شبكة إيثرنت جيجابت تعمل بسرعة. جيجابت إيثرنت

لقد تعلم العديد من الروس بالفعل مزايا جيجابت إيثرنت ".

- ليس لديك شبكة جيجابت إيثرنت حتى الآن؟ ثم نذهب إليك! سنخبرك بكيفية إنشاء شبكة منزلية بشكل صحيح بسرعات جيجابت ، وأي جهاز توجيه تختاره ، وما هي السرعة القصوى التي يمكن تحقيقها باستخدام المعدات المناسبة ، وكم سيكلفك ذلك.

منذ بضع سنوات فقط ، كانت تقنية Gigabit Ethernet تُستخدم فقط من قبل مشغلي الاتصالات والشركات الكبيرة: في شبكات الشركات ، والشبكات المحلية ، لنقل حركة المرور عبر مسافات طويلة ، وما إلى ذلك. لم يفكر المشتركون في المنزل في الحصول على مثل هذه السرعات. ولكن في 2012-2013 ، وبفضل تحسين "البرامج" و "الأجهزة" ، فضلاً عن الانتشار الواسع لتقنيات الإنترنت ، أصبحت سرعات الجيجابت أكثر بأسعار معقولة وحقيقية للمستخدمين الخاصين. اليوم ، يتمتع كل سكان العاصمة تقريبًا بفرصة بناء شبكة بدعم Gigabit Ethernet في المنزل.

سوف يسأل الكثير: "لماذا يتوفر الإنترنت في المنزل بسرعات تصل إلى 1 جيجابت / ثانية على الإطلاق؟ هل الإنترنت الميغابت غير كافٍ لتصفح مواقع الويب وتنزيل الأفلام والتجميد على الشبكات الاجتماعية؟ "

سنجيب بالتفصيل.

كيف يمكن لمستخدم المنزل استخدام شبكة جيجابت إيثرنت

مستخدمو الإنترنت الروس ، وكذلك مستهلكو الإنترنت المنزليون حول العالم ، نشيطون للغاية في استخدام حركة المرور. يتزايد حجم حركة المرور المستهلكة في العالم كل شهر (ولا حتى عام بالفعل). قبل بضع سنوات ، كنا سعداء بـ 1 ميغابت في الثانية ، وحتى قبل ذلك ، كنا مستعدين لتنزيل فيلم طوال الليل لمشاهدته لاحقًا. اليوم ، يقوم عدد قليل من الأشخاص بتنزيل مقاطع الفيديو على الإطلاق ، ويشاهد معظمهم عبر الإنترنت مباشرة. بالإضافة إلى ذلك ، يرغب الآلاف من المستخدمين في الحصول على جودة عالية الدقة وهم على استعداد لدفع ثمنها. ولتشاهد وتنزيل مقاطع الفيديو بجودة عالية ، فأنت بحاجة إلى إنترنت عالي السرعة وغير محدود.

أيضًا ، في الآونة الأخيرة ، اكتسب تلفزيون torrent شهرة ، مما يتيح لك مشاهدة التلفزيون عبر الإنترنت مجانًا تمامًا. بدأ بعض المستخدمين بالفعل في التخلي عن تلفزيون الكابل والأقمار الصناعية ، بينما يستخدم البعض الآخر تلفزيون التورنت كخدمة جديدة مثيرة للاهتمام ويأملون في تعميمها قريبًا. ولكن على أي حال ، بالنسبة إلى torrent-TV ، فأنت بحاجة إلى إنترنت سريع ، وحتى غير محدود ، وإلا فإن هذا المشروع سيكلف أكثر من الكابل العادي.

شريحة مهمة جدًا من مستهلكي الإنترنت ذات النطاق العريض عالي السرعة هم اللاعبون الذين يلعبون عبر الإنترنت. يوجد اليوم العديد من الألعاب عبر الإنترنت التي يقوم بها الشباب (وليس فقط الشباب) بترقية أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم ، ودفع مقابل الإنترنت غير المحدود بسرعات اتصال عالية. علاوة على ذلك ، في نهاية عام 2013 ، من المخطط إطلاق لعبة عبادة جديدة Survarium من مطوري S.T.A.L.K.E.R. ستكون لعبة على الإنترنت مع حسابات مجانية. بالنظر إلى عدد الروس الذين لعبوا لعبة S.T. ويمكن للمستخدمين البدء في التحضير الآن - ويمكن أن يكون إنترنت جيجابت هو الخطوة الأولى في هذا الإعداد.

باختصار ، من السهل جدًا العثور على استخدام Gigabit Ethernet في شبكة منزلية إذا كنت شخصًا متقدمًا في تكنولوجيا المعلومات وتستخدم التقنيات الحديثة على أكمل وجه.

سرعة جيجابت إيثرنت الحقيقية - ما الجديد؟

تبدو عبارة "إنترنت جيجابت" عالية ، ولكن هل تحصل حقًا على 1 جيجابت في الثانية على الأقل؟ في الواقع ، لا يتم تحقيق هذه السرعة إلا في ظل ظروف مثالية ، فمن غير الواقعي الحصول عليها في المنزل ، حتى إذا قمت بتثبيت جهاز يدعم Gigabit Ethernet ، وقم بتكوين كل شيء حسب الحاجة ، وطلب حزمة جيجابت من مزودك. بالطبع ، ستحصل على سرعة أعلى 1000 مرة من سرعة 1 ميجابت / ثانية ، لأن نفس القيود تنطبق على الإنترنت الميجابت. لكن دعنا نحسب سرعة الوصول إلى الإنترنت لديك.

سنعد ، باستخدام الحساب العادي ، وفقًا للنهج "القياسي". بالإضافة إلى ذلك ، سنقوم بالتقريب للبساطة: 1 كيلو بايت = 1000 بت ، وليس 1024 بت. في هذه الحالة ، 1 جيجابت يساوي 1000 ميغا بت. لكن على القرص الصلب ، لا يتم تخزين المعلومات في وحدات بت ، ولكن بالبايت - وحدات أكبر. كما يعلم الجميع ، 1 بايت = 8 بت. للراحة ، عادةً ما يتم أخذ كمية المعلومات وسرعة إرسالها في الاعتبار في وحدات مختلفة ، وهذا غالبًا ما يربك المستخدم ، مما يجبره على توقع أكثر مما هو عليه في الواقع.

وبالتالي ، فإن معدل نقل الملفات الحقيقية سيكون 8 مرات أقل مما يقوله المزود ، نظرًا لأن مقدمي الخدمة وبرامج اختبار السرعة تحسب البتات. لدينا 1 جيجابت في الثانية (1،000،000،000 بت في الثانية) يترجم إلى 125،000،000 بايت (مقسومًا على 8). اتضح أن 1 جيجابت / ثانية = 125 ميجابايت / ثانية.

لكن المشكلة تكمن في أن المستخدم المنزلي ، نظرًا لظروف مختلفة لا تعتمد عليه دائمًا ، يحصل فعليًا على حوالي 30٪ فقط من 125 ميجابايت / ثانية المثالية. وهذا يعني أننا حصلنا بالفعل على حوالي 37 ميغا بايت / ثانية. هذا كل ما تبقى من 1 جيجابت في الثانية. ولكن إذا نظرت إلى هذا الرقم بالمقارنة مع 1 ميجابت / ثانية ، فسنظل نحصل على إنترنت أسرع 1000 مرة.

معدات الشبكة المنزلية لشبكة جيجابت إيثرنت

من الممكن تمامًا تهيئة الظروف لشبكة Gigabit Ethernet في المنزل اليوم. علاوة على ذلك ، إذا كان لديك جهاز كمبيوتر حديث ، فلن تحتاج إلى إعادة تجهيز كبيرة جدًا ، ولن تكلف نفس التكلفة التي قد تبدو للوهلة الأولى. أهم شيء هو التأكد من أن جميع أجهزتك الأساسية قادرة على تشغيل شبكة جيجابت إيثرنت. بعد كل شيء ، إذا لم يتم تصميم واحد منهم على الأقل لمثل هذه السرعات ، فستحصل في النهاية على 100 ميجابت في الثانية كحد أقصى.

إذا كنت ترغب في تحقيق سرعات جيجابت ، فأنت بحاجة إلى المعدات التالية مع دعم 1 جيجابت في الثانية:

• جهاز توجيه يدعم شبكة جيجابت إيثرنت ؛
• بطاقة الشبكة (محول إيثرنت ، محول الشبكة) ؛
• تحكم الشبكة؛
• المحور / التبديل
• الأقراص الصلبة ؛
• يجب تصنيف الكابلات لـ 1 جيجابت في الثانية.

يعد كل جهاز من الأجهزة المدرجة رابطًا مهمًا في الشبكة ؛ ويعتمد معدل نقل البيانات النهائي على كل جهاز. لذلك دعونا نلقي نظرة فاحصة على كل منهم.

موزع انترنت. أنت بحاجة إلى جهاز توجيه جيجابت ، أي مع دعم جيجابت إيثرنت. تعد أجهزة التوجيه هذه أغلى إلى حد ما من الميجابت لأنها مصممة لسرعات أعلى. من حيث المبدأ ، هناك عروض كافية في السوق تحت العلامات التجارية Asus و TP-LINK و D-Link وما إلى ذلك. لكن ضع اختيارك على أكثر من قائمة الميزات والمواصفات والتصميم. تأكد من مراجعة المنتديات (و 5 على الأقل) مع مراجعات من مستهلكين حقيقيين للتأكد من أن جهاز التوجيه سيعمل لفترة طويلة وبشكل موثوق.

بطاقة الشبكة. يمكن دمج هذا الجهاز في اللوحة الأم أو قائم بذاته. يجب أن يدعم محول الشبكة لشبكة جيجابت بالضرورة شبكة جيجابت إيثرنت. إذا كان عمر جهاز الكمبيوتر الخاص بك أكثر من 2-3 سنوات ، فمن المرجح أن بطاقة الشبكة قديمة ولا تدعم هذه السرعات العالية. إذا اشتريت جهاز كمبيوتر مؤخرًا ، فمن المحتمل جدًا أنك لن تحتاج إلى ترقية محول الشبكة. ولكن على أي حال ، تحقق من خصائص بطاقة الشبكة الخاصة بك للتوافق مع شبكة Gigabit Ethernet.

