دانلود مقاله شبکه اترنت

خلاصه وضعیت (سابقه)
شبکه اترنت در طول عمر بیست و پنج ساه خود همواره به نحوی پیشرفت نموده است.

که بتواند نیازهای روزافزون شبکه‏های Jpocket switched شبکه هایی که در آنها ابتدا پیام اولیه به قسمتهای کوچکتری تقسیم شده آنگاه این قطعات کوچک در به مقصد به یکدیگر پیوسته و پیام نهایی را تشکیل می دهند.م.[ این شبکه به دلیل دارا بودن هزینه های اندک و معدود و قابلیت اطمینان بالا و سهولت تعمیر و نگهداری و همچنین نصب به نحوی چشمگیر گسترده شده و بخش بزرگی از شبکه جهانی اترنت و ترافیک وابسته به شبکه‏های اترنت ختم می گردد.

از سوی دیگر به دلیل رشد روز افزون میزان سرعت شبکه‏های کامپیوتری، شبکه اترنت نیز همگام با افزایش سرعت رشد یافته و درجهت همسویی با این رشد سرعت پیشرفت نموده است.
شبکه های استاندارد یک گیگابیتی اترنت هم اکنون به بوته فراموشی سپرده شده اند و اصولاً شبکه های کوچک فعلی اترنت در سطح وسیعتر و در محدوده میان ابر شهرها گسترش یافته و مورد استفاده قرار می گیرند و در نهایت اینکه شبکه‏های
سریع 10 گیگابیتی در حال تکامل می‏باشند.

این رشد روز افزون نه تنها به دلیل افزایش ترافیک ارتباطات بلکه به دلیل افزایش وسایل و تشکیلاتی با پهنه باند وسیع دربازار مصرف بوجود آمده است.
اصولاً سیستم اترنت 10 گیگابایتی با سیستم های استاندارد قدیم تفاوت دارد چرا که این شبکه تنها به استفاده از فیبرهای نوری و تنها در مد Full-duplex فعالیت نموده و این بدان مفهوم است که نیاز به اجرای پروتوکولهای برخورد اطلاعات دیگر ضرورتی ندارد.

می توان شبکه اترنت را تا سطح 10 گیگابیت در ثانیه گسترش داد اما باید بدانید که در نهایت این شبکه باز هم شبکه اترنت باقی خواهد ماند و همچنان از فرمت Packet پیروی خواهد نمود و کلیه امکانات فعلی به سیستم های جدید منتقل خواهند گردید.
علاوه بر این شبکه ارتباطی 10 گیگابیتی هرگز مانع از سرمایه گذاری در سیستم های اساسی و زیر بنایی فعلی نخواهد گردید.

کلیه سیاستگداری ها با این اطمینان انجام شده که سیستم جدید ما با سیستم های فعلی همانند SONET سازگاری داشته باشد این استاندارد امکان ارتباط Ethanet Packets را با شبکه‏های SONET با عدم کارآیی بسیار محدود درفراهم می سازد.
گسترش شبکه اترنت در حال حاضر مجدداً در گسترش شبکه‏های وسیعتر ادغام میگردد.

یعنی شبکه SONET و یا شبکه اترنت از نوع End-to-End .

با توجه به تعادل ترافیک فعلی درشبکه اترنت و با توجه به تمایل شدید مشترکین جهت دسترس به اطلاعات شنیداری از طریق Paket data چنین به نظر می رسد که استاندارد اترنت 10 گیگابیتی به هماهنگی و همسویی شبکه هایی که اصولاً جهت انتقال صدا طراحی شده اند با شبکه‏های جهت گیری شده در جهت انتقال اطلاعات data کمک نماید.
این مقاله با همکاری گروهی از فروشندگان و عرضه کنندگان فعال در زمینه توزیع و اشاعه سیستم های جدید 10 مگابیتی تهیه گردیده است.

در ابتدا این مقاله به شرح اطلاعاتی در ارتباط با این اتحادیه پرداخته آنگاه نگاهی به پروژه IEEE 802.3ac پرداخته و نگاهی اجمالی نیز به تکنولوژی10gbe خواهیم داشت.

در ادامه نیز به شرح سیستم و امکان اجرای عملیات در سطح داخلی پرداخته و سپس وضعیت 10gbe رادر بازار مصرف مورد بررسی قرار خواهیم داد.

در انتها اطلاعات جزئی تری را در ارتباط با تکنولوژی 10gbe مانند اجزاء و تجهیزات الکتریکی ونوری ارائه خواهیم نمود.
The 10 GiGabit Ethernet Alliance
اتحادیه شبکه اترنت 10 گیگابیتی
این اتحادیه جهت توسعه و اشاعه تکنولوژی شبکه اترنت 10 گیگابیتی تشکیل گردید تا از این طریق امکان نصب تجهیزات و استفاده از این شبکه فراهم آمده و به عنوان یک عنصر کلیدی در ارتباط سیستم های اطلاعاتی، ارتباطاتی و محاسباتی بکارگرفته شود.
منشور اتحادیه شبکه اترنت 10 گیگابیتی شامل موارد زیر است.
-پشتیبانی از استانداردهای شبکه اترنت 10 گیگابیتی که در استاندارد گروه عملیاتی IEE802.3 گنجانیده شده است.
-توزیع و توسعه منابع مربوطه جهت همگرایی و هم سویی درزمینه مسایل فنی
-تحریک و توسعه شبکه اترنت استاندارد 10 گیگابیتی در نزد صنایع و توسعه کاربرد آن
-تسریع پروسه های پذیرش و استفاده از محصولات و خدمات مربوط به شبکه اترنت 10 گیگابیتی
ایجاد ارتباط مابین تامین کنندگان و مصرف کنندگان صنایع مخابراتی و ارتباطاتی مربوط به شبکه اترنت 10 گیگابیتی
The 10 Gigabit Ethernet Project
پروژه اترنت 10 گیگابیتی
هدف از ایجاد شبکه اترنت 10 گیگابیتی ارائه استانداردی در زمینه توسعه پروتوکول‏های 802.3 تا سطح سرعت 10 گیگا بیت در ثانیه و افزایش استفاده از شبکه اترنت و ضمیمه آن به شبکه WAN می باشد.

جهت اجرای این پروژه لازم است تا پهنای باند ضمن در نظر گرفتن مسئله سازگاری با اترنتی های ساخته شده از نوع 3/802 به نحو چشمگیری گسترش یابد همچنین لازم است تا این سیستم های جدید با کلیه موارد اصولی و عملیاتی و مدیریتی قدیمی تر و همچنین سرمایه گذاری های انجام شده مطابقت داشته باشد.
هدف از ایجاد شبکه اترنت 10 گیگابیتی ارائه استانداردی در زمینه توسعه پروتوکول‏های 802.3 تا سطح سرعت 10 گیگا بیت در ثانیه و افزایش استفاده از شبکه اترنت و ضمیمه آن به شبکه WAN می باشد.

جهت اجرای این پروژه لازم است تا پهنای باند ضمن در نظر گرفتن مسئله سازگاری با اترنتی های ساخته شده از نوع 3/802 به نحو چشمگیری گسترش یابد همچنین لازم است تا این سیستم های جدید با کلیه موارد اصولی و عملیاتی و مدیریتی قدیمی تر و همچنین سرمایه گذاری های انجام شده مطابقت داشته باشد.

جهت ارائه یک استاندارد، استاندارد IEEE’S 802.3ac در پنج قسمت در ارتباط با شبکه اترنت 10 گیگابیتی از نوع P ارائه گردید که این پنج مقوله عبارتند از: -این سیستم باید دارای پتانسیل بالایی در بازار مصرف بوده و طیف وسیعی از کاربردها را شامل باشد و گروه بزرگی از تولید کنندگان و فروشندگان از آن پشتیبانی نموده و گروه بزرگی از خریداران نیز از آن استفاده نمایند.

-این سیستم باید با سایر سیستم های موجود سری 3/802 و استانداردهای مربوط به آن پروتوکول همخوانی داشته و همچنین با سیستم های باز ارتباطات داخلی (Open sys.

Inter Vonnect:on)OSI و همچنین پروتوکول مدیریت ساره شبکه Simple Netwerk Management Protocol نیز سازگار باشد.

این سیستم باید اساسا با استانداردهای قدیمی 3/802 تفاوت داشته و در واقع به عنوان راه حلی جدید در حل مسایل و نه به عنوان جایگزین سیستم های قدیمی‏تر طراحی گردد.

-باید امکان تایید عملی بودن طرح از لحاظ تکنیکی پیش از تصویب نهایی فراهم گردد.

باید این طرح از لحاظ پولی توجیه اقتصادی داشته باشد و کلیه هزینه ها و سرمایه گذاری ها چه در مرحله ساخت و نصب و چه در مرحله مدیریت کاملاً واضح و مشخص گردد و کارآیی مورد نظر را از لحاظ بهینه سازی امور تامین نماید.

Standard time table جدول زمان استانداردها: شکل1: نکات کلیدی جهت طراحی و توسعه شبکه 10 گیگابیتی The 10 Gigbit Ethernet Standard استاندارد شبکه اترنت 10 گیگابیتی مدل ارائه شده از سوی اداره استاندارد جهانی تحت عنوان سیستم های ارتباطاتی باز (O8I)Open Sys.

Interconnection، اترنت در واقع از نوع پروتوکول لایه 2 محسوب می گردد.

شبکه ارتباطی اترنت 10 گیگابیتی از کنترل جستجو اترنت IEEE802/3 استفاده کرده و از فرمت IEEE802/3 و حداکثر و حداقل فریم IEEE802/3 پیروی می نماید.

از آنجائیکه مدل اترنت 1000 ABSE-X و 1000 ABSE-t در شبکه جدید دست نخورده باقی می ماند، شبکه 10 گیگابیتی از مدل توسعه ای طبیعی اترنت جه از لحاظ سرعت و چه مسافت پیروی خواهد نمود.

از آنجائیکه این پروتوکول تنها از فیبر نوری و Full – duplex استفاده می‏کند دیگر نیازی به پیروی از پروتوکول تشخیص برخورد و سیستم شناسایی چند گانه کاربر CSMA/CD که سبب کند شدن سیستم در سیستم های اتر نت half –duplex می گردند، مشاهده نمی گردد.

در سایر موارد اترنت 10 گیگا بیتی همانند مدل اتر نت اصلی باقی خواهد ماند.

PHY (وسیله فیزیکی اترنت) که به مدل OSI و لایه یکم تعلق دارد سیستم های ارتباطی را خواه از نوع سیم های مسی، خواه فیبر نوری به لایه MAC که متعلق به لایه 2، OSF می باشد مرتبط می سازد.

بعدها معماری اترنت به نحوی تغیر می یابد که PHY لایه یکم را به دو قسمت وابسته به لایه فیزیکی PMD و زیر لایه فیزیکی رمز گذار PCS تقسیم نماید، به عنوان مثال می توان گفت که فرستنده ها و گیرنده های نوری از نوع PMD می‏باشند.

PCS ها خود به بخشهایی مانند رمز گذارها (مثلاً 64/66b) و مالتی پلکسرها تقسیم می شوند.

سری 802.3ac دو نوع PHY را معرفی می نماید.

LANPHY و WANPHY (در ادامه شرح داده می‏شود.) WANPHY در واقع نوع پیشرفته LANPHY محسوب می گردد.

این PHY‏ها فقط توسط PCS ها شناسایی شده و شامل انواعی از PMD خواهند بود.

10 Gigabit Ethernet in the Market Place وضعیت اترنت 10 گیگابیتی در بازار فروشی: افزایش میزان ترافیک در شبکه های جهانی سبب گردیده تا مدیران و طراحان شبکه و همچنین تولید کنندگان تجهیزات وابسته به دنبال تکنولوژی‏های با سرعت بالاتر جهت حل مشکل پهنای باند باشند.

امروزه این مدیران از شبکه اترنت به عنوان اسکلت و استخوان بندی شبکه خود استلفاده می کنند.

اگر چه این شبکه ها با مسایل و مشکلات بسیاری روبرو می‏باشند اما در مجموع شبکه اترنت 10 گیگابیتی دارای مزیت های کلیدی بسیاری در شبکه های پر سرعت می‏باشند.

-پیشرفت آهسته اما مستقیم به سوی کارآیی بالاتر بدون ایجاد هر گونه وقفه -پایین بودن هزینه ها در مقابل تکنولوژی فعلی شامل هزینه های اجرایی و پشتیبانی -ابزار مدیریتی ساده و مرسوم و همچنین ساختار زیر بنایی و مهارتی رایج -توانایی پشتیبانی از تجهیزات جدید و انواع مختلف دیتا -انعطاف در طراحی شبکه -تامین تجهیزات و منابع از سوی تولید کنندکان مختلف و تضمین اجرایی پروژه مدیران طرح و همچین تولید کنندکان تجهیزات شبکه به هنگام طراحی به مشکلات بسیاری در زمینه انتخاب مواجه می‏باشند.

این متخصصین جهت طراحی شبکه‏های ارتباطی داخلی و میان شهری با انواع مختلفی از روشها، سیستم ها و تکنولوژی‏ها روبرو می‏باشند.

اترنت (000/100 و 000/10 مگا بیت در ثانیه) ، oc12(622 مگابیت درثانیه) oc-48(488/2 گیگا بیت در ثانیه).

Sonet یا شبک معادل SPH ، SPH(POSS , Packet over Sonet) و سیستم جدید IEEE802 (17/802) طراحی توپولوژی شبکه و سیستم های اجرایی وابسته با توجه به شبکه اترنت چند لایه‏ای از نوع گیگابیت صورت می‏گیرد.

در شبکه های LAN، می توان هسته مرکزی شبکه و به سهولت به انواع 10 گیگابیت جهت ایجاد ارتباطات میان شهری و فواصل طولانی ارتقاء داد.

دومین گام در این پروژه ترکیب پهنه باند مالتی گیگا بیت با سرویسهای هوشمند و ایجاد و شبکه های مالتی گیگا بیت جهت طراحی استخوان بندی طرح و ایجاد پیرو های 10 گیگابیتی در انتها می باشد.

در پاسخ به گرایشی بازار شبکه اترنت گیگابیت به شبکه های خصوصی در دهها کیلومتر دورتر کشیده شده است با استفاده از شبکه اترنت 10 گیگابیتی ضمن دسترسی به سرعتهای بسیار بالا امکان افزایش مسافت میان شبکه ها نیز فراهم گردیده است.

در آینده مدیران شبکه خواهند توانست با استفاده از شبکه اترنت 10 گیگا بیتی، معماری شبکه های WAN, MAN, LAN را درلایه دوم ارسال اطلاعات به عهده بگیرند.

پهنا یا نه شبکه اترنت را می توان در فاصله10Mbps تا 10Gbps – نسبت 1 به 1000 بدون در نظر گرفتن مسایل مربوط به سرویسهای هوشمند شبکه مانند لایه 3 نوع و 7 و کیفیت سرویس دهی شبکه CSOS کلاس سرویس دهی COS Caching به تعادل بار اعمال شده به سرور، امنیت و سیاستگذاری بر اساس قابلیت های شبکه، تنظیم نمود.

به سبب پیوستگی و یکنواختی شبکه اترنت در کلیه محیط ها، با گسترش IEEE802.3ac می توان خدمات دهی در کلیه سطوح شبکه، شامل ساختارهای زیر بنایی WAN, MAN, LAN را نیز به انجام رسانید.

در چنین وضعیتی همسویی شبکه های طراحی شده بر اساس صدا و اطلاعات از طریق اترنت به امری بدیهی مبدل خواهد گردید.

