Gigabit Ethernet Выполнил: студент группы ПС-504 Боброва Е. Г.
2 Предпосылки и решения Перегрузка магистралей сетей Ограничения, накладываемые при построении сетей Поддержка видов кабелей, используемых в Fast Ethernet Сохранение всех форматов кадров Ethernet Поддержка полудуплексной версии протокола с методом доступа CSMA/CD
3 Проблемы совместимости Использование в качестве кабеля витой пары Обеспечение приемлемого диаметра сети для работы на разделяемой среде Достижение битовой скорости 1000 Мбит/с на оптическом кабеле
4 Средства обеспечения диаметра сети Расширение носителя. Если станция желает передать короткий (меньше 512 байт) кадр, до при передаче добавляется это поле расширение носителя, дополняющее кадр до 512 байт. Контрольная сумма не вычисляется для поля расширения, а только для оригинального кадра. При приеме кадра поле расширения отбрасывается. Если размер кадра равен или больше 512 байт, то поле расширения отсутствует. Формально минимальный размер не изменился, он по-прежнему равняется 64 байт, или 512 бит, но это объясняется тем, что поле расширения помещается после поля контрольной суммы кадра(FCS).
5 Средства обеспечения диаметра сети Пакетная перегруженность. Если у станции/коммутатора имеется несколько небольших кадров для отправки, то первый кадр дополняется полем расширения носителя до 512 байт, и отправляется. Остальные кадры отправляются вслед с минимальным межкадровым интервалом в 96 бит, а межкадровый интервал заполняется символами расширения. Такое возможно, пока полное число переданных байт не превысит 1518.
6 Использование витой пары категории 5 Для передачи данных используются все 4 пары медного кабеля. Такая схема гибридной развязки позволяет приемнику и передатчику одного и того же узла использовать витую пару и для приема и для передачи. Для избавления от помех используют метод 5 -уровневого импульсноамплитудного кодирования PAM-5.
7 Использование витой пары категории 5 PAM 5 имеет 5 уровней потенциала: -2, -1, 0, +1, +2. за один такт по одной паре передается 2, 322 бит информации. • использована более высокая частота, а именно 125 МГц. Поэтому код РАМ 5 имеет спектр уже, чем 100 МГц. То есть он может быть передан без искажений по кабелю категории 5. Так как в каждом такте передается не 9, 288 бит, а 8, мы и получаем суммарную скорость 1000 Мбит/с.
8 Архитектура стандарта Gigabit Ethernet
9 Подуровень MAC Уровень MAC стандарта Gigabit Ethernet использует тот же самый протокол передачи CSMA/CD что и его предки Ethernet и Fast Ethernet. Основные ограничения на максимальную длину сегмента (или коллизионного домена) определяются этим протоколом. В стандарте Ethernet IEEE 802. 3 принят минимальный размер кадра 64 байта. Время, за которое станция передает такой кадр - время канала - равно 512 BT или 51, 2 мкс.
10 Подуровень MAC При переходе от Fast Ethernet к Gigabit Ethernet скорость передачи возрастает, а время трансляции кадра cокращается. Для того, чтобы можно было обнаруживать все коллизии до конца передачи кадра, как и раньше необходимо удовлетворить одному из условий: сохранить прежнюю максимальную длину сегмента, но увеличить время канала (и следовательно увеличить минимальную длину кадра), или сохранить время канала, (сохранить прежний размер кадра), но уменьшить максимальную длину сегмента.
11 Подуровень MAC При сохранении прежней минимальной длины кадра это привело бы к уменьшению диаметра сети до 20 метров, поэтому было принято решение увеличить время канала. В Gigabit Ethernet оно составляет 4096 BT и в 8 раз превосходит время канала Ethernet и Fast Ethernet. Но, чтобы поддержать совместимость со стандартами Ethernet и Fast Ethernet, минимальный размер кадра не был увеличен, а было добавлено к кадру дополнительное поле, получившее название "расширение носителя".
12 Характеристики интерфейса GMII поддерживает скорость 10, 1000 Мбит/с Имеет отдельные 8 битные приемник и передатчик Поддерживает полудуплексный и дуплексный режимы GMII интерфейс несет один сигнал, обеспечивающий синхронизацию (clock signal), и два сигнала состояния линии первый (в состоянии ON) указывает наличие несущей, а второй (в состоянии ON) говорит об отсутствии коллизий - и еще несколько других сигнальных каналов и питание.
13 Подуровень физического кодирования PCS При подключении интерфейсов группы 1000 Base-X, подуровень PCS использует блочное избыточное кодирование 8 B/10 B, заимствованное из стандарта ANSI X 3 T 11 Fibre Channel. На основе кодовой таблицы каждые 8 входных битов, предназначенных для передачи на удаленный узел, преобразовываются в 10 битные символы (code groups). При подключении интерфейса 1000 Base-T, подуровень PCS осуществляет специальное помехоустойчивое кодирование, для обеспечения передачи по витой паре UTP Cat. 5 на расстояние до 100 метров - линейный код TX/T 2, разработанный TX/T 2 компанией Level One Communications.
14 Подуровни PMA и PMD Подуровень PMA преобразует параллельный поток символов от PCS в последовательный поток, а также выполняет обратное преобразование (распараллеливание) входящего последовательного потока от PMD. Подуровень PMD определяет оптические/электрические характеристики физических сигналов для разных сред. Всего определяются 4 различных типа физических интерфейсов среды, которые отражены в спецификациях стандарта 802. 3 z (1000 Base-X) и 802. 3 ab (1000 Base-T).
15 Физические интерфейсы стандарта Gigabit Ethernet
16 Модификации Gigabit Ethernet 1000 Base-T; IEEE 802. 3 ab — стандарт, использующий витую пару категорий 5 e. В передаче данных участвуют 4 пары. Скорость передачи данных — 250 Мбит/с по одной паре. Используется метод кодирования PAM 5, частота основной гармоники 62, 5 МГц. Расстояние до 100 метров. 1000 Base-SX; IEEE 802. 3 z — стандарт, использующий многомодовое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров. 1000 Base-LX; IEEE 802. 3 z — стандарт, использующий одномодовое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 5 километров. 1000 BASE-LH (Long Haul) — стандарт, использующий одномодовое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 километров. 1000 Base-CX экранированная витая пара на короткие расстояния.
17 Спецификации физической среды стандарта Gigabit Ethernet В стандарте 802. 3 z определены следующие типы физической среды: одномодовый волоконно-оптический кабель; многомодовый волоконно-оптический кабель 62, 5/125; многомодовый волоконно-оптический кабель 50/125; экранированный сбалансированный медный кабель.
18 Технические характеристики интерфейса 1000 Base-X
19 Основные проблемы реализации сеть должна иметь проложенные оптические кабели системное: пропускная способность шины ПК или системы среднего класса может оказаться ниже, чем у Gigabit Ethernet цена
Скачать презентацию Gigabit Ethernet Выполнил студент группы ПС-504 Боброва Е
Gigabit Ethernet.pptx