Полностью управляемые стекируемые коммутаторы NETGEAR серии M4300. Серия стекируемых управляемых смарт-коммутаторов ProSAFE S3300

Раньше только крупные предприятия с их финансовыми бюджетами могли позволить себе пользоваться преимуществами 10-гигабитных решений для коммутации, теперь же и организации небольшого и среднего размера могут приобрести недорогие коммутаторы 10 Гбит/с Ethernet для создания высокоскоростных сетей.

Компания NETGEAR - первый поставщик сетевых систем, который предоставляет решения для коммутации на медных кабелях 10 Гбит/с (10GBASET), в число которых входят коммутаторы с веб-интерфейсом, смарт-коммутаторы и полностью управляемые коммутаторы.

Коммутаторы с веб-интерфейсом, смарт-коммутаторы и полностью управляемые коммутаторы для медных соединений 10 Гбит/с Ethernet

Эффективное использование существующих кабелей категории 5e и выше

Может использоваться для агрегирования рабочих групп, в качестве сетевой магистрали, для подключения стойки (top of rack)

Экономически эффективная поддержка виртуализированных сред

8-портовый коммутатор для медных соединений Ethernet 10 Гбит/с предлагается по цене от 800 долл. США (из-за региональных отличий реальные розничные цены следует узнавать у местного авторизованного реселлера NETGEAR).

Новый уровень производительности и расширенный выбор вариантов развертывания

К настоящему времени в 10-гигабитных соединениях часто используют дорогостоящую технологию на основе волоконно-оптических соединений для высокоскоростного доступа к магистральной сети, а также к виртуализированным серверам, системам хранения данных и средам ЦОД. В последние годы росло внедрение более доступных по цене решений на основе медных соединений 10GBASE-T, но сегодня наблюдается еще более быстрый рост благодаря сокращению недостатков медных соединений (задержка и энергопотребление) по сравнению с волоконно-оптическими соединениями. Например, прогресс NETGEAR в области разработки аппаратного и программного обеспечения позволил добиться сравнимого энергопотребления коммутаторов серии M7100 и коммутаторов серии M7300 (XSM7224S) с волоконно-оптическими соединениями на скорости 10 Гбит/с.

На выбор доступны семь коммутаторов 10GBASE-T:

8-портовый 10-гигабитный коммутатор ProSAFE ® (Plus) (XS708Ev2) с веб-интерфейсом для небольших организаций

16-портовый 10-гигабитный коммутатор ProSAFE ® (Plus) (XS716E) с веб-интерфейсом для небольших организаций

8-портовый 10-гигабитный смарт-коммутатор ProSAFE ® (XS708T) для небольших организаций

12-портовый 10-гигабитный смарт-коммутатор ProSAFE ® (XS712T) для организаций небольшого и среднего размера с размещением в центре сети или на уровне доступа

16-портовый 10-гигабитный управляемый смарт-коммутатор ProSAFE ® (XS716T) для организаций небольшого и среднего размера с размещением в центре или на уровне доступа

28-портовый 10-гигабитный смарт-коммутатор ProSAFE ® (XS728T) для организаций небольшого и среднего размера

48-портовый 10-гигабитный смарт-коммутатор ProSAFE ® (XS748T) для организаций небольшого и среднего размера с размещением в центре сети

24-портовый 10-гигабитный управляемый коммутатор для медных соединений ProSAFE ® серии M7100 (XSM7224), предназначенный для сетей предприятий и комплексов зданий с поддержкой до 500 сотрудников

Расширение высокоскоростных сетей

10GbE больше не является платформой, доступной только крупным организациям. Поставщики серверного оборудования и систем хранения все чаще используют медные сетевые платы 10GbE, благодаря чему развертывание подключений 10GbE теперь доступно организациям любого размера. Надежное, экономичное и простое в управлении подключение 10GbE стало доступно и вне центра сети благодаря проверенным коммутаторам семейства ProSAFE. Что касается цены, медные соединения 10GbE отличаются чрезвычайной экономичностью: их стоимость становится сравнима со стоимостью гигабитных решений в пересчете на каждый Гбит/с.

Эффективное использование вложений в существующую инфраструктуру медных кабелей

Обратная совместимость с сетями 100 Мбит/с и 1 Гбит/с, в которых используются кабели категории Cat 5e, позволяет экономически эффективно и просто модернизировать инфраструктуру до 10-гигабитной сети Ethernet. В нужное время просто перейдите на кабели категории Cat 6a и выше, чтобы эффективно использовать соединения 10GbE. В сетях, в которых используются кабели на основе медной витой пары Cat 6, можно также использовать преимущества медных соединений 10GbE, но на более коротких расстояниях (до 45 м). Заказчики, у которых уже есть сетевая инфраструктура с кабелями категории Cat 6a или Cat 7, получат преимущества медной проводки более высокого класса, чем Cat 5e. Такие сети могут соответствовать более высоким требованиям к пропускной способности, чтобы обеспечивать поддержку медных линий 10GbE длиной до 100 м с использованием разъемов RJ45.

Расширенная поддержка конвергентных сред

Растет проблема «узких мест» производительности сети. Рост потребности в пропускной способности для поддержки интенсивно используемых современных приложений вместе с увеличенным потреблением данных, виртуализацией серверов и систем хранения данных стимулирует внедрение 10-гигабитных решений. Один только рост объема видео и мобильных данных накладывает ограничения на гигабитные сети, так как все больше устройств, пользователей и поставщиков контента конкурируют в борьбе за приоритетный трафик. Так как объем данных фактически удваивается каждые два года, сегодня более 90 % серверов поставляются с портами 10GbE, причем по приемлемым ценам для малого и среднего бизнеса, а также предприятий с растущими требованиями к сети. Серверы, рабочие станции, системы хранения и коммутации, наконец, могут эффективно использовать весь потенциал 10GbE.

Эпоха решений для медных соединений 10GbE

Стандарт 10GBase-T существует уже в течение 9 лет. В 2012 году организации стали все чаще использовать этот стандарт, после того как барьеры, связанные с энергопотреблением, низкой задержкой и стоимостью, были сняты благодаря технологическим усовершенствованиям, в том числе благодаря разработке новых наборов микросхем.

Таким образом, эти ключевые особенности дают такие прямые и косвенные преимущества, которые сводят на нет все страхи относительно высокой стоимости и проблем эксплуатации.

Правда ли, что медные соединения 10GbE отличаются повышенным энергопотреблением?

Современная технология набора микросхем для уровня физических соединений (PHY) обеспечивает показатели потребляемой мощности в диапазоне от 5 до 8 Вт на порт 10GBase-T, тогда как ранее при сравнении медных соединений с трансиверами 10GBase-SR (потребляющими менее 1 Вт) указывался показатель 10 Вт и более. Увеличение энергопотребления в 5 раз может показаться дорогостоящей модернизацией. Однако если учесть количество серверов, которые могут потреблять до 1000 Вт или более, пропорция невелика. Дополнительное потребление энергии означает увеличение стоимости эксплуатации. Тем не менее, с учетом дополнительных расходов, например на оптоволоконные трансиверы, стоимость развертывания может оказаться меньше при использовании 10GBase-T. В инфраструктурах серверов и коммутаторов для малого и среднего бизнеса, как правило, используются кабели для подключения на небольших расстояниях, то есть менее 45 м длиной, а они потребляют меньше энергии, а значит и обходятся дешевле.

