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ネットワーク技術II
第7.2課
イーサネット・テクノロジー
http://www.info.kindai.ac.jp/NetEngII
38号館4階N-411 内線5459
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Web教材の間違い（1）
7.2.1 本文2段落目
1000BASE-T
図[2]に示すように、1000BASE-TX、1000BASE-SX、
および1000BASE-LXは、すべて同じタイミング パラ
メータを使用します。これは1ナノ秒、つまり10億分
の1秒のビット時間です。・・・・
Web教材の間違い（2）
7.2.3 図[３]
カテゴリ5e UTP
Web教材の間違い（3）
7.2.4 図[2]
10μm シングルモードファイバ
Web教材の間違い（4）
7.2.6 本文3段落目
複合シリアル ビット ストリームは、10GBASE-LX4を
除くすべてのバージョンの10GbEで使用されていま
す。この方式では、4ビットの同時ビット ストリーム
を、ファイバ内に同時送出される4つの波長の光と
して多重化するWWDM（Wide Wavelength
Division Multiplex）が使用されています。
『この方式』
＝『10GBASE-LX4 で採用されている方式』
Web教材の間違い（5）
7.2.6 図2
10μm SMF
ギガビットイーサネット規格
GbE＝Giga bit Ethernet
: 1Gbpsの帯域幅を持つイーサネット規格
種類
規格
メディア
1000Base-T
IEEE802.3ab UTP
1000Base-CX
IEEE802.3z
シールド付ケーブル
1000Base-SX
IEEE802.3z
光ファイバ850nm
1000Base-LX
IEEE802.3z
光ファイバ1310nm
1000Base-T
(IEEE802.3ab)
メディア
UTP(カテゴリ5e、ISOクラスD以上)
符号化
伝送距離
４D-PAM5
（Pulse Amplitude Modulation 5）
4対8本
250Mbps/対×4対＝1000Mbps
100m
通信
全二重・・・永続的に衝突がある
信号線
1000Base-Tの通信
4対8本(250Mbps/対×4対＝1000Mbps)
全二重通信
同じワイヤ対上で送信と受信を行う
 永続的に衝突が発生

· エコー キャンセル
· レイヤ1のFEC（Forward Error Correction：転送エラー訂
正）
· 電位レベルの細心な選択
これらにより衝突問題を解決
1000Base-Tの符号化
４D-PAM5ライン符号化
（Pulse Amplitude Modulation 5）
電位 : アイドル中9段階, 通信中17段階
1000Base-Tの送信プロセス
データを4つの並列ストリームに分割
1000Base-Tと他の比較
通信
信号線
符号化
電位
10Base-T
半二重/
全二重
2対4本
マンチェスター符号
2段階
100Bae-TX
半二重/
全二重
2対4本
4B/5B符号
+MLT-3符合
3段階
1000Base-T
全二重
(半二
重)
4対8本
4D-PAM5ライン符号
9段階(アイドル中)
17段階(通信中)
1000BaseTの対応規格
ケーブル
10Base-T
100Base-TX 1000Base-T
カテゴリ3
◎
×
×
カテゴリ4
◎
×
×
カテゴリ5
◎
◎
○
カテゴリ5e
◎
◎
◎
○ : 使用可 ◎ : 推奨 × : 使用不可
1000Base-SX
(IEEE802.3z)
メディア
伝送距離
光ファイバ（850nm：近赤外線）
50μMM, 62.5μMM
レーザー, LED
8B/10B
+NRZ（Non-Return to Zero）
1対1通信
送受信回線(Tx,Rx)を持つ
220～500m
通信
全二重,衝突が無い
光源
符号化
信号線
1000Base-LX
(IEEE802.3z)
メディア
伝送距離
光ファイバ（1310nm ：近赤外線）
10μSM, 50μMM, 62.5μMM
レーザー
8B/10B
+NRZ（Non-Return to Zero）
1対1通信
送受信回線(Tx,Rx)を持つ
550m(MM), 5000m(SM)
通信
全二重,衝突が無い
光源
符号化
信号線
1000Base-SX,LXの符号化
8B/10B

8Bデータを10Bデータに変換

0の連続, 1の連続を防ぐ
NRZ（Non-Return to Zero）
0 : 弱い光
 1 : 強い光


LED,レーザーは完全に消灯すると時間がかかる
マルチモードとシングルモード
第3.2.6課参照
1000Base-CX
(IEEE802.3z)
メディア
シールド付ケーブル
(2芯平衡型のシールドされた同軸ケーブル)
符号化
8B/10B
伝送距離
25m
あまり一般的ではない
ギガビットイーサネットの比較
ギガビットイーサネットの比較
種類
長所
短所
1000Base-T
インフラの更新に費用がかから
ケーブルの品質によりパフォー
ない
光ファイバに比べて設置コスト
が1/5
マンスを十分に発揮できない
ノイズの発生し易い場所では不
向き
最大100m
伝送幅に余裕がある
既存のネットワークから更新す
ノイズの影響を受けにくい
最大5000m
る場合、ケーブルを交換する必要
がある
UTPに比べて設置コストが5倍
ケーブルの扱いがデリケート
ノイズの影響を受けにくい
ケーブルの扱いがデリケート
1000Base-SX
1000Base-LX
1000Base-CX
最大25m
対応機器が少ない
10ギガビットイーサネット
10Gbpsの帯域幅を持つイーサネット規格
(メディアは光ファイバのみ)
IEEE802.3ae(2002年6月)
10GBASE-SR
 10GBASE-LX4
 10GBASE-LR,-ER
 10GBASE-SW,-LW,-EW

