イーサネット標準が10/100/1000の形式で記述されているのはなぜですか？なぜ1000だけではないのですか？

私はいつも「低値/中間値/最大値」という形式で書かれたイーサネット規格を見てきましたが、なぜだろうといつも思っていました。

ルーターは、そのように構成されている場合、最高速度より低い速度を再現するだけで、「/」が不要になりませんか？

すべてのポートが複数の速度または特定の速度で実行できるわけではないため、これが含まれます。

100BASE-TXが最初に登場し、多くのスイッチがアクセスを提供するために10BASE-Tポートを備えたアップリンクポートとして100BASE-TXポートを修正したときに、たった1つの速度での実行がおそらく最も一般的でした。ただし、多くのGBIC / SFPベースのポートは、特定の指定速度（100 Mbpsまたは1000 Mbpsなど）でのみ動作するのが一般的です。

先に進むと、いくつかの低速のサポートが低下し始めます。シスコは、新しい「マルチギグ」ポートで10BASE-Tのサポートを提供しなくなりました。これがシスコの設計上の選択なのか、それともまだ作業中のIEEE 802.3bz修正の一部なのかはわかりません。

また、Cisco Nexusプラットフォーム上のほとんどの（すべてではありますが、100％確実ではない）ポートは10BASE-Tをサポートしなくなり、100/1000ポート（または100BASE-TXをサポートしない1000/10000ポート）として指定されます。 ）。

そして、それはシスコだけではありません。10G機能を提供する他のベンダーは、多くの場合、ポートを1 / 10Gまたは100/1000/10000の速度に制限します。例として、HPにはデュアルスピードモデルに準拠した製品がいくつかあり、Extremeは10G銅線ポートにトライスピードモデルを使用する傾向があります。

良い質問。それに完全に答えるには、イーサネット配線をかなり深く調べる必要があります。しかし、私はそれをより簡単な言語で説明しようとします。

3つの速度（10、100、1000）はすべて、同じ物理配線であるUnshielded Twisted Pair（UTP）で実行されます。UTPは、4 ペアのワイヤ（合計8ワイヤ）で構成されています。各ペアは、互いに絡み合っています。ワイヤの各ペアは一緒に動作して、信号をもう一方の端に送ります。

同じ物理ケーブルでこのような大幅に異なる速度でビットをワイヤ上で伝送できるのは、4ペアのワイヤのそれぞれが異なる方法で使用されるためです。標準とワイヤの使用、送信ビット、および周波数の3つの個別のアイデアについて説明する必要があります。

標準とワイヤの使用

たとえば、100BASE-TXは、UTPを介した100mbpsの伝送速度を管理する主要な標準です。これは、送信用の1組のワイヤと受信用のもう1組のワイヤを専用にすることで行われます。残りの2組は未使用です。

1000BASE-Tは、UTPでの1000mbpsの伝送速度を管理する主要な標準です。これは、4つのワイヤペアすべてを同時に両方の方向で使用することによって行われます。各ペアは、一度に約250 Mbpsのトラフィックを伝送し、1000 Mbpsまたは1 Gbpsの合計スループットを提供します。

送信ビット

100BASE-TXと1000BASE-Tのその他の違いの1つは、それぞれがワイヤを介してビットを別々に送信することです。

基本的に、ワイヤ上の特定の電圧信号は常に特定の値を表します。100BASE-TXでは、存在できる値は2つのみ0です1。値、または値。任意のインスタンスで、単一のビットをワイヤ経由で転送できると言うことができます。

1000BASE-Tには、ワイヤ上に存在する可能性のある4つの電圧値があります00 01 10 11。または、別の言い方をすると、1000BASE-T規格のUTPに適用される信号の各インスタンスは、一度に2ビットを転送します。

周波数

100BASE-TXは、100Mhzの周波数を要求します。これは、各信号が1秒間に1億回、反対側で適用および読み取りできることを意味します。これは、ワイヤーの各ペアがa 1またはaを送信できる速度になり0ます。これは、適用される信号の各「インスタンス」が送信される単一ビットに等しいため、100BASE-TXの100Mbps速度を実現するものです。また、2つのペア（各方向に1つ）が使用されているため、1方向で100 Mbps、もう1方向で100 Mbps、または合計100 Mbpsの全二重に相当します。

1000BASE-Tでは125Mhzの周波数を使用する必要があります。つまり、1秒間に1億2500万回、信号を（ペアの）ワイヤーから読み取ることができます。1000BASE-Tで適用される信号の各インスタンスは、ワイヤを介して2ビットを送信するため、各ペアはワイヤを介して毎秒2億5000万ビット、つまり250Mbpsを転送できます。4つのペアが使用されているため、合計で1000Mbps、つまり1gbpsの速度が許可されます。

概要

これらは、単一の物理ケーブル仕様（UTP）が非常に異なる速度（10Mbps、100Mbps、1000Mbps-または10/100/1000）でデータを送信できる方法の一部です。技術の進化という観点から考えてみてください。エンジニアは、同じワイヤーでデータを送信する新しい方法を見つけました。そのため、単一のワイヤで複数の速度を同時に実行できます。1本のUTPワイヤは1秒あたり10、100、または1億ビットを処理できるため、ワイヤとインターフェイスには10/100/1000というラベルが付けられます。

^{10BASE-Tがどのようにワイヤを介してビットを転送したかについての詳細がわからないので、他の2つの標準のようにどのように機能するかを説明することはできません}

要するに、レガシーデバイスとケーブル接続をサポートする必要があるということです。シスコには、Ethernet Technologiesという非常に優れたドキュメントがあり、詳細に説明されています。