Разве медные соединения 10GbE на основе кабелей категории Cat 6a - это более тяжелое, громоздкое и менее гибкое решение, чем волоконно-оптические соединения?

Лучше всего сравнивать более распространенные системы на основе Cat 5e и системы на основе Cat 6a. В системах обоих типов можно использовать медные соединения 10GbE. Переход к соединениям 10GbE также способствует сокращению числа соединений GbE в серверной стойке, что в свою очередь повышает доступность для соединений 10GbE. Даже если необходимо проложить более толстый кабель категории Cat 6a, чтобы заменить тонкие кабели Cat 5e, совокупное количество соединений с портами уменьшается, что экономит место и позволяет сократить энергопотребление.

Последний бесценный фактор - роль автосогласования. Коммутатор 10GBASE-T способен работать и эффективно обмениваться данными с серверами на скорости 1 Гбит/с и 100 Мбит/с. Для любой системы на основе волоконно-оптических соединений, которая не способна поддерживать более низкие скорости, помимо обновления до коммутаторов 10GbE может потребоваться масштабная замена существующих серверов. Вместо этого коммутатор 10GBase-T предоставляет жизнеспособный, доступный по цене способ вложений, который поддерживает постепенное обновление серверов и коммутаторов по мере роста сетевых потребностей.

Коммутаторы для медных соединений 10 Гбит/с Ethernet

Компания NETGEAR стала первым поставщиком сетевого оборудования, представившим смарт-коммутаторы для медных соединений 10 Гбит/с Ethernet с фиксированной конфигурацией на рынке для компаний малого и среднего бизнеса. Эти коммутаторы отличаются простотой управления и компактностью.

НОВИНКА! Коммутатор ProSAFE (Plus) XS708Ev2, управляемый через веб-интерфейс

НОВЫЙ коммутатор ProSAFE (Plus) XS708Ev2, управляемый через веб-интерфейс, повторяет успех коммутатора XS708E первого поколения и, благодаря использованию технологии второго поколения, продолжает лидировать на рынке, являясь самым экономически эффективным коммутатором для медных соединений 10GBASE-T. XS708Ev2 идеально подходит для агрегирования рабочих групп, подключения серверов или систем хранения данных, а также для приложений, требующих высокой пропускной способности. У данного коммутатора пропускная способность в 10 раз больше, чем у традиционных гигабитных коммутаторов Ethernet. Представляя собой дальнейшее развитие неуправляемых коммутаторов, данное семейство (Plus) с веб-интерфейсом обладает некоторыми ключевыми преимуществами смарт-коммутаторов. Эти коммутаторы, помимо автоматической настройки (Plug-N-Play) 10-гигабитных подключений Ethernet, обеспечивают также ряд важных сетевых функций, которые помогут добиться оптимальной производительности корпоративной сети. К ним относятся VLAN (виртуальная локальная сеть), QoS (качество обслуживания), IGMP Snooping, объединение портов, ограничение скорости передачи и мониторинг трафика. Новая особенность XS708Ev2 - простой в использовании графический веб-интерфейс, который облегчает управление и контроль работы коммутатора.

НОВИНКА! Коммутатор ProSAFE (Plus) XS716E, управляемый через веб-интерфейс

Коммутатор NETGEAR ProSAFE ® XS716E относится ко второму поколению 10-гигабитных медных коммутаторов NETGEAR ProSAFE ® (Plus), управляемых через веб-интерфейс, и представляет собой расширенную версию коммутатора XS708Ev2, оснащенную 16 медными портами со скоростью 10 Гбит/с. XS716E может обеспечивать пропускную способность в 10 раз выше, чем у традиционных гигабитных медных коммутаторов Ethernet. Представляя собой дальнейшее развитие неуправляемых коммутаторов, данное семейство (Plus) с веб-интерфейсом обладает некоторыми ключевыми преимуществами смарт-коммутаторов. Эти коммутаторы, помимо автоматической настройки (Plug-N-Play) 10-гигабитных подключений Ethernet, обеспечивают также важные сетевые функции, которые помогут добиться оптимальной производительности корпоративной сети. К ним относятся VLAN (виртуальная локальная сеть), QoS (качество обслуживания), IGMP Snooping, объединение портов, ограничение скорости передачи и мониторинг трафика. Простой в использовании графический веб-интерфейс облегчает управление и контроль работы коммутатора.

НОВИНКА: управляемый смарт-коммутатор ProSAFE XS708T

Коммутатор NETGEAR ProSAFE ® XS708T входит во второе поколение 10-гигабитных медных смарт-коммутаторов NETGEAR ProSAFE ® и представляет собой высокоэффективный управляемый смарт-коммутатор с 8 медными портами 10 Гбит/с и 2 комбинированными медными портами или 2 оптоволоконными портами SFP+ для 10-гигабитных волоконно-оптических соединений. Коммутатор ProSAFE XS708T идеально подходит для увеличения пропускной способности, устранения «узких мест» производительности и расширения локальной сети. XS708T также подходит для небольших рабочих групп, которым необходима высокая скорость обмена файлами, совместной работы, редактирования и публикации HD-контента, например видео и анимации. Благодаря полному набору функций на уровнях L2+/Layer 3 Lite коммутатор XS708T подойдет для удовлетворения текущих и будущих потребностей в сфере виртуализации, конвергентных сетей и мобильности.

Управляемые смарт-коммутаторы ProSAFE XS712T

Управляемый 10-гигабитный смарт-коммутатор ProSAFE (XS712T) с 12 портами предоставляет двенадцать (12) медных портов Ethernet 10 Гбит/с и два (2) комбинированных порта SFP+ 10 Гбит/с для волоконно-оптических соединений, а также расширенный набор сетевых функций L2+/Layer 3 Lite. Управление и настройка осуществляются просто, с помощью веб-интерфейса, встроенного во все смарт-коммутаторы NETGEAR. Кроме поддержки VLAN для разделения трафика, QoS для назначения приоритета трафика, усовершенствованной системы безопасности и IGMP Snooping, данный коммутатор также реализует расширенные функции, такие как динамическое назначение VLAN, двойное VLAN-тегирование, привязку списков контроля доступа (ACL), статическую маршрутизацию и MLP Snooping. XS712T можно использовать в сетях малого и среднего бизнеса в качестве центрального коммутатора, обеспечивающего 10-гигабитное подключение к серверам и устройствам хранения данных. Этот коммутатор можно также использовать как коммутатор доступа в средних и больших сетях, в которых его можно соединить с полностью управляемым коммутатором серии ProSAFE M7100 (XSM7224), расположенным в ядре, и расширить область 10-гигабитных соединений к границе сети.

НОВИНКА: управляемый смарт-коммутатор ProSAFE XS716T

Коммутатор NETGEAR ProSAFE ® XS716T входит во второе поколение 10-гигабитных медных смарт-коммутаторов NETGEAR ProSAFE ® и представляет собой расширенную версию коммутатора XS708T, оборудованную 16 медными портами 10 Гбит/с и 2 комбинированными медными/оптоволоконными портами SFP+ для 10-гигабитных волоконно-оптических соединений. Коммутатор ProSAFE XS716T идеально подходит для увеличения пропускной способности, устранения «узких мест» производительности и расширения локальной сети.

НОВИНКА: управляемый смарт-коммутатор ProSAFE XS728T

НОВЫЙ КОММУТАТОР NETGEAR ProSAFE ® XS728T - это высокоэффективный управляемый смарт-коммутатор, который имеет 24 10-гигабитных медных порта и 4 дополнительных выделенных порта SFP+ для 10-гигабитных волоконно-оптических соединений. Он специально разработан как экономически эффективное решение для обеспечения подключений к серверам и сетевым системам хранения данных (СХД) на скорости 10 Гбит/с. Этот коммутатор можно использовать как центр сети для малых предприятий или как коммутатор агрегирования/доступа в большой организации, в которой требуется доступ к рабочим группам, подключение к 10-гигабитному полностью управляемому коммутатору NETGEAR ProSAFE M7100/M7300, расположенному в ядре, и расширение области 10-гигабитных соединений к границе сети с помощью стекируемых управляемых смарт-коммутаторов серии ProSAFE S3300.

НОВИНКА: управляемый смарт-коммутатор ProSAFE XS748T

Коммутатор NETGEAR ProSAFE ® XS748T входит во второе поколение 10-гигабитных медных смарт-коммутаторов NETGEAR ProSAFE ® и представляет собой высокоэффективный управляемый смарт-коммутатор с 44 медными портами 10 Гбит/с и 4 выделенными портами SFP+ для 10-гигабитных волоконно-оптических соединений. Его можно использовать как «центр сети небольшого предприятия» в сочетании с гигабитными управляемыми смарт-коммутаторами NETGEAR ProSAFE серии S3300 с 10-гигабитными портами для соединения с вышестоящим коммутатором или в качестве коммутаторов уровня агрегирования/доступа в более крупной организации, включая доступ к рабочей группе, подключение к полностью управляемому 10-гигабитному коммутатору NETGEAR ProSAFE и расширение области соединений 10 Гбит/с к границе сети.

Полностью управляемый коммутатор ProSAFE M7100‑24X (XSM7224)

Серия M7100 сочетает новейшие достижения в разработке аппаратного и программного обеспечения, предоставляющие большую доступность, низкие задержки и улучшенную безопасность. M7100-24X обеспечивает высокую пропускную способность на скорости порта при подключении стойки (top-of the-rack) для виртуализации и магистральных сетей высокой плотности: 24 порта 10GBase-T с четырьмя портами SFP+ для соединения с вышестоящим коммутатором, резервные источники питания и блоки вентиляторов, статическая маршрутизация уровня L3 по доступной цене. Оптимизация Auto-iSCSI, виртуальные локальные сети (VLAN) и локальная функция Proxy ARP упрощают предоставление сетевых услуг для виртуализированных серверов и инфраструктур 10 Гбит/с Ethernet.

Варианты оптоволоконных коммутаторов 10GbE

В дополнение к новой линейке коммутаторов для медных соединений 10GbE доступны также различные варианты коммутаторов для гибкости внедрения - полностью с оптоволоконными портами или имеющими часть оптоволоконных портов для соединения с вышестоящим коммутатором.

Полностью управляемый коммутатор ProSAFE XSM7224S - целиком оптоволоконное решение

Стекируемый полностью управляемый 10-гигабитный коммутатор ProSAFE (коммутатор XSM7224S) обеспечивает гибкую структуру с коммутацией на уровне стойки. Все 24 порта с интерфейсами 10 Gigabit SFP+ могут обеспечивать гигабитные/10-гигабитные скорости и скорости передачи, соответствующие проводному соединению, со сверхмалой задержкой. Четыре общих интерфейса 10GBase-T расширяют возможности 10-гигабитных подключений благодаря автообнаружению скорости (разъем RJ-45). Режимы локального/удаленного стекирования обеспечивают разнообразные возможности внедрения 10-гигабитных коммутаторов, например с распределенным агрегированием каналов (протокол LACP) для виртуализированных серверов и систем хранения.

Полностью управляемые стекируемые коммутаторы NETGEAR серии M4300

Стекируемые коммутаторы NETGEAR серии M4300 предоставляют экономически выгодную коммутацию уровней L2/L3/L4 и IPv4/IPv6 для предприятий среднего размера. Они предлагают полные возможности развертывания PoE+ и ядра сети и невероятную простоту использования: 10-гигабитные модели безупречно стекируются с 1-гигабитными моделями в пределах одной серии, обеспечивая стекирование на линейной скорости в топологии «ствол и листья» (Spine and Leaf). Архитектура виртуального шасси непрерывной передачи (NSF) обеспечивает еще более высокую готовность благодаря моментальному переключению между устройствами в одном стеке без потери пакетов. Двойные модульные источники питания, используемые с моделями полной ширины, обеспечивают непрерывную работу. Набор функций уровня L3 по умолчанию включает статическую, динамическую маршрутизацию и маршрутизацию на основе политик. Коммутаторы NETGEAR серии M4300 идеально подходят для беспроводного доступа, унифицированных коммуникаций и IP-видеонаблюдения. Кроме того, они готовы к будущим обновлениям благодаря доступным для вашей сети возможностям программно-конфигурируемой сети (SDN) и OpenFlow 1.3.

Серия стекируемых управляемых смарт-коммутаторов ProSAFE S3300

Серия ProSAFE S3300 - это новое поколение стекируемых гигабитных управляемых смарт-коммутаторов с четырьмя (4) 10-гигабитными портами, которые можно использовать для соединения с вышестоящими коммутаторами и/или стекирования с другими коммутаторами S3300. Проектирование надежной коммутируемой локальной сети подразумевает создание гибкой архитектуры с последующим ее масштабированием при расширении компании и достаточную гибкость для обеспечения возрастающих потребностей по подключению серверов и хранилищ данных. Вследствие того что предприятия малого и среднего бизнеса производят и потребляют больше данных, гигабитные соединения на каждом рабочем столе все больше и больше нуждаются в скорости 10GbE на уровне ядра для обеспечения последовательного и непрерывного процесса передачи данных. Коммутаторы нового поколения предоставляют компаниям-заказчикам малого и среднего размера самые выгодные 10-гигабитные решения для соединений между уровнями доступа и агрегирования сети.

10 гигабит: шаг вперед или в сторону?

Сергей Самохин

На проводившейся в мае этого года в Лас-Вегасе (шт. Невада) выставке NetWorld+Interop была продемонстрирована 10-гигабитная сеть общей протяженностью 200 км. Сеть объединяла устройства, изготовленные более чем двадцатью различными фирмами. Этот факт свидетельствует о том, что данная технология вступает в пору зрелости.

огласно семиуровневой модели OSI (Open System Interconnect - межсоединение открытых систем) Ethernet является протоколом второго уровня. Стандарт 10 Gigabit Ethernet использует протокол доступа к среде (MAC), минимальную, максимальную длину и структуру пакета, совпадающие со спецификациями IEEE 802.3. Как и Gigabit Ethernet, новый стандарт использует только полнодуплексный режим работы, что позволяет исключить коллизии и более полно реализовать потенциал среды передачи. Однако между ними существует и различие - технология передачи по медным проводам на сколько-нибудь значительное расстояние изначально не планировалась. Зато предусмотрено несколько способов передачи по различным типам оптоволоконного кабеля, что позволяет получить максимальную дистанцию от 26 м до 40 км.