از سوی دیگر با بهینه شدن سرویس دهی Tcpiip امکان انتقال اطلاعات بسته بندی شده صدا و تصویر ویدئویی بدون انجام اصلاحات و تغییرات در شبکه اترنت فراهم خواهدگردید با بررسی وضعیت نسخه های قدیمی‏تر اترنت به این نتیجه خواهیم رسید که هزینه انتقال 10 گیگا بیت اطلاعات در ثانیه با ایجاد تکنولوژی جدید به شدت تنزل پیدا خواهد نمود.

بر خلاف سیستم های ارتباطی لیزری 10 گیگابیت در ثانیه، شبکه اترنت 10 گیگابیتی در فواصل کمتر از 40 کیلومتر و با استفاده از فیبرهای نوری تک مد (SM) امکان کاهش هزینه ها را با استفاده از تشکیلات اپتیکی Uncooled (گرم) و لیزرهایی از نوع Vesel, Vertical Cavity emitking lasesr که جهت کهاش PMD سبب کاهش هزینه ها می گردند، فراهم خواهد آورد.

علاوه بر این تکنولوژی تولید تراشه های سیلیکونی امکان تولید تراشه های سیلیکونی امکان تولید تراشه های بسیار فشرده و ارزانقیمت را فراهم خواهد آورد.

دست آخر اینکه بازار مصرف با هر گونه حرکت در زمینه تکنولوژی های جدید شتاب بیشتری را در میان سازندگان ایجاد می نماید.

Inter Operability یکی از رموز موفقیت شبکه اترنت امکان ارتباط داخلی ما بین تولید کنندگان (Verdors) می باشد.

به منظور حفظ ماموریت نهایی، در شناسایی و گسترش و همچنین ایجاد سیستم های 10 گیگا بیتی اترنت، در ماه می سال 2002 میلادی بزرگترین شبکه داخلی اترنت 10 گیگابیتی ایجاد گردید.

شبکه Multivendor زنده فوق در نمایشگاه Networld+Interop لاس و گاس، ایالت نوارا به نمایش گذاشته شد.

این شبکه متشکل از 23 تولید کننده بوده و طیف وسیعی از محصولات در آن ارائه می گردد، محصولاتی از قبیل سیستم ها، وسایل آزمون و اندازه گیری تجهیزات و اجزاء مربوط به کابل کشی و تجهیز سیستم های مربوطه در این شبکه ارائه می گردد.

حد نهایی این شبکه به 200 کیلومتر رسیده و 5 تا 7 پورت PMO بر اساس IEEE3ac , ، 10Gbas SR , 10Gbase-LR، 10Gbase LX4, 10Gbase LW در آن گنجانیده شده است.

این شبکه دارای 10 شبکه تقویتی (hops?)، رابط های 18 10Gbe بوده و کلیه ویژگی های شبکه نهایی را دارا می باشد یعنی: WAN, MAN, LAN به عنوان نمونه 12 کمپان مختلف (ارتباطات Chip-to-chip خود را از طریق اینترفیس IEEE8023ae XAUI برقرار ساخته اند.

مجموعه محصولات و تکنولوژی‏های ارائه شده نمایانگر سال ها تحقیق و همکاری می‏باشند که در فرم شبکه اترنت 10گیگابیتی درسراسر جهان متبلور شده است.

Application for 10Gigabit Ethernet شبکه اترنت 10گیگابیتی در شهرها بزرگ (ابرشهرها) اصولاً تولید کنندگان و مصرف کنندگان همگی بر این باور هستند که شبکه اترنت ارزانقیمت گسترده و سازگار با سیستم های دیگر 10 مگا بیتی می باشد.

امروزه می‏توان یک بسته اطلاعات را از طریق شبکه اترنت نوری واقع در یک محل کوچک و از طریق یک سر در محلی و از طریق شبکه کشوری DWDN1 (مالتی پلکس امواج متراکم (dense ware dirision multiplexing به درون شبکه فرستاد و در نهایت این بسته اطلاعاتی را از طریق یک کامپیوتر شخصی متصل به اتصال دهنده BNC (Bayonet Neill Coneclmsn) بدون هر گونه تغییر درماهیت بسته و هر نوع پروتوکول دریافت نمود.

بطور کلی اترنت در همه جا ظهور داشته و شبکه اترنت 10 گیگابیتی هیچگونه نقصی از لحاظ عمکلرد ندارد.

شبکه اترنت گیگا بیت به عنوان استخوانبندی شبکه ابر شهرها و با استفاده از فیبر نوری به خدمت گرفته شده است.

با استفاده از اینترفیس های 10 گیگابیت مناسب، فرستنده ها و گیرنده های نوری و فیبرهای نوری تک مد سرویس دهندگان شبکه می‏توانند تا فواصل 40 کیلومتر یا طولانی تر را پوشش دهند.

10 Gigabit ethernet in local Area Networks شبکه اترنت 10 گیگابیتی در شبکه های محلی تکنولوژی اترنت در حال حاضر نیز به عنوان مهمترین تکنولوژی درمحیطهای LAN سریع کاربرد دارد.

باگسترش شبکه 10 گیگا بیتی در خانواده اترنت، امکان پشتیبانی شبکه در سرعتهای بالاتر و پهنه باند وسیعتر فراهم می گردد.

همانند تکنولوژی گیگابیت به استاندارد 10 گیگا بیت نیز هر دو نوع فیبرهای تک مد و مالتی مد را پشتیبانی می نماید.

