10-gigabitine Ethernet

10 gigabitine-Ethernet ehk 10 Gigabit Ethernet ehk 10GbE on arvutivõrgu tehnoloogia, mis võimaldab andmeedastuskiirust kuni 10 miljardit bitti sekundis. Esimene 10GbE standard oli IEEE 802.3ae-2002, mis avaldati 2002. aastal.

10-gigabitisel Ethernetil on olnud mitmesuguseid füüsilise kihi mooduleid. See tähendab seda, et võrguseadmetel nagu võrgukaartidel võivad olla eri tüüpi pordid. 10GbE puhul on olnud kasutusel järgmised füüsilised moodulid: XENPAK, X2, XFP ja SFP+.

10GbE kasutab täisdupleksühendust ja sellepärast pole 10GbE puhul kasutusel CSMA/CD protokollid.^[1] Nagu ka eelmised Etherneti versioonid, kasutab 10-gigabitine Ethernet kas vask- või kiudkaableid.

10-gigabitine Ethernet on enamasti kasutusel ettevõtetes ja ülikoolides, kuna tavakasutuseks on selle hind liiga kõrge.^[2]

10-gigabitise Ethernet kasutab järgmisi vaskkaablite tüüpe: twin-axial ja keerdpaarjuhtmeid. Vaskkaabli maksimaalne pikkus 10GbE kasutamiseks on 100 meetrit ribalaiuse nõuete pärast, pikemate vahemaade korral on vaja kõrgema kvaliteediga kaableid.

Vaskkaableid kasutatakse enamasti lühikeste vahemaade puhul serverite, kommutaatorite ja teiste võrguseadmete ühendamiseks. Vaskkaablite eeliseks on see, et nad on odavamad kui kiudoptilised kaablid.^[1]

10GBASE-CX4 ehk IEEE 802.3ak oli esimene 10GbE vaskkaabli ühenduse standardeid, mis kasutab 4 paari twin-axial vaskkaabeldust, kus iga paari edastuskiirus on 2.5 Gbit/s. Selle peamine eesmärk oli omavahel ühendada servereid või võrgu kommutaatoreid, mille vahemaa jääb alla 15 meetri.^[3]

10GBASE-CX4 eeliseks on, et ta voolutarve ja latentsus on madal. Puuduseks on see, et ta kasutab paksemat ja teistsuguse otsaga kaablit, mis on kallim kui peamiselt kasutuses olevad kategooria 5 või 6 kaablid.

10GBASE-T ehk IEEE 802.3an standard avalikustati 2006. aastal ja võimaldab andmeedastuskiirust 10 Gbit/s mööda varjestamata kui ka varjestatud keerdpaarkaablit. Kaabli maksimaalne pikkus on 100 meetrit, aga selleks, et saavutada see distants, peab kasutama kategooria 6A või paremat kaablit. 10GBASE-T kasutab 8P8C tüüpi konnektorit ja RJ-45 otsikut, mis on juba Etherneti ühenduste puhul laialdaselt levinud.

10GBASE-CX1 ehk SFP+ Direct Attach on vaskkaabli ühenduse standard, mille maksimum pikkuseks on 10 meetrit. Selle standardi eripära on see, et kaabli otstes on SFP+ moodulid, mida ei saa ära võtta. Selleks, et ühendus toimiks peavad mõlemal võrguseadmel olema SFP+ pordid.^[4]

10GBASE-CX1 kasutatakse, kuna SFP+ moodulid on madala hinnaga, võtavad vähe voolu ja latentsusaeg on väike.