Для того чтобы максимально использовать существующую инфраструктуру (уже проложенный оптоволоконный кабель), разработчикам стандарта пришлось пойти на введение нескольких не совместимых друг с другом физических интерфейсов, а сам физический уровень модели OSI был разбит на несколько подуровней. Первым подуровнем физического уровня является XGMI (10 Gigabit Media Independent Interface - независимый от среды интерфейс 10 гигабит). Он представляет собой полнодуплексную шину шириной 32 бит на прием и передачу и набор управляющих сигналов. Будучи строго синхронным, этот интерфейс, согласно рекомендациям, не может быть длиннее 7 см. Для соединения устройств уровня данных и физического на относительно больших расстояниях (до 50 см) разработан опциональный последовательный интерфейс XAUI (10 Gigabit Attachment Unit Interface - интерфейс 10 гигабит для присоединения устройств). Ниже расположен подуровень PCS (Physical Encoding Sublayer - подуровень физического кодирования). Он имеет три варианта. Первый - 64B66B - используется при одноканальной передаче в локальных и глобальных сетях. Второй - 8B10B - применяется только в локальных сетях при четырехканальной передаче с использованием WWDM (Wide Wave Division Multiplexing - мультиплексирование по длине волны). При этом передача осуществляется одновременно четырьмя лазерами, имеющими различные длины волн (цвета). Третий вариант предусматривает кодирование 64B66B, но в него дополнительно включен подуровень WIS (WAN Interface Sublayer - подуровень интерфейса с WAN), который производит преобразование в формат кадра SONET и синхронизацию.

Еще ниже лежит подуровень PMA (Physical Medium Attachment - подключение к физической среде), который осуществляет окончательную подготовку данных к отправке. Наконец, в самом низу находятся лазер и фотоприемник (один или четыре), реализующие подуровень PMD (Physical Media Dependent - физический, зависящий от среды). Разнообразие подуровней PMD объясняется тем, что для работы с различными типами оптоволоконного кабеля требуются разные длины волны ИК-излучения, в зависимости от материала, из которого изготовлена светопроводящая жила. Обозначения типов 10 Gigabit Ethernet в зависимости от рабочей длины волны и типа кодирования приведены в табл. 1 .

В зависимости от длины волны и типа кабеля (одно- или многомодовый) дальность, на которой осуществляется связь, может изменяться от 26 м до 40 км. Максимальная дальность для различных типов кабеля и разновидностей 10 Gigabit Ethernet приведена в табл. 2 .

Появление новой технологии диктуется прежде всего растущими требованиями к увеличению объемов передаваемых по сетям Ethernet данных, которые можно удовлетворить за счет повышения скорости передачи. Теперь, с появлением стандарта IEEE 802.3 ae, Ethernet становится технологией, допускающей тысячекратное масштабирование - от 10 МГц до 10 ГГц. Это означает, что пакет, покинув десятимегагерцевую сетевую карточку на пользовательском компьютере, может пройти через несколько коммутаторов, пропутешествовать 40 км со скоростью 10 гигабит и, пройдя ряд обратных преобразований, попасть на такую же карточку, установленную у другого пользователя. Причем на всем пути логика его обработки будет совершенно одинаковой.

На первый взгляд появление стандарта 10GBASE-XX кажется вполне логичным, эволюционным развитием технологии Ethernet. Однако попробуем воспользоваться эмпирическим правилом, которое гласит, что на каждый герц частоты последовательного интерфейса приходится один герц тактовой частоты процессора. Получается, что только для загрузки сетевого интерфейса потребуется процессор с тактовой частотой 20 ГГц. Но процессор должен выполнять еще и некоторую полезную работу, так что его тактовая частота должна быть повышена как минимум до 40 ГГц. Увеличением количества процессоров требуемой скорости обработки добиться также сложно, поскольку при этом возрастают накладные расходы.

Поэтому можно предположить, что, по крайней мере на первом этапе, 10 Gigabit Ethernet будет применяться для соединения групп пользователей и устройств. Такой характер носят прежде всего большие сети (WAN) и сети масштаба города (MAN). Однако и в локальных сетях новая технология может найти применение довольно быстро, особенно при подключении устройств хранения данных (NAS и SAN), а также для организации высокопроизводительных магистралей.

Подключение накопителей и групп накопителей к сети 10 Gigabit Ethernet открывает широкие возможности для внедрения протокола iSCSI (SCSI поверх Интернета), так как пропускная способность вдвое превышает максимально достижимую при подключении устройств напрямую по интерфейсу Ultra320 SCSI (320 × 16 = 5120 бит/с). Это дает как выигрыш в пропускной способности интерфейса, так и возможность разместить накопители вне офиса, в безопасном месте.

Применение технологии 10 Gigabit Ethernet в сетях масштаба города позволит, с одной стороны, повысить пропускную способность в 10 раз, а с другой - упростить администрирование за счет применения одной и той же архитектуры на всех уровнях обмена данными согласно эталонной модели OSI.

Наибольшую выгоду применение технологии 10 Gigabit Ethernet сулит в глобальных сетях (WAN). Наличие физического уровня для глобальных сетей (WAN PHY) обеспечивает дешевый и эффективный способ подключения сетей на основе Ethernet к существующей инфраструктуре SONET/SDH. Это позволяет подключать пакетно-ориентированные коммутаторы сетей IP/Ethernet к синхронным сетям SONET/SDH и аппаратуре временного уплотнения (time division multiplexing, TDM).

Необходимо понять, что Ethernet была и остается асинхронной, пакетно-ориентированной технологией обмена данными, при которой синхронизация поддерживается только на уровне пакетов. Каждый концентратор, коммутатор или маршрутизатор, приняв пакет, может произвести его пересинхронизацию. Синхронные протоколы, такие как SONET/SDH, требуют от всех устройств, участвующих в обмене данными, полного синхронизма во избежание ухода тактовой частоты и связанных с этим ошибок.

Подуровень WAN PHY позволяет подключать такие устройства, как коммутаторы и маршрутизаторы, непосредственно к синхронным сетям SONET/SDH. Таким образом, два маршрутизатора будут вести себя так, как если бы они были соединены друг с другом напрямую, через обыкновенный сегмент Ethernet.

Для облегчения администрирования глобальных сетей на основе 10 Gigabit Ethernet WAN PHY обеспечивает служебную информацию по соединениям SONET/SDH, что позволяет управляющему персоналу отслеживать и администрировать соединения через WAN PHY согласно их истинной природе.

Таким образом, технология Ethernet почти утратила свой первоначальный абсолютно асинхронный характер; ушел в прошлое и метод доступа к среде CSMA/CD, делавший сети Ethernet во многом почти непредсказуемыми. И самое главное - Ethernet сделала очередной шаг по превращению в средство телекоммуникации в традиционном его понимании.

КомпьютерПресс 10"2002

В этом году, в конце мая, исполняется 40 лет технологии Ethernet, которая сегодня охватывает практически все аспекты нашей цифровой жизни. В персональных компьютерах эта технология появилась в 1982 г. в виде недорогих сетевых плат для кабельных сетей на витых парах, обеспечивающих скорость передачи данных 10 Мбит/с. Сегодня предел скорости обмена данными по сети Ethernet составляет 100 Гбит/с (GbE), а исследовательская группа IEEE 802.3 Ethernet Study Group находится на этапе окончательного утверждения стандарта 400 Гбит/с.

В настоящее время и малые локальные сети, и значительная часть крупных корпоративных сетей работают на скорости 1 Гбит/с, но прогноз компании LightCounting говорит об устойчивой тенденции перехода от серверных портов 1GbE на 10GbE (в 2011 г. на серверах насчитывалось не более 17% портов 10GbE, а в 2014 г. предполагается увеличение их доли до 59%). Обслуживать серверные порты 10GbE должны коммутаторы с соответствующей скоростью на входных (коммутируемых) портах.

