網路時代之企業網路佈線須知

  使用乙太網路(Ethernet),連接至交換器、或是桌上型電腦時,在伺服器主機(server)及主幹線(backbone),已經面臨了瓶頸,Gigabit Ethernet有可能提供解套方法。

  許多網路管理者都會同意,頻寬 (bandwidth)的大小,已經變成他們每天所要面對,最重要的問題。只不過幾年前,大多數的使用者,對於能夠使用10Mbps的乙太網路 (Ethernet)中的一小部份頻寬,已經相當滿意了。不論如何,當你的工作,只是傳送微軟的Word文字檔、或者是使用電子郵件 (E-mail)的話,這樣的頻寬,對使用者來說,也是綽綽有餘的。

  但是現在,許多先進的軟體,提供使用者傳送文件,甚至於影像會議的功能,使用者更經常透過Internet及Intranet的圖像,密集傳送大量的資料、聲音、甚至於影像檔。結果便使得資料網路交換器、及其它設備,承受極大的壓力,網路管理者,只好絞盡腦汁,大傷腦筋了。

尤其在過去的幾年間,由於許多公司,開始充分利用,100 Mbps交換器,使得頻寬的問題,變得更加的嚴重;同時技術層次較高的使用者,對於取得較大的頻寬,或是使用高速乙太網路區段(Fast Ethernet segment),有著更顯著的需求。

當桌上型電腦、及工作群組集線器(hub)的執行速度,都已經增加十倍時,使用者的主機及主幹線(backbone),卻因為頻寬的問題,而成為擁塞的瓶頸。

  當1993年十一月,IEEE宣佈成立802.3u的特別小組時,經營乙太網路的公司,紛紛表示歡迎。成立此一小組的意義,在於將當時乙太網路的頻寬,由10 Mbps擴展到100Mbps。接著在1995年的6月,IEEE也正式宣佈,100 BaseT的使用標準。

  大部份的100 BaseT高速乙太網路 (其中包括100 BaseTX、100 BaseFX、100 BaseT4),跟10 BaseT的乙太網路相當的類似。在高速乙太網路的規格宣佈後的短短五個月後,IEEE協會的高速研究小組(High Speed Study Group),已經著手研究下一階段的計畫。IEEE建議將Gigabit Ethernet,成為高速網路家族的一份子。但是不同於以100 Mbps傳送資料封包(Packets),Gigabit Ethernet將以最高1Gbps的速度,在網路上傳輸。

  對於受到大家都熟悉及喜愛,超過十年的10Mbps乙太網路來說,Fast Ethernet及Gigabit Ethernet,被定位成一個相當符合邏輯的延伸。兩者也都是,根據傳統的乙太網路拓樸(topology)所發展出來的。同樣地,Gigabit Ethernet 也會從光纖匯流觀念(Fiber Channel),模仿實體層的作法。

  光纖匯流提供大約800 Mpbs的輸出,但是經由加強信號速率,至1.25 Gbps,Gigabit Ethernet 的傳送數率,將有可能達到1,000 Mbps (1Gbps)。對於Gigabit Ethernet 的初期定義,將會是單模光纖(single-mode Fiber)、或者是使用光纖匯流科技,來處理實體層的多模光纖(multi-mode fiber)。光纖對於長久以來,已經習慣於使用多種不同銅線的乙太網路使用者來說,可能有些意外。

  但是不要忘記了,當初訂定100 Base-T規格時,不但提供了以銅線做媒介(100Base-TX),同時也定義以100 Mbps讓光纖使用100 BaseFX的方法。 Gigabit Ethernet 的最終規格,也會提供以光纖及銅線,做為媒介的標準。而使用哪種媒介,則要視企業要在什麼樣的場所來佈線而定。

  Gigabit Ethernet 大部份其它的功能,將會由現有的802.3乙太網路標準移植過來。包括使用半雙工(half duplex),在現有乙太網路上的載波感應多重存取/碰撞偵測(carrier sense multiple access with collision detection; CSMA/CD)。

  CSMA/CD ,定義了乙太網路資料流通的封包(Packet)。如果有兩台或兩台以上的工作站,同時要將Packet傳送出去,則Packet相互碰撞,會將兩者的傳送延遲。

