ما هو جيجابت إيثرنت Gigabit Ethernet

تتيح شبكة (1GE) وهي إختصار لـ (Gigabit Ethernet) نقل البيانات بسرعة (1000 ميجابت في الثانية) أو (1 جيجابت في الثانية)، حيث إنّه سهل التثبيت بشكل خاص لأنّ متغير (1000BASE-T) مصمم للتشغيل عبر كابلات الإيثرنت من زوج ملتوي غير محمي (Cat 5 UTP) المتوفرة على نطاق واسع.

جيجابت إيثرنت Gigabit Ethernet:

هو التطور التالي لمعيار (Ethernet) الذي يتجاوز “100 ميجابت في الثانية”، والتي غالباً ما كانت تستخدم في شكل إصدار (100BASE-T)، في حين أنّ إصدار الأسلاك النحاسية من (1Gb Ethernet) هو الأكثر شيوعاً، إلّا أنّ إصدارات الألياف متوفرة أيضاً وتستخدم على نطاق واسع، لا سيما في شبكات المنطقة المحلية (LAN) لتطبيقات المنزل والعمل.

كما يُعد (Gigabit Ethernet) هو المعيار الرئيسي للمعدات الجديدة مثل أجهزة الكمبيوتر، بالإضافة إلى أجهزة توجيه الإنترنت للشركات الصغيرة والمنزلية ومحولات (Ethernet) التي توفر تحسينات في السرعة مقارنةً بالإصدارات السابقة التي تجعلها متوافقة مع متطلبات عمليات نقل البيانات الأسرع المطلوبة اليوم.

ملاحظة: تُشير (Cat) إلى “Categorize” و(UTP) إلى “Unshielded Twisted Pair”.

تطور جيجابت إيثرنت 1GE:

يتمثل نجاح معيار (Ethernet) في قدرته على التطور والمضي قدماً بطريقة تمكنه من مواكبة متطلبات شبكات المنطقة المحلية وشبكات المنطقة الواسعة (WAN) أو حتى تسبقها، حيث تم التطوير الأصلي لشبكة (Ethernet) في السبعينيات في شركة (Xerox Corporation)، ومنذ إطلاقه تطور بشكل مطرد حيث أصبحت الإصدارات، بما في ذلك (10BASE-T) وما بعده (100BASE-T) معايير الشبكات.

أنواع جيجابت إيثرنت 1GE:

1. نوع IEEE 802.3z:

هو المعيار الأولي لشبكة (Gigabit Ethernet)، وتم إصداره من قبل (IEEE) في عام 1998م، وغالباً ما يطلق عليه (1000BASE-EX)، حيث يشير “X” إلى عدد من الإصدارات بما في ذلك: (CX ،SX ،LX) أو حتى “ZX” وهو النوع الغير قياسي.

2. نوع IEEE 802.3ab:

تم إصدار معيار (Gigabit) التالي في عام 1999م، وحدد نقل (Gigabit Ethernet) عبر الكابلات غير المحمية المزدوجة الملتوية (UTP) من الفئة 5 أو 5e أو 6، كما أصبحت معروفة باسم (1000BASE-T) حيث أتاح استخدام (1Gb Ethernet) للاستخدام الشائع مع أجهزة كمبيوتر سطح المكتب والطابعات وأجهزة التوجيه ومحولات الإيثرنت، كما أدى ذلك إلى أن تصبح (1Gb Ethernet) هي المعيار لاتصال الإيثرنت النحاسي.

3. نوع IEEE 802.3ah:

تم إصدار هذا المعيار اللاحق في عام 2004م، وأضف نسختين أخريين تعتمدان على الألياف من جيجابت إيثرنت (1000BASE-BX10) الذي تم تطبيقه على نطاق واسع بالفعل كملحق خاص بالبائع.

في البداية، تم نشر شبكة جيجابت إيثرنت لتوفير روابط أساسية عالية السعة لشبكات المنطقة المحلية عالية الأداء بالإضافة إلى شبكات (WAN) الواسعة، ومع ذلك بدأت أجهزة الكمبيوتر في دمج تقنية (1000BASE-T)، ممّا أدى إلى استخدامها على نطاق واسع، كما أصبحت محولات إيثرنت وأجهزة التوجيه والطابعات والأجهزة الطرفية الأخرى متاحة على نطاق واسع وانخفضت التكاليف.

إصدارات Gigabit Ethernet:

يستوعب معيار (Gigabit Ethernet) البيانات التي يتم إرسالها عبر مجموعة متنوعة من الوسائط، حيث يُشار إلى كل واحد بمؤشر الإصدار (10000BASE-nnn)، حيث يتكون (nn) من حرف أو حرفين يحددان الوسائط، كما أنّ (1000BASE-T) هو  الأكثر استخداماً على نطاق واسع.

أولاً: إصدار 1 جيجا بايت إيثرنت على الأسلاك النحاسية:

• إصدار (1000Base-CX): كان هذا الإصدار مخصصاً للتوصيلات عبر مسافات قصيرة تصل إلى (25 متراً) لكل مقطع وباستخدام كابل نحاسي مزدوج ملتوي متوازن، ومع ذلك أصبح اليوم نادراً ما يستخدم.

