворотом в 180 градусов по направлению кабеля. После зачистки необходимо развести жилы "-витой пары"- в одной плоскости и выравнить их по длине. После данной подготовки производят заправку жил в разъем и их прессовку. После изготовления сетевого шнурка, его нужно прозвонить тестером или опробовать на оборудовании.
При организации сети по каналу 100 Мбит/сек используются 2 пары витой пары и используются жилы 1, 2 , 3 и 6. При организации гигабитной сети используются 4 пары, т.е. все 8 жил витой пары.
В сети Ethernet существует два типа кабелей. Первый тип используется для прямых соединений (хаб-свитч, компьютер-хаб) и кроссовер, который используется в локальных компьютерных сетях для прямого соединения двух компьютеров, без хаба. Тип кабеля для соединения разных портов можно выбрать по нижеприведённой таблице:

И на последок несколько советов: при зачистке витой пары и её расплетении не нужно углубляться. Рабочая область не должна превышать 15 мм. При прокладке витой пары соблюдайте правила организации слаботочных кабельных систем и помните, что существуют такие понятия как наводки, изгибы и рабочая длина сети. Не соблюдение норм может привести к уменьшению качества сигнала, наводкам и разрушению кабеля.

Обжим прямого сетевого кабеля 10/100/1000Mbit.

Обжим кабеля компьютер-компьютер (crossover) 10/100Mbit.

Обжим кабеля компьютер-компьютер (crossover) 1000Mbit.

Многие россияне уже успели познать прелести гигабитного Ethernet"а. Домашние пользователи в РФ все чаще отдают предпочтение суперскоростному Интернет-доступу.

– У вас еще нет Gigabit Ethernet? Тогда мы идем к вам! Мы расскажем, как правильно построить домашнюю сеть на гигабитных скоростях, какой маршрутизатор выбрать, какой максимальной скорости можно достигнуть при подходящем оборудовании, а также насколько дорого это вам обойдется.

Всего несколько лет назад технология Gigabit Ethernet использовалась только телеком-операторами и крупными компаниями: в корпоративных сетях, локальных сетях, для транспортировки трафика на большие расстояния и т.п. Домашние абоненты и не думали о том, чтобы заполучить такие скорости. Но в 2012-2013 гг., благодаря усовершенствованию «софта» и «железа», а также широчайшему распространению Интернет-технологий, гигабитные скорости стали доступнее и реальнее для частных пользователей. Сегодня практически каждый житель мегаполиса имеет возможность построить у себя дома сеть с поддержкой Gigabit Ethernet.

Многие спросят: «А зачем вообще дома иметь Интернет со скоростями порядка 1 Гбит/с? Неужели мегабитного Интернета недостаточно для серфинга по сайтам, скачивания фильмов и зависания в соцсетях?»

Ответим развернуто.

Как домашний пользователь может использовать Gigabit Ethernet

Российские Интернет-пользователи, как впрочем и потребители домашнего Интернета по всему миру, чрезвычайно активно используют трафик. Объемы трафика, потребляемого в мире, с каждым месяцем (уже даже не годом) растут. Еще несколько лет назад мы были рады 1 Мбит/с, а еще раньше – готовы были скачивать фильм всю ночь, чтобы потом посмотреть его. Сегодня уже мало кто вообще скачивает видео, большинство смотрит прямо в онлайне. Кроме того, тысячи пользователей хотят HD-качество, и готовы платить за него. А чтобы смотреть и качать видео в высоком качестве нужен скоростной безлимитный Интернет.

Также в последнее время популярность приобретает торрент-телевидение, позволяющее смотреть телевизор через Интернет, совершенно бесплатно. Некоторые пользователи уже стали отказываться от кабельного и спутникового TV, другие пользуются торрент-телевидением как новым интересным сервисом и надеются на его скорую популяризацию. Но в любом случае для торрент-TV нужен быстрый Интернет, да еще и безлимитный, иначе эта затея обойдется дороже, чем обычное кабельное.

Очень важным сегментом потребителей широкополосного скоростного Интернета являются геймеры, которые играют онлайн. Сегодня существует множество онлайновых игр, ради которых молодежь (да и не только) апгрейдит свои ПК, платит за безлимитный Интернет с высокими скоростями соединения. Более того, на конец 2013 г. запланирован выход новой культовой игры Survarium от создателей S.T.A.L.K.E.R. Это будет онлайн игра с бесплатными аккаунтами. Учитывая то, сколько россиян играло в легендарного S.T.A.L.K.E.R, Интернет-провайдерам стоит приготовиться к новому наплыву абонентов, готовых платить за более быстрый и дорогой доступ в Сеть. А пользователям можно начинать готовиться уже сейчас – и гигабитный Интернет может стать первым шагом в этой подготовке.

Одним словом, найти применение Gigabit Ethernet в домашней сети очень просто, если вы человек ИТ-продвинутый и используете современные технологии по полной.

Реальная скорость Gigabit Ethernet – где подвох?

Фраза «гигабитный Интернет» звучит громко, но действительно ли вы получите минимум 1 Гбит/с? На самом деле такая скорость достигается лишь в идеальных условиях, получить ее дома нереально, даже если вы установите оборудование, поддерживающее Gigabit Ethernet, настроите все, как надо, закажете у провайдера гигабитный пакет. Конечно, вы получите скорость в 1 тысячу раз выше, чем при 1 Мбит/с, ведь для мегабитного Интернета действуют все те же ограничения. Но давайте посчитаем, какой будет ваша скорость доступа в Сеть.

Считать будем, пользуясь обычной арифметикой, по «стандартному» подходу. Кроме того, будем для простоты округлять: 1 килобит = 1000 бит, а не 1024 бит. В этом случае 1 Гигабит равен 1000 мегабитов. Но на жестком диске информация хранится отнюдь не в битах, а в байтах – более крупных единицах. Как всем известно, 1 байт = 8 бит. Для удобства объем информации и скорость ее передачи принято считать в разных единицах, и это часто сбивает с толку пользователя, заставляя его ожидать большего, чем есть на самом деле.

Таким образом, скорость передачи реальных файлов будет в 8 раз меньше, чем говорит провайдер, поскольку провайдеры и программы для тестирования скорости считают биты. Наш 1 Гбит/с (1 000 000 000 бит/с) превращается в 125 000 000 байтов (разделили на 8). Получается, что 1 Гбит/с = 125 Мбайт/с.

Но проблема в том, что домашний пользователь в силу разных обстоятельств, не всегда зависящих от него, получает реально только около 30% от идеальных 125 Мбайт/с. То есть нам достается уже порядка 37 Мбайт/с. Это все, что остается от 1 Гбит/с. Но если смотреть на эту цифру в сравнении с 1 Мбит/с, то мы все равно получим в 1 тыс. раз более быстрый Интернет.

Оборудование домашней сети под Gigabit Ethernet

Создать дома условия для сети Gigabit Ethernet сегодня вполне возможно. Причем если у вас современный ПК, то понадобится не очень большое переоборудование, и стоить оно будет не так много, как может показаться на первый взгляд. Самое главное при этом – удостовериться, что все ваши основные устройства поддерживают Gigabit Ethernet. Ведь если хотя бы одно из них не будет рассчитано на такие скорости, то в итоге вы получите максимум 100 Мбит/с.

Если вы хотите добиться гигабитных скоростей, то вам понадобится следующее оборудование с поддержкой 1 Гбит/с:

• маршрутизатор, поддерживающий Gigabit Ethernet;
• сетевая карта (Ethernet-адаптер, сетевой адаптер);
• сетевой контроллер;
• концентратор/коммутатор;
• жесткий диск;
• кабели должны быть рассчитаны на 1 Гбит/с.

Каждое из перечисленных устройств является важным звеном сети, от каждого зависит итоговая скорость передачи данных. Так что давайте более внимательно рассмотрим каждое из них.

Wi-Fi роутер. Вам нужен гигабитный роутер, т.е. с поддержкой Gigabit Ethernet. Эти маршрутизаторы несколько дороже мегабитных, ведь они рассчитаны на более высокие скорости. В принципе, на рынке достаточно предложений под брендами Asus, TP-LINK, D-Link и проч. Но основывайте свой выбор не только на перечне функций, характеристиках и дизайне. Обязательно просмотрите форумы (причем не меньше 5-ти) с отзывами реальных потребителей, чтобы удостовериться в том, что маршрутизатор будет работать долго и надежно.

