Оптички етернет

Оптички етернет (енгл. ) је појам који се односи на технологије етернет протокола локалних рачунарских мрежа, које свој рад заснивају на преносу података оптичким путем. Као и код стандардног етернета, рад и спецификације описани су великим бројем стандарда. Оптичке етернет мреже у топологији од тачке до тачке (енгл. ), звезде или стабла. Као медијум користи се оптички кабл. Оптички етернет првобитно је имао функцију окоснице међу мрежама и дистрибуције података на већим удаљеностима, да би падом цена компоненти почео да се користи и у дељењу заједничких ресурса у локалној мрежи, као и у приступу интернету.

10-гигабитни рутер са етернет оптичким интерфејсима, жути каблови су за пренос сигнала на велике удаљености (мономодно оптичко влакно)

Оптички етернет до детаља представља технологију која се користи за пренос сигнала, потом начин како станице приступају датој мрежи, начин сигнализације и кодирања информација и величину и формат пакета информације који се користи при комуникацији.

Оптичке локалне мреже

Постоји неколико решења за оптичке локалне мреже, која су стандардизовале различите организације. Основна идеја примене оптичких каблова као медијума била је повећање брзине преноса података. Различите индустријске групације предложиле су две нове врсте прстенастих локалних мрежа, заснованих на оптичким кабловима. Једна је названа интерфејс за податке дистрибуиране оптичким влакном (енгл. ), а друга једноставно оптички канал (енгл. ). Рад са станицама (рачунарима) код оба система је био доста сложен, тако да се ови системи нису пробили до нивоа локалних мрежа, већ су се користили само као окосница мреже. Прве етернет оптичке технологије развијене су управо као окосница мреже, односно за повезивање локалних мрежа у различитим зградама или за повезивање удаљених разводника унутар исте зграде. Док је данашњи оптички етернет нашао своју примену, како у раду са рачунарима и унутар локалне мреже, тако и и мрежама, а достигао је и у погледу брзине^[1].

Први стандард оптичког етернета је (енгл. ). Оригинални Етернет стандард дефинисао је део мреже од тачке до тачке који се могао користити за повезивање репетитора на већим удаљеностима. Овај стандард није дефинисао никакве спецификације у вези са медијумом. Касније, организација је унапредила овај стандард и објавила своју верзију 1989. године. Стандард је управо дефинисао овај систем као окосницу, предвиђен је да повеже удаљене делове етернета на растојањима до 1 , а с обзиром да је пренос сигнала оптичким влакном имун на електромагнетне сметње (на пример грмљавину) систем је био идеалан за повезивање репетитора на крајевима сегмената мрежа у различитим зградама^[2].

Разведен оптички етернет

Док се чекало на нови сет спецификација произвођачи су направили нове уређаје који су се могли повезати влакном, омогућавајући персоналним рачунарима приступ мрежи преко сегмента. Ове измене су прихваћене и додате у нови стандард 802.3ј 1993. године, систем.

Систем

Изглед оптичких конектора

Главни чланак: 10Base-F

Систем је систем технологија етернета путем оптичког кабла, за рад на брзинама од 10. Заменио је оригиналну спецификацију, задржавајући компатибилност са направљеном опремом. Кад се помене систем , помисли се на једну од његових варијанти . Максимална дужина сегмента у овом систему је 2000 (ово растојање се притом односи на растојање од чвора до разводника). Ако би се применила опрема та дужина би била 1000 ^[3].

Овај стандард захтева за сваки линк фибер-оптички кабл 62.5/125 (језгро/омотач дијаметар), максимална брзина рада у основном опсегу учестаности је 10 . Постоје три типа овог система: (енгл. ), (енгл. ) и (енгл. ).

У следећој табели су дате спецификације система^[4].

Спецификације система

	'
Брзина емитовања	= 10
Пренос се врши у основном опсегу учестаности	—
Максимална дужина кабла
Мултимодно влакно 62,5/125 слабљења
Извор ласер (850 ) снаге
Детектори су фотодиоде
конектори слабљења
Манчестер кодирање преузето из 10Base-T	—

Комутиран оптички етернет

Главни чланак: Брзи етернет

Систем (брзи етернет) је тип комутираног етернета на неоклопљеним упреденим парицама, док је то код оптичког етернета систем базиран на оптичком влакну као медијуму за пренос и двосмерно комуницирање. Наиме, код овог система једно вишережимско влакно се користи за одлазни, док се друго користи за долазни саобраћај - потпун дуплекс. Код система базираних на оптичким влакнима, па и система, станице се повезују сегментима од тачке до тачке. Како је потпуним дуплексом омогућена симултана комуникација између станица (станица — станица, комутатор — станица ...) код ових система не долази до сукобљавања. Потпун дуплекс као вид комуникације омогућава обема повезаним станицама да истовремено и шаљу и примају податке, што дуплира капацитет линка и на тај начин систем постиже брзине 100 у оба смера.

