ギガビットイーサネット(1)


ギガビットイーサネット

つい最近までイーサネットといえば最大でも100Mbpsだったのが、“あっ”という間にギガビットの世界に突入しました。

いやー時代の流れって早いですねぇ。

このギガビットイーサネットは従来のイーサネットと同じに見えて実は高速化のための様々な工夫が盛り込まれているのです。

ちなみにギガビットイーサネット規格には、UTPケーブルを使用するIEEE802.3ab規格と、光ファイバケーブルなどを使用するIEEE802.3z規格の2種類があります。

今回はUTPケーブルを使用するIEE802.3abについて書いてみたいと思います。

ギガビットイーサネット規格
規格名
1000BASE-SX
1000BASE-LX
1000BASE-CX
1000BASE-T
規格
IEEE802.3z
IEEE802.3ab
レーザー波長
850nm
1300nm
-
-
使用媒体 マルチモード
光ファイバ
マルチモード
光ファイバ
シングルモード
光ファイバ
2芯同軸ケーブル
STPケーブル
UTPケーブル
(Cat5以上)
伝送距離 550m 550m 5000m 25m 100m

ギガビットイーサネット:UTPケーブルの高品質化

UTPケーブルの仕様ついては10BASE-Tと100BASE-Tでも違いましたよね。
10BASE-Tはカテゴリ3以上で100BASE-Tはカテゴリ5以上が推奨でした。

カテゴリごとの適用規格表
カテゴリ規格例 規定伝送速度
カテゴリ1 電話 ~20Kbps
カテゴリ2 ISDN
デジタルPBX
低速度デジタル端末(RS232Cなど)
~4Mbps
カテゴリ3 イーサネット(10Base-T)
トークンリング(4Mbps)
~16Mbps
カテゴリ4 トークンリング(16Mbps) ~20Mbps
カテゴリ5

100Base-T
ATM

~100Mbps
エンハンスド・カテゴリ5 1000Base-TX
ATM
~1000Mbps
カテゴリ6 ATM622Mbps・1.2Gbps ~1200Mbps

ギガビットイーサネット、つまり1000BASE-Tではさらに高品質なエンハンスド・カテゴリ5以上のケーブルを使用して高速化を図っています。

 

ギガビットイーサネットではすべてのより対線を使う4対パラレル伝送

ケーブルの高品質化だけではどうしてもギガビットに到達することができません。
ギガビット伝送を実現させる“キモ”となるのがこの4対パラレル伝送です。

ギガビットイーサネットではこの4対パラレル伝送を使用しています。

100BASE-Tまでは4本のうち2本のより対線を使用して、全二重の場合は1対を送信に、もう1対を受信に使用しています。

1000BASE-Tで使用される4対パラレル伝送とはその名の通り、4本の“より対線”全てを使用して通信を行います。

この方式では、1対のケーブルで送信と受信のデータを流し全二重通信を実現しています。
つまり100BASE-Tの4倍の高速化が実現できるわけです。

しかしこれらの技術だけでは100BASE-Tの4倍ですから、単純計算すると400Mbpsしか速度がでないことになります。

つまりギガビットイーサネットとは呼ばないわけですね。

そこでもう1つの技術の登場です。

 

ギガビットイーサネット:効率のよい符号化技術

100Base-TXは、MLT-3と呼ばれるコード変換方式を採用しています。
MLT-3は1回のパルスで電圧に3つの値を持たせることができ、この3つの値を使い1ビット(2値)情報を伝送することができます。
しかし、4B/5B変換を行っているため、実際の伝送速度は125Mビット/秒の4/5である100Mビット/秒になります。

これに対し、1000Base-Tは1回のパルスで電圧に5つの値を持たせることができ、この5つの値を使い2ビット(4値)情報を伝送することにより、250Mビット/秒の伝送速度を実現しています。
つまり、

250Mbps × 4本のより対線 = 1000Mbps

となり、1000Mbpsの伝送速度を実現しているわけです。

以上2つの技術を駆使してギガビットイーサネットは実現されているわけです。

 


ファストイーサネットとギガビットイーサネットの違いについて。

 

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