Сетевая карта. Это устройство может быть интегрированным в материнскую плату или отдельным. Сетевой адаптер для гигабитной сети должен обязательно поддерживать Gigabit Ethernet. Если вашему ПК более 2-3 лет, то скорее всего сетевая карта устарела и не поддерживает такие высокие скорости. Если же вы недавно приобрели компьютер, то вполне возможно, что апгрейдить сетевой адаптер не придется. Но в любом случае проверьте характеристики конкретно вашей сетевой карты на предмет совместимости с Gigabit Ethernet сетью.

Сетевой контроллер. Если вы строите домашнюю сеть, то важно, чтобы каждый компьютер в этой сети имел гигабитный контроллер. Иначе достаточные скорости получат лишь те ПК, которые такой имеют. Как и сетевая карта, сетевой контроллер может быть отдельным или интегрированным в материнскую плату. Обычно в современные ПК по умолчанию устанавливают контроллеры, поддерживающие 1 Гбит/с. Так что возможно, что вам не придется ничего модифицировать для Gigabit Ethernet.

Концентратор/коммутатор. Это один из самых дорогих компонентов домашней сети. Зачастую он уже есть в роутере. Но проверьте, поддерживает ли он гигабитные скорости. Важно! Коммутатор эффективнее концентратора, поскольку он направляет данные только на один конкретный порт, а концентратор – на все сразу. Используя коммутатор можно существенно экономить ресурс, не распыляя его на лишние порты.

Жесткий диск. Кому-то это может показаться странным, но жесткий диск серьезно влияет на скорость доступа в Интернет. Дело в том, что именно жесткий диск направляет данные на сетевой контроллер, и от их качественного соединения зависит то, насколько быстро вы сможете передавать и принимать данные. Желательно, чтобы контроллер имел интерфейс PCI Express (PCIe), а не PCI. А жесткий диск должен иметь разъем SATA, а не IDE, поскольку последний поддерживает слишком малые скорости.

Сетевой кабель. Естественно, кабель является важной частью домашней гигабитной сети. Можно выбрать кабели типа «витая пара» категории Cat 5 и Cat 5e (используются для прокладки телефонных линий и локальных сетей – их достаточно для Gigabit Ethernet) или же немного переплатить и взять кабель Cat 6 (специально разработанный под Gigabit Ethernet и Fast Ethernet). Длина витой пары должна составлять не больше 100 м, иначе сигнал начинает затухать и нужной скорости Интернет-соединения не добиться. Кроме того, при размещении кабелей в квартире обратите внимание на то, что их нежелательно прокладывать рядом с проводами электропитания (подробнее о причинах читайте ).

И последний важный фактор для организации домашней сети Gigabit Ethernet – это программное обеспечение. Операционная система на ПК должна быть посвежее. Если это Windows, то не ранее Windows 2000 (да и то придется покопаться в настройках). Версии XP, Vista, Windows 7 поддерживают гигабитный Интернет по умолчанию, поэтому проблем не должно возникнуть. С другими ОС может возникнуть необходимость дополнительного настраивания.

Топ-5 лучших домашних Wi-Fi маршрутизаторов,
поддерживающих Gigabit Ethernet, 2013

1. ASUS RT-N66U – отличная модель, мощная и надежная. Работает одновременно в двух частотных диапазонах – 2,4 и 5 ГГц. Радует высокая скорость передачи данных – заявлено 900 Мбит/с. Для построения домашней Gigabit Ethernet сети отлично подходит. Но нужно перепрошивать, чтобы повысить производительность и избавиться от ряда проблем, которые возникают на родной прошивке. Впрочем, большинство роутеров требуют перепрошивки сразу или вскоре после покупки. Стоимость составляет порядка 4,5-5 тыс. руб.

2. D-Link DIR-825 – неплохой выбор. Это 2-диапазонный роутер, достаточно «нафаршированный». Рабочие частоты: 2,4 и 5 ГГц; доступно одновременное использование обеих. Данный маршрутизатор имеет оптимальное на рынке соотношение «цена-качество». Среди преимуществ – широкий канал раздачи Wi-Fi (может потянуть до 50 абонентов). С точки зрения пользователей, наиболее заметным минусом является яркая светодиодная индикация устройства, но это, скорее, дело вкуса, а не качества девайса. Что касается прошивки, то можно оставить и родную, но для повышения производительности рекомендуется перепрошить. Цена маршрутизатора: около 3 тыс. руб.

3. TP-LINK TL-WDR4300 – очень скоростной маршрутизатор, отлично подходящий для домашних сетей. Производитель заявляет максимальную скорость передачи данных на уровне 750 Мбит/с. Одно из важных преимуществ данной модели над многими другими – возможность одновременно использовать две полосы частот: 2,4 и 5 ГГц. Благодаря этому пользователи могут одновременно соединяться с Интернетом и с телефонов, смартфонов, и с ноутбука, ПК или планшета. Еще один плюс данной модели в том, что у нее в комплект входят достаточно мощные антенны, позволяющие раздавать Интернет по Wi-Fi более чем на 200 м. Но для того чтобы все это функционировало нормально, прошивку с завода лучше поменять. Благодаря ряду манипуляций с ПО устройство будет работать намного лучше. Цена модели: порядка 3 тыс. руб.

4. Zyxel Keenetic Giga является неплохим маршрутизатором с несколькими полезными функциями. Основной его минус состоит в том, что работает роутер только в одном частотном диапазоне – 2,4ГГц. Но при этом скорость достаточная для того, чтобы смотреть IP-телевидение, пользоваться торрент-сетями (имеется встроенный торрент-клиент) и другими «прожорливыми» сервисами. Zyxel Keenetic Giga оснащен мощными антеннами, что позволяет создавать сети Wi-Fi (кстати, устройство поддерживает все стандарты Wi-Fi) с большим радиусом действия. Роутер достаточно прост в настройке, но прошивку, как и для большинства маршрутизаторов, придется поменять. Еще один плюс в том, что устройство сравнительно недорогое – от 3 до 4 тыс. руб.

5. TP-LINK TL-WR1043ND – достаточно мощный и дешевый гигабитный роутер. Правда, имеет несколько недостатков. Во-первых, работает только в диапазоне 2,4ГГц, что не очень удобно. Во-вторых, больше подходит опытным пользователям, поскольку родная прошивка, как во многих случаях, не очень хороша, а перепрошивать эту модель может быть непросто. Зато все это с лихвой компенсируется надежностью и мощностью данного маршрутизатора. Максимальная скорость передачи данных составляет 300 Мбит/с. Устройство отрабатывает свои деньги, поскольку цена модели равна всего от 2 тыс. руб.

Современный мир все больше входит в зависимость от объемов и потоков информации, идущей в различных направлениях по проводам и без них. Все началось достаточно давно и с более примитивных средств, чем сегодняшние достижения цифрового мира. Но описывать все виды и способы, при помощи которых один человек доносил нужные сведения до сознания другого, мы не намерены. В данной статье хочется предложить читателю рассказ о не так давно созданном и успешно развивающемся сейчас стандарте передачи цифровой информации, который называется Ethernet.

Рождение самой идеи и технологии Ethernet происходило в стенах корпорации Xerox PARC вместе с другими первыми разработками этого же направления. Официальной датой изобретения Ethernet стало 22 мая 1973 года, когда Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) составил докладную записку для главы PARC о потенциале технологии Ethernet. Однако запатентовали ее только через несколько лет.

В 1979 году Меткалф ушёл из Xerox и основал компанию 3Com, главной задачей которой стало продвижение компьютеров и локальных вычислительных сетей (ЛВС). Заручившись поддержкой таких именитых компаний как DEC, Intel и Xerox был разработан стандарт Ethernet (DIX). После официальной публикации 30 сентября 1980 года он начал соперничество с двумя крупными запатентованными технологиями - token ring и ARCNET, которые впоследствии были полностью вытеснены, из-за их меньшей эффективности и большей себестоимости, чем продукция для Ethernet.

Изначально по предложенным стандартам (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) собирались использовать в качестве передающей среды коаксиальный кабель, но в дальнейшем пришлось отказаться от этой технологии и перейти на использование оптических кабелей и витой пары.

