Спецификация 1000 Base-T

Спецификация 1000 Base-СX

В качестве среды передачи данных используется высококачественный твинаксиальный кабель (Twinax) с волновым сопротивлением 150 Ом (2х75 Ом). Данные посылаются одновременно по паре проводников, каждый из которых окружен экранирующей оплеткой. При этом получается режим полудуплексной передачи. Для обеспечения полнодуплексной передачи необходимы еще две пары коаксиальных проводников. Начал выпускаться специальный кабель, который содержит четыре коаксиальных проводника, — так называемый Quad-кабель. Он внешне напоминает кабель категории 5 и имеет близкие к нему внешний диаметр и гибкость. Максимальная длина твинаксиального сегмента составляет всего 25м, поэтому это решение подходит для оборудования, расположенного в одной комнате. По существу, стандарт направлен на соединение между оборудованием, таким как кластеры серверов или соединения между коммутаторами, т.к. он значительно дешевле и проще в установке, чем оптоволокно.

Однако, поскольку был создан стандарт на витой паре категории 5, интерес к этому стандарту существенно снизился.

Эта спецификация определена в стандарте 802.3ab.

Как известно, каждая пара кабеля категории 5 имеет гарантированную полосу пропускания до 100 МГц. Для передачи по такому кабелю данных со скоростью 1000 Мбит/с было решено организовать параллельную передачу одновременно по всем 4-м парам кабеля (так же, как и в технологии 100VG-AnyLAN).

Для кодирования данных был применен код РАМ5, использующий 5 уровней потенциала: -2,-1, 0, +1, +2. Поэтому за один такт по одной паре передается 2,322 бит информации. Следовательно, тактовую частоту вместо 250 МГц можно снизить до 125 МГц. При этом, если использовать не все коды, и передавать 8 бит за такт (по 4 парам), то выдерживается требуемая скорость передачи в 1000 Мбит/с и еще остается запас неиспользуемых кодов, так как код РАМ5 содержит 5⁴ = 625 комбинаций, а если передавать за один такт по всем четырем парам 8 бит данных, то для этого требуется всего 2⁸ = 256 комбинаций. Оставшиеся комбинации приемник использует для контроля принимаемой информации и выделения правильных комбинаций на фоне шума. Код РАМ5 на тактовой частоте 125 МГц укладывается в полосу 100 МГц кабеля категории 5.

Для распознавания коллизий и организации полнодуплексного режима разработчики спецификации 802.3 ab применили технику, используемую при организации дуплексного режима на одной паре проводов в современных модемах и аппаратуре передачи данных абонентских окончаний ISDN. Вместо передачи по разным парам проводов или разнесения сигналов двух одновременно работающих навстречу друг другу передатчиков по диапазону частот оба передатчика работают навстречу друг другу по каждой из 4 пар в одном и том же диапазоне частот.

Для отделения принимаемого сигнала от собственного передаваемого приемник вычитает из результирующего сигнала известный ему свой сигнал. Естественно, что это не простая операция и для ее выполнения используются специальные цифровые сигнальные процессоры - DSP (Digital Signal Processor). Такая техника уже прошла проверку практикой, но в модемах и сетях ISDN она применялась совсем на других скоростях.

При полудуплексном режиме работы получение встречного потока данных считается коллизией, а для полнодуплексного режима работы — нормальной ситуацией.

Следует отметить, что стандарт 1000 Base-T рекомендует использовать кабель UТР категории 5Е, который отличается от категории 5, тем, что он предъявляет повышенные требования к устойчивости относительно определенных типов перекрестных помех.

4.7.2. Область применения Gigabit Ethernet

Основная область применения технологии Gigabit Ethernet – это магистрали локальных и глобальных сетей. При непосредственном подключении серверов необходимо убедится в том, что они способны поддерживать такую скорость обмена данными. Например, скорости 32-х разрядной шины PCI (33МГц) для этого недостаточно.

В технологии отсутствуют механизмы обеспечения качества обслуживания. При этом предполагается, что магистраль будет недогруженной. При возрастании загрузки предполагается использование протокола RSVP – для резервирования ресурсов маршрутизаторов и стандарта IEEE 802.1p - для назначения приоритетов в коммутаторах при передаче трафика реального времени.

Отсутствие встроенных механизмов обеспечение отказоустойчивости предполагается компенсировать наличием таких механизмов в других протоколах. Например, поиска альтернативных путей в протоколах маршрутизации или поддержки резервных связей (Spanning Tree) в коммутаторах.