Друга, а у случају оптичког етернета битнија предност двосмерног вида комуникације је та да максимална дужина сегмента више није ограничена временским ограничењима полудуплексног етернета са дељеним каналом. алгоритам није подржан, систем не дозвољава разводнике. Код потпуног дуплекса једина ограничења су одређена особинама медијума као носиоца сигнала. Упредене парице су ограничене карактеристикама бакра као носиоца сигнала што у том случају и не представља видно побољшање, док код оптичког влакна као медијума сегмент може бити драматично дужи. На пример, користи обично вишережимско влакно које је ограничено на дужину од 412 при полудуплексном виду комуникације, док је користећи исти медијум могуће постићи удаљености до 2 при потпуном дуплексном виду комуникације. Функционисање потпуног дуплекса дефинисано је марта 1997. године стандардом , који такође наводи механизме за контролу тока преко канала са двосмерном комуникацијом ( контрола и механизам).

Гигабитни оптички етернет, да би обезбедио компатибилност са претходним верзијама има подржан режим рада у полудуплексу, док је подразумевани режим потпун дуплекс. Претпоставка је да се у овом случају користи разводник за повезивање. Како је брзина слања оквира 100 пута бржа него код система максимална удаљеност би требало да буде 100 пута мања (уместо 2.500 , 25 ). Комитет за мреже је унео две допуне у стандард 802.3 да би се избегао овај случај. Прва се односи на проширење носиоца података (енгл. ) која налаже хардверу да својим ресурсима допуни нормалан оквир до 512 бајтова и друга, бујица оквира (енгл. ) која омогућава пошиљаоцу да у једном преносу пошаље уланчану секвенцу више оквира. Уведене особине проширују радијус мреже на 200 ^[1].

Гигабитни оптички етернет

Изглед гигабитног примопредајног модула

Главни чланак: Гигабитни етернет

Етернети од 10/100 су углавном засновани на бакарном медијуму, коаксијалном каблу или упреденим бакарним парицама (енгл. ). Пренос сигнала на широко распрострањеној Категорији 5 -a брзином од 1000 , представљао је велики изазов за дизајнере силицијумских чипова, јер то захтева огромно процесирање сигнала да би се умањили негативни ефекти у бакарним парицама (као што су ИСИ интер-симболска интерференција која се јавља услед ограничене ширине пропусног опсега канала, као и преслушавања сигнала између парова бакарних парица). Иако је сада гигабитни етернет углавном заснован на каблу, рани гигабитни етернет је био заснован на оптичком интерфејсу. Фибер има предност што га одликују мало слабљење сигнала и велики пропусни опсег. Погодан је за преносе дуж окоснице мреже, што је и била главна намена раног гигабитног етернета. Гигабитни етернет је прво стандардизован на оптичком фиберу 1998. године. стандард је ратификовао два дизајна за пренос сигнала гигабитног етернета: системе и ^[5].

Систем

Систем (енгл. ) користи ласере мале таласне дужине 850 на мултимодним оптичким влакнима (770-860 дозвољено по спецификацијама). Да би очувала ниску цену гигабитног етернета, 802.3 организација је веома концизно дефинисала максималну преносну раздаљину -а на 550.

Спецификације система

'	'	'	'	'	'
Брзина емитовања	= 1
Пренос се врши у основном опсегу учестаности	—
Извор ласер, опсега таласних дужина ()	= 770 до 860
Снага извора ()	= - 9,5 до 0
Фотодетектор осетљивости ()	= - 17 до 0
Мултимодно влакно димензија ()	—	62,5	62,5	50	50
Модални пропусни опсег ()	—	100	200	400	500
Максимална дужина кабла ()		220	275	500	550
Мултимодно влакно 62,5/125 слабљења
Мултимодно влакно 50/125 слабљења
конектори слабљења
Кодирање 8B10B	—

Систем

Систем (енгл. ) користи ласер велике таласне дужине 1.310 на стандардном мономодном или мултимодном фиберу (таласне дужине 1.270-1.355 су дозвољене), при чему ради на растојањима до 5 . Према стандардима, минимална дужина кабла између станица за све типове каблова је 2 .

Спецификације система

'	'	'	'	'
Брзина емитовања	= 1
Пренос се врши у основном опсегу учестаности	—
Извор ласер, опсега таласних дужина ()	= 1270 до 1355
Снага извора ()	= - 11,5 до -3
Фотодетектор осетљивости ()	= - 19 до -3
Мултимодно влакно димензија ()	—	62,5	50	50
Модални пропусни опсег ()	—	500	400	500
Максимална дужина кабла ()		550	550	550
Мултимодно влакно 62.5/125 слабљења
Мултимодно влакно 50/125 слабљења
Мономодно влакно димензија ()	9/10
Максимална дужина кабла ()	10
Мономодно влакно 9/125 слабљења
конектори слабљења
Кодирање 8B10B	—

Систем

Систем није стандардизован стандардима, односи се на индустријски развијен гигабитни етернет, који за пренос сигнала користи ласере таласних дужина 1550 , притом постижући пренос сигнала на удаљеностима преко 70 . За пренос се користе мономодна оптичка влакна. Детектор је лавинска фотодиода.