تحكم الشبكة. إذا كنت تقوم ببناء شبكة منزلية ، فمن المهم أن يحتوي كل كمبيوتر على هذه الشبكة على وحدة تحكم جيجابت. خلاف ذلك ، ستحصل أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على واحد فقط على السرعة الكافية. مثل بطاقة الشبكة ، يمكن فصل وحدة تحكم الشبكة أو دمجها في اللوحة الأم. عادةً ما تحتوي أجهزة الكمبيوتر الحديثة على وحدات تحكم تدعم 1 جيجابت في الثانية افتراضيًا. لذلك من الممكن ألا تحتاج إلى تعديل أي شيء لشبكة جيجابت إيثرنت.

المحور / التبديل. إنه أحد أغلى المكونات في الشبكة المنزلية. غالبًا ما يكون موجودًا بالفعل في جهاز التوجيه. لكن تحقق مما إذا كان يدعم سرعات جيجابت. الأهمية! يعتبر المحول أكثر كفاءة من المحور لأنه يوجه البيانات إلى منفذ واحد محدد فقط ، بينما يقوم المحور بتوجيه البيانات إليها جميعًا. باستخدام مفتاح ، يمكنك توفير الموارد بشكل كبير دون رشها على المنافذ غير الضرورية.

HDD. قد يبدو الأمر غريبًا بالنسبة للبعض ، لكن القرص الصلب يؤثر بشكل خطير على سرعة الوصول إلى الإنترنت. الحقيقة هي أن محرك الأقراص الثابتة هو الذي يرسل البيانات إلى وحدة التحكم في الشبكة ، وتعتمد السرعة التي يمكنك بها إرسال البيانات واستقبالها على جودة اتصالها. من المرغوب فيه أن تحتوي وحدة التحكم على واجهة PCI Express (PCIe) ، وليس واجهة PCI. ويجب أن يحتوي القرص الصلب على موصل SATA ، وليس IDE ، لأن الأخير يدعم سرعات منخفضة للغاية.

كابل الشبكة. بطبيعة الحال ، يعد الكبل جزءًا أساسيًا من شبكة جيجابت منزلية. يمكنك اختيار زوج مجدول من كبلات Cat 5 و Cat 5e (تُستخدم لمد خطوط الهاتف والشبكات المحلية - فهي كافية لشبكة Gigabit Ethernet) أو يمكنك دفع مبالغ زائدة قليلاً وأخذ كابل Cat 6 (المصمم خصيصًا لشبكة Gigabit Ethernet و Fast Ethernet). يجب ألا يزيد طول الزوج الملتوي عن 100 متر ، وإلا فإن الإشارة تبدأ في التلاشي ولا يمكن تحقيق السرعة المطلوبة للاتصال بالإنترنت. بالإضافة إلى ذلك ، عند وضع الكابلات في شقة ، انتبه إلى حقيقة أنه من غير المرغوب وضعها بجوار أسلاك إمداد الطاقة (اقرأ المزيد عن الأسباب).

والعامل الأخير المهم لتنظيم شبكة جيجابت إيثرنت منزلية هو البرنامج. يجب أن يكون نظام التشغيل على الكمبيوتر الشخصي أحدث. إذا كان نظام التشغيل Windows ، فليس قبل Windows 2000 (وحتى بعد ذلك عليك الخوض في الإعدادات). تدعم إصدارات XP و Vista و Windows 7 إنترنت جيجابت افتراضيًا ، لذلك لن تكون هناك أية مشكلات. مع أنظمة التشغيل الأخرى ، قد يكون التكوين الإضافي ضروريًا.

أفضل 5 موجهات Wi-Fi منزلية
دعم شبكة جيجابت إيثرنت ، 2013

1. ASUS RT-N66U- نموذج ممتاز وقوي وموثوق. يعمل في وقت واحد في نطاقي تردد - 2.4 و 5 جيجاهرتز. يسر نقل البيانات بسرعة عالية - تم الإعلان عن 900 ميجابت / ثانية. عظيم لبناء شبكة جيجابت إيثرنت منزلية. لكنك تحتاج إلى إعادة تحميل ملفات لتحسين الأداء والتخلص من عدد من المشاكل التي تنشأ في البرامج الثابتة الأصلية. ومع ذلك ، تتطلب معظم أجهزة التوجيه الوميض فورًا أو بعد الشراء بفترة وجيزة. التكلفة حوالي 4.5-5 آلاف روبل.

2. دي لينك DIR-825 - ليس اختيارا سيئا. هذا جهاز توجيه ثنائي النطاق ، محشو تمامًا. ترددات العمل: 2.4 و 5 جيجاهرتز ؛ الاستخدام المتزامن لكليهما متاح. يحتوي هذا الموجه على أفضل نسبة سعر وجودة في السوق. من بين المزايا شبكة Wi-Fi واسعة التوزيع (يمكنها جذب ما يصل إلى 50 مشتركًا). من وجهة نظر المستخدمين ، فإن العيب الأكثر وضوحًا هو مؤشر LED الساطع للجهاز ، ولكن هذه مسألة ذوق أكثر من جودة الجهاز. بالنسبة للبرامج الثابتة ، يمكنك ترك البرنامج الأصلي ، لكن يوصى بإعادة تحميل ملفات لتحسين الأداء. سعر جهاز التوجيه: حوالي 3 آلاف روبل.

3. تي بي لينك TL-WDR4300 هو جهاز توجيه سريع جدًا ومناسب للشبكات المنزلية. تدعي الشركة المصنعة معدل نقل بيانات أقصى يبلغ 750 ميجابت في الثانية. تتمثل إحدى المزايا المهمة لهذا النموذج على العديد من الميزات الأخرى في القدرة على استخدام نطاقي تردد في نفس الوقت: 2.4 و 5 جيجاهرتز. بفضل هذا ، يمكن للمستخدمين الاتصال بالإنترنت في وقت واحد من الهواتف والهواتف الذكية ومن جهاز كمبيوتر محمول أو كمبيوتر شخصي أو جهاز لوحي. ميزة أخرى لهذا النموذج هي أنه يأتي بهوائيات قوية بما يكفي تسمح لك بتوزيع الإنترنت عبر Wi-Fi لأكثر من 200 متر.ولكن لكي يعمل كل هذا بشكل طبيعي ، من الأفضل تغيير البرامج الثابتة من المصنع . بفضل عدد من عمليات التلاعب بالبرامج ، سيعمل الجهاز بشكل أفضل. سعر الموديل: حوالي 3 آلاف روبل.

4. Zyxel Keenetic جيجا هو جهاز توجيه لائق مع العديد من الميزات المفيدة. عيبه الرئيسي هو أن جهاز التوجيه يعمل فقط في نطاق تردد واحد - 2.4 جيجا هرتز. ولكن في الوقت نفسه ، فإن السرعة كافية لمشاهدة IP-TV ، واستخدام شبكات التورنت (يوجد عميل تورنت مدمج) وغيرها من الخدمات "الشرهة". تم تجهيز Zyxel Keenetic Giga بهوائيات قوية تسمح لك بإنشاء شبكات Wi-Fi (بالمناسبة ، يدعم الجهاز جميع معايير Wi-Fi) بمدى طويل. يعد إعداد جهاز التوجيه أمرًا بسيطًا للغاية ، ولكن البرامج الثابتة ، كما هو الحال في معظم أجهزة التوجيه ، يجب تغييرها. ميزة أخرى هي أن الجهاز غير مكلف نسبيًا - من 3 إلى 4 آلاف روبل.

5. تي بي لينك TL-WR1043ND - موجه جيجابت قوي ورخيص إلى حد ما. ومع ذلك ، فإن لها العديد من العيوب. أولاً ، إنه يعمل فقط في النطاق 2.4 جيجا هرتز ، وهو أمر غير مريح للغاية. ثانيًا ، إنه أكثر ملاءمة للمستخدمين ذوي الخبرة ، نظرًا لأن البرامج الثابتة الأصلية ، كما هو الحال في كثير من الحالات ، ليست جيدة جدًا ، وقد يكون من الصعب إعادة تحميل هذا النموذج. ولكن كل هذا يقابله أكثر من موثوقية وقوة هذا الموجه. الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات هو 300 ميجابت في الثانية. يعمل الجهاز بأمواله ، حيث أن سعر الطراز يساوي 2000 روبل فقط.

لم أكن في عجلة من أمري لنقل شبكتي المنزلية من 100 ميجابت في الثانية إلى 1 جيجابت في الثانية ، وهو أمر غريب بالنسبة لي لأنني أقوم بنقل كمية كبيرة من الملفات عبر الشبكة. ومع ذلك ، عندما أقوم بإنفاق الأموال على ترقية جهاز الكمبيوتر أو البنية التحتية ، أعتقد أنه يجب أن أحصل على تعزيز الأداء على الفور في التطبيقات والألعاب التي أقوم بتشغيلها. يحب العديد من المستخدمين التسلية ببطاقة فيديو جديدة ومعالج مركزي ونوع من الأدوات الذكية. ومع ذلك ، لسبب ما ، لا تجتذب معدات الشبكات مثل هذا الحماس. في الواقع ، من الصعب استثمار الأموال المكتسبة في البنية التحتية للشبكة بدلاً من هدية عيد ميلاد تكنولوجي أخرى.

ومع ذلك ، فإن متطلبات النطاق الترددي الخاصة بي مرتفعة للغاية ، وفي مرحلة ما أدركت أن البنية التحتية لـ 100 ميجابت في الثانية لم تعد كافية. تحتوي جميع أجهزة الكمبيوتر المنزلية بالفعل على محولات مدمجة بسرعة 1 جيجابت في الثانية (على اللوحات الأم) ، لذلك قررت أخذ قائمة أسعار أقرب شركة كمبيوتر ومعرفة ما سأحتاجه لنقل البنية التحتية للشبكة بالكامل إلى 1 جيجابت في الثانية.

لا ، شبكة جيجابت منزلية ليست معقدة على الإطلاق.

اشتريت وتثبيت جميع الأجهزة. أتذكر أن الأمر كان يستغرق حوالي دقيقة ونصف لنسخ ملف كبير عبر شبكة 100 ميجابت في الثانية. بعد الترقية إلى 1 جيجابت في الثانية ، تم نسخ نفس الملف في 40 ثانية. كانت مكاسب الأداء جيدة ، لكنني ما زلت لم أحصل على التفوق الذي يبلغ عشرة أضعاف الذي يتوقعه المرء من مقارنة عرض النطاق الترددي للشبكات القديمة والجديدة بسرعة 100 ميجابت في الثانية مقابل 1 جيجابت في الثانية.