Варианты 10GbE

После окончательной ратификации в середине 2002 г. стандарта IEEE 802.3ae вслед за серверными портами 10GbE постоянно увеличивается и объем продаж 10-гигабитных портов Ethernet на сетевых устройствах и прежде всего на коммутаторах, причем с не менее постоянным снижением стоимости в расчете на порт, которая вплотную приблизилась к критической отметке принятия решения - к сумме в 100 долл. за порт 10GbE на линейном коммутируемом входе. Понемногу за десять прошедших лет технология 10GbE спустилась из сегмента коммутаторов для операторов связи/поставщиков услуг сначала в сегмент модульных коммутаторов корпоративных сетей, затем - блочных коммутаторов масштаба предприятия и теперь вступает в сегмент малых локальных сетей.

Техническая реализация порта 10GbE может быть различной: от портов для медных кабелей UTP/STP (неэкранированные/экранированные витые пары) нового поколения (вплоть до повторного использования имеющейся кабельной инфраструктуры 1GbE) до твинаксиальных (двойных коаксиальных) медных проводников новой инфраструктуры или многомодовых волоконно-оптических линий (сравнительные характеристики различных версий 10GbE приведены в таблице).

Характеристики различных версий 10GbE

Вариант 10GbE	Достоинства	Недостатки	Кабель
10GBASE-SR (оптика SFP+)	3,2 Вт/порт Задержка < 1 мс Дальность 300 м (SR) или 10 км (LR)	Высоки затраты на приобретение и развертывание Высокая стоимость техобслуживания	Многомодовое оптическое волокно
10GBASE-DAC (Direct Attach, медь SFP+)	2,9 Вт/порт Задержка < 1 пс	Дальность до 7 м Нет совместимости с коммутаторами 1000BASE-T Нужны новые коммутаторы SFP+ Возможен избыточный перезаказ по портам из-за ограниченной дальности	Твинаксиальный медный
10GBASE-CX4	2,25 Вт/порт	Дальность до 15 м Нет совместимости с коммутаторами 1000BASE-T Необходимы специальные коммутаторы/линейные платы 10GBASE-CX4 Большой размер разъема ограничивает плотность портов Большой диаметр кабеля затрудняет прокладку в имеющихся шкафах	Твинаксиальный медный
10GBASE-T	9,2 Вт/порт (<80 м) или 10,1 Вт/порт (>80 м) Задержка 2-4 пс Дальность 55 м (CAT6), или 100 м (CAT6a), или 100 м (CAT7) Обратная совместимость с 1000BASE-T Можно использовать имеющуюся СКС	Мощность больше, чем в оптических SFP+	Медный UTP/FTP

Аббревиатура SFP (Small Form factor Pluggable, съемный модуль малого формата) означает возможность подбора сменного модуля коммутатора под имеющуюся сеть, что особенно удобно для оптических сетей. В самом коммутаторе имеется стандартный 20-контактный электрический разъем (соединитель), в который вставляется модуль SFP нужного типа. В этом модуле находится преобразователь (обычно электрических сигналов в оптический) и приемопередатчик. Улучшенные модули SFP+ (Small Form factor Pluggable Plus) обеспечивают повышение скорости передачи до обсуждаемого нами уровня 10 Гбит/с. Если вместо подключения к стационарной сети используется специальный кабель для разъема SFP, то такой способ называется прямым подключением (Direct Attach). В этом случае обеспечивается более полное согласование интерфейсов, но соединительный шнур придется прокладывать дополнительно, вне структурированной кабельной сети (СКС), причем длина соединения обычно ограничена.

Для небольших и средних локальных сетей наиболее привлекателен вариант 10GBASE-T (официальное название IEEE 802.3an-2006) на обычных медных витых парах категории CAT6 и выше. Хотя следует отметить, что в сравнении с другими вариантами 10GbE здесь возрастает рассеиваемая мощность на порту, что ранее было основным препятствием для широкого распространения 10GbE в коммутаторах нижнего ценового диапазона.

Если говорить о рыночном соотношении различных версий 10GbE, то аналитическое подразделение компании Intel (Intel Market Forecast) ожидает широкого распространения 10GBASE-T и постепенного снижения доли оптики (см. рисунок). Метод Direct Attach будет востребован в IP-центрах обработки данных и высокопроизводительных вычислительных центрах.

Преимущества 10GBASE-T

Именно «медный» вариант 10GBASE-T обещает наибольшую гибкость, наименьшую стоимость среды передачи и обратную совместимость с имеющимися сетями 1GbE.

Как и все остальные разновидности BASE-T, спецификация 10GBASE-T позволяет работать на расстоянии до 100 м, что обеспечивает охват практически любого ЦОД и оставляет разработчикам возможность выбора для ЦОД любой из схем взаимного размещения серверов и коммутаторов, включая не только классическую архитектуру ToR (Top of Rack, коммутатор для стойки) с ограничением медной проводки внутри стойки, но и MoR (Middle of Row, в середине ряда) вместе с EoR (End of Row, в конце ряда), когда агрегирующие коммутаторы располагаются в определенном месте ряда стоек, вне стойки «своих» серверов.

Для кабельных систем нового поколения (категории 6A и выше) технология 10GBASE-T может использоваться в режиме пониженной мощности («зеленый» режим энергосбережения или режим ЦОД), когда дальность составляет менее 30 м. В некотором смысле 10GBASE-T повторяет историю 1000BASE-T: ведь первые гигабитные микросхемы характеризовались потреблением примерно 6,5 Вт/порт, но мощность снижалась с каждым новым поколением, и сегодня порт GbE имеет мощность менее 1 Вт. Аналогичный процесс наблюдается для спецификации 10GBASE-T, физический уровень которой четко следует эмпирическому закону Мура, результатом чего становится планомерное снижение мощности и стоимости. В 2008 г. первые адаптеры 10GBASE-T требовали 25 Вт/порт, затем потребляемая мощность сократилась до 10 Вт/порт, а в 2011 г. упала ниже 5 Вт на порт 10GBASE-T, что позволяет применять эту технологию не только в коммутаторах с высокой плотностью портов, но и на системных платах серверов.

Снижение потребляемой мощности сопровождается уменьшением стоимости: цена адаптеров 10GBASE-T первого поколения составляла примерно 1000 долл. за порт, сегодня двухпортовый адаптер 10GBASE-T третьего поколения стоит примерно 200-300 долл. за порт, а в новых коммутаторах Netgear этот показатель практически приблизился к отметке 100 долл. за порт.

Не менее важным фактором является обратная совместимость с 1000BASE-T, дающая возможность повторно использовать имеющуюся кабельную инфраструктуру 1GbE (CAT6, CAT6A и выше), что позволяет сократить затраты на миграцию с 1 Гбит/с на 10 Гбит/с.

В зависимости от размера пакета задержка в 1000BASE-T составляет от долей микросекунды до 12 мкс и выше. Для 10GBASE-T диапазон задержек составляет от 2 до 4 мкс. В общем случае для пакетов большого размера задержка 10GBASE-T более чем в 3 раза меньше задержки 1000BASE-T для пакетов одного размера и типа.

