استاندارد اترنت

زمان تخمینی مطالعه: 14 دقیقه  

سرعت بالا: Fast Ethernet سرعت انتقال داده‌ها را در مقایسه با استاندارد اترنت اصلی که در محدوده سرعت 10 مگابیت بر ثانیه بود به 100 Mbps افزایش می‌دهد. این افزایش سرعت باعث ارتقای عملکرد و کارایی شبکه‌ها می‌شود.

پشتیبانی کامل از کابل UTP: Fast Ethernet معمولا از کابل UTP مخفف (Unshielded Twisted Pair) با کانکتورهای RJ-45 استفاده می‌کند که یکی از رایج‌ترین روش‌های اتصال فیزیکی در شبکه‌ها است.

پشتیبانی از فاصله‌ بیشتر: استاندارد Fast Ethernet قادر است داده‌ها را در فواصل فیزیکی بیشتر انتقال دهد. معمولا فاصله حداکثر انتقال در Fast Ethernet با استفاده از کابل UTP حدود 100 متر است.

پشتیبانی از نوع انتقال: Fast Ethernet علاوه بر استفاده از کابل UTP، می‌تواند از رسانه‌های دیگر مانند فیبرنوری (fiber optic) و کابل‌های شیلددار (shielded) نیز استفاده کند.

با افزایش سرعت و کارایی Fast Ethernet در مقایسه با استاندارد اترنت اصلی، این استاندارد در طول سال‌ها جایگزین استاندارد قدیمی‌تر شده و در بسیاری از شبکه‌ها استفاده می‌شود.

استاندارد اترنت Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab) استاندارد اترنت است که سرعت انتقال داده‌ها را در شبکه‌های اترنت به 1 گیگابیت بر ثانیه (Gbps) افزایش می‌دهد. این استاندارد از طریق توسعه و بهبود استاندارد Fast Ethernet به وجود آمده است. مشخصات و ویژگی‌های Gigabit Ethernet به شرح زیر هستند:

سرعت بالا: Gigabit Ethernet سرعت انتقال داده‌ها را در مقایسه با استاندارد Fast Ethernet که در محدوده سرعت 100 Mbps بود، به یک گیگابیت بر ثانیه افزایش می‌دهد. این سرعت بسیار بالا باعث ارتقای عملکرد و کارایی شبکه‌ها می‌شود و برای انتقال داده‌های حجیم و پُرسرعت بسیار مناسب است.

پشتیبانی از کابل‌های مختلف: Gigabit Ethernet می‌تواند از کابل‌های مختلفی استفاده کند، از جمله کابل UTP با کانکتورهای RJ-45 و همچنین کابل‌های شیلددار (shielded) و فیبرنوری (fiber optic) پشتیبانی کند.

سازگاری با استانداردهای قبلی: استاندارد اترنت گیگابیتی سازگاری کامل با استانداردهای اترنت قبلی (مثل اترنت 10 و 100 مگابیت بر ثانیه) دارد. این حرف به معنای این است که در یک شبکه اترنت گیگابیتی ، دستگاه‌هایی با سرعت‌های کمتر نیز قادر به ارتباط و ارسال داده‌ها هستند.

پشتیبانی از فاصله‌ مشابه با استاندارد قبلی: اترنت گیگابیتی قادر است داده‌ها را در فواصل فیزیکی مشابه با استاندارد 100 مگابیت بر ثانیه انقتال دهد. به طور معمول، حداکثر فاصله انتقال در اترنت گیگابیتی با استفاده از کابل UTP حدود 100 متر است.

استاندارد اترنت گیگابیتی به عنوان یکی از استانداردهای پُرکاربرد در شبکه‌های محلی استفاده می‌شود. با افزایش نیازها به سرعت و پهنای باند در شبکه‌ها، اترنت گیگابیتی به عنوان یک استاندارد ارتباطی پُر کاربرد و قدرتمند توسط سازمان‌ها و کاربران مورد استفاده قرار می‌گیرد.

10 Gigabit Ethernet

10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae) یک استاندارد رایج اترنت است که سرعت انتقال داده‌ها را در شبکه‌های اترنت به 10 گیگابیت بر ثانیه (10 Gbps) افزایش می‌دهد. استاندارد فوق از چند فناوری برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند. در مورد اتصالات فیزیکی، از فناوری‌های مانند فیبرنوری و مس استفاده می‌شود.