ماهو السبب؟

بالنسبة لشبكة جيجابت ، يجب أن تدعم جميع أجزائها سرعة 1 جيجابت في الثانية. على سبيل المثال ، إذا كان لديك بطاقات شبكة جيجابت وكابلات مقابلة مثبتة ، ولكن المحور / المحول يدعم فقط 100 ميجابت في الثانية ، فستعمل الشبكة بالكامل بسرعة 100 ميجابت في الثانية.

الشرط الأول هو وحدة تحكم الشبكة. من الأفضل أن يكون كل كمبيوتر على الشبكة مزودًا بمحول شبكة جيجابت (منفصل أو مدمج على اللوحة الأم). هذا المطلب هو الأسهل للوفاء به ، حيث أن معظم مصنعي اللوحات الأم قد قاموا بدمج وحدات تحكم شبكة جيجابت على مدار العامين الماضيين.

الشرط الثاني هو أن بطاقة الشبكة يجب أن تدعم أيضًا 1 جيجابت في الثانية. هناك فكرة خاطئة شائعة مفادها أن شبكات جيجابت تتطلب كبلًا من الفئة 5e ، ولكن في الواقع ، حتى كابلات Cat 5 الأقدم تدعم 1 جيجابت في الثانية. ومع ذلك ، فإن كبلات Cat 5e متفوقة في الأداء ، لذا فهي مناسبة بشكل أفضل لشبكات جيجابت ، خاصةً إذا كانت الكابلات طويلة بما يكفي. ومع ذلك ، لا تزال كبلات Cat 5e هي الأرخص اليوم لأن معيار Cat 5 القديم قديم. توفر كابلات Cat 6 الأحدث والأكثر تكلفة أداءً أفضل لشبكات جيجابت. سنقارن أداء كبلات Cat 5e مقابل Cat 6 لاحقًا في هذه المقالة.

المكون الثالث وربما الأغلى في شبكة جيجابت هو محور / محول بسرعة 1 جيجابت في الثانية. بالطبع ، من الأفضل استخدام مفتاح (ربما يكون مقترنًا بجهاز توجيه) ، نظرًا لأن المحور أو المحور ليس الجهاز الأكثر ذكاءً الذي يبث ببساطة جميع بيانات الشبكة إلى جميع المنافذ المتاحة ، مما يؤدي إلى عدد كبير من التصادمات ويبطئ انخفاض أداء الشبكة. إذا كنت بحاجة إلى أداء عالٍ ، فإن مفتاح جيجابت ضروري لأنه يقوم فقط بإعادة توجيه بيانات الشبكة إلى المنفذ الصحيح ، مما يزيد بشكل فعال من سرعة شبكتك مقارنة بالمحور. عادةً ما يحتوي جهاز التوجيه على مفتاح مضمن (مع منافذ LAN متعددة) ويسمح لك أيضًا بتوصيل شبكتك المنزلية بالإنترنت. يفهم معظم المستخدمين المنزليين فوائد جهاز التوجيه ، لذا يعد جهاز توجيه جيجابت خيارًا جذابًا.

المحتوى

أصبح العالم الحديث يعتمد بشكل متزايد على حجم وتدفق المعلومات التي تسير في اتجاهات مختلفة عبر الأسلاك وبدونها. بدأ كل شيء منذ وقت طويل وبوسائل أكثر بدائية من إنجازات العالم الرقمي اليوم. لكننا لا نعتزم وصف جميع الأنواع والأساليب التي من خلالها يقوم شخص ما بإحضار المعلومات الضرورية إلى وعي شخص آخر. في هذه المقالة ، أود أن أقدم للقارئ قصة حول ما تم إنشاؤه منذ وقت ليس ببعيد والذي نجح الآن في تطوير معيار لنقل المعلومات الرقمية ، والذي يسمى Ethernet.

حدثت ولادة الفكرة ذاتها وتكنولوجيا Ethernet داخل جدران شركة Xerox PARC ، جنبًا إلى جنب مع التطورات المبكرة الأخرى في نفس الاتجاه. كان التاريخ الرسمي لاختراع Ethernet هو 22 مايو 1973 ، عندما كتب روبرت ميتكالف مذكرة لرئيس PARC حول إمكانات تقنية Ethernet. ومع ذلك ، تم تسجيل براءة اختراعه بعد سنوات قليلة فقط.

في عام 1979 ، ترك Metcalfe شركة Xerox وأسس شركة 3Com ، التي كان تركيزها الأساسي هو الترويج لأجهزة الكمبيوتر والشبكات المحلية (LAN). بدعم من شركات مشهورة مثل DEC و Intel و Xerox ، تم تطوير معيار Ethernet (DIX). بعد نشره الرسمي في 30 سبتمبر 1980 ، بدأ التنافس مع تقنيتين كبيرتين حاصلتين على براءة اختراع - token ring و ARCNET ، والتي تم استبدالها بالكامل لاحقًا ، بسبب كفاءتها المنخفضة وتكلفتها الأعلى من منتجات Ethernet.

في البداية ، وفقًا للمعايير المقترحة (Ethernet v1.0 و Ethernet v2.0) ، كانوا سيستخدمون كبلًا متحد المحور كوسيط إرسال ، ولكن فيما بعد كان عليهم التخلي عن هذه التقنية والتحول إلى استخدام الكابلات الضوئية والأزواج الملتوية.

كانت الميزة الرئيسية في التطور المبكر لتكنولوجيا Ethernet هي طريقة التحكم في الوصول. إنه ينطوي على اتصالات متعددة مع استشعار الموجة الحاملة واكتشاف الاصطدام (CSMA / CD ، وصول متعدد بحساس الناقل مع كشف التصادم) ، ومعدل نقل البيانات هو 10 ميجابت في الثانية ، وحجم الحزمة من 72 إلى 1526 بايت ، كما يصف طرق تشفير البيانات. .. تقتصر القيمة الحدية لمحطات العمل في مقطع شبكة مشترك واحد على 1024 ، ولكن يمكن استخدام قيم أصغر أخرى إذا قمت بتعيين حدود أكثر صرامة للمقطع المحوري الرفيع. لكن مثل هذا البناء سرعان ما أصبح غير فعال وتم استبداله في عام 1995 بمعيار IEEE 802.3u Fast Ethernet بسرعة 100 ميجابت في الثانية ، وبعد ذلك تم اعتماد معيار IEEE 802.3z Gigabit Ethernet بسرعة 1000 ميجابت في الثانية. في الوقت الحالي ، 10 جيجابت إيثرنت IEEE 802.3ae قيد الاستخدام الكامل بالفعل ، بسرعة 10000 ميجابت / ثانية. بالإضافة إلى ذلك ، لدينا بالفعل تطورات تهدف إلى تحقيق سرعة 100000 ميجابت / ثانية 100 جيجابت إيثرنت ، ولكن أولاً وقبل كل شيء.

يعد تنسيق الإطار الخاص به أحد المواقف المهمة جدًا التي يقوم عليها معيار Ethernet. ومع ذلك ، هناك عدد غير قليل من الخيارات لذلك. هنا بعض منهم:

البديل الأول هو البكر وغير صالح للاستخدام بالفعل.

يعد إصدار Ethernet 2 أو Ethernet frame II ، المعروف أيضًا باسم DIX (اختصار الأحرف الأولى لمطوري DEC و Intel و Xerox) هو الأكثر شيوعًا ويستخدم حتى يومنا هذا. غالبًا ما تستخدم مباشرة بواسطة بروتوكول الإنترنت.

Novell هو تعديل داخلي لـ IEEE 802.3 بدون LLC (التحكم في الارتباط المنطقي).

إطار IEEE 802.2 LLC.

إطار IEEE 802.2 LLC / SNAP.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يحتوي إطار Ethernet على علامة IEEE 802.1Q لتحديد شبكة VLAN التي يتم توجيهها إليها وعلامة IEEE 802.1p للإشارة إلى الأولوية.

استخدمت بعض بطاقات Hewlett-Packard Ethernet إطار IEEE 802.12 الذي يتوافق مع معيار 100VG-AnyLAN.

بالنسبة لأنواع الإطارات المختلفة ، هناك أيضًا تنسيقات مختلفة وقيم MTU.

العناصر الوظيفية للتكنولوجياجيإيثرنت igabit

لاحظ أن الشركات المصنعة لبطاقات Ethernet والأجهزة الأخرى تتضمن بشكل أساسي دعمًا لعدة معايير سابقة لمعدل البث بالباود في منتجاتها. بشكل افتراضي ، باستخدام الاستشعار التلقائي للسرعة والازدواج ، تحدد برامج تشغيل البطاقة نفسها الوضع الأمثل للتشغيل للاتصال بين الجهازين ، ولكن عادةً ما يكون هناك أيضًا اختيار يدوي. لذلك ، بشراء جهاز به منفذ إيثرنت 10/100/1000 ، نحصل على فرصة للعمل مع تقنيات 10BASE-T و 100BASE-TX و 1000BASE-T.

هنا هو التسلسل الزمني للتعديلات إيثرنتبتقسيمها على معدلات الإرسال.

أولى القرارات:

Xerox Ethernet هي التقنية الأصلية ، سرعة 3 ميجابت في الثانية ، موجودة في نسختين ، الإصدار 1 والإصدار 2 ، لا يزال تنسيق الإطار لأحدث إصدار مستخدماً على نطاق واسع.

10BROAD36 - غير منتشر. أحد المعايير الأولى للسماح بالعمل لمسافات طويلة. تستخدم تقنية تعديل النطاق العريض المشابهة لتلك المستخدمة في أجهزة المودم الكبلية. تم استخدام كبل متحد المحور كوسيط لنقل البيانات.

1BASE5 - المعروف أيضًا باسم StarLAN ، كان أول تعديل لتقنية Ethernet لاستخدام كبلات زوج ملتوية. عملت بسرعة 1 ميجابت / ثانية ، لكنها لم تجد استخدامًا تجاريًا.

الأكثر شيوعًا والأمثل لتعديلاته الزمنية لـ 10 Mbit / s Ethernet:

10BASE5 ، IEEE 802.3 (يُطلق عليه أيضًا "إيثرنت سميك") كان التطوير الأصلي لتقنية 10 ميجابت في الثانية. يستخدم IEEE كبلًا متحد المحور 50 أوم (RG-8) بطول أقصى للقطعة يبلغ 500 متر.

10BASE2 ، IEEE 802.3a (يسمى "Thin Ethernet") - يستخدم كبل RG-58 ، بطول أقصى للقطعة يبلغ 200 متر. لتوصيل أجهزة الكمبيوتر ببعضها البعض وتوصيل الكبل ببطاقة الشبكة ، تحتاج إلى موصل T ، ويجب أن يحتوي الكبل على موصل BNC. مطلوب إنهاء في كل نهاية. لسنوات عديدة ، كان هذا المعيار هو المعيار الرئيسي لتقنية Ethernet.

