ESPECIFICACIONES DEL ESTANDAR 10 GIGABIT ETHERNET

4.2.1 ARQUITECTURA DE 10 GIGABIT ETHERNET

10 Gigabit Ethernet2 _{define una familia de interfaz física LAN PHY que permite} trabajar con tramas nativas Ethernet a una velocidad de 10 Gbps y que cubre las necesidades de los diferentes mercados.

La familia WAN PHY produce flujos de datos a una velocidad de 9.584640 Gbps dentro de una estructura de trama de compatibilidad SONET/SDH que le permite a Ethernet interoperar con las infraestructuras de transporte desplegadas en escenarios MAN/WAN que implementan normalmente puntos de conexión para agregar flujos OC192c/STM64c.

Las diferentes variantes de interfaces físicas definidas por el estándar IEEE 802.3ae que se muestran en la figura 4.3, cubren distintos escenarios de aplicación.

Figura 4. 3. Elementos funcionales de 10GBE

4.2.2 CAPA DE ACCESO AL MEDIO 4.2.2.1 NIVEL MAC

El nivel de control de acceso al medio de 10 Gigabit Ethernet es similar al nivel MAC de las tecnologías Ethernet anteriores. Este utiliza las mismas direcciones MAC y formato de trama, pero no soporta el modo de operación half duplex. Este nivel soporta una tasa de datos de 10 Gbps o menor, utilizando el mecanismo de pacing para adaptación de tasa y control de flujo.

4.2.2.2 NIVEL DE ENLACE LOGICO

Uno de los principales objetivos al desarrollar el estándar de 10 Gigabit Ethernet es utilizar el mismo formato de trama MAC especificado en los anteriores estándares Ethernet. Lo cual permite una integración natural entre 10 Gigabit Ethernet y las redes Ethernet existentes, sin necesidad de implementar funciones de fragmentación, reensamblaje o traducción de direcciones, obteniendo una conmutación más rápida. Ya que solo se opera en el modo full duplex, la distancia del enlace no es afectada por el tamaño de la trama MAC. El tamaño mínimo de la trama puede ser 64 octetos al igual que en los estándares anteriores de Ethernet. No se necesita la técnica de extensión de portadora.

4.2.3 CAPA FISICA

La especificación del IEEE 802.3 a 10Gbps define las siguientes alternativas:

 10GBASE-SR Y 10GBASE-SW: 10GBASE-SR y 10GBASE-SW están diseñados para utilizarse sobre fibras multimodo de longitud de onda corta (850 nm). Estos medios se usan para cubrir distancias de 2 a 300 metros, dependiendo de la calidad de la fibra multimodo. Se pueden lograr distancias mayores dependiendo de las cualidades del cable de fibra óptica empleado. 10GBASE-SR es utilizado sobre fibra oscura. 10GBASE-SW está diseñado para conectarse a equipos SONET, los cuales son utilizados típicamente para comunicaciones de datos a grandes distancias.

DESCRIPCION Fibra de 62.5 µm Fibra de 50 µm Unidad Longitud de Onda 850 850 850 850 850 nm Ancho de Banda Modal 160 200 400 500 2000 Mhz*Km Rango de Operación 2-26 2-33 2-66 2-82 2-300 m

 10GBASE-LR Y 10GBASE-LW: 10GBASE-LR y 10GBASE-LW se utilizan sobre fibras monomodo de longitud de onda larga (1310 nm). Estos medios cubren distancias de 2 metros a 10 kilómetros, dependiendo del tipo y la calidad de la fibra se puede alcanzar distancias mayores. 10GBASE-LR es utilizado sobre fibra oscura, mientras 10GBASE-LW está diseñado para conectarse a equipos SONET.

 10GBASE-ER Y 10GBASE-EW: 10GBASE-ER y 10GBASE-EW se utilizan sobre fibras monomodo de longitud de onda larga (1550 nm). Estos medios cubren distancias de 2 metros hasta 40 kilómetros, dependiendo del tipo y la calidad de la fibra se puede alcanzar distancias mayores. 10GBASE- ER es utilizado sobre fibra oscura, mientras 10GBASE-EW está diseñado para conectarse a equipos SONET.

 10GBASE-LX4: 10GBASE-LX4 utiliza la tecnología de multiplexación por división de onda para enviar señales sobre cuatro longitudes de onda de luz transportadas en un par de cables de fibra óptica. El sistema 10GBASE-LX4 está diseñado para operar a 1310 nm en fibras oscuras monomodo o multimodo. Se pueden cubrir distancias de 2 hasta 300 metros con fibras multimodo o de 2 metros hasta 10 kilómetros sobre fibras monomodo, se pueden alcanzar distancias mayores dependiendo del tipo y calidad de la fibra. 4.2.3.1 NECESIDAD DE UNA FIBRA DE NUEVA GENERACIÓN

La interfaz de transmisión en primera ventana (850nm) es el más económico de todos, y de aplicación garantizada para distancias cortas.

El comité de estandarización encargado del estándar 10 Gigabit Ethernet creyó la necesidad de establecer dicho interfaz y previó en consecuencia una fibra multimodo capaz de transmitir 10 Gbps en una señal serie de primera ventana hasta 300 metros, algo que no cumplen ninguna de las fibras “tradicionales” OM1 y OM2 del mercado. Los cables de fibra que cumplen con dichas nuevas especificaciones se conocen como Cables de Fibra de Nueva Generación (NGMMOF en el acrónimo inglés) y se denominan OM3 según la nueva clasificación del estándar ISO 11801.

La fibra OM3 presenta un ancho de banda láser a 850 nm de 2000 MHz-km, a diferencia de las fibras OM1 y OM2, que sólo presentan ancho de banda en saturación (200 y 500 MHz-km respectivamente). Además, esta fibra cumple los requisitos de 10 Gigabit Ethernet, y es compatible con las aplicaciones ya existentes.

VELOCIDAD DISTANCIA

300 m 500 m 2000 m

100 Mbps OM1 OM1 OM1

1000 Mbps OM1 OM2 OS1

10000 Mbps OM3 OS1 OS1

Tabla 4. 2. Distancias de la fibra utilizada en 10 Gigabit Ethernet OM1 y OM2 se refieren a las actuales 62.5/125 y 50/125, respectivamente OM3 es la nueva fibra optimizada para laser 50/125

OS1 es el equivalente a la fibra monomodo G652

4.2.3.2 10 GIGABIT ETHERNET SOBRE CABLEADO DE COBRE

La IEEE 802.3 ha formado recientemente dos nuevos grupos de estudio para investigar sobre el cableado de cobre para 10 Gigabit Ethernet.

El grupo de estudio 10GBASE-CX4 esta desarrollando un estándar para transmitir y recibir señales XAUI mediante 4 pares de cable. Comúnmente referido como cable 4x InfiniBand. El objetivo del grupo de estudio es proveer un estándar para una solución a bajo costo inter-rack y rack a rack. Se espera que el desarrollo del estándar tome aproximadamente un año.

El grupo de estudio 10GBASE-T está desarrollando un estándar para la transmisión y recepción de 10 Gigabit Ethernet mediante cable de cobre UTP categoría 5 o mejor hasta 100 m. Se espera que este desarrollo tome más tiempo que el de 10GBASE- CX4, y se estima que se completará a finales del 2005 o inicios del 2006.

4.2.4 10 GIGABIT ETHERNET EN REDES DE AREA LOCAL

La tecnología Ethernet es ya la tecnología más desplegada por ambientes LAN de alto desempeño. Con la extensión de 10 Gigabit Ethernet dentro de la familia de tecnologías Ethernet, las LANs pueden proveer mejor soporte al creciente número de aplicaciones con gran requerimiento de ancho de banda y alcanzar grandes distancias. Similar al estándar Gigabit Ethernet, la tecnología 10 Gigabit Ethernet soporta la fibra monomodo y multimodo.

Con enlaces de hasta 40 km, 10 Gigabit Ethernet permite a las organizaciones que gestionen en sus propios ambientes LAN la habilidad para escoger estratégicamente la localización de sus centros de datos y granjas de servidores hasta 40 km lejos de sus campus. Esto los habilita para soportar múltiples localizaciones de campus con ese rango de 40 km (figura 4.4). Con centros de datos, aplicaciones switch a switch y

aplicaciones switch a servidor, pueden ser desplegadas sobre fibra multimodo para crear backbones 10 Gigabit Ethernet que soporte el continuo crecimiento de aplicaciones con gran requerimiento de ancho de banda.

Figura 4. 4. Uso de 10 Gigabit Ethernet en ambientes LAN expandidos

Con backbones 10 Gigabit Ethernet, las organizaciones pueden fácilmente soportar conectividad Gigabit Ethernet en estaciones de trabajo y equipos de escritorio con el fin de brindar mayor capacidad de la red, habilitando una gran implementación de aplicaciones de gran ancho de banda, tales como video streaming, imágenes médicas, aplicaciones centralizadas y gráficos de alta resolución. 10 Gigabit Ethernet también mejora la latencia de la red, debido a la velocidad del enlace y amplio ancho de banda, para compensar la proliferación natural de datos en aplicaciones de la empresa.

El ancho de banda que los backbones 10 Gigabit Ethernet proveen también habilita la nueva generación de aplicaciones de red. Esto puede ayudar a realizar aplicaciones de telemedicina, teleeducación, videoconferencia digital, video bajo demanda, etc. 10 Gigabit Ethernet habilita a las empresas para reducir la congestión de la red, incrementa el uso de aplicaciones de intensivos anchos de banda, y hace más

estratégicas las decisiones acerca de la localización de sus dispositivos claves extendiendo su LAN hasta el límite de 40 km.