WAN用途も想定した10ギガビットの仕様

イーサネット技術は，用途がWANへと広がるにつれて，さらなる高速化が要求されるようになりました。現在，伝送速度が10Gビット／秒のイーサネット方式の標準化作業が進んでいます。今回は，完成に近づきつつある10ギガビット・イーサネットの標準仕様「IEEE802.3ae」について解説します。

　IEEE802.3aeは，既存のイーサネットと同じ形式のMAC（media access control）フレームを使うことで，相互運用を可能にしています。しかし，IEEE802.3aeはLAN用途だけでなく，WANへの適用も考慮している点でこれまでの仕様とは異なります。また，IEEE802.3aeは光ファイバー・ケーブルにしか対応せず，通信も全2重モードだけをサポートします。このほか，WWDM技術や波長が1550nm（ナノ・メートル＝10億分の1メートル）の光信号など，新しい技術を採用しています。

伝送方法や光信号の波長で異なる7方式
　IEEE802.3aeには，「10GBASE-SR」，「10GBASE-LR」，「10GBASE-ER」，「10GBASE-SW」，「10GBASE-LW」，「10GBASE-EW」，「10GBASE-LX4」の7方式があります。これら7方式は，伝送方法（3系統）と光信号の波長（3系統）の組合わせで決まります。標準仕様の方式名称にある「-」（ハイフン）の後ろの文字列で組み合わせを判別できます（図１）。

10Gビット／秒の各種方式
図１　10Gビット／秒の各種方式

　伝送方式としては��1本の光信号で伝送する「10GBASE-R」，��10GBASE-Rを基にSONET/SDHとの整合性を確保した「10GBASE-W」��WWDM技術を使って複数の光信号で伝送する「10GBASE-X」の3系統があります。10GBASE-Rと10GBASE-XはLANでの用途，10GBASE-WはWANでの用途を想定しています。
　利用する光信号の波長が異なる3系統は，��850nmの短波長を使う「10GBASE-S」��1310nmの長波長を使う「10GBASE-L」��1550nmの長波長を使う「10GBASE-E」です。利用する光ファイバの種別と最大伝送距離は，10GBASE-Sがマルチモード・ファイバ（MMF）で82m，10GBASE-Lがシングルモード・ファイバ（SMF）で10km，10GBASE-EがSMFで40kmです。

伝送方式の違いで変わる伝送速度
　IEEE802.3aeのレイヤー構造はMAC層以下，�＿式未良�層と接続する「RS」（reconciliation sublayer），�▲如璽辛箙罎鯤儡垢垢襦�PCS」（physical coding sublayer），��ビット列をSONET/SDHフレームのOC-192に格納する「WIS」（WAN interface sublayer），�づ疏�符号に対応付ける「PMD」（physical medium attachment），�ジ�信号に対応付ける「PMD」（physical medium dependent）の各副層からなります（図２）。ただし，WISを利用するのはWANでの用途を想定した10GBASE-Wだけです。これら副層は、XGM�供�10 gigabit media independent interface）, XSBI（10 gigabit sixteen-bit interface），MDI（medium dependent interface）というインタフェースでつながっています。

10Gビット／秒のイーサーネット方式のレイヤー構造
図２　10Gビット／秒のイーサーネット方式のレイヤー構造

　7方式すべてで使われるXGM�兇蓮�4本のパラレル・レーン（信号路）を備えています。各レーンは2.5Gビット／秒でデータを転送します。転送速度が速いため、接続距離は最大7cmほどに限定されます。
　XGM�兇寮楝概�離を延長するオプションが「XGM�競┘�ステンダ」です。二つの副層「XGXS」（XGM�� extender sublayer）とこれらをつなぐインタフェース［XAUI」（10 gigabit attachment unit interface）で構成されます。XGM�競┘�ステンダを使うと，接続距離は最大50cmほどに延長できます。
　いずれの方式もXGM�蕎紊任蓮�10Gビット／秒でデータを転送します。しかし，光ファイバ中の伝送速度は各方式で異なります。
　10GBASE-Rは，PCSで64B/66Bという符号化方式を使います。2ビット分の制御情報を追加するため，伝送速度は10Gビット／秒の64分の66倍となり，光ファイバ中では10.3125Gビット／秒となります。
　10GBASE-Wの場合，XGM�蕎紊鯲�れる10Gビット／秒のうち実データは9.29Gビット／秒程度です。PCSで64B/66Bで符号化した後は9.58464Gビット／秒となりますが，WISでSONETフレームに格納するため，光ファイバ中では9.95328Gビット／秒となります。
　WWDM技術を使う10GBASE-LX4は，PCSで8B/10Bの符号化方式を使います。4本の光信号それぞれ伝送速度は8分の10倍となり，光ファイバ中を3.125Gビット／秒で伝送します。このため，4本の光信号を合わせた伝送速度は，12.5Gビット／秒となります。

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