1000BASE-T استانداردی پر کاربرد و فراگیر
اترنت گیگابیت 1000BASE-T چیست و چگونه کار می‌کند
اترنت گیگابیت (1GE) نسخه توسعه یافته اترنت 100 مگابيت در ثانیه (100 Mbps) است که اغلب در قالب نسخه 100BASE-T استفاده می‌شد. همان‌گونه که از نام این فناوری مشخص است، اترنت گیگابیت (1GE) امکان انتقال داده‌ها در سرعت 1000 مگابيت در ثانیه (1Gbps) را فراهم می‌کند. نصب آن آسان است، زیرا 1000BASE-T به گونه‌ای طراحی شده تا بتواند روی کابل Cat 5 UTP (زوج بهم تابیده بدون محافظ) که به وفور و با قیمت ارزن در دسترس است کار کند. با وجودی که نسخه کابل مسی اترنت گیگابیت رایج‌ترین نوع شناخته شده این استاندارد است، اما نسخه‌های فیبرنوری آن به‌طور گسترده‌ای در شبکه‌های تجاری استفاده می‌شود.

در حال حاضر اترنت گیگابیت، استاندارد اصلی تجهيزات شبکه همچون روترها، سوییچ‌های اترنت، کامپیوترهای شخصی و زیرساخت‌های ارتباطی کسب‌و‌کارهای کوچک است که نسبت به نسخه‌های قبلی سرعت‌ بیشتری ارائه کرده و سازگاری زیادی با الزامات انتقال سریع‌تر داده‌ها دارد (شکل 1).

توسعه اترنت گیگابیت 1GE 

راز موفقیت استاندارد اترنت توانایی آن در تکامل به شکلی است که می‌تواند به نیازهای شبکه‌های محلی به بهترین شکل پاسخ دهد. فناوری فوق اولین بار در دهه 70 میلادی توسط شرکت Xerox Corporation  توسعه داده شد. در طول این سال‌ها، فناوری فوق پیوسته در حال تکامل بوده، به‌طوری که نسخه‌های 10BASE-T و 100BASE-T محبوب‌ترین استانداردهای شبکه‌سازی در زمان خود بودند. پس از این موفقیت‌ها، استاندارد اترنت تحت نظارت IEEE درآمد و به استاندارد IEEE 802.3 تبدیل شد. استاندارد اترنت گیگابیت بعد از افزایش تقاضا به سه نوع مختلف تبدیل شد:

  • IEEE 802.3z: اولین استاندارد اترنت گیگابیت بود که ژوئن 1998 توسط IEEE معرفی شد. استاندارد فوق بیشتر به‌نام 1000BASE-X  شناخته می‌شود. حرف X بیانگر تعداد نسخه‌ها از جمله CX،-SX ، -LX  و حتا ZX (نسخه غیراستاندارد) است.
  • IEEE 802.3ab: استاندارد گیگابیت بعدی در سال 1999 معرفی شد و اعلام کرد که انتقال داده‌ها در اترنت گیگابیت باید روی کابل‌های زوج بهم تابیده (UTP) دسته‌بندی 5، 5e یا 6 انجام شود. استاندارد فوق بیشتر به‌نام 1000BASE-T شناخته می‌شود. این استاندارد راه را برای استفاده از اترنت 1GE در مصارف عمومی‌ مثل کامپیوترهای دسکتاپ، چاپگرها، روترها و سویچ‌های اترنت هموار کرد. از این نقطه بود که اتصال اترنت مبتنی بر کابل مسی به یک استاندارد برای اترنت 1GE تبدیل شد.
  • IEEE 802.3ah : این استاندارد در سال 2004 معرفی شد و دو نسخه مبتنی بر فیبرنوری اترنت گیگابیت 1000BASE-BX10 و 1000BASE-LX10 عرضه شد.

