ЖУРНАЛ «СТА» №1/2008

ОБ ЗО Р / П Р ОМЫШЛ Е ННЫ Е С Е Т И 10 коммутаторы объединяют преимущест- ва обоих типов устройств по быстродей- ствию и гибкости сетевой связи. Важными составляющими в реше- нии проблемы являются переход на оп- тические каналы связи, организация взаимодействия технологий IP и MPLS, использование транспортных возможностей сетей VDM и SDH ново- го поколения. Ну и, конечно, от Ethernet ожидается дальнейшее увели- чение быстродействия. Р АЗВИТИЕ ГИГАБИТНЫХ СЕТЕЙ 10-Gigabit Ethernet Развитием гигабитной сети Ethernet является сеть 10Gigabit Ethernet (10000Base, 10GBase, или сокращён- но 10GE) со скоростью 10 Гбит/c, пер- воначально определённая в виде пред- варительных рекомендаций IEEE 802.ae , которые вошли в стандарт IEEE 802.32005. Скорость возросла в 10 раз по сравнению с полудуплексным вари- антом Gigabit Ethernet (GE) и в 100 раз в сравнении с Fast Ethernet. Новая версия включает только дуп- лексный режим передачи, исключив полудуплексный и монопольный. Этот стандарт поддерживает не только LAN, но и WAN, то есть обеспечивает инкапсуляцию пакетов Ethernet в ие- рархию виртуальных контейнеров се- тей SONET/SDH STS192c/STM64c. Для этого наряду с постоянными меж- кадровыми интервалами IFG допол- нительно ввели переменные пробелы IFS. Кроме того, добавили биты в пре- амбулу пакетов. Для согласования средней скорости MACподуровня со скоростью передачи фреймов данных SONET/SDH STS192c/STM64c рас- ширили минимальные пробелы. Пре- дусмотрены следующие интерфейсы: XGMII – рекомендуемый интерфейс на физическом уровне для использова- ния оборудования DTE со скоростью 10 Гбит/c; XAUI – рекомендуемый интерфейс для расширения соединений MACпод- уровня с физическим уровнем; XSBI – интерфейс на 16 разрядов для реализации сервисного интерфейса PMA для спецификаций 10GBaseR и 10GBaseW на физическом уровне. Новая спецификация определила побитовую, побайтовую и покадровую передачу, но возможны и другие фор- мы передачи. Интерфейс XGMII ори- ентирован на формат с шириной пото- ка данных в 4 байта. Для управления данными (MDIO/MDC) используют одноразрядные передачи. Сервисный интерфейс ориентирован на 16разряд- ные передачи. Интерфейс MDI ис- пользует побитовую последовательную передачу с мультиплексированием WDM четырёх несущих длин волн для версии 10GBaseLX или передачи дру- гих типов, определяемых PMD. Рас- ширитель, работающий с низковольт- ными сигналами, обеспечивает неза- висимые пути приёмапередачи дан- ных по 32 разряда (4 потока по 8 бит) с кодированием 8B/10B. Существуют три версии специфика- ций стандарта для 10GE. ● 10GBaseX определяет четырёхпото- ковые передачи (формат 4 по 4 бита) по медным парам проводов или по оптическому кабелю (10GBaseLX4) на 4 длинах волн (lane) с шагом 13,4 нм во втором окне прозрачности (1300 нм) с кодированием потоков 8B/10B, с поддержкой на всех уров- нях интерфейса (MAC, RS, XGMII, XGXS, XAUI, PCS, PMA, PMD). По- следовательный поток данных MACподуровня делится на 4 потока (lane 03 подуровня RS) по одному байту, к каждому из которых добавля- ется 1 бит управления. Кодер переко- дирует данные по алгоритму 8B/10B (подуровень PCS), формируя 4 груп- пы 10битовых последовательностей (подуровень PMA), принимаемых в PMD и через MDI передающихся на модуляторы четырёх несущих. ● 10GBaseR определяет передачи по оптическому каналу связи в трёх ок- нах прозрачности: 850 нм (S), 1300 нм (L) и 1550 нм (E) – для со- ответствующих спецификаций 10GBaseSR, LR, ER. Здесь груп- пы 10разрядных последовательно- стей на подуровне XGXS декодиру- ются, объединяются в группы по 66 битов и кодируются по алгоритму 64B/66B (64 бита данных плюс 2 би- та синхронизации). Данные затем скремблируются, разбиваются на 16разрядные блоки (интерфейс XSBI в PMA), передаются на под- уровень LAN PMD и через интер- фейс MDI поступают на модулятор оптической несущей. При приёме сигналов этот процесс выполняется в обратном порядке. ● 10GBaseW определяет передачи по оптическому волокну в трёх окнах прозрачности по спецификациям 10GBaseSW, LW, EW. Здесь потоки кодируются по алгоритму 64B/66B для их инкапсулирования во фреймы SONET/SDN. Затем формируется заголовок фреймов (подуровень WIS) и выполняется дополнительное скремблирование. В результате по- ток адаптируется к скорости переда- чи SONET/SDN. Среда оптической связи соединяет интерфейсы MDI. Симметричная мо- дель оптической связи включает канал связи и оптические соединители. Тракт передачи и приёма данных специфика- ции 10GBaseX представлен реализа- цией 10GBaseLX4. Канал связи ис- пользует мультиплексирование WDM с разделением длин волн на 4 потока (полосы) данных. Модулированные оптические несущие мультиплексиру- ются (4 × 3,125=12,5 Гбит/c) на выходе MDI. На выходе оптического кабеля принимаемые 4 потока оптических сигналов контролируются, а затем де- мультиплексируются и синхронизиру- ются на приёмнике MDI. Тракт переда- чи спецификаций 10GBaseR/W пред- ставлен шестью реализациями: 10GBaseSR/SW, LR/LW, ER/EW – это одноканальная связь без мульти- плексирования. Надо отметить, что стремление сбли- зить технологии пассивной оптиче- ской сети (PON) и Ethernet уже приве- ло к ряду интересных решений, напри- мер к созданию ориентированной на Gigabit Ethernet технологии EPON с увеличенным до 20 км расстоянием и мультисервисным обслуживанием. «С прицелом» на 10Gigabit Ethernet создана рабочая группа 10GEPON для разработки стандарта гигабитной сети с числом разветвлений до 32 и дально- стью до 20 км в виде двух конфигура- ций: симметричной (10GE + 10GE) и несимметричной (GE + 10GE). Ну и, конечно же, большие надежды во мно- гих областях применения связаны с созданием и внедрением коммутируе- мых структур последовательного типа на основе гигабитных сетей. Перспективные сети 100-Gigabit Ethernet Перспективы создания 100гигабит- ной сети Ethernet (100GE) впервые об- суждались на пленарном заседании Группы по изучению быстрых систем при комитете IEEE 802.3 в 2006 году. Особенности новой технологии опре- деляются следующими требованиями: обеспечить сверхбыструю только дуп- лексную связь; сохранить на уровне сервиса форматы кадров Ethernet 802.3, СТА 1/2008 www.cta.ru