T ng quan v công ngh Ethernet 10 Gigabit

ổ

ề

ệ

ầ ở ạ ử ề ấ ượ ử ụ ươ ề ả ố ơ ứ ứ ộ ể ầ ng đi kèm theo chúng. h n 25 năm qua, Ethernet đã đáp ng nhu c u ngày càng tăng cho các Kh i ngu n t ồ ừ ơ ứ ệ m ng chuy n m ch gói. Do chi phí th p, đ tin c y đã th thách trong nhi u năm, vi c ậ ộ ạ ể c s d ng nhi u trong cài đ t và b o trì t ng đ i đ n gi n, nên Ethernet ngày càng đ ả các h th ng m ng. Đ đáp ng yêu c u v t c đ , Ethernet đã thích ng đ x lý nhi u ề ề ố ể ử t c đ nhanh h n cũng nh nh ng yêu c u v dung l ề ư ố ặ ệ ố ộ ạ ơ ượ ữ ầ

t v i các chu n Ethernet tr ẩ ướ ư ẩ ỉ ượ ệ ớ ỉ ế ộ ự ợ ạ ộ ứ ệ ớ ệ ộ ệ ẫ ả ả ể ễ ể ử ạ ơ ả ầ ộ ư ị ệ ả c đây IEEE 802.3ae* 2002 (chu n Ethernet 10 Gigabit) [1] khác bi m t s đi m nh ch đ c th c hi n trên cáp s i quang và ch ho t đ ng trong ch đ song ở ộ ố ể công toàn ph n (fullduplex mode). V i Ethernet 10 Gigabit, các giao th c phát hi n xung đ t là ầ không c n thi t. Hi n nay, Ethernet có th x lý cho đ n 10 Gbit/s trong khi v n b o đ m duy trì ế ế các thu c tính Ethernet c b n nh đ nh d ng gói tin và các kh năng hi n có và có th d dàng chuy n sang chu n m i. ớ ể ẩ

Chu n Ethernet 10 Gigabit ẩ

ở ộ ứ ẩ ở ộ ủ ứ ư ạ ồ ẩ ề ẫ ng thích WAN. Chu n Ethernet 10 Gigabit cho phép tăng băng thông đáng k trong khi v n ẩ i t c đ đ ớ ố ả ể ệ ặ ủ ố ư ươ ẩ ng thích t tr c cài đ t c a các giao di n chu n 802.3, ượ ồ c đó trong nghiên c u, phát tri n và duy trì nh ng nguyên t c đang t n ể i u v i n n t ng đã đ ớ ề ả ứ ữ ắ ng Chu n Ethernet 10 Gigabit m r ng các giao th c chu n IEEE 802.3ae* lên t ộ ườ truy n là 10 Gbit/s và m r ng ph m vi ng d ng c a Ethernet nh bao g m c các liên k t ế ụ t ươ duy trì kh năng t ả b o toàn v n đ u t ả i c a ho t đ ng và qu n lý m ng. t ạ ủ ầ ư ướ ả ố ạ ộ ạ

ề ơ ả ứ ớ ẫ ướ ớ ằ ở ồ ứ i đa c a khung. Đúng nh Ethernet ị ạ ơ ả ủ ư ố ẩ ả ẫ ộ ộ Ethernet khác. T khi Ethernet 10 Gigabit là ạ ử ụ ượ ế ứ ầ ạ i thi u và t ể ế ố ề ặ ố c s d ng trong các đ c t ặ ả ầ c s d ng trong nh ng công ngh Ethernet tr ừ ế c đó ( m t vài khía c ch nào đó, ệ ỉ ử ụ ượ ướ ữ ệ ạ giao th c l p 1 D i mô hình OSI (Open Systems Interconnection), v c b n Ethernet n m i ki n trúc Ethernet c b n, bao g m giao th c MAC [2], l và l p 2. Ethernet 10 Gigabit v n gi ữ ạ ế đ nh d ng khung Ethernet và kích th c t ướ ố Gigabit, 1000BASE-X [1] và 1000BASE-T [1], ti p n i mô hình Ethernet chu n, Ethernet 10 Gigabit ti p t c cu c cách m ng Ethernet v m t t c đ và kho ng cách, trong khi v n gi ữ ạ i l ế ụ ki n trúc Ethernet đã đ công ngh ch ch y full-duplex (song công toàn ph n), nó không c n đ n giao th c CSMA/CD [3] đ Ethernet 10 Gigabit t ng x ng v i mô hình Ethernet nguyên thu ). ở ộ ỷ ươ ứ ớ

Hình 1 Các thành ph n ki n trúc c a chu n 802.3ae* ế ủ ầ ẩ

t b l p v t lý Ethernet (PHY) k t n i môi tr ớ ậ ườ ng ế ố ậ ộ ạ ớ ề ệ ộ ố ồ ớ ớ ớ ế ậ ớ T i l p v t lý (l p 1 c a mô hình OSI), m t thi ế ị ớ ủ truy n là cáp quang hay cáp đ ng v i l p MAC [2] thông qua m t công ngh ghép n i (xem Hình 1). Ngoài ra, ki n trúc Ethernet chia l p v t lý thành ba l p con là PMD (Physical Medium Dependent), PMA (Physical Medium Attachment) và PCS (Physical Coding Sublayer). Các PMD

ng truy n; ví d các máy thu phát quang (optical ấ ế ố ậ ườ ụ ệ ề hay ụ ư ồ ộ ộ ồ ể ị ộ ậ ấ cung c p k t n i v t lý và báo hi u cho môi tr transceiver) là các PMD. PCS bao g m mã hoá (ví d nh 64B/66B) và m t serializer multiplexor (b d n kênh). Chu n IEEE 802.3ae* đ nh nghĩa hai ki u PHY: PHY LAN và PHY WAN. Chúng cung c p cùng ch c năng ho t đ ng, ngo i tr PHY WAN có m t t p tính năng ạ ừ ạ ộ m r ng trong PCS cho phép k t n i v i m t s m ng khác. ộ ố ạ ẩ ứ ế ố ớ ở ộ

