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Ethernet 10 Gigabit, 10GE IEEE 802.3ae

Ethernet 10 Gigabit, 10GE IEEE 802.3ae

10 Gigabit Ethernet é um padrão Ethernet que pode transportar dados a uma taxa de 10 gigabits por segundo.

10 Gigabit Ethernet pode ser um pouco longo para escrever e por isso é frequentemente reduzido para 10 GbE, 10GE ou 10G Ethernet - qualquer uma dessas abreviações se refere ao mesmo padrão.

Embora o uso inicial tenha sido em redes centrais e depois em grandes redes de dados, o padrão agora está ganhando aceitação em redes locais e até mesmo em algumas áreas mais comuns onde o custo pode ter sido proibitivo antes.

Necessidade de 10 gigabit Ethernet

Quando o padrão Ethernet de 10 gigabit foi publicado em 2002, demorou alguns anos para começar a ganhar força na comunidade mais ampla como resultado do custo. Alguns dos componentes necessários para construir interfaces Ethernet de 10 Gb eram muito caros e isso limitava seu uso. Conseqüentemente, o uso mínimo por muitos anos foi nas redes centrais para provedores de grande escala, onde problemas de desempenho significavam que os custos podiam ser justificados.

Agora, com os custos dos componentes e, portanto, das interfaces para Ethernet de 10 Gb caindo, seu uso entrou em muitas outras áreas da rede de dados, até mesmo em pequenas redes locais.

Como o nome do padrão indica, ele fornece um aumento de dez vezes na velocidade de dados em relação à Ethernet de 1 gigabit. Ele pode transferir 1 gigabit por segundo e isso equivale a 1 250 MB por segundo.

Muitos computadores comuns teriam dificuldade em lidar com isso, e 1 GE é mais do que rápido o suficiente. No entanto, algumas redes locais que usam aplicativos de vídeo podem se beneficiar disso, onde o compartilhamento de arquivos de dados muito grandes pode ser necessário. Além disso, com o avanço da tecnologia e a necessidade de uma Internet mais rápida e outras conexões, o 10GE acabará se tornando o padrão.

Por enquanto, existem várias áreas em que a Ethernet de 10 Gb é um benefício real, deixando de lado as aplicações de vídeo especializadas.

Com mais serviços como serviços em nuvem sendo usados ​​e mais computadores usando aplicativos com mais dados, isso significa que níveis muito mais altos de dados estão sendo transferidos. Como resultado, 10 GE pode ser uma necessidade mesmo agora. Veja o exemplo de uma rede empresarial em que 10 computadores se comunicam com o mesmo servidor. Todos esses computadores precisam compartilhar a largura de banda, dando efetivamente a cada computador uma taxa de transferência de 100Mbit / s usando 1 GE. À medida que o número de computadores aumenta, a largura de banda disponível diminui e o Gigabit Ethernet não pode realmente atender aos requisitos de velocidade, e o Ethernet de 10 Gbit começa a parecer muito mais viável, ou mesmo essencial.

Também Ethernet de 10 gigabit é usada para backbones de rede de dados. Usando o 1 GE mais antigo, é muito provável que ocorram gargalos de dados na rede local. A instalação do 10 GE representará uma melhoria significativa.

Além disso, a Ethernet de 10 Gb também é usada para links de fibra de longa distância, onde fornece melhorias de velocidade muito significativas em relação ao que estava disponível anteriormente. É em áreas como essas que a Ethernet de 10 Gb tem sido usada por muitos anos.

10 Gigabit Ethernet básico

Ethernet de 10 gigabits é usada em várias áreas. Devido à sua extrema velocidade, é utilizado nas áreas mais exigentes que requerem entrega rápida de dados.

Ethernet de 10 gigabit suporta apenas o modo full duplex. A técnica anticolisão CSMA / CD usada para obter acesso ao meio físico e com suporte em versões anteriores não é compatível com 802.3ae. Na realidade, o CSMA / CD era menos usado porque muitos links eram ponto a ponto e não as várias estações em uma linha coaxial e, portanto, o CSMA / CD era menos usado de qualquer maneira.