Backplane Ethernet ehk 802.3ap kasutab 10-gigabitise Etherneti edastamiseks backplane süsteemi, mis sarnaneb arvuti emaplaadiga. Enamasti kasutatakse seda süsteemi labaserverites ja modulaarsetes ruuterites ja kommutaatorites. 802.3ap võimaldab edastada 10GbE kuni 1 meetri ulatuses trükkplaatidega, millel on kaks konnektorit. Backplane Ethernet kastab kahte pordi tüüpi 10GBASE-KX4 ja 10GBASE-KR. 10GBASE-KX4 kasutab andmeedastuseks nelja kanalit, 10GBASE-KR aga ühte kanalit. ^[5]

Kiudoptikat kasutatakse Ethernet-tehnoloogias, kuna kiudoptilise kaabli ehk valguskaabliga on võimalik saavutada suurem ribalaius kui elektrijuhtidel põhinevate kaablitega. 10-gigabitise Etherneti puhul on kasutusel kahte tüüpi kiudoptika ehk fiiberoptika: ainumoodkiud ja multimoodkiud. Neil on ka erinevusi: ainumoodkaabli südamik on peenem (8,3–10 μm) kui multimoodkaablil (50 μm või 62,5 μm), ainumoodkaabliga edastatakse korraga ainult ühte signaali, multimoodkaablis aga siseneb valguskiir eri nurkade all, multimoodkaablil on suurem hajuvus, multimoodkaabli puhul on maksimaalne pikkus 2 kilomeetrit, ainumoodkaablil 100 kilomeetrit ja enamgi ja multimoodkaabli valgusallikaks on LED, ainumoodkaablil aga laser.^[6]

Valguskaablite puuduseks on see, et need on kallimad ja õrnemad kui metallkaablid. Lisaks on nende üks põhilistest puudustest signaali hajumine, kuid seda probleemi annab parandada kasutades elektroonilist regeneraatorit või võimendit.^[7]

10GBASE-SR on multimoodkiu pordi tüüp, mis kasutab 850 nm lasereid. 10GBASE-SR nimes SR tähendab inglise keeles short range ehk lühike ulatus.

10GBASE-SR maksimaalne ulatus sõltub sellest, millist tüüpi kiudu kasutatakse. FDDI tüüpi kiuga on maksimaalne pikkus 25 m, OM1 tüüpi kiuga pikkus 33 m, OM2 tüüpi kiuga 82 m, OM3 tüüpi kiuga 300 m ja OM4 tüüpi kiuga 400 m.^[8]

10GBASE-SR kasutab VCSEL tüüpi laserit, mis on madala hinnaga ja tarbib vähe voolu. VCSEL laser tekitab suhteliselt laia valguskiire ja seetõttu on see kasutatav ainult multimoodkiudkaabliga.^[9]

10GBASE-LR on ainumoodkiu pordi tüüp, mis kasutab 1310 nm lasereid. 10GBASE-LR nimes LR tähendab inglise keeles long reach ehk kauge ulatus. 10GBASE-LR maksimaalne pikkus on 10 km, aga see jällegi sõltub, millist kiudu kasutatakse.^[8]

10GBASE-LR maksimaalne ulatus küündib kuni 10 kilomeetrini, kuid see sõltub, mis tüüpi ainumoodkidu kaablis kasutatakse.^[8]

10GBASE-LRM on multimoodkiu pordi tüüp, mis kasutab 1310 nm laserit. 10GBASE-LRM nimes LRM tähendab long reach multi-mode ehk kauge ulatus multimood. Kuna 10GBASE-LRM kasutab ühte laserit, saab LRM kasutada XFP ja SFP+ mooduleid.^[4]

10GBASE-LRM maksimaalne ulatus küündib kuni 220 meetrini nii FDDI, OM1, OM2 kui ka OM3 tüüpi multimoodkiuga.^[10]

10GBASE-LX4 on pordi tüüp, millega saab kasutada nii ainumood- kui ka multimoodkiude. LX4 puhul kasutatakse nelja eraldi laserit, mille lainepikkusteks on 1310 nm.^[4]

FDDI, OM1, OM2 ja OM3 multimoodkiude kasutades ulatub maksimaalne kaugus 300 meetrini. Ainumoodkiu puhul ulatub kaugus kuni 10 kilomeetrini.^[11]