در ابتدا اترنت گیگابیت توسعه پیدا کرد تا لینک‌های ستون فقرات پر ظرفیت را برای شبکه‌ها فراهم کند، اما درست پس از شروع قرن جدید، کامپیوترها شروع به استفاده از فناوری 1000BASE-T کردند و این‌گونه بود که روند گسترش استفاده از این فناوری آغاز شد. سوئیچ‌های اترنت، روترها، چاپگرها و سایر لوازم جانبی نیز به‌طور گسترده‌تری در دسترس قرار گرفتند و به این شکل بود که هزینه به‌کارگیری این استاندارد به یکباره کاهش پیدا کرد.

نسخه‌های اترنت گیگابیت

استاندارد اترنت گیگابیت امکان ارسال داده‌ها روی انواع مختلفی از رسانه‌ها را فراهم می‌کند که هر کدام با یک نشانگر نسخه مشخص می‌شوند، به‌طور مثال در مدل شماره‌گذاری  1000BASE-یک یا دو حرف nn نشان‌دهنده نوع رسانه هستند. 1000BASE-T متداول‌ترین نسخه در این مجموعه است. جدول یک نسخه‌های اترنت گیگابیت را نشان می‌دهد.

نسخه اترنت 1GE

جزئیات

اترنت 1GE روی کابل مسی

1000Base-CX

این نسخه برای اتصالات مسافت کوتاه تا حداکثر 25 متر به ازای هر سگمنت با استفاده از یک کابل مسی زوج بهم تابیده محافظ‌دار در نظر گرفته شده بود. امروزه به ندرت از آن استفاده می‌شود.

1000BASE-T

اترنت 1GE روی کابل‌های دوقلو که به عنوان استاندارد IEEE 802.3ab تعریف می‌شوند استفاده می‌شود. حداکثر فاصله معمولا 300 متر است. هر چند کابل‌های استاندارد Cat 5 STP یا UTP می‌توانند داده‌ها را حمل کنند، اما Cat 5e بهتر است. از Cat 6، Cat 6a و Cat 7 هم می‌توان برای دستیابی به عملکرد بهتر استفاده کرد.

1000BASE-T1

این نسخه نوعی از 1000BASE-T1 است که از کابل‌های زوج بهم تابیده تک محور استفاده می‌کند و می‌تواند تا فاصله حداکثر 15 متر کار کند.

1000BASE-TX

این نسخه نیز نوعی از 1000BASE-T1 است که از کابل‌های زوج بهم تابیده Cat 6 یا Cat 7 استفاده می‌کند.

اترنت 1GE روی فیبر

1000BASE-BX

نسخه مبتنی بر فیبر اترنت 1GE که از یک طول موج انتقال نوری 1260 - 1360 nm و طول موج دریافت 1480 - 1500 nm استفاده می‌کند.

1000BASE-EX

یک نسخه اختصاصی 1GE  که توسط استاندارد IEEE پشتیبانی نشده و از مدیای فیبرنوری با طول موج 1310 nm استفاده می‌کند.

1000BASE-KX

یک نسخه از اترنت 1GE  که برای PCB مبتنی بر مس استفاده می‌شود.

1000BASE-LX

نسخه‌ای از فیبر نوری است که از طول موج بلند استفاده می‌کند.

1000BASE-SX

نسخه‌ای از فیبر نوری استاندارد است که از طول موج 850 نانومتر برای کار روی فیبر چند حالته استفاده می‌کند.

