ネットワーク技術 II

ネットワーク技術 II

第 7.2 課イーサネット・テクノロジー

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38 号館 4 階 N-411 内線 5459

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Web 教材の間違い（ 1 ）7.2.1 　本文 2 段落目

図 [2] に示すように、 1000BASE-TX 、 1000BASE-SX 、および 1000BASE-LXは、すべて同じタイミングパラメータを使用します。これは 1 ナノ秒、つまり 10 億分の 1秒のビット時間です。・・・・

1000BASE-T

Web 教材の間違い（ 2 ）7.2.3 図 [ ３ ]

カテゴリ 5e UTP

Web 教材の間違い（ 3 ）7.2.4 図 [2]

10μm シングルモードファイバ

Web 教材の間違い（ 4 ）7.2.6 　本文 3 段落目

複合シリアルビットストリームは、 10GBASE-LX4 を除くすべてのバージョンの 10GbE で使用されています。この方式では、 4 ビットの同時ビットストリームを、ファイバ内に同時送出される 4 つの波長の光として多重化する WWDM （ Wide Wavelength Division Multiplex ）が使用されています。

『この方式』　　＝『 10GBASE-LX4 で採用されている方式』

Web 教材の間違い（ 5 ）7.2.6 　図 2

10μm SMF

ギガビットイーサネット規格GbE ＝ Giga bit Ethernet

: 1Gbps の帯域幅を持つイーサネット規格

種類規格メディア1000Base-T IEEE802.3ab UTP

1000Base-CX IEEE802.3z シールド付ケーブル

1000Base-SX IEEE802.3z 光ファイバ 850nm

1000Base-LX IEEE802.3z 光ファイバ1310nm

1000Base-T(IEEE802.3ab)

メディア UTP( カテゴリ 5e 、 ISO クラスD 以上 )

符号化４ D-PAM5（ Pulse Amplitude Modulation 5 ）

信号線 4 対 8 本250Mbps/ 対 ×4 対＝ 1000Mbps

伝送距離 100m

通信全二重・・・永続的に衝突がある

1000Base-T の通信

4 対 8 本 (250Mbps/ 対 ×4 対＝ 1000Mbps)

全二重通信同じワイヤ対上で送信と受信を行う永続的に衝突が発生

· エコーキャンセル· レイヤ 1 の FEC （ Forward Error Correction ：転送エラー訂正）· 電位レベルの細心な選択これらにより衝突問題を解決

1000Base-T の符号化

電位 : アイドル中 9 段階 , 通信中 17 段階

４ D-PAM5 ライン符号化（ Pulse Amplitude Modulation 5 ）

1000Base-T の送信プロセスデータを 4 つの並列ストリームに分割

1000Base-T と他の比較

通信信号線符号化電位10Base-T 半二重 /

全二重2 対 4本

マンチェスター符号

2 段階

100Bae-TX 半二重 /全二重

2 対 4本

4B/5B 符号+MLT-3 符合

3 段階

1000Base-T 全二重( 半二重 )

4 対 8本

4D-PAM5 ライン符号

9 段階 ( アイドル中 )

17 段階 ( 通信中 )

1000BaseT の対応規格ケーブル 10Base-T 100Base-TX 1000Base-T

カテゴリ 3 ◎ × ×

カテゴリ 4 ◎ × ×

カテゴリ 5 ◎ ◎ ○

カテゴリ5e

◎ ◎ ◎

○ : 使用可 ◎ : 推奨 × : 使用不可

1000Base-SX(IEEE802.3z)

メディア光ファイバ（ 850nm ：近赤外線） 50μMM, 62.5μMM

光源レーザー , LED

符号化 8B/10B

+NRZ （ Non-Return to Zero ）信号線 1 対 1 通信

送受信回線 (Tx,Rx) を持つ伝送距離 220 ～ 500m

通信全二重 , 衝突が無い

1000Base-LX(IEEE802.3z)

メディア光ファイバ（ 1310nm ：近赤外線）10μSM, 50μMM, 62.5μMM

光源レーザー符号化 8B/10B

+NRZ （ Non-Return to Zero ）信号線 1 対 1 通信

送受信回線 (Tx,Rx) を持つ伝送距離 550m(MM), 5000m(SM)


1000Base-SX,LX の符号化

8B/10B8B データを 10B データに変換

0 の連続 , 1 の連続を防ぐ

NRZ （ Non-Return to Zero ）0 : 弱い光1 : 強い光

LED, レーザーは完全に消灯すると時間がかかる

マルチモードとシングルモード

第 3.2.6 課参照

1000Base-CX(IEEE802.3z)

メディアシールド付ケーブル(2 芯平衡型のシールドされた同軸ケーブル )

