Các chuẩn kết nối trong hệ thống mạng 10 Gigabit ethernet

Cùng với nhu cầu truyền tải dữ liệu ngày càng tăng sau chuẩn Gigabit ethernet, các nhà phát triển đã đưa ra đưa ra định nghĩa đầu tiên về mạng 10 Gigabit Ethernet theo tiêu chuẩn IEEE 802.3ae-2002. Khác với các tiêu chuẩn ethernet trước đó, 10GE bỏ qua các kết nối half-duplex để chuyển sang kết nối full-duplex.

Giống với các chuẩn ethernet thế hệ trước, 10GE có thể sử dụng cho cả cáp đồng (cáp mạng) hoặc cáp quang. Khoảng cách tối đa qua cáp mạng là 100m nhưng vì yêu cầu băng thông của nó nên cần phải có loại cáp cao cấp hơn so với chuẩn gigabit ethernet thông dụng.

10 GigE lần đầu tiên được phê chuẩn vào năm 2002 với tên gọi IEEE Standard 802.3ae-2002, sử dụng cáp quang -SR, -LR, -ER và -LX4 để kết nối các nút mạng và chuyển đổi cổng. Kể từ đó, tiêu chuẩn 10 GigE đã được sửa đổi nhiều lần để phù hợp với nhiều loại cáp khác nhau

10 Gigabit Ethernet thường viết tắt là 10GE, 10GbE hoặc 10GigE là 1 chuẩn kết nối mạng máy tính để truyền dữ liệu ethernet với tốc độ 10gigabit/s 

Sau đây chúng ta cùng đi vào chi tiết của các chuẩn kết nối trong mạng 10GBASE:

Cổng quang

Lần đầu tiên được ra mắt 10 GbE chỉ có 1 tiêu chuẩn cho cáp quang. Mặc dù 1 phiên bản khác của 10GE có sẵn cho cáp hai trục nhưng cáp quang vẫn là trọng tâm chính.

Khái niệm cơ bản cho tín hiệu quang là ánh sáng laze được truyền dọc theo sợi quang và được phát hiện ở đầu kia của sợi quang. Ánh sáng khi truyền qua sợi quang được điều chỉnh để có thể truyền dữ liệu đến đầu nhận

Có 2 dạng cáp quang được sử dụng là:

-          Cáp quang multi mode (MMF) : cáp multi mode thường có đường kính 50 hoặc 62.5µm . Khi di chuyển qua theo loại cáp quang này, ánh sáng đi theo nhiều hướng khác nhau tạo ra tên gọi đặc trung của cáp quang multi mode. Ánh sáng qua cáp quang được phát theo nhiều hướng khác nhau tạo ra độ trễ chế độ vi sai và kết quả là khoảng cách có thể truyền thường bị giới hạn ở mức tối đa nhỏ hơn rất nhiều so với cáp quang single mode

-          Cáp quang single mode (SMF): khi sử dụng sợi quang single mode, ánh sáng truyền theo 1 hướng duy nhất dọc theo sợi quang giúp khoảng cách tối đa có thể đạt tới xa hơn rất nhiều so với cáp quang multi mode. Cáp quang single mode có thể truyền tín hiệu ethernet 10 gigabit với khoảng cách tối đa có thể tới 40km.

Để phân biệt cáp quang single mode và cáp quang multi mode, cáp SMF  thường có màu vàng, trong khi đó cáp MMF có màu cam (OM1 và OM2) hoặc màu xanh nước biển (OM3 và OM4)

10GBASE-SR

10GBASE-SR (short range) là loại cổng kết nối cho cáp quang multi mode sử dụng bước sóng 850 nm

Khoảng cách truyền tín hiệu phụ thuộc vào loại cáp MMF sử dụng

Hình ảnh: Module quang SFP 10G Cisco SFP-10G-SR

10GBASE-LR

10GBASE-LR (long reach) là loại chuẩn kết nối sử dụng cho sợi quang single mode và sử dụng tia laser bước sóng 1310 nm

Chiều dài sợi quang tối đa 10GBASE-LR là 10 km, mặc dù điều này sẽ thay đổi tùy thuộc vào loại sợi quang đơn mode được sử dụng.

