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10 Gigabit Ethernet, 10GE IEEE 802.3ae

10 Gigabit Ethernet, 10GE IEEE 802.3ae

10 Gigabit Ethernet est une norme Ethernet qui peut transporter des données à un débit de 10 gigabits par seconde.

10 Gigabit Ethernet peut être un peu long à écrire et est donc souvent abrégé en Ethernet 10GbE, 10GE ou 10G - n'importe laquelle de ces abréviations fait référence à la même norme.

Bien que l'utilisation initiale ait été dans les réseaux centraux, puis dans les grands réseaux de données, la norme est maintenant de plus en plus acceptée dans les réseaux locaux et même dans certains domaines plus courants où le coût était peut-être prohibitif auparavant.

Besoin d'Ethernet 10 Gigabit

Lorsque la norme Ethernet 10 gigabits a été publiée en 2002, il a fallu quelques années avant qu'elle ne commence à gagner du terrain auprès de la communauté au sens large en raison du coût. Certains des composants requis pour construire des interfaces Ethernet 10 Gb étaient très coûteux et cela limitait son utilisation. En conséquence, l'utilisation minimale pendant de nombreuses années a été dans les réseaux centraux pour les fournisseurs à grande échelle où les problèmes de performance signifient que les coûts peuvent être justifiés.

Maintenant que les coûts des composants et donc des interfaces pour 10 Gb Ethernet diminuent, son utilisation est entrée dans de nombreux autres domaines de la mise en réseau de données, même les petits réseaux locaux.

Comme le nom de la norme l'indique, il offre une vitesse de données dix fois supérieure à celle d'un Gigabit Ethernet. Il peut transférer 1 gigabit par seconde, ce qui équivaut à 1 250 Mo par seconde.

De nombreux ordinateurs ordinaires auraient du mal à faire face, et 1 GE est plus que suffisamment rapide. Cependant, certains réseaux locaux utilisant des applications vidéo peuvent en bénéficier lorsque le partage de fichiers de données très volumineux peut être nécessaire. De plus, avec la technologie évoluant et une connexion Internet plus rapide et d'autres connexions nécessaires, le 10GE deviendra finalement la norme.

Pour l'instant, il existe plusieurs domaines dans lesquels l'Ethernet 10 Gb est un réel avantage, hormis les applications vidéo spécialisées.

Avec plus de services comme les services cloud utilisés et plus d'ordinateurs utilisent des applications plus gourmandes en données, ce qui signifie que des niveaux de données beaucoup plus élevés sont transférés. En conséquence, 10 GE peut être une nécessité même maintenant. Prenons l'exemple d'un réseau d'entreprise où 10 ordinateurs communiquent avec le même serveur. Tous ces ordinateurs ont besoin de partager la bande passante, ce qui donne à chaque ordinateur un débit de 100 Mbit / s en utilisant 1 GE. À mesure que le nombre d'ordinateurs augmente, la bande passante disponible diminue et le Gigabit Ethernet ne peut pas vraiment répondre aux exigences de vitesse, et l'Ethernet 10 Gbit commence à paraître beaucoup plus viable, voire essentiel.

10 Gigabit Ethernet sont également utilisés pour les backbones de réseau de données. En utilisant l'ancien 1 GE, il est fort probable que des goulots d'étranglement de données se produiront dans le réseau local. L'installation de 10 GE apportera une amélioration significative.

En plus de cela, Ethernet 10 Gb est également utilisé pour les liaisons fibre longue distance où il offre des améliorations de vitesse très significatives par rapport à ce qui était auparavant disponible. C'est dans des zones comme celles-ci qu'Ethernet 10 Gb est utilisé depuis de nombreuses années.

Principes de base de 10 Gigabit Ethernet

L'Ethernet 10 gigabit est utilisé dans un certain nombre de domaines. Compte tenu de sa vitesse extrême, il est utilisé dans les zones les plus exigeantes qui nécessitent une livraison rapide des données.

10 Gigabit Ethernet prend uniquement en charge le mode duplex intégral. La technique anticollision CSMA / CD utilisée pour accéder au support physique et prise en charge dans les versions précédentes n'est pas prise en charge dans 802.3ae. En réalité, CSMA / CD était moins utilisé car de nombreuses liaisons étaient point à point et non les stations multiples sur une ligne coaxiale et donc CSMA / CD était de toute façon moins utilisé.

