Sieć Ethernet Gigabit i 10 Gigabit
1000BASE-T

Instalacja sieci Fast Ethernet, mająca na celu zwiększenie szerokości pasma dostępnej dla stacji roboczych, spowodowała tworzenie wąskich gardeł po stronie dochodzącej sieci (upstream). Standard 1000BASE-T (IEEE 802.3ab) został utworzony w celu uzyskania dodatkowego pasma, które ułatwiłoby rozwiązanie tego problemu. Standard ten umożliwiał osiągnięcie większej przepustowości w takich zastosowaniach, jak sieci szkieletowe wewnątrz budynków, łącza między przełącznikami, farmy serwerów oraz w przypadku innych funkcji wykonywanych przez węzły dystrybucji okablowania, jak również służył do połączeń wysokowydajnych stacji roboczych. Standard Fast Ethernet został zaprojektowany tak, aby mógł korzystać z istniejących kabli miedzianych kategorii 5, które spełniają wymagania dla kabli kategorii 5e. Większość zainstalowanych i poprawnie zakończonych kabli kategorii 5 może przejść certyfikację dla kabli kategorii 5e. Jedną z najważniejszych cech standardu 1000BASE-T jest możliwość współpracy ze standardami 10BASE-T i 100BASE-TX.

Ponieważ kabel kategorii 5e może niezawodnie przenosić dane z prędkością do 125 Mb/s, uzyskanie prędkości 1000 Mb/s (Gigabit) stanowiło wyzwanie dla tego projektu. Pierwszym krokiem na tej drodze było wykorzystanie wszystkich czterech par kabli zamiast tradycyjnych dwóch par, używanych w sieciach 10BASE-T i 100BASE-TX. Zostało to osiągnięte przy użyciu skomplikowanych układów, które umożliwiły transmisję pełnodupleksową na tej samej parze przewodów. Daje to prędkość 250 Mb/s na parę. Mając do dyspozycji cztery pary przewodów, możemy osiągnąć żądaną prędkość 1000 Mb/s. Ponieważ informacje są transmitowane jednocześnie czterema ścieżkami, układ sterujący nadajnika musi dzielić ramki, a odbiornika — składać je ponownie.

W przypadku skrętki nieekranowanej kategorii 5e lub lepszej stosowane jest kodowanie 1000BASE-T oraz kodowanie liniowe 4D-PAM5. Transmisja i odbiór danych występuje jednocześnie na tym samym przewodzie w obydwu kierunkach. Jak można oczekiwać, prowadzi to do ciągłych kolizji na parach przewodów. W wyniku tych kolizji powstają skomplikowane sekwencje napięć. Osiągnięcie przepustowości 1 Gb/s wymaga stosowania skomplikowanych zintegrowanych układów, używających takich technik, jak tłumienie echa, korekcja błędów FEC (Forward Error Correction) w warstwie pierwszej oraz odpowiedni dobór poziomów napięć.

W okresie nieaktywności w kablu występuje dziewięć poziomów napięć, a podczas transmisji danych — 17. Sygnał w przewodzie bardziej przypomina sygnał analogowy niż cyfrowy z powodu dużej liczby stanów i działania szumu. System ten, podobnie jak analogowy, jest bardziej podatny na szumy spowodowane przez kabel i problemy z zakończeniami kabla.

Dane ze stacji wysyłającej są starannie dzielone na cztery równoległe strumienie, następnie są kodowane, transmitowane i odbierane równolegle, po czym zostają złożone z powrotem w jeden strumień bitów. Na rysunku przedstawiono równoczesną pracę w pełnym dupleksie na czterech parach przewodów. Standard 1000BASE-T umożliwia działanie zarówno w półdupleksie, jak i pełnym dupleksie. Powszechnie wykorzystywany jest tryb pełnego dupleksu standardu 1000BASE-T.


Łącza WWW