Классическое деление коммутаторов на управляемые (managed) и неуправляемые (unmanaged) даже в области малых локальных сетей (SMB) осталось далеко в прошлом. Новые SMB-коммутаторы относятся к категории интеллектуальных (Smart), поскольку они уже не являются устройствами типа plug-and-play, без возможности пользовательской настройки, а также сохранения и управления конфигурацией. Современные коммутаторы даже нижнего ценового диапазона имеют встроенный Web-сервер, обеспечивающий возможность настройки параметров продвинутым/полупрофессиональным пользователям (так называемым ProSumers, т.е. Pro Consumers). Интеллектуальные коммутаторы сохраняют возможность работы без настройки, но для их эффективного применения лучше воспользоваться графическим интерфейсом (режим настройки из командной строки CLI обычно поддерживается для профессиональных устройств более высокого ценового сегмента).

10GBASE-T в продукции сетевых вендоров

Технология 10GBASE-T присутствует сегодня практически во всех сегментах рынка профессионального сетевого оборудования:

• коммутаторах фиксированной конфигурации (fixed switch или box switch), включая 40-, 32- и 24-портовые;
• модульных коммутаторах на основе шасси, включая карты со средней плотностью портов (от 8 до 16 портов на съемный модуль) и с высокой плотностью портов (более 16 портов на съемный модуль);
• сетевых интерфейсных картах (NIC) или сетевых модулях для системных плат LOM (LAN on motherboard), включая модули коммутаторов для плоских стоечных серверов (blade server); а также одно- и двухпортовые платы 10GBASE-T NIC;
• устройствах iSCSI в массивах хранения данных с портами 10GBASE-T.

В результате технология 10GBASE-T, естественно, используется большинством поставщиков сетевого оборудования, но ее поддержка именно на входных коммутируемых портах, а не только на портах стекирования или агрегации трафика, весьма сильно различается у основных изготовителей сетевых коммутаторов.

Alcatel-Lucent. Компания предлагает в нижнем ценовом сегменте семейство коммутаторов OmniSwitch, предназначенных для «установки на границе конвергированных корпоративных сетей среднего и большого размера, для использования на уровне агрегации и для построения ядра малых корпоративных сетей». Порты 10GbE появляются в семействе OmniSwitch на уровне модели OmniSwitch 6850E в качестве опциональных интерфейсов стекирования и восходящего канала. Но полный переход на 10GbE обеспечен только в верхней модели OmniSwitch 6900, позволяющей иметь до 64 портов 10GbE в корпусе форм-фактора 1U (RU). Допустима замена на максимум шесть портов 40 GbE для портов восходящей связи (uplink port). Однако модель OmniSwitch 6900 относится к категории «тяжелого» (и дорогого) оборудования с производительностью матрицы коммутации до 1,28 Тбит/с и только с оптическими несъемными портами Fixed SFP+.

Allied Telesis. В разделе решений для малого и среднего бизнеса компания не предлагает ничего для скорости 10 Гбит/с, а в разделе коммутаторов 1GbE/10GbE скорость 10 Гбит/с появляется только в линейной плате модульного шасси SwitchBlade 4000 и только в виде розетки для съемного оптического модуля XFP.

Arista Networks. Специализация компании на оборудовании коммутации для ЦОД привела к выпуску недорогих многопортовых блочных (автономных) коммутаторов 10GBASE-T с портами RJ45, обеспечивающих, по заявлению компании, «10-гигабитный Ethernet по цене гигабитного». Это 32 порта 10GBASE-T в 36-портовой модели Arista 7050T-36 или 48 портов в 52-портовой модели Arista 7050T-52. В диапазоне малопортовых коммутаторов 10GBASE-T/RJ45 продукция Arista не представлена.

Avaya (вместе с Nortel). В области коммутации 10GbE компания предлагает «тяжелые» модульные системы Ethernet Routing Switch 8000 - коммутаторы премиум-класса для построения отказоустойчивого ядра крупных корпоративных сетей или вычислительных центров среднего размера. А вот в сегменте малого и среднего бизнеса флагманский продукт компании - Avaya IP Office - пока еще не добрался даже до гигабитных скоростей, что объясняется нацеленностью на телефонные услуги, а не на передачу данных.

Brocade Communications Systems (вместе с Foundry Networks). Компания выпускает широкий спектр коммутаторов 10GbE в категории ToR (агрегация трафика одной стойки серверов в ряду стоек ЦОД). В нижнем для этой компании ценовом диапазоне семейство коммутаторов Brocade ICX 6610 с преобладающим числом портов 1GbE сменила модель Brocade ICX 6650, предназначенная, как минимум, для кампусных локальных сетей и Ethernet-ЦОД с классической архитектурой. Поэтому модель Brocade ICX 6650 имеет 56 портов 10GBASE-X SFP+ (двухскоростные 1/10 GbE), которые, разумеется, допускают вставку модулей 10GBASE-T/SFP+/RJ45 (Cat5, 6, Cat6a/7), но лучше использовать 10-гигабитную оптику.

Cisco (вместе с Linksys). Компания придерживается стратегии перехода на 10GbE за счет модернизации съемных модулей, причем в обоих семействах коммутаторов этой компании (Nexus и Catalyst) основная ставка сделана на многопортовые модули и линейные карты. Среди них, естественно, предлагаются модули/карты 10GBASE-T, но, как и для коммутаторов Brocade, гораздо шире в номенклатуре продуктов компании представлена 10-гигабитная оптика.

Dell на данный момент предлагает для агрегации медных портов 10GbE только модели PowerConnect 8132 (24 x 10GBASE-T) и PowerConnect 8164 (48 x 10GBASE-T), предназначенные для небольших кампусных сетей (локальная сеть группы зданий) или крупных корпоративных сетей, с рекомендованной стоимостью соответственно 13,5 и 15 тыс. долл. (но с восходящим/стекируемым портом 40GbE).

D-Link имеет всего две 10-гигабитные модели в огромном спектре своей бюджетной продукции. Управляемые стекируемые коммутаторы уровня L2/3 моделей DXS-3600-16S (8 фиксированных портов SFP+) и DXS-3600-32S (24 фиксированных порта SFP+) имеют по одному посадочному месту для модуля расширения, которым может стать DXS-3600-EM-4XT (модуль расширения с 4 портами 10GBase-T). Но SFP+ все же лучше использовать для оптики, а не для «медных» 10GBASE-T/RJ45.

Huawei на своем сайте заявляет, что «настало время для 10GbE», но планирует эту скорость исключительно для рынков ЦОД и кампусных сетей, а в сегменте SOHO/SMB в серии S1700 предлагаются только коммутаторы для скоростей 10/100/1000.

Enterasys Networks. В серии S предлагается автономный коммутатор SSA с возможностью размена 48 обычных портов 10/100/1000 Ethernet на 48 портов SFP 1GbE и 4 порта SFP+ 10GbE. В модульных шасси этой серии в ограниченном количестве также присутствуют порты 10GbE, но основными остаются 1GbE. Серия D портов 10GbE не имеет, а в серии G они используются в ограниченном количестве для агрегации восходящего трафика.

Extreme Networks. Из продукции этой компании в рассматриваемой нами области можно отметить, пожалуй, лишь коммутатор Summit X670, нацеленный, прежде всего на ЦОД, поскольку он поддерживает несколько специфических для этой области протоколов, включая DCB (Data Center Bridging, мостовое соединение в ЦОД). Этот коммутатор имеет 48 посадочных мест для двухскоростных (1/10 GbE) пассивных оптических модулей SFP+. Но по стоимости эта модель вряд ли подойдет для малых и средних локальных сетей.