 به عنوان مثال، اتصالات فیبرنوری مانند XFP مخفف (10 Gigabit Small Form-factor Pluggable) و SFP+ مخفف  (Enhanced Small Form-factor Pluggable) برای اتصال سریال با تجهیزات شبکه استفاده می‌شوند. در مورد مدولاسیون (Modulation)، استاندارد فوق از مدولاسیونی به نام 64b/66b استفاده می‌کند. این مدولاسیون برای انتقال داده‌ها در فواصل کوتاه‌تر و استفاده از کابل‌های مسی مناسب است. علاوه بر این، استاندارد اترنت 10 گیگابیتی از تکنولوژی‌هایی مانند اتصالات موازی نیز پشتیبانی می‌کند. این حرف به معنای استفاده از چند لینک گیگابیت بر ثانیه برای انتقال داده‌ها با سرعت 10 گیگابیت بر ثانیه است. مشخصات و ویژگی‌های اترنت 10 گیگابیتی به شرح زیر است:

سرعت بالا: اترنت 10 گیگابیتی سرعت انتقال داده‌ها را به 10 گیگابیت بر ثانیه افزایش می‌دهد. این سرعت بسیار بالا امکان انتقال داده‌های حجیم و پرسرعت را در شبکه‌ها فراهم می‌کند.

پشتیبانی از رسانه‌های مختلف: استاندارد اترنت 10 گیگابیتی قابلیت استفاده از رسانه‌های مختلف را دارد، از جمله کابل UTP با کانکتورهای RJ-45، کابل‌های شیلددار (shielded)، فیبرنوری (fiber optic) و کابل‌های مسی (copper) را دارد. هر کدام از این روش‌های اتصال فیزیکی قابلیت‌ها و محدودیت‌های خاص خود را دارند.

پشتیبانی از فاصله‌ بیشتر: اترنت 10 گیگابیتی قابلیت انتقال داده‌ها در فواصل فیزیکی بیشتر را دارد. استاندارد فوق سرعت انتقال داده‌ها را به 10 گیگابیت در ثانیه در فواصل تا 40 کیلومتر روی فیبر تک حالته و تا 300 متر در فیبر چند حالته دارد. با استفاده از کابل‌های مسی، معمولا می‌توان داده‌ها را در فواصل تا 100 متر انتقال داد، در حالی که با استفاده از فیبرنوری می‌توان فواصل بیشتری را پوشش داد.

سازگاری با استانداردهای قبلی: استاندارد فوق سازگاری با استانداردهای اترنت قبلی سازگار است، به طوری که در یک شبکه اترنت 10 گیگابیتی، دستگاه‌هایی با سرعت‌های کمتر نیز قادر به ارتباط و ارسال داده‌ها هستند.

استاندارد 10 Gigabit Ethernet برای شبکه‌های بزرگ و پیچیده، مراکزداده، شبکه‌های ارتباطی و برخی از بخش‌های ارتباطی سازمان‌ها استفاده می‌شود. با پیشرفت فناوری و نیازهای روزافزون به پهنای باند بالا، اترنت 10 گیگابیتی به عنوان یک استاندارد ارتباطی قدرتمند و پُرکاربرد در شبکه‌های مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

استاندارد اترنت 25 Gigabit Ethernet

25 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3by) یکی دیگر از استانداردهای پر کاربرد اترنت است که امروزه در بیشتر شبکه‌های سازمانی استفاده می‌شود. این استاندارد سرعت انتقال داده‌ها را در شبکه‌های اترنت به 25 گیگابیت بر ثانیه (25 Gbps) افزایش می‌دهد. اترنت 25 گیگابیتی نیز همانند اسلاف خود از فناوری‌های مختلفی برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند. در مورد اتصالات فیزیکی، استاندارد فوق از فناوری‌های فیبرنوری و مس استفاده می‌کند، به طوری که از کابل‌های فیبرنوری SMF مخفف Single-Mode Fiber  برای فواصل بلند و کابل‌های MMF مخفف Multi-Mode Fiber  برای فواصل کوتاه‌تر استفاده می‌کند. همچنین، از ماژول‌های فیزیکی مثل SFP28 و QSFP28 نیز پشتیبانی می‌کند. در مورد مدولاسیون، این استاندارد از مدولاسیون NRZ مخفف (Non-Return-to-Zero) استفاده می‌کند. علاوه بر این، استاندارد اترنت 25 گیگابیتی نیز از تکنولوژی‌های اتصالات موازی (Parallel) پشتیبانی می‌کند که به معنای استفاده از چند لینک 10 گیگابیت بر ثانیه برای انتقال داده‌ها در سرعت 25 گیگابیت بر ثانیه است. مشخصات و ویژگی‌های استاندارد اترنت  25 گیگابیتی به شرح زیر است:

سرعت بالا: اترنت 25 گیگابیتی سرعت انتقال داده‌ها را به 25 Gbps افزایش می‌دهد. این سرعت بالا، امکان انتقال داده‌های بزرگ را در زمان کوتاهی در شبکه‌های پرترافیک امکان‌پذیر می‌کند.