با این وجود در شبکه اترنت 10 گیگابیت فاصله نهایی 50 کیلومتری در پروژه 10 گیگابیت به 40 کیلومتر افزایش یافته است.

فایده افزایش مسافت این است که با افزایش برد شبکه های Lan، امکان مدیریت شبکه از مرکز کنترل تا شعاع 40 کیلومتری فراهم شده و اطلاعات اختصاصی خود می پردازند.

همچنین این مدیران می توانند با استفاده از تکنولوژی جدید شبکه های کوچکتری خود در شعاع 40 کیلومتر را نیز پوشش دهند.

در درون مراکز کنترل نیز می توان با استفاده از تجهیزات Switch-to-Switch و Switch-to-applition امکان برقراری اطلاعات را از طریق میزهای نوری مالتی مد با پشتیبانی اسکلت بندی اترنت 10 گیگا بیتی، در جهت ارضاء نیاز گسترده به سیستم های نیازمند به پهنای باند وسیعتر فراهم ساخت.(شکل 5) با استفاده از استخوان بندی شبکه اترنت 10گیگا بیتی، کمپانی های مربوط نیز می توانند به ادامه خدمات مربوطه مانند پشتیبانی فیلم های ویدئویی تصویر برداری پزشکی، کاربردهای متمرکز و گرافیک‏های با کیفیت عالی و بی تغییر بپردازند، همچنین این شبکه امکان ارتباطات بسیار سریع را با توجه به پهنای باند بسیار وسیع موجود فراهم می سازد.

10 Gigabit Eternet in the Storage Area Network شبکه اترنت 10 گیگابیتی درمراکز ذخیره اطلاعات شبکه شبکه ارتباطی اترنت 10 گیگابیتی درمراکز ذخیره اطلاعات متصل به شبکه NAS و شبکه های ذخیره اطلاعات SAN کاربرد دارند.

پیش عرضه شبکه‏های اترنت 10 گیگابیتی، برخی از تولید کنندگان و طراحان بر این عقیده بودند که این شبکه توانایی اجرای وظایف محوله را ندارد.

آنها بر این عقیده بودند که شبکه اترنت فاقد dump track leads woth of data می باشد ] فاقد ظرفیت بارهای اطلاعاتی بسیار سنگین می باشد[.

در حال حاضر شبکه اترنت توانایی ذخیره و حمل اطلاعات را در جمعی بسیار وسیعتر از آنچه در سیستم های مشابه همانند شبکه های 1 یا 2 گیگا بیتی به Uttra 160 or 32 SCSI ، atmoc –3,oc72 , oc7a2 ، High perfarmance Parallel Intes face HIPPI انتظار می رفت را از خود نشان داده است به دلیل اینکه درحال حاضر سر مدهای ذخیره اطلاعات اترنت، کتابخانه های نوار مغناطیسی و سر مدهای محاسباتی کامپیوتری مشغول به فعالیت می‏باشند، استفاده کنندگان از شبکه می توانند منتظر ظهور شبکه اترنت 10 گیگابیتی تا نیمه دوم سال 2003 باقی بمانند.

در حال حاضر کاربردهای بسیار وسیعی در زمینه شبکه های ذخیره اطلاعاتی 10 گیگابیتی وجود دارد (شکل 6).

این کاربرد عبارتند از: -بازیابی اطلاعات تجاری -ایجاد فایل های پشتیبان back-up از راه دور -ذخیره اطلاعات در صورت نیاز -ایجاد شبکه های media بصورت پیوسته 10 Gigabit Ethernet in wide Area Networks شبکه های اترنت 10 گیگا بیتی در شبکه ‏های وسیع و گسترده با ایجاد شبکه اترنت 10 گیگابیتی، خدمات دهندگان اترنتی ISP و خدمات دهندگان شبکه NGS توانایی ارائه خدمات بسیار سریع با حداقل قیمت را با استفاده از تجهیزات فیبرنوری که بطور مستقیم به SONET/SPH متصل گردیده اند بدست خواهند آورد.

شبکه اترنت 10 گیگابیتی مرتبط با WANPHY همچنین امکان ساخت WAN را که از لحاظ وضعیت جغرافیایی پراکنده بوده و میان POPS (محل ظهور) و یا شبکه های SONET/SDH/TPM قرار گرفته اند فراهم می سازد.

ایجاد ارتباط میان شبکه اترنت 10 گیگابیتی و سوئیچ سر مدها و DWPM یا LTE (Line termination eqaipmant), (dense ware division multiplexing) از لحاظ فاصله بسیار محدود بوده و از 300 متر کمتر می باشد (شکل 7) the 10 Gigabit Ethernet technology تکنولوژی شبکه اترنت 10 گیگابیتی 10GbE Chip Interfaces اینترفیس (مدارهای واسط) 10 گیگابیتی یکی از جالب ترین نوآوری ها در زمینه اترنت 10گیگابیتی اینترفیسی است که تحت عنوان XAUI نامگذاری شده است.

این اینترفیس از نوع MacPHY بوده و به عنوان جایگزین XGMII (اینترفیس مستقل 10 گیگابیتی) شناخته می‏شود.

XAUI از نوع اینترفیس های دیفرانسیل Lowpin-Count می باشد که هزینه های طراحی را به نحو چشمگیری تقلیل می‏دهد.

