Какая технология Ethernet использует твинаксиальный кабель

Обновлено: 04.07.2024

Гигабитный Ethernet, особенно в виде проводного подключения 1000BASE-T, позволяет передавать данные со скоростью 1 Гбит/с, что обеспечивает высокую скорость передачи данных.

Gigabit Ethernet, 1GE, — это следующая разработка стандарта Ethernet, выходящая за рамки популярного Ethernet со скоростью 100 Мбит/с, который часто использовался в виде версии 100BASE-T.

Как следует из названия, Gigabit Ethernet, 1GE, позволяет передавать данные со скоростью 1000 Мбит/с или 1 Гбит/с. Его особенно легко установить, поскольку вариант 1000BASE-T предназначен для использования с широко распространенными и дешевыми кабелями Ethernet категории 5 UTP (неэкранированная витая пара).

Хотя версия 1Gb Ethernet с медным кабелем является наиболее известной, версии с оптоволоконным кабелем также доступны и широко используются, особенно в локальных сетях для домашних и коммерческих приложений.

Gigabit Ethernet теперь является основным стандартом для нового оборудования, такого как компьютеры, а также интернет-маршрутизаторы и Ethernet-коммутаторы для малого бизнеса и дома, предлагая более высокую скорость по сравнению с предыдущими версиями, что делает его совместимым с требованиями более быстрой передачи данных, необходимой сегодня.

Gigabit Ethernet, разработка 1GE

Успех стандарта Ethernet заключается в его способности развиваться и двигаться вперед таким образом, чтобы соответствовать или даже опережать требования к локальным сетям, глобальным сетям и т. п.

Первоначальная разработка Ethernet происходила в 1970-х годах в корпорации Xerox. С момента выхода на рынок он неуклонно развивался, и его версии, включая 10BASE-T, а затем 100BASE-T, стали сетевыми стандартами.

После своего успеха стандарт Ethernet был принят IEEE в соответствии со своим стандартом IEEE 802.3. Стандарт Gigabit Ethernet имел три разных типа по мере роста потребности в нем:

IEEE 802.3z: это был первоначальный стандарт для Gigabit Ethernet, выпущенный IEEE в июне 1998 г. Его часто называют 1000BASE-X, где -X обозначает несколько версий. в том числе: CX, -SX, -LX или даже -ZX, последний из которых не является стандартным.
IEEE 802.3ab. Этот следующий гигабитный стандарт был выпущен в 1999 году и определяет передачу Gigabit Ethernet по неэкранированной витой паре (UTP) категорий 5, 5e или 6. Он стал известен как 1000BASE-T и открыл возможность использования 1Gb Ethernet для общего использования с настольными компьютерами, принтерами, маршрутизаторами и Ethernet-коммутаторами. Это привело к тому, что Ethernet 1 Гбит/с стал стандартом для подключения Ethernet на основе медных кабелей.
IEEE 802.3ah Этот более поздний стандарт был выпущен в 2004 году и добавил еще две версии Gigabit Ethernet на основе оптоволокна: 1000BASE-BX10, а также 1000BASE-LX10, который уже широко применялся как расширение для конкретного поставщика. .

Изначально Gigabit Ethernet был развернут для обеспечения высокой пропускной способности магистральных каналов для высокопроизводительных локальных сетей, а также глобальных сетей. Однако сразу после начала века компьютеры начали использовать технологию 1000BASE-T, что привело к ее широкому распространению. Ethernet-коммутаторы, маршрутизаторы, принтеры и другие периферийные устройства также стали более доступными, а их стоимость снизилась.

Версии Gigabit Ethernet

Стандарт Gigabit Ethernet поддерживает передачу данных по различным носителям. Каждая из них обозначается индикатором версии: 1000BASE-nn, где nn состоит из одной или двух букв, определяющих носитель. 1000BASE-T, возможно, пользуется наибольшей популярностью.