Th tr ng Ethernet 10 Gigabit ị ườ

ng LAN ệ c tri n khai nhi u nh t cho các môi tr ể i đã đ u t i là công ngh đ ệ ạ ệ ệ ộ ạ ầ ư ủ ấ ủ ủ ỗ ự ể ế ệ ế ng gi m. Trong các m ng ngày nay, s tăng l u l ư ượ ướ ự ả ụ ị ị ạ ng cho các nhà cung c p d ch v , các nhà qu n tr và thi ị ộ ệ ạ ể ả ấ ố ả ế ơ ề ướ ế ệ ạ ầ ố ộ ớ ạ ệ ọ ộ ể ạ ượ ể ỗ ợ ụ ề ả ầ ờ c các kho ng cách xa h n và có th h tr các ng d ng c n nhi u băng ự ớ ệ ổ có th đ t đ ơ ộ ố ệ ộ ng nhiên cho s phát tri n, m r ng và nâng c p các m ng Ethernet hi n t Công ngh Ethernet hi n t ấ ệ ượ ề ườ t b , quy trình và c các khoá cáp, thi t c đ cao. Các doanh nghi p trên toàn th gi ả ế ị ế ớ ố đào t o chuyên v Ethernet. Ngoài ra, s hi n di n c a Ethernet kh p m i n i đã gi cho giá ề ữ ọ ơ ắ ở ự ể m c th p và v i m i s tri n khai c a công ngh Ethernet th h ti p theo, các thành c a nó ệ ớ ở ứ ng m ng chi phí cho tri n khai có chi u h ạ ể ế ế ạ t k m ng trên toàn c u đang đ nh h ầ i quy t các nhu c u băng doanh nghi p chú ý h n đ n các công ngh m ng t c đ cao đ gi ầ ệ i Ethernet 10 Gigabit có t c đ nhanh g p 10 l n so v i Ethernet thông ngày càng tăng. Hi n t ấ Gigabit. V i vi c b sung Ethernet 10 Gigabit vào h các công ngh Ethernet, m t m ng LAN bây gi ơ thông h n. Ethernet 10 Gigabit cũng làm tho mãn m t s tiêu chí v t c đ , hi u qu và là s l a ch n đ ự ả i: ệ ạ ứ ề ố ạ ả ở ộ ươ ự ể ấ ọ

ộ ơ ở ạ ầ ờ ủ ạ ộ ồ ộ ả ệ ể ấ ễ ờ ấ ớ M t c s h t ng Ethernet hi n th i c a khách hàng có th ho t đ ng m t cách d dàng v i ỗ ợ i và h tr Ethernet 10 Gigabit. Công ngh m i cung c p giá thành th p bao g m c vi c thu l i. giá so v i các công ngh l a ch n hi n t ệ ạ ệ ệ ớ ọ ệ ự ớ

ệ ử ụ ử ứ ụ ả ị ẵ ộ ề ả ấ ả ộ ể c tri n Vi c s d ng các qui trình x lý, các giao th c và các công c qu n tr đã s n sàng đ ượ khai và Ethernet 10 Gigabit cho th y các công c qu n lý quen thu c và m t n n t ng k năng ỹ ụ ph thông. ổ

t k m ng v i các k t n i máy ch , thi ệ ạ ế ế ạ ế ố ủ ớ ế ị t b chuy n m ch và b đ nh ạ ộ ị ể Tính linh ho t trong vi c thi tuy n.ế

ạ ộ ơ ở ự ể ẩ ẩ ồ Nhi u ngu n cung c p các s n ph m d a trên c s các chu n có th ho t đ ng cùng nhau đã đ ề ấ c th thách trong m t th i gian dài. ượ ả ờ ử ộ

ng và các nhà cung c p thi ấ ế ị ạ ạ ể t b chuy n c ti p theo cho các m ng doanh nghi p và các ạ ụ ớ ị ủ ẫ ị ng s ng và máy ế ươ ế ị ệ ụ ố ấ ớ các m ng ti ng nói và d li u ch y trên Ethernet tr ấ ạ ế ộ ụ ủ ế ạ ạ ữ ệ ị ợ ọ c đóng gói, Ethernet c b n có th cũng mang theo các d ch ộ ự ư ế ụ ể Trong khi Ethernet 10 Gigabit đang thâm nh p th tr ậ ị ườ t b m ng Ethernet 10 Gigabit, b giao các thi ế ướ m ng c a nhà cung c p d ch v là s k t h p băng thông multi-gigabit v i các d ch v thông ự ế ợ minh, d n đ n các m ng phân c p, thông minh, multi-gigabit v i các liên k t x ế ch trong ph m vi đ n 10 Gbit/s. H i t ạ thành m t l a ch n th c t cao, nh ti ng nói và hình nh đ ượ v này mà không c n ph i s a đ i. ổ ụ ở . Và trong khi TCP/IP h p nh t các d ch v và các tính năng nâng ấ ự ế ả ị ơ ả ả ử ầ