StarLAN 10 - التصميم الأول لاستخدام كبل مزدوج مجدول لنقل البيانات بسرعة 10 ميجابت في الثانية. في وقت لاحق ، تطورت إلى معيار 10BASE-T.

10BASE-T ، IEEE 802.3i - 4 كبلات زوجية مجدولة (زوجان ملتويان) من الفئة 3 أو الفئة 5. يتم استخدام أقصى طول للمقطع 100 متر.

FOIRL - (اختصار لوصلة مكرر بين الألياف الضوئية). المعيار الأساسي لتقنية Ethernet باستخدام الكبل البصري لنقل البيانات. أقصى مسافة لنقل البيانات بدون مكرر هي كيلومتر واحد.

10BASE-F ، IEEE 802.3j - المصطلح الرئيسي لعائلة 10 ميجابت / ثانية من معايير Eethernet باستخدام كبلات الألياف الضوئية حتى مسافة 2 كيلومتر: 10BASE-FL و 10BASE-FB و 10BASE-FP. مما سبق ، يتم استخدام 10BASE-FL فقط على نطاق واسع.

10BASE-FL (رابط فايبر) - نسخة محسنة من معيار FOIRL. يتعلق التحسين بزيادة طول المقطع حتى 2 كم.

10BASE-FB (Fiber Backbone) - الآن معيار غير مستخدم ، تم تصميمه لدمج أجهزة إعادة الإرسال في العمود الفقري.

• 10BASE-FP (الألياف السلبية) - طوبولوجيا نجمة سلبية لا تتطلب مكررات - تم تطويرها ولكن لم يتم تنفيذها مطلقًا.

الخيار الأكثر شيوعًا والأقل تكلفة في وقت كتابة Fast Ethernet (100 ميجابت في الثانية) ( إيثرنت سريع):

100BASE-T - المصطلح الرئيسي لأحد المعايير الثلاثة لشبكة إيثرنت 100 ميجابت / ثانية ، باستخدام الزوج الملتوي كوسيط نقل البيانات. يصل طول القطعة إلى 100 متر. تتضمن 100BASE-TX و 100BASE-T4 و 100BASE-T2.

100BASE-TX ، IEEE 802.3u - تطوير تقنية 10BASE-T ، يتم استخدام طوبولوجيا نجمية ، يتم استخدام كبل زوج مجدول من الفئة 5 ، والذي يستخدم في الواقع زوجين من الموصلات ، ومعدل نقل البيانات الأقصى هو 100 ميجابت في الثانية.

100BASE-T4 - إيثرنت 100 ميجابت في الثانية عبر كابل من الفئة 3. يتم استخدام جميع الأزواج الأربعة. الآن لا يتم استخدامه عمليا. نقل البيانات في وضع نصف مزدوج.

100BASE-T2 - غير مستخدم. إيثرنت 100 ميجابت في الثانية عبر كابل من الفئة 3. يتم استخدام أزواج فقط. يتم دعم وضع الإرسال المزدوج الكامل ، عندما تنتشر الإشارات في اتجاهين متعاكسين على كل زوج. سرعة الإرسال في اتجاه واحد هي 50 ميجابت / ثانية.

100BASE-FX - إيثرنت 100 ميجابت في الثانية عبر كابل الألياف البصرية. يبلغ الحد الأقصى لطول الجزء 400 متر في وضع نصف مزدوج (لكشف التصادم المضمون) أو 2 كيلومتر في وضع الازدواج الكامل على الألياف متعددة الأوضاع.

100BASE-LX - إيثرنت 100 ميجابت في الثانية عبر كابل الألياف البصرية. يبلغ الحد الأقصى لطول المقطع 15 كيلومترًا في وضع الازدواج الكامل على زوج من الألياف الضوئية أحادية الوضع بطول موجة يبلغ 1310 نانومتر.

100BASE-LX WDM - إيثرنت 100 ميجابت في الثانية عبر كابل الألياف البصرية. يبلغ الحد الأقصى لطول المقطع 15 كيلومترًا في وضع الازدواج الكامل على ألياف بصرية أحادية النمط بطول موجة يبلغ 1310 نانومتر و 1550 نانومتر. الواجهات من نوعين ، تختلف في الطول الموجي لجهاز الإرسال ويتم تمييزها إما بأرقام (الطول الموجي) أو حرف لاتيني واحد A (1310) أو B (1550). يمكن للواجهات المزدوجة فقط العمل في أزواج ، من ناحية ، جهاز إرسال عند 1310 نانومتر ، ومن ناحية أخرى عند 1550 نانومتر.

جيجابت إيثرنت

1000BASE-T ، IEEE 802.3ab - معيار إيثرنت 1 جيجابت في الثانية. يتم استخدام زوج مجدول من الفئة 5e أو الفئة 6. وتشارك جميع الأزواج الأربعة في نقل البيانات. معدل نقل البيانات هو 250 ميجابت في الثانية على زوج واحد.

1000BASE-TX ، - معيار إيثرنت بسرعة 1 جيجابت في الثانية باستخدام زوج مجدول من الفئة 6. يتم فصل أزواج الإرسال والاستقبال فعليًا عن طريق زوجين في كل اتجاه ، مما يبسط إلى حد كبير تصميم أجهزة الإرسال والاستقبال. معدل نقل البيانات هو 500 ميجابت في الثانية على زوج واحد. عمليا لا تستخدم.

1000Base-X هو مصطلح عام لتقنية Gigabit Ethernet مع أجهزة الإرسال والاستقبال GBIC أو SFP القابلة للتوصيل.

1000BASE-SX ، IEEE 802.3z - تستخدم تقنية إيثرنت 1 جيجابت في الثانية أشعة الليزر مع طول إشعاع مسموح به في نطاق 770-860 نانومتر ، طاقة إشعاع جهاز الإرسال في النطاق من -10 إلى 0 ديسيبل ميلي واط مع نسبة تشغيل / إيقاف (إشارة / لا إشارة) لا تقل عن 9 ديسيبل. حساسية جهاز الاستقبال 17 ديسيبل ، وتشبع جهاز الاستقبال 0 ديسيبل ميلي واط. باستخدام الألياف متعددة الأوضاع ، يصل نطاق إرسال الإشارة بدون مكرر إلى 550 مترًا.

1000BASE-LX ، IEEE 802.3z - تستخدم تقنية إيثرنت 1 جيجابت في الثانية أشعة الليزر مع طول إشعاع مسموح به في نطاق 1270-1355 نانومتر ، طاقة إشعاع جهاز الإرسال في النطاق من 13.5 إلى 3 ديسيبل ، مع نسبة تشغيل / إيقاف (هناك إشارة / لا توجد إشارة) لا تقل عن 9 ديسيبل. حساسية جهاز الاستقبال 19 ديسيبل ، وتشبع جهاز الاستقبال 3 ديسيبل ميلي واط. عند استخدام الألياف متعددة الأوضاع ، فإن نطاق إرسال الإشارة بدون مكرر يصل إلى 550 مترًا. مُحسّن للمسافات الطويلة باستخدام الألياف ذات الوضع الفردي (حتى 40 كم).

1000BASE-CX - تقنية جيجابت إيثرنت للمسافات القصيرة (حتى 25 مترًا) ، تستخدم كبلًا نحاسيًا خاصًا (زوج ملتوي محمي (STP)) بمقاومة مميزة تبلغ 150 أوم. تم استبداله بمعيار 1000BASE-T ، ولا يتم استخدامه الآن.

1000BASE-LH (Long Haul) - تقنية إيثرنت 1 جيجابت في الثانية ، تستخدم كبلًا ضوئيًا أحادي الوضع ، ونطاق إرسال الإشارة بدون مكرر يصل إلى 100 كيلومتر.

اساسي	نوع الكابل	عرض النطاق الترددي (ليس أسوأ) ، ميغا هرتز * كم	الأعلى. المسافة ، م *
1000BASE-LX (1300 نانومتر ليزر ديود)	ألياف أحادية الوضع (9 ميكرومتر)
	الألياف متعددة الأوضاع (50 ميكرومتر)
	الألياف متعددة الأوضاع (62.5 ميكرومتر)
1000BASE-SX (850 نانومتر ليزر ديود)	الألياف متعددة الأوضاع (50 ميكرومتر)
	الألياف متعددة الأوضاع (62.5 ميكرومتر)
	الألياف متعددة الأوضاع (62.5 ميكرومتر)
	المحمية الملتوية زوج STP (150 أوم)
* تفترض معايير 1000BASE-SX و 1000BASE-LX وضع الازدواج الكامل ** يمكن أن توفر معدات بعض الشركات المصنعة مسافة أكبر ، ويمكن أن تصل الأجزاء البصرية التي لا تحتوي على أجهزة إعادة إرسال وسيطة / مكبرات صوت إلى 100 كيلومتر.

مواصفات معايير 1000Base-X

10 جيجابت إيثرنت

لا يزال معيار 10 Gigabit Ethernet مكلفًا للغاية ، ولكنه شائع جدًا ، ويتضمن سبعة معايير للوسائط المادية لشبكات LAN و MAN و WAN. إنه مشمول حاليًا بتعديل IEEE 802.3a ويجب تضمينه في المراجعة التالية لمعيار IEEE 802.3.

10GBASE-CX4 - تقنية 10 جيجابت إيثرنت للمسافات القصيرة (حتى 15 مترًا) باستخدام كبل نحاسي CX4 وموصلات InfiniBand.

10GBASE-SR - تقنية 10 جيجابت إيثرنت للمسافات القصيرة (حتى 26 أو 82 مترًا ، اعتمادًا على نوع الكابل) باستخدام الألياف متعددة الأوضاع. كما يدعم مسافات تصل إلى 300 متر باستخدام ألياف متعددة الأوضاع جديدة (2000 ميجا هرتز / كم).

10GBASE-LX4 - يستخدم تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي لدعم المسافات من 240 إلى 300 متر فوق الألياف متعددة الأوضاع. يدعم أيضًا مسافات تصل إلى 10 كيلومترات عند استخدام الألياف أحادية الوضع.

10GBASE-LR و 10GBASE-ER - تدعم هذه المعايير مسافات تصل إلى 10 و 40 كيلومترًا ، على التوالي.

10GBASE-SW و 10GBASE-LW و 10GBASE-EW - تستخدم هذه المعايير واجهة فعلية بالسرعة وتنسيق البيانات المتوافق مع واجهة OC-192 / STM-64 SONET / SDH. وهي تشبه معايير 10GBASE-SR و 10GBASE-LR و 10GBASE-ER على التوالي ، حيث تستخدم نفس أنواع الكابلات ومسافات الإرسال.