A principal especificação para Ethernet de 10 gigabits é IEEE 802.11ae. Este foi lançado em 2002 e cobre as tecnologias baseadas em fibra. A especificação se aplica a uma variedade de diferentes tipos de fibra, diferentes descritores sendo usados ​​de acordo com o tipo de fibra, modo, etc.

Então, em 2004, uma versão do 10GE foi lançada para cabos axiais duplos. Este foi lançado em 2004 sob IEEE 802.3ak. Esta versão do 10GE foi desenvolvida para usar quatro cabos axiais duplos, mas usando cobre em vez de fibra, as distâncias que poderiam ser suportadas para essas altas taxas de dados e as frequências de sinal resultantes significavam que a distância era limitada e os aplicativos voltados para ligar switches dispositivos de armazenamento em centros de dados, etc.

Uma faceta importante do uso de 10GE é que o formato do quadro de dados permanece o mesmo das outras versões de Ethernet. Isso permite a integração perfeita de Ethernet de 10 gigabits em redes existentes.

Como a operação full duplex é a única forma de duplex usada, a distância do link não afeta o tamanho do quadro MAC. O tamanho mínimo do quadro MAC será igual a 64 octetos, conforme especificado nos padrões Ethernet anteriores.

Detalhes de fibra Ethernet de 10 gigabit

Quando a Ethernet de 10 gigabits foi lançada pela primeira vez, estava disponível apenas como um padrão baseado em fibra. Embora uma outra versão do 10GE esteja disponível para cabos biaxiais, a fibra ainda é o foco principal.

O conceito básico de uma fibra óptica é que a luz gerada por laser é passada ao longo da fibra e detectada na extremidade remota. Como o feixe de luz é modulado, essa modulação é usada para transportar os dados.

Ao usar fibra, existem duas formas de cabo que são usadas:

  • Fibra multimodo, MMF: O cabo de fibra multimodo normalmente tem um diâmetro de 50 ou 62,5 µm. Ao viajar por essa forma de fibra óptica, a luz segue uma infinidade de caminhos diferentes, dando origem ao nome de fibra multimodo. Os caminhos múltiplos dão origem ao que é denominado atraso de modo diferencial e, como resultado, as distâncias que podem ser percorridas são frequentemente limitadas a um máximo de cerca de 300m. A vantagem do MMF é que lasers e terminações de baixo custo podem ser usados, permitindo que essa forma de fibra seja usada em áreas onde o custo é mais crítico. Assim, o MMF é usado apenas para 10GE, onde são necessárias pequenas tiragens.
  • Fibra monomodo, SMF: Quando a fibra monomodo é usada, a luz do laser viaja ao longo da fibra usando um único caminho. Para alcançar o caminho único, esta forma de fibra óptica é muito mais estreita, normalmente 8,3 µm e isso requer que componentes mais precisos sejam necessários para os lasers, detectores, terminações e conexões. Isso significa que o uso de SMF é mais caro, mas distâncias muito maiores podem ser alcançadas. O SMF é usado para links Ethernet de 10 gigabits de distâncias às vezes de até 40 km.

Como exemplo, o padrão 802.3 faz referência à fibra MMF de grau FDDI. Este possui um núcleo com diâmetro de 62,5 µm e uma largura de banda mínima de cerca de 160 MHz · km com uma fonte de laser de 850 nm.

Para distinguir os cabos SMF dos MMF, os cabos SMF são geralmente amarelos, enquanto os cabos MMF são laranja ou aqua.

Versões e detalhes de 10 Gigabit Ethernet

Existem várias versões do 10 GE que são definidas de acordo com o meio pelo qual os dados serão enviados.

Embora o padrão para versões Ethernet normalmente use a velocidade em Mbps como o número inicial, para Ethernet de 10 gigabits, esse número é substituído por 10G à medida que o número de zeros fica bem longo. Em outras palavras, 10GBASE-nnn é usado em vez de 10000BASE-nnn.

As várias versões são detalhadas na tabela abaixo.

Detalhes e versões de Ethernet de 10 gigabit
Versão 10GEDetalhes

10GE sobre fio de cobre iEEE 802.11ak
10GBASE-CX4Ethernet 10G em cabos twinax conforme definido em IEEE 802.3ak. A distância máxima normalmente é de 15 metros. Os cabos STP ou UTP Cat 6 padrão são capazes de transportar isso.

10GE sobre fibra IEEE 802.3ae
10GBASE-EREle usa fibra monomodo com comprimento de onda de laser de 1550 nm para cobrir distâncias de até 40 km. O ER no designador significa Extended Reach.
10GBASE-LREsta versão do 10GE usa uma fibra monomodo com um comprimento de onda do laser de 1310 nm para fornecer comunicações de até 10 km. O LR no número da versão representa Long Reach.
10GBASE-LRM (850nm)Esta é uma versão do 10GE que usa fibra multimodo e um comprimento de onda de luz laser de 1850 nm. Quando usado com este comprimento de onda de luz, uma distância de 260 metros pode ser alcançada.
10GBASE-LRM (1310nm)10GBASE-LRM, ou Long Reach Multimode é uma versão do 10GE que usa fibra multimodo e um comprimento de onda de luz laser de 1310 nm. Quando usado com este comprimento de onda de luz, uma distância de 260 metros pode ser alcançada.
10GBASE-LX4Ele usa fibra monomodo com comprimento de onda de laser de 1310 nm para cobrir distâncias de até 10 km.
10GBASE-SREle usa fibra multimodo de 850 nm e fornece uma distância máxima de 65 metros.
10GBASE-ZREsta é uma variante não padrão do 10GE que usa uma fibra monomodo com um comprimento de onda de luz laser de 1550 nm e é capaz de fornecer comunicações de dados em distâncias de até 80 km.

10GE pela rede SONET IEEE 802.3ae
10GBASE-EWEsta versão do 10GE usa fibra óptica monomodo de 1550 nm e fornece distâncias de até 40 km.
10GBASE-LWEsta versão do 10GE usa fibra óptica monomodo de 1310 nm e fornece distâncias de até 10 km.
10GBASE-SWEle usa fibra multimodo de 850 nm e fornece distâncias de até 65 metros.

Atualizando para 10 gigabit Ethernet

À medida que as velocidades de dados necessárias para operar os negócios estão aumentando, mais empresas usarão Ethernet de 10 gigabits para suas redes locais e equipamentos.

Ao atualizar, existem vários itens que precisarão ser atualizados:

  • Switches de núcleo 10G
  • Chaves de acesso com uplinks 10G
  • Placas de interface de rede 10G para servidores e dispositivos de armazenamento.

Os preços desses componentes estão caindo o tempo todo e, embora ainda sejam consideravelmente mais caros do que os componentes padrão 1 da GE, agora estão se tornando viáveis ​​para a maioria das empresas. Por exemplo, o custo de um item como um switch ethernet de 10 gigabit agora é gerenciável.

Os custos típicos para itens que usam 10GE são cerca de US $ 100 por porta Ethernet. Isso torna uma atualização viável para muitas empresas. Eles verão uma melhora na velocidade que pode estar relacionada a um melhor desempenho e lucros.

A Ethernet de 10 gigabits oferece um aumento significativo na velocidade de transferência de dados em relação aos padrões Ethernet anteriores, proporcionando um aumento de dez vezes em relação a quaisquer outras formas. Embora a aceitação inicial tenha sido lenta em alguns setores, com custos caindo, muitos outros estão atualizando seus sistemas para as versões de fibra e twinax de 10GE. Produtos como switches ethernet de 10 gigabit estão amplamente disponíveis, assim como as interfaces para servidores e computadores, etc.

Tudo isso permitirá que as empresas, até mesmo algumas residências, atualizem seus sistemas e vejam uma melhora notável na velocidade.

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Assista o vídeo: INTRODUCTION TO 10 GIGABIT ETHERNET IN HINDI (Janeiro 2022).