10GBase-SR
(IEEE802.3ae)
メディア
光源
符号化
光ファイバ（850nm：近赤外線）
50μMM, 62.5μMM
レーザー, LED
64B/66B
伝送プロセス 複合シリアルビットストリーム
信号線
伝送距離
1対1通信
送受信回線(Tx,Rx)を持つ
26～82m
通信
全二重,衝突が無い
10GBase-LX4
(IEEE802.3ae)
メディア
光源
符号化
光ファイバ（1310nm ：近赤外線）
10μSM, 50μMM, 62.5μMM
レーザー
64B/66B
伝送プロセス WWDM
信号線
伝送距離
1対1通信
送受信回線(Tx,Rx)を持つ
240～330m(MM), 10km(SM)
通信
全二重,衝突が無い
WWDM
(Wide Wavelength Division Multiplex)
4種類の波長で同時転送
10GBase-LR, -ER
(IEEE802.3ae)
メディア
光源
符号化
光ファイバ（1310, 1550nm）
10μSM
レーザー
64B/66B
伝送プロセス 複合シリアルビットストリーム
信号線
伝送距離
1対1通信
送受信回線(Tx,Rx)を持つ
10～40km
通信
全二重,衝突が無い
10GBase-SW, -LW, -EW
(IEEE802.3ae)
メディア
光源
符号化
光ファイバ（850, 1310, 1550nm）
10μSM, 50μMM, 62.5μMM
レーザー
64B/66B
伝送プロセス 複合シリアルビットストリーム
信号線
伝送距離
1対1通信
送受信回線(Tx,Rx)を持つ
300m～40km
通信
全二重,衝突が無い
10Gイーサネットの特徴
すべてのイーサネットと相互運用が可能
ビット時間は0.1ナノ秒
全二重なので、CSMA/CDは不要
加えられた変更(WAN対応等)はわずか
高い柔軟性、効率、信頼性
単一のレイヤ2制御手法でLANからWANまで
最大40km
イーサネットの発展
① 帯域幅の推移
② フレーム構成
③ 各種パラメタ
④ CSMA/CDはどうなる？
⑤ メディアの使い分け
①帯域幅の推移
わずか4半世紀の間に、、、
10Mbps
100Mbps
10Gbps
40Gbps
80Gbps
1000Mbps
160Gbps
10-Gigabit Ethernet Alliance (シスコもメンバー)
②フレーム構成
昔も今も同じフレーム形式(フォーマット)
実質的なフレーム
③各種パラメタ
基本的な変更は10GbEから
10M 100M 1G １0G
パラメタ
100
10
1
0.1
ビット時間[ns]
512 512 4096 なし
スロット時間[bit時間]
96
96
96
96
フレーム間隔[bit]
16
16
16 なし
再送試行限度
10
10
10 なし
再送待機限度n ( ~ 2^n)
32
32
32 なし
衝突ジャム信号長[bit]
フレームサイズMax[octet] 1518 1518 1518 1518
64
64
64
64
フレームサイズMin[octet]
同じ帯域幅を持つ規格はすべて同じパラメタの値
④CSMA/CDはどうなる？
1対1の全二重通信には衝突はありえない!
CSMA/CDに代わる方式が提案されている
⑤メディアの使い分け
銅線(主流はUTP)：1000Mbps近辺まで
ワイヤレス： 1000Mbps近辺まで
光ファイバ：10Gbpsおよびそれ以上
レーザー光源とシングルモードが注目
次世代50μMMFがBest Solution
まとめ(1/4)
① MAC手法
② フレームフォーマット
③ 伝送プロセス
④ メディア
⑤ 符号化法
⑥ GbEと10GbEの比較
⑦ GbEと10GbEのアーキテクチャの考え方
まとめ(2/4)
① MAC手法
基本的にCSMA/CDは無くなった
② フレームフォーマット
これまでと何も変わらない
③ 伝送プロセス
銅線メディア：複雑
光ファイバ：複合シリアル、パラレル伝送
まとめ(3/4)
④ メディア
GbE:UTP(カテゴリ5e,ISOクラスD以
上)
光ファイバ
10GbE：光ファイバ
光ファイバの課題：伝播容量、
光検出技術、光線の角度と屈折
⑤ 符号化法
4D-PAM5：1000BASE-T
8B/10B:1000BASE-X
64B/66B：10GBASE
まとめ(4/4)
⑥ GbEと10GbEの比較
下位互換、二重通信が基本
10GbEはWANまで対応
⑦ GbEと10GbEのアーキテクチャの考え方
スイッチ接続された全二重
2段階の符号化および伝送プロセス