10GBASE-T ، IEEE 802.3an-2006 - تم اعتماده في يونيو 2006 بعد 4 سنوات من التطوير. يستخدم كبل زوج ملتوي محمي. المسافات - ما يصل إلى 100 متر.

وأخيرًا ، ما الذي نعرفه 100 جيجابت إيثرنت(100-GE) ، لا تزال تقنية بدائية إلى حد ما ، لكنها تحظى بشعبية كبيرة.

في أبريل 2007 ، بعد اجتماع لجنة IEEE 802.3 في أوتاوا ، اتخذت مجموعة الدراسات عالية السرعة (HSSG) رأيًا حول الأساليب التقنية في تشكيل القنوات البصرية والنحاسية 100-GE. في هذا الوقت ، تم تشكيل مجموعة العمل 802.3ba أخيرًا لتطوير مواصفات 100-GE.

كما في التطورات السابقة ، سيأخذ معيار 100-GE في الاعتبار ليس فقط الجدوى الاقتصادية والتقنية لتنفيذه ، ولكن أيضًا توافقها مع الأنظمة الحالية. في هذا الوقت ، أثبتت الشركات الرائدة بشكل لا يمكن إنكاره الحاجة إلى مثل هذه السرعات. كميات متزايدة باستمرار من المحتوى المخصص ، بما في ذلك عند تسليم مقاطع الفيديو من بوابات مثل YouTube والموارد الأخرى باستخدام تقنيات IPTV و HDTV. يجب أن نذكر أيضًا الفيديو عند الطلب. كل هذا يحدد الحاجة إلى 100 مشغل ومزود خدمة جيجابت إيثرنت.

ولكن على خلفية مجموعة كبيرة من الأساليب التكنولوجية القديمة والواعدة داخل مجموعة Ethernet ، نريد أن نتعمق بمزيد من التفاصيل حول التكنولوجيا ، التي لا تكتسب اليوم سوى استخدام جماعي كامل بسبب انخفاض تكلفة عناصر. يمكن لشبكة جيجابت إيثرنت دعم التطبيقات بشكل كامل مثل دفق الفيديو ومؤتمرات الفيديو ونقل الصور المعقدة مع متطلبات النطاق الترددي المتزايدة. أصبحت فوائد سرعات الإرسال الأعلى في شبكات الشركات والشبكات المنزلية أمرًا لا جدال فيه أكثر فأكثر ، مع انخفاض أسعار المعدات من هذه الفئة.

الآن حصل معيار IEEE على أقصى شعبية. تم اعتماده في يونيو 1998 ، وتمت الموافقة عليه كـ IEEE 802.3z. لكن في البداية ، تم استخدام كبل بصري فقط كوسيط إرسال. مع الموافقة على إضافة معيار 802.3ab خلال العام التالي ، أصبح الزوج الملتوي غير المحمي من الفئة 5 هو وسيط الإرسال.

تعد Gigabit Ethernet سليلًا مباشرًا لشبكة Ethernet و Fast Ethernet ، والتي أثبتت نفسها جيدًا على مدار ما يقرب من عشرين عامًا من التاريخ ، وحافظت على موثوقيتها ومستقبلها. إلى جانب التوافق مع الإصدارات السابقة مع الحلول السابقة (ظل هيكل الكبل دون تغيير) ، فإنه يوفر إنتاجية نظرية تبلغ 1000 ميجابت في الثانية ، أي ما يعادل 120 ميجابايت في الثانية تقريبًا. وتجدر الإشارة إلى أن هذه القدرات تساوي عمليا سرعة ناقل PCI 32 بت 33 ميجاهرتز. هذا هو السبب في توفر محولات جيجابت لكل من PCI 32 بت (33 و 66 ميجاهرتز) وللناقل 64 بت. إلى جانب هذه الزيادة في السرعة ، ورثت Gigabit Ethernet جميع ميزات Ethernet السابقة مثل تنسيق الإطار وتقنية CSMA / CD (الوصول المتعدد للكشف عن التصادم الحساس للإرسال) والازدواج الكامل وما إلى ذلك. على الرغم من أن السرعات العالية قد صنعت ابتكاراتها الخاصة ، إلا أنه في وراثة المعايير القديمة بالتحديد تكمن الميزة الهائلة وشعبية Gigabit Ethernet. بالطبع ، يتم الآن اقتراح حلول أخرى ، مثل أجهزة الصراف الآلي والقناة الليفية ، ولكن هنا يتم فقدان الميزة الرئيسية للمستخدم النهائي على الفور. يؤدي الانتقال إلى تقنية مختلفة إلى إعادة صياغة ضخمة وإعادة تجهيز شبكات المؤسسات ، في حين أن شبكة جيجابت إيثرنت ستسمح بزيادة سلسة في السرعة وعدم تغيير الكابلات. سمح هذا النهج لتكنولوجيا Ethernet بأخذ مكانة مهيمنة في مجال تقنيات الشبكة وقهر أكثر من 80 في المائة من سوق نقل المعلومات العالمي.

هيكل بناء شبكة إيثرنت ذات انتقالات سلسة إلى معدلات بيانات أعلى.

في البداية ، تم تطوير جميع معايير Ethernet باستخدام كبل بصري فقط كوسيط إرسال - لذلك تلقت Gigabit Ethernet واجهة 1000BASE-X. يعتمد على معيار الطبقة المادية للقناة الليفية (تقنية لمحطات العمل البينية وأجهزة التخزين وعقد الحافة). نظرًا لأن هذه التقنية قد تمت الموافقة عليها مسبقًا ، فقد أدى هذا الاقتراض إلى تقليل وقت تطوير معيار Gigabit Ethernet بشكل كبير. 1000BASE-X

نحن ، وكذلك رجل عادي في الشارع ، كنا أكثر اهتمامًا بـ 1000Base-CX نظرًا لتشغيله على الزوج الملتوي المحمي (STP "twinax") لمسافات قصيرة و 1000BASE-T للزوج الملتوي غير المحمي من الفئة 5. أصبح الاختلاف الرئيسي بين 1000BASE-T و Fast Ethernet 100BASE- TX هو أنه تم استخدام الأزواج الأربعة (في 100BASE-TX تم استخدام اثنين فقط). في نفس الوقت ، يمكن لكل زوج نقل البيانات بسرعة 250 ميجابت في الثانية. يوفر المعيار إرسالًا مزدوجًا كاملًا ، مع توفير التدفق على كل زوج في اتجاهين في وقت واحد. نظرًا للتداخل القوي أثناء هذا الإرسال ، كان من الأصعب من الناحية الفنية تنفيذ نقل جيجابت على زوج ملتوي مقارنةً بـ 100BASE-TX ، الأمر الذي تطلب تطوير إرسال خاص مناعي ضد الضوضاء ، بالإضافة إلى عقدة ذكية للتعرف على البيانات واستعادتها إشارة عند الاستقبال. كطريقة تشفير في معيار 1000BASE-T ، تم استخدام ترميز سعة النبضة 5 مستويات PAM-5.

أصبحت معايير اختيار الكابل أيضًا أكثر صرامة. لتقليل التداخل ، والإرسال أحادي الاتجاه ، وخسارة العودة ، والتأخير وتحول الطور ، تم اعتماد الفئة 5e للزوج الملتوي غير المحمي.

يتم تنفيذ كابل العقص لـ 1000BASE-T وفقًا لأحد المخططات التالية:

مباشرة من خلال كابل.

كابل كروس.

مخططات العقص لكابل 1000BASE-T

أثرت الابتكارات أيضًا على مستوى معيار MAC-1000BASE-T. في شبكات Ethernet ، يتم تحديد المسافة القصوى بين المحطات (مجال التصادم) بناءً على الحد الأدنى لحجم الإطار (في معيار Ethernet IEEE 802.3 كان 64 بايت). يجب أن يكون الحد الأقصى لطول المقطع بحيث يمكن لمحطة الإرسال اكتشاف تصادم قبل نهاية إرسال الإطار (يجب أن يكون للإشارة وقت لتمريرها إلى الطرف الآخر من المقطع والعودة مرة أخرى). وفقًا لذلك ، مع زيادة معدل الإرسال ، من الضروري إما زيادة حجم الرتل ، وبالتالي زيادة الحد الأدنى من الوقت لإرسال إطار ، أو تقليل قطر مجال التصادم.

عند التبديل إلى Fast Ethernet ، استخدموا الخيار الثاني وقللوا قطر المقطع. في Gigabit Ethernet ، لم يكن هذا مقبولاً. في الواقع ، في هذه الحالة ، فإن المعيار الذي ورث مكونات Fast Ethernet مثل الحد الأدنى لحجم الإطار و CSMA / CD ووقت اكتشاف التصادم (الفتحة الزمنية) سيكون قادرًا على العمل في مجالات التصادم التي لا يزيد قطرها عن 20 مترًا. لذلك ، تم اقتراح زيادة وقت إرسال الرتل الأدنى. بالنظر إلى أنه للتوافق مع Ethernet السابق ، تم ترك الحد الأدنى لحجم الإطار كما هو - 64 بايت ، وتمت إضافة حقل تمديد ناقل إضافي إلى الإطار ، والذي يكمل الإطار إلى 512 بايت ، ولكن لا يتم إضافة الحقل في الحالة عندما حجم الإطار أكبر من 512 بايت. وبالتالي ، تبين أن الحد الأدنى لحجم الإطار الناتج كان 512 بايت ، وزاد وقت اكتشاف الاصطدام ، وزاد قطر المقطع إلى نفس 200 متر (في حالة 1000BASE-T). الرموز الموجودة في حقل امتداد الناقل ليس لها معنى دلالي ، ولا يتم حساب المجموع الاختباري لها. عند استقبال إطار ، يتم تجاهل هذا الحقل حتى في طبقة MAC ، لذلك تستمر الطبقات العليا في العمل بإطارات يبلغ طولها 64 بايت كحد أدنى.