Основным преимуществом в начале развития технологии Ethernet стал метод управления доступом. Он подразумевает множественные соединения с контролем несущей и обнаружение коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных при этом равна 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, в нем же описаны методы кодирования данных. Предельное значение рабочих станций в одном разделяемом сегменте сети ограничено числом 1024, но возможны и другие более малые значения при установке более жестких ограничений к сегменту тонкого коаксиала. Но такое построение очень скоро стало неэффективным и на смену ему в 1995 году пришел стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с, а позже был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с. На данный момент уже в полной мере используется 10 Gigabit Ethernet IEEE 802.3ae, обладающий скоростью в 10 000 Мбит/с. Кроме того, уже имеем разработки направленные на достижение скорости в 100 000 Мбит/с 100 Gigabit Ethernet, но обо всем по порядку.

Очень важной позицией, лежащей в основе стандарта Ethernet, стал формат его кадра. Однако его вариантов существует довольно много. Вот некоторые из них:

Variant I первенец и уже вышедший из применения.

Ethernet Version 2 или Ethernet-кадр II, ещё называемый DIX (аббревиатура первых букв фирм-разработчиков DEC, Intel, Xerox) - наиболее распространена и используется по сей день. Часто используется непосредственно протоколом интернет.

Novell - внутренняя модификация IEEE 802.3 без LLC (Logical Link Control).

Кадр IEEE 802.2 LLC.

Кадр IEEE 802.2 LLC/SNAP.

В качестве дополнения, Ethernet-кадр может содержать тег IEEE 802.1Q, для идентификации VLAN, к которой он адресован, и IEEE 802.1p для указания приоритетности.

Некоторые сетевые карты Ethernet, производимые компанией Hewlett-Packard использовали при работе кадр формата IEEE 802.12, соответствующий стандарту 100VG-AnyLAN.

Для различных типов кадра имеют и различные форматы и значения MTU.

Функциональные элементы технологии G igabit Ethernet

Отметим, что производители Ethernet-карт и других устройств в основном включают в свою продукцию поддержку нескольких предыдущих стандартов скоростей передачи данных. По умолчанию, используя автоопределение скорости и дуплексности, сами драйвера карты определяют оптимальный режим работы соединения между двумя устройствами, но, обычно, есть и ручной выбор. Так покупая устройство с портом Ethernet 10/100/1000, мы получаем возможность работать по технологиям 10BASE-T, 100BASE-TX, и 1000BASE-T.

Приведем хронологию модификаций Ethernet , разделив их по скоростям передачи.

Первые решения:

Xerox Ethernet - оригинальная технология, скорость 3 Мбит/с, существовала в двух вариантах Version 1 и Version 2, формат кадра последней версии до сих пор имеет широкое применение.

10BROAD36 - широкого распространения не получил. Один из первых стандартов, позволяющий работать на больших расстояниях. Использовал технологию широкополосной модуляции, похожей на ту, что используется в кабельных модемах. В качестве среды передачи данных использовался коаксиальный кабель.

1BASE5 - также известный, как StarLAN, стал первой модификацией Ethernet-технологии, использующей витую пару. Работал на скорости 1 Мбит/с, но не нашёл коммерческого применения.

Более распространенные и оптимизированные для своего времени модификации 10 Мбит/с Ethernet:

10BASE5, IEEE 802.3 (называемый также «Толстый Ethernet») - первоначальная разработка технологии со скоростью передачи данных 10 Мбит/с. IEEE использует коаксиальный кабель, с волновым сопротивлением 50 Ом (RG-8), с максимальной длиной сегмента 500 метров.

10BASE2, IEEE 802.3a (называемый «Тонкий Ethernet») - используется кабель RG-58, с максимальной длиной сегмента 200 метров. Для присоединения компьютеров друг к другу и подключения кабеля к сетевой карте нужен T-коннектор, а на кабеле должен быть BNC-коннектор. Требуется наличие терминаторов на каждом конце. Многие годы этот стандарт был основным для технологии Ethernet.

StarLAN 10 - Первая разработка, использующая витую пару для передачи данных на скорости 10 Мбит/с. В дальнейшем, эволюционировал в стандарт 10BASE-T.

10BASE-T, IEEE 802.3i - для передачи данных используется 4 провода кабеля витой пары (две скрученные пары) категории 3 или категории 5. Максимальная длина сегмента 100 метров.

FOIRL - (акроним от англ. Fiber-optic inter-repeater link). Базовый стандарт для технологии Ethernet, использующий для передачи данных оптический кабель. Максимальное расстояние передачи данных без повторителя 1 км.

10BASE-F, IEEE 802.3j - Основной термин для обозначения семейства 10 Mбит/с Eethernet-стандартов, использующих оптоволоконный кабель на расстоянии до 2 километров: 10BASE-FL, 10BASE-FB и 10BASE-FP. Из перечисленного только 10BASE-FL получил широкое распространение.

10BASE-FL (Fiber Link) - Улучшенная версия стандарта FOIRL. Улучшение коснулось увеличения длины сегмента до 2 км.

10BASE-FB (Fiber Backbone) - Сейчас неиспользуемый стандарт, предназначался для объединения повторителей в магистраль.

• 10BASE-FP (Fiber Passive) - Топология «пассивная звезда», в которой не нужны повторители – разработана, но никогда не применялась.

Самый распространенный и недорогой выбор на момент написания статьи Быстрый Ethernet (100 Мбит/с) (Fast Ethernet ):

100BASE-T - Основной термин для обозначения одного из трёх стандартов 100 Мбит/с Ethernet, использующий в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента до 100 метров. Включает в себя 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.

100BASE-TX, IEEE 802.3u - Развитие технологии 10BASE-T, используется топология «звезда», задействован кабель витая пара категории 5, в котором фактически используются 2 пары проводников, максимальная скорость передачи данных 100 Мбит/с.

100BASE-T4 - 100 MБит/с Ethernet по кабелю категории 3. Задействованы все 4 пары. Сейчас практически не используется. Передача данных идёт в полудуплексном режиме.

100BASE-T2 - Не используется. 100 Mбит/с Ethernet через кабель категории 3. Используется только 2 пары. Поддерживается полнодуплексный режим передачи, когда сигналы распространяются в противоположных направления по каждой паре. Скорость передачи в одном направлении - 50 Mбит/с.

100BASE-FX - 100 Мбит/с Ethernet с помощью оптоволоконного кабеля. Максимальная длина сегмента 400 метров в полудуплексном режиме (для гарантированного обнаружения коллизий) или 2 километра в полнодуплексном режиме по многомодовому оптическому волокну.

100BASE-LX - 100 Мбит/с Ethernet с помощью оптоволоконного кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по паре одномодовых оптических волокон на длине волны 1310 нм.

100BASE-LX WDM - 100 Мбит/с Ethernet с помощью оптоволоконного кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по одному одномодовому оптическому волокну на длине волны 1310 нм и 1550 нм. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются либо цифрами (длина волны) либо одной латинской буквой A (1310) или B (1550). В паре могут работать только парные интерфейсы, с одной стороны передатчик на 1310 нм, а с другой на 1550 нм.

Gigabit Ethernet

1000BASE-T, IEEE 802.3ab - Стандарт Ethernet 1 Гбит/с. Используется витая пара категории 5e или категории 6. В передаче данных участвуют все 4 пары. Скорость передачи данных - 250 Мбит/с по одной паре.

1000BASE-TX, - Стандарт Ethernet 1 Гбит/с, использующий только витую пару категории 6. Передающие и принимающие пары разделены физически по две пары в каждом направлении, что существенно упрощает конструкцию приемопередающих устройств. Скорость передачи данных - 500 Мбит/с по одной паре. Практически не используется.

1000Base-X - общий термин для обозначения технологии Гигабит Ethernet со сменными трансиверами GBIC или SFP.

1000BASE-SX, IEEE 802.3z - 1 Гбит/с Ethernet технология использует лазеры с допустимой длиной излучения в пределах диапазона 770-860 нм, мощность излучения передатчика в пределах от -10 до 0 дБм при отношении ON/OFF (сигнал/нет сигнала) не меньше 9 дБ. Чувствительность приемника 17 дБм, насыщение приемника 0 дБм. Используя многомодовое волокно, дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров.

1000BASE-LX, IEEE 802.3z - 1 Гбит/с Ethernet технология использует лазеры с допустимой длиной излучения в пределах диапазона 1270-1355 нм, мощность излучения передатчика в пределах от 13,5 до 3 дБм, при отношении ON/OFF (есть сигнал/нет сигнала) не меньше 9 дБ. Чувствительность приемника 19 дБм, насыщение приемника 3 дБм. При использовании многомодового волокна дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров. Оптимизирована для дальних расстояний, при использовании одномодового волокна (до 40 км).

1000BASE-CX - Технология Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 25 метров), используется специальный медный кабель (Экранированная витая пара (STP)) с волновым сопротивлением 150 Ом. Заменён стандартом 1000BASE-T, и сейчас не используется.

1000BASE-LH (Long Haul) - 1 Гбит/с Ethernet технология, использует одномодовый оптический кабель, дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 километров.

Технические характеристики стандартов 1000Base-X

10 Gigabit Ethernet

Еще достаточно дорогой, но вполне востребованный, новый стандарт 10 Гигабит Ethernet включает в себя семь стандартов физической среды для LAN, MAN и WAN. В настоящее время он описывается поправкой IEEE 802.3a и должен войти в следующую ревизию стандарта IEEE 802.3.

10GBASE-CX4 - Технология 10 Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 15 метров), используется медный кабель CX4 и коннекторы InfiniBand.

10GBASE-SR - Технология 10 Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 26 или 82 метров, в зависимости от типа кабеля), используется многомодовое оптоволокно. Он также поддерживает расстояния до 300 метров с использованием нового многомодового оптоволокна (2000 МГц/км).

10GBASE-LX4 - использует уплотнение по длине волны для поддержки расстояний от 240 до 300 метров по многомодовому оптоволокну. Также поддерживает расстояния до 10 километров при использовании одномодового оптоволокна.

10GBASE-LR и 10GBASE-ER - эти стандарты поддерживают расстояния до 10 и 40 километров соответственно.

10GBASE-SW, 10GBASE-LW и 10GBASE-EW - Эти стандарты используют физический интерфейс, совместимый по скорости и формату данных с интерфейсом OC-192 / STM-64 SONET/SDH. Они подобны стандартам 10GBASE-SR, 10GBASE-LR и 10GBASE-ER соответственно, так как используют те же самые типы кабелей и расстояния передачи.

10GBASE-T, IEEE 802.3an-2006 - принят в июне 2006 года после 4 лет разработки. Использует экранированную витую пару. Расстояния - до 100 метров.

И наконец, что мы знаем про 100-Gigabit Ethernet (100-GE), еще достаточно сырую, но вполне востребованную технологию.

В апреле 2007 года, после собрания комитета IEEE 802.3 в Оттаве, исследовательской группой Higher Speed Study Group (HSSG) было принято мнение о технических подходах в формировании оптических и медных каналов 100-GE. На данное время окончательно сформирована рабочая группа 802.3ba по разработке спецификации 100-GE.

Как и в предыдущих разработках, стандарт 100-GE будет учитывать не только экономические и технические возможности его осуществления, но и их обратную совместимость с имеющимися системами. На данное время потребность в таких скоростях неоспоримо доказана ведущими компаниями. Постоянно растущие объемы персонализированного контента, в том числе при доставке видео с порталов типа YouTube и других ресурсов, применяющих технологии IPTV и HDTV. Нужно упомянуть также видео по требованию. Все это определяет потребность в 100 Gigabit Ethernet операторов и сервис-провайдеров.

Но на фоне большого выбора старых и перспективно новых технологических подходов в рамках группы Ethernet мы хотим более подробно остановиться на технологии, которая сегодня только приобретает полноценную массовость использования в связи с понижением стоимости ее компонентов. Gigabit Ethernet может полноценно обеспечить работу таких приложений, как потоковое видео, видеоконференции, передача сложных изображений предъявляющих повышенные требования к пропускной способности канал. Преимущества повышения скоростей передачи в корпоративных и домашних сетях становятся все более бесспорным, с падением цен на оборудование такого класса.

Сейчас получил максимальную популярность стандарт IEEE. Принятый в июне 1998 года, он был утвержден как IEEE 802.3z. Но поначалу в качестве среды передачи использовался только оптический кабель. С утверждением в течение последующего года дополнения стандарта 802.3ab средой передачи стала неэкранированная витая пара пятой категории.

Gigabit Ethernet является прямым потомком Ethernet и Fast Ethernet, хорошо зарекомендовавших себя за почти двадцатилетнюю историю, сохранив их надежность и перспективность использования. Наряду с предусмотренной обратной совместимостью с предыдущими решениями (кабельная структура остается неизменной) он обеспечивает теоретическую пропускную способность в 1000 Мбит/сек, что приблизительно равно 120 Мб в секунду. Стоит отметить, что такие возможности практически равны скорости 32-битной шины PCI 33 МГц. Именно поэтому гигабитные адаптеры выпускаются как для 32-битной PCI (33 и 66 МГц), так и для 64-битной шины. Наряду с таким увеличением скорости Gigabit Ethernet унаследовал все предыдущие особенности Ethernet, такие как формат кадров, технологию CSMA/CD (чувствительный к передаче множественный доступ с обнаружением коллизий), полный дуплекс и т.д. Хотя высокие скорости внесли и свои нововведения, но именно в наследовании старых стандартов состоит огромное преимущество и популярность Gigabit Ethernet. Конечно, сейчас предложены и другие решения, такие как ATM и Fibre Channel, но здесь сразу теряется главное преимущество для конечного потребителя. Переход на другую технологию ведет за собой массовую переделку и переоборудование сетей предприятия, тогда как Gigabit Ethernet позволит плавно наращивать скорость и не изменять кабельное хозяйство. Такой подход и позволил Ethernet-технологии занять доминирующее место в области сетевых технологий и завоевать более 80 процентов мирового рынка передачи информации.

Структура построения сети Ethernet с плавным переходам на более высокие скорости передачи данных.

Изначально все стандарты Ethernet разрабатывались с использованием в качестве среды передачи только оптического кабеля - так и Gigabit Ethernet получил интерфейс 1000BASE-X. Он основывается на стандарте физического уровня Fibre Channel (это технология взаимодействия рабочих станций, устройств хранения данных и периферийных узлов). Так как эта технология уже была одобрена ранее, такое заимствование сильно сократило время на разработку стандарта Gigabit Ethernet. 1000BASE-X

Нас, как и простого обывателя, больше заинтересовал 1000Base-CX в виду его работы на экранированной витой паре (STP «twinax») на короткие расстояния и 1000BASE-T для неэкранированной витой пары категории 5. Главным отличием 1000BASE-T от Fast Ethernet 100BASE-TX стало то, что используются все четыре пары (в 100BASE-TX использовались только две). Каждая пара при этом может передавать данные со скоростью 250 Мбит/сек. Стандарт обеспечивает дуплексную передачу, причем поток по каждой паре обеспечивается в двух направлениях одновременно. В связи с сильными помехами при такой передаче технически реализовать гигабитную передачу по витой паре было намного сложнее, чем в 100BASE-TX, что потребовало разработки специальной скремблированной помехоустойчивой передачи, а также интеллектуального узла распознавания и восстановления сигнала на приеме. В качестве метода кодирования в стандарте 1000BASE-T было использовано 5-уровневое импульсно-амплитудное кодирование PAM-5.

Критерии по выбору кабеля тоже стали более жесткими. Для уменьшения наводок, однонаправленной передачи, возвратных потерь, задержек и фазового сдвига, была принята к использованию категория 5e для неэкранированной витой пары.

Обжим кабеля для 1000BASE-T производится по одной из следующих схем:

Прямой (straight-through) кабель.

Перекрестный (crossover) кабель.

Схемы обжима кабеля для 1000BASE-T

Нововведения коснулись и уровня MAC-стандарта 1000BASE-T. В Ethernet-сетях максимальное расстояние между станциями (коллизионный домен) определяется исходя из минимального размера кадра (в стандарте Ethernet IEEE 802.3 он равнялся 64 байтам). Максимальная длина сегмента должна быть такой, чтобы передающая станция могла обнаружить коллизию до окончания передачи кадра (сигнал должен успеть пройти в другой конец сегмента и вернуться обратно). Соответственно, при увеличении скорости передачи нужно либо увеличивать размер кадра, тем самым увеличивая минимальное время на передачу кадра, либо уменьшать диаметр коллизионного домена.

