شبکه های گیگابیتی و نحوء اتصال آن

تقریباً تمامی مادربورد های امروزی دارای اتصال شبکه هستند که البته به لطف حضور اتصال شبکه بی سیم، شاید کمتر مورد استفاده بسیاری از کاربران قرار بگیرد. تا پیش از این حداکثر سرعت انتقال صد مگابیت در ثانیه چندان چنگی به دل نمیزد، اما حالا که مدتی از معرفی اتصال شبکه گیگابیتی گذشته و تولیدات امروزی از این استاندارد پشتیبانی میکنند، موقعیت های متنوعی برای استفاده از این پورت ایجاد شده و می توان روی این پورت برای کاربردهای مختلف نیز حساب کرد. به همین خاطر بد نیست تا با این اتصال شبکه، ساختار و پتانسیل های آن آشنا شویم. اتصال شبکه در دهه هفتاد ارائه شد و در سال 1998 اولین استاندارد های مربوط به اتصال شبکه گیگابیتی پایه گذاری شدند. این اتصال ابتدا در شبکه های بزرگ مورد استفاده قرار گرفت و در سال 2000، برای اولین بار توسط اپل در سیستم های دسکتاپ Power Mac G4 و نوت بوک های PowerBook G4 به کار گرفته شد و دنیای کامپیوتر های دسکتاپ راه یافت. در کل پنج لایه فیزیکی برای اتصال شبکه گیگابیتی و کابل های مختلف (از جمله کابل های فیبر نوری و کابل های مسی) تعریف شده است که در مجموع استانداردهای کاری مختلفی را تعریف می نمایند.

اتصال گیگابیتی چگونه عمل میکند؟

به کمک اتصال شبکه گیگابیتی می توان از کابل های استاندارد Cat 5 استفاده کرد و اطلاعات را با سرعت یک گیگابیت در ثانیه منتقل نمود. کابل های Cat 5 دارای هشت رشته سیم هستند که در اتصال های ده و صد مگابیتی تنها از چهار رشته سیم استفاده می شود (یک جفت برای ارسال و یک جفت برای دریافت اطلاعات) و اتصال شبکه گیگابیتی از تمامی هشت رشته سیم کابل Cat 5 استفاده می نماید. در زمان انتقال اطلاعات روی کابل Cat 5 از طریق اتصال شبکه گیگابیتی، با هر سیگنال دو بیت اطلاعات ارسال میشود و چهار ولتاژ مختلف برای ارسال بیت ها به شکل 00، 01، 10 و 11 مورد استفاده قرار میگیرند (البته ولتاژ پنجمی نیز وجود دارد که برای تصحیح خطا مورد استفاده قرار می گیرد). در اتصال های ده و صد گیگابیتی، یک جفت سیم برای ارسال و یک جفت سیم برای دریافت استفاده می شد، اما در اتصال شبکه گیگابیتی تمامی چهار جفت رشته سیم به صورت دو طرفه هم برای ارسال و هم برای دریافت اطلاعات به کار گرفته می شوند. نرخ ارسال اطلاعات مانند اتصال صد مگابیتی بوده و 125 مگاهرتز است که با احتساب ارسال دو بیت با هر سیگنال و ارسال چهار سیگنال در هر لحظه، سرعت حداکثر هزار مگابیت در ثانیه قابل دستیابی میشود. البته سرعت انتقال اطلاعات یک گیگابیت در ثانیه کاملاً تئوری است و در عمل دستیابی به این سرعت امکان پذیر نخواهد بود. کنترلر اتصال شبکه در مادربورد میتواند از طریق رابط PCI یا PCI-E با دیگر بخش های مادربورد در ارتباط باشد. حداکثر سرعت انتقال اطلاعات رابط PCI به 133 مگابایت در ثانیه می رسد که اندکی بیشتر از سرعت یک گیگابیت در ثانیه (125 مگابایت در ثانیه) است. با این حال به اشتراک گذاری منابع مورد نیاز رابط PCI با دیگر رابط ها باعث می شود تا به سرعت نهایی رابط PCI دست نیابیم و کارایی انتقال اطلاعات در کنترلر های شبکه ای که از رابط PCI استفاده می کنند، پایین تر از حد انتظار باشد. کنترلر هایی که از رابط PCI-E استفاده می کنند شانس بیشتری برای دستیابی به حداکثر سرعت انتقال اطلاعات در اتصال گیگابیتی دارند. رابط PCI-E از حداکثر سرعت انتقال اطلاعات بالاتری پشتیبانی کرده و از آنجا که هر رابط مسیر اختصاصی خود را در اختیار دارد، پهنای باند کافی برای انتقال اطلاعات در اختیار پورت شبکه گیگابیتی قرار می دهد. استفاده از اتصال ها و کابل های ارزان قیمت نیز میتواند میزان خطا را افزایش داده و در نهایت سرعت انتقال اطلاعات را کاهش دهد. 

آیا به پورت گیگابیتی نیاز داریم؟

اتصال شبکه در موارد بسیاری همچون انتقال فایل، بازی های شبکه ای، انتقال ویدئو و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. بیشترین میزان تاثیر در کارایی، در انتقال فایل در شبکه نمایان می شود که سرعت بالای انتقال اطلاعات کاملاً مفید واقع شده و بر کارایی و صرفه جویی در وقت تاثیر گذار است. بازی های تحت شبکه عموماً اطلاعات مورد نیاز و حیاتی را که حجم خیلی زیادی نیز ندارند از طریق شبکه منتقل می کنند و تنها مسئله ای که از اهمیت بالایی برخوردار است، پایین بودن زمان پاسخ دهی برای جلوگیری از ایجاد تاخیر در بازی است. به همین خاطر اتصال شبکه گیگابیتی برای گیمر ها یک مسئله حیاتی و بسیار مهم نخواهد بود. اگر قصد راه اندازی یک Media Server در خانه را دارید و قرار است چندین وسیله همزمان فایل های مختلف چند رسانه ای را از روی آن بخوانند، بهتر است از اتصال گیگابیتی استفاده کنید. البته فایل های ویدئویی Full HD حداکثر به سرعت انتقال 50 مگابیت در ثانیه نیاز خواهند داشت، اما از آنجا که قرار است یک سرور به چندین کامپیوتر همزمان سرویس دهد، بهتر است به اتصال شبکه گیگابیتی مجهز شود.  

آینده

در آینده سرعت انتقال اطلاعات روی پورت شبکه کامپیوترهای دسکتاپ باز هم ده برابر خواهد شد و به ده گیگابیت در ثانیه خواهد رسید. پایه ریزی استانداردهای لازم در استفاده از کابل های فیبرنوری در این مورد در سال 2002 آغاز شد و در سال 2006 فعالیت هایی روی استانداردهای لازم برای استفاده از کابل های جفتی صورت گرفت. از سال 2009 تعویض اتصال های یک گیگابیتی با اتصال های ده گیگابیتی در شبکه های بزرگ و سرور های پیشرفته آغاز شد و در آینده ای نزدیک، کارت های جانبی برای کامپیوتر های دسکتاپ و کنترلر های مجتمع برای مادربوردها نیز به زودی در اختیار کاربران قرار خواهد گرفت.