ولكن هنا أيضًا كانت هناك مزالق. بينما سمح توسيع الوسائط بالتوافق مع المعايير السابقة ، فقد أهدر النطاق الترددي. يمكن أن تصل الخسارة إلى 448 بايت (512-64) لكل إطار للإطارات القصيرة. لذلك ، تم تحديث معيار 1000BASE-T - تم تقديم مفهوم انفجار الحزم. يسمح لك باستخدام مجال التوسع بشكل أكثر فاعلية. ويعمل كالتالي: إذا كان للمحول أو المحول عدة إطارات صغيرة يجب إرسالها ، يتم إرسال أولها بالطريقة القياسية ، مع إضافة مجال تمديد يصل إلى 512 بايت. ويتم إرسال جميع العناصر اللاحقة في شكلها الأصلي (بدون حقل التمديد) ، مع فاصل زمني لا يقل عن 96 بت فيما بينها. والأهم من ذلك ، أن هذه الفجوة بين الإطارات مليئة برموز انتشار الوسائط. يحدث هذا حتى يصل الحجم الإجمالي للإطارات المرسلة إلى حد 1518 بايت. وبالتالي ، لا يصمت الوسيط أثناء إرسال الإطارات الصغيرة ، لذلك يمكن أن يحدث الاصطدام فقط في المرحلة الأولى ، عند إرسال أول إطار صغير صحيح مع مجال تمدد ناقل (بحجم 512 بايت). يمكن لهذه الآلية تحسين أداء الشبكة بشكل كبير ، خاصة في ظل الأحمال الثقيلة ، من خلال تقليل احتمالية حدوث تصادمات.

ولكن هذا ليس بكافي. في البداية ، كانت شبكة جيجابت إيثرنت تدعم فقط أحجام إطارات إيثرنت القياسية ، من 64 كحد أدنى (مبطن حتى 512) إلى 1518 بايت كحد أقصى. من بينها 18 بايتًا مشغولة برأس الخدمة القياسي ، وبالنسبة للبيانات هناك من 46 إلى 1500 بايت ، على التوالي. ولكن حتى حزمة بيانات 1500 بايت صغيرة جدًا في حالة شبكة جيجابت. خاصة للخوادم التي تنقل كميات كبيرة من البيانات. دعونا نحسب قليلا. لنقل ملف 1 غيغابايت عبر شبكة Fast Ethernet غير المحملة ، يعالج الخادم 8200 حزمة / ثانية ويستغرق 11 ثانية على الأقل للقيام بذلك. في هذه الحالة ، سيستغرق كمبيوتر 200 MIPS حوالي 10 بالمائة من الوقت للتعامل مع المقاطعات وحدها. بعد كل شيء ، يجب على المعالج المركزي معالجة (حساب المجموع الاختباري ، ونقل البيانات إلى الذاكرة) كل حزمة تصل.

سرعة	10 ميجابت في الثانية		100 ميجابت في الثانية		1000 ميجابت في الثانية
حجم الاطار
إطارات / ثانية
معدل نقل البيانات ، ميغابت في الثانية
الفاصل الزمني بين الإطارات ، μs

خصائص نقل إيثرنت.

في شبكات جيجابت ، يكون الوضع أسوأ - يزداد الحمل على المعالج بحوالي ترتيب من حيث الحجم بسبب تقليل الفاصل الزمني بين الإطارات ، وبالتالي ، طلبات المقاطعة إلى المعالج. يوضح الجدول 1 أنه حتى في ظل أفضل الظروف (باستخدام الإطارات ذات الحجم الأقصى) ، يتم تباعد الإطارات عن بعضها البعض بفاصل زمني لا يتجاوز 12 ميكرو ثانية. في حالة استخدام إطارات أصغر ، يقل هذا الفاصل الزمني فقط. لذلك ، في شبكات جيجابت ، كان الاختناق ، بشكل غريب بما فيه الكفاية ، هو مرحلة معالجة الإطارات بواسطة المعالج. لذلك ، في فجر تكوين Gigabit Ethernet ، كانت معدلات النقل الفعلية بعيدة عن الحد الأقصى النظري - لم تتمكن المعالجات ببساطة من التعامل مع الحمل.

الطريقة الواضحة للخروج من هذا الموقف هي ما يلي:

زيادة الفاصل الزمني بين الإطارات ؛

تحويل جزء من حمل إطارات المعالجة من المعالج المركزي إلى محول الشبكة نفسه.

كلا الطريقتين منفذة حاليا في عام 1999 ، تم اقتراح زيادة حجم الحزمة. سميت هذه الحزم بإطارات جامبو ، ويمكن أن يتراوح حجمها من 1518 إلى 9018 بايت (حاليًا ، تدعم المعدات من بعض الشركات المصنعة أيضًا أحجام إطارات كبيرة الحجم). سمحت إطارات جامبو بتقليل الحمل على المعالج المركزي حتى 6 مرات (يتناسب مع حجمه) ، وبالتالي زيادة الأداء بشكل كبير. على سبيل المثال ، يحتوي الحد الأقصى لحزمة إطار Jumbo Frame البالغ 9018 بايت ، بالإضافة إلى رأس 18 بايت ، على 9000 بايت للبيانات ، وهو ما يتوافق مع ستة إطارات Ethernet قياسية بحد أقصى. تتحقق الزيادة في الأداء ليس بسبب التخلص من عدة رؤوس خدمة (لا تتجاوز الحركة من الإرسال عدة في المائة من إجمالي عرض النطاق الترددي) ، ولكن بسبب تقليل الوقت الذي يقضيه في معالجة مثل هذا الإطار. بتعبير أدق ، يظل وقت معالجة الإطار كما هو ، ولكن بدلاً من عدة إطارات صغيرة ، كل منها يتطلب دورات معالج N ومقاطعة واحدة ، نقوم بمعالجة إطار واحد فقط أكبر.

يوفر عالم سرعة معالجة المعلومات سريع التطور نوعًا ما حلولًا أسرع وأكثر تكلفة لاستخدام أجهزة خاصة لإزالة جزء من حمل معالجة حركة المرور من المعالج المركزي. تُستخدم تقنية التخزين المؤقت أيضًا لمقاطعة المعالج لمعالجة إطارات متعددة في وقت واحد. في هذا الوقت ، أصبحت تقنية Gigabit Ethernet متاحة أكثر فأكثر للاستخدام في المنزل ، مما سيثير اهتمام المستخدم العادي بشكل مباشر. سيوفر الوصول الأسرع إلى الموارد المنزلية عرضًا عالي الجودة للفيديو عالي الدقة ، وسيستغرق وقتًا أقل لإعادة توزيع المعلومات ، وأخيراً ، سيسمح بالتشفير المباشر لتدفقات الفيديو إلى محركات أقراص الشبكة.

في إعداد المقال ، تم استخدام المواد المرجعية http://www.ixbt.com/ وhttp://www.wikipedia.org/.

تمت قراءة المقال 15510 مرة

اشترك في قنواتنا

جيجابت إيثرنت

الآن هناك الكثير من الحديث عن الوقت اللازم للتبديل على نطاق واسع إلى سرعات جيجابت عند توصيل المستخدمين النهائيين للشبكات المحلية ، ومرة ​​أخرى يُطرح السؤال حول تبرير الحلول وتقدمها "الألياف إلى مكان العمل" ، "الألياف إلى المنزل" ، إلخ. في هذا الصدد ، ستكون هذه المقالة ، التي تصف المعايير ليس فقط للنحاس ، ولكن أيضًا بشكل أساسي لواجهات GigE للألياف الضوئية ، مناسبة تمامًا وفي الوقت المناسب.

بنية جيجابت إيثرنت

يوضح الشكل 1 بنية طبقات جيجابت إيثرنت. كما هو الحال في معيار Fast Ethernet ، لا يوجد في Gigabit Ethernet مخطط تشفير إشارة عالمي يمكن أن يكون مثاليًا لجميع الواجهات المادية - لذلك ، من ناحية ، تستخدم معايير 1000Base-LX / SX / CX ترميز 8B / 10B ، وعلى من ناحية أخرى ، بالنسبة لمعيار 1000Base-T ، يتم استخدام رمز سطر خاص ممتد TX / T2. يتم تنفيذ وظيفة التشفير بواسطة الطبقة الفرعية لتشفير PCS الموجودة أسفل واجهة GMII المستقلة.

أرز. 1. بنية طبقة معيار Gigabit Ethernet وواجهة GII وجهاز الإرسال والاستقبال Gigabit Ethernet

واجهة GMII. توفر واجهة Gigabit Media Independent Interface (GMII) إمكانية التشغيل البيني بين طبقة MAC والطبقة المادية. واجهة GMII هي امتداد لواجهة MII ويمكن أن تدعم سرعات 10 و 100 و 1000 ميجابت في الثانية. يحتوي على جهاز استقبال وجهاز إرسال منفصل 8 بت ، ويمكن أن يدعم كلا من الوضعين أحادي الاتجاه والازدواج الكامل. بالإضافة إلى ذلك ، تحمل واجهة GMII إشارة ساعة واحدة ، وإشارات حالة خطين - الأولى (في حالة التشغيل) تشير إلى وجود ناقل ، والثانية (في حالة التشغيل) تشير إلى عدم وجود تصادمات - والعديد من الإشارات الأخرى قنوات الإشارة والطعام. يمكن لوحدة الإرسال والاستقبال ، التي تغطي الطبقة المادية وتوفر إحدى الواجهات المادية المعتمدة على الوسائط ، الاتصال ، على سبيل المثال ، بمحول جيجابت إيثرنت عبر واجهة GMII.

طبقة فرعية للترميز المادي لأجهزة الكمبيوتر الشخصية. عند توصيل واجهات 1000Base-X ، تستخدم الطبقة الفرعية لـ PCS ترميزًا فائضًا للكتل 8B10B ، مستعارًا من معيار القناة الليفية ANSI X3T11. على غرار معيار FDDI المدروس ، فقط على أساس جدول كود أكثر تعقيدًا ، يتم تحويل كل 8 بتات إدخال مخصصة للإرسال إلى عقدة بعيدة إلى رموز 10 بت (مجموعات الرموز). بالإضافة إلى ذلك ، هناك أحرف تحكم 10 بت خاصة في التدفق التسلسلي للإخراج. مثال على أحرف التحكم هي الأحرف المستخدمة لتوسيع الوسائط (حشو إطار Gigabit Ethernet لحجمه الأدنى البالغ 512 بايت). عند توصيل واجهة 1000Base-T ، تنفذ الطبقة الفرعية لـ PCS ترميزًا خاصًا لمقاومة الضوضاء لضمان الإرسال عبر زوج UTP Cat.5 الملتوي على مسافة تصل إلى 100 متر - رمز خط TX / T2 الذي طورته شركة Level One Communications.

يتم إنشاء إشارتين لحالة الخط - إشارة وجود الموجة الحاملة وإشارة غياب الاصطدام - بواسطة هذا المستوى الفرعي.

