La tecnologia
Con il termine 10 Gigabit Ethernet non si identifica un singolo standard, ma una famiglia di specifiche definite dall’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) e che condividono essenzialmente la compatibilità verso il frame Ethernet originale per consentire ai livelli superiori della trasmissione di operare senza variazioni. Non è semplice districarsi tra le diverse versioni, ma la scelta dell’IEEE è dettata dalla volontà di garantire il miglior rapporto prestazioni / costi in base alle specifiche applicazioni della rete.
Gran parte delle innovazioni introdotte dalla nuova tecnologia riguardano il livello fisico delle trasmissioni, ovvero le interfacce (Pmd, Physical Medium Dependent sublayer) e il sistema di codifica (Pcs, Pysical Coding Sublayer).
Dal punto di vista delle interfacce, le prime specifiche pubblicate a partire dal 2002 si sono concentrate sui collegamenti in fibra ottica. Sono state definiti quattro Pmd, dedicati rispettivamente ai collegamenti a breve, lunga ed estesa distanza. Lo standard 10GBASE-SR (Short Range) opera con fibre multimodali e laser a 850 nm; è in grado di coprire distanze sino a 300 metri in base al tipo di fibra utilizzata. Le versioni 10GBASE-LR e ER (Long Range ed Extended Range) sfruttano invece fibre monomodali e laser con lunghezza d’onda rispettivamente di 1.300 e 1.550 nanometri, per collegamenti che possono toccare i 10 e i 40 chilometri.
Esiste poi un Pmd 10 Gigabit Ethernet in grado di operare sia con fibre monomodali che multimodali: le specifiche 10GBASE-LX4 si basano sull’utilizzo di quattro laser paralleli, ciascuno dei quali trasmette a 3.125 gigabit al secondo. Operando a lunghezze d’onda di 1.300 nanometri, i collegamenti 10GBASE-LX4 possono raggiungere i 300 metri in configurazione multimodale e i 10 chilometri con fibre a singolo modo di trasmissione.
Nel 2004 l’IEEE ha pubblicato una versione della tecnologia 10 Gigabit Ethernet che sfrutta cablaggi in rame. Lo standard 10GBASE-CX4 punta a contenere i costi di realizzazione dell’infrastruttura e utilizza cavi a quattro corsie e connettori IBX4 (gli stessi impiegati dalla tecnologia Infiniband) per collegamenti a distanze massime di 15 metri circa. Come da tradizione in ambito Ethernet, non si è poi fatta attendere a lungo una versione di 10 Gigabit Ethernet pensata per l’utilizzo sui classici cavi in rame Utp o Stp (Unshielded Twisted Pair, Shielded Twisted Pair), largamente diffusi in ambito Lan per le connessioni a 100 e 1.000 Mbps. Lo standard 10GBASE-T è stato pubblicato nel 2006 e permette di effettuare collegamenti in rame a una distanza massima di 100 metri su cavi di categoria 6A o superiore. Il vantaggio principale di questo approccio è quello di poter riutilizzare le strutture di rete già approntate per le Fast o Gigabit Ethernet, evitando di dover intervenire sull’apparato di distribuzione.
Per ottenere velocità di punta di 10 gigabit al secondo, lo standard 10GBASE-T usa una modulazione Pam-16 (Pulse Amplitude Modulation a 16 livelli), contro la Pam-5 che caratterizza le reti su rame a 1 gigabit al secondo.