ỉ ẩ ạ ả ế ớ ố ạ ộ ộ ủ ủ ế ẩ ỗ ợ ả ườ ể ậ ả ượ ế ả ợ ớ 5 km trong Ethernet Gigabit lên đ n 40 km trong Ethernet ừ c kho ng cách m i cho phép các công ty qu n lý LAN c a ủ ng) các campus (khu tr ườ ừ ế ở ộ Chu n Ethernet 10 Gigabit không ch tăng t c đ c a Ethernet lên 10 Gbit/s, mà còn m r ng kh năng liên k t v i nhau và ph m vi ho t đ ng c a nó lên đ n 40 km. Gi ng nh Ethernet ố ư Gigabit, chu n Ethernet 10 Gigabit (IEEE 802.3ae*) h tr c hai môi tr ợ ng truy n cáp s i ề quang là “singlemode” [4] và “multimode”[4]. Tuy v y, đ cho 10 Gigabit, kho ng cách cho cáp c m r ng t quang “single-mode” đ ở ộ 10 Gigabit. L i th c a vi c đ t đ ế ủ ạ ượ ệ b n thân h có th m r ng trung tâm d li u lên đ n 40 km tính t ể ở ộ ả c a h . Đi u đó cho phép h h tr nhi u campus h n trong ph m vi 40 km. ạ ủ ả ữ ệ ề ọ ỗ ợ ọ ề ơ ọ

Các ng d ng cho Ethernet 10 Gigabit ụ ứ

Các nhà cung c p và ng i dùng đ u cho r ng chi phí cho Ethernet là không đ t, hi u r ng ra ấ ườ ể ộ ề ằ ắ

ể ứ ớ ộ ờ ệ ộ ệ ạ i. ng thích v i nh ng th đã có trong các m ng LAN hi n t c truy n đi ề ữ ộ ổ ủ ạ ỏ ộ ố ng đi c a nó đ n m t PC đ ượ ườ ế ắ ộ ồ ể ổ ề ặ ự ứ có nghĩa vi c tri n khai r ng kh p t ạ ắ ươ Ngày nay m t gói tin khi r i kh i m t máy ch trên m t c ng Ethernet Gigabit, đ ộ ượ trong ph m vi qu c gia qua m t m ng DWDM (Dense-Wave Division Multiplexing)[5] và tìm th y ấ ạ t c không c n ph i c g n vào m t c ng cáp đ ng Gigabit, t đ ả ấ ả ủ ầ ộ ổ kh p m i n i và đóng gói l i hay chuy n đ i giao th c. Ethernet theo nghĩa đen có nghĩa ọ ơ ứ ắ ở ạ Ethernet 10 Gigabit duy trì s chuy n giao liên t c v m t ch c năng cho b t c ng d ng nào ụ ấ ứ ứ ụ ể mà Ethernet áp d ng vào. ụ

Ethernet 10 Gigabit đ ạ ủ ề ữ ớ ề ữ ươ ỏ ố i dùng t đ c quy n v i nh ng n n t ng ng ườ ữ ộ ủ ớ c s d ng cho các m ng máy ch (server area network) hay các m ng ạ ạ (storage area network), theo truy n th ng là vùng các m ng ng đ i ố ề ả ộ ỏ ơ ỏ ề ấ ữ ế ỏ ủ ộ ả ợ ng nh cũng d n đ n chi phí cao h n cho các b ti p h p ộ ế đ c quy n ề ữ ộ ư ớ ấ ứ ả i pháp gi ệ ể ượ ử ụ vùng l u gi ư chuyên d ng gi ụ nh khi so sánh v i Ethernet. Các m ng vùng máy ch này cho m t băng ạ ng nh h n 20 m). Tuy thông tuy t v i đ i v i các m ng ph m vi nh (th ạ ạ ệ ờ ố ớ ườ v y, chúng là nh ng m ng gi đ c quy n r t khó tri n khai và b o trì. ể ữ ộ ạ ậ M ng dung l ẫ ơ ượ ạ máy ch và các b chuy n m ch. Nh v i b t c gi ể ạ nào, chúng không th ho t đ ng cùng v i các công ngh khác mà không ạ ộ c n đ n các b đ nh tuy n và các thi ế ầ t b chuy n m ch thích h p. ạ ớ ế ị ộ ị ế ể ợ

ạ ộ ố ấ ư ữ ệ ế ẩ ầ ng t ả ữ ự ả ặ đ c quy n do thi u đ u t . Tóm l ạ ộ ệ ủ ữ ộ ả ế ộ ố ấ ầ ư ư ộ ế ệ ế ế ề ế ủ ề ề Trong các m ng vùng l u tr , vi c thi u các chu n và m t s v n đ v kh năng ho t đ ng cùng nhau gây khó khăn khi tri n khai Fibre Channel ban đ u. Tuy nhiên, ể nh đã x y ra trong các m ng ạ nh ng công ngh này cũng g p ph i m t s v n đ t ư ề ươ ể c s d ng đ i, Ethernet 10 Gigabit đ vùng máy ch gi ử ụ ượ ạ ề thay th các công ngh đ c quy n và nh m t th h k ti p liên k t các m ng vùng máy ch ạ ế và l u tr v i nhau do m t vài lý do: ệ ộ ộ ữ ớ ư

t y u. ệ ấ - Ethernet 10 Gigabit cho m t băng thông thi ế ế - H p nh t máy ch d n đ n tiét ki m giá thành. - S tăng tr ng có k ho ch c a các tính năng m ng 10 Gigabit. ủ ẫ ế ộ ế ạ ợ ự ưở ủ ạ

ộ ể ệ ệ c ch đ i trong ờ ợ ủ ể ệ ả ặ ượ ệ ố ể ụ ư ệ ờ ố t hi u qu trên các h th ng máy ch ệ ệ ố ủ ả ậ ạ ộ Ngoài ra, vi c tri n khai toàn b công ngh TOE (TCP/IP Offload Engine) [6] đ các adapter Ethernet 10 Gigabit có th làm cho nó đ c bi v i vi c t n d ng CPU mong mu n nh đã th y trên các h th ng hi n th i đang tri n khai ấ ớ ệ ậ Ethernet Gigabit. Do t c đ tho thu n trong ph m vi r ng c a Ethernet, công ngh TOE s tr ẽ ở thành vô cùng hi u qu v giá thành khi so sánh v i các m ng dung l ng th p h n. ấ ố ộ ả ề ệ ơ ượ ệ ạ ớ

10 Gigabit Ethernet cho các m ng c c b (LAN) ụ ộ ạ

c tri n khai nhi u nh t cho các môi tr ộ ệ ệ ượ ườ ể ề ấ ở ộ ọ ng các ng d ng “đói băng thông” và đ t đ ố ượ ả ng t ứ nh Ethernet Gigabit, chu n 10 Gigabit h tr môi tr ẩ ớ ệ t h n khi tăng s l ự ệ ạ ượ ng truy n quang ề ỗ ợ ở ả ươ ườ ư Công ngh Ethernet luôn là m t công ngh đ ng LAN t c đ cao. V i vi c m r ng Ethernet 10 Gigabit trong h các công ngh Ethernet, các LAN có ộ ố c kho ng cách xa th h tr t ể ỗ ợ ố ơ ụ h n. T c hai ơ ch đ “single-mode” và “multimode”[4]. ế ộ

ớ ế ả ả ả ủ ự ọ ừ ủ ạ ọ ữ ệ ườ ề ạ ờ ộ ườ ể ng h n trong ph m vi này (Hình 2). Bên trong các trung tâm d li u, các ng d ng ụ ề ng truy n c tri n khai nh m t môi tr ng s ng Ethernet 10 Gigabit h tr đ c l c s tăng ự ể ượ ố ỗ ợ ắ ự ể ạ ươ ườ V i các liên k t lên đ n 40 km, Ethernet 10 Gigabit cho phép các công ty qu n lý các môi tr ng ế ủ LAN c a b n thân h có kh năng l a ch n v trí cho trung tâm d li u và các khu máy ch ữ ệ ị ọ ọ ỗ ợ (server farm) – trong ph m vi 40 km tính t các campus c a h . Đi u đó cho phép h h tr ề nhi u khu tr ứ ơ “switch-to-switch” cũng nh “switch-to-server” có th đ ư quang sinh lãi “multi-mode” đ t o ra các x liên t c các ng d ng “đói băng thông”. ứ ụ ụ

Hình 2. S d ng Ethernet 10 Gigabit (10 GbE) trong các môi tr ng LAN m r ng. ử ụ ườ ở ộ

ng s ng 10 Gigabit, các công ty có th d dàng h tr k t n i Ethernet Gigabit trong các ố ỗ ợ ế ố ả ể ể ự ắ ạ ớ ươ ạ ề ệ ạ ả ứ ộ ủ ụ ế ể ố ứ ự ầ ườ ủ ệ ề ụ ạ ộ ế ệ ế ề ả ể ừ ị ư ứ ẽ ả ố V i x ể ễ máy tr m và máy đ bàn đ làm gi m t c ngh n trên m ng, cho phép th c thi các ng d ng ụ ẽ c n nhi u băng thông. Ethernet 10 Gigabit cũng c i thi n đ tr cho m ng, do t c đ c a liên ộ ễ ầ t đ bù vào s bùng n d li u trong các ng d ng doanh k t cung c p quá băng thông c n thi ổ ữ ệ ấ ế nghi p. Băng thông đ ứ ng tr c 10 Gigabit cũng t o đi u ki n cho th h ti p sau c a các ng ụ ệ ề xa, truy n hình, h i ngh truy n d ng m ng phát tri n . Nó h tr vi c chăm sóc s c kho t ẻ ừ ỗ ợ ệ ể hình s ... s thay th kh năng đi u khi n t ng lai. Và c nh ng th nh HDTV ữ ươ ề ế (high definition television), video-ondemand hay trò ch i trên Internet. ạ ứ xa trong t ơ

ệ ắ ạ ẽ ế ị ử ụ ng s d ng ề ị c h n v v ả ữ ề ầ ơ Ethernet 10 Gigabit cho phép các doanh nghi p gi m t c ngh n trên m ng, tăng c các ng d ng c n nhi u băng thông và cho ra nh ng quy t đ nh mang tính chi n l ứ trí các thi ụ t b k t n i m ng ch y u do s m r ng m ng LAN c a h trong ph m vi 40 km. ế ị ế ố ườ ế ượ ạ ự ở ộ ủ ế ủ ạ ạ ọ

ầ ở ạ ử ề ấ ượ ử ụ ươ ề ả ố ơ ứ ứ ộ ể ầ ng đi kèm theo chúng. Kh i ngu n t h n 25 năm qua, Ethernet đã đáp ng nhu c u ngày càng tăng cho các ồ ừ ơ ứ m ng chuy n m ch gói. Do chi phí th p, đ tin c y đã th thách trong nhi u năm, vi c ệ ể ậ ộ ạ c s d ng nhi u trong cài đ t và b o trì t ng đ i đ n gi n, nên Ethernet ngày càng đ ả các h th ng m ng. Đ đáp ng yêu c u v t c đ , Ethernet đã thích ng đ x lý nhi u ề ề ố ể ử t c đ nhanh h n cũng nh nh ng yêu c u v dung l ề ư ố ặ ệ ố ộ ạ ơ ượ ữ ầ

Ethernet 10 Gigabit cho các m ng vùng đô th (MAN) và các ng d ng l u gi ứ ụ ư ạ ị ữ

