10 Gigabit Ethernet

10 Gigabit Ethernet

Introdução

Em meados de junho de 2002, o projeto "The 10 Gigabit Ethernet Alliance (10GEA)", conduzido pelas maiores empresas do setor de telecomunicações, como 3Com Corporation, Cisco Systems, Nortel Networks, Extreme Networks e entre outras, foi reconhecido e aprovado como padrão IEEE Ethernet 802.3ae. A especificação IEEE 802.3ae, ou simplesmente 10 Gigabit Ethernet, permite comunicação em alta velocidade atingindo uma taxa de 10.000 Mbps. 10 Gigabit Ethernet é uma implementação full-duplex que utiliza a fibra óptica como meio de transmissão (em 2004 saiu uma especificação para cabeamento em cobre) para comunicação ponto-a-ponto em aplicações LAN, MAN e WAN. Ela mantém a compatibilidade com as redes Ethernet (10Mbps, 100Mbps e 1000Mbps) existentes e permite que as mesmas possam ser escaladas para o novo padrão. Um dos principais benefícios é o alcance físico (distância) que pode chegar até 40km. Para isso, foram definidas novas interfaces (transceivers ópticos), chamadas de Physical Media Dependent-PMD, para fibras single-mode, as quais podem ser utilizadas em redes LAN e WAN. Com esta definição, surgiu dois novos tipos de camada física (PHY): LAN PHY e WAN PHY. A primeira é utilizada para transmitir os quadros Ethernet em uma rede local, enquanto a segunda permite que seja realizado o transporte sobre as infra-estruturas SONET (synchronous optical network) ou SDH (synchronous digital hierarchy) existentes. O controle de acesso ao meio físico (Media Access Control - MAC), utiliza quadros (frames) com o mesmo formato e tamanho dos padrões Ethernet existentes. A interface com o meio físico é realizado pelo novo padrão chamado 10 Gigabit Attachment Unit Interface - XAUI que oferece 7 (sete) tipos diferentes de conexões: 10GBASE-LX4, 10GBASE-SR, 10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 10GBASE-SW, 10GBASE-LW e 10GBASE-EW, as quais diferem no tipo de camada física aplicado (LAN PHY ou WAN PHY) e o modelo de fibra utilizado (MMF ou SMF).Como após a aprovação da especificação IEEE Ethernet 802.3ae as corporações estão aptas e livres para desenvolver e oferecer os novos produtos/serviços, acredita-se que este novo padrão será a próxima geração da tecnologia de transporte, principalmente em redes WAN.

A velocidade de transmissão das redes locais de computadores tem aumentado de maneira espantosa nos últimos anos. A capacidade de processamento dos mais diversos tipos de dispositivos também vem aumentado de forma significativa. A soma destes fatores remete a uma recorrência bastante atual, que é a crescente demanda por aplicações que exigem maior velocidade de transmissão de dados.

A tecnologia Ethernet tem sido à escolha mais popular para as redes locais (LAN). No mundo existem milhões de usuários de Ethernet e ainda está aumentado. Em 1998, o padrão para 1-Gigabit Ethernet foi libertado. Este padrão destacou-se entre os usuários, especialmente muitos desses que eram relutantes em adotar a cara tecnologia ATM. Assim estimava-se que dentro de alguns anos, a tecnologia 1-Gigabit Ethernet provavelmente dominaria os mercados de LANs e foi o que efetivamente acorreu. Com interfaces cada vez mais baratas as redes de 1 Gigabit Ethernet foram se consolidando com o padrão ethernet mais utilizado do mercado.

Perdura até os dias de hoje as crescentes demandas por multimídia de alta resolução e interatividade, o que exige cada vez mais velocidade das redes.

Em Março de 1999, o HSSG (Higher Speed Study Group), representando pelo menos 55 companhias, reuniu-se com a intenção de desenvolver um padrão de 10GbE. O trabalho começou baseado na expectativa de que o mercado em breve precisaria de uma tecnologia para agregar o Gigabit Ethernet, devido ao crescimento rápido do tráfego da internet e a uma forte pressão para soluções de 10Gbps. Em novembro desse mesmo ano o HSSG entregou um esboço do pedido de autorização do projeto P802.3ae, o qual foi aprovado pelo IEEE em Janeiro de 2000.

Os objetivos preliminares do grupo de funcionamento são listados:

• Utilizar quadros (frames) com o mesmo formato e tamanho dos padrões ethernet existentes;

• Operação apenas full-duplex;

• Manter a compatibilidade com os padrões Ethernet 802.3x;

• Conhecer as exigências funcionais do IEEE 802;

• Suporte a topologia estrela para redes LAN;

• Especificação de mídias independente de interfaces;

• Manter o tamanho máximo e mínimo dos quadros referente ao padrão IEEE 802.3;

• Independência de velocidade na camada de controle de acesso ao meio com suporte a 10 Gb/s em LAN e sobre 10 Gb/s em MAN;

• Especificação da família da camada física a qual da suporte a um link de distância mínima de 200 m para fibras multímodo (FMM) e no mínimo 3 km para fibra monomodo (SMF);

• Suporte para mídia selecionada da ISO/IEC 11801 (Normas de Cabeamento Estruturado);

De forma efetiva, o objetivo do projeto era alargar o protocolo 802.3 para umavelo cidade de trabalho de 10Gbps e expandir o espaço de aplicação Ethernet para incluir a WAN, de modo a disponibilizar um aumento significativo na largura de banda, mantendo o máximo de compatibilidade com as bases de interface 802.3 instaladas.

Após cinco esboços o padrão foi aprovado pelo IEEE em Junho de 2002.

 

2. Uma visão geral sobre 10 Gigabit Ethernet

10 Gigabit Ethernet é basicamente a versão de alta velocidade do padrão Ethernet. Este padrão irá suportar as taxas de dados 10Gb/s, oferecendo benefícios similares às versões do padrão Ethernet que as antecede, embora não ofereça suporte ao modo de operação half-duplex.

O potencial para o mercado de aplicação para 10 Gigabit Ethernet é enorme. Existem nichos de mercado onde a aplicação de 10 Gigabit Ethernet é bastante empregada com, por exemplo, empresas, universidades, canais de telecomunicação e provedores de Internet. Evidentemente, cada setor destes nichos de mercado tem requisitos diferentes quanto ao tamanho do link e custos.

2.1 Benefícios do 10 Gigabit Ethernet

Um dos principais benefícios do padrão 10 Gigabit Ethernet é que ele oferece uma solução de baixo custo para onde há requisito por maior largura de