Mengapa Standar Ethernet ditulis dalam bentuk 10/100/1000? Kenapa tidak hanya 1000?

Saya selalu melihat Standar Ethernet ditulis dalam bentuk " nilai rendah / nilai tengah / nilai maks ", dan selalu bertanya-tanya mengapa.

Bukankah sebuah router hanya mereproduksi kecepatan yang lebih rendah dari apa pun di bawah maksimumnya jika dikonfigurasi seperti itu, sehingga membuat "/" tidak perlu?

Mereka memasukkan ini karena tidak semua port dapat berjalan pada kecepatan ganda atau kecepatan tertentu.

Berjalan hanya dengan satu kecepatan mungkin paling umum ketika 100BASE-TX pertama kali keluar dan sejumlah sakelar telah memperbaiki port 100BASE-TX sebagai port uplink dengan port 10BASE-T untuk menyediakan akses. Namun, itu umum untuk banyak port berbasis GBIC / SFP hanya berjalan pada kecepatan yang ditentukan tertentu (misalnya 100 Mbps atau 1000 Mbps).

Bergerak maju, Anda akan mulai melihat dukungan untuk beberapa kecepatan yang lebih rendah turun. Cisco tidak lagi menyediakan dukungan untuk 10BASE-T dengan port "multi-Gig" baru mereka. Saya tidak yakin apakah ini merupakan pilihan desain oleh Cisco atau juga bagian dari amandemen IEEE 802.3bz yang masih dalam pengerjaan.

Anda juga akan menemukan sebagian besar (AFAIK semua, tetapi tidak 100% pasti) port pada platform Cisco Nexus tidak akan lagi mendukung 10BASE-T dan ditetapkan sebagai 100/1000 port (atau 1000/10000 port yang tidak mendukung 100BASE-TX ).

Dan itu bukan hanya Cisco. Vendor lain yang menyediakan kemampuan 10G sering membatasi port ke kecepatan 1 / 10G atau 100/1000/10000. Sebagai contoh, HP memiliki beberapa produk yang mengikuti model kecepatan ganda dan Extreme cenderung menggunakan model kecepatan tiga untuk port tembaga 10G mereka.

Pertanyaan bagus. Untuk menjawabnya sepenuhnya akan melibatkan tampilan yang cukup mendalam pada Ethernet Wiring. Tetapi saya akan mencoba menjelaskannya dalam bahasa yang lebih sederhana.

Ketiga kecepatan (10, 100, 1000) berjalan di atas kabel fisik yang sama: Unshielded Twisted Pair ( UTP ). UTP terdiri dari 4 pasang kabel (8 total kabel) - masing-masing pasangan diputar satu sama lain . Setiap pasangan kabel bekerja bersama untuk mengirim sinyal ke ujung lainnya.

Apa yang memungkinkan kabel fisik yang sama untuk membawa bit melintasi kawat dengan kecepatan yang sangat berbeda adalah cara yang berbeda masing-masing dari 4 pasang kabel digunakan. Kita harus membahas tiga ide terpisah: Standar dan Penggunaan Kawat, Bit Ditransmisikan, dan Frekuensi.

Standar dan Penggunaan Kawat

Misalnya, 100BASE-TX adalah standar utama yang mengatur laju transmisi 100mbps melalui UTP. Ini dilakukan dengan mendedikasikan satu pasang kabel untuk transmisi, dan sepasang kabel lainnya untuk menerima - dua pasang sisanya tidak digunakan.

1000BASE-T adalah standar utama yang mengatur kecepatan transmisi 1000mbps melalui UTP. Itu melakukan ini dengan menggunakan keempat pasangan kawat, pada saat yang sama, di kedua arah. Setiap pasangan bertanggung jawab untuk membawa sekitar 250Mbps lalu lintas pada suatu waktu, menyediakan total throughput 1000Mbps, atau 1Gbps.

Bit Ditransmisikan

Salah satu perbedaan lain antara 100BASE-TX dan 1000BASE-T adalah bahwa masing-masing bit mentransmisikan secara berbeda.

Pada dasarnya, pada waktu tertentu sinyal voltase tertentu pada kabel mewakili nilai tertentu. Di 100BASE-TX, hanya ada dua nilai yang mungkin ada: nilai 0atau nilai 1. Anda bisa mengatakan bahwa pada setiap contoh, bit tunggal dapat ditransfer melalui kabel .

Dalam 1000BASE-T, ada empat kemungkinan nilai tegangan yang bisa berada pada kawat: 00 01 10 11. Atau, kata berbeda, setiap instance sinyal yang diterapkan ke UTP dalam standar 1000BASE-T mentransfer dua bit sekaligus.