المستويات الفرعية PMA و PMD. تستخدم الطبقة المادية لشبكة جيجابت إيثرنت واجهات متعددة ، بما في ذلك الزوج التقليدي الملتوي من الفئة 5 والألياف متعددة الأوضاع والألياف أحادية الوضع. تقوم الطبقة الفرعية PMA بتحويل دفق الأحرف المتوازي من PCS إلى دفق تسلسلي ، كما تقوم أيضًا بتحويل (موازاة) الدفق التسلسلي الوارد من PMD. تحدد الطبقة الفرعية لـ PMD الخصائص البصرية / الكهربائية للإشارات الفيزيائية للبيئات المختلفة. في المجموع ، تم تحديد 4 أنواع مختلفة من واجهات الوسائط المادية ، والتي تنعكس في مواصفات معايير 802.3z (1000Base-X) و 802.3ab (1000Base-T) ، (الشكل 2).

أرز. 2. واجهات فعلية لمعيار جيجابت إيثرنت

واجهة 1000Base-X

تعتمد واجهة 1000Base-X على معيار الطبقة المادية للقناة الليفية. Fibre Channel هي تقنية تربط بين محطات العمل وأجهزة الكمبيوتر العملاقة وأجهزة التخزين وعقد الحافة. تتميز القناة الليفية بهندسة معمارية من 4 طبقات. تم نقل الطبقتين السفليتين FC-0 (الواجهات والوسائط) و FC-1 (التشفير / فك التشفير) إلى Gigabit Ethernet. نظرًا لأن Fibre Channel هي تقنية معتمدة ، فقد قللت هذه الخطوة بشكل كبير من وقت التطوير لمعيار Gigabit Ethernet الأصلي.

يشبه كود الكتلة 8B / 10B كود 4B / 5B المستخدم في معيار FDDI. ومع ذلك ، تم رفض كود 4B / 5B في القناة الليفية لأن الكود لا يوفر رصيدًا للتيار المستمر. يمكن أن يؤدي عدم التوازن هذا إلى تسخين ثنائيات الليزر بالاعتماد على البيانات ، حيث يمكن لجهاز الإرسال إرسال أكثر من "1" بت (إشعاع) من "0" (بدون إشعاع) ، مما قد يتسبب في أخطاء إضافية بمعدلات باود عالية.

ينقسم 1000Base-X إلى ثلاث واجهات مادية ، وخصائصها الرئيسية كما يلي:

تكتشف واجهة 1000Base-SX أشعة الليزر بطول إشعاع مسموح به في نطاق 770-860 نانومتر ، قوة إشعاع جهاز الإرسال في النطاق من -10 إلى 0 ديسيبل ، مع نسبة تشغيل / إيقاف (إشارة / لا توجد إشارة) لا تقل عن 9 ديسيبل. حساسية جهاز الاستقبال -17 ديسيبل ، تشبع جهاز الاستقبال 0 ديسيبل ميلي واط ؛

تكتشف واجهة 1000Base-LX أشعة الليزر مع طول إشعاع مسموح به في نطاق 1270-1355 نانومتر ، وقوة إشعاع جهاز الإرسال في النطاق من -13.5 إلى -3 ديسيبل ميلي واط ، مع نسبة تشغيل / إيقاف (توجد إشارة / لا توجد إشارة ) لا تقل عن 9 ديسيبل. حساسية جهاز الاستقبال -19 ديسيبل ، وتشبع جهاز الاستقبال -3 ديسيبل ؛

1000Base-CX زوج مجدول محمي (STP "twinax") على مسافات قصيرة.

كمرجع ، يوضح الجدول 1 الخصائص الرئيسية لوحدات الإرسال والاستقبال الضوئية المصنعة بواسطة Hewlett Packard للواجهات القياسية 1000Base-SX (طراز HFBR-5305 ، = 850 نانومتر) و 1000Base-LX (نموذج HFCT-5305 ، = 1300 نانومتر).

الجدول 1. الخصائص التقنية لأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية Gigabit Ethernet

المسافات المدعومة لمعايير 1000Base-X موضحة في الجدول 2.

الجدول 2. الخصائص التقنية لأجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية Gigabit Ethernet

عند ترميز 8B / 10B ، يكون معدل البت في الخط البصري 1250 بت في الثانية. هذا يعني أن عرض النطاق الترددي لطول الكابل المسموح به يجب أن يكون أكبر من 625 ميجا هرتز. من الجدول. يوضح الشكل 2 استيفاء هذا المعيار للخطوط 2-6. نظرًا لسرعة الإرسال العالية لشبكة جيجابت إيثرنت ، يجب توخي الحذر عند إنشاء مقاطع طويلة. يفضل الألياف أحادية الوضع بوضوح. في هذه الحالة ، يمكن أن تكون خصائص أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية أعلى بكثير. على سبيل المثال ، تقوم NBase بتصنيع محولات مزودة بمنافذ Gigabit Ethernet التي توفر مسافات تصل إلى 40 كم فوق الألياف أحادية الوضع دون إعادة الإرسال (يتم استخدام ليزر DFB ضيق الطيف الذي يعمل عند 1550 نانومتر).

ميزات استخدام الألياف متعددة الأوضاع

هناك عدد كبير من شبكات الشركات في العالم تعتمد على كبلات الألياف الضوئية متعددة الأوضاع ، مع 62.5 / 125 و 50/125 من الألياف. لذلك ، من الطبيعي أنه حتى في مرحلة تشكيل معيار Gigabit Ethernet ، نشأت مشكلة تكييف هذه التقنية لاستخدامها في أنظمة الكابلات متعددة الأوضاع الحالية. في سياق البحث حول تطوير مواصفات 1000Base-SX و 1000Base-LX ، تم الكشف عن حالة شاذة مثيرة للاهتمام مرتبطة باستخدام أجهزة إرسال الليزر جنبًا إلى جنب مع الألياف متعددة الأوضاع.

تم تصميم الألياف متعددة الأوضاع لاستخدامها مع الثنائيات الباعثة للضوء (طيف الانبعاث 30-50 نانوثانية). يدخل الإشعاع غير المتماسك من مصابيح LED هذه إلى الألياف فوق المنطقة بأكملها من النواة الحاملة للضوء. نتيجة لذلك ، هناك عدد كبير من مجموعات الوضع متحمسة في الألياف. تفسح إشارة الانتشار نفسها جيدًا لوصف لغة التشتت البيني. تعد كفاءة استخدام مصابيح LED مثل أجهزة الإرسال في معيار Gigabit Ethernet منخفضة بسبب تردد التعديل العالي للغاية - معدل البت في الخط البصري هو 1250 ميجا بايت ، ومدة نبضة واحدة هي 0.8 نانوثانية. تبلغ السرعة القصوى ، عند استمرار استخدام مصابيح LED لنقل الإشارة عبر الألياف متعددة الأوضاع ، 622.08 ميجابت في الثانية (STM-4 ، مع الأخذ في الاعتبار التكرار في كود 8B / 10B ، فإن معدل البت في الخط البصري هو 777.6 Mbaud). لذلك ، أصبحت شبكة جيجابت إيثرنت هي المعيار الأول الذي ينظم استخدام أجهزة إرسال الليزر الضوئية مع الألياف متعددة الأوضاع. تعد مساحة إدخال الإشعاع في الألياف من الليزر أصغر بكثير من حجم قلب الألياف متعددة الأوضاع. هذه الحقيقة في حد ذاتها لا تؤدي بعد إلى مشكلة. في الوقت نفسه ، في العملية التكنولوجية لتصنيع ألياف تجارية قياسية متعددة الوسائط ، يُسمح ببعض العيوب (الانحرافات ضمن النطاق المسموح به) التي لا تعتبر بالغة الأهمية للاستخدام التقليدي للألياف ، والتي تتركز أكثر بالقرب من محور الألياف الأساسية. على الرغم من أن هذه الألياف متعددة الأنماط تلبي تمامًا متطلبات المعيار ، إلا أن ضوء الليزر المتماسك الذي يتم إدخاله في مركز هذه الألياف ، والذي يمر عبر مناطق عدم تجانس معامل الانكسار ، يمكن أن ينقسم إلى عدد صغير من الأوضاع ، والتي تنتشر بعد ذلك على طول الألياف بمسارات بصرية مختلفة وبسرعات مختلفة. تُعرف هذه الظاهرة باسم تأخير الوضع التفاضلي DMD. ونتيجة لذلك ، يظهر تحول طور بين الأنماط ، مما يؤدي إلى تداخل غير مرغوب فيه على جانب الاستقبال وإلى زيادة كبيرة في عدد الأخطاء (الشكل 3 أ). لاحظ أن التأثير يظهر فقط في ظل مجموعة متزامنة من عدد من الظروف: ألياف أقل نجاحًا ، وجهاز إرسال ليزر أقل نجاحًا (بالطبع ، يفي بالمعيار) ومدخل إشعاع أقل نجاحًا في الألياف. من الناحية الفيزيائية ، يرتبط تأثير DMD بحقيقة أن الطاقة من مصدر متماسك يتم توزيعها ضمن عدد صغير من الأوضاع ، بينما يثير المصدر غير المتماسك بشكل موحد عددًا كبيرًا من الأوضاع. تظهر الأبحاث أن التأثير يكون أقوى عند استخدام أشعة الليزر ذات الطول الموجي الطويل (نافذة الشفافية 1300 نانومتر).

تين. 3. انتشار الإشعاع المتماسك في ألياف متعددة الأنماط: أ) مظهر من مظاهر تأثير تأخر النمط التفاضلي (DMD) عند الاقتران المحوري للإشعاع ؛ ب) اقتران خارج المحور للإشعاع المتماسك في ألياف متعددة الأنماط.

يمكن أن يؤدي هذا الشذوذ في أسوأ الحالات إلى انخفاض في الحد الأقصى لطول المقطع بناءً على FOC متعدد الأوضاع. نظرًا لأنه من المفترض أن يوفر المعيار ضمان أداء بنسبة 100٪ ، يجب تنظيم الحد الأقصى لطول المقطع مع الأخذ في الاعتبار المظهر المحتمل لتأثير DMD.