< td>Версия 1G Ethernet на основе оптоволокна, в которой используется оптическая длина волны передачи 1260–1360 нм и длина волны приема 1480–1500 нм. < td>Версия 1Gb Ethernet, используемая для объединительных плат печатных плат на медной основе,

Версии Ethernet 1 Гбит/с и подробная информация
Версия Ethernet 1 Гбит/с	Подробности
1 Gb Ethernet по медному проводу
1000Base-CX	Предназначен для соединений на короткие расстояния до 25 метров на сегмент с использованием сбалансированного медного кабеля с экранированной витой парой. Однако на смену ему пришел 1000BASE-T, и сегодня он используется редко.
1000BASE-T	1 Gb Ethernet по твинаксиальным кабелям, как определено в IEEE 802.3. аб. Максимальное расстояние обычно составляет 300 метров. Стандартные Ethernet-кабели Cat 5 STP или UTP способны нести это — Cat 5e лучше. Также можно использовать кабели Ethernet Cat 6, Cat 6a и Cat 7 и т. д., которые обеспечивают лучшую производительность.
1000BASE-T1	Это форма 1000BASE. -T, в котором используется одинарная сбалансированная витая пара и который может работать на расстоянии до 15 метров.
1000BASE-TX	Это форма 1000BASE-T, использующий витую пару Cat 6 или Cat 7.
1 Гбит Ethernet по оптоволокну
1000BASE-BX
1000BASE-EX	Проприетарная версия 1GE, т.е. не поддерживаемая стандартом IEEE, в которой используется оптоволоконный носитель с длиной волны 1310 нм.
1000BASE-KX
1000BASE-LX	Это оптоволоконная версия, использующая большую длину волны< /td>
1000BASE-SX	Это оптоволоконная версия стандарта, работающая по многомодовому волокну с использованием 850-нм ближнего инфракрасного (БИК) света. длина волны

Основы Gigabit Ethernet

Спецификация Gigabit Ethernet предусматривает выполнение ряда требований. Их можно резюмировать следующим образом:

Обеспечение полудуплексной и полнодуплексной работы на скорости 1000 Мбит/с. Традиционно Ethernet поддерживает как полнодуплексную, так и полудуплексную работу. В полудуплексном режиме система может передавать и получать данные в обоих направлениях, но не одновременно. При полном дуплексе для связи в разных направлениях используются разные линии — например, при использовании медных систем разные пары проводов используются для передачи в разных направлениях.
Используйте форматы кадров Ethernet 802.3. Стандартные форматы кадров для Ethernet хорошо зарекомендовали себя и обеспечивают простой, но эффективный способ форматирования отправляемых данных. Сохранение того же формата кадра Ethernet значительно упрощает обратную совместимость, а также многие интеграции с другими системами, в которых используется структура кадра Ethernet.
Используйте метод доступа CSMA/CD с поддержкой одного ретранслятора на домен коллизий Схема предотвращения коллизий CSMA/CD хорошо зарекомендовала себя и хорошо работает.
Обеспечение обратной совместимости с технологиями 10BASE-T и 100BASE-T. Системы Ethernet на 10 и 100 Мбит/с широко использовались, когда был представлен Ethernet на 1 Гбит/с. Поддержание обратной совместимости было ключом к внедрению 1GE.

Примечание относительно CSMA/CD:

Протокол CSMA/CD, используемый для Ethernet и множества других приложений, делится на три категории. Первый — Контроль несущей. Здесь каждая станция прослушивает сеть на наличие трафика и может определить, когда сеть тихая. Во-вторых, это аспект множественного доступа, когда станции могут сами определять, следует ли им передавать. Последним элементом является элемент Collision Detect. Даже если станции могут обнаружить, что сеть свободна, все же возможно, что две станции начнут передачу практически одновременно. Если это произойдет, то два набора передаваемых данных столкнутся. Если это произойдет, то станции смогут обнаружить это и прекратят передачу. Затем они откладываются на случайное количество времени перед попыткой повторной передачи. Случайная задержка важна, поскольку она не позволяет двум станциям начать передачу вместе во второй раз.

Как и 10Base-T и 100Base-T, предшественники Gigabit Ethernet, система представляет собой технологию физического (PHY) и уровня управления доступом к среде (MAC), определяющую уровень канала передачи данных уровня 2 модели протокола OSI. Он дополняет протоколы верхнего уровня TCP и IP, которые определяют транспортную часть уровня 4 и сетевую часть уровня 3 и обеспечивают связь между приложениями.

Работа 1000BASE-T

Одной из самых популярных форм гигабитного Ethernet является медный кабель Cat5, Cat6 или Cat 7 Ethernet. В результате существует очень хороший выбор ИТ-элементов, которые его используют: компьютеры, периферийные устройства, Ethernet-коммутаторы, Ethernet-маршрутизаторы и многое другое.

Чтобы Gigabit Ethernet, 1000BASE-T мог работать по стандартным кабелям Cat 5 или аналогичным кабелям, используемые методы передачи немного отличаются от используемых в 10BASE-T или 100BASE-T. Способ, который был разработан, был оригинальным и не только обеспечил обратную совместимость, но и позволил продолжить использование существующих типов кабелей и кабелей Ethernet, которые, возможно, уже были установлены в различных локальных сетях и других установках.

Кабели категории 5 состоят из четырех наборов витых пар, из которых только два используются для 10BASE-T или 100BASE-T. 1000BASE-T Ethernet полностью использует дополнительные провода.

Данные передаются по витой паре внутри кабеля Ethernet. Один провод используется для положительной, а другой для отрицательной стороны сигнала, то есть отправки и возврата. Поскольку два сигнала противоположны друг другу, любое излучение компенсируется. Аналогично схема обеспечивает помехозащищенность и на приеме.В приведенной ниже таблице строки помечены как RD для полученных данных и TD для переданных данных.

Метод отмены, используемый для отправки данных через 1000BASE-T 1 Gb Ethernet

Кабель Cat 5, используемый для передачи 100BaseT Ethernet, фактически имеет максимальную тактовую частоту 125 Мбит/с. Причина этого в том, что сигнал кодируется таким образом, что 8 битов кодируются в 10-битный сигнал по схеме, известной как 8B/10B. Таким образом, для передачи со скоростью 100 Мбит/с максимальная тактовая частота составляет 125 МГц. Этот фактор также можно использовать с выгодой для 1000BASE-T, Gigabit Ethernet.

Для достижения скорости 1000 Мбит/с, Gigabit Ethernet, 1000Base-T использует различные методы для сохранения максимальной тактовой частоты 125 МГц при увеличении скорости передачи данных Gigabit. Таким образом, стандартный кабель Cat 5 можно использовать в качестве кабеля Gigabit Ethernet.

Первый метод заключается в том, что вместо использования двух проводов для передачи сигнала, представляющего «0» или «1», используется два набора витой пары, и таким образом могут передаваться четыре различные комбинации данных: 00", "01", "10" и "11". Это дает четырехкратное увеличение скорости передачи. Чтобы дать дальнейшее увеличение скорости в два раза, каждая витая пара используется для передачи и приема данных, т.е. каждая витая пара является двунаправленной.

Этот метод передачи известен как 4D-PAM5, а максимальная скорость передачи данных составляет 125 Мбит/с x 4 сигнальных линии x 2 бита на сигнал = 1000 Мбит/с. Вместо того, чтобы увеличивать скорость передачи данных по каждой сигнальной линии, передается больше данных, перенося их разными способами.

Дополнительное напряжение используется для исправления ошибок. Хотя витые пары и дифференциальная передача сигналов сводят к минимуму ошибки данных, они все же возможны, особенно при больших длинах

Хотя для Gigabit Ethernet используются одни и те же кабели, обозначения отдельных линий в кабеле Gigabit Ethernet изменены, чтобы отображать способ передачи данных. Буквы «BI» означают, что данные являются двунаправленными, а буквы DA, DB, . . и т. д. указывают данные A, данные B, . . и т. д.

Gigabit Ethernet быстро становится общепринятым стандартом не только для высокоскоростных соединений в локальных и глобальных сетях, но и для стандартных соединений между ПК, маршрутизаторами, сетевыми коммутаторами и другими периферийными устройствами. Многие ПК имеют Gigabit Ethernet в стандартной комплектации, а это также означает, что в сетях необходимо использовать гигабитные сетевые коммутаторы, маршрутизаторы и т. д. Однако тот факт, что для варианта 1000BASE-T можно использовать стандартный кабель Cat 5, означает, что Gigabit Ethernet быстро займет по сравнению с предыдущими вариантами Ethernet, что позволяет постоянно увеличивать скорость.

Практические аспекты

Чтобы добиться оптимальной производительности и настроить систему так, чтобы она работала правильно, часто задают несколько практических вопросов.

Кабели: Gigabit Ethernet, 1000BASE T был разработан с идеей использования обычных кабелей Cat 5 Ethernet. Однако некоторые компании рекомендуют использовать кабели Ethernet с более высокими характеристиками Cat 5e или Cat 6 и 7, когда они доступны. Хотя они немного дороже, Ethernet-кабели с более высокими характеристиками обеспечивают улучшенные характеристики перекрестных помех и обратных потерь. Это означает, что они менее восприимчивы к шуму. Когда данные передаются с очень высокой скоростью, всегда существует вероятность того, что электрические помехи могут вызвать проблемы. Использование экранированных кабелей с более высокими рабочими характеристиками может улучшить рабочие характеристики, особенно при использовании в среде с электрическим шумом или на более длинных участках. Тип кабеля напечатан на кабеле, поэтому его можно определить.
Подключение более медленных устройств. К счастью, стандарт Ethernet 1 Гбит/с, как и другие стандарты Ethernet, обратно совместим. Обычно новые компьютеры, маршрутизаторы и Ethernet-коммутаторы оснащены 1-гигабитным портом Ethernet, но многие старые могут не иметь. Когда используется сочетание Gigabit Ethernet и более старых версий, таких как 100 или даже 10 Мбит/с Ethernet, система будет отправлять данные со скоростью, которую может выдержать самое медленное устройство. Потери данных не будет, но при работе со старыми устройствами по каналам связи со скоростью 10 Мбит/с или 100 Мбит/с процесс может показаться немного медленным.
Как узнать, поддерживает ли устройство 1Gb Ethernet: Часто рядом с портом Ethernet будет маркировка, говорящая что-то вроде 1GE, Gigabit Ethernet, Gb Ethernet и т.п. Как видно из изображения ниже, в маркировке написано «Gig Ethernet». Там, где нет маркировки, необходимо прибегнуть к спецификации, чтобы увидеть, или проверить детали через список сетей на компьютере.
Задняя сторона типичного домашнего маршрутизатора, показывающая соединения и маркировку для 1 Gb Ethernet Обычно можно проверить номинальную скорость активного сетевого соединения Ethernet. Для этого на клиентском устройстве найдите и откройте настройки подключения. Отсюда обычно можно проверить скорость, щелкнув правой кнопкой мыши соответствующее устройство.

Gigabit Ethernet в настоящее время принят в качестве основного стандарта для Ethernet-соединений на таких устройствах, как компьютеры, принтеры, домашние и офисные широкополосные маршрутизаторы, сетевые коммутаторы и т. п. Использование Gigabit Ethernet обеспечивает скорость, необходимую для большинства приложений, хотя, поскольку требуется повышенное потребление данных и более высокие скорости, все больше людей захотят использовать 10 Gb Ethernet для своих локальных сетей. Однако на данный момент наиболее широко используется Ethernet 1 Гбит/с, 1000BASE-T. Кроме того, существует множество продуктов, включая коммутаторы Ethernet, маршрутизаторы Ethernet, компьютеры и периферийные устройства, а также многое другое .

Проводной кабель Twinax, твинаксиальный кабель или «Twinax» — это тип кабеля, аналогичный коаксиальному кабелю, но с двумя внутренними проводниками вместо одного.

Из-за экономической эффективности он становится обычным явлением в современных (2013 г.) высокоскоростных дифференциальных сигнальных приложениях очень малого радиуса действия.

Говоря о кабеле Twinax, вы можете подумать о коаксиальном кабеле. Это два одинаковых типа кабелей.

Разница в том, что у первого два внутренних проводника вместо одного внутреннего коаксиального кабеля.

Двойные проводники Twinax не передают отдельные сигналы,

они работают в полудуплексном режиме, то есть оба разъема необходимы для передачи данных.

Кабель Twinax часто используется для сетей 10 Gigabit Ethernet.

Обычно используется для подключения сетевого оборудования через SFP+

интерфейсы в приложениях сигнализации ближнего действия, таких как локальные сети, из-за его относительно низкой стоимости.

Если быть точным, Twinax SFP+ — это медный 10-гигабитный Ethernet-кабель, который поставляется в комплекте с кабелем Twinax и подключается непосредственно к корпусу SFP+.

Кабели Twinax — это очень высокочастотные, но громоздкие кабели, которые чаще всего служат двум целям:

очень ранние, несложные медные соединения для новых классов скорости
короткие, недорогие соединения с небольшими накладными расходами

Досягаемость обычно очень мала — для Twinax не существует стандарта горизонтальной или вертикальной прокладки кабелей.

Структурированная кабельная система использует оптоволокно для обеспечения высокой производительности или большого радиуса действия.

Twinax обеспечивает гораздо более высокую производительность (= точность сигнала), чем дешевый кабель с витой парой, но он также очень громоздкий и стоит гораздо дороже.

Из-за ожидаемой низкой цены Ethernet он используется только для ранних физических физических устройств, когда разрабатывается новый класс скорости, или в «нишевых приложениях», таких как межсоединения с коротким радиусом действия и стекирование.

Для витой пары требуется гораздо более сложное кодирование из-за ее сравнительно худших частотных характеристик.

Поэтому он будет доступен несколько позже с новым классом скорости — для справки проверьте гигабитный или 10-гигабитный Ethernet.

Причина, по которой в Ethernet с витой парой появилась разница между прямым и перекрестным подключением, заключается в том, что кабели Cat-3 уже существовали, когда появился 10BASE-T (или даже StarLAN еще раньше), и Ethernet нужно было найти решение для работы с ним. прямые кабели. Это работает не во всех ситуациях, поэтому в некоторых случаях вам понадобятся перекрестные кабели.

Говоря о кабеле Twinax, вы можете подумать о коаксиальном кабеле. Это два похожих типа кабеля. Разница в том, что у первого два внутренних проводника вместо одного внутреннего коаксиального кабеля. Двойные проводники Twinax не передают отдельные сигналы, они работают в полудуплексном режиме, то есть для передачи данных требуются оба разъема.

Кабель Twinax часто используется для сетей 10 Gigabit Ethernet. Он обычно используется для подключения сетевого оборудования через интерфейсы SFP+ в приложениях сигнализации ближнего действия, таких как локальные сети, из-за его относительно низкой стоимости. Если быть точным, Twinax SFP+ – это медный 10-гигабитный Ethernet-кабель, который поставляется в комплекте с кабелем Twinax и подключается непосредственно к корпусу SFP+.

Твинакс активный против пассивного

Вы должны знать, что кабель Twinax бывает двух разных типов: активный Twinax и пассивный Twinax, классификация которых обычно зависит от длины кабеля Twinax.

Как правило, кабели Twinax короче 7 м являются пассивными, а кабели длиннее 7 м — активными, но это может варьироваться от поставщика к поставщику.

Активный Twinax имеет активные электронные компоненты, передающие сигнал 10 Gig Ethernet на большие расстояния в корпусе SFP+ для улучшения качества сигнала; пассивный Twinax в основном представляет собой прямой «провод» и содержит мало компонентов. Таким образом, активные кабели Twinax ненамного дороже пассивных кабелей Twinax.

