Hlavní navigace

Novinky v normalizaci Ethernetu

Rita Pužmanová 3. 2. 2005

Po dvou nahlédnutích do přehršle nových specifikací především bezdrátových sítí s malým až středním dosahem (WMAN/WLAN/WPAN) se dnes, do třetice všeho dobrého, podíváme na zbývající skupinu novinek z dílny IEEE. Především půjde o oblíbený Ethernet, ale připomeneme i jiné nové dílčí normy, například tu připravovanou o Broadband over Power Line.

Počet norem, jež se týkají komunikačních sítí, které „vycházejí z dílny“ IEEE, v loňském roce úctyhodně narostl. Proto se také jejich stručný přehled nevešel ani do jednoho, a dokonce ani do dvou pokračování, takže je tu díl třetí, opravdu poslední. Ovšem je třeba si uvědomit, že se stále jedná jen o část normalizačního úsilí pro komunikační sítě, protože jsme nehovořili o nových normách, doporučeních a dalších specifikacích jiných, neméně důležitých normalizačních organizací, jako jsou ITU-T, ETSI, IEC, ANSI, IETF… Ani nebyla řeč o specifikacích dost početné skupiny více či méně důležitých průmyslových sdružení, for, konsorcií.

Jak jsme naznačili v minulých dvou částech přehledu normalizačního úsilí pro lokální a metropolitní sítě, Přehled novinek v normalizaci LAN a 2004 = pokrokový rok pro (W)LAN, značného pokroku bylo dosaženo především ve všech typech populárních bezdrátových sítí, od malých (WPAN) přes lokální (WLAN) až po metropolitní (WMAN). A do budoucna nám v této oblasti slibují řešení podpory různých typů provozu vyžadujících různé zacházení (QoS) na druhé vrstvě (přesněji podvrstvě MAC), podporu podstatně větší mobility uživatelů a s tím související efektivnější (rychlejší a bezpečnější) roaming.

V oblasti pevných (wired) sítí se toho zdánlivě tolik v loňském roce neudělalo, ale to souvisí samozřejmě především s jejich stabilní, „zralou“ situací a s celkovým zájmem o nové možnosti právě bezdrátových technologií. Podívejme se tedy přehledově, jak dnes vypadá plejáda norem pro nejpopulárnější pevnou lokální síť Ethernet a jaké další projekty jsou v plné práci.

Rodina Ethernetu

Do loňského roku se dokončily normy pro Ethernet různých rychlostí od 10 Mbit/s do 10 Gbit/s a také specifikace pro integrované napájení přes Ethernet (PoE, Power over Ethernet). Základní norma nese označení 802.3, ostatní představují její doplňky, proto neuvádím celý jejich název, ale pouze dílčí označení doplňku (u norem, které jsou k dispozici zdarma ke stažení, uvádím přímo odkaz):

  • IEEE 802.3 (2002) IEEE Standard for Information technology–Telecommunications and information exchange between systems–Local and metropolitan area networks–Specific requirements–Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications – základní norma zahrnující specifikace pro 10/100/1000 Mbit/s Ethernet;
  • IEEE 802.3ae (2002) Media Access Control Parameters, Physical Layers, and Management Parameters for 10 Gbit/s Ope­ration – 10GE po optice (SONET/SDH s OC-192 ~ 9953,28 Mbit/s);
  • IEEE 802.3af (2003) Data Terminal Equipment (DTE) Power via Media Dependent Interface (MDI) – napájení IP telefonů či přístupových bodů po Ethernetu. Chystá se ovšem další vylepšení normy (PoE plus) pro napájení zařízení vyžadujících více než 13 W, na něž se stávající norma omezuje. V intervalu 13–20 W se pohybují zařízení pro řízení přístupu na základě biometrických údajů, 802.11n, mezi 20 a 30 W pak napájení potřebují čtečky RFID kódů, video IP telefony, základnové stanice 802.16 a průmyslové senzory, napájení do 50 W by mohlo stačit nejmenším laptopům a do 70 W pak všem laptopům.

V loňském roce se završila dvouletá práce jedné ze dvou skupin, která se zabývá realizací nejrychlejšího Ethernetu po metalice, protože dosud bylo možné využít pro desetigigabitové přenosy pouze optiku:

  • IEEE 802.3ak-2004 (2004, také zde) Physical Layer and Management Parameters for 10 Gbit/s Ope­ration, Type 10GBASE-CX4 – 10 Gbit/s Ethernet po mědi s dosahem do 15 m. Specifikace této fyzické vrstvy gigabitového Ethernetu nese označení 10GBASE-CX4, kde CX4 znamená čtyři páry twinaxiálního (vyrovnaného stíněného) kabelu. Řešení je založeno na desetigigabitovém rozhraní XAUI (10 Gigabit Attachment Unit Interface).

Pokračuje složitější činnost druhé skupiny, která se věnuje 10GE také po metalice:

  • P802.3an (schválení ideálně v 2006) – sériový přenos po nestíněném UTP kabelu na vzdálenost 100 m – 1000Base-T; pro využití v horizontálním propojení o rychlosti 10 Gbit/s v rámci strukturované kabeláže (podle TIA 568 a ISO/IEC 11801). Jedná se o kompletní definice nové fyzické vrstvy, která se musí vypořádat s rušením, přeslechy, odrazy signálů ve čtyřpárovém kabelu: předpokládá se využití pulsně amplitudové modulace (PAM, Pulse Amplitude Modulation), vylepšené oproti 100Base-T a 1000Base-T (PAM12 s 825 Msymbol/s ne­bo PAM8 s 1000 Msymbol/s).

Nesmíme ovšem zapomenout, že Ethernet se v loňském roce vymanil ze škatulky „lokální sítě“, protože díky rychlým optickým variantám jej lze již dobře napojit na dálkové optické sítě, nebo dokonce dálkový či metropolitní přenos realizovat jako koncový Ethernet. Pro efektivní využití Ethernetu v přístupové síti má nesmírný význam schválení následující specifikace, která se neomezuje pouze na optickou fyzickou přípojku, ale podporuje i metaliku:

  • 802.3ah (2004) Media Access Control Parameters, Physical Layers and Management Parameters for Subscriber Access Networks – Ethernet v první míli (EFM, Ethernet in the First Mile) po mědi (do 10 Mbit/s do 750 m, VDSL, SHDSL) i optice (1 Gbit/s do 10–20 km).

Z dalších specifikací pro Ethernet, na nichž se pilně pracuje, je důležité připomenout následující:

  • P802.3ap Backplane Ethernet  – definice elektrického rozhraní pro 1000BASE-X a IEEE 802.3ae PMA (Physical Medium Attachment), bez zásahu do MAC (Media Access Control) či délky rámce Ethernetu. Hlavním úkolem je překonat současný rozkol mezi binární signalizací podporovanou Texas Instruments či Xilinx a čtyřúrovňovou pulsně amplitudovou modulací (MLS, Multi-Level Signaling), kterou prosazují společnosti jako Accelerant nebo Agere Systems.
  • P802.3aq 10GBASE-LRM – sériový přenos po mnohavidovém vlákně (typu FDDI) na vzdálenost 220 m, levnější než 10GBASE-LR.
  • P802.3as (ideálně schváleno do konce 2005) Frame Expansion – zkoumá možnost prodloužení rámce Ethernetu na hodnoty někde mezi 1.875 a 2.048 oktety, přičemž v současné době Ethernet povoluje rámce o maximální délce 1.518 oktetů. Objem přenášených dat má ale zůstat nadále stejný, 1500 bytů.
  • P802.3ar (ideálně schváleno do konce 2006) Enhancements for Congestion Management – metody řízení zahlcení v Ethernetu pro lepší propustnost, latenci a efektivnější zahazování rámců prostřednictvím kombinace odlišení různých typů provozu a vylepšených mechanizmů řízení rychlosti a toku v síti. Půjde o odlišné zacházení s různými typy provozu v zařízeních připojených k LAN, o předávání informací o přetížení sítě a o omezení rychlosti přenosu dat v případě přetížení.
  • Residential Ethernet (ještě nemá své označení 802.3)  – návrh řešení domácího Ethernetu jako páteře pro připojení koncových zařízení různého typu jak přímo, tak prostřednictvím připojených přístupových bodů (WPAN/WLAN) a samozřejmě domácí brány (gateway); na podporu provozu vyžadujícího zvláštní zacházení (QoS) bude implementována synchronizace a plánování vysílání.

Odolné přenosové sítě podle RPR

IEEE v loňském roce schválil dlouho připravovanou a odsouvanou normu pro přenos paketů po spolehlivých optických kruhových sítích (na Lupě o RPR byla zmínka tuším již v roce 2002):

802.17 Standard for Information Technology – Telecommunications and Information Exchange Between Systems – Local and Metropolitan Area Networks – Specific Requirements – Part 17: Resilient Packet Ring (RPR) Access Method & Physical Layer Specifications – definuje MAC na bázi Ethernetu a další funkce (např. statistický multiplex) pro zajištění vyšší výkonnosti přenosu paketů v kruhových sítích typu SONET/SDH. Stávající provozovatelé těchto optických sítí tak budou moci nabízet hlasové, datové i obrazové služby splňující požadavky na dostupnost sítě, díky rychlému zotavení v případě poruch. RPR nabízí odolnost optické sítě SDH/SONET a efektivitu přenosu dat v Ethernetu, navíc s rezervací šířky pásma (tři úrovně priorit provozu pro rezervaci pásma), a nabízí zvýšenou možnost ochrany před výpadky sítě zálohováním, podobnou jako u SDH.

Širokopásmová komunikace po elektrickém rozvodu

Na závěr ještě přidejme informaci o jednom „non-802“ projektu:
P1675 (ideálně schválen do poloviny roku 2006) Standard for Broadband over Power Line Hardware – pro rychlý přenos dat po elektrické síti mezi nejbližším transformátorem a domácností nebo kanceláří. BPL (Broadband over Power Line) je jednou z potenciálních alternativ řešení první míle, konkurent xDSL, kabelových nebo bezdrátových přípojek. Elektrická síť, patřící k nejrozšířenější infrastruktuře ve světě vůbec, by byla ideálním kandidátem pro přenos dat a širokopásmový přístup k Internetu, který by měl být podobně univerzální. Jenomže elektrická síť nepatří mezi prostředí přátelská pro datové přenosy, protože v ní panují značná rušení zvyšující chybovost přenosu a omezující maximální přenosovou rychlost.

BPL by mohlo být řešením pro překlenutí vzdálenosti mezi optickou sítí a koncovými uživateli bez vysokých finančních nákladů. Doplnění lokálního elektrorozvodného systému o BPL je vcelku jednoduché: směrovač a vazební člen převezmou signál z optického kabelu na vstupu do transformátoru a převedou jej na elektrický proud. Signál pak putuje po vedení středního napětí s opakovači umístěnými zhruba každý kilometr. Opakovač/směrovač v domácnosti nebo podniku pak extrahuje signál z vedení před transformátorem a pošle ho do vedení nízkého napětí na výstupu transformátoru. Signál v domácím rozvodu je dostupný z každé zásuvky prostřednictvím příslušného modemu.

Anketa

Používáte desetigigabitový Ethernet?

Našli jste v článku chybu?

4. 2. 2005 9:29

Bonbon (neregistrovaný)
Nemohu s vami souhlasit, myslim, ze kratke shrnuti techto norem a toho co se chysta je docela zajimave. Pochybuji o tom, ze je mnoho lidi co ma cas prubezne sledovat nove trendy...

Takze za me - dekuji za tento clanek





3. 2. 2005 16:21

iNDYCZ (neregistrovaný)
Nemel byt "Boradband" spise "Broadband"?
Podnikatel.cz: Přehledná titulka, průvodci, responzivita

Přehledná titulka, průvodci, responzivita

Podnikatel.cz: Zavře krám u #EET Malá pokladna a Teeta?

Zavře krám u #EET Malá pokladna a Teeta?

Měšec.cz: Air Bank zruší TOP3 garanci a zdražuje kurzy

Air Bank zruší TOP3 garanci a zdražuje kurzy

DigiZone.cz: Sat novinky: Je tu Sky Sport News HD

Sat novinky: Je tu Sky Sport News HD

Měšec.cz: U levneELEKTRO.cz už reklamaci nevyřídíte

U levneELEKTRO.cz už reklamaci nevyřídíte

Měšec.cz: Finančním poradcům hrozí vracení provizí

Finančním poradcům hrozí vracení provizí

DigiZone.cz: Milan Kruml: procházka TV historií

Milan Kruml: procházka TV historií

Měšec.cz: Golfové pojištění: kde si jej můžete sjednat?

Golfové pojištění: kde si jej můžete sjednat?

Root.cz: Mirai má nový cíl 5 milionů routerů

Mirai má nový cíl 5 milionů routerů

Podnikatel.cz: Pozor, pojišťovny mění čísla účtů

Pozor, pojišťovny mění čísla účtů

120na80.cz: Na ucho teplý, nebo studený obklad?

Na ucho teplý, nebo studený obklad?

Měšec.cz: Vklad na cizí účet je draze zpoplatněn (přehled)

Vklad na cizí účet je draze zpoplatněn (přehled)

Podnikatel.cz: S.r.o. využívá cizí auto. Jak je to s daněmi?

S.r.o. využívá cizí auto. Jak je to s daněmi?

Vitalia.cz: Děti patří tomu, kdo je porodil?

Děti patří tomu, kdo je porodil?

Vitalia.cz: Mondelez stahuje rizikovou čokoládu Milka

Mondelez stahuje rizikovou čokoládu Milka

Vitalia.cz: Spor o mortadelu: podle Lidlu falšovaná nebyla

Spor o mortadelu: podle Lidlu falšovaná nebyla

DigiZone.cz: Digi CZ výrazně zlevnila balíček HBO

Digi CZ výrazně zlevnila balíček HBO

Podnikatel.cz: Platební brány a EET? Stále s otazníkem

Platební brány a EET? Stále s otazníkem

120na80.cz: Rakovina oka. Jak ji poznáte?

Rakovina oka. Jak ji poznáte?

Měšec.cz: Přejete si číslo účtu na přání?

Přejete si číslo účtu na přání?