XAUI در واقع مدل گسترش یافته XGMII یعنی اینتر فیس مستقل گیگابایتی محسوب می گردد.

XGMII اینترفیس به پهنای باند Z4 (32 بیت دیتا شامل فرستنده و گیرنده) می باشد که می توان از آن در اترنت MAC به PHY بهره برد.

XAUI را می توان به عنوان مدل جایگزین یا حتی پیشرفته تر بکار برد.

XGMII در کاربرد هایی مانند ارتباط Chip –to-Chip که از موارد مشهور MAC به PHY محسوب می گردند، نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

XAUI از نوع Low pin Count و خط سریال باس با ساعت داخلی و اختصاصی Self-clocked می باشد که اساساً از تکامل شبکه اترنت 1000 BASE XPHY حاصل شده است.

سرعت این اینتر فیس در حدود5/2 برابر 1000 BASE –X می‏باشد.

با آرایش چهار خط سریال، اینترفیس4bit XAUI در حدود 10 برابر آنچه را که در شبکه اترنت 10 گیگابیتی مورد نیاز است پشتیبانی می‏کند.

Optical fiber and 10 Gigabite Ethernet فیبر نوری و شبکه اترنت 10 گیگا بایتی Ethernet، (شبکه ارتباطاتی اداری (Office) که در سال 1979 توسط کمپانی زیراکس (Xerox Coporation) شکل گرفته است (دایره المعارف بریتانیکا) Introduction مقدمه با ایجاد شبکه های ارتباطاتی اترنت 10 گیگابایتی، طراحان شبکه به دلیل وجود محدودیت های فیزیکی مربوط به فیبرهای نوری با مسایل و مشکلات جدیدی روبرو شدند.

به سبب افزایش نرخ تبادل اطلاعات (data) آثار و نتایجی مربوط به طبیعت فیزیکی فیبرهای نوری از قبیل ایسپرسیون (تفرق) شامل اینتر مدال، تفرق کروماتیک یا پلاریزاسیون، مشکلاتی را بر سر راه طراحان بوجود آورده و این مسایل به عنوان یکی از شاخص های قابل توجه در خطوط ارتباطی شبکه های نسبتاً دور 10 گیگایتی به هنگام طراحی مدارهای الکترونیکی در نظر گرفته می شوند.

در این مقاله در ابتدا به شرح دنیای فیبرهای نوری پرداخته سپس به عنوان نمونه طرح یکی از شبکه های 10 گیگا بایتی را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

Fiber 101 فیبر 101 بطور کلی فیبرهای نوری به دو دسته کلی تقسیم می شوند.

فیبرهای مالتی مد و فیبرهای تک مد Single mode ]فیبرهای ساده و مرکب[ لازم به ذکر است که هر دو نوع فیبر بطور گسترده در شبکه های ارتباطاتی و خطوط ارسال دیتا کاربرد دارند و به نحو گسترده ای از آنها استفاده شده است.

این دو نوع فیبر نوری از دهه 70 میلادی بازار تجاری فیبرهای نوری را قبضه کرده اند.

اصولاً وجه تمایز این فیبرها و به عبارتی علت نامگذاری این خطوط بر اساس تعداد مدهای قابل گذر و موجود در هسته این فیبرها شکل گرفته است.

درحقیقت مد Mode عبارتست از مسیری که موج نوری از طریق آن (از درون فیبر) گذرمی کند.

یک فیبر نوری مالتی مد امکان گذر و جابجایی چندین دسته نوری را بطور همزمان فراهم می سازد در حالیکه از یک فیبر تک مد (Single) تنها یک دسته نور میتواند عبور کند.

در فیبرهای مالتی مد زمان انتشار و گذر هر دسته نور (طور موج) در طور رشته فیبر با دیگری تفاوت دارد که این متولد به تفرق یا پراکنش میان مد (Intermodal) معروف می باشد به تفاوت تاخیر زمانی میان مدهای مختلف PMD(یا تاخیر مد دیفرانسیلdifferentiak Mode Delay گفته می‏شود.

DMD پهنای باند یا وسعت گذردهی فیبرهای چند مدی در محدود می سازد این مقوله بسیار حائز اهمیت می باشد چرا که شاخصی پهنای باند ظرفیت گذردهی اطلاعاتی را تعیین می نماید به عبارت دیگر این شاخص حد نهایی کارآیی سیستم های انتقال اطلاعاتی را در سرعت انتقال دیتا بر حسب بیت دون بروز خطا مشخص می سازد.

دسته شعاع های نوری در امتداد هسته فیبرنوری جابجای می شوند (شکل1) روکش یا پوشش درواقع لایه ای است که هسته را احاطه کرده است.

این لایه به شکلی ساخته شده که مانع از خروج دسته پرتو نوری از درون هسته به خارج گردد.

هنگامیکه دسته پرتو نوری درون هسته به این لایه برخورد پیدا می‏کند به درون هسته بازتاب می گردد.

شرایط بازتاب کلی نوری (پدیده ای که مانع از خروج دسته پرتو نوری از هسته می گردد) بستگی به دو عامل یعنی زاویه تابش پرتورهای نوری و ضریب شکست لایه محافظ دارد.

ضریب شکست (n) فاقد واحد (دیمانسیون) می باد و عبارتست از نسبت سرعت حرکت نور در یک محیط ویژه به سرعت حرکت همان دسته نور در خلاء جهت حبس یک دسته پرتو نوری درون هسته لازم است تا ضریب شکست لایه محافظ (n1) از ضریب شکست هسته کوچکتر باشد.

