Некоторые энергоэффективные интегральные схемы коммутатора были разработаны до того, как был окончательно утвержден стандарт IEEE 802.3az Energy-Efficient Ethernet.
СОДЕРЖАНИЕ
Возможная экономия
Концепции
Зеленый Ethernet
Технология Green Ethernet была расширением стандарта 802.3az. В дополнение к энергосбережению при нагрузке на канал Energy-Efficient Ethernet, Green Ethernet работает одним из двух способов. Во-первых, он определяет состояние соединения, позволяя каждому порту коммутатора перейти в режим ожидания, когда подключенное устройство, например компьютер, неактивно. Во-вторых, он определяет длину кабеля и соответствующим образом регулирует мощность, используемую для передачи. Стандартные переключатели обеспечивают мощность, достаточную для передачи сигнала на расстояние до 100 метров (330 футов). Однако в этом часто нет необходимости в среде SOHO, где между комнатами обычно проходит 5–10 метров (от 16 до 33 футов) кабелей. Более того, небольшие центры обработки данных также могут извлечь выгоду из этого подхода, поскольку большая часть кабелей ограничена одной комнатой с несколькими метрами кабелей между серверами и коммутаторами. В дополнение к преимуществам чистого энергосбережения Green Ethernet, снижение мощности передачи по более коротким кабелям снижает посторонние перекрестные помехи и улучшает общую производительность кабельной системы.
Зеленый Ethernet был впервые использован в домашних устройствах. Однако небольшое количество портов означает, что с помощью этой технологии только в домашних условиях не удастся добиться значительной экономии энергии. Выключение существующих устройств, когда они простаивают, может обеспечить более немедленную экономию. Прогнозируемая экономия энергии до 80 процентов была оценена с использованием коммутаторов Green Ethernet, что означает более длительный срок службы продукта за счет снижения тепловыделения.
Четвертушка Ethernet-а: старая скорость, новые возможности
5 февраля этого года был утверждён новый стандарт на 10-мегабитный Ethernet. Да, вы верно прочитали: десять мегабит в секунду.
Для чего в 21-м веке нужна такая «маленькая» скорость? Для замены того зоопарка, который скрывается под ёмким названием «полевая шина» — Profibus, Modbus, CC-Link, CAN, FlexRay, HART и т.д. Их слишком много, они несовместимы между собой и относительно сложны в настройке. А хочется просто воткнуть кабель в коммутатор, и всё. Как с обычным Ethernet.
И вскоре это станет возможным! Знакомьтесь: «802.3cg-2019 — IEEE Standard for Ethernet — Amendment 5:Physical Layer Specifications and Management Parameters for 10 Mb/s Operation and Associated Power Delivery over a Single Balanced Pair of Conductors».
Чем же интересен этот новый Ethernet? Прежде всего – он работает по одной витой паре, а не по четырём. Поэтому у него меньше разъёмы и тоньше кабели. И можно использовать уже проложенную витую пару, идущую к датчикам и исполнительным механизмам.
Вы можете возразить, что Ethernet работает до 100 метров, а датчики расположены гораздо дальше. Действительно, раньше это было проблемой. Но 802.3cg работает на расстоянии до 1 км! По одной паре! Неплохо?
На самом деле, ещё лучше: по этой же паре может подаваться и электропитание. Вот с него и начнём.
IEEE 802.3bu Power over Data Lines (PoDL)
Думаю, многие из вас слышали о PoE (Power over Ethernet) и знают, что для передачи питания нужны 2 пары проводов. Ввод/вывод питания сделан в средних точках трансформаторов каждой пары. Используя одну пару такое сделать невозможно. Поэтому пришлось делать по-другому. Как именно – показано на рисунке внизу. Для примера добавлен и классический PoE.
Здесь:
PSE – power sourcing equipment (источник питания)
PD – powered device (устройство на дальнем конце, потребляющее электричество)
Изначально 802.3bu имел 10 классов электропитания:
Цветом выделены три условных градации напряжения источника: 12, 24 и 48В.
Обозначения:
Vpse — напряжение источника питания, В
Vpd min — минимальное напряжение на PD, В
I max — максимальный ток в линии, А
Ppd max — максимальная потребляемая мощность PD, Вт
С появлением протокола 802.3cg добавилось ещё 6 классов:
Разумеется, при таком многообразии PSE и PD должны согласовывать класс электропитