Gigabit Ethernet, đặc biệt ở dạng kết nối có dây 1000BASE-T cho phép truyền dữ liệu với tốc độ 1 Gb mỗi giây cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao
Ethernet IEEE 802. 3 Bao gồm.
Giới thiệu về Ethernet Các tiêu chuẩn Cấu trúc khung dữ liệu Ethernet Ethernet nhanh 100Mbps Gigabit Ethernet, 1GE 10 Gigabit Ethernet, 10GE Ethernet ghép đôi, SPE Cáp Ethernet Cách mua cáp Ethernet Bộ định tuyến, bộ tập trung, bộ chuyển mạch - sự khác biệt Bộ chuyển mạch Ethernet
Gigabit Ethernet, 1GE, là sự phát triển tiếp theo của tiêu chuẩn Ethernet ngoài Ethernet 100 Mbps phổ biến thường được sử dụng ở dạng phiên bản 100BASE-T
Đúng như tên gọi, Gigabit Ethernet, 1GE, cho phép truyền dữ liệu ở tốc độ 1000 Mbps hoặc 1Gbps. Nó đặc biệt dễ cài đặt vì biến thể 1000BASE-T được thiết kế để chạy trên cáp Ethernet Cat 5 UTP [cặp xoắn không được che chắn] có sẵn rộng rãi và rẻ
Trong khi phiên bản dây đồng của Ethernet 1Gb được biết đến nhiều nhất, các phiên bản cáp quang cũng có sẵn và được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là trong các mạng cục bộ cho các ứng dụng gia đình và doanh nghiệp
Gigabit Ethernet hiện là tiêu chuẩn chính cho các thiết bị mới như máy tính cũng như bộ định tuyến Internet gia đình và doanh nghiệp nhỏ và bộ chuyển mạch Ethernet mang đến những cải tiến về tốc độ so với các phiên bản trước giúp nó tương thích với các yêu cầu truyền dữ liệu nhanh hơn hiện nay
Gigabit Ethernet, phát triển 1GE
Thành công của tiêu chuẩn Ethernet là khả năng phát triển và tiến lên theo cách mà nó có thể theo kịp hoặc thậm chí vượt xa các yêu cầu đối với mạng cục bộ, mạng diện rộng và các mạng tương tự.
Sự phát triển ban đầu của Ethernet diễn ra vào những năm 1970 tại Tập đoàn Xerox. Kể từ khi được tung ra thị trường, nó đã phát triển đều đặn, chứng kiến các phiên bản bao gồm 10BASE-T và sau đó là 100BASE-T trở thành tiêu chuẩn mạng
Với sự thành công của nó, tiêu chuẩn Ethernet đã được IEEE tiếp quản theo tiêu chuẩn IEEE 802 của họ. 3. Chuẩn Gigabit Ethernet có ba loại khác nhau khi nhu cầu về nó tăng lên
- IEEE802. 3z. Đây là tiêu chuẩn ban đầu cho Gigabit Ethernet và được IEEE phát hành vào tháng 6 năm 1998. Nó thường được gọi là 1000BASE-X - -X là viết tắt của một số phiên bản bao gồm. CX, -SX, -LX hoặc thậm chí -ZX, cái cuối cùng này không chuẩn
- IEEE802. 3ab. Tiêu chuẩn gigabit tiếp theo này được phát hành vào năm 1999 và xác định truyền Gigabit Ethernet qua cáp xoắn đôi không được che chắn [UTP] loại 5, 5e hoặc 6. Nó được gọi là 1000BASE-T và nó đã mở ra việc sử dụng Ethernet 1Gb để sử dụng phổ biến với máy tính để bàn, máy in, bộ định tuyến và bộ chuyển mạch Ethernet. Nó dẫn đến việc 1Gb Ethernet trở thành tiêu chuẩn cho kết nối Ethernet dựa trên đồng
- IEEE802. 3ah Tiêu chuẩn sau này được phát hành vào năm 2004 và nó bổ sung thêm hai phiên bản Gigabit Ethernet dựa trên sợi quang. 1000BASE-BX10 và cả 1000BASE-LX10 đã được triển khai rộng rãi dưới dạng tiện ích mở rộng dành riêng cho nhà cung cấp
Ban đầu, Gigabit Ethernet được triển khai để cung cấp các liên kết đường trục dung lượng cao cho các mạng cục bộ hiệu suất cao cũng như các mạng WAN, diện rộng. Tuy nhiên, ngay sau khi chuyển giao thế kỷ, máy tính bắt đầu kết hợp công nghệ 1000BASE-T và điều này đã kích hoạt việc sử dụng rộng rãi công nghệ này. Bộ chuyển mạch Ethernet, bộ định tuyến, máy in và các thiết bị ngoại vi khác cũng trở nên phổ biến rộng rãi hơn và chi phí giảm xuống
Các phiên bản Gigabit Ethernet
Chuẩn Gigabit Ethernet cung cấp dữ liệu được gửi qua nhiều phương tiện khác nhau. Mỗi cái được biểu thị bằng chỉ báo phiên bản. 1000BASE-nn, trong đó nn bao gồm một hoặc hai chữ cái xác định phương tiện. 1000BASE-T có thể được xem rộng rãi nhất
Chi tiết và phiên bản Ethernet 1 GbChi tiết phiên bản Ethernet 1 Gb
Ethernet 1 Gb qua dây đồng1000Base-CX Điều này dành cho các kết nối trong khoảng cách ngắn lên đến . Tuy nhiên nó đã được thành công bởi 1000BASE-T và ngày nay nó hiếm khi được sử dụng. 1000BASE-T1 Gb Ethernet qua cáp đôi như được định nghĩa trong IEEE 802. 3ab. Khoảng cách tối đa thường là 300 mét. Cáp Ethernet Cat 5 STP hoặc UTP tiêu chuẩn có thể thực hiện điều này - Cat 5e tốt hơn. Cáp Ethernet Cat 6, Cat 6a và Cat 7, v.v. cũng có thể được sử dụng và mang lại hiệu suất tốt hơn. 1000BASE-T1Đây là một dạng 1000BASE-T sử dụng cáp xoắn đôi cân bằng đơn và có thể hoạt động trên khoảng cách lên tới khoảng 15 mét. 1000BASE-TXĐây là một dạng của 1000BASE-T sử dụng cáp xoắn đôi Cat 6 hoặc Cat 7.
1 Gb Ethernet qua Fibre1000BASE-BX Phiên bản dựa trên sợi quang của 1G Ethernet sử dụng bước sóng quang truyền 1260 - 1360 nm và bước sóng nhận 1480 - 1500 nm. Phiên bản độc quyền 1000BASE-EXA, tôi. e. không được hỗ trợ bởi tiêu chuẩn IEEE, của 1GE sử dụng phương tiện sợi quang có bước sóng 1310 nm. Phiên bản 1000BASE-KXA của Ethernet 1Gb được sử dụng cho bảng nối đa năng PCB dựa trên đồng,1000BASE-LXĐây là phiên bản cáp quang sử dụng bước sóng dài1000BASE-SXĐây là phiên bản cáp quang của tiêu chuẩn hoạt động trên sợi quang đa chế độ sử dụng bước sóng 850 nanomet, gần
Khái niệm cơ bản về Gigabit Ethernet
Thông số kỹ thuật cho Gigabit Ethernet cung cấp một số yêu cầu cần đáp ứng. Đây có thể được tóm tắt như những điểm dưới đây
- Cung cấp cho hoạt động bán song công và song công hoàn toàn ở tốc độ 1000 Mbps. Theo truyền thống, Ethernet có khả năng chạy cả hoạt động song công và bán song công. Với bán song công, hệ thống có thể truyền và nhận theo cả hai hướng nhưng không đồng thời. Với song công hoàn toàn, các đường khác nhau được sử dụng để liên lạc theo các hướng khác nhau - ví dụ: khi sử dụng hệ thống cáp đồng, các cặp dây khác nhau được sử dụng để truyền theo các hướng khác nhau
- Sử dụng 802. 3 định dạng khung Ethernet. Các định dạng khung tiêu chuẩn cho Ethernet được thiết lập tốt và cung cấp một cách đơn giản nhưng hiệu quả để định dạng dữ liệu được gửi. Giữ nguyên định dạng khung Ethernet giúp khả năng tương thích ngược trở nên dễ dàng hơn nhiều cũng như nhiều tích hợp với các hệ thống khác dựa trên cấu trúc khung Ethernet
- Sử dụng phương pháp truy cập CSMA/CD với sự hỗ trợ cho một bộ lặp cho mỗi miền xung đột Sơ đồ chống xung đột CSMA/CD đã được thiết lập và hoạt động hiệu quả
- Cung cấp khả năng tương thích ngược với công nghệ 10BASE-T và 100BASE-T. Các hệ thống Ethernet 10 và 100 Mbps đã được sử dụng rộng rãi khi Ethernet 1 Gb được giới thiệu. Duy trì khả năng tương thích ngược là chìa khóa để áp dụng 1GE
Lưu ý về CSMA/CD
Giao thức CSMA/CD được sử dụng cho Ethernet và nhiều ứng dụng khác thuộc ba loại. Đầu tiên là Carrier Sense. Tại đây, mỗi trạm lắng nghe lưu lượng truy cập trên mạng và nó có thể phát hiện khi nào mạng im lặng. Thứ hai là khía cạnh Đa truy cập trong đó các trạm có thể tự xác định xem chúng có nên truyền. Phần tử cuối cùng là phần tử Phát hiện va chạm. Mặc dù các trạm có thể thấy mạng trống, nhưng vẫn có khả năng hai trạm sẽ bắt đầu truyền gần như cùng một lúc. Nếu điều này xảy ra thì hai bộ dữ liệu được truyền sẽ xung đột. Nếu điều này xảy ra thì các trạm có thể phát hiện ra điều này và chúng sẽ ngừng truyền. Sau đó, chúng lùi lại một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi thử truyền lại. Độ trễ ngẫu nhiên rất quan trọng vì nó ngăn hai trạm bắt đầu truyền cùng nhau lần thứ hai
Giống như 10Base-T và 100Base-T, tiền thân của Gigabit Ethernet, hệ thống này là công nghệ lớp vật lý [PHY] và điều khiển truy cập phương tiện [MAC], chỉ định lớp liên kết dữ liệu Lớp 2 của mô hình giao thức OSI. Nó bổ sung cho các giao thức lớp trên TCP và IP, giao thức này chỉ định các phần mạng lớp 4 và mạng lớp 3 và cho phép liên lạc giữa các ứng dụng
Hoạt động 1000BASE-T
Một trong những dạng gigabit Ethernet phổ biến nhất là dạng chạy qua dây đồng - cáp Ethernet Cat5, Cat6 hoặc Cat 7. Kết quả là có rất nhiều lựa chọn tốt về các mặt hàng CNTT sử dụng nó. máy tính, thiết bị ngoại vi, bộ chuyển mạch Ethernet, bộ định tuyến Ethernet và nhiều mặt hàng khác
Để cho phép Gigabit Ethernet, 1000BASE-T hoạt động trên cáp Cat 5 tiêu chuẩn hoặc cáp tương tự, các kỹ thuật truyền dẫn được sử dụng hoạt động theo cách hơi khác so với kỹ thuật được sử dụng bởi 10BASE-T hoặc 100BASE-T. Cách thức được nghĩ ra thật khéo léo và không chỉ kích hoạt khả năng tương thích ngược mà còn cho phép tiếp tục sử dụng các loại cáp hiện có và cáp Ethernet có thể đã được cài đặt trong các mạng cục bộ khác nhau và các cài đặt khác
Cáp Cat 5 có bốn bộ dây xoắn đôi trong đó chỉ có hai bộ được sử dụng cho 10BASE-T hoặc 100BASE-T. Ethernet 1000BASE-T tận dụng tối đa các dây bổ sung
Dữ liệu được truyền dọc theo cặp dây xoắn trong cáp Ethernet. Một dây được sử dụng cho cực dương và một dây cho cực âm của dạng sóng, tôi. e. gửi và trả lại. Vì hai tín hiệu là nghịch đảo của nhau nên mọi bức xạ đều bị triệt tiêu. Tương tự, sơ đồ cũng cung cấp khả năng chống ồn khi tiếp nhận. Từ bảng bên dưới, các dòng được gắn nhãn RD cho dữ liệu đã nhận và TD cho dữ liệu đã truyền
Kỹ thuật hủy bỏ được sử dụng để gửi dữ liệu qua Ethernet 1000BASE-T 1 GbCáp Cat 5 được sử dụng để truyền 100BaseT Ethernet thực sự có tốc độ xung nhịp tối đa là 125 Mbps. Lý do cho điều này là tín hiệu được mã hóa sao cho 8 bit được mã hóa thành tín hiệu 10 bit trong sơ đồ được gọi là 8B/10B. Do đó, để truyền ở tốc độ 100 Mbps, tốc độ xung nhịp tối đa là 125 MHz. Yếu tố này cũng có thể được sử dụng để tạo lợi thế cho 1000BASE-T, Gigabit Ethernet
Để đạt được tốc độ 1000 Mbps, Gigabit Ethernet, 1000Base-T sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau để duy trì tốc độ xung nhịp tối đa là 125 MHz trong khi tăng tốc độ truyền dữ liệu của Gigabit. Bằng cách này, cáp Cat 5 tiêu chuẩn có thể được sử dụng làm cáp Gigabit Ethernet
Kỹ thuật đầu tiên là thay vì sử dụng hai dây để cho phép nó mang tín hiệu đại diện cho "0" hoặc "1", nó sử dụng hai bộ xoắn đôi và theo cách này có thể truyền bốn kết hợp dữ liệu khác nhau. "00", "01", "10" và "11". Điều này giúp tăng tốc độ truyền gấp bốn lần. Để tăng thêm tốc độ theo hệ số hai, mỗi cặp xoắn được sử dụng để truyền và nhận dữ liệu, i. e. mỗi cặp xoắn là hai chiều
Phương thức truyền này được gọi là 4D-PAM5 và tốc độ dữ liệu tối đa là 125 Mbps x 4 đường tín hiệu x 2 bit trên mỗi tín hiệu = 1000Mbps. Thay vì tăng tốc độ dữ liệu của từng đường tín hiệu, nhiều dữ liệu được truyền đi bằng cách mang theo nhiều cách hơn
Một điện áp khác được sử dụng để sửa lỗi. Mặc dù các cặp xoắn và tín hiệu vi sai giảm thiểu lỗi dữ liệu, nhưng chúng vẫn có thể xảy ra, đặc biệt khi độ dài dài hơn
Mặc dù các loại cáp tương tự được sử dụng cho Gigabit Ethernet, nhưng các ký hiệu cho các đường riêng lẻ trong cáp Gigabit Ethernet được thay đổi để ánh xạ cách truyền dữ liệu. Các chữ cái "BI" cho biết dữ liệu là hai chiều và các chữ cái DA, DB,. . vv cho biết Dữ liệu A, Dữ liệu B,. . vân vân
Chức năng Đường truyền/Pin 1 Gb Ethernet 1000BASE-T
PinWire
colorFunction1White + Green+BI-DA2Green--BI-DA3White + Orange+BI
Gigabit Ethernet đang nhanh chóng trở thành một tiêu chuẩn được chấp nhận không chỉ để sử dụng cho các liên kết tốc độ cao trong mạng cục bộ và mạng diện rộng mà còn cho các liên kết tiêu chuẩn giữa PC, bộ định tuyến, bộ chuyển mạch mạng và các thiết bị ngoại vi khác. Nhiều PC có Gigabit Ethernet được trang bị theo tiêu chuẩn và điều này cũng có nghĩa là các mạng yêu cầu sử dụng bộ chuyển mạch và bộ định tuyến mạng Gigabit, v.v. Tuy nhiên, thực tế là cáp Cat 5 tiêu chuẩn có thể được sử dụng cho biến thể 1000BASE-T có nghĩa là Gigabit Ethernet sẽ nhanh chóng tiếp quản từ các biến thể Ethernet trước đó, cho phép tốc độ tăng đều đặn
Khía cạnh thực tiễn