HP (вместе с ProCurve, 3Com, H3C и TippingPoint). В категории сетевого оборудования для малого и среднего бизнеса предлагаются только гигабитные коммутаторы, однако в число продукции для ЦОД входит гибридный 1/10-гигабитный «блейд-коммутатор» HP 6125G/XG, специально созданный для совместной работы с собственными блейд-серверами системы BladeSystem c-Class. Новый блейд-коммутатор HP 6125G/XG дополняет сходную гигабитную модель блейд-коммутатора 6125G Ethernet. Серии блочных коммутаторов 5800 и 5830 предназначены для обслуживания портов 1/10 GbE, а чисто 10-гигабитные модели 5820 и 5920 поддерживают эту скорость только на посадочных местах SFP+. В серии 5820 имеются «медные» порты RJ45, но только для скорости 1 Гбит/с.

Juniper Networks. Компания в своей продукции обычно не опускается ниже операторского класса, хотя и предлагает ToR-коммутатор Juniper Networks QFX3500 с 48 портами 10GbE и четырьмя магистральными (восходящими) портами 40GbE и шлюзами FCoE и FC. Естественно, что 10-гигабитные порты - это двухрежимные подключаемые компактные порты SFP+/SFP, причем из 48 заявленных портов только 18 можно использовать в «медном» режиме GbE и, судя по всему, поддержка «медных» 10GBASE-T/RJ45 не предусмотрена.

Level One. В бюджетных сериях CompactCon и OfficeCon компания предлагает только коммутаторы со скоростями до гигабитных, как, впрочем, и в остальных своих линейках.

Mellanox Technologies. Среди коммутаторов Ethernet (эта компания также продвигает InfiniBand) предлагается семейство коммутаторов SX1000 категории ToR со скоростями 10/40/56 Гбит/с на порту и с плотностью от 18 до 64 портов в блочном корпусе. Это рекордный в отрасли показатель плотности 10-гигабитных портов в корпусе 1U, однако все они относятся к классу SFP+, чем и объясняется низкая рассеиваемая мощность на порт (заявлено менее 1,8 Вт/порт).

Netgear. На данный момент единственным коммутатором 10GbE в категории SMB у этой компании остается новая бюджетная модель XS708E из семейства ProSAFE Plus. Производитель относит данное устройство к категории улучшенных неуправляемых коммутаторов (Unmanaged Plus), однако можно также считать его интеллектуальным или маршрутизирующим коммутатором. Как основное достоинство Netgear XS708E можно отметить снижение стоимости порта до уровня, приближающегося к точке принятия критически важных решений, - к 100 долл. за порт. На данный момент никто не приблизился к этому уровню ближе компании Netgear.

Planet. Этот тайваньский поставщик недорогих коммутаторов даже в последних моделях FGSW-1820CS / FGSW-2620CS с Web-управлением (иными словами, интеллектуальных коммутаторов) пока еще не вышел за пределы оптических моделей SFP (не SFP+), т.е. за пределы гигабитных скоростей (но не 10-гигабитных) даже для агрегирующих портов восходящей связи. Это характерно и для других компаний, работающих в самом нижнем ценовом диапазоне.

RAD Data Communications. Эту компанию стоит отметить исключительно для оценки проникновения 10GBASE-T/RJ45 в область коммутаторов Ethernet в промышленном (защищенном от неблагоприятных внешних воздействий) исполнении. В серии коммутаторов RADiFlow 3080 и RADiFlow с повышенной защитой от неблагоприятных воздействий для тяжелых эксплуатационных условий пока реализованы только посадочные места под оптику SFP (только для гигабитных модулей).

ZyXEL. В неуправляемых коммутаторах и управляемых коммутаторах второго уровня этой компании 10-гигабитные скорости не поддерживаются. В категории интеллектуальных коммутаторов и «коммутаторов 3 уровня» (по терминологии ZyXEL) есть несколько моделей с поддержкой восходящих портов 10GbE, которые относятся к категории 10G SFP+.

Проникновение медных портов 10GBASE-T/RJ45 и поддержку обмена на скорости 10-гигабитной линии в сегменте малых и средних корпоративных сетей пока демонстрирует только первый в отрасли SMB-коммутатор компании Netgear, однако прогнозы многих аналитиков предполагают стремительный рост числа медных 10-гигабитных портов в серверах ЦОД, для обслуживания которых потребуются соответствующие коммутаторы. В небольших ЦОД в ближайшем будущем возникнет потребность в коммутаторах 10GbE с малым числом портов (12-16), причем наиболее популярными станут бюджетные модели, даже при некотором ограничении их функциональных возможностей.

Коммутаторы этой категории могут называться по-разному: SMB-коммутаторы, коммутаторы для небольших и средних локальных сетей, бюджетные коммутаторы для ЦОД и т.д.. Главное - это будут недорогие устройства с небольшим числом портов 10GBASE-T/RJ45. В настоящее время продукция этой категории по цене вплотную приблизилась к границе начала широкого внедрения - к показателю 100 долл. за порт.

Fast EtherNet

IEEE 802.3u

Все отличия FastEtherNet и EtherNet сосредоточены на физическом уровне. Уровни MAC и LLC вFastEtherNet остались без изменения.

Для технологии Fast Ethernet разработаны различные варианты физического уровня, отличающиеся не только типом кабеля и электрическими параметрами импульсов, как это сделано в технологии 10 Мб/с Ethernet, но и способом кодирования сигналов, и количеством используемых в кабеле проводников.
Организация физического уровня технологии EtherNet является более сложной, чем классический Ethernet.

Физический уровень включает три элемента:

• Уровень согласования нужен для того, чтобы уровень MAC, рассчитанный на интерфейс AUI мог работать с физическим уровнем через интерфейс MII
• Независимый от среди интерфейс (MediaIndependentInterface, MII) поддерживает независимый от используемой физической среды способ обмена данными между MAC-подуровнем и подуровнем PHY. Интерфейс MII располагается между MAC-подуровнем и подуровнями кодирования сигнала, которых в стандарте FastEthernetтри - FX, TX и T4.
• Устройство физического уровня (PhysicalLayerDevice, PHY) обеспечивает кодирование данных, поступающих от MAC-подуровня для передачи их по кабелю определенного типа, синхронизацию передаваемых по кабелю данных, а также прием и декодирование данных в узле-приемнике.

Поскольку одной из целей разработки было обеспечение максимальной преемственности, было принято решение увеличить скорость за счет сокращения до 10 нс битового интервала (против100 нс в Ethernet). При этом максимально допустимое время оборота сигнала составило 2,6 мкс, поэтому максимальный диаметр сегмента Fast Ethernet составляет 205 м.

Спецификации физической среды Fast Ethernet

• 100BASE-TX - задействована витая пара категории 5, фактически используются только две неэкранированные пары проводников, поддерживается дуплексная передача данных, расстояние до 100 м.
• 100BASE-T4 - стандарт, использующий витую пару категории 3. Задействованы все четыре пары проводников, передача данных идёт в полудуплексе. Максимальная длина сегмента 100 метров. Практически не используется.
• 100BASE-T2 - стандарт, использующий витую пару категории 3. Задействованы только две пары проводников. Поддерживается полный дуплекс, когда сигналы распространяются в противоположных направления по каждой паре. Скорость передачи в одном направлении - 50 Мбит/с. Практически не используется.
• 100BASE-SX - стандарт, использующий многомодовое оптоволокно (2 жилы). Максимальная длина сегмента 400 метров в полудуплексе (для гарантированного обнаружения коллизий) или 2000 метров в полном дуплексе.
• 100BASE-FX - стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Максимальная длина ограничена только величиной затухания в оптоволоконном кабеле и мощностью передатчиков.
• 100BASE-FX WDM -стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Максимальная длина ограничена только величиной затухания в оптоволоконном кабеле и мощностью передатчиков. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются одной латинской буквой: T (пере-датчик 1550 нм, приемник 1310нм) или R (передатчик 1310нм, приемник 1550нм). В паре могут работать только парные интерфейсы: с одной стороны пер е-датчик на 1310 нм, а с другой -на 1550 нм.