Спецификације система

	'
Брзина емитовања	= 1
Извор ласер (1550 ) снаге ()
Фотодетектор осетљивости ()	pr = -23 до -3
Мономодно влакно димензија ()	9/10
Максимална дужина кабла ()
Мономодно влакно 9/125 слабљења
конектори слабљења
8B10B шема кодирања	—

10-гигабитни оптички етернет

Главни чланак: 10-гигабитни етернет

Технологија 10 гигабитног етернета представљала је далеко већи изазов од гигабитног етернета. Када је стандардизован, пренос података брзином од 10 представљао је најновији и најмодернији степен технологије. Било је предложено много различитих шема за реализацију. Као што се и очекивало, 10 гигабитни етернет је прво стандардизован на оптичком фиберу као преносном медијуму. При преносу података брзином од 10 , кодирање са 25% неискоришћености води до вишесимболске брзине преноса 12,5 , која је доста већа од традиционалног преноса података.^[6]. Да би одржао брзину преноса симбола, као и да би се смањили трошкови и технички изазови постављени пред примопредајнике, 10-гигабитни етернет користи нови начин кодирања () са само 3% додатног саобраћаја.

Као и код гигабитног етернета, конфигурације физичких слојева 10-гигабитног етернета засноване су на предајницима (ласерима) са опсезима емитовања из сва три оптичка прозора. Према томе имамо следеће конфигурације:

• (енгл. ) опсег (840-860)
• (енгл. ) опсег (1260-1355)
• (енгл. ) опсег (1530-1565)
• (енгл. ) бакарни кабл, упредене парице категорије 6а.

У зависности примене у LAN () или WAN () мрежама, даље су дефинисани следећи стандарди:

• и
• , и
• и

Топологије за функционисање на 10 су поредиве са топологијом код потпуног дуплексног система, а исто тако су еквивалентне топологијама код апликација. 10-гигабитни етернет је дефинисан само за оперисање у потпуном дуплексном моду.

Неке особине 10-гигабитног етернета:

• Подржава потпун дуплексни
• Постиже 10 пренос информација на .
• Подржава на 10 као и који ради на брзинама преноса.
• Подржава каблирања оптичким фиберима дефинисано са .
• Дозвољава продужење мреже до растојања од 40 .
• Дозвољена битска грешка 10⁻¹².

Упоредни преглед карактеристика 10 гигабитних етернет система

стандард	Таласна дужина ()	Дужина линка	Тип оптичког влакна
	850	300/33	Мултимодно влакно 50/62,5
	1310	220	Мултимодно влакно 50/62,5
	1310	300 ()	Мултимодно влакно 50/62,5
-||-	-||-	10	Мономодно влакно 9/10
	1310	10	Мономодно влакно 9/10
	1550	40	Мономодно влакно 9/10

Примена оптичког етернета

Поред основне примене оптичког етернета у локалним мрежама и дистрибуције података на веће удаљености у последње време разматра као решење за пасивне оптичке мреже (енгл. ). Стандардизовано је неколико алтернативних архитектура за приступне мреже од стране неколико различитих тела, а један од главних раздвајајућих фактора био је носећи протокол. Отуда и пасивне мреже које етернет користе као носилац имају назив (Етернет ПОН). Међу спецификацијама, је само архитектура приступне мреже. не води порекло од мрежа за јавне комуникације, већ од мрежа за пренос података у приватним предузећима. је стандардизовала радна група 802.3 — групе која влада у свету локалних мрежа, али не и много изван тога. Етернет пројекат 「У првој миљи」 био је први такав покушај извиђачка мисија на још неистраженој територији. је захватио индустрију 「преко ноћи」 и кроз пет година постао је стандард у индустрији. Остаје питање да ли ће имати истих успеха у приступним мрежама као његови претходници у корпорацијским мрежама.^[7]

Друга примена оптичког етернета је као 「етернет транспортни механизам велике брзине за градске мреже」 (енгл. ). Изрази 「керијер етернет」 и 「етернет градска мрежа」 често се поистовећују. Керијер етернет дефинише коришћење етернет фрејмова као транспортног средства, чиме омогућује фрејмовима да преносе пакете или чак (енгл. ) ћелије. Ова технологија такође може представљати изазов за традиционалну телефонску инфраструктуру. Предност етернета у цени и спајање гласовних, информационих и видео сервиса на пакетно-оријентисаној мрежној инфраструктури допринело је да етернет сервиси постану сервиси са најбржим развојем у телекомуникационој индустрији. Уместо захтева за традиционалним изнајмљеним линијским сервисима заснованим на -у, све више и више корисника захтева изнајмљене етернет линије, које не само да су јефтиније, него и имају већи пропусни опсег^[8].

Види још

• Рачунарска мрежа
• Слој везе
• Физички слој
• Етернет