イーサネットは非常に長い間使用されてきました。1981年に10 Mbpsで商用化されました。最初はかなり高価でした。

当時、多額のお金がかかっていたイーサネットカードの価格が750ドルだったことを覚えています。100 Mbpsに達するには何年もかかり、多くの議論を要し、現在の100BASE-TX標準が勝者になるには少し時間がかかりました。当時は、10BASE-Tと比較してかなり高価だったため、データセンターと高速のニーズに長時間追い込まれました。ポートは10BASE-Tとの下位互換性を備えて構築されています。これは、最も普及しているためです。スイッチ、ルーターなどから接続する必要がある場合があります。

1000Base-Tがリリースされたとき、100 Mbpsの価格はついに下がりました。繰り返しになりますが、100Base-TXと比較して非常に高価であり、価格が下がる前に長い間データセンターの大きなサーバーに残っていました。そして、より一般的な低速との互換性が必要でした。

10GBASE-Tは現在、プレミアムポジションにあり、主にデータセンターとサーバーで使用されています。それも最終的には主流となり、ほとんどの新しい機器に組み込まれますが、長年にわたって下位互換性を維持する必要があります。

現在、40 Gbpsおよび100 Gbpsイーサネットには市場にニッチ市場があり、市場の力によって、どの規格がどの規格が最も普及しているかが決まります。それらがより一般的になるにつれて、10GBASE-Tの価格は下がります。

R＆Dはすでに低速で行われており、イーサネットは現在基本的にチップ上に構築されているため、低速を必要とするレガシーデバイスがまだ存在しているため、低速を提供するために実際にこれ以上の費用はかかりません。

上記リンクのシスコのドキュメントはかなり前に書かれたものですが、原則はまだ有効であり、最初の質問は基本的にあなたが尋ねているものと同じです。

レビュー質問

Q-すべての10Base-Tネットワークを100 Mbpsにアップグレードすべきではありませんか？なぜですか？

A-必ずしもそうではありません。現在の10Base-Tネットワークがリピーターベースの場合、リピーターを10/100非飽和スイッチに置き換えると、各エンドステーションで利用可能な平均帯域幅が自動的にn倍増加します。

Q-どの100Baseバージョンが推奨されますか？どうして？

A-100Base-TXは、水平配線がCategory5以上のUTPである場合に推奨されます。水平ケーブルがカテゴリ3の場合、100BaseT4を使用できますが、入手が難しい場合があります（100Base-TXはT4よりも1年以上前に利用可能であったため、市場の95％を占めていたことが報告されています）。100Base-T2は使用できません。

Q-どの1000Baseバージョンが推奨されますか？それらはどこで使用されますか？

A-1000Base-Tは、水平ケーブルがカテゴリ5以上のUTPである場合に推奨されます。1000Base-SXは、水平ケーブルがマルチモード光ファイバーである場合、および一部のマルチモードバックボーンで使用できます。1000Base-LXは、シングルモードまたはマルチモードの光ファイバーに使用できます（表7-5を参照）。1000Base-CXは、最大25メートルの短距離機器室ジャンパーに使用できます。

Q-新しいネットワークにはどのケーブルタイプを使用する必要がありますか？既存のネットワークをアップグレードするには？どうして？

A-新規または交換用のUTPリンクは、データレートを1000 Mbpsに増やすために、カテゴリ5E以上にすることができます。1000Base-SXの場合は表7-5に示されているように、または1000Base-LXの場合は表7-5に続く段落に記載されているように、マルチモードファイバを使用できます。（これらのファイバは、10,000 Mbpsでの短距離[波長に応じて100〜300メートル]の将来のサポートも提供します。）シングルモードファイバー。

Q-ネットワークのアップグレードが必要な時期をどのように知るのですか？どこから始めますか？

A-いくつかの方法があります：

• ユーザーから通知されます（ただし、多くの場合、フラストレーションのしきい値を超えた後にのみ）。
• ネットワーク管理システムは、各DCEポートの負荷特性を示すことができる必要があります。
• 組織は、より多くの通信帯域幅を必要とする新しいアプリケーション（マルチメディアなど）の追加を検討しています。
• 組織は成長しており、適切な場所に追加ユーザーを収容するのに十分なDCEポートがありません。

必要性を判断したら、オプションを検討できます。耐用年数が最も長いネットワーク要素（リンクメディア、それに続くネットワークサーバーおよびネットワークスイッチ）も、交換に最も費用がかかる可能性があることに注意してください。将来の成長を考慮して選択し、可能な限りこれらの要素を再利用することを検討してください。

1つの速度のみを実行するために使用される純粋なイーサネットハブ-10メガビットデバイス（またはその速度の他のハブ、スイッチ、ルーター）を100メガビットハブに接続することはできません。それは非常に不便だったため、デュアルスピードハブ（基本的には2ポートスイッチ）が構築されました。これらは、ホーム/ SOHO市場での100mbitイーサネットのブレークスルーでした。もちろん、デュアルスピードポートを備えたスイッチについても同様です。古いシングルスピードのものと区別するためのマーケティング用語は「10/100」であり、想像もできないほど大量に販売されていました。

ポートには、互換性を示すために「10/100/1000」というラベルが付いています。このようなポートは、最高の相互速度で別のポートとリンクします。これは、ネットワークをアップグレードするのに適した方法です。多くは100 Mbit / s、さらには10 Mbit / sで始まり、時間の経過とともにデバイスを交換することで、これらはより高速でリンクし始めます。

ただし、PHY規格は単一速度のみです：10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T、10GBASE-SR、...そして非常に一般的です。そのため、複数の速度を持つポートは、いくつかの異なるPHYと互換性があります。

多くの場合、完全な下位互換性は10Gポートで終わりますが、これは非常に一般的には1Gのみをサポートし、低速ではありません。