پشتیبانی از کابل‌های مسی: استاندارد فوق از کابل‌های مسی و پورت‌های از نوع SFTP28 مخفف (Small Form-factor Pluggable 28) پشتیبانی می‌کند. این کابل‌ها قابلیت انتقال داده‌ها در فواصل تا 30 متر را دارند.

پشتیبانی از فواصل طولانی: با استفاده از فیبرنوری (fiber optic)، استاندارد فوق قادر است داده‌ها را در فواصل طولانی‌تر انتقال دهد. به طور معمول، با استفاده از فیبرنوری، می‌توان فواصلی بین 100 تا 10 کیلومتر را پوشش داد.

پشتیبانی از مدل‌های مختلف: استاندارد اترنت 2 گیگابیتی توانایی پشتیبانی از مدل‌های مختلف اتصالی مانند SFP28، QSFP28  سرنام  QSFP28 (Quad Small Form-factor Pluggable 28) و CFP28 سرنام (C Form-factor Pluggable 28) را دارد. این اتصالات فیزیکی برای ارتباط با دستگاه‌ها و سوییچ‌های شبکه استفاده می‌شوند.

استاندارد اترنت 2 گیگابیتی برای استفاده در مراکزداده، شبکه‌های ابری، ارتباطات اپراتورها و برخی از بخش‌های صنعتی مناسب است. این استاندارد ارتباطی پرکاربرد در شبکه‌های با پهنای باند بالا و برای پاسخ‌گویی به نیازهای ارتباطی پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

40 Gigabit Ethernet

40 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ba) یکی دیگر از استانداردهای اترنت است که سرعت انتقال داده‌ها را در شبکه‌های اترنت به 40 گیگابیت بر ثانیه (40 Gbps) افزایش می‌دهد. این استاندارد برای ارتقای پهنای باند و و افزایش سرعت در شبکه‌های بزرگ، مراکز داده و برخی از بخش‌های ارتباطی صنعت طراحی شده است. مشخصات و ویژگی‌های 40 Gigabit Ethernet به شرح زیر هستند:

سرعت بالا: استاندارد اترنت 40 گیگابیتی سرعت انتقال داده‌ها را به 40 Gbps افزایش می‌دهد. این سرعت بسیار بالا، امکان انتقال داده‌های حجیم و پرسرعت را در شبکه‌های پرترافیک بدون مشکل امکان‌پذیر می‌کند.

پشتیبانی از مدولاسیون: استاندارد فوق از مدولاسیون NRZ سرنام (Non-Return-to-Zero) استفاده می‌کند. این روش مدولاسیون معمولا برای انتقال داده‌ها در فواصل کوتاه‌تر استفاده می‌شود.

پشتیبانی از رسانه‌های مختلف: استاندارد ‌ اترنت 40 گیگابیتی قابلیت کار با انواع مختلف رسانه‌ها را دارد. از جمله کابل‌های مسی با کانکتورهای QSFP+ و کابل‌های فیبرنوری با کانکتورهای MPO سرنام (Multi-fiber Push-On/Pull-Off). این رسانه‌ها قابلیت‌ها و محدودیت‌های خاص خود را دارند.

پشتیبانی از فاصله‌ بیشتر: با استفاده از فیبرنوری، اترنت 40 گیگابیتی قادر است داده‌ها را در فواصل طولانی‌تری انتقال دهد. با استفاده از کابل‌های فیبرنوری، می‌توان فواصلی بین 100 تا 40 کیلومتر را پوشش داد.

سازگاری با استانداردهای قبلی: استاندارد اترنت 40 گیگابیتی به طور کامل با استانداردهای اترنت قبل سازگار است. به بیان دقیق‌تر، در یک شبکه مبتنی بر اترنت 40 گیگابیتی، دستگاه‌هایی با سرعت‌های کمتر نیز قادر به ارتباط و ارسال داده‌ها هستند.

استاندارد فوق نیز برای شبکه‌های بزرگ و پیچیده، مراکز داده، زیرساخت‌های و بخش‌های صنعتی استفاده می‌شود.