Hình ảnh: Module quang SFP 10G Cisco SFP-10G-LR

10GBASE-LRM

10GBASE-LRM, (long reach multi-mode) là loại chuẩn kết nối dành cho cáp quang multi mode và sử dụng tia laser bước sóng 1310nm.

10GBASE-LRM cho phép khoảng cách lên đến 220 mét (720 ft) trên sợi quang đa chế độ cấp FDDI và phạm vi tiếp cận tối đa 220m tương tự trên các loại sợi OM1, OM2 và OM3. Một số bộ thu phát 10GBASE-LRM cũng cho phép khoảng cách lên đến 300 mét (980 ft) trên sợi quang đơn mode tiêu chuẩn (SMF, G.652)

Để đảm bảo rằng các thông số kỹ thuật được đáp ứng qua các sợi cấp FDDI, OM1 và OM2, máy phát phải được ghép nối thông qua một dây vá điều chỉnh chế độ. Không cần dây vá điều hòa chế độ cho các ứng dụng trên OM3 hoặc OM4.

Hình ảnh: Module quang SFP 10G Cisco SFP-10G-LRM

10GBASE-ER

10GBASE-ER (extended reach) là kết nối dành cho cáp quang single mode và sử dụng tia laser 1550nm.

10GBASE-ER có thể đạt khoảng cách 40km với thiết kế  mở rộng và 30km với thiết kế tiêu chuẩn

Hình ảnh: Module quang SFP 10G chuẩn 10GBASE-ER

10GBASE-ZR

Một số nhà sản xuất đã giới thiệu kết nối với khoảng cách truyền tín hiệu tới 80km cho chuẩn 100GBASE-ZR dựa trên thông số kĩ thuật của riêng nhà sản xuất

10GBASE-LX4

10GBASE-LX4 là kết nối dùng cho cáp quang single mode và cáp quang multi mode. Nó sử dụng bốn nguồn laser riêng biệt hoạt động ở tốc độ 3,125 Gbit / s và ghép kênh phân chia bước sóng thô với bốn bước sóng  1310 nm duy nhất.

10GBASE-LX4 có tầm xa 10 km với cáp quang single mode, 300m với cáp đa chế độ  FDDI, OM1, OM2 và OM3

10GBASE-PR

10GBASE-PR ban đầu được chỉ định trong IEEE 802.3av là chuẩn kết nối 10 Gigabit Ethernet cho mạng quang thụ động và sử dụng bước sóng 1577nm để truyền đi và 1270nm để nhận về. Chuẩn kết nối này được sử dụng trong cấu hình điểm tới nhiều điểm của mạng quang thụ động

Bi-directional single strand

Các nhà sản xuất đã giới thiệu tới người sử dụng chuẩn kết nối 10 Gbit/s thông qua 1 sợi quang. Tín hiệu được truyền nhận 2 chiều qua 1 sợi quang single mode với tính năng tương đương 10GBASE-LR hoặc –ER nhưng chỉ cần 1 sợi quang. Các module có sẵn với các công suất phát khác nhau và đạt khoảng cách từ 10 đến 80 km.

Cổng đồng

10 Gigabit ethernet có thể chạy qua hệ thống cáp 2 sợi, cáp xoắn đôi, và backplanes. Ở đây ta sẽ đề cập tới chuẩn kết nối qua cáp xoắn đôi (cáp mạng).

10GBASE-T

10GBASE-T , hoặc IEEE 802.3an-2006 , là tiêu chuẩn được phát hành vào năm 2006 để cung cấp kết nối 10 Gbit / s qua cáp xoắn đôi không được che chắn hoặc có vỏ bọc, với khoảng cách lên đến 100 mét.  Cáp mạng Cat6A có thể truyền tín hiệu với khoảng cách tối đa 100m và Cat6 có thể truyền tín hiệu với khoảng cách tối đa 55m

Nguồn: Wikipedia

Ngoài ra bạn có thể tham khảo thêm: Các chuẩn kết nối Gigabit Ethernet

Thiên Tân Telecom - Giải pháp viễn thông chuyên nghiệp