فیبرهای نوری را بر اساس مشخصات هسته و ضریب شکست لایه محافظ دسته بندی می کنند.

فیبرهای تک مد نسبت به فیبرهای چند مد دارای هسته ای به مراتب کوچکتر (لاغرتر) می‏باشند.

با این وجود در هنگام معرفی فیبرهای تک مدی از شاخص Mode fieled diameter MDF بیان کننده توزیع توان نوری در فیبر نسبت به فیبرهایی با قطر برابر می باشد.در برخی از موارد این شاخص بیان کننده Spot Size ابعاد نقطه ای می باشد.

اغلب MDF از قطر هسته بزرگتر بوده و در شرایط نرمال ما بین 8 تا 10 میکرون تغییر می یابد درحالیکه قطر هسته اغلب فیبرهای تک مد 8 میکرون یا کمتر است.

برعکس در فیبرهای چند مد قطر هسته و لایه محافظ به عنوان شاخص های شناسایی مد نظر قرار میگیرند.

به عنوان مثال فیبری با قطر هسته 5/62 میکرون ولایه محافظ (بازتاب) 125 میکرون تحت عنوان فیبر 125*5/62 میکرون نامگذاری میشود.

انواع مرسوم فیبرهای چند مد دارای قطر هسته برابر 50 یا 5/62 میکرون و قطر لایه محافظ 125 میکرون می‏باشند.

قطر لایه محافظ در انواع تک مد 125 میکرون می باشد.

فیبرهای تک مد توانایی حمل یک دسته موج نوری را داشته و به همین علت پدیده تفرق درون مد نیز در آنها مشاهده نشده پس پهنای باند نیز در آنها نسبت به انواع مالتی مد وسیعتر می باشد به همین علت می توان با استفاده از انوع فیبرهای نوری تک مد حجم مشخص از اطلاعات را در مسافتی دورتر و با سرعتی بیشتر نسبت به انواع مالتی مد ارسال نمود.

به همین علت در صنایع ارتباطی با ترافیک سنگین تنها از انواع تک مد استفاده می‏شود ودر اغلب شبکه های ارتباطی شهرهای بزرگ (ابر شهرها) و حومه آنها از این نوع فیبرها استفاده می‏شود.

در خطوط ارتباطی دور دست، شبکه وسیعی از این نوع کابل ها درزیر خیابان ها، مزارع ذرت، تونل های تلفن و غیره نقاط مختلف کشور را به هم مربوط ساخته است.

اگر چه انواع تک مد برای پهنای باند وسیعتری می‏باشند اما در عوض انواع چند مد امکان انتقال اطلاعات با سرعت بسیار زیاد را در خواص محدود فراهم می سازند.

از سوی دیگر قطر کوچک هسته فیبرهای تک مد سبب ایجاد مشکلاتی درکوپل نمودن انرژی نوری مطلوب در فیبر می گردد.

به علت امکان انتخاب محدوده وسیعتری از خطاهای احتمالی به هنگام کوپل نمودن انواع فیبر چند مد می توان از فرستنده هایی با ضریب خطا بالاتر و در نتیجه ارزانقیمت تر بهره برد و در نتیجه از مولدهای نوری یا لیزری ارزانقیمت تری نیز استفاده نمود.

با توجه به دلایل فوق می توان دریافت که استفاده از انواع فیبرهای چند مدی در فواصل کوتاه و شبکه های LAN از مزیت های بیشتری برخوردار می باشد.

Optical Fiber Standardization استاندارد نمودن فیبرهای نوری مجموعه ای از سازمانهای داخلی و بین المللی مسئولیت مدیریت و بررسی فیبرهای نوری فاقد پوشش خارجی و یا انواع کابلهای نوری را چه در مرحله تولید و چه در شرایط کاری به عهده دارند.

منشور نهایی و برگزیده ارائه شده از سوی رای سازمان ها را می توان در چند اصل مهم و اساسی خلاصه نمود.

با ارائه استانداردهای مربوط به ارسال پیام ها از طریق فیبرهای نوری ماند دیسپرسیون مدال نقطه شکست طول موج و تضعیف نیرو، امکان حصول اطمینان از سوی فروشنده و خریداراز لحاظ تضمین ظرفیت ها و همچنین اطمینان از صحت عملکرد و پایداری سیستم ها فراهم خواهد آمد.

در این بین تولید کنندگان و طراحان نیز می توانند با ارائه محصولات متنوع و توسعه سیستم ها، انعطاف بیشتری از خود نشانداده و بازار مصرف متنوع تری را بوجودآورند.

و ضمن ثبت این استانداردها تجارت بین المللی را نیز تقویت نمایند.

به غیر از مشخصات مکانیکی و نحوه تولیدکابل های نوری ومشخصات وابسته که تحت عنوان استانداردهایموجوددرارتباط با هر کابل نوری ارائه می‏شود شاخص هایی از قبیل پهنای باند، ضریب تضعیف سیگنال (attenuation) در مورد فیبرهای مالتی مد، ضریب تضعیف سیگنال، پراکنش کروماتیک و شکست پهنای موج در مورد فیبرهای تک مد نیز به هنگام عرضه فیبرهای نوری مورد توجه قرار می گیرند.

جهت بررسی این اصطلاحات و شاخص‏ها به ضمیمه مراجعه شود.

سیستم های استاندارد سازی در ارتباط با فیبرهای نوری عبارتند از: سازمان بین المللی استاندارد ISO این سازمان جهت استاندارد نمودن تشکیل شده و در سطح جهان بیش از 90 شعبه دارد.

جهت استاندارد نمودن فیبرهای نوری و اطلاعات مربوطه، سازمان IEC,ISO ضمن تشکیل کمیته فنی مشترک (Jtc)، استانداردهای لازم را ارائه کرده اند.

کمیسیون بین المللی فنی، الکتریکی IEC این سازمان در زمینه سیستم های الکترونیکی و صنایع ارتباطی فعالیت نموده و در 50 کشور جهان عضو و شعبه دارد.

در ارتباط با فیبرهای نوری شبکه های ارتباطی اترنت 10 گیگابایتی استاندارد IEE802.3 و ISO/IEC 1787 برای فیبرهای نوری مورد استفاده در این سیستم ها ارائه شده است.

همچنین جهت بررسی جزئیات دقیق مربوط به فیبرهای نوری استاندارد IEC 60713-2 ارائه گردیده است.

اتحادیه صنایع ارتباطاتی و مخابراتی TLA TLA زیر چتر اتحادیه صنایع الکترونیک EIA فعالیت نموده و بر مسایلی چون صنایع ارتباطاتی و مخابراتی و تکنولوژی اطلاعاتی متمرکز شده است TLA در اصل به عنوان صنایع تلفن و ارتباطات غیر وابسته و غیر متعهد ایالات متحده آمریکا شروع به فعالیت خود اما بعدها به سبب گستردگی این صنعت و مسایل فنی موجود در سطح جهانی به فعالیت پرداخت TLA به همراه سازمان ملی استاندارد ایالات متحده آمریکا TLA به ارائه استانداردهای مربوط به فیبرهای نوری و دستورالعمل های آزمون سیستم ها پرداخته است.

اتحادیه مخابرات بین المللی ITU ITU در حقیت در سازمان ملل متحده شکل گرفت و همانند ISO دارای اعضاء مختلفی در سطح بین المللی می باشد.

بیش از 180 کشور در ITU عضویت دارند.

ITU در حقیقت در سازمان ملل متحده شکل گرفت و همانند ISO دارای اعضاء مختلفی در سطح بین المللی می باشد.بیش از 180 کشور در ITU عضویت دارند.

ITU فیبرهای نوری تک مد را تحت استانداردهای C633, C632، استاندارد نموده و چه تولید کننده و چه خریداران همگی از این استانداردها پیروی می کنند.

Multimide fibers فیبرهای مالتی مد فیبرهای مالتی مد اکثراً در فواصل نزدیک و در شبکه های ارتباطی که حداکثر 2 کیلومتر از یکدیگر فاصله داشته باشند مورد استفاده قرار می گیرند (LAN).

پس از ارائه استاندارد FDDI (اینترفیس انتقال و توزیع و توزیع دیتا در فیبرهای نوری) استفاده از فیبرهای چند مد (مالتی مد) 125*5/62 میکرون رواج یافت FDDI توسط ANSI در دهه 80 میلادی ارائه شده و بدین ترتیب استفاده ازفیبرهای مالتی مد 5/62 در شبکه های LAN دانشگاهی رایج شد.

فیبرهای مالتی مد FDDI هم اکنون دربسیاری از سیستم های ارتباطی از قبیل اترنت، ATM , token ring و همچنین استاندارد کابل سازی tIA/ALM 586/A کاربرد دارد.

در حین توسعه استاندارد FDDI انواع مختلفی از فیبرهای مالتی مد و تک مد جهت استفاده در سیستم های LAN در حداکثر فاصله 2 کیلومتر و انتقال ارتباطات در سطح 100Mbps (125مگابایت) مورد توجه قرار گرفتند.

انواع مالتی مد نسبت به انواع تک مد ارجعیت داشتند چرا که در فواصل 2 کیلومتر هزینه گیرنده های مربوط بسیار پایین تر می باشد.

در آن زمان فیبرهای تجاری مورد توجه عبارت بوده اند از کابل هایی به قطر: میکرون 140/100/125/85/125/5/62/125/50 فیبرهای 125/50 میکرونی در اروپا و ژاپن مورد توجه قرار گرفته و تحت عنوان استاندارد ISO/IEC11801 (قابل های ژسزیک بر اساس سفارش مشتری) استاندارد شدند: انوع فیبرهای 125/85 نیز در سطح بین المللی در شبکه های LAN مورد توجه قرار گرفتند.

انواع 140/100 نیز در شبکه های ارتباطی و مخصوصاً کاربردهای نظامی مورد استفاده قرار گرفته است.

ظرفیت حمل پیام های ارتباطی اساساً بر حسب واحد (پهنای باند محصول بر کیلومتر) (MHZ/KM) مشخص شده و اساساً بیانگر مسافتی است که در سرعت مشخص انتقال اطلاعات (مثلا یک گیگا بیت یا 10 گیگابیت) بدون خطا توسط موج نوری قابل پیمایش می باشد.

اساساً هر چه سرعت انتقال در یک طول موج مشخص افزایش یابد از مسافت پیموده شده بدون خطا کاسته خواهد شد.