100 Gigabit Ethernet

100 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ba) از استانداردهای پُر سرعت اترنت است که سرعت انتقال داده‌ها را در شبکه‌های اترنت به 100 گیگابیت بر ثانیه (100 Gbps) افزایش می‌دهد. این استاندارد برای ارتقای پهنای باند و دست‌یابی به بالاترین سرعت انتقال داده‌ها در شبکه‌های بزرگ، مراکزداده و محیط‌های صنعتی طراحی شده است. مشخصات و ویژگی‌های 100 Gigabit Ethernet به شرح زیر هستند:

سرعت بالا: اترنت 100 گیگابیتی سرعت انتقال داده‌ها را به 100 Gbps افزایش می‌دهد. این سرعت بسیار بالا، امکان انتقال کلان داده‌ها را بدون مشکل امکان‌پذیر کرده و تاخیر میان استوریج‌ها و سرورها را به میزان قابل توجهی کاهش داده است.

پشتیبانی از رسانه‌های مختلف: استاندارد فوق از ماژول‌های CFP2 و CFP استفاده می‌کند که ارتباط سریال با سرورها و تجهیزات شبکه را فراهم می‌کنند.

پشتیبانی از مدولاسیون PAM-4: به منظور دست‌یابی به سرعت‌های بالا، استاندارد 100 Gigabit Ethernet از مدولاسیون PAM-4 استفاده می‌کند که ارسال بیشتر اطلاعات در هر سیگنال را افزایش می‌دهد.

پشتیبانی از فواصل طولانی‌تر: با استفاده از فیبرنوری، استاندارد فوق قادر است داده‌ها را در فواصل بیشتری انتقال دهد. با استفاده از کابل‌های فیبرنوری، می‌توان فواصلی تا 96 کیلومتر را پوشش داد.

سازگاری با استانداردهای قبلی: استاندار فوق سازگاری با استانداردهای اترنت قبلی را حفظ کرده و بنابراین، دستگاه‌هایی که سرعت‌های کمتری دارند از طریق فناوری‌های تعدیل سرعت قادر به ارتباط و ارسال داده‌ها در این شبکه هستند.

این استاندارد نیز در شبکه‌های سازمانی بزرگ، مراکزداده، اپراتورهای ارائه‌دهندهد خدمات اینترنتی، زیرساخت‌های ابری و محیط‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

400 Gigabit Ethernet

400 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3bs) از استانداردهای روز دنیای شبکه‌های محلی و اترنت است که سرعت انتقال داده‌ها را در شبکه‌های اترنت به 400 گیگابیت بر ثانیه (400 Gbps) افزایش می‌دهد. این استاندارد برای ارتقای پهنای باند و بالاترین سرعت انتقال داده‌ها در شبکه‌های بزرگ، مراکزداده و بخش‌های ارتباطی صنعتی طراحی شده است. مشخصات و ویژگی‌های 400 Gigabit Ethernet به شرح زیر هستند:

سرعت بالا: سرعت انتقال داده در این استاندارد به 400 گیگابیت بر ثانیه است که چهار برابر سرعت 100 Gigabit Ethernet است.

پهنای باند بالا: با افزایش سرعت به 400 گیگابیت بر ثانیه، پهنای باند شبکه افزایش می‌یابد و امکان انتقال همزمان داده‌های بیشتر را فراهم می‌کند.

استفاده از مدولاسیون QAM: برای دست‌یابی به سرعت‌های بالا، اترنت 400 گیگابیت از مدولاسیون WAM سرنام (Quadrature Amplitude Modulation) استفاده می‌کند. این روش مدولاسیون به ارسال بیشتر اطلاعات در هر سیگنال کمک می‌کند و بدین ترتیب سرعت انتقال داده را افزایش می‌دهد.

استفاده از ماژول‌های جدید: این استاندارد از ماژول‌های جدیدی مثل QSFP-DD سرنام (Quad Small Form Factor Pluggable Double Density) استفاده می‌کند. این ماژول‌ها امکان ارتباط با سرورها و تجهیزات شبکه را فراهم می‌کنند.

پشتیبانی از فاصله طولانی: استاندارد فوق بسته به نوع معماری و تجهیزاتی که مورد استفاده قرار می‌گیرند قادر به انتقال داده‌ها در مسافت 70 متر تا 10 کیلومتر است.

پشتیبانی از ارتباطات شبکه مرکزی: استاندارد فوق برای برقراری ارتباطات شبکه در مراکز داده و شبکه‌های بزرگ طراحی شده است و قابلیت اتصال به تجهیزات مختلف مانند سوییچ‌ها، روترها و سرورها را دارد.