واجهة 1000Base-LX... من أجل الحفاظ على مسافة أكبر وتجنب عدم القدرة على التنبؤ بسلوك ارتباط Gigabit Ethernet بسبب وجود خلل ، يُقترح حقن إشعاع في الجزء البعيدة عن المركز من نواة الألياف متعددة الأوضاع. نظرًا لاختلاف الفتحة ، فإن للإشعاع وقتًا ليتم توزيعه بالتساوي على قلب الألياف بالكامل ، مما يضعف بشكل كبير من مظاهر التأثير ، على الرغم من أن الحد الأقصى لطول المقطع يظل محدودًا بعد ذلك (الجدول 2). تم تصميم حبال بصرية انتقالية أحادية الوضع MCP (حبال التصحيح لتكييف الوضع) خصيصًا ، حيث يكون أحد الموصلات (أي الموصلات المزمع تزاوجها مع الألياف متعددة الأوضاع) إزاحة طفيفة عن محور الألياف الأساسية. قد يُشار إلى السلك البصري الذي يكون أحد الموصل فيه هو Duplex SC مع قلب إزاحة والآخر مع Duplex SC منتظم على أنه MCP Duplex SC - Duplex SC. بالطبع ، مثل هذا الكبل غير مناسب للاستخدام في الشبكات التقليدية ، على سبيل المثال ، في Fast Ethernet ، بسبب فقد الإدخال العالي في الواجهة مع MCP Duplex SC. يمكن أن يكون MCP العابر عبارة عن ألياف مدمجة أحادية الوضع ومتعددة الأوضاع وتحتوي على عنصر تحيز بين الألياف داخليًا. ثم ، بنهاية الوضع الفردي ، يتم توصيله بجهاز إرسال ليزر. بالنسبة لجهاز الاستقبال ، يمكن توصيل سلك تصحيح قياسي متعدد الأوضاع به. يتيح استخدام حبال MCP الانتقالية تغذية الإشعاع في ألياف متعددة الوسائط من خلال منطقة يقابلها 10-15 ميكرون من المحور (الشكل 3 ب). وبالتالي ، يظل من الممكن استخدام منافذ واجهة 1000Base-LX مع FOCs أحادية الوضع ، حيث سيتم حقن الإشعاع بشكل صارم في وسط نواة الألياف.

واجهة 1000Base-SX... نظرًا لأن واجهة 1000Base-SX موحدة للاستخدام فقط مع الألياف متعددة الأوضاع ، يمكن تنفيذ إزاحة منطقة إدخال الإشعاع من المحور المركزي للألياف داخل الجهاز نفسه ، مما يلغي الحاجة إلى استخدام سلك مطابقة بصري.

واجهة 1000Base-T

1000Base-T هي واجهة Gigabit Ethernet قياسية للإرسال عبر زوج مجدول غير محمي من الفئة 5 وأعلى عبر مسافات تصل إلى 100 متر. للإرسال ، يتم استخدام جميع أزواج الكابلات النحاسية الأربعة ، ومعدل الإرسال للزوج الواحد هو 250 ميجابت / ثانية. من المفترض أن المعيار سيوفر إرسالًا مزدوجًا كاملًا ، وسيتم إرسال البيانات على كل زوج في وقت واحد في اتجاهين في وقت واحد - مزدوج الاتجاه. 1000Base-T. من الناحية الفنية ، اتضح أنه من الصعب جدًا تنفيذ إرسال مزدوج 1 جيجابت في الثانية على زوج مجدول UTP cat.5 ، وهو أكثر صعوبة بكثير من معيار 100Base-TX. يتطلب تأثير الحديث المتبادل القريب والبعيد من ثلاثة أزواج ملتوية متجاورة على زوج معين في كبل مكون من أربعة أزواج تطوير إرسال خاص محصن ضد الضوضاء ، ووحدة ذكية للتعرف على الإشارات واستعادتها عند الاستقبال. تم النظر في العديد من طرق التشفير في البداية كمرشحين للموافقة عليها في معيار 1000Base-T ، بما في ذلك: تشفير اتساع النبضة بخمس مستويات PAM-5 ؛ تعديل اتساع التربيع QAM-25 ، إلخ. فيما يلي أفكار موجزة عن PAM-5 ، التي تمت الموافقة عليها أخيرًا كمعيار.

لماذا الترميز 5 مستويات. عمليات التشفير الشائعة ذات المستوى الرابع تعالج البتات الواردة في أزواج. في المجموع ، هناك 4 مجموعات مختلفة - 00 ، 01 ، 10 ، 11. يمكن لجهاز الإرسال تعيين مستوى الجهد الخاص به للإشارة المرسلة لكل زوج من البتات ، مما يقلل إلى النصف تردد التعديل للإشارة ذات المستويات الأربعة ، 125 ميجا هرتز بدلاً من ذلك 250 ميغا هرتز (الشكل 4) ، وبالتالي تردد الإشعاع. تمت إضافة مستوى خامس لإنشاء تكرار في التعليمات البرمجية. نتيجة لذلك ، يصبح من الممكن تصحيح الأخطاء في حفل الاستقبال. وهذا يعطي نسبة 6 ديسيبل إضافية للإشارة إلى الضوضاء.

الشكل 4. مخطط ترميز 4 مستويات PAM-4

مستوى MAC

تستخدم طبقة Gigabit Ethernet MAC نفس بروتوكول نقل CSMA / CD مثل أسلافها من Ethernet و Fast Ethernet. يتم تحديد القيود الرئيسية على الحد الأقصى لطول المقطع (أو مجال التصادم) بواسطة هذا البروتوكول.

يبلغ الحد الأدنى لحجم الإطار لمعيار Ethernet IEEE 802.3 64 بايت. إن قيمة الحد الأدنى لحجم الرتل هي التي تحدد المسافة القصوى المسموح بها بين المحطات (قطر مجال التصادم). الوقت الذي ترسل فيه المحطة مثل هذا الإطار - وقت القناة - هو 512 BT أو 51.2 μs. يتم تحديد الحد الأقصى لطول شبكة Ethernet من حالة دقة التصادم ، أي أن الوقت الذي تستغرقه الإشارة للوصول إلى العقدة البعيدة والعودة إلى RDT يجب ألا يتجاوز 512 BT (باستثناء التمهيد).

عند التبديل من Ethernet إلى Fast Ethernet ، تزداد سرعة الإرسال ، ويقل وقت الترجمة لإطار 64 بايت بالمقابل - يساوي 512 BT أو 5.12 μs (في Fast Ethernet 1 BT = 0.01 μs). لكي تكون قادرًا على اكتشاف جميع التصادمات حتى نهاية إرسال الإطار ، كما في السابق ، يجب استيفاء أحد الشروط:

احتفظ Fast Ethernet بنفس حجم الإطار الأدنى مثل Ethernet. حافظ هذا على التوافق ، ولكنه أدى إلى انخفاض كبير في قطر مجال التصادم.

مرة أخرى ، بحكم استمراريته ، يجب أن يدعم معيار Gigabit Ethernet نفس الحد الأدنى والحد الأقصى لأحجام الإطارات المقبولة في Ethernet و Fast Ethernet. ولكن مع زيادة سرعة الإرسال ، يتناقص وقت الإرسال لحزمة من نفس الطول وفقًا لذلك. مع الحفاظ على نفس طول الإطار الأدنى ، سيؤدي ذلك إلى انخفاض في قطر الشبكة ، والذي لن يتجاوز 20 مترًا ، وهو ما قد يكون ذا فائدة قليلة. لذلك ، عند تطوير معيار Gigabit Ethernet ، تقرر زيادة وقت القناة. في Gigabit Ethernet ، تبلغ 4096 BT وهي أسرع 8 مرات من Ethernet و Fast Ethernet. ومع ذلك ، للحفاظ على التوافق مع معايير Ethernet و Fast Ethernet ، لم تتم زيادة الحد الأدنى لحجم الإطار ، ولكن تمت إضافة حقل إضافي للإطار يسمى "امتداد الوسائط".

تمديد الناقل

لا تحمل الرموز في الحقل الإضافي عادةً معلومات الخدمة ، لكنها تملأ القناة وتزيد من "نافذة التصادم". نتيجة لذلك ، سيتم تسجيل التصادم من قبل جميع المحطات ذات قطر مجال التصادم الأكبر.

إذا كانت المحطة ترغب في إرسال إطار قصير (أقل من 512 بايت) ، يتم إضافة هذا الحقل إلى الإرسال - وهو امتداد ناقل يكمل الإطار حتى 512 بايت. يتم حساب حقل المجموع الاختباري للإطار الأصلي فقط ولا ينطبق على حقل الامتداد. عند استقبال إطار ، يتم تجاهل حقل الامتداد. لذلك ، لا تعرف طبقة LLC حتى عن وجود حقل الامتداد. إذا كان حجم الإطار يساوي 512 بايت أو أكبر منه ، فلا يوجد مجال لتمديد الوسائط. يوضح الشكل 5 تنسيق إطار جيجابت إيثرنت عند استخدام توسيع الوسائط.

الشكل 5. إطار جيجابت إيثرنت مع مجال تمديد الوسائط.

انفجار الحزمة

يعد توسيع الوسائط الحل الأكثر طبيعية للحفاظ على توافق Ethernet السريع ونفس قطر مجال التصادم. لكنها أهدرت عرض النطاق الترددي. يمكن إهدار ما يصل إلى 448 بايت (512-64) عند إرسال إطار قصير. خلال مرحلة تطوير معيار Gigabit Ethernet ، قدمت NBase Communications اقتراحًا لترقية المعيار. تسمح هذه الترقية ، التي تسمى ازدحام الدُفعات ، باستخدام أكثر كفاءة لحقل الامتداد. إذا كان للمحطة / المحول عدة إطارات صغيرة لإرسالها ، فإن الإطار الأول يكون مبطنًا بحقل توسيع ناقل إلى 512 بايت ويتم إرساله. تُرسل بقية الأرتال بعد فاصل زمني أدنى بين الإطارات يبلغ 96 بتة ، مع استثناء واحد مهم - تمتلئ فجوة الإطار البيني برموز التمديد (الشكل 6 أ). وبالتالي ، لا يصبح الوسيط صامتًا بين إرسال إطارات أصلية قصيرة ، ولا يمكن لأي جهاز آخر على الشبكة أن يتداخل مع الإرسال. يمكن أن تحدث محاذاة الإطار هذه حتى يتجاوز العدد الإجمالي للبايتات المرسلة 1518. يقلل ازدحام الحزم من احتمالية حدوث تصادمات ، نظرًا لأن الإطار المثقل بالإطار يمكن أن يصطدم فقط في مرحلة إرسال أول إطار أصلي له ، بما في ذلك توسيع الوسائط ، مما يزيد بالتأكيد من أداء الشبكة خاصة عند الحمولات الثقيلة (الشكل 6-ب).

الشكل 6. ازدحام الرزم: أ) انتقال الإطار ؛ ب) سلوك عرض النطاق الترددي.

بحسب مواد شركة "Telecom Transport"