Спецификации Gigabit Ethernet.

Спецификация IEEE 802.3z определяет набор протоколов физического уровня, которые обеспечивают информационное взаимодействие в локальных сетях IEEE 802.3 со скоростью передачи данных до 1000 Мбит=1 Гигабит в секунду.

Первоначальная редакция спецификации IEEE 802.3z, которая была подготовлена  в 1997 году, предусматривала использование трех типов среды передачи данных:

• Одномодовое оптическое волокно

• Многомодовое оптическое волокно 1000 Base SX

• Экранированная витая пара (STP 150 Ом)

Обобщенные характеристики технологий 1000 Base SX, 1000 Base LX и 1000 Base CX представлены в таблице 8.6.:

Таблица 8.6.

Характеристики:	1000 Base SX	1000 Base LX	1000 Base CX
Скорость передачи данных	1000 Мбит/сек	1000 Мбит/сек	1000 Мбит/сек
Тип используемого кабеля	(50 или 62.5) мкм	5-8 мкм	STP 150 Ом
Тип используемого излучателя	850 нм	1300 нм	DB9
Максимальная длина сегмента	До 500 м	До 3000 м	До 25 м

Особенности технологий 1000 Base X

Повышение скорости передачи данных при переходе к технологиям 1000 Base X привело к необходимости произвести некоторые изменения в протоколах физического и канального уровня. Изменениям подверглись алгоритм линейного кодирования и длина минимального кадра.

Алгоритм линейного кодирования технологий 1000 Base X

Схема модуляции 8В10В является логическим продолжением алгоритма линейного кодирования 4В5В, который был использован в технологиях 100 Base T(X). При использовании алгоритма линейного кодирования 8В10В максимальное число кодировок, которые предназначены для передачи данных (256) в четыре раза меньше, чем общее число возможных кодировок. Наличие такого запаса позволяет выбрать информационные кодировки таким образом, чтобы обеспечить возможность взаимной синхронизации генераторов и, кроме того, обеспечитьвыполнение некоторых дополнительных условий, которые являются специфическими для используемой среды передачи данных.

Для того, чтобы увеличить размер коллизионного домена в 1000 Base X, размер минимального кадра был увеличен до 4096 бит. Это было достигнуто путем добавления поля расширения после контрольной суммы.

Спецификация ieee 802.3ab 1000 Base t

Спецификация IEEE 802.3ab была предложена в 1999 году для того, чтобы обеспечить передачу данных со скоростью 1000 Мбит/сек по кабелю UTP 5 категории и при этом увеличить максимальную длину сегмента сети до 100 м.

При подготовке спецификации был использован ряд решений, которыенашли применение в предыдущих разработках IEEE 802.3:

• Для передачи данных используется все 4 пары кабеля UTP- так же, как и в технологии 100 Base T4

• Для формирования линейного кода используется многоуровневая амплитудная модуляция - так же, как и в технологиях 100 Base T4 и 100 Base T2

Протокол физического уровня 1000 Base t

Эти четыре пары кабеля UTP категории 5 образуют канал, по которому со скоростью 1000 Мбит в секунду данные могут передаваться в обоих направлениях. Поскольку максимальная допустимая скорость передачи данных по кабелю UTP категории 5 составляет не более 125 МГц, канал 1000 Base T должен обеспечивать передачу 8 бит данных в каждый период изменения сигнала (8 нс).

Для формирования линейного кода в технологии 1000 Base T используется метод, который называется 4D-PAM – 5 четырехмерная амплитудная модуляция с использованием 5 – уровневых символов. Число измерений соответствует количеству пар, которые используются для передачи данных, размерность N каждого символа должна удовлетворять соотношению:

N⁴ > 256

Минимальным значением N, которое обеспечивает выполнение этого соотношения, является 5 (5⁴= 625). Использование служебных кодировок фактически снимает необходимость в дополнительном служебном поле кадра  -  преамбуле, поскольку функция обеспечения взаимной синхронизации тактовых генераторов возлагается на поток типа Idle. Кроме этого, наличие дополнительных незанятых кодировок позволяет использовать современные методы кодирования, которые обеспечивают обнаружение ошибок возникающих при передаче данных.

Использование одновременного приема и передачи данных по всем парам в кабеле UTP приводит к возникновению дополнительных источников помех, которыми в данном случае являются:

• Отраженный от несогласованного окончания передаваемый сигнал (ECHO)

• Сигналы, которые передаются по параллельным каналам (NEXT)

Для обеспечения возможности восстановления кода, который был искажен в процессе передачи, в технологии 1000BaseT используются методы конволюционного кодирования и декодирования (Trellis Code, Viterbi Decoder). При использовании таких методов кодирования значение формируемого кода зависит не только от предаваемого символа, но и от одного, или нескольких символов, которые были сформированы и переданы перед ним. Таким образом, после получения неверной кодировки, приемник может не только распознать наличие ошибки, но и попытаться восстановить правильный код, используя для этого значения уже принятых кодировок.

Для того, чтобы все компенсирующие процедуры и компоненты работали нормально, особенно важно наличие взаимной синхронизации между тактовыми генераторами взаимодействующих компонентов сети 1000 Base T.Причем в данном случае синхронизация должна быть абсолютной и односторонней – источником синхронизирующих импульсов является только один компонент, который использует свои импульсы для синхронизации передаваемого и принимаемого потоковв терминологии 1000 Base T, этот компонент называется MASTER. Второй компонент, который называется SLAVE, использует внешние импульсы, которые он восстанавливает из принимаемого сигнала для синхронизации своего передаваемого сигнала.

Таблица 8.7. Обобщенные характеристики технологии 1000 Base T.

Скорость передачи данных	1000 Мбит/сек
Тип используемого кабеля	UTP категории 5
Тип используемого излучателя	RJ45
Максимальная длина сегмента	До 100 м
Тип линейного кода	PAM5