استاندارد اترنت 800 Gigabit Ethernet

800 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ck) جدیدترین استاندارد اترنت است که سرعت انتقال داده‌ها را در شبکه‌های اترنت به رقم 800 گیگابیت بر ثانیه (800 Gbps) افزایش می‌دهد و امروزه سازمان‌ها و شبکه‌های کمی از استاندارد فوق استفاده می‌کنند، زیرا برای پیاده‌سازی آن به تجهیزات گران‌قیمتی نیاز است. مشخصات و ویژگی‌های استاندارد اترنت 800 گیگابیتی به شرح زیر است:

سرعت بالا: استاندارد فوق سرعت انتقال داده‌ها را به 800 Gbps افزایش می‌دهد که هشت برابر سرعت بیشتری نسبت به استاندارد 100 گیگابیت بر ثانیه دارد و بالاترین سرعت انتقال داده‌های حجیم در شبکه‌های محلی و حتی در شرایطی است که شبکه شاهد ترافیک سنگین است را دارد.

پهنای باند بالا: با سرعت 800 گیگابیت بر ثانیه، پهنای باند شبکه به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و قابلیت انتقال همزمان داده‌های بسیار بیشتر را فراهم می‌کند.

استفاده از مدولاسیون PAM-4: برای دستیابی به سرعت‌های بالا، استاندارد فوق از مدولاسیون PAM-4 سرنام  (Pulse Amplitude Modulation 4) استفاده می‌کند. این روش مدولاسیون به ارسال بیشتر اطلاعات در هر سیگنال کمک می‌کند و بدین ترتیب سرعت انتقال داده را افزایش می‌دهد.

پشتیبانی از ماژول‌های پیشرفته‌تر: این استاندارد از ماژول‌های QSFP-DD800 مخفف (Quad Small Form Factor Pluggable Double Density 800) استفاده می‌کند که توسط سرورها و دیگر تجهیزات شبکه پشتیبانی می‌شوند.

پشتیبانی از فواصل طولانی: استاندارد مذکور از کابل‌های فیبرنوری برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند که امکان انتقال اطلاعات در فاصله‌های طولانی را فراهم می‌کند. به طور معمول از کابل‌های SMF مخفف Single-Mode Fiber  با ظرفیت بالا برای این منظور استفاده می‌شود. بسته به تجهیزات مورد استفاده این استاندارد قادر به ارسال اطلاعات تا فاصله 250 کیلومتر است.

پرسش مهمی که مطرح می‌شود این است که استاندارد فوق چه کاربردهایی در دنیای شبکه دارد؟ این استاندارد در شبکه‌های ابری می‌تواند برای تامین پهنای باند بالا و افزایش سرعت انتقال داده‌ها در محیط‌هایی که نیاز به پردازش، ذخیره‌سازی و انتقال حجم عظیمی از داده‌ها دارند، مفید باشد. برخی از کاربردهای استفاده از فوق در شبکه‌های ابری به شرح زیر است:

مراکزداده: مراکزداده با پهنای باند بالا و حجم عظیمی از داده‌ها روبرو هستند. استاندارد مذکور در این شبکه‌ها به عنوان یک راه‌حل پهنای باند بالا می‌تواند سرعت انتقال داده‌ها را بهبود بخشد و عملکرد عمومی سیستم‌ها را بهبود دهد.

ارتباطات اپراتورها: شرکت‌های ارتباطاتی و مخابراتی نیاز به پهنای باند بالا و سرعت انتقال داده‌های بزرگی دارند. این استاندارد به آن‌ها امکان می‌دهد با ارائه سرویس‌های پیشرفته‌تر مانند اینترنت با سرعت بالا، سرویس‌های ویدیویی و ارتباطات صوتی برتر به مشترکان اجازه دهند اطلاعات را با سرعت بالایی انتقال دهند.

زیرساخت‌های ابری: در شبکه‌های خدمات ابری، معمولا برای انتقال داده‌ها بین کاربران و سرویس‌های مختلف، پهنای باند بالا لازم است. با استفاده از این استاندارد امکان ارائه خدمات با کیفیت بالا و پاسخ‌گویی به تقاضاهای روزافزون کاربران وجود دارد.

پردازش محاسباتی: در محیط‌های پردازش محاسباتی HPC مخفف High-Performance Computing  که نیاز به پردازش قدرتمند و سریع داده‌های بزرگ وجود دارد، این استاندارد می‌تواند داده‌ها را با سرعت بالا و بهره‌وری بیشتر انتقال دهد.

بخوانید: راهنمای آشنایی با انواع تجهیزات پر کاربرد در شبکه های کامپیوتری