Gigabit Ethernet (GbE)

Qu’est-ce que le Gigabit Ethernet (GbE)?

Le Gigabit Ethernet (GbE), une technologie de transmission basée sur le format et le protocole de trame Ethernet utilisés dans les réseaux locaux (LAN), fournit un débit de données de 1 milliard de bits par seconde, soit 1 gigabit (Go). Gigabit Ethernet est défini dans la norme 802.3 de l’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) et est actuellement utilisé comme épine dorsale dans de nombreux réseaux d’entreprise.

Gigabit Ethernet connecte des ordinateurs et des serveurs dans des réseaux locaux. Ses améliorations de la vitesse de transfert de données et du câblage ont incité de nombreuses entreprises à remplacer Fast Ethernet par Gigabit Ethernet pour les réseaux locaux câblés.

Gigabit Ethernet est transporté sur fibre optique ou fil de cuivre. Les réseaux locaux Ethernet existants avec des cartes 10 mégabits par seconde et 100 Mbps peuvent alimenter un réseau dorsal Gigabit Ethernet.

Des normes plus récentes, telles que le 10 GbE, une norme de réseau 10 fois plus rapide que le Gigabit Ethernet, émergent également. Aujourd’hui, les centres de données et les entreprises disposent d’une myriade d’options de vitesses Gigabit Ethernet, y compris 10 GbE, 20 GbE, 40 GbE et 100 GbE pour la commutation de base.

Fonctionnement du Gigabit Ethernet

Les réseaux Gigabit Ethernet peuvent fonctionner comme des réseaux semi-duplex pour les médias partagés ou comme des commutateurs Ethernet avec un réseau full-duplex commuté.

Gigabit Ethernet utilise la même structure de cadrage 802.3 que l’Ethernet standard. Il prend en charge des vitesses de 1 Go par seconde (Gbps) à l’aide de la détection d’accès multiple / Détection de collision (CSMA / CD) par Carrier Sense. Le CSMA / CD gère les transmissions après une collision. Le débit de transmission peut provoquer l’intersection de paquets de données lorsque deux périphériques du même réseau Ethernet tentent de transmettre des données en même temps. Le CSMA/CD détecte et rejette les paquets de données entrés en collision.

Les vitesses Gigabit Ethernet sont fournies par des câbles en cuivre ou en fibre optique. Les câbles à fibres optiques sont nécessaires pour les transmissions à longue portée de plus de 300 mètres (m). Cependant, les câbles Ethernet traditionnels peuvent transmettre des données à des vitesses gigabits sur des distances plus courtes – en particulier, les câbles Cat5e ou supérieurs ou la norme de câblage 1000Base-T et supérieure. Le câble Cat5e, par exemple, se compose de quatre paires de huit fils torsadés dans un câble.

Types de Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet est implémenté dans différentes normes de couche physique de câblage, notamment les suivantes:

• 1000Base-CX. Cette norme, qui est utilisée pour les connexions jusqu’à 25 m, utilise soit un câblage twinaxial équilibré, soit un câblage à paire torsadée blindée (STP).
• 1000Base-SX. Cette norme, qui est utilisée pour les connexions jusqu’à 220 m, utilise des câbles à fibres optiques pour les transmissions à courte longueur d’onde.
• 1000Base-LX. Cette norme, qui est utilisée pour les connexions jusqu’à une distance maximale de 5 kilomètres (km), utilise des câbles à fibres optiques.
• 1000Base-T. Cette norme, utilisée pour les connexions jusqu’à 100 m, utilise des câbles en cuivre à paire torsadée non blindée (UTP) avec Cat5, Cat5e, Cat6 et Cat7.
• 1000BASE-T1. Cette norme, qui est utilisée pour les connexions jusqu’à 15 m, utilise des câbles en cuivre STP.
• 1000BASE-TX. Cette norme, similaire à 1000Base-T, est utilisée pour les connexions jusqu’à 100 m. Elle utilise des câbles en cuivre UTP. Mais cette norme ne reçoit pas beaucoup de reconnaissance en raison de son coût et de ses exigences en matière de câbles Cat6 et Cat7.
• 1000BASE-KX. Cette norme, qui est utilisée pour les connexions jusqu’à 1 m, utilise des câbles de type UTP.

Avantages du Gigabit Ethernet

Le Gigabit Ethernet offre les avantages suivants:

• Fiabilité. Les câbles à fibres optiques utilisés dans certaines offres Internet gigabit sont plus durables et plus fiables que le câblage en cuivre traditionnel.
• Vitesse. Une vitesse de transmission de 1 Gbit / s devrait être plus que suffisante pour la plupart des applications en ligne aujourd’hui.
• Moins de latence. Les taux de latence réduits vont de 5 millisecondes à 20 ms.
• Transfert ou diffusion de données vidéo. Gigabit Ethernet peut diffuser en douceur du contenu 4K à une fréquence d’images élevée.
• Prise en charge multi-utilisateurs. Internet haut débit peut être divisé en plusieurs tâches pour prendre en charge plusieurs appareils.

Historique

En tant que l’une des technologies LAN les plus utilisées, Ethernet a été introduit en 1973 et a évolué au fil des ans:

• En 1995, Fast Ethernet a été introduit et, en standard, est resté la version Ethernet la plus rapide pendant trois ans. Fast Ethernet a été conçu pour transporter du trafic à un débit de 100 Mbps.
• En 1998, trois ans après l’introduction de Fast Ethernet, le Gigabit Ethernet a été introduit par l’IEEE pour remplacer Fast Ethernet. Il fournissait un débit de données de 1 Go et nécessitait initialement l’utilisation de câbles à fibres optiques.
• En 1999, une nouvelle norme a été adoptée pour permettre l’utilisation du câblage UTP Cat5, Cat5e ou Cat6. Cela s’appelait 1000Base-T.
• En 2002, 10 GbE ont été introduits.
• En 2004, les normes 1000BASE-LX10 et 1000BASE-BX10 ont été ajoutées.
• En 2010, une norme pour 40 GbE et 100 GbE a été introduite pour prendre en charge l’agrégation de points de terminaison et de liens.
• En 2013, l’IEEE a publié les résultats d’un groupe d’étude Ethernet pour une norme de 400 GbE.
• En 2017, l’IEEE a ratifié 200 GbE et 400 GbE, qui sont respectivement deux fois et quatre fois plus rapides que 100 GbE.
• La feuille de route technologique de l’Alliance Ethernet prévoit que des vitesses Ethernet de 800 Gbit/s à 1,6 térabits par seconde deviendront une norme IEEE entre 2023 et 2025.

En savoir plus sur 400 GbE et son effet sur les réseaux d’entreprise dans cet article.