При переходе к Fast Ethernet воспользовались вторым вариантом и сократили диаметр сегмента. В Gigabit Ethernet это было неприемлемо. Ведь в этом случае стандарт, наследовавший такие составляющие Fast Ethernet, как минимальный размер кадра, CSMA/CD и время обнаружения коллизии (time slot), сможет работать в коллизионных доменах диаметром не более 20 метров. Поэтому было предложено увеличить время на передачу минимального кадра. Учитывая, что для совместимости с предыдущими Ethernet минимальный размер кадра был оставлен прежним - 64 байта, а к кадру добавилось дополнительное поле carrier extension (расширение носителя), которое дополняет кадр до 512 байт, но поле не добавляется в случае, когда размер кадра больше 512 байт. Таким образом, результирующий минимальный размер кадра получился равным 512 байтам, время на обнаружение коллизии возросло, и диаметр сегмента увеличился до тех же 200 метров (в случае 1000BASE-T). Символы в поле carrier extension не несут смысловой нагрузки, контрольная сумма для них не вычисляется. При приеме кадра это поле отбрасывается еще на уровне MAC, поэтому вышележащие уровни продолжают работать с минимальными кадрами длиной 64 байта.

Но и тут возникли подводные камни. Хоть расширение носителя и позволило сохранить совместимость с предыдущими стандартами, оно привело к неоправданной трате полосы пропускания. Потери могут достигать 448 байт (512-64) на кадр в случае коротких кадров. Поэтому стандарт 1000BASE-T был модернизирован - ввели понятие Packet Bursting (пакетная перегруженность). Она позволяет намного эффектней использовать поле расширения. А работает это следующим образом: если у адаптера или коммутатора есть несколько небольших кадров, требующих отправки, то первый из них отправляется стандартным образом, с добавлением поля расширения до 512 байт. А все последующие отправляются в оригинальном виде (без поля расширения), с минимальным интервалом между ними в 96 бит. И, что самое главное, этот межкадровый интервал заполняется символами расширения носителя. Это происходит до тех пор, пока суммарный размер отправляемых кадров не достигнет предела 1518 байт. Таким образом, среда не замолкает на всем протяжении передачи малых кадров, поэтому коллизия может возникнуть только на первом этапе, при передаче первого правильного малого кадра с полем расширения носителя (размером 512 байт). Этот механизм позволяет существенно повысить производительность сети, особенно при больших нагрузках, за счет уменьшения вероятности возникновения коллизий.

Но и этого оказалось мало. Сначала Gigabit Ethernet поддерживал только стандартные размеры кадров Ethernet - от минимального 64 (дополняемых до 512) до максимального 1518 байт. Из них 18 байт занимает стандартный служебный заголовок, а для данных остается от 46 до 1500 байт соответственно. Но даже пакет данных размером 1500 байт слишком мал в случае гигабитной сети. Особенно для серверов, передающих большие объемы данных. Давайте немного посчитаем. Для передачи файла размером 1 гигабайт по незагруженной Fast Ethernet сети, сервер обрабатывает 8200 пакетов/сек и затрачивает на это минимум 11 секунд. В этом случае только на обработку прерываний у компьютера мощностью 200 MIPS уйдет около 10 процентов времени. Ведь центральный процессор должен обработать (посчитать контрольную сумму, передать данные в память) каждый пришедший пакет.

Характеристики передачи сетей Ethernet.

В гигабитных сетях ситуация еще печальней - нагрузка на процессор возрастает примерно на порядок из-за сокращения временного интервала между кадрами и соответственно запросами на прерывания к процессору. Из таблицы 1 видно, что даже в наилучших условиях (использование кадров максимального размера) кадры отстоят друг от друга на временной интервал, не превышающий 12 мкс. В случае использования кадров меньшего размера этот временной интервал только уменьшается. Поэтому в гигабитных сетях узким местом, как ни странно, стал именно этап обработки кадров процессором. Поэтому на заре становления Gigabit Ethernet фактические скорости передачи были далеки от теоретического максимума - процессоры просто не справлялись с нагрузкой.

Очевидным выходом из сложившейся ситуации является следующее:

увеличение временного интервала между кадрами;

перекладывание части нагрузки обработки кадров с центрального процессора на сам сетевой адаптер.

В настоящее время реализованы оба метода. В 1999 году было предложено увеличить размер пакета. Такие пакеты получили название гига-кадры (Jumbo Frames), и их размер мог быть от 1518 до 9018 байт (в настоящее время оборудование от некоторых производителей поддерживает и большие размеры гига-кадров). Jumbo Frames позволили уменьшить нагрузку на центральный процессор до 6 раз (пропорционально своему размеру) и, таким образом, значительно повысить производительность. Например, максимальный пакет Jumbo Frame в 9018 байт, кроме 18-байтового заголовка, содержит 9000 байт под данные, что соответствует шести стандартным максимальным кадрам Ethernet. Выигрыш в производительности достигается не из-за избавления от нескольких служебных заголовков (трафик от их передачи не превышает нескольких процентов общей пропускной способности), а за счет уменьшения времени на обработку такого кадра. Точнее, время на обработку кадра осталось прежним, но вместо нескольких небольших кадров, каждый из которых потребовал бы для себя N тактов процессора и одно прерывание, мы обрабатываем только один, больший кадр.

Довольно быстро развивающийся мир скорости обработки информации предоставляет все более быстрые и недорогие решения по использованию специальных аппаратных средств, для снятия части нагрузки по обработке трафика с центрального процессора. Используется и технология буферизации, обеспечивающая прерывание процессора для обработки нескольких кадров сразу. На данное время технология Gigabit Ethernet становится все более доступной для использования в домашних условиях, что напрямую заинтересует простого пользователя. Более быстрый доступ к домашним ресурсам обеспечит качественный просмотр видео большого разрешения, займет меньше времени для перераспределения информации и, наконец, позволит вживую кодировать видеопотоки на сетевые диски.

При подготовке статьи использовались метериалы ресурсов http://www.ixbt.com/ и http://www.wikipedia.org/ .

Статья прочитана 14104 раз(а)

Я не очень торопился перевести свою домашнюю сеть со скорости 100 Мбит/с на 1 Гбит/с, что для меня довольно странно, поскольку я передаю по сети большое количество файлов. Однако когда я трачу деньги на апгрейд компьютера или инфраструктуры, я считаю, что должен сразу же получить прирост производительности в приложениях и играх, которые я запускаю. Многие пользователи любят потешить себя новой видеокартой, центральным процессором и каким-нибудь гаджетом. Однако по каким-то причинам сетевое оборудование не привлекает такого энтузиазма. Действительно, сложно вложить заработанные деньги в сетевую инфраструктуру вместо очередного технологического подарка на день рождения.

Однако требования по пропускной способности у меня очень высоки, и в один момент я понял, что инфраструктуры на 100 Мбит/с уже не хватает. У всех моих домашних компьютеров уже установлены интегрированные адаптеры на 1 Гбит/с (на материнских платах), поэтому я решил взять прайс-лист ближайшей компьютерной фирмы и посмотреть, что мне потребуется для перевода всей сетевой инфраструктуры на 1 Гбит/с.

Нет, домашняя гигабитная сеть вовсе не такая сложная.

Я купил и установил всё оборудование. Я помню, что раньше на копирование большого файла по 100-Мбит/с сети уходило около полутора минут. После апгрейда на 1 Гбит/с тот же файл стал копироваться за 40 секунд. Прирост производительности приятно порадовал, но всё же я не получил десятикратного превосходства, которое можно было ожидать из сравнения пропускной способности 100 Мбит/с и 1 Гбит/с старой и новой сетей.

В чём причина?

Для гигабитной сети все её части должны поддерживать 1 Гбит/с. Например, если у вас установлены гигабитные сетевые карты и соответствующие кабели, но концентратор/коммутатор поддерживает всего 100 Мбит/с, то и вся сеть будет работать на 100 Мбит/с.

Первое требование - сетевой контроллер. Лучше всего, если каждый компьютер в сети будет оснащён гигабитным сетевым адаптером (отдельным или интегрированным на материнскую плату). Это требование удовлетворить проще всего, поскольку большинство производителей материнских плат пару последних лет интегрируют гигабитные сетевые контроллеры.