ể ượ ạ ố ị c tri n khai nh m t công ngh x ư ộ ệ ế ấ ả ợ ị ế ộ ị ớ ạ ơ ng s ng cho các m ng đô th “dark Ethernet Gigabit đã đ ệ ươ fiber” [7]. V i các giao di n Ethernet 10 Gigabit thích h p nh máy thu phát vô tuy n quang và ợ ư ớ cáp s i quang “singlemode”, các nhà cung c p d ch v m ng và Internet có kh năng xây d ng ự ụ ạ các liên k t r ng t ả ộ i 40 km hay h n (Hình 3) bao quanh các vùng đô th v i các m ng tr i r ng ớ trên toàn thành ph .ố

i cho c NAS (network ệ ơ ở ạ ầ ả ố ộ ữ t ư ệ Ethernet Gigabit, các ố t b đi m cu i ế ị ể th s n sàng; các thi ng. Ethernet 10 Gigabit hi n cho phép c s h t ng t c đ cao, sinh l ờ attached storage) và SAN (storage area networks). Các máy ch l u gi ủ ư th vi n băng (tape) và các máy ch tính toán luôn ủ ở ư ế ẵ Ethernet 10 Gigabit ch ng bao lâu n a s xu t hi n trên th tr ệ ữ ị ườ ẽ ẳ ấ

Hình 3. Ví d v vi c s d ng Ethernet 10 Gigabit (10GbE) trong m t m ng MAN. ụ ề ệ ử ụ ạ ộ

ề ứ ụ mining. M t sộ ố ư i th c a Ethernet 10 Gigabit là Business ấ ợ ẽ ắ ế ủ ứ ụ Có nhi u các ng d ng cho Ethernet Gigabit ngày nay nh back-up và database trong các ng d ng đó s n m l y l continuance/disaster recovery, Remote back-up, Storage on demand và Streaming media.

Ethernet 10 Gigabit trong các m ng di n r ng WAN ệ ộ ạ

ấ ừ ế ố ế ị ộ ấ ấ ạ ế ộ ị ế ấ ấ Ethernet 10 Gigabit cho phép các ISP (Internet service provider) và NSP (network service provider) t o ra các liên k t t c đ r t cao v i giá thành r t th p t t b chuy n m ch và các thi ạ ớ ể t b quang “gán” tr c ti p vào SONET/SDH [8]. b đ nh tuy n trong ph m vi công ty cho đ n thi ế ạ ự ế ị Ethernet 10 Gigabit v i PHY WAN cũng ch p nh n c u trúc các WAN k t n i v m t đ a lý v i ớ ế ố ề ặ ị ậ ng (campus) hay các POP (points of presence) thông qua các LAN phân tán gi a các khu tr ớ ữ ườ

ạ ữ ộ ế ị t b ủ ể ạ ấ ộ r t g n (< 300 mét). i. Các liên k t Ethernet 10 Gigabit gi a m t thi các m ng SONET/SDH/TDM [8] hi n t ế ệ ạ t b DWDM (Dense-Wave Division chuy n m ch c a nhà cung c p d ch v và m t thi ế ị ụ ị Multiplexing)[5] hay LTE (line termination equipment)[9] trong th c t ự ế ấ ầ

S d ng cáp s i quang trong Ethernet 10 Gigabit ử ụ ợ

Các thiêt b PMD (Physical-Media-Dependent) ị

ẩ ộ ớ ả ậ ỗ ợ ớ ể ố ấ ề ườ ụ ả ợ t b PMD đ c ch n. Chu n IEEE 802.3ae* cung c p m t l p v t lý (physical layer) h tr các kho ng cách liên k t ế ng truy n là cáp s i quang. Đ đ i phó v i các m c tiêu kho ng cách, đ c tr ng cho môi tr ư b n thi ế ị ặ ố ượ ọ

i đa 10 km i đa 40 km. ỗ ợ ỗ ợ ả ả ớ ớ ộ ộ ố ố ả ộ ố i đa 10 km cho cáp s i quang “single- ộ ộ ộ ộ ả i đa 300 m. ợ - M t PMD serial 1310 nm h tr cáp quang “single-mode” v i m t kho ng cách t - M t PMD serial 1550 nm h tr cáp quang “single-mode” v i m t kho ng cách t - M t PMD serial 850 nm h tr cáp quang “multimode” v i m t kho ng cách t ớ ỗ ợ - M t PMD WWDM[13] 1310 nm h tr m t kho ng cách t ố ỗ ợ ộ mode” cũng nh m t kho ng cách t i đa 300 m cho cáp s i quang “multimode”. ợ ư ộ ả ố