Gigabit Ethernet

Основное новшество состояло в десятикратном (по сравнению с Fast Ethernet) уменьшении длительности битового интервала– до 1 нс.

В связи с ограничениями, накладываемыми методом CSMA/CD на длину кабеля, версия GigabitEtherNetдля разделяемой среды допускала бы длину сегмента всего в 25м. Для увеличения длины сегмента до 200м изменили:

• Минимальный размер кадра был увеличен с 64 до 512 байт;
• Соответственно время оборота увеличено до 4095 битовых интервалов.

GMII интерфейс. Среданезависимый интерфейс GMII (gigabit media independent interface) обеспечивает взаимодействие между уровнем MAC и физическим уровнем.

GMII интерфейс является расширением интерфейса MII и может поддерживать скорости 10, 100 и 1000 Мбит/с. Он имеет отдельные 8 битные приемник и передатчик, и может поддерживать как полудуплексный, так и дуплексный режимы.

Спецификации физической среды Gigabit Ethernet

• 1000BASE-T, IEEE 802.3ab -использует витую пару категорий 5e. В передаче данных участвуют все 4 пары со скоростью 250 Мбит/с по одной паре. Используется метод кодирования PAM5, частота основной гармоники 62,5 МГц.
• 1000BASE-TX, использует раздельную приёмо-передачу (2 пары на передачу, 2 пары на приём, по каждой паре данные передаются со скоростью 500 Мбит/с), кабеля 6 категории. На основе данного стандарта практически не было создано продуктов, хотя 1000BASE-TX использует более простой протокол, чем стандарт 1000BASE-T
• 1000BASE-SX, IEEE 802.3z - стандарт, использующий многомодовое оптоволокно. Длина сегмента до 550 метров.
• 1000BASE-LX, IEEE 802.3z - стандарт, использующий одномодовое или многомодовое оптоволокно. Длина сегмента до 5000 метров.
• 1000BASE-LX10, IEEE 802.3ah - стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 10 километров.
• 1000BASE-CX - стандарт для коротких расстояний (до 25 метров), использующий твинаксиальный кабель с волновым сопротивлением 150 Ом. Заменён стандартом 1000BASE-T и сейчас не используется.
• 1000BASE-LX WDM - расширение стандарта LX, позволяющее по одному оптическому волокну одномодового кабеля передавать сигнал до 40км. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются одной латинской буквой T (передатчик 1550 нм, приемник 1310нм) или R(передатчик 1310нм, приемник 1550 нм).
• 1000BASE-ZX не стандартизированный, однако использующееся расширение стандарта LX. Позволяет передавать сигнал на расстояние до 80 км по одномодовому оптоволокну.
• 1000BASE-LH (Long Haul) - стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 километров.

10Gigabit Ethernet

Строение физического интерфейса вполне типично, он состоит из трех уровней: PCS (Physical Coding Sublayer), отвечающий за управление передаваемыми битовыми последовательностями, PMA (Physical Medium Attachment) -преобразование группы кодов в последовательный поток бит и обратно, плюс синхронизация, и PMD (Physical Media Dependent), преобразующий биты в оптические сигналы. Традиционно, они выполнены логически независимыми друг от друга частями.

Спецификации физической среды 10Gigabit Ethernet

• 10GBASE-SR - Технология 10 Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 300метров), используется многомодовое оптоволокно.
• 10GBASE-LR и 10GBASE-ER - эти стандарты поддерживают расстояния до 10 и 40 (80) километров соответственно. 10GBASE-LR использует лазеры 1310 нм, а 10GBASE-ER лазеры 1550 нм.
• 10GBASE-LX4 -использует уплотнение по длине волны для поддержки расстояний от 240 до 300 метров по многомодовому оптоволокну, IEEE 802.3 Clause 48 PCSи технологию «грубый» WDM. Данная спецификация позволяет поддерживать два типа оптоволокна. При использовании многомодового оптоволокна длина участка может достигать до 300 м, при скорости 10 Гбит/с, а при использовании одномодового оптоволокна расстояние увеличивается до 10 километров. Это достигается использованием 4-х лазерных источников, работающих на уникальных длинах волн в диапазоне 1300 нм.
• 10GBASE-LRM (Long Reach Multimode) также известный как IEEE 802.3aq, использует IEEE 802.3 Clause 49 64B/66BPCSи 1310 нм лазерные излучатели. Это обеспечивает передачу данных, используя многомодовый оптический кабель, со скоростью 10.3125 Гбит/с. 10GBASE-LRM поддерживает расстояния в 220 метров, при использовании многомодового оптического кабеля
• 10GBASE-ZR. Некоторые производители создали сменные интерфейсные устройства, для работы на расстоянии до 80 км. Так как эти устройства не определены стандартом IEEE 802.3ae, изготовители создали свою спецификацию 10GBASE-ZR, описанную в спецификации OC-192/STM-64 SDH/SONET.

Технология

Технология 10GE, 10GbE или 10 GigE объединяет понятие 10 Gigabit Ethernet интерфейс, способный передавать данные со скоростью до10 ГБ в секунду. Первый стандартизированный 10GbE адаптер получил сертификат IEEE 802.3 AE-2002 в 2002 году, данная технология передачи данных получила широкое применение в крупных компаниях, предлагающих хостинговые услуги. Также 10GbE – адаптеры используются крупными корпоративными компаниями, нуждающиеся в многопоточной передаче и приеме данных.

В настоящее время технология 10 Gigabit Ethernet получила различные типы стандартов, которые используют оборудование с особыми конструктивными особенностями.

10GbE кабель может быть многомодовым и одномодовым. В первом случае пучок света из нескольких лучей распространяется, постоянно отражаясь от пограничных областей; лучи с разной длиной волны имеют различную траекторию движения. В качестве источника света используется светодиод. Подобный характер движения лучей приводит к дисперсии сигнала, закодированного в световой пучок – искажению его формы. Одномодовый кабель отличается меньшей толщиной, по нему передается только один луч света с определенной длинной волны без отражений. В качестве источника света используют лазер.

Характеристики используемых кабелей

Сетевая карта 10GbE

В настоящее время принято несколько стандартов технологии 10GbE, отличающихся скоростью передачи данных, расстоянием и конструктивными особенностями разъемов. стандартов 10Gbe. Одномодовые кабели в основном используются для передачи данных на большие расстояния, а многомодовые используют в локальных сетях, например, у хостинговых компаний. Стоимость одномодового кабеля дороже, как и его монтаж, приходится использовать отдельный кабель для каждого узла, многомодовый кабель можно использовать для разводки внутри монтажных шкафов хостинговых компаний. Внешнее отличие многомодового и одномодового кабеля заключается в его цвете, первый имеет оранжевую окраску, а второй желтую. Вот основные из них:

Стандарт	Среда передачи	Макс. расстояние
	Оптика, одномод, 1,3 мкм
	Оптика, одномод, 1,5 мкм
	Оптика, многомод, 0,8 мкм
	4-жильный медный кабель
	Медная витая пара
10GBASE-LRM	Оптика многомод	220 м	SC/LC