Второе требование - сетевая карта тоже должна поддерживать 1 Гбит/с. Есть распространённое заблуждение, что для гигабитных сетей требуется кабель категории 5e, но на самом деле даже старый кабель Cat 5 поддерживает 1 Гбит/с. Впрочем, кабели Cat 5e обладают лучшими характеристиками, поэтому они будут более оптимальным решением для гигабитных сетей, особенно если длина у кабелей будет приличная. Впрочем, кабели Cat 5e сегодня всё равно самые дешёвые, поскольку старый стандарт Cat 5 уже устарел. Новые и более дорогие кабели Cat 6 обладают ещё лучшими характеристиками для гигабитных сетей. Мы сравним производительность кабелей Cat 5e против Cat 6 чуть позже в нашей статье.

Третий и, наверное, самый дорогой компонент в гигабитной сети - это концентратор/коммутатор с поддержкой 1 Гбит/с. Конечно, лучше использовать коммутатор (возможно, в паре с маршрутизатором), поскольку концентратор или хаб - не самое интеллектуальное устройство, просто транслирующее все сетевые данные по всем доступным портам, что приводит к появлению большого числа коллизий и замедляет производительность сети. Если вам нужна высокая производительность, то без гигабитного коммутатора не обойтись, поскольку он перенаправляет сетевые данные только на нужный порт, что эффективно увеличивает скорость работы сети по с равнению с концентратором. Маршрутизатор обычно содержит встроенный коммутатор (с несколькими портами LAN), а также позволяет подключать вашу домашнюю сеть к Интернету. Большинство домашних пользователей понимают преимущества маршрутизатора, поэтому гигабитный маршрутизатор - вариант вполне привлекательный.

Витой пары до десяти гигабит

Что нужно учитывать при выборе медных кабельных решений для приложений desyatigigabitnyh?

IEEE 802.3an (10GBASE-T), то передача данных через сбалансированный медный кабель со скоростью 10 Гбит / с, летом 2006 года. Примерно год до начала этого стандарта иностранные специалисты имеют интенсивные дискуссии о двух конкурирующих кабельных решений. Спор не имеет уменьшились. Неэкранированный кабель на основе U / UTP (ранее UTP) против использования экранированных кабелей F / UTP (ранее: FTP), U / FTP (ранее СТП) или S / FTP (ранее S-STP). Каждый из этих вариантов имеет свои преимущества и недостатки.

Тенденции в потреблении каждого типа кабеля зависит от предпочтений местных рынках. Кроме того, в Соединенных Штатах, Канаде, Великобритании и некоторых других Английский-язычных стран, традиционно доминировали неэкранированная решения, из которых около 95%. Диаметрально противоположное положение на европейском континенте. В немецко-говорящих странах (Германия, Австрия, Швейцария) характеризуется проверку решений, доля тех же 90-95%. И политические лидеры на основе кабеля типа U / FTP и S / FTP высших категорий. Во Франции, в соотношении 60/40 в пользу экранированных решений.

Говоря об Украине, которая в настоящее время экранированные решения для примерно 30% рынка. Это решение основывается главным образом на кабель F / UTP категории 5e. Был увеличению доли проверку решений, в том числе ростом спроса на экранированные кабели на основе категории 7 По состоянию на конец 2006 года доля Категория 7 кабель в Украине составило менее 1%. А в первой половине 2007 года она выросла до 1,5-2%. Исходя из этих значений, можно прогнозировать дальнейшее увеличение спроса на высококачественные решения защищены.

Рост интереса к ним в основном объясняется тем фактом, что, наконец, приложение (10GBASE-T), имеет возможность воспользоваться всеми преимуществами высоких классов.

Технические характеристики популярных сетевых приложений

Описание

Скорость передачи данных 100 Мбит / с 1000 Мбит / с 10 Гбит / с
Кабельные системы 5/Klass Категория D Категория D 5e/Klass лучше или Категория 6 / класса E и выше
Максимальная длина канала 100 м 100 м 100 м
Модуляция RAM-памяти 3-5-RAM-16
Требуемое число пар кабеля 2 4 4
Частотная модуляция 125 Mbod 125 Mbod 800 Mbod
Основными источниками помех NEXT FEXT, Эхо Чужеродные Перекрестные (ANEXT, AFEXT)
Метод кодирования MLT-3-8-государственного 4D шпалера, эхо из Томлинсон-Harashima precoding (ТНР) + LDPC DSQ128

Если мы анализируем предложения от отечественных и зарубежных производителей СКС, то выясняется, что в Украине Есть только 3-4 desyatigigabitnyh решения, и все они защищены. Неэкранированная предложения для сетей 10GBASE-T в данный момент, но они, вероятно, некоторое время спустя.

10GBASE-T в деталях

Десять-гигабитные технологии, аналогичные 1000Base-T (Gigabit Ethernet), то двунаправленную передачу всех четырех пар одновременно. Совершенно очевидно, что для достижения требуемой высокой пропускной способностью. Кроме того, сложный метод линейной модуляции сигнала на RAM-16 и тип кодирования сигнала.

10GBASE-T стандарт устанавливает требования к средствам массовой информации на уровне канала (каналов). США, международные и европейские стандарты, требования к компонентам и кабельные системы в целом, сегодня находятся в стадии проекта, а некоторые из них уже были опубликованы. Окончательный ввод в эксплуатацию обновленного стандартов СКС в 2008 году.

Кабели категории 5e (класс D) для 10GBASE-T. Неэкранированная кабелей категории 6 (класс Е), то 10GBASE-T только в том случае, если длина кабеля пути не более 55 М. Следует, однако, с тем чтобы обеспечить соблюдение требований о AX в расширенном диапазоне частот до 500 МГц. То же самое относится и экранированной системы класса Е, но система остается в длину до 100 м.

Полное соответствие требованиям 10GBASE-T, новый класс Е.В. (на основе категории 6A), а также более высокий класс - класс F (категория 7) и нового класса FA (7 класс). Буква "А" означает "увеличить" (продлен, расширен).

Но самой большой проблемой в осуществлении этой 10GBASE-T имеют mezhkabelnye переходных разломов (Чужеродные Перекрестные - AHT). Эта цифра показывает объем navodok между двумя соседними линиями.

Благодаря технологии цифровой обработки сигналов, радио-помехи, вполне возможно, что подавление переходных беспорядков в ближайшем конце (NEXT) или коллегиального временные перебои в конце (EL-FEXT), а также уменьшения затухания (RL). Но mezhkabelnye AHT временного расстройства являются случайными в природе и их последствия не могут быть исключены при обработке сигналов. Как известно, кабели уложены балки. Это можно осуществить 10GBASE-T канал длиной 100 м, необходимо устранить вмешательство соседних AHT кабель - ANEXT и AFEXT.

Mezhkabelnye хирургии видна при передаче desyatigigabitnoy

Максимальная передача мощности (формула Шеннона)

Один из основоположников теории информации и кибернетики Elvud Клод Шеннон (1916-2001) в 1948 году оказалась ставка на способность связи (позднее Шеннона теорема). Важная вещь заключается в том, что каждый рабочий канал шума состоит в том, чтобы ограничить скорость передачи информации (максимальной мощности). Если преступление является неизбежным, ошибки в решении сигнала. Но с точки можно просто иметь соответствующую информацию кодируется угодно малой вероятностью ошибки на шум канала.

Максимальная способность канала может быть рассчитан по формуле:

C = B * log2 (1 + (S / N)),

где:
Р - способность канала (бит / сек);
W - Полоса пропускания (Гц);
S - мощность сигнала на выходе канала (дБ);
N - количество шума по каналу (дБ);
S / N - сигнал / шум.

Максимальная способность канала включает в себя два фактора - с пропускной способностью, а соотношение сигнал и агрегатов различных видов шумов (шумы, затухание, PS NEXT, PS FEXT, PS ANEXT и т.д.). При ставке Шеннона, это возможно, максимальной вместимостью кабель-канал систем различных видов. Самый большой потенциал полностью экранированных кабельных каналов с учетом характера в S / FTP категории 7 Оплата за кабель типа F / UTP категории 6A-то хуже. Неэкранированная кабельная система на основе категории 6A U / UTP имеет среднее и играет система S / FTP почти в 2 раза. Решения компоненты категории 6 U / UTP на границе. Таким образом, экранировки может быть наиболее продуктивными.