Cáp s i quang ợ

ợ ợ ệ ượ ử ụ ạ ệ ứ ạ ế ố c s d ng hi n th i ờ ư ị ể ậ ả ượ c h tr tuỳ vào các ki u cáp s i quang và b ể ượ ụ ữ ệ ẩ ỗ ợ ứ ợ c sóng (nm) đ ướ ẩ ự ỗ ợ ề ợ ớ ể ớ ợ ứ ạ ợ ị c xác đ nh. Cáp s i quang “multimode” thông th c xác đ nh b i lõi (core)[15] và ườ ượ ượ ở ể ng đ ợ ễ ợ ủ ơ ị ớ ế ố ị ủ ớ ơ ớ ạ ợ ủ ạ ượ ế ả ợ ả ộ ị ng kính c a l p s n ph (cladding)[14]. Ch ng h n, cáp s i quang v i lõi 62.5 micron và ẳ ả ng kính l p s n ph 125 micron thu c lo i cáp s i quang 62.5/125. Y u t khác có nh ộ ng (đ ng đ n kho ng cách trong cáp s i quang “multimode” là thông tin mang dung l ượ ể ộ ệ ố ố ả ề c đo ạ i n i mà m t h th ng có th ho t ố c truy n gi m đi trong khi t c ạ ơ ượ ằ ộ ụ ả Có hai lo i cáp s i quang, cáp s i quang “multimode” và “singlemode”, đ trong k t n i m ng d li u và các ng d ng truy n thông. Công ngh Ethernet 10 Gigabit, nh ụ ề đ nh nghĩa trong chu n IEEE 802.3ae*, h tr c hai ki u cáp s i quang này. Tuy v y, các ỗ ợ ả c th c thi trong kho ng cách đ ợ ng d ng. Trong các ng d ng cáp s i quang “single-mode”, chu n IEEE 802.3ae h tr 10 km ụ ứ v i ki u truy n 1310 nm và 40 km v i ki u truy n 1550 nm. V i cáp s i quang “multimode”, các ớ ể ề ỗ kho ng cách này không d xác đ nh do tính đa d ng các ki u cáp s i quang và cách th c m i ả ki u đ ể đ ườ đ ườ h ưở b ng MHz-km) xác đ nh kho ng cách và t c đ đo b ng bit t ằ đ ng (ví d 1 Gbit/s hay 10 Gbit/s). Kho ng cách m t tín hi u đ ộ ệ đ truy n tăng lên. ộ ề

ự ứ ụ ể ợ Khi th c hi n cáp s i quang “multimode” cho các ng d ng Ethernet 10 Gigabit, s am hi u các ự i pháp Ethernet 10 Gigabit. kh năng v kho ng cách là m t thành ph n quan tr ng cho các gi ệ ề ả ả ầ ả ộ ọ

T ng lai c a Ethernet 10 Gigabit ươ ủ

ớ ậ ứ ể ề ứ ứ ể ẩ ộ ồ ệ ộ ủ ỉ ẩ ứ ả ộ ộ ậ ụ ộ ộ ấ ọ ể ể ẩ ứ ể ề

ố ơ ệ ộ ộ ồ ể ộ ờ ự ệ ệ ả IEEE 802.3* m i đây đã thành l p hai nhóm nghiên c u đ đi u tra nghiên c u Ethernet 10 Gigabit cho cáp đ ng. Nhóm nghiên c u 10GBASE-CX4 đang phát tri n m t chu n cho truy n ề và nh n các tín hi u XAUI (X-Attachment Unit Interface, X ch 10 Gbit/s) qua m t cáp twinax 4 đôi. M c đích c a nhóm nghiên c u này là cung c p m t chu n cho m t gi ấ i pháp chi phí th p trong n i b “rack” (giá đ ) và “rack-to-rack”. Hi v ng trong vòng m t năm chu n này có th hoàn thành. Nhóm nghiên c u 10GBASE-T cũng đang phát tri n m t chu n cho truy n và nh n ậ ẩ t h n là cáp đ ng UTP (unshielded twisted Ethernet 10 Gigabit thông qua m t Category 5 hay t pair) có kho ng cách 100 m. Th i gian cho vi c th c hi n này có th kéo dài h n vi c th c hi n ệ ơ ự 10GBASE-CX4 và d ki n hoàn thành trong cu i năm 2005 hay đ u năm 2006. ố ự ế ầ

L i k t ờ ế

t qua th thách c a th i gian đ tr thành công ngh k t n i m ng đ ể ở ử ờ ậ ộ ượ ắ ế ị ạ ự ụ ầ ờ ượ ệ ế ố t b ph thu c m ng và s tăng tr ạ ị ộ ấ ụ ứ ụ ầ ổ ấ c ch p Ethernet đã v ng v i nh n r ng kh p trên toàn c u. V i vi c ra đ i các thi ớ ưở s l ả i ố ượ ộ ủ pháp k t n i m ng hi u su t cao h n có th làm đ n gi n hoá và làm gi m chi phí toàn b c a ng l n các ng d ng c n nhi u băng thông, các nhà cung c p d ch v theo đu i các gi ớ ế ố ủ ớ ệ ề ơ ệ ể ạ ấ ả ả ơ

ệ ị ệ ạ i, trong khi v n duy trì ẫ ể ở công vi c k t n i m ng, nh v y vi c cho phép phân bi ư ậ đ tin c y ộ ẩ m t gi ộ ế ố ệ m c cao. Chu n Ethernet 10 Gigabit IEEE 802.3ae* đã ch ng minh đ tr thành ậ ở ứ i pháp v ng ch c cho nh ng thách th c v công ngh k t n i m ng. ữ ả t d ch v sinh l ờ ụ ứ ạ ệ ế ố ữ ứ ề ắ

i trong m t th i gian dài ấ ế ủ ạ ờ ộ ộ t y u c a chu n t n t ể ẩ ồ ạ ầ ố ề ả ộ ng truy n cho các ộ ườ ạ i ề ặ ố ệ ộ ở ộ ủ ử Ethernet 10 Gigabit là m t cu c cách m ng t IEEE 802.3* v m t t c đ và kho ng cách. Ngoài ra, đ tăng d n t c đ đ m ng doanh nghi p, nó m r ng nh ng giá tr đã kinh qua th thách c a Ethernet và mang l ạ ị ữ i nhu n cho các m ng vùng đô th (MAN) và m ng di n r ng (WAN). l ị ợ ệ ộ ậ ạ ạ