Để có được hiệu suất tối ưu và thiết lập hệ thống để đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác, có một số điểm thực tế thường được hỏi
- dây cáp. Gigabit Ethernet, 1000BASE T đã được phát triển với ý tưởng sử dụng cáp Ethernet Cat 5 thông thường. Tuy nhiên, một số công ty khuyến nghị sử dụng cáp Ethernet Cat 5e hoặc Cat 6 và 7 có thông số kỹ thuật cao hơn hiện đã có sẵn. Mặc dù chúng đắt hơn một chút, nhưng cáp Ethernet có thông số kỹ thuật cao hơn giúp cải thiện nhiễu xuyên âm và hiệu suất suy hao. Điều này có nghĩa là chúng ít nhạy cảm với tiếng ồn hơn. Khi dữ liệu được truyền ở tốc độ rất cao, luôn có khả năng nhiễu điện có thể gây ra sự cố. Việc sử dụng cáp có màn chắn và hiệu suất cao hơn về mặt cơ bản có thể cải thiện hiệu suất, đặc biệt khi được sử dụng trong môi trường điện ồn ào hoặc trong thời gian dài hơn. Loại cáp được in trên cáp, vì vậy có thể xác định nó là loại gì
- Kết nối các thiết bị chậm hơn. May mắn thay, Ethernet 1 Gb, giống như các tiêu chuẩn Ethernet khác, tương thích ngược. Thông thường các máy tính, bộ định tuyến và bộ chuyển mạch Ethernet mới sẽ được trang bị Ethernet 1 Gb, nhưng nhiều máy cũ hơn có thể không. Khi có sự kết hợp giữa Gigabit Ethernet và các phiên bản cũ hơn như Ethernet 100 hoặc thậm chí 10 Mbps, hệ thống sẽ gửi dữ liệu với tốc độ mà thiết bị chậm nhất có thể đáp ứng. Sẽ không mất dữ liệu, nhưng mọi thứ có thể hơi chậm khi nói chuyện với các thiết bị cũ hơn liên kết 10 Mbps hoặc 100 Mbps
- Làm cách nào để biết thiết bị có hỗ trợ Ethernet 1Gb không. Thường thì cổng Ethernet sẽ được đánh dấu có nội dung như 1GE, Gigabit Ethernet, Gb Ethernet hoặc tương tự. Như có thể thấy từ hình ảnh bên dưới, nhãn hiệu có nội dung "Gig Ethernet. "" Trường hợp không có đánh dấu thì phải vào thông số kỹ thuật để xem, hoặc kiểm tra chi tiết qua danh sách mạng trên máy tính. Mặt sau của bộ định tuyến gia đình điển hình hiển thị các kết nối và đánh dấu cho 1 Gb EthernetThông thường có thể kiểm tra xếp hạng tốc độ của kết nối mạng Ethernet đang hoạt động. Để thực hiện việc này, hãy tìm và mở cài đặt kết nối trên thiết bị khách. Từ đây, thông thường có thể kiểm tra tốc độ bằng cách nhấp chuột phải vào thiết bị được đề cập.
Gigabit Ethernet hiện được chấp nhận là tiêu chuẩn chính cho các kết nối Ethernet trên các thiết bị như máy tính, máy in, bộ định tuyến băng thông rộng tại nhà và văn phòng, bộ chuyển mạch mạng và các thiết bị tương tự. Sử dụng Gigabit Ethernet cung cấp tốc độ cần thiết cho hầu hết các ứng dụng, mặc dù nhu cầu tiêu thụ dữ liệu tăng lên và tốc độ nhanh hơn là cần thiết, nhiều người sẽ muốn sử dụng Ethernet 10 Gb cho mạng cục bộ của họ. Tuy nhiên, hiện tại, Ethernet 1 Gb, 1000BASE-T cho đến nay vẫn được sử dụng rộng rãi nhất. Thêm vào đó, có rất nhiều sản phẩm có sẵn từ bộ chuyển mạch Ethernet, bộ định tuyến Ethernet, máy tính và thiết bị ngoại vi và nhiều mặt hàng khác