Как mezhkabelnye Болезни

Таким образом, основной проблемой в развивающихся desyatigigabitnyh до решения mezhkabelnye временный сбой. Ее существование является известной в течение долгого времени достаточно. Но до недавнего времени они не были в связи с процессом производства компонентов РАН, либо в местах испытаний готовых сценариев.

А изменения в ситуации с двумя факторами. Первый - увеличение до 500 МГц, второй - применение линейной модуляции сигнала на RAM-16. Если пять-сигнал модуляции PAM-5, который используется в 1000Base-T, между сигналом на выходе передатчика составляет 0,5 V, то shestnadtsatiurovnevoy системы PAM-16 эта разница была только 0.13 V. Расстояние между смежными сигнал на RAM-16, принимая во внимание фактическое достигает величины затухания является очень низким - 0001 В. Кроме того, слабый шум приводит к значительному сокращению качество связи. Таким образом, вероятность того, что ошибки в решении сигнала значительно выше. Отсюда вытекает необходимость шума от соседних кабелей, которые являются наиболее важными. Для контроля за использованием новых вариантов тестирования. Они образуют группу характеристики, как иностранец. По аналогии с традиционным параметры контроля vnutrikabelnyh переходных помех (NEXT, PS NEXT, FEXT, ACR, PS ACR, ELFEXT, PS ELFEXT) аналогичных измерений, связанных с соседними парами кабелей. Новые параметры были следующие имена - ANEXT, PS ANEXT, AFEXT, AACR-N, N-PS AACR, AACR-F, PS AACR-F. Следует отметить, что с введением дополнительных функций в обновленных версиях стандартов поможет выявить имена некоторых показателей vnutrikabelnyh navodok. Прежде всего, это коснется ACR. Утонченная имя этого параметра N ACR (Затухание на Перекрестные соотношение ближе к концу). А ELFEXT вместо F-ACR (Затухание на Перекрестные Соотношение в конце), которые, как правило, логично.

Тип кабелей для поддержки 10GBASE-T

Категория / класс кабель канал Длина, м-стандарты для кабелей
Категория 6/Klass T
неэкранированная решение 55 ISO / IEC TR-24750, TIA / EIA TSB-155
Категория 6/Klass E
Экранированный Решение 100 ISO / IEC TR-24750, TIA / EIA TSB-155
Категория 6A/Klass Е.А. 100 ISO / IEC 11801 (red.2.1), TIA / EIA 568-B.2-1D
Класс F 100 ISO / IEC TR-24750
FA-100 класса ISO / IEC 11801 (red.2.1)

Давайте вернемся к нашему анализу. Имеющиеся результаты тестирования различных ХУНАК свидетельствуют о том, что экранированных кабельных систем на основе кабеля категории 6A и 7-типа U / FTP и S / FTP на такие параметры, как PS ANEXT модель испытания около 6-L-(6-провод вокруг а) иметь запас 20 дБ и более. В то же время, неэкранированная Категория 6A решение, по крайней мере, стремится к нулю. Аналогичная ситуация по остальным параметрам для данного типа иностранца.

В самом деле, можно сказать, что уровень безопасности и системы хранения данных настолько велик, что она не является необходимой для mezhkabelnyh временный сбой. Это не относится к неэкранированная системы. Для таких решений Чужеродные контроля параметров является необходимым условием.

Диаметр кабеля для 10-гигабитных --

В самом деле, Есть три пути к временному нарушению AX - использование экранированных кабелей, пространственно разделенных сотрудничестве с кабелями и улучшения баланса кабель.

Разработчики U / Категория 6A UTP кабели для решения этой проблемы в увеличении расстояния между двумя соседними линиями в перспективе. Это достигается путем изменения характеристик большого кабеля. Кроме того, каждый производитель использует свою собственную марку кабеля строительства, и все эти структуры могут быть по меньшей мере шесть человек. Это - увеличение толщины оболочки кабеля (могавков, Hitachi Кабель Манчестере, Бренд-Rex), с пластиковыми пара специально сепаратор (ADC KRONE), Введение в дизайн пластикового наполнителя проволоки круглого (Siemon, Nexans). Другие представляют собой сочетание указанных выше проектных решений (Belden, Systimax, Panduit).

Поскольку диаметр первая версия оболочки U / UTP категории 6A выше, чем в большинстве на общий внешний вид своей S / FTP (диаметр кабеля U / UTP около 9 мм, кабель S / FTP - 8, 4 мм и диаметр кабеля F / UTP - 6 7 мм).

Производители используют различные проекты по уменьшению последствий mezhkabelnyh navodok системы неэкранированная

Это негативно категорию 6A неэкранированная кабели, экранированные кабели и, следовательно, "плюс". В кабельный канал может быть экранированные кабели проложить более неэкранированная. Например, когда в районе заполнено 40% кабеля в кабельных каналов с размерами 100x50 мм может в 56-Кабель F / UTP, 36-кабель S / FTP кабель, и 31 ед / UTP. Это последний призыв больше места для размещения дополнительных инвестиций в сборке оборудования.

В настоящее время ситуация меняется - производители неэкранированная кабели улучшить свои изделия и сократить внешний U / UTP кабель. Анализ технических описаний U / UTP кабель 8 показывает, что производители в настоящее время, средний наружный диаметр кабеля U / UTP категории 6A составляет 8,3 мм. Тем не менее, самые низкие ставки - всего 7.0 мм, а крупным - 8,9 мм, т.е., разница велика. Проект стандарта TIA/EIA-568-B.2-10 США, которые будут определять требования для компонентов СКС на категорию 6A, планируется на максимальный внешний диаметр 9,0 мм кабель.

Размеры в U / UTP кабель может быть уменьшен путем сбалансированного пары, которая может быть достигнута за счет сокращения меры skrutki. Но положительным откликом кажется предел возможного. Шаг skrutki пар в кабель U / UTP категории 6A настолько мала, что дальнейшее сокращение представляется весьма сомнительной. Возможно заключение эпоху неэкранированная систем, в которых ряд кабельное оборудование категории 6A будет последним.

Пути улучшения экранированные решения далеко не исчерпаны. Наряду с активной продажей продукции категорий 7 и 8, на краю рабочей группы категорий стандартизации кабель 9 с пропускной способностью 2,4 ГГц.

Электромагнитная совместимость

Проблема электромагнитной совместимости (ЭМС), которая до недавнего времени не всегда уделяется достаточно внимания. Но с появлением большого числа различных современного цифрового оборудования для автоматизации различных процессов в предприятиях и отделениях, а также необходимость повышения надежности решающее значение для предприятия PBX систем, ситуация изменилась.

В Европе, в особенности в EMC всегда была под интенсивным наблюдением. Это одна из причин для экранированных систем.

В директиве Европейского союза 89/336/EES, определение совместимости. Все известные марки "Е" на упаковке различных электронных устройств. Наличие в "Е" рассказывает нам о том, что устройства, такие как мобильные телефоны, принтеры, ноутбук, телевизор и т.д., сертификация в специализированной лаборатории и соответствует требованиям директивы.

В области кабельных систем началась сравнительно новая опция Сцепные Затухание (поглощения излучения). Она позволяет оценить ЭМС симметричный кабель и относительно безопасности от внешних электромагнитных помех, а также суммы радиации в неправильном кабеля среды. Сцепные Затухание измеряется в децибелах. Значение этого параметра должно быть больше, чем в два раза выше по типу кабеля S / FTP, как U / UTP.

Амортизирующее муфта состоит в том, чтобы рассмотреть новый вариант европейского стандарта EN 50174-2 "Информационная технология установки кабели - Часть 2: Конструкция и методы монтажа внутри зданий." Практическое применение для расчета минимального расстояния между властью и коммуникационных кабелей, принимая во внимание характер кабельные каналы.

Для не-канал или канал с неметаллическими стены рекомендовал разнообразие шнур (230V, 20A) и кабель S / FTP разрешено, 0 мм. Это означает, что кабель может использоваться вместе в течение всей длине пути информацию. Когда U / UTP кабель требовать этого разнообразия на расстоянии не менее 30 мм.

Проверка системы

Следует отметить, что разработка системы должны быть надлежащим образом экранированный кабель для экранирования и надежного заземления телекоммуникационных систем. Иначе, эффект может быть обращен вспять - в EMC экранированные решения могут быть даже хуже, чем их аналоговой неэкранированная.