  CSMA/CD 的困擾是:當網路的速度加快的同時,也把網路的直徑縮減。這個現象,對於以十億位元單位的速度,傳送資料時,產生一個嚴重的問題。一個解決此問題的方法便是,使用一種會使網路容量加大的全雙工的 CSMA/CD 信號加強器(repeater)。這種全雙工的信號加強器,結合了 CSMA/CD 信號加強器的一些功能、及乙太網路交換器所組成。

  當在Gigabit Ethernet上使用的時候,此種全雙工(full-duplex)的信號加強器,可以將Packet,從一個埠 (port)傳送到其它所有的埠。如傳統的 CSMA/CD 信號加強器一般,如此一來,便可以將1,000 Mbps的頻寬,分配給所有連接設備。

  一個全雙工的信號加強器,必須能夠讓每個連接上的工作站,同時進行傳送及接收資料的工作;而且連接到的乙太網路 CSMA/CD的部份,會被終止。而一個全雙工的信號加強器,則是使用802.3x架構的流程控制 (flow control),以便讓各個分享的頻寬,提供資料,進入及控制擁塞情況。

  一個 CSMA/CD 的信號加強器,可以在全雙工或者是半雙工連接使用。雖然它都是以半雙工的方式來處理的。全雙工及 CSMA/CD 信號加強器,在價格及效率,會有不同的區分。全雙工的信號加強器,可以提供較好的功能;而 CSMA/CD 的信號加強器,則有價格較低的優點。GEA期望兩種架構,都會包含在最終的IEEE標準內。

  雖然100 Mbps的乙太網路,已經存在有很多年了,Gigabit Ethernet 提供一些目前、或是在最近的將來,需要高速傳輸速度的公司另一項選擇。雖然ATM可以達到155Mbps、甚至於622Mbps,但是對於那些,希望繼續以乙太網路當解決方案,而不願意花時間在其它新科技上的客戶來說,Gigabit Ethernet 應該可以相當成功。

  乙太網路能在眾多的拓樸之中,維持其受歡迎而歷久不衰的原因有好幾個:包括網路的穩定性、成本低、市面上許多管理和維修的工具軟體,以及在高速乙太網路上,證明過的等級 (scalability)功能等等。

  但是在過去的幾年間,區域網路(LAN)的架設環境,有相當大的改變。許多公司需要更好的功能,以便使他們更容易追蹤管理網路。一直到現在,網路跟區域網路,共同使用集線器(hub),這些區域網路,都連接到橋接器(bridge),然後到多重協定的路由器(multi-protocol router)。

  當1990年中期,頻寬的需求增加的時候,人們開始增加路由器(router)的埠數(port),使得不但費用增加,同時也帶動了乙太網路交換器(Ethernet switch)的市場。

  就像其它許多科技一樣,移轉到Gigabit Ethernet ,需要一步一步來進行。Gigabit Ethernet 可以支援全雙工 (full duplex)的特性,使得它成為理想的主幹線(backbone)准候選人。由於10/100 BaseT交換器之間,高速的連接變的更吃緊,藉由增加模組到10/100邊緣的交換器,網路管理者,可以支援更多的分享者,或是切換乙太網路區段 (Ethernet segment)。

  再者,網路也可以在每一區段,支援更多的頻寬,以及更多點(node)。事實上,大部份的業界內部人士,相當希望第一次推出的產品,便有如此的層次。

  一旦主幹線,轉換成以十億位元(gigabit)傳輸的速度,其它的一些網路設備,也為順理成章的,成為下一個升級的對象。另一部轉換到Gigabit Ethernet的方式,是升級現有的高速網路交換器之間的連結(switch - to - switch links)。將網路交換器之間,連結至十億位元傳輸,可使得10/100交換器,傳送到更快速的管線,以便支援及分享,更多的乙太網路區段。

  雖然Gigabit 連接器、及Gigabit 交換器,將會是業者利用此一科技首先推出的產品。再接下來我們可以期待的是,Gigabit 網路卡( Gigabit adapter card)。這些卡將會被裝於,高速的超級伺服器主機之中,這些超級伺服器,可以接到已經裝有Gigabit 交換器的網路(switch - to - server links),以提供1000 Mbps的資料傳輸速率。

  新設備的轉換,對於網路管理者來說,似乎是一件頭痛的事情。但是對於網路架構的提昇,升級到Gigabit Ethernet,應該是毫無困難的。好消息是,升級到Gigabit Ethernet,幾乎不需要任何前置的計畫。只要是人們有需要,提昇他們區域網路的頻寬,便可以很輕鬆的完成。

  基本上,不需要中斷目前的工作,甚至於不需要拆開集線器和路由器的連接。只要將交換器插入便可上線。這對於乙太網路交換器的市場而言,是一大幫助。這樣的簡易轉變方法,將會移植到Gigabit Ethernet上面。

  另一個應該會令人注意的是:Gigabit Ethernet將會打破由10 BaseT及100 BaseT,所建立起來的價格模式。這兩者,在過去的幾年間,價格都已經下跌,雖然Gigabit Ethernet的產品,還相當遙遠,IEEE估計,Gigabit Ethernet的連接費用,將會是100 BaseFX的二至三倍;大約等於拿100 BaseT與光纖線材做比較。

  Gigabit Ethernet,並沒有在網路上傳送影像所需的服務,但是對於傳輸不需要這樣服務的伺服器主機,Gigabit Ethernet將會是很棒的!由於ATM在主幹線及WAN層次的成功,大家都期望Gigabit Ethernet,可以提供包括連接高速伺服器主機,到乙太網路群組的先進交換功能。

  因為Gigabit Ethernet,只是乙太網路的延伸,它對於資料傳送是最理想的。乙太網路及其衍生出較高速的Gigabit Ethernet,已經可以很輕易的傳送影像資料。Gigabit Ethernet也許是,集合數個聲音頻道、或是提供單一整合在同一管線上,傳送聲音、影像、資料及其它網路多重服務的主幹線的最好選擇。

  因為部分是市場需求的原因,區域網廠家也都正在積極的開發高速(Gigabit Ethernet)應用系統、電纜、硬體及標準,以滿足市場的需求。然而,基於在同一時期內,開發這一類產品,因此,硬體的開發,也缺乏一個確定的標準,作為其設計的方針。

  在缺乏確實的規範情況下,產生一大堆不實廣告,使得佈線系統的設計者、安裝商、用戶,現在無法決定,什麼時候安裝Category 5、Category 5 enhanced、或Category 6佈線產品,可以應用在當前、或將來的網路項目。為此,NEX1公司,提供幾個因素,讓您思考高速(Gigabit Ethernet)、或更高速網路系統,所需要的佈線系統的選擇。

  為了支持將來運行(Gigabit Ethernet)等高速網路,NEX1公司建議,採用超五類產品。如NEX1公司系列的資訊插座、跳線架、110跳線架及跳線。這種產品,有極佳的累加功率(power sum)系統性能而,且價格不高。比一般Category 5產品,有更多的性能富裕度。而這多餘的富裕度,就是保証能在一般的Category 5電纜上可以正常運行(Gigabit Ethernet)。

與未來標準/應用的比較表

100MHz的通道性能 Cat. 5 Cat. 5E PCS Cat. 6 1,000 BASE-T
NEXT -27.1 -30.1 -33.6 -39.9 -27.1
衰減 -24.1 -24.0 -20.2 -21.7 -24.0
ACR 3.1 6.1 13.4 18.2 3.1

  由於近來,各電纜及接插件廠家,都在大腳步開發,Category 6產品。但Category 6,除了有較大的頻寬,而且還有一些五類產品所沒有的性能參數,如:回流損耗(return loss)、遠端串擾(FEXT)等。

  因此,建議現在您要購買Category 6 產品時,就必須購買同一個廠家的產品。等標準制定下來了,才能保証各廠家產品,能互相工作順暢。另外,由於規格還會不斷的修改,如您要比較安心的使用六類產品,那就只能等,標準確定下來了再採購。

  可是,並不是每個用戶,都能在哪裡等著。因此,為了今年需要六類產品的用戶,NEX1已決定在2000年第四季,將已在開發中的六類產品,推向市場"。

  這些六類產品性能,都遠超過目前草擬的標準。故能使用在(Gigabit Ethernet)及在(Gigabit Ethernet)後的高速網路。