سازوکار 1000BASE-T

یکی از رایج‌ترین روش‌های استفاده از اترنت گیگابیت پیاده‌سازی روی سیم مسی Cat5، Cat6  یا Cat 7 است. در نتیجه می‌توان از آن در موارد گوناگونی مثل کامپیوترها، لوازم جانبی، سویچ‌های اترنت، روترهای اترنت و موارد مشابه استفاده کرد. برای فعال کردن اترنت گیگابیت و کار با 1000BASE-T روی استاندارد Cat5 یا کابل‌های مشابه، تکنیک‌های نقل و انتقال به شیوه‌ای متفاوت با 10BASE-T یا 100BASE-T رفتار می‌کنند. روش ابداعی مبتکرانه است،  به‌طوری که نه تنها با استانداردهای قبلی سازگاری دارد، بلکه امکان استفاده مجدد از کابل‌های فعلی را فراهم می‌کند. کابل‌های Cat5 از چهار دسته سیم زوج بهم تابیده تشکیل شده‌اند که تنها دو دسته آن برای 10BASE-T یا 100BASE-T استفاده می‌شود. اترنت 1000BASE-T به گونه‌ای طراحی شد تا از تمام سیم‌های اضافی استفاده کند.

داده‌ها از طریق سیم‌های زوج بهم تابیده منتقل می‌شود. یک سیم برای جهت مثبت و سیم دیگر برای جهت منفی شکل موج (ارسال و بازگشت) استفاده می‌شود. از آن‌جایی که این دو سیگنال معکوس یکدیگر هستند هرگونه امواج رادیویی مزاحم را از بین می‌برند. همچنین در این طرح مصونیت از پارازیت نیز در نظر گرفته شده است. در شکل دو خطوط با برچسب RD نشان‌دهنده داده‌های دریافت شده و TD بیانگر داده‌های انتقال یافته هستند.

کابل Cat5 مورد استفاده برای انتقال داده‌ها در اترنت 100BASE-T در واقع یک حداکثر نرخ کلاک 125 مگابيت در ثانیه دارد، زیرا. سیگنال کدگذاری می‌شود و سیگنال 8 بیت درون یک سیگنال 10 بیت کدگذاری می‌شود. بنابراین برای انتقال 100 مگابيت در ثانیه حداکثر نرخ کلاک 125 مگاهرتز نیاز است. از این فاکتور می‌توان در اترنت گیگابیت 1000BASE-T نیز استفاده کرد. برای دستیابی به نرخ 1000 مگابيت در ثانیه، اترنت گیگابیت 1000BASE-T از تکنیک‌های مختلفی برای حفظ حداکثر نرخ کلاک 125 مگاهرتز در حالی که نرخ انتقال داده به یک گیگابیت در حال افزایش است استفاده می‌کند. در این روش می‌توان از کابل استاندارد Cat 5 به عنوان کابل اترنت گیگابیت استفاده کرد. اولین تکنیک به کار گرفته شده این است که به جای استفاده از دو سیم برای حمل یک سیگنال حاوی 0 یا 1 از دو مجموعه سیم بهم تابیده استفاده شود و به این شکل چهار ترکیب داده‌ای مختلف "00", "01", "10" و "11" را انتقال داد. راهکار فوق افزایش چهار برابری سرعت انتقال را به همراه دارد. برای افزایش بیشتر سرعت با ضریب دو، هر زوج سیم بهم تابیده برای انتقال و دریافت داده‌ها استفاده می‌شود، این یعنی هر زوج سیم بهم تابیده دو جهته هستند. این شیوه از انتقال تحت عنوان 4D-PAM5 شناخته می‌شود و حداکثر نرخ انتقال داده در آن معادل 125 Mbps x 4 signal lines x 2 bits per signal = 1000Mbps است. اگر چه برای اترنت گیگابیت از کابل‌های یکسان استفاده می‌شود، اما نقش هر کدام از خطوط در کابل اترنت گیگابیت به شکلی تغییر کرده تا با نوع انتقال داده‌ها مطابقت داشته باشند. در شکل سه BI بیانگر داده‌های دو طرفه و حروف DA، DB و غیره نشان‌دهنده Data A، Data B و غیره هستند.

جنبه‌های عملی

برای دستیابی به عملکرد بهینه و اطمینان از کارکرد صحیح سیستم پیاده‌سازی شده چند نکته عملی وجود دارد که باید به آن‌ها توجه کرد.