• إصدار (1000BASE-T): هو نوع من 1جيجابت إيثرنت عبر كابلات “twinax” كما هو محدد في (IEEE 802.3ab)، حيث أنّ المسافة القصوى عادةً (300 متر)، كما يمكن أن تحمل كابلات (Cat 5 STP) أو (UTP Ethernet) القياسية، كما يُعتبر (Cat 5e) أفضل، حيث يمكن أيضاً استخدام كابلات الإيثرنت من (Cat 6 وCat 6a وCat 7) وغيرها، وتوفر أداءً أفضل.

• إصدار (1000BASE-T1): وهو شكل من (1000BASE-T) يستخدم كابلات زوجية ملتوية مفردة ومتوازنة، ويمكن أن تعمل عبر مسافات تصل إلى حوالي (15 متراً).

• إصدار (1000BASE-TX): هو شكل من (1000BASE-T)، حيث يستخدم زوج مجدول “Cat 6” أو “Cat 7”.

ثانياً: إصدار 1 جيجابت إيثرنت عبر الألياف:

• إصدار (1000BASE-BX): هو نسخة تعتمد على الألياف من (1G Ethernet)، حيث تستخدم طول موجة بصري للإرسال من (1260 إلى 1360 نانومتر) وطول موجة استقبال من (1480 إلى 1500 نانومتر) .

• إصدار (1000BASE-EX): هو إصدار خاص أي غير مدعوم بمعيار (IEEE) من (1GE)، حيث يستخدم وسائط ليفية بطول موجة يبلغ (1310 نانومتر).

• إصدار (1000BASE-KX): هو نسخة من (1Gb Ethernet) حيث تستخدم الأسلاك النحاسية (PCB).

• إصدار (1000BASE-LX): هو نسخة من الألياف الضوئية التي تستخدم طول موجي طويل.

• إصدار (1000BASE-SX): هو نسخة من الألياف الضوئية للمعيار، والتي تعمل على ألياف متعددة الأوضاع باستخدام طول موجي ضوئي يبلغ (850 نانومتر) بالقرب من الأشعة تحت الحمراء (NIR).

ملاحظة:يُشير (NIR) إلى “Near Infrared” و(PCB) إلى “Printed Circuit Board” و(IEEE) إلى “Institute of Electrical and Electronics Engineers” و(STP) إلى “Spanning Tree Protocol”. 

أساسيات جيجابت إيثرنت:

1. توفير عملية ثنائية الاتجاه نصف وكاملة بسرعات 1000 ميجابت في الثانية:

حيث تتمتع (Ethernet) بالقدرة على تشغيل كل من التشغيل المزدوج الكامل والنصف، مع إرسال نصف مزدوج يمكن للنظام الإرسال والاستقبال في كلا الاتجاهين، إلّا انّه ليس في نفس الوقت، أمّا مع الازدواج الكامل، تُستخدم خطوط مختلفة للاتصال في اتجاهات مختلفة، فعلى سبيل المثال عند استخدام أنظمة نحاسية، تُستخدم أزواج الأسلاك المختلفة للإرسال في اتجاهات مختلفة.

2. استخدم تنسيقات إطار 802.3 Ethernet:

تنسيقات الإطارات القياسية لشبكة (Ethernet) راسخة، وتوفر طريقة مباشرة لكنّها فعالة لتنسيق البيانات المراد إرسالها، حيث إنّ الاحتفاظ بنفس تنسيق إطار (Ethernet) يجعل التوافق مع الإصدارات السابقة أسهل كثيراً، بالإضافة إلى العديد من عمليات التكامل مع الأنظمة الأخرى التي اعتمدت على بنية إطار الإيثرنت، كما تستخدم طريقة الوصول (CSMA / CD) مع دعم مكرر واحد لكل مجال تصادم، حيث كان مخطط بروتوكول (CSMA / CD) التغلب على التصادم الراسخ والعمل بشكل جيد.

ملاحظة: يُشير (CSMA / CD) إلى “Carrier-sense multiple access with collision detection”. 

3. توفير التوافق مع الإصدارات السابقة مع تقنيات 10BASE-T و100BASE-T:

كانت أنظمة الإيثرنت ذات (10 و100 ميجابت في الثانية) قيد الاستخدام على نطاق واسع عند تقديم (1 جيجابت) إيثرنت، حيث كان الحفاظ على التوافق مع الإصدارات السابقة هو المفتاح لاعتماد “1 GE”.

تم قبول (Gigabit Ethernet) الآن كمعيار رئيسي لاتصالات الإيثرنت على أجهزة، مثل أجهزة الكمبيوتر والطابعات وأجهزة التوجيه ذات النطاق العريض للمنزل والمكتب ومفاتيح الشبكة، كما يوفر استخدام (Gigabit Ethernet) السرعة اللازمة لمعظم التطبيقات، على الرغم من الحاجة إلى زيادة استهلاك البيانات وسرعات أسرع.

كما قد تتضمن بعض أجهزة التوجيه المنزلية المزودة بمنافذ (Gigabit Ethernet) على وحدات معالجة مركزية (Computer Process Unit) غير قادرة على التعامل مع الحمل المطلوب؛ لدعم معالجة البيانات الواردة أو الصادرة بالمعدلات الكاملة لاتصال الشبكة، حيث كلما زاد عدد أجهزة العميل والمصادر المتزامنة لحركة مرور الشبكة كلما كان من الصعب على معالج جهاز التوجيه دعم عمليات نقل السرعة القصوى عبر أي اتصال.