Это было до недавнего времени распространен миф о сложности осуществления этой заповедной зоны. И сразу последователей неэкранированная решений в определенной степени, были правы. Новости В настоящее время это возможно, простой пример для постепенной установки экранированный канала. Со стороны телекоммуникационных экранированных модульных гнезда для подключения кабеля. Металлические случае, дополнительные контакты с экрана кабеля. В коммутационной панели электрических соединителей и металлических частей тела. При заземлении проводник диаметром 6AWG клавиатура для руководства сборка конструкций (стойки или шкафа). В свою очередь, монтаж конструктивный основывается на Телекоммуникациям Заземление Автобус (TGB), в заземляющий проводник диаметром 6AWG. То же шина заземления могут быть использованы для наземного другого телекоммуникационного оборудования, в той же конструкции в сборе или телекоммуникационной комнаты.

Согласно американскому стандарту ANSI J-STD-607-коммерческое здание заземление (Заземление) и склеивания Требования по телекоммуникациям ", TGB - это точка подключения, используемая для заземления телекоммуникационных систем и оборудования в области, обслуживаемой телекоммуникационной комнатой или аппаратной" .

Все металлические части и оборудование (монтажный конструктив, металлические лотки и т.п.) должны быть также заземлены. То есть при использовании дополнительного металлического оборудования система заземления должна присутствовать в любом случае, вне зависимости от того, какого типа система должна устанавливаться.

Монтаж системы

Вторым мифом является то, что экранированные системы более сложные и более трудоемкие в процессе монтажа. Действительно, в отличие от неэкранированных кабелей, требуется обеспечить дополнительный контакт экрана кабеля с модульным разъемом и выполнить другие операции, связанные с заземлением и экранированием. Но для последних разработок компаний Siemon, Tyco Electronics и некоторых других время терминирования кабеля в экранированный модульный разъем составляет всего 1-1,5 минуты. Данный показатель не уступает неэкранированным решениям. Также упростился процесс заземления коммутационных панелей в монтажном конструктиве.

Для контроля межкабельных помех вводятся дополнительные параметры тестирования Чужеродные Перекрестные

Сторонникам неэкранированных решений категории 6 и 6А приходится следовать новым рекомендациям для ослабления влияния межкабельных помех АХТ. В частности, кабели следует располагать свободно и не параллельно, а заполнение кабельных каналов не должно превышать 40%.

Поэтому при использовании кабелей U / UTP категорий 6 и 6А особое внимание следует уделить проектированию кабельной системы, чтобы минимизировать помехи Чужеродные Перекрестные.

Традиционная практика фиксации кабелей стяжками в случае U / UTP кабелей должна быть по возможности исключена. По меньшей мере, не может осуществляться укладка кабельных линий в пучки на расстоянии 15 метров со стороны телекоммуникационной розетки и коммутационной панели. В определенных ситуациях выполнить это достаточно сложно. Например, при прокладке в вертикальных каналах фиксация кабелей снижает чрезмерные растягивающие нагрузки.

В случае же использования прокладки пучком не рекомендуется совместная укладка более 24 кабелей, так как это может ухудшить параметры системы и затруднить процедуру тестирования.

Также с целью снижения уровня Чужеродные Перекрестные помехи в процессе монтажа следует особо внимательно и качественно устанавливать модульные разъемы, упорядочивать расположение коммутационных шнуров (особенно со стороны коммутационной панели), так как в большинстве случаев помехи Чужеродные Перекрестные сильнее всего проявляют себя на первых 20 метрах от точки оконцовки кабелей.

В целом, сравнивая экранированные (F / UTR U / FTP и S / FTP) и неэкранированные (U / UTP) решения для 10GBASE-T по трудоемкости и сложности монтажа, можно прийти к заключению, что обе разновидности систем оказываются примерно на одном уровне.

Сертификация СКС в полевых условиях

Одним из важных вопросов по внедрению СКС является процедура тестирования в полевых условиях.
Для проведения полевых измерений требуется прибор с уровнем точности измерений IIIe. На рынке уже представлены модели полевых тестеров, способных выполнять такое тестирование на соответствие требованиям 10GBASE-T. Это Fluke DTX-1800 компании Flukenetworks, Wirescope Pro компании Agilent Technologies, Lantek 6A и компании Lantek 7G Идеальный промышленности. При этом производители приборов заявляют более высокий уровень точности IV

Согласно проекту стандарта TIA/EIA-568-B.2-10 тестирование должно проходить в две фазы (похожие рекомендации будут содержаться и в аналогичном международном стандарте). На первой фазе проводится тестирование внутриканальных параметров в частотном диапазоне до 500 МГц. На данном этапе должны оцениваться характеристики 100% каналов.

Экранированные кабели обладают существенной стойкостью к воздействию межкабельных помех

Вторая фаза заключается в оценке параметров Чужеродные Перекрестные. Тестирование параметров АХТ осуществляется выборочным методом. Необходимо выбрать самый длинный канал, а также короткие каналы, расстояние между оконечными разъемами у которых наименьшее. Если эти тракты проходят тест, то принимается, что и все другие каналы также будут его проходить. Рекомендуется проводить такие оценки для каждого из пучков.

При таком новом подходе к тестированию необходимо иметь полную информацию о топологии сети, месторасположении концов кабелей или размещении кабелей в определенных кабельных каналах. Также нужно знать, как проходят кабели в отдельно взятых пучках. Это возможно потребует дополнительной системы маркировки пучков и их учет в базе данных.

В целом, данные рекомендации призваны сократить время на тестирование. Ведь если бы проводилось тестирование межкабельных помех для каналов 100%, то на это ушло бы так много времени, что фактически можно было бы считать процедуру тестирования параметров Чужеродные Перекрестные невыполнимой.

Но все же в большей степени контроль межкабельных помех необходим для неэкранированных решений. Экранированные системы, а тем более категории на базе кабелей 7 S / FTP практически невосприимчивы к внешним электромагнитным помехам и в том числе к Чужеродные Перекрестные. Поэтому для них, возможно, достаточным было бы выполнения фазы 1 из набора рекомендаций проекта стандарта (то есть 100% тестирование внутриканальных помех в диапазоне до 500 МГц с дополнительным тестированием наличия соединения экрана). Однако это пока что только планы, предложения и предположения. Окончательные требования к тестированию станут известными только после публикации соответствующих стандартов. Также в вопросе тестирования экранированной системы следует обращать внимание на рекомендации производителей.

Затухание излучение (МЭК 61156-5:2002)

Тип Сцепные Затухание Частотный диапазон, МГц Сцепные Затухание, дБ
Тип I кабель S / FTP SF / UTP 30-100 ? 85,0
? 100 ? 85,0-20xlog10 (1 / 100)
Тип II кабель F / UTP 30-100 ? 55,0
? 100 ? 55,0-20xlog10 (1 / 100)
Тип III кабель U / UTP 30-100 ? 40,0
? 100 ? 40,0-20xlog10 (1 / 100)

Для полного сопоставления разновидностей кабельных решений необходимо провести анализ стоимости той или иной системы. Но, к сожалению, в Украине пока отсутствует неэкранированное решение категории 6А. А использовать данные, полученные из западных источников не совсем корректно. Ведь помимо стоимости кабельной системы, необходимо принимать в расчет затраты на работы по ее монтажу, стоимость тестирования, учитывать расходы на оборудование, которое может дополнительно понадобиться для установки системы (так называемые скрытые расходы). Также нужно учесть жизненный цикл системы и другие возможные нюансы. В Украине значения этих показателей могут отличаться, причем отличаться существенно.

В дополнение к стоимостному анализу, сопоставлению технических особенностей кабельных систем и их практической реализации могут появиться и другие признаки, по которым можно сравнивать два основных типа решений.

Вместе с тем можно прийти к общему итогу, что если ранее, во времена систем класса D экран кабеля в большей степени обеспечивал защиту от внешних электромагнитных наводок, то сейчас его решающее назначение в подавлении переходных межкабельных помех. Конечно, существуют определенные сложности монтажа экранированных систем и их заземления, но они в настоящее время сведены к минимуму. В то же время, с появлением принципиально новых конструкций кабелей U / UTP, могут появиться определенные трудности, связанные с особенностями монтажа и проектирования, а также с процедурой тестирования кабельных трактов.