La spécification principale pour 10 Gigabit Ethernet est IEEE 802.11ae. Ce dernier a été publié en 2002 et couvre les technologies à base de fibres. La spécification s'applique à une variété de types de fibres différents, différents descripteurs étant utilisés selon le type de fibre, le mode, etc.

Puis, en 2004, une version de 10GE a été lancée pour les câbles à deux axes. Cela a été publié en 2004 sous IEEE 802.3ak. Cette version de 10GE a été développée pour utiliser quatre câbles bi-axiaux, mais en utilisant du cuivre plutôt que de la fibre, les distances pouvant être prises en charge pour ces débits de données élevés et les fréquences de signal résultantes signifiaient que la distance était limitée et que les applications visant à relier les commutateurs et les périphériques de stockage dans les centres de données, etc.

Une facette importante de l'utilisation de 10GE est que le format de trame de données reste le même que pour les autres versions d'Ethernet. Cela permet une intégration transparente de 10 Gigabit Ethernet dans les réseaux existants.

Le fonctionnement en duplex intégral étant la seule forme de duplex utilisée, la distance de liaison n'affecte pas la taille de la trame MAC. La taille de trame MAC minimale sera rendue égale à 64 octets comme spécifié dans les normes Ethernet précédentes.

Détails de la fibre 10 Gigabit Ethernet

Lorsque le 10 Gigabit Ethernet a été lancé pour la première fois, il n'était disponible qu'en tant que norme basée sur la fibre. Bien qu'une autre version de 10GE soit disponible pour les câbles bi-axiaux, la fibre reste le principal objectif.

Le concept de base d'une fibre optique est que la lumière générée par laser est transmise le long de la fibre et détectée à l'extrémité distante. Lorsque le faisceau lumineux est modulé, cette modulation est utilisée pour transporter les données.

Lors de l'utilisation de la fibre, deux formes de câble sont utilisées:

  • Fibre multimode, MMF: Le câble à fibre multimode a généralement un diamètre de 50 ou 62,5 µm. Lorsqu'elle se déplace le long de cette forme de fibre optique, la lumière suit une multitude de chemins différents donnant lieu au nom de fibre multimode. Les trajets multiples donnent lieu à ce que l'on appelle un retard de mode différentiel et par conséquent les distances qui peuvent être parcourues sont souvent limitées à un maximum d'environ 300 m. L'avantage du MMF est que des lasers et des terminaisons à faible coût peuvent être utilisés, ce qui permet d'utiliser cette forme de fibre dans des zones où le coût est plus critique. En conséquence, MMF n'est utilisé que pour 10GE où de courtes séries sont nécessaires.
  • Fibre monomode, SMF: Lorsqu'une fibre monomode est utilisée, la lumière du laser se déplace le long de la fibre en utilisant un seul trajet. Pour réaliser le trajet unique, cette forme de fibre optique est beaucoup plus étroite, généralement 8,3 µm et cela nécessite des composants plus précis pour les lasers, les détecteurs, les terminaisons et les connexions. Cela signifie que l'utilisation de SMF est plus coûteuse, mais que des distances beaucoup plus longues peuvent être atteintes. SMF est utilisé pour 10 liaisons Ethernet Gigabit de distances parfois jusqu'à 40 km.

À titre d'exemple, la norme 802.3 fait référence à la fibre MMF de qualité FDDI. Celui-ci a un cœur d'un diamètre de 62,5 µm et possède une largeur de bande minimale d'environ 160 MHz · km avec une source laser de 850 nm.

Pour distinguer les câbles SMF des câbles MMF, les câbles SMF sont généralement jaunes, tandis que les câbles MMF sont orange ou aqua.

Versions et détails 10 Gigabit Ethernet

Il existe plusieurs versions de 10 GE qui sont définies en fonction du support sur lequel les données seront envoyées.

Bien que la norme pour les versions Ethernet utilise normalement la vitesse en Mbps comme numéro de départ, pour 10 gigabit Ethernet, ce nombre est remplacé par 10G car le nombre de zéros devient assez long. En d'autres termes, 10GBASE-nnn est utilisé plutôt que 10000BASE-nnn.

Les différentes versions sont détaillées dans le tableau ci-dessous.

