10.2. Технология Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с

Технология Gigabit Ethernet описывается двумя стандартами: IEEE 802.3z (1998 год) и IEEE 802.3ab (1999 год). Разработчики стандартов старались мак- симально сохранить идеи классического Ethernet. Как и при переходе от Ethernet к Fast Ethernet, основное новшество состояло в десятикратном (по сравнению с Fast Ethernet) уменьшении длительности битового интервала – до

1нс. Для того, чтобы сохранить максимальный диаметр домена коллизий на уровне 200м, пришлось увеличить минимальный размер кадра с 64 до 512 байт

(4096 bt). Если передается короткий кадр, его поле данных должно быть допол- нено до требуемой длины запрещенными символами. С другой стороны, эти ограничения диктуются необходимостью распознавания коллизий, что сущест-

венно только для полудуплексного режима работы. Для Gigabit Ethernet более характерен дуплексный режим, при котором длина кабельного сегмента огра- ничивается не временем двойного оборота, а затуханием сигнала и частотными

свойствами линии.

Для снижения накладных расходов при передаче коротких кадров (на-

пример, подтверждений приема пакетов), предусмотрен пакетный режим пере-

дачи (Burst Mode). Узел может передать подряд несколько небольших кадров (не дополняя каждый из них до 512 байт), суммарной длиной не более 8192 байт. Отдельные кадры в такой группе могут быть адресованы разным получа- телям.

Стандарт IEEE 802.3z определяет следующие версии: 1000BaseSX,

1000BaseLX, 1000BaseCX.

Версия 1000BaseSX определяет работу по многомодовому оптоволокну на длине волны 850 нм. Максимальная длина сегмента при работе в полудуп-

лексном режиме составляет 100 м. В дуплексном режиме максимальная длина кабеля зависит от его полосы пропускания и может достигать 800 м.

Версия 1000BaseLX определяет работу по многомодовому или одномодо- вому оптоволокну на длине волны 1310 нм. Максимальная длина сегмента для одномодового волокна достигает 5 км, а для многомодового – 550 м.

Версия 1000BaseCX использует в качестве среды передачи твинксиаль-

ный (twinaxial) кабель, представляющий собой два коаксиальных кабеля (вол-

новое сопротивление 75 Ом) в общей оплетке. По такому кабелю можно орга- низовать только полудуплексный режим. Максимальная длина сегмента со- ставляет 25 м, поэтому такой кабель наиболее применим для связи оборудова- ния в пределах одной комнаты.

Стандарт IEEE 802.3ab определяет версию Gigabit Ethernet на витой паре

5 категории - 1000BaseT. Сигнал физически кодируется с использованием 5

уровней потенциала (код PAM-5) и передается одновременно по четырем па-

рам. Код PAM-5 на тактовой частоте 125 МГц укладывается в полосу пропус- кания 100 МГц кабеля 5 категории. Для дуплексного режима передача ведется одновременно в обоих направления, а для выделения принимаемого сигнала, приемник вычитает из принятой смеси сигналов свой собственный сигнал. Для выполнения этой операции используются цифровые сигнальные процессоры.

10.3. Технология 100vg-AnyLan

Комитет IEEE 802.12 в 1995 году принял технологии 100VG-AnyLAN, использующую новый метод доступа Demand Priority (приоритет запросов) и поддерживает кадры двух форматов – Ethernet и Token Ring. Эта технология была разработана фирмами Hewlett-Packard и AT&T. Аббревиатура VG (Voice Grade, для голоса) указывает на применимость технологии для телефонии, а AnyLAN (любая ЛВС) означает возможность работы с Ethernet и Token Ring.

Метод доступа Demand Priority основан на централизованном арбитраже доступа к среде передачи. Концентратор циклически опрашивает узлы, под-

ключенные к его портам. Если узел желает передать кадр, он сообщает об этом концентратору и указывает приоритет кадра (всего определено два приоритета - низкий и высокий). Пока сеть занята, запрос ставится концентратором в оче-

редь, обслуживаемую в порядке поступления запросов, но с учетом приорите- тов. Если к порту подключен другой концентратор, то концентратор верхнего уровня ожидает, пока он не закончит опрос своих портов. Если сеть свободна,

концентратор разрешает передачу пакета, анализирует адрес получателя, и пе- редает кадр только на тот порт, к которому подключен получатель. Фактически, концентратор 100VG-AnyLAN выполняет функции моста: он ведет таблицу MAC-адресов и соответствующих им портов. MAC-адреса узлов определяются

в момент их подключения. В отличие от моста, концентратор 100VG-AnyLAN

не выполняет буферизацию кадров, а побитно транслирует их в нужный порт.

Первоначальный вариант технологии 100VG-AnyLAN подразумевал ис-

пользование 4 витых пар категории 3 (и выше). Позже были разработаны вер- сии 100VGF-AnyLAN, работающие по двум парам категории 5 или по много- модовому оптоволокну.

При работе по витой паре 3 категории (гарантированная полоса пропус- кания 16 МГц), технология 100VG-AnyLAN задействует четыре пары для полу- дуплексной передачи (дуплексный режим не поддерживается). При этом по ка- ждой паре передается 25 Мбит/с. Логическое кодирование – 5B/6B, физическое

– NRZ.

Используется только строго иерархическая топология, допускается нали- чие до пяти уровней концентраторов. Длина любого кабельного сегмента (узел- концентратор или концентратор-концентратор) при использовании витой пары категории 3 - не более 100 м, а категории 5 – до 200 м. Диаметр сети может дос- тигать 2 км. Максимальное количество узлов в сети – до 1024 (рекомендуется – до 250).

Технология 100VG-AnyLAN не определяет своего формата кадра, а мо-

жет использовать либо кадры Ethernet 802.3, либо кадры Token Ring 802.5, но в одной сети может использоваться только один тип кадра. Оборудование

100VG-AnyLAN физически несовместимо с оборудованием других технологий,

однако выпускались адаптеры 100VG-AnyLAN со встроенной поддержкой Ethernet (и двумя отдельными разъемами для подключения к сети 100VG- AnyLAN и к сети Ethernet). Такие адаптеры позволяли более плавно перейти от Ethernet к 100VG-AnyLAN, заменив сначала адаптеры, и только потом концен- тратор.

Централизованное управление доступом и наличие системы приоритетов позволяет использовать 100VG-AnyLAN для приложений, чувствительных ко

времени отклика – мультимедийных приложений, видеоконференций и т.п.

Технология 100VG-AmyLAN не выдержала конкуренции с более про-

стым и преемственным (по отношению к Ethernet) стандартом Fast Ethernet, и в настоящее время не развивается.