Hiện nay, Ethernet chiếm tới 85% trong trong số những ứng dụng mạng LAN. Chuẩn Gigabit Ethernet có thể sử dụng để mở rộng dung lượng LAN tiến tới MAN và thậm chí cả đến cả WAN nhờ các card đường truyền Gigabit trong các bộ định tuyến IP. Nhờ đó, Gigabit Ethernet trở nên hấp dẫn trong môi trường mạng đô thị để truyền tải lưu lượng IP qua các mạch vòng WDM hoặc thậm chí cho cả các tuyến WDM cự ly dài. Hơn thế nữa, các cổng Ethernet 10 Gbit/s cũng đã được chuẩn hóa theo khuyến nghị 802.3ae của IEEE.
Hình 2.8 biểu diễn ví dụ mạng IP dựa trên giao diện Gigabit Ethernet. Các card đường truyền Gigabit Ethernet hoặc chuyển mạch Ethernet Lớp 2 nhanh được sử dụng cho các bộ định tuyến IP trong mạng.
Mạng Ethernet tốc độ bit thấp (ví dụ 10Base-T hoặc 100Base-T) sử dụng kiểu truyền hoàn toàn song công, ở đây băng tần truyền dẫn hiệu dụng được chia sẻ giữa tất cả người sử dụng và giữa hai hướng truyền dẫn. Để kiểm soát sự truy nhập vào băng tần chia sẻ có thể sử dụng công nghệ CSMA-CD. Điều này sẽ làm giới hạn kích thước vật lý của mạng vì thời gian chuyển tiếp không được vượt quá “khe thời gian” có độ dài khung nhỏ nhất (chẳng hạn 512 bit đối với 10Base-T và 100Base- T). Nếu tốc độ bit là 1Gb/s mà sử dụng độ dài khung nhỏ nhất 512 bit thì mạng Ethernet chỉ đạt chừng 10m vì thế độ dài
Độ dài gói CRC-16 Gói
khung tối thiểu trong trường hợp này được định nghĩa bằng 4096 bit cho Gigabit Ethernet. Điều này hiện làm giới hạn kích thước mạng trong phạm vi 100m. Tuy nhiên, kiểu hoàn toàn song công vẫn hấp dẫn trong môi trường Gigabit Ethernet.
Khi Gigabit Ethernet (1000Base-X) sử dụng kiểu song công nó trở thành một phương pháp tạo khung và bao gói đơn giản và tính năng CSMA- CD không còn được sử dụng. Chuyển mạch Ethernet cũng được sử dụng để mở rộng topo mạng thay thế cho các tuyến điểm - điểm.
Hình 2.8: Truyền tải IP trên vòng ring WDM bằng khung Gigabit Ethernet Cấu trúc khung Gigabit Ethernet biểu diễn trong hình 2.9. Độ dài tải cực đại của Gigabit Ethernet là 1500 byte nhưng có thể mở rộng tới 9000 byte (khung Jumbo) trong tương lai.
Phần trống 12 Giao diện Gigabit Ethernet Giao diện Gigabit Ethernet Giao diện Gigabit Ethernet Chuyển mạch Gigabit Ethernet Giao diện Gigabit Ethernet Định tuyến IP Định tuyến IP OADM OADM OADM OADM GbE GbE Ví dụ: WDM 32λ
Phần mào đầu 7 Phân định ranh giới bắt đầu 1
Địa chỉ đích 6
Địa chỉ nguồn 6
Độ dài khung 2
Trường điều khiển tuyến logic + tải tin (độ dài tối đa 1500 byte)
. .
Dãy kiểm tra khung 4
Tổng số mào đầu 38
Hình 2.9: Khung Gigabit Ethernet
Khung Ethernet được mã hoá trong sóng mang quang sử dụng mã 8B/10B. Trong mã 8B/10B mỗi byte mã hoá sử dụng 10 bit nhằm để đảm bảo mật độ chuyển tiếp phù hợp trong tín hiệu khôi phục đồng hồ. Do đó thông lượng đầu ra 1 Gb/s thì tốc độ đường truyền là 1,25 Gb/s. Việc mã hoá cũng phải đảm bảo chu kỳ trống được lấp đầy ký hiệu có mật độ chuyển tiếp phù hợp giữa trạng thái 0 và 1 khi các gói không được phát đi nhằm đảm bảo khả năng khôi phục đồng hồ.