  • کابل‌ها: اترنت گیگابیت 1000BASE-T به گونه‌ای توسعه پیدا کرده تا بتواند از کابل‌های معمولی Cat5 برای انتقال داده‌ها استفاده کند. اما شرکت‌ها پیشنهاد می‌کنند در کاربردهای گیگابیتی از کابل‌های پیشرفته‌تر Cat 5e استفاده شود. این نوع از کابل‌ها کمتر در معرض نویز قرار می‌گیرند. وقتی داده‌ها با سرعت بالایی منتقل می‌شوند، همیشه این احتمال وجود دارد که نویز الکتریکی بتواند مشکلاتی ایجاد کند. استفاده از کابل‌های Cat 5e به ویژه در محیط‌های پر پارازیت و استفاده در مسیرهای طولانی عملکرد را بهبود می‌بخشد.
  • اتصال دستگاه‌های کندتر: خوشبختانه اترنت گیگابیت مثل سایر استانداردهای اترنت با نسخه‌های قبلی سازگار است. در حالت طبیعی کامپیوترها و روترهای جدید می‌توانند امکان دستیابی به سرعت‌های گیگابیت را فراهم کنند، اما دستگاه‌های قدیمی‌ این توانایی را ندارند. وقتی اترنت گیگابیت با نسخه‌های قدیمی‌تر مثل 100 تا حتا 10 مگابيت در ثانیه ترکیب می‌شود، سیستم داده‌ها را با  کندترین نرخی که دستگاه‌ها قادر به پذیرفتن آن هستند ارسال می‌کند. به این شکل داده‌ای در زمان انتقال به دستگاه‌های ضعيف از دست نخواهد رفت.
  • از کجا متوجه شوید که یک دستگاه اترنت 1Gb را پشتیبانی می‌کند: اغلب کنار پورت اترنت عبارتی مثل 1GE،Gigabit Ethernet ، Gb Ethernet یا اصطلاحات مشابه چاپ می‌شود. همان‌گونه که در شکل چهار مشاهده می‌کنید عبارت Gig Ethernet روی پورت‌ها چاپ شده است. اگر علامتی وجود نداشت باید به مشخصات دستگاه مراجعه کنید یا از داخل کامپیوتر جزئیات مشخصات شبکه را بررسی کنید.

در حال حاضر اترنت گیگابیت به عنوان استاندارد اصلی اتصالات اترنت در دستگاه‌هایی مانند کامپیوترها، چاپگرها، روترهای پهن باند خانگی و اداری و مواردی از این دست پذیرفته شده است. استفاده از اترنت گیگابیت سرعت مورد نیاز برای اغلب کاربردها را فراهم می‌کند، هر چند با افزایش میزان مصرف داده‌ها و نیاز به سرعت‌های بیشتر تقاضا برای اترنت 10 گیگابیت افزایش پیدا کند، اما در مقطع کنونی اترنت 1 گیگابیت 1000BASE-T بیشترین میزان استفاده را به خود اختصاص داده است.


ماهنامه شبکه را از کجا تهیه کنیم؟
ماهنامه شبکه را می‌توانید از کتابخانه‌های عمومی سراسر کشور و نیز از دکه‌های روزنامه‌فروشی تهیه نمائید.

ثبت اشتراک نسخه کاغذی ماهنامه شبکه     ثبت اشتراک نسخه آنلاین

کتاب الکترونیک +Network راهنمای شبکه‌ها

  • برای دانلود تنها کتاب کامل ترجمه فارسی +Network  اینجا کلیک کنید.

کتاب الکترونیک دوره مقدماتی آموزش پایتون

  • اگر قصد یادگیری برنامه‌نویسی را دارید ولی هیچ پیش‌زمینه‌ای ندارید اینجا کلیک کنید.

برچسب: 

مطالب پربازدید

توسعه و پشتیبانی توسط : ایران دروپال
پشتیبانی توسط ایران دروپال