10 versions et détails Gigabit Ethernet
Version 10GEDétails

10GE sur fil de cuivre iEEE 802.11ak
10GBASE-CX4Ethernet 10G sur câbles twinax tels que définis dans IEEE 802.3ak. La distance maximale est normalement de 15 mètres. Les câbles standard Cat 6 STP ou UTP sont capables de le transporter.

10GE sur fibre IEEE 802.3ae
10GBASE-ERCela utilise une fibre monomode avec une longueur d'onde laser de 1550 nm pour couvrir des distances allant jusqu'à 40 km. L'ER dans le désignateur signifie Extended Reach.
10GBASE-LRCette version de 10GE utilise une fibre monomode avec une longueur d'onde laser de 1310 nm pour fournir des communications jusqu'à 10 km. Le LR dans le numéro de version représente Long Reach.
10GBASE-LRM (850 nm)Il s'agit d'une version de 10GE qui utilise une fibre multimode et une longueur d'onde de lumière laser de 1850 nm. Lorsqu'il est utilisé avec cette longueur d'onde lumineuse, une distance de 260 mètres peut être atteinte.
10GBASE-LRM (1310 nm)10GBASE-LRM, ou Long Reach Multimode est une version de 10GE qui utilise une fibre multimode et une longueur d'onde de lumière laser de 1310 nm. Lorsqu'il est utilisé avec cette longueur d'onde lumineuse, une distance de 260 mètres peut être atteinte.
10GBASE-LX4Cela utilise une fibre monomode avec une longueur d'onde laser de 1310 nm pour couvrir des distances allant jusqu'à 10 km.
10GBASE-SRCela utilise une fibre multimode de 850 nm et fournit une distance maximale de 65 mètres.
10GBASE-ZRIl s'agit d'une variante non standard de 10GE qui utilise une fibre monomode avec une longueur d'onde de lumière laser de 1550 nm et qui est capable de fournir des communications de données sur des distances allant jusqu'à 80 km.

10GE sur réseau SONET IEEE 802.3ae
10GBASE-EWCette version de 10GE utilise une fibre optique monomode de 1550 nm et fournit des distances allant jusqu'à 40 km.
10GBASE-LWCette version de 10GE utilise une fibre optique monomode de 1310 nm et fournit des distances allant jusqu'à 10 km.
10GBASE-SWCela utilise une fibre multimode de 850 nm et fournit des distances allant jusqu'à 65 mètres.

Mise à niveau vers 10 Gigabit Ethernet

À mesure que les vitesses de données requises pour gérer les entreprises augmentent, de plus en plus d'entreprises se tourneront vers 10 Gigabit Ethernet pour leurs réseaux et équipements locaux.

Lors de la mise à niveau, plusieurs éléments devront être mis à niveau:

  • Commutateurs de base 10G
  • Commutateurs d'accès avec liaisons montantes 10G
  • Cartes d'interface réseau 10G pour serveurs et périphériques de stockage.

Les prix de ces composants sont en baisse constante et bien qu'ils soient encore considérablement plus chers que les composants standard 1 GE, ils deviennent désormais viables pour la plupart des entreprises. Par exemple, le coût d'un élément comme un commutateur Ethernet 10 gigabits est désormais gérable.

Les coûts typiques des articles utilisant 10GE sont d'environ 100 USD par port Ethernet. Cela rend une mise à niveau possible pour de nombreuses entreprises. Ils verront une amélioration de la vitesse qui peut être liée à une amélioration des performances et des bénéfices.

10 Gigabit Ethernet donne une augmentation significative de la vitesse de transfert de données par rapport aux normes Ethernet précédentes, offrant une multiplication par dix par rapport à toutes les autres formes. Bien que l'adoption initiale ait été lente dans certains secteurs, avec des coûts en baisse, de nombreux autres mettent leurs systèmes à niveau vers les versions fibre et twinax de 10GE. Des produits tels que les commutateurs Ethernet 10 gigabits sont largement disponibles, tout comme les interfaces pour les serveurs, les ordinateurs, etc.

Tout cela permettra aux entreprises, même à certains foyers, de mettre à niveau leurs systèmes et de constater une amélioration notable de la vitesse.

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Voir la vidéo: Fiber Optic Patch Cable 10 Gigabit Aqua Cable 50125 (Octobre 2020).