Gigabit Ethernet (GbE)

Che cosa è Gigabit Ethernet (GbE)?

Gigabit Ethernet (GbE), una tecnologia di trasmissione basata sul formato frame Ethernet e sul protocollo utilizzato nelle reti locali (LAN), fornisce una velocità di trasmissione di 1 miliardo di bit al secondo o 1 gigabit (Gb). Gigabit Ethernet è definito nell’Istituto di ingegneri elettrici ed elettronici (IEEE) 802.3 standard ed è attualmente utilizzato come spina dorsale in molte reti aziendali.

Gigabit Ethernet collega computer e server in reti locali. I suoi miglioramenti nella velocità di trasferimento dati e nel cablaggio hanno spinto molte aziende a sostituire Fast Ethernet con Gigabit Ethernet per reti locali cablate.

Gigabit Ethernet viene effettuata su fibra ottica o filo di rame. Le LAN Ethernet esistenti con schede da 10 megabit al secondo e 100 Mbps possono essere alimentate in una spina dorsale Gigabit Ethernet.

Nuovi standard, come 10 GbE, uno standard di rete che è 10 volte più veloce di Gigabit Ethernet, stanno emergendo anche. Oggi, i data center e le imprese hanno una miriade di opzioni di velocità Gigabit Ethernet, tra cui 10 GbE, 20 GbE, 40 GbE e 100 GbE per la commutazione core.

Come funziona Gigabit Ethernet

Le reti Gigabit Ethernet possono funzionare come reti half-duplex per supporti condivisi o come switch Ethernet con una rete full-duplex commutata.

Gigabit Ethernet utilizza la stessa struttura di framing 802.3 di Ethernet standard. Supporta velocità di 1 Gb al secondo (Gbps) utilizzando Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect (CSMA/CD). CSMA / CD gestisce le trasmissioni dopo che si è verificata una collisione. La velocità di trasmissione può causare l’intersezione dei pacchetti di dati quando due dispositivi sulla stessa rete Ethernet tentano di trasmettere dati contemporaneamente. CSMA / CD rileva e scarta i pacchetti di dati in collisione.

Le velocità di Gigabit Ethernet sono consegnate dai cavi a fibre ottiche o del rame. I cavi a fibre ottiche sono necessari per trasmissioni a lungo raggio di oltre 300 metri (m). Tuttavia, i cavi Ethernet tradizionali possono trasmettere dati a velocità gigabit su distanze più brevi – in particolare, cavi Cat5e o superiori o lo standard di cablaggio 1000Base-T e superiori. Il cavo Cat5e, ad esempio, è costituito da quattro coppie di otto fili ritorti in un unico cavo.

Tipi di Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet è implementato in diversi standard di livello fisico di cablaggio, tra cui i seguenti:

• 1000Base-CX. Questo standard, utilizzato per connessioni fino a 25 m, utilizza cavi biassiali bilanciati o cavi schermati a doppino intrecciato (STP).
• 1000Base-SX. Questo standard, utilizzato per connessioni fino a 220 m, utilizza cavi in fibra ottica per trasmissioni a lunghezza d’onda corta.
• 1000Base-LX. Questo standard, che viene utilizzato per connessioni fino a una distanza massima di 5 chilometri (km), utilizza cavi in fibra ottica.
• 1000Base-T. Questo standard, utilizzato per connessioni fino a 100 m, utilizza cavi in rame a doppino non schermato (UTP) con Cat5, Cat5e, Cat6 e Cat7.
• 1000BASE-T1. Questo standard, che viene utilizzato per connessioni fino a 15 m, utilizza cavi in rame STP.
• 1000BASE-TX. Questo standard, che è simile a 1000Base-T, viene utilizzato per connessioni fino a 100 m. Utilizza cavi in rame UTP. Ma questo standard non riceve molto riconoscimento a causa del suo costo e dei requisiti dei cavi Cat6 e Cat7.
• 1000BASE-KX. Questo standard, che viene utilizzato per connessioni fino a 1 m, utilizza cavi di tipo UTP.

Vantaggi di Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet offre i seguenti vantaggi:

• Affidabilità. I cavi a fibre ottiche utilizzati in alcune offerte Internet gigabit sono più durevoli e affidabili rispetto ai tradizionali cablaggi in rame.
• Velocità. Una velocità di trasmissione di 1 Gbps dovrebbe essere più che sufficiente per la maggior parte delle applicazioni online oggi.
• Meno latenza. I tassi di latenza ridotti variano da 5 millisecondi a 20 ms.
• Trasferimento o streaming di dati video. Gigabit Ethernet può trasmettere senza problemi contenuti 4K a un frame rate elevato.
• Supporto multiutente. Internet ad alta velocità può essere suddiviso in più attività per supportare più dispositivi.

Storia

Come una delle tecnologie LAN più utilizzate, Ethernet è stata introdotta nel 1973 e si è evoluta nel corso degli anni:

• Nel 1995, Fast Ethernet è stato introdotto e, come standard, è rimasto la versione più veloce di Ethernet per tre anni. Fast Ethernet è stato progettato per trasportare il traffico ad una velocità di 100 Mbps.
• Nel 1998, tre anni dopo l’introduzione di Fast Ethernet, Gigabit Ethernet è stato introdotto da IEEE per sostituire Fast Ethernet. Ha fornito una velocità di trasmissione dati di 1 Gb e inizialmente richiesto l’uso di cavi in fibra ottica.
• Nel 1999 è stato approvato un nuovo standard che ha consentito l’utilizzo di cavi UTP Cat5, Cat5e o Cat6. Questo è stato chiamato 1000Base-T.
• Nel 2002 è stato introdotto 10 GbE.
• Nel 2004 sono stati aggiunti gli standard 1000BASE-LX10 e 1000BASE-BX10.
• Nel 2010 è stato introdotto uno standard per 40 GbE e 100 GbE per supportare l’aggregazione di endpoint e link.
• Nel 2013, IEEE ha pubblicato i risultati di un gruppo di studio Ethernet per uno standard da 400 GbE.
• Nel 2017, IEEE ha ratificato 200 GbE e 400 GbE, che sono due volte e quattro volte più veloci, rispettivamente, di 100 GbE.
• La roadmap tecnologica di Ethernet Alliance prevede velocità Ethernet da 800 Gbps a 1,6 terabit al secondo per diventare uno standard IEEE tra il 2023 e il 2025.

Scopri di più su 400 GbE e l’effetto che avrà sulle reti aziendali in questo articolo.