符号化 8B/10B

伝送距離 25m

あまり一般的ではない

ギガビットイーサネットの比較

ギガビットイーサネットの比較

種類長所短所

1000Base-T インフラの更新に費用がかからない光ファイバに比べて設置コストが 1/5

ケーブルの品質によりパフォーマンスを十分に発揮できないノイズの発生し易い場所では不向き最大 100m

1000Base-SX

1000Base-LX

伝送幅に余裕があるノイズの影響を受けにくい最大 5000m

既存のネットワークから更新する場合、ケーブルを交換する必要があるUTP に比べて設置コストが 5倍ケーブルの扱いがデリケート

1000Base-CX ノイズの影響を受けにくいケーブルの扱いがデリケート最大 25m対応機器が少ない

10 ギガビットイーサネット

10Gbps の帯域幅を持つイーサネット規格 ( メディアは光ファイバのみ )

IEEE802.3ae(2002年 6月 )10GBASE-SR10GBASE-LX410GBASE-LR,-ER10GBASE-SW,-LW,-EW

10GBase-SR(IEEE802.3ae)

メディア光ファイバ（ 850nm ：近赤外線） 50μMM, 62.5μMM

光源レーザー , LED

符号化 64B/66B

伝送プロセス

複合シリアルビットストリーム

信号線 1 対 1 通信送受信回線 (Tx,Rx) を持つ

伝送距離 26 ～ 82m


10GBase-LX4(IEEE802.3ae)

メディア光ファイバ（ 1310nm ：近赤外線）10μSM, 50μMM, 62.5μMM


伝送プロセス

WWDM


伝送距離 240 ～ 330m(MM), 10km(SM)


WWDM(Wide Wavelength Division Multiplex)

4 種類の波長で同時転送

10GBase-LR, -ER(IEEE802.3ae)

メディア光ファイバ（ 1310, 1550nm ） 10μSM


伝送プロセス



伝送距離 10 ～ 40km


10GBase-SW, -LW, -EW(IEEE802.3ae)

メディア光ファイバ（ 850, 1310, 1550nm ） 10μSM, 50μMM, 62.5μMM


伝送プロセス



伝送距離 300m ～ 40km


10G イーサネットの特徴

すべてのイーサネットと相互運用が可能ビット時間は 0.1 ナノ秒全二重なので、 CSMA/CD は不要加えられた変更 (WAN 対応等 ) はわずか高い柔軟性、効率、信頼性単一のレイヤ 2制御手法で LAN からWAN まで最大 40km

イーサネットの発展

① 帯域幅の推移② フレーム構成③ 各種パラメタ④ CSMA/CD はどうなる？⑤ メディアの使い分け

①帯域幅の推移

わずか 4 半世紀の間に、、、

10Mbps 100Mbps

1000Mbps10Gbps

40Gbps 80Gbps 160Gbps

10-Gigabit Ethernet Alliance ( シスコもメンバー )

②フレーム構成

昔も今も同じフレーム形式 ( フォーマット )

実質的なフレーム

③各種パラメタ基本的な変更は 10GbE から

パラメタ 10M 100M 1G １0G

ビット時間 [ns] 100 10 1 0.1スロット時間 [bit 時間 ] 512 512 4096 なしフレーム間隔 [bit] 96 96 96 96再送試行限度 16 16 16 なし再送待機限度 n ( ~ 2^n) 10 10 10 なし衝突ジャム信号長 [bit] 32 32 32 なしフレームサイズMax[octet]

1518 1518 1518 1518

フレームサイズMin[octet]

64 64 64 64同じ帯域幅を持つ規格はすべて同じパラメタの値

④CSMA/CD はどうなる？

1 対 1 の全二重通信には衝突はありえない !

CSMA/CD に代わる方式が提案されている

⑤メディアの使い分け

銅線 (主流は UTP) ： 1000Mbps 近辺までワイヤレス： 1000Mbps 近辺まで光ファイバ： 10Gbps およびそれ以上

レーザー光源とシングルモードが注目　次世代 50μMMF が Best Solution

まとめ (1/4)

① MAC手法② フレームフォーマット③ 伝送プロセス④ メディア⑤ 符号化法⑥ GbE と 10GbE の比較⑦ GbE と 10GbE のアーキテクチャの考え

方

まとめ (2/4)

① MAC手法　基本的に CSMA/CD は無くなった

② フレームフォーマット　これまでと何も変わらない

③ 伝送プロセス　銅線メディア：複雑　光ファイバ：複合シリアル、パラレル伝送

まとめ (3/4)④ メディア

GbE:UTP( カテゴリ 5e,ISO クラス D以上 )　光ファイバ　 10GbE ：光ファイバ　光ファイバの課題：伝播容量、　光検出技術、光線の角度と屈折

⑤ 符号化法　 4D-PAM5 ： 1000BASE-T 8B/10B:1000BASE-X 64B/66B ： 10GBASE

まとめ (4/4)

⑥ GbE と 10GbE の比較　下位互換、二重通信が基本　 10GbE は WAN まで対応

⑦ GbE と 10GbE のアーキテクチャの考え方　スイッチ接続された全二重　 2 段階の符号化および伝送プロセス　

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