Спецификация 10GBase-CX4 позволяет снизить стоимость 10-гигабитных сетей
Несмотря на возможность развертывания сетей 10 Gigabit Ethernet на основе различных передающих сред, многие предприятия все еще считают, что преимущества этой технологии в области пропускной способности не стоят тех денег, в которые она обходится. Именно поэтому в IEEE был разработан более дешевый коммуникационный интерфейс, получивший название 10GBase-CX4.
Рабочая группа IEEE 802.3ak была сформирована в 2002 году с целью скорейшей разработки варианта стандарта 10 Gigabit Ethernet, регламентирующего применение твинаксиальных (twin-axial) кабельных сборок, которые позволяют передавать данные на расстояния до 15 метров.
Поскольку технология Gigabit Ethernet стала все чаще использоваться для подключения настольных систем, возникла потребность в формировании сетевых каналов с более высокой пропускной способностью, объединяющих коммутаторы рабочих групп и коммутаторы, распределяющие трафик.
Все это очень напоминает применение каналов Gigabit Ethernet в сетях с быстродействием 10/100 Мбит/с.
Пропускная способность гигабитных каналов, используемых для формирования стеков гигабитных коммутаторов, обычно оказывалась несколько ниже агрегированной пропускной способности самих коммутаторов, что вело к снижению общей производительности. Появление технологии 10GBase-CX4 позволяет преодолеть это ограничение.
Кроме того что каналы 10GBase-CX4 используются для организации взаимодействия высокопроизводительных сетевых устройств, они могут также применяться в центрах обработки данных для объединения серверов.
Для таких применений, как формирование стеков коммутаторов, расстояние не имеет существенного значения, поскольку обычно связываемые между собой коммутаторы размещаются в общих монтажных стойках.
Однако в тех случаях, когда высокоскоростные каналы связывают стеки с коммутаторами настольных систем, расходы на организацию таких каналов оказывают существенное влияние на увеличение средней стоимости портов коммутаторов.
Одобренная в феврале спецификация IEEE 802.3ak, использующая некоторые фрагменты 802.3 и других стандартов, позволяет создавать более экономичные решения, упрощая их внедрение и уменьшая стоимость. Так, например, в 802.3ak определен тот же тип разъемов и кабелей, что применяются и в 4X InfiniBand. Это дает возможность производителям выпускать микросхемы с более высоким уровнем интеграции и встроенной функциональностью 10GBase-CX4. К тому же минимизируются затраты на проектирование, установку и поддержку сетей, поскольку сохраняются архитектура IEEE 802.3 с ее возможностями управления и применения ранее разработанных программных средств. В IEEE полагают, что стоимость «медных» каналов 10GBase-CX4 составит десятую часть цены функционально совместимых 10GBase-решений на базе оптоволокна.
Особенности новой разновидности Ethernet
В 10GBase-CX4 применяется интерфейс XAUI (10 Gigabit Attachment Unit Interface), определенный стандартом 802.3ae, и разъем 4X, используемый в InfiniBand.
Вместо того чтобы пытаться передавать трафик с быстродействием 10 Гбит/c по одному медному каналу, разработчики спецификации 802.3ak определили применение четырех дифференциальных передатчиков и приемников. Они связаны сборками очень тонких твинаксиальных кабелей, обеспечивающих передачу данных в каждом канале со скоростью 2,5 Гбит/с, тактовой частотой 3,125 ГГц и кодированием по стандарту 8B10B. Для этого требуются четыре дифференциальные пары, работающие в каждом направлении. Таким образом, общее число твинаксиальных каналов в кабельной сборке равно восьми.
Для повышения мощности сигнала и компенсации высокочастотных потерь используется его так называемое «предыскажение» с коррекцией на принимающей стороне. Технология предыскажения предусматривает усиление высокочастотной составляющей передаваемого сигнала либо ослабление его низкочастотной составляющей для компенсации потерь на высоких частотах в кабельной сборке. Коррекция — это процесс, реализуемый в приемнике. Использование предыскажения снижает требования к динамическому диапазону корректора приемника и упрощает его реализацию в «кремнии».
Кабельные сборки для CX4 несколько отличаются от сборок, применяемых в InfiniBand, которые послужили их прототипом. В комитете IEEE 802.3ak предъявили более высокие требования к их параметрам, поэтому некоторые кабели InfiniBand могут не соответствовать спецификациям CX4.
И хотя кабели CX4 не так просто использовать, как коммутационные шнуры структурированных кабельных систем Категории 5e, их предлагают многие поставщики. В отличие от кабелей Категории 5e, которые могут терминироваться непосредственно на объектах установки, CX4 требует заводского терминирования, поэтому заказчики должны точно указывать их длину.
Более длинные кабели, как правило, имеют больший диаметр, однако для расстояний, не превышающих 6 метров, диаметры кабелей CX4 и Категории 5e приблизительно равны.