ố ư ề ị ẻ ạ i u Ethernet đang đ i là s t p trung phát tri n m ng c ể ộ ướ ế ị ụ ộ ị ế ể ạ M t c s h t ng t ộ ơ ở ạ ầ hi n t ự ậ ệ ạ quang. Ethernet 10 Gigabit đang trong l và các nhà cung c p h th ng quang vùng đô th nh m: ấ c t ứ ượ ổ ng đ cao có xu h ườ trình c a h u h t thi ầ ằ ị ch c trong các vùng đô th và nhi u vùng đô th ng chia x các d ch v Ethernet ộ ị ế t b chuy n m ch, b đ nh tuy n ủ ị ệ ố

t b truy nh p c a khách hàng và các POP c a nhà cung ậ ữ ứ ủ ủ ị ạ ả ậ ế ố ụ ớ ị ơ ơ ở ạ ầ ứ ạ ộ ớ

ng đ i h c trên c s m ng vùng đô th thông qua c s h t ng “dark ơ ở ạ ầ ườ ế ị ạ ọ ả ắ ơ ở ạ 10 đ n 40 km. ừ ả ế ệ ố ố ớ ạ ầ ộ - Sinh lãi, k t n i m c Gigabit gi a thi ế ị c p d ch v v i đ nh d ng Ethernet v n có. ố ấ - Truy nh p đ n gi n, v i m c giá th p, t c đ cao vào c s h t ng m ng cáp quang vùng đô ố ấ th .ị - Liên k t các khu tr fiber” [7], nh m vào các kho ng cách t - Các m ng cáp quang đ u cu i v i các h th ng qu n lý công c ng. Hoàng Linh

Chú thích

ẩ ẩ [1] 802.3ae – Chu n IEEE cho Ethernet 10 Gigabit, 802.3ab – Chu n IEEE cho Ethernet Gigabit UTP (1000BASE-T), 802.3z – Chu n IEEE cho Ethernet Gigabit (1000BASE-X). ẩ

ườ ề ề ậ ấ ư ớ ả ể ạ ủ ệ ề ủ ứ ả ớ ế ố ớ ạ ỉ ể ử ụ ư ạ ố ị ộ ử ụ ẽ ơ ộ ộ ế [2] MAC (Media Access Control) – L p con đi u khi n truy nh p đ ng truy n cung c p m t k t n i logic gi a các client MAC c a b n thân nó và tr m ngang hàng. Trách nhi m chính là kh i ở ố t o, đi u khi n và qu n lý k t n i v i tr m ngang hàng. L p MAC (MAC layer) c a giao th c 10 ạ ạ Gigabit s d ng cùng đ a ch Ethernet và các đ nh d ng khung nh các t c đ khác và s ho t ị đ ng trong ch đ full-duplex. Nó h tr m t t c đ d li u là 10 Gbit/s có s d ng các c ch ế ỗ ợ ộ ố ế ộ “pacing” đ thích nghi t c đ khi đ ộ ữ ệ c k t n i v i m t PHY ki u WAN. ế ố ớ ượ ể ể ố ộ ộ

ậ ằ ộ ủ ộ ơ ệ ệ ộ ớ [3] CSMA/CD (carrier-sensing multiple-access with collision detection) : Đa truy nh p b ng sóng mang v i phát hi n xung đ t. Đây là m t c ch phát hi n xung đ t c a Ethernet khi phát các ế gói tin.

ệ ợ ơ ộ ế ế ể ề ề ệ ồ ở ượ c c s d ng t k đ truy n m t tia sáng đ n hay ch đ ánh sáng nh m t sóng mang và đ ử ụ ượ c t o b i đèn la- ở ượ ạ ợ ả ợ ư ộ đây là m t lu ng sáng đ ồ ộ c s d ng. Cáp s i quang “multi- ượ ử ụ ế ộ ượ ể ề ề ả ồ ờ ủ ể ạ ộ ợ c dùng đ truy n nhi u tia sáng hay nhi u ch đ ánh sáng x y ra đ ng th i, mà m i ỗ ế ộ ớ ề c t o b i đèn LED). Cáp s i quang “multi-mode” có đ ợ ườ ng ở ồ [4]“singlemode” & “multimode”: Trong công ngh cáp quang, cáp s i quang “single-mode” đ thi ế ộ cho truy n tín hi u kho ng cách xa (ngu n sáng ả de). Cho kho ng cách g n, cáp s i quang “multi-mode” đ ầ mode” đ ề tia (hay ch đ ) v i m t góc ph n x khác nhau không đáng k bên trong lõi c a s i quang ả (ngu n sáng là nhi u tia sáng đ ượ ạ kính lõi l n h n cáp s i quang “single-mode”. ợ ơ ớ

ế ắ ề ộ ỹ ớ ề ạ ậ ỗ ượ nhi u ngu n khác nhau trên m t cáp s i quang v i m i tín hi u đ ộ ế ử ụ ệ ữ ệ c truy n t ề c d n vào m t dòng ánh sáng ể ượ ơ ộ ề ệ ộ ồ c sóng ánh sáng riêng bi ướ c sóng khác nhau hay kênh d li u có th đ ữ ệ ướ c truy n trên m t cáp s i quang. M i kênh mang m t tín hi u TDM (time ỗ ợ ượ ọ i quy t v n đ "fiber exhaust" (c n ki ứ ề ệ ệ ả ồ ng lai. ớ [5] DWDM (Dense-Wave Division Multiplexing) : Là m t k thu t “s p x p” d li u vào cùng v i i cùng nhau t ừ ợ ệ t. Khi s d ng DWDM, có đ n 80 (v lý thuy t có th i đi m trên b ờ ế ể th nhi u h n) b ồ ề ể (lightstream) đ ộ ượ c g i là WDM (wave division multiplexing). DWDM division multiplexed). DWDM cũng còn đ h a h n gi ấ ả t c t ngu n sáng) và là công ngh trong t ẹ ạ ế ấ các m ng cáp quang trong t ạ ươ

ộ ượ ư ượ ụ ằ ố c a chu ng trong các h ệ ộ ng. Các thành ph n c a TOE ầ ủ c tích h p vào m t trong nh ng m ng m ch nh NIC (network interface card) hay HBA (host ệ i u hoá thông l ố ư ư ạ ố ượ ữ ả ợ [6] TOE (TCP/IP Offload Engine) : Là m t công ngh đang giành đ th ng Ethernet t c đ cao nh m m c đích t ộ đ ộ bus adapter).