Frekuensi

100BASE-TX membutuhkan frekuensi 100MHz , yang berarti setiap sinyal dapat diterapkan dan dibaca oleh sisi lain 100 juta kali per detik. Ini akhirnya menjadi kecepatan di mana setiap pasangan kabel dapat mengirimkan baik a 1atau a 0. Inilah yang membuat 100BASE-TX memiliki kecepatan 100Mbps, karena setiap 'instance' sinyal yang diterapkan setara dengan bit tunggal yang ditransmisikan. Dan karena ada dua pasangan yang digunakan (satu di setiap arah), yang setara dengan 100Mbps di satu arah, dan 100Mbps di yang lain, atau total 100Mbps dupleks penuh.

1000BASE-T panggilan untuk penggunaan frekuensi 125Mhz, yang berarti sinyal dapat dibaca dari (sepasang) kabel 125 juta kali per detik. Karena setiap instance dari sinyal yang diterapkan dalam 1000BASE-T mengirimkan dua bit melintasi kabel, ini berarti setiap pasangan dapat mentransfer 250 juta bit melintasi kabel per detik, atau 250Mbps. Karena ada empat pasangan yang digunakan, ini memberikan total 1000Mbps, atau kecepatan 1gbps.

Ringkasan

Ini adalah beberapa metode yang spesifikasi kabel fisik tunggal (UTP) dapat mengirimkan data pada kecepatan yang sangat berbeda (10Mbps, 100Mbps, 1000Mbps - atau 10/100/1000). Pikirkan itu dari segi evolusi teknologi - insinyur menemukan cara baru untuk mengirimkan data melalui kabel yang sama. Dengan demikian, kabel tunggal dapat melakukan beberapa kecepatan sekaligus. Satu kawat UTP dapat melakukan 10, 100, atau 1000 juta bit per detik, karenanya kabel dan antarmuka diberi label 10/100/1000.

^{Saya khawatir saya tidak tahu secara spesifik bagaimana 10BASE-T mentransfer bit melalui kabel, jadi saya tidak bisa menggambarkan bagaimana itu bekerja seperti saya melakukan dua standar lainnya}

Itu benar-benar bermuara pada kebutuhan untuk mendukung perangkat legacy dan pemasangan kabel. Cisco memiliki dokumen yang cukup bagus, Teknologi Ethernet , yang menjelaskan banyak hal secara mendalam.

Ethernet sudah ada sejak lama. Itu dikomersialkan pada tahun 1981 pada 10 Mbps. Awalnya, itu cukup mahal.

Saya ingat kartu ethernet seharga $ 750 pada saat itu banyak uang. Butuh bertahun-tahun dan banyak argumen untuk mencapai 100 Mbps, dan sedikit waktu untuk standar 100BASE-TX saat ini muncul sebagai pemenang. Pada saat itu, itu cukup mahal dibandingkan dengan 10BASE-T, jadi itu diturunkan ke pusat data dan kebutuhan kecepatan tinggi untuk waktu yang lama. Port-port dibangun dengan kompatibilitas mundur dengan 10BASE-T karena itu yang paling lazim di luar sana, dan Anda mungkin perlu terhubung dengan itu dari switch, router, dll

Harga 100 Mbps akhirnya turun ketika 1000Base-T dirilis. Sekali lagi, itu cukup mahal dibandingkan dengan 100Base-TX, dan itu tetap di pusat data server besar untuk waktu yang lama sebelum harga turun. Dan itu harus kompatibel dengan kecepatan yang lebih lambat.

10GBASE-T sekarang berada di posisi premium, digunakan terutama di pusat data dan di server. Ini juga pada akhirnya akan menjadi arus utama, dibangun ke dalam sebagian besar peralatan baru, tetapi perlu mempertahankan kompatibilitas ke belakang selama bertahun-tahun.

Ethernet 40 dan 100 Gbps saat ini memiliki ceruk di pasar, dan kekuatan pasar akan menentukan mana, dan standar masing-masing, menjadi yang paling lazim. Ketika mereka menjadi lebih umum, harga untuk 10GBASE-T akan turun.

R&D telah dilakukan untuk kecepatan yang lebih lambat, dan ethernet pada dasarnya dibangun di atas sebuah chip sekarang, sehingga benar-benar tidak memerlukan biaya lagi untuk menawarkan kecepatan yang lebih lambat karena masih ada perangkat lama yang membutuhkan kecepatan yang lebih lambat.

Dokumen Cisco pada tautan di atas telah ditulis sejak lama, tetapi prinsip-prinsipnya masih berlaku, dan pertanyaan pertama pada dasarnya adalah hal yang sama yang Anda tanyakan.

Tinjau Pertanyaan

T - Bukankah semua jaringan 10Base-T hanya dapat ditingkatkan menjadi 100 Mbps? Mengapa atau mengapa tidak?

A - Tidak harus-jika jaringan 10Base-T saat ini berbasis repeater, mengganti repeater dengan 10/100 switch nonsaturating akan menghasilkan peningkatan n kali otomatis dalam rata-rata bandwidth yang tersedia untuk setiap stasiun akhir.

T - Versi 100Base manakah yang disarankan? Mengapa?

A - 100Base-TX direkomendasikan jika kabel horizontal adalah Category5 atau UTP yang lebih baik. Jika pemasangan kabel horizontal adalah Kategori 3, 100BaseT4 dapat digunakan, tetapi mungkin sulit untuk memperolehnya (beberapa laporan menunjukkan bahwa karena 100Base-TX tersedia lebih dari setahun sebelum T4, ia menangkap sebanyak 95 persen pasar). 100Base-T2 tidak tersedia.

T - Versi 1000Base manakah yang disarankan? Di mana mereka akan digunakan?

A - 1000Base-T, direkomendasikan jika pemasangan kabel horizontal adalah Kategori 5 atau UTP yang lebih baik. 1000Base-SX dapat digunakan jika kabel horizontal adalah serat optik multimode, serta untuk beberapa tulang punggung multimode. 1000Base-LX dapat digunakan untuk serat optik mode tunggal atau multimode (lihat Tabel 7-5). 1000Base-CX dapat digunakan untuk jumper ruang peralatan jarak pendek hingga 25 meter.

T - Jenis kabel apa yang harus digunakan untuk jaringan baru? Untuk memutakhirkan jaringan yang ada? Mengapa?

A - Tautan UTP baru atau pengganti mungkin Kategori 5E atau lebih baik untuk memungkinkan pertumbuhan kecepatan data hingga 1000 Mbps. Serat multimode dapat digunakan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 7-5 untuk 1000Base-SX, atau seperti yang disebutkan dalam paragraf berikut Tabel 7-5 untuk 1000Base-LX. (Serat-serat ini juga akan memberikan dukungan di masa depan untuk jarak yang lebih pendek [antara 100 dan 300 meter, tergantung pada panjang gelombang] pada 10.000 Mbps.) Agar benar-benar tahan di masa depan dan untuk memastikan bahwa Anda akan dapat mengoperasikan tulang punggung jarak jauh, pilih serat mode tunggal.

T - Bagaimana Anda tahu kapan suatu jaringan perlu ditingkatkan? Di mana Anda mulai?

A - Ada beberapa cara:

• Pengguna Anda akan memberi tahu Anda (tetapi sering kali hanya setelah mereka melewati ambang frustrasi).
• Sistem manajemen jaringan Anda harus mampu menunjukkan karakteristik beban untuk setiap port DCE.
• Organisasi Anda sedang mempertimbangkan untuk menambah aplikasi baru (seperti multimedia) yang akan membutuhkan lebih banyak bandwidth komunikasi.
• Organisasi Anda berkembang, dan tidak ada port DCE yang memadai di lokasi yang tepat untuk mengakomodasi pengguna tambahan.

Setelah menentukan kebutuhan, Anda dapat mempertimbangkan opsi. Ingat bahwa elemen jaringan dengan masa manfaat terpanjang (media tautan, diikuti oleh server jaringan dan sakelar jaringan) juga bisa menjadi yang paling mahal untuk diganti. Pilih dengan mata untuk pertumbuhan masa depan, dan pertimbangkan menggunakan kembali elemen-elemen ini sedapat mungkin.

Hub Ethernet murni hanya digunakan untuk menjalankan satu kecepatan - Anda tidak akan dapat menghubungkan perangkat 10 mbit (atau hub lain, switch, router dengan kecepatan itu) ke hub 100mbit. Itu sangat merepotkan, jadi hub dual-speed (pada dasarnya dua port switch) dibangun. Itu adalah terobosan untuk Ethernet 100mbit di pasar rumah / SOHO. Hal yang sama tentu saja untuk switch dengan port kecepatan ganda nanti. Istilah pemasaran untuk membedakan dari hal-hal single-speed lama adalah '10 / 100 'dan itu sangat dipasarkan sehingga Anda bahkan tidak bisa membayangkan.

Port diberi label "10/100/1000" untuk menunjukkan kompatibilitasnya - port seperti ini akan terhubung dengan port lain dengan kecepatan mutual tertinggi. Ini adalah cara yang baik untuk meningkatkan jaringan Anda saat Anda pergi. Banyak yang memulai dengan 100 Mbit / s, atau bahkan 10 Mbit / s, dan dengan mengganti perangkat dari waktu ke waktu, ini mulai terhubung pada kecepatan yang lebih tinggi.

Namun, standar PHY hanya satu kecepatan: 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, 10GBASE-SR, ... Tidak ada kompatibilitas wajib untuk port 100BASE-TX yang juga mendukung 10BASE-T, tetapi ini opsional dan sangat umum. Jadi, port dengan beberapa kecepatan kompatibel dengan beberapa PHY yang berbeda.

Kompatibilitas ke bawah yang sempurna sering berakhir dengan port 10G yang sangat umum hanya mendukung 1G dan tidak ada kecepatan yang lebih lambat.