В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

10-гигабитный Ethernet
Часть 2

Николай Слепов
К.т.н., с.н.с. РАН

Тракты передачи данных

Тракты передачи 10GE отражают характер используемой топологии "точка-точка" и делятся на категории многопотоковой передачи (10GBase-X) и однопотоковой передачи (10GBase-R/W). Многопотоковый тракт использует волновое мультиплексирование WDM [3] для формирования агрегатного потока из четырех потоков входных данных. В однопотоковом тракте мультиплексирование WDM не применяется.

Тракт передачи для спецификации 10GBase-X

Спецификация 10GBase-X представлена реализованной версией 10GBase-LX4. Блок-схема тракта передачи приведена на рис. 2. Тракт осуществляет функции передачи и приема между сервисными PMD-и MDI-интерфейсами и включает различные функции управления, которые можно реализовать при наличии устройства ввода-вывода управляющих данных MDIO.

Четыре входных электрических потока данных со скоростью 3,125 Гбит/с каждый подаются на интерфейс PMD. Здесь они выравниваются и ресинхронизируются с помощью функции ретайминга для согласования уровней точности поддержания синхронизации на выходе генератора потока данных и входе системы WDM (контрольные точки TP1, см. рис. 2). Затем электрические потоки данных преобразуются в оптические с помощью модуляторов оптических несущих выходного транспондера. Несущие располагаются в 4 поддиапазонах: 1269,0–1282,4; 1293,5–1306,9; 1318,0– 1331,4; 1342,5–1355,9 нм шириной 13,4 нм каждый с зазором 11,1 нм.

Модулированные оптические несущие мультиплексируются (4:1) мультиплексором WDM, формируя агрегированный поток 4 х 3,125 = 12,5 Гбит/с на выходе интерфейса MDI. Формально контрольной точкой TP2 (см. рис. 2) считают выход соединительного шнура (патч-корда) длиной 2–5 м. В этой точке (если не оговорено иное) проводят необходимые измерения на стороне передатчика. Оптический сигнал общего приемника определяется на выходе ВОК перед MDI (контрольная точка TP3). В этой точке проводятся все необходимые измерения на стороне приемника.

На приемной стороне агрегированный сигнал демультиплексируется, и четыре потока (Lanes) оптических сигналов выделяются на выходе оптических приемников (контрольная точка TP4). Эти потоки вновь ресин-хронизируются и поступают на приемный интерфейс PMD.

Тракт передачи спецификаций 10GBase-R/W

Спецификации 10GBase-R/W представлены шестью реализованными версиями: 10GBase-SR/SW, 10GBase-LR/LW и 10GBase-ER/EW. Тракт передачи также осуществляет функции передачи и приема между PMD/MDI-интерфейсами и включает различные функции управления, которые могут быть реализованы при наличии устройства MDIO. Однако схема тракта значительно проще предыдущего, так как она одноканальная и не требует мультиплексирования. Контрольные точки TP1 и TP4 отсутствуют, а положение точек TP2 и TP3 то же.

Оптоволоконная среда передачи

Модель оптоволоконной среды передачи стандартна и представлена в [1, 2]. Среда передачи соединяет интерфейсы MDI. Модель симметрична, ее центральной частью является звено передачи – канал ВОК. Он слева и справа через оптическое соединение (например, оптический разъем) и соединительный шнур связан с MDI.

Характеристики среды зависят от типа используемого ОВ (ОМ или ММ) и широкополосности ММ ОВ рабочего окна прозрачности. Для ММ ОВ параметры канала зависят также от типа используемого источника излучения и степени заполнения светом сердцевины (табл. 3 и 4).

Применение гигабитного Ethernet

С момента появления гигабитного Ethernet прошел большой срок – 12 лет. Это стало не только новой вехой в истории развития Ethernet, но и позволило этой технологии выйти за рамки традиционного применения (только в ЛС). Технология Ethernet, будучи локальной, не удовлетворяла трем основным признакам ГлС [5]. Гигабитный Ethernet, однако, заявил о себе, как о технологии, которую можно (с помощью других глобальных технологий) применять в транспортных сетях. Это подтверждают следующие приложения:

• разработка интерфейсов GE для его передачи по транспортным сетям WDM и CWDM [5];
• разработка на основе методов виртуальной конкатенации, развитых в сетях SDH нового поколения, нового метода GFP-инкапсуляции кадров GE в STM-N сетей SDH с целью его передачи по сетям SDH/WDM [6];
• использование метода многопротокольной коммутации по меткам (MPLS) совместно с технологией GE для организации (с помощью технологии IP) больших (подобных глобальным) сетей передачи данных [5];
• создание технологии EPON (пассивной гигабитной оптической сети на базе технологии GE), позволившей расширить рамки сети до 20 км и сделать ее похожей на ГлС;
• разработка и внедрение КСПТ (SSF) на основе GE для замены традиционной параллельной схемы передачи данных по шине PCI на последовательную  схему  многопотоковой передачи данных (PCI Express) [7].

Применение 10GE практически не отличается от применения GE. Та же разработка интерфейсов 10GE для WDM и инкапсуляция в конкатенированные структуры SDH. То же использование MPLS-IP-сетей и желание продвинуть технологию КСПТ на основе GE до уровня 10GE. Однако принципиальная разница все же есть. Она в том, что 10GE был разработан с прицелом на использование в ГлС. Его версии 10GBase-SW, 10GBase-LW и 10GBase-EW имеют средства и функции синхронизации потока кадров и рассчитаны на инкапсуляцию в контейнеры SDH STM-64/STM-256.

После разработки версии 10GE стандарта [1] была создана рабочая группа 10GEPON для разработки стандарта IEEE 802.av. Ее цель – разработать 10-гигабитный вариант технологии EPON, используемой в сетях доступа – была достигнута в октябре 2009 г. Новый стандарт предусматривает две конфигурации 10GEPON: симметричную (10 Гбит/с вверх и вниз) и несимметричную (10 Гбит/с вниз (к пользователю) и 1 Гбит/с вверх) при использовании ОМ ОВ. При этом предполагается сохранить дальность доставки сервисного трафика 20 км и число разветвлений до 32.   

Литература

4. Слепов Н. Весенний семинар компании Corning в Москве // Электроника: НТБ. – 2005. – № 5. С. 82–84.
5. Слепов Н.Н. Современные цифровые технологии глобальных сетей связи. – М.: Астра-полиграфия, 2011. – 298 с.
6. Слепов Н. Сети SDH новой генерации и их использование для передачи трафика Ethernet // Электроника: НТБ. – 2005. – № 3. С. 56–62; № 4. С. 60–63.
7. Рыбаков А., Слепов Н. Компьютерные встраиваемые технологии – тенденции развития // Электроника: НТБ. – 2006. – № 3. С. 24–32; № 4. С. 44–49.

Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #5, 2011
Посещений: 6329

Статьи по теме

• Особенности сетей нового поколения (NGN). Часть 3
• Особенности сетей нового поколения (NGN). Часть 1. Next Generation Network (NGN) peculiarities. Part 1
• All-over-IP Expo 2013: на 45% больше значимых инноваций, экспонентов, звездных персон и подготовленных встреч с покупателями
• Главная задача банка – стать персональным финансовым советником
• Развитие современных мультисервисных сетей ШПД. Development of modern broadband multiservice networks

Автор Николай Слепов Независимый эксперт Всего статей:  23

В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций