Гигабитный Ethernet (1Гбит/с) – это следующий логичный шаг в процессе усовершенствования повсеместно распространенного стандарта Ethernet для достижения еще более высоких скоростей, требующихся пользователям для достижения чрезвычайно высокой пропускной способности для серверов, магистралей и соединений между коммутаторами.

В октябре 1995 года в подкомитете 802.3 IEEE (Институт Инженеров по Электротехнике и Электронике) начала работу специальная исследовательска группа (High Speed Study Group), в задачи которой входило изучение заинтересованности рынка и технической осуществимости передачи данных в среде Ethernet со скоростью 1Гбит/с. В марте 1996 года в Сан-Диего на своем пленарном заседании исполнительный комитет группы IEEE802 подтвердил создание рабочей группы IEEE802.3z по выработке стандарта на Гигабитный Ethernet, основывающегос на рекомендациях исследовательской группы. Поддержка промышленности превзошла ожидания: более 150 представителей из более чем 60 компаний посещали заседани исследовательской группы High Speed Study Group.

В то же время одиннадцать заинтересованных компаний организовали специальную группу «Gigabit Ethernet Alliance» для того, чтобы облегчить взаимодействие и содействовать признанию стандарта. Альянс по развитию Гигабитных сетей Ethernet организован подобно Альянсу по Fast Ethernet, который помог чрезвычайно успешной разработке 100-Мбитного стандарта для Fast Ethernet, когда в кратчайшие сроки была достигнута высокая степень взаимодействия, признание рынка и уровень цен, близкий к продуктам 10-Мбитного Ethernet. Сейчас в Альянс входит более 50 компаний.

Верная своим давним традициям по развитию сетевых технологий, фирма Intel стала одним из первых приверженцев Гигабитного Ethernet и одним из основателей Альянса Gigabit Ethernet Alliance.

Рабочая группа IEEE802.3z поставила следующие цели процесса стандартизации технологии Гигабитного Ethernet.

Метод доступа CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) в сети с пропускной способностью 1Гбит/с Часто задают вопрос о возможности реализовать метод доступа CSMA/CD в сегментах Гигабитного Ethernet достаточной длины. Длина домена разрешения коллизий в Ethernet сокращается пропорционально росту скорости передачи. 10Мбитный Ethernet ограничен диаметром в 2.5 км, 100 Мбитный Fast Ethernet поддерживает 250 м. Означает ли это что Гигабитный Ethernet сможет работать в доменах диаметром лишь 25 м?

Рабочая группа IEEE802.3z в настоящее время изучает этот вопрос. Несколько проектов решения уже предложено; каждый из них в отдельности или в комбинации с другими может обеспечить решение этой проблемы. Рабочая группа еще не приняла решение о том, стоит ли вообще преодолевать проблему сжатия домена CSMA/CD, а если стоит, то как. Вне этих рассмотрений остаются следующие соображения:

	Разделяемый Гигабитный Ethernet является наиболее эффективным по соотношению производительность/стоимость в топологиях с короткими соединениями типа связи сервера с коммутатором, связей между коммутаторами, в коротких магистралях.
	Разделяемый Гигабитный Ehternet сокращает затраты по передаче данных
	Растяжение домена разрешения коллизий оказывает некоторое влияние на эффективность работы сети в целом. Большее влияние на эффективность сети оказывает уменьшение длины пакета.
	Существует ряд идей по поводу внесения изменений в спецификации метода доступа CSMA/CD, которые могут ограничить или преодолеть падение эффективности сети за счет растягивания коротких пакетов.
	Решения по поводу CSMA/CD для Гигабитного Ethernet не затрагивают программной совместимости
	Любые модификации CSMA/CD для полудуплексного режима не затронут функции полнодуплексного режима.
	Диаметр полнодуплексного соединения Гигабитного Ethernet зависит от свойств оптоволоконного кабеля и опто-электрических динамических характеристик и никак не зависит от полудуплексного домена разрешения коллизий.

Оптоволокно
Рабочая группа IEEE802.3z в качестве основы для построени линий связи рассматривает прежде всего оптоволоконный кабель. Группа работает над определением длины и допустимых топологий для разных типов оптоволоконного кабеля, на которых может быть достигнута скорость передачи в 1 Гбит/с. Передовые поставщики оборудования в области оптоволоконной связи приводят следующие соотношения:

Полнодуплексный режим и спецификации управлени потоком
Полнодуплексный режим и расширенные функции управления потоком

Рабочая группа IEEE802.3z, действующа под патронажем комитета IEEE802.3, определила расширенные функции управлени в полу- и полнодуплексном режиме с методом доступа CSMA/CD. Спецификаци управления потоком была разработана для того чтобы обеспечить нулевые потери пакетов в коммутаторах и на конечных узлах.

Новая спецификация находится в стадии обсуждения и будет принята в ближайшие месяцы. Спецификация включает следующее:

	Полная обратная совместимость метода доступа Ethernet для полнодуплексного режима.
	Создание дополнительного управляющего уровня MAC, поверх стандартного уровня MAC. Управляющий уровень MAC будет перехватывать управляющие пакеты, снабженные уникальным значением поля типа (Type field Value). См. Диаграмму
	Определение функций паузы и задерживающих пакетов MAC. Узел, достигший переполнения, посылает стоп-пакеты узлу, вызвавшему переполнение. Узел, вызвавший переполнение, при получении стоп-пакетов приостанавливает передачу новых пакетов на время, определяемое значением поля Time-Out Parameter Field стоп-пакета.
	Автоматическое установление соединения в полнодуплексном режиме с паузами соответствует механизму автосоединения в современном Ethernet.

Расширенные функции управления в полнодуплексном Ethernet, сыграют значительную роль в решении проблем межсетевых соединений Гигабитного Ethernet с узлами и коммутаторами, расчитанными на более низкую скорость передачи.

Гигабитный Ethernet – это усовершенствование чрезвычайно успешных 10- и 100-Мбитного стандартов 802.3 Ethernet. Гигабитный Ethernet обеспечивает скорость передачи в 1000 Мбит/с при полном сохранении совместимости с 70 миллионами работающих узлов Ethernet. Спецификации Гигабитного Ethernet включают поддержку полу- и полнодуплексного режимов передачи данных. В случае работы в полудуплексном режиме Гигабитный Ethernet поддержит метод доступа CSMA/CD. Первые продукты будут разработаны на основе оптоволоконных технологий, допускающих передачу данных со скоростью 1000 Мбит/с по оптоволоконному кабелю. Прогресс в кремниевой технологии и цифровой обработки сигналов со временем позволит создать экономически эффективные решения для Гигабитного Ethernet на основе медного кабеля типа витой пары категории 5.

Гигабитный Ethernet необходим по двум причинам: нужны еще более быстрые системы и еще более быстрые магистрали. Fast Ethernet постепенно распространяется на уровне настольных рабочих станций, поэтому назревает нужда в более быстрых магистралях и Гигабитный Ethernet вполне отвечает этим требованиям. С повышением быстродействи систем и совершенствованием технологии Гигабитный Ethernet также распространитс в область настольных систем. Для того чтобы быстродействующие системы оставались сбалансированными, им требуются все более быстрый ввод/вывод, быстрые сети, быстрая память. Мощь Fast Ethernet достаточна для современных систем среднего и высшего класса, но через несколько лет системы смогут загрузить на порядок большую полосу пропускания.