ồ ệ t b l p tín hi u ộ ơ ở ạ ầ ư ử ụ ợ ướ i ế ị ặ ể ử t đ t cáp s i quang t ợ ạ ạ ệ ộ ố ệ ớ ượ i n i đã có đ ạ ơ ề ạ ệ ử ụ ư nh ng cài đ t này ch a đ ặ ữ c cung c p b i các LEC ấ ể ị ườ ị ng truy n b ng cáp s i quang gi a nh ng v trí thuê ệ ấ ơ ở ạ ầ ủ ụ ượ ở ữ ữ ề ằ ị [7]“Dark fiber” – M t c s h t ng cáp s i quang (bao g m cáp và các thi ợ i nh ng ch a đ repeater) hi n đang t n t c s d ng. Cáp s i quang v n chuy n thông tin d ậ ượ ư ồ ạ ệ c g i đi’. Ch ng đây "dark" có nghĩa ‘không có xung ánh sáng đ d ng các xung ánh sáng, ẳ ở ng cáp h n m t s ti n ích cho vi c cung c p đi n đã thi ườ ế ặ ệ đi n đi qua v i m c đích cho thuê c s h t ng cho các công ty đi n tho i và truy n hình cáp ụ ượ hay s d ng nó đ n i các văn phòng c a h v i nhau. Đ mô t c ả ể ố ọ ớ “dark”. D ch v "Dark fiber" là d ch v đ s d ng, ng i ta dùng t ụ ượ ừ ử ụ (local exchange carrier) đ duy trì dung l ợ ể bao.

ộ ẩ ng truy n là cáp s i quang. T ộ ồ ề ườ ươ ớ

ể ố ớ ề ệ ng đ ả ệ ố ng cáp s i quang. SONET cung c p các chu n cho m t s ế ủ ợ ấ ng l n các t c đ truy n cho đ n 9.953 Gbit/s (t c đ truy n th c t ự ế ườ ế ố ộ ộ ẩ và các h th ng truy n quy ướ ẩ ả ộ ơ ở ượ ộ ơ ở ị ề ộ ậ ố ộ ủ ộ ố ề c s d ng trong các môi tr i (payload rate) b ng 9.584640 Gbit/s, ch y u đ [8]SONET/SDH/TDM: Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy/ Time Division Multiplexing. SONET là m t chu n c a American National Standards Institute đ truy n ề ể ủ ố ng v i SONET v m t qu c d li u đ ng b trên môi tr ề ặ ươ ợ ữ ệ là SDH (synchronous digital hierarchy). Cùng nhau, chúng đ m b o các chu n sao cho các t ả ế c đang t n t m ng s có th n i v i nhau trên bình di n qu c t ồ ạ i ố ố ế ạ i th c a môi tr có th n m l y l ộ ố ấ ợ ể ắ vào kho ng 20 Gbit/s). l ề ố ớ ượ t d c bi SONET đ nh nghĩa m t t c đ c s là 51.84 Mbit/s và m t t p t c đ c s đ i tên ế ướ ộ ố Ocx (Optical Carrier levels)." Trong đó OC-192 là m t t c đ c a SONET n i li n v i m t t c đ ớ ộ ố ng WAN. t ả ộ ố ượ ử ụ ủ ế ườ ằ

[9] LTE (Line Termination Equipment)

[10] MMF (Multimode Fiber), SMF (Single-mode Fiber)

[11] WDM ( Wavelength Division Multiplexing)

[12] WIS (WAN Interface Sublayer)

ể ộ ỹ ừ ướ ề ệ c xác đ nh kích c đ g i m t b [13] WWDM (Wide-Wavelength Division Multiplexing) : M t k thu t đ hi u qu nhi u b ụ ả quang. M i m t ngu n la-de s đ ẽ ượ c sóng (ví d các màu c a ánh sáng) t ồ ề c s d ng đ truy n ậ ượ ử ụ nhi u ngu n la-de đi qua m t s i ộ ợ ồ c sóng quang duy nh t. ấ ề ộ ướ ỡ ể ử ủ ị ỗ ộ

ớ ộ ợ ủ c s d ng đ gi ánh sáng ơ ạ ấ ạ ượ ể ữ ủ ơ ử ụ ỉ ố ố ộ [14] Cladding (l p s n ph ) : Ch t li u bao quanh core (lõi) c a m t s i quang. “cladding” có ấ ệ m t ch s khúc x th p h n (t c đ nhanh h n) ch s khúc x đ ơ ộ trong core. cladding và core t o thành m t k t c u đ d n sóng quang. ộ ế ấ ỉ ố ể ẫ ạ

ượ ề ợ ộ ạ ủ ớ ủ ộ ỉ ố ậ ạ ơ ơ ơ ố [15] Core (lõi) : Lõi trung tâm c a m t cáp s i quang mà qua đó ánh sáng đ c truy n đi. Nó có ch s khúc x cao h n (t c đ ch m h n) ch s khúc x c a l p s n ph (cladding) bao quanh ủ ỉ ố nó.