Кабель Twinax и оптоволокно

Обычно при выборе кабелей для сетевого подключения в первую очередь учитываются кабели Twinax и оптоволоконные кабели. Однако какой из них лучше выбрать? Читайте дальше и узнайте ответ.

Кабель Twinax – это более дешевая альтернатива традиционному оптоволоконному кабелю и медному кабелю с витой парой в приложениях для центров обработки данных, если вы включаете коммутатор, сетевую карту и кабель. Как правило, мы видим, что Twinax используется между сервером и коммутатором Top of Rack (ToR). Преимущество этой конфигурации в том, что соединение Twinax намного дешевле оптоволоконного кабеля. Недостатком является то, что вы ограничены в расстоянии и у вас могут возникнуть некоторые проблемы с совместимостью кабелей, которые не будут решены с оптоволоконными кабелями.

Тем не менее, если вы хотите создать идеальную схему подключения на короткие расстояния с использованием Cisco 10GbE SFP+, лучшим выбором будет кабель Cisco Twinax.

Twinax против витой пары: что такое кабель Ethernet?

Twinax против витой пары: не путайте с кабелем Twinax. Кабель Ethernet, также известный как кабель витой пары, является одним из самых модных видов сетевого кабеля, используемого в проводных сетях. Кабель Ethernet соединяет устройства в локальной сети, такие как ПК, маршрутизаторы, коммутаторы, и обычно поддерживает один или несколько отраслевых стандартов, включая категорию 5 (CAT5), категорию 5e (CAT5e) и категорию 6 (CAT6). Его можно разделить на STP (экранированный кабель Ethernet) и UTP (неэкранированный кабель Ethernet). Кабель Ethernet применяется во многих ситуациях благодаря его преимуществам высокой скорости, высокой надежности и безопасности.

Twinax и витая пара: рекомендации по применению

Когда вы сталкиваетесь с выбором между твинаксиальной и витой парой, необходимо тщательно учитывать следующие факторы.

Скорость и расстояние: Ethernet-кабель обычно используется для сетевых подключений 10 МБ, 100 МБ и 1 ГБ, а твинаксиальный кабель — для сети 10 Gigabit Ethernet.Кроме того, кабель Ethernet поддерживает гораздо большее расстояние, чем медный кабель прямого подключения SFP+ с подключением на короткие расстояния, который измеряется от 5 м до 10 м.

Потребляемая мощность: твинаксиальный кабель использует другой метод распространения сигнала, благодаря которому он потребляет гораздо меньше энергии (около 1–1,5 Вт на порт) по сравнению с UTP (4–6 Вт на порт). Поэтому, если у вас много портов, это энергопотребление может стать важным фактором при проектировании. Twinax — это идеальное решение 10GbE для подключения сервера к коммутатору Top of Rack для интегрированного хранилища и сети передачи данных, поскольку производительность отличается низким энергопотреблением и большей надежностью.

Стоимость. Твинаксиальный кабель SFP — это более дешевая альтернатива традиционному оптоволоконному кабелю и медному кабелю с витой парой в приложениях для центров обработки данных, когда вы включаете коммутатор, сетевую карту и кабель. ЦАП SFP+ обеспечивает лучшее управление кабелями для развертываний с высокой плотностью размещения и улучшенные электрические характеристики для наиболее надежной передачи сигнала при использовании твинаксиального кабеля по сравнению с витой парой.

Заключение

Из этой статьи вы могли получить хорошее представление о твинаксе и витой паре. Как видите, у всего всегда есть две стороны. Однако вы по-прежнему можете принимать решения в соответствии с фактическим спросом с точки зрения дальности передачи, энергопотребления и бюджета. Fiberstore может предоставить высококачественный оптоволоконный кабель различных типов, а также твинаксиальный кабель SFP и кабель с витой парой.

Читайте также: