Axborot uzatishning yangi texnologiyalari

Ethernet texnologiyasi
Bugungi kunda Ethernet texnologiyasi yuqori samarali LAN sektorida birinchi o'rinda turadi. Butun dunyodagi korxonalar Ethernet kabellari va uskunalariga, shuningdek, xodimlarni o'qitishga sarmoya kiritmoqda. Ushbu texnologiyaning keng qo'llanilishi uni saqlashga imkon beradi past narxlar bozorda va har bir yangi avlod tarmoqlarini joriy qilish narxi pasayish tendentsiyasiga ega. Zamonaviy tarmoqlarda trafikning doimiy o'sishi operatorlar, ma'murlar va arxitektorlarni majbur qiladi korporativ tarmoqlar tarmoqli kengligi tanqisligi muammosini hal qilish uchun tezroq tarmoq texnologiyalarini qidiring. Ethernet oilasiga 10-Gigabit Ethernet qo'shilishi LANlarda yangi resurs talab qiladigan ilovalarni qo'llab-quvvatlash imkonini beradi.
Chorak asrdan ko'proq vaqt oldin paydo bo'lgan Ethernet texnologiyasi tez orada mahalliy tarmoqlarni qurishda ustunlik qildi. O'rnatish va texnik xizmat ko'rsatishning qulayligi, ishonchliligi va amalga oshirishning arzonligi tufayli uning mashhurligi shunchalik oshdiki, bugungi kunda biz ishonch bilan aytishimiz mumkinki, Internetdagi deyarli barcha trafik Ethernet tarmoqlarida boshlanadi va tugaydi. 2002 yil iyun oyida tasdiqlangan IEEE 802.3ae 10-Gigabit Ethernet standarti ushbu texnologiyaning rivojlanishida burilish nuqtasi bo'ldi. Uning paydo bo'lishi bilan Ethernet-dan foydalanish maydoni shahar (MAN) va keng maydon (WAN) tarmoqlari miqyosida kengayib bormoqda.
Sanoat tahlilchilarining ta'kidlashicha, 10-Gigabit Ethernet texnologiyasini birinchi o'ringa olib chiqadigan bir qator bozor omillari mavjud. Tarmoq texnologiyalarini rivojlantirishda asosiy vazifasi yangi tarmoqlarni ilgari surish bo'lgan ishlab chiquvchi kompaniyalar ittifoqining paydo bo'lishi allaqachon an'anaviy tus olgan. 10-Gigabit Ethernet bundan mustasno emas edi. Ushbu texnologiyaning kelib chiqishida 3Com, Cisco, Nortel, Intel, Sun va boshqa ko'plab kompaniyalar (jami yuzdan ortiq) kabi sanoat gigantlarini o'z ichiga olgan 10 Gigabit Ethernet Alliance (10 GEA) tashkiloti bo'lgan. Fast Ethernet yoki Gigabit Ethernet ning oldingi versiyalarida ishlab chiquvchilar boshqa texnologiyalarning ma'lum elementlarini olgan bo'lsalar, yangi standartning texnik xususiyatlari deyarli noldan yaratilgan. Bundan tashqari, 10-Gigabit Ethernet loyihasi yirik transport va magistral tarmoqlarga, masalan, butun shaharga qaratilgan bo'lib, hatto Gigabit Ethernet ham faqat mahalliy tarmoqlarda foydalanish uchun ishlab chiqilgan.
10-Gigabit Ethernet standarti bir va ko‘p rejimli optik kabel orqali axborot oqimini 10 Gb/s gacha tezlikda uzatishni ta’minlaydi. Etkazish muhitiga qarab, masofa 65 m dan 40 km gacha bo'lishi mumkin. Yangi standart quyidagi asosiy texnik talablarga javob berishi kerak edi:

• 
  nuqtadan nuqtaga topologiya tarmoqlarida dupleks rejimida ikki tomonlama ma'lumotlar almashinuvi;
  
• 
  MAC darajasida 10 Gb / s ma'lumotlarni uzatish tezligini qo'llab-quvvatlash;
  
• 
  LAN PHY fizik sathi spetsifikatsiyasi 10 Gbit / s ma'lumot uzatish tezligi bilan MAC darajasida ishlaydigan mahalliy tarmoqlarga ulanish uchun;
  
• 
  OC-192 standartiga mos keladigan ma'lumotlar tezligi bilan MAC darajasida ishlaydigan SONET/SDH tarmoqlariga ulanish uchun WAN PHY jismoniy qatlamining spetsifikatsiyasi;
  
• 
  MAC qatlamining ma'lumotlar tezligini WAN PHY ma'lumotlar tezligiga moslashtirish mexanizmini aniqlash;
  
• 
  ikki turdagi optik tolali kabelni qo'llab-quvvatlash - bir rejimli (SMF) va ko'p rejimli (MMF);
  
• 
  media-mustaqil interfeys spetsifikatsiyasi XGMII*;
  
• 
  Ethernet-ning oldingi versiyalari bilan orqaga qarab mos keladi (paket formati, hajmi va boshqalarni saqlash).
  

* Bu erda XG 10 Gigabitni va MII Media mustaqil interfeysni anglatadi.
Eslatib o'tamiz, 10/100 Ethernet standarti ikkita rejimni belgilaydi: yarim dupleks va to'liq dupleks. Klassik versiyada yarim dupleks umumiy uzatish vositasi va CSMA / CD (Carrier-Sense Multiple Access / Collision Detection) protokolidan foydalanishni ta'minlaydi. Ushbu rejimning asosiy kamchiliklari - bir vaqtning o'zida ishlaydigan stantsiyalar sonining ko'payishi bilan samaradorlikni yo'qotish va minimal paket uzunligi (bu 64 bayt) bilan bog'liq masofa cheklovlari. Gigabit Ethernet texnologiyasi 512 baytgacha bo'lgan paket uzunligini imkon qadar qisqartirish uchun tashuvchini kengaytirish texnikasidan foydalanadi. 10-Gigabit Ethernet standarti nuqtadan nuqtaga magistral ulanishlar uchun mo'ljallanganligi sababli, yarim dupleks rejimi uning spetsifikatsiyasiga kiritilmagan. Shuning uchun, bu holda, kanal uzunligi faqat jismoniy muhitning xususiyatlari, ishlatiladigan qabul qilish / uzatuvchi qurilmalar, signal kuchi va modulyatsiya usullari bilan chegaralanadi. Kerakli topologiya, masalan, kalitlar yordamida berilishi mumkin. Dupleks uzatish rejimi, shuningdek, tashuvchini kengaytirish usullaridan foydalanmasdan minimal paket hajmini 64 baytni saqlashga imkon beradi.
Ochiq tizimlarning o'zaro ulanishining (OSI) mos yozuvlar modeliga muvofiq, tarmoq texnologiyasi ikkita pastki qatlam bilan belgilanadi: jismoniy (1-qavat, jismoniy) va kanal (2-qavat, ma'lumotlar havolasi). Bu sxemada Ethernet jismoniy qurilmasi (PHY) qatlami 1-qavatga, o'rta kirishni boshqarish (MAC) qatlami esa 2-qavatga mos keladi.O'z navbatida, bu qatlamlarning har biri amalga oshirilgan texnologiyaga qarab, bir nechta pastki qatlamlarni o'z ichiga olishi mumkin.
MAC (Media Access Control) qatlami tengdosh ish stantsiyalarining MAC mijozlari o'rtasida mantiqiy aloqani ta'minlaydi. Uning asosiy vazifalari tarmoq tengdoshi bilan ulanishni ishga tushirish, boshqarish va qo'llab-quvvatlashdir. Shubhasiz, 10 Gigabit Ethernet standarti uchun MAC qatlamidan PHY jismoniy qatlamiga normal ma'lumotlarni uzatish tezligi 10 Gbit / s ni tashkil qiladi. Biroq, WAN PHY qatlami SONET OC-192 tarmoqlarini joylashtirish uchun ma'lumotlarni biroz sekinroq tezlikda uzatishi kerak. Bunga interfreymlar oralig'ini dinamik moslashtirish mexanizmi yordamida erishiladi, bu uning oldindan belgilangan vaqt oralig'ida ko'payishini ta'minlaydi.
Muvofiqlashtiruvchi pastki qavat (1-rasm) MAC qatlamining ketma-ket ma'lumotlar oqimi va XGMII pastki qavatining parallel oqimi o'rtasidagi interfeysdir. U MAC sathi ma'lumotlari oktetlarini parallel XGMII yo'llari bilan taqqoslaydi. XGMII - bu mediadan mustaqil 10 Gigabit interfeys. Uning asosiy vazifasi havola va jismoniy qatlamlar o'rtasida sodda va oson amalga oshiriladigan interfeysni ta'minlashdir. U havola qatlamini jismoniy qatlamning o'ziga xos xususiyatlaridan ajratib turadi va shu bilan birinchisiga ikkinchisining turli xil ilovalari bilan bitta mantiqiy darajada ishlashga imkon beradi. XGMII ikkita mustaqil uzatish va qabul qilish kanallaridan iborat bo'lib, ularning har biri 32 bitli ma'lumotlarni to'rtta 8 bitli yo'l orqali olib yuradi.
Protokol stekining keyingi qismi 10 Gigabit Ethernet jismoniy qatlami bilan bog'liq. Ethernet arxitekturasi jismoniy qatlamni uchta pastki qatlamga ajratadi. Physical Coding Sublayer PCS (Physical Coding Sublayer) ma'lumotlar havolasi sathidan va undan keladigan ma'lumotlar oqimini kodlash/dekodlashni amalga oshiradi. PMA (Physical Media Attachment) pastki qavati parallel-seriyali (oldinga va teskari) konvertordir. U ketma-ket bitga yo'naltirilgan uzatish va teskari o'zgartirish uchun kodlar guruhini bit oqimiga aylantirishni amalga oshiradi. Xuddi shu pastki qatlam qabul qilish/uzatish sinxronizatsiyasini ta'minlaydi. PMD (Fizik muhitga bog'liq) pastki qatlami ma'lum bir jismoniy muhitda signalizatsiya uchun javobgardir. Ushbu kichik darajaning tipik funktsiyalari signalni shakllantirish va kuchaytirish, modulyatsiyadir. Turli xil PMD qurilmalari turli jismoniy vositalarni qo'llab-quvvatlaydi. O'z navbatida, Media Dependent Interface (MDI) turli jismoniy media va PMD qurilmalari uchun ulagich turlarini belgilaydi.
10-Gigabit Ethernet texnologiyasi muqobil variantlarga nisbatan egalik qilishning past narxini taklif qiladi, shu jumladan sotib olish va qo'llab-quvvatlash xarajatlari, chunki mijozlarning mavjud Ethernet infratuzilmasi u bilan uzluksiz ishlaydi. Bundan tashqari, 10 Gigabit Ethernet tanish boshqaruv tashkiloti va olingan saboqlarni qo'llash qobiliyatiga ega ma'murlarga murojaat qiladi, chunki u mavjud infratuzilmada allaqachon o'rnatilgan jarayonlar, protokollar va boshqaruv vositalaridan foydalanadi. Shuni esda tutish kerakki, ushbu standart serverlar, kalitlar va routerlar o'rtasidagi ulanishlarni loyihalashda moslashuvchanlikni ta'minlaydi. Shunday qilib, Ethernet texnologiyasi uchta asosiy afzalliklarni taqdim etadi:

• 
  foydalanish qulayligi,
  
• 
  yuqori o'tkazuvchanlik,
  
• 
  arzon.
  

Bundan tashqari, u boshqa ba'zi texnologiyalarga qaraganda sodda, chunki u turli joylarda joylashgan tarmoqlarni bitta tarmoqning bir qismi sifatida ulash imkonini beradi. Ethernet tarmoqli kengligi 1 dan 10 Gb/s gacha bosqichlarda kengaytirilishi mumkin, bu esa tarmoq sig'imidan yaxshiroq foydalanish imkonini beradi. Nihoyat, Ethernet uskunalari odatda an'anaviy telekommunikatsiya uskunalariga qaraganda ancha tejamkor.
Texnologiyaning imkoniyatlarini ko'rsatish uchun biz bitta misol keltiramiz. 10 Gigabitli Ethernet tarmog'idan foydalangan holda, Yaponiya ma'lumotlar ombori loyihasida ishlaydigan olimlar guruhi (http://data-reservoir.adm.su-tokyo.ac.jp) Tokiodan Elementar fizika tadqiqot markaziga ma'lumotlarni uzatdi. Jeneva, CERN zarralari. Ma'lumot uzatish 17 vaqt mintaqasini kesib o'tdi va 11 495 milya (18 495 km) ni tashkil etdi. 10 Gigabitli Ethernet tarmog'i Tokio va Jenevada kompyuterlarni bir xil mahalliy tarmoqning bir qismi sifatida ulagan. Tarmoq Cisco Systems, Foundry Networks va Nortel Networks kompaniyalarining optik jihozlari va Ethernet kalitlaridan foydalangan.
So'nggi yillarda Ethernet aloqa operatorlari tomonidan shahar ichidagi ob'ektlarni ulash uchun keng qo'llanila boshlandi. Ammo Ethernet tarmog'i butun qit'alarni qamrab olgan holda yanada kengayishi mumkin.