1G i 10G Ethernet – warstwa fizyczna

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

1

Rozwój technologii sieciowych a systemy okablowania • Technologie kablowania lokalnych sieci komputerowych ulegają ewolucji w tempie szybszym niż dość stabilne telekomunikacyjne systemy okablowania • Standardy kablowania sieci (TIA/EIA-568, ISO/IEC 11801) lokalnych zmierzają do zagwarantowania dłuższego czasu użytkowania systemów kablowych (ponad 10 lat)

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

2

Technologie sieciowe rozwijają się z prędkością światła

•

Standard 1 Gigabit Ethernetu został ratyfikowany w 1998 roku, po pracach trwających 2,5 roku.

•

Grupa tworząca 10 G Ethernet (802.3ae Task Force) została sformowana w marcu 2000, standard został ratyfikowany w czerwcu 2002.

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

3

Ograniczenia 1G i 10G Ethernetu w stosunku do TIA/EIA-568

•

Twórcy nowych standardów dostosowują strukturę sieci do istniejących standardów okablowania. Celem jest budowa sieci „plug-and-play”

•

Czasem mogą wystąpić rozbieżności: – Stosowanie laserów 850 nm dla światłowodów wielomodowych w 1000BASE-SX wymaga ograniczenia zasięgu (220 zamiast 300 m). – Zastosowanie lasera 1300 nm w sicieci 1000BASE-LX wymaga zastosowania patchcordów stabilitujących (mode conditioning patch cord)

•

Wniosek: sieci 1G i 10G Ethernet (i inne zaawansowanie rozwiązania sieciowe) nie będą sieciami „plug-and-play” dla okablowania TIA-568.

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

4

Porównanie wymagań TIA-568 i 802.3z TIA-568-A Fiber Cabling Distances Optical Fiber

Interbuilding

Intrabuilding TSB-72

TSB-72

62.5/125 µm

2000 m maximum

500 m maximum

300 m maximum

Single mode

3000 m maximum

3000 m maximum

Gigabit Ethernet Distances Gigabit Ethernet

Wavelength (nm)

Fiber Type

Modal BW (MHz*km)

Minimum Range (m)

1000BASE-SX

850

62.5/125 µm

160

2-220

1000BASE-LX

1300

62.5/125 µm

500

2-550

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

5

Adaptacja istniejących elementów dla sieci 1G Ethernet

• •

Specyfikacja światłowodu TIA 62.5/125 została zaadaptowana z FDDI, który dla sieci szkieletowej gwarantował zasięg 2000 m. Pasmo światłowodu TIA 62.5/125 określa się dla oświetlenia nadmiarowego (OFL) za pomodą diody LED

o W trakcie prac nad 1 Gigabit Ethernetem okazało sie, że pasmo łącza otrzymane przy oświetlaniu laserem LD może być mniejsze od pasma otrzymanego przy oświetlaniu diodą LED. o Ze względu na ograniczenia szybkości modulacji LED, Gigabit Ethernet wykorzystuje LD jako źródła światła. o Granicznym przypadkiem zastosowania diody LED jest sieć ATM 622 Mb/s

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

6

Porównanie oświetlania LD i LED Wąska wiązka lasera jest silniej zaburzana przez niedoskonałości profilu światłowodu MM niż wiązka LED

W standardzie 1000BASELX (1300nm) stosuje się mode conditioning patch cords aby ominąć najbardziej zdefektowany centralny obszar światłowodu. From: „10 Gigabit Ethernet Cabling Considerations” Christopher T. Di Minico, Cable Design Technologies (CDT) Corporation,

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

7

Wprowadzanie nowych światłowodów do standardu • TIA 568-A zakładał stosowanie światłowodu 62.5/125 • Pojawienie sie 1G Ethernetu i zwiększone zapotrzebowanie na pasmo sprawiły, że do 568-B wprowadzono światłowód 50/125 • Prace nad 10G Ethernetem sprawiły, że pojawił się dodatek do standardu (Addendum) opisujący łącze 10G, 300m, LD 850nm na światłowodzie 50/125

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

8

Specyfikacja światłowodów wg ANSI/TIA/EIA-568-B.3 Optical fiber cable type

Wavelength (nm)

Maximum attenuation (db/km)

Min. information transmission Capacity (Mhz*km)

50/125 µm

850

3.5

500

1300

1.5

500

850

3.5

160

1300

1.5

500

62.5/125 µm

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

9

Pomiary światłowodów wielomodowych • Pomiary światłowodów wielomodowych dają różne wyniki w zależności od źródła światła i sposobu oświetlania światłowodu. • Standardowe metody pomiaru (TIA 568A i 568B.3) nie wystarczają do pomiaru linii światłowodowych dla sieci 1G i 10G. Trwają prace nad opracowaniem odpowiednich metod pomiarowych.

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

10

10G Ethernet – specyfikacje warstwy fizycznej 10G Ethernet posiada dwie specyfikacje warstwy fizycznej WAN PHY i LAN PHY • LAN PHY – ogólnodostępna sieć światłowodowa; kompatybilna ze wcześniejszymi wersjami standardu • WAN PHY – sieć kompatybilna z OC-192c/SDH VC-464c Podstawowa różnica: sieć LAN PHY jest siecią asynchroniczną, WYN PHY jest siecią synchroniczną (jak SDH). Typ okablowania i zasięgi dla obu typów sieci są takie same.

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

11

10G Ethernet PMD (Physical Medium Dependent) sublayer specs. • Przewiduje się stosowanie światłowodów jedno i wielomodowych • Planowana jest transmisja szeregowa (serial) i wielokanałowa (WDM)

• Kodowanie danych LAN PHY – 64B/66B, WAN PHY 64B/66B kapsułkowane w module transportowym OC192c/SDH VC-4-64c.

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

12

Serial PMD Istnieją następujące wersje: • 10GBASE-SR/SW, • 10BBASE-LR/LW • 10GBASE-ER/EW Oznaczenia: S, L, E – długość fali (short, long, extra-long) R – LAN PHY, W – WAN PHY

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

13

Serial PMD - 10GBASE-SR/SW (S = Short wavelength Serial Laser), an 850 nm VCSEL transceiver, using two multimode fibers. Fiber Type

Modal Bandwidth @850 nm (minimum OFL) (MHz*km)

Minimum Range (m)

62.5/125 µm MMF

160

2-28

62.5/125 µm MMF

200

2-35

50/125 µm MMF

400

2-69

50/125 µm MMF

500

2-86

50/125 µm MMF

2000*

2-3001

10 µm SMF

n/a

not supported

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

14

Serial PMD - 10GBASE-LR/LW - (L= Long Wavelength Serial Laser), a 1310nm wavelength serial transceiver, using two single mode fibers Fiber Type

Nominal wavelength (nm)

Minimum Range (m)

10 µm SMF

1310

2 – 10,000

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

15

Serial PMD - 10GBASE-ER/EW (E = Extra Long Wavelength Serial Laser), a 1550nm wavelength serial transceiver which uses two single mode fibers.

Fiber Type

Nominal wavelength (nm)

Minimum Range (m)

10 µm SMF

1550

2 – 40,000

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

16

WDM PMD Oznaczenie: 10GBASE-LX4/LW4 Gdzie: L – długość fali (long wavelength) X, W – kodowanie (X – 8B/10B, W – 64B/66B) 4 – liczba długości fali systemu WDM

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

17

WDM PMD – 10GBASE-LX4/LW4 Zasięg działania

Fiber Type

Modal Bandwidth @1300 nm (minimum OFL) (Mhz*km)

Minimum Range (m)

62.5/125 µm MMF

500

2-300

50/125 µm MMF

400

2-240

50/125 µm MMF

500

2-300

10 µm SMF

N/a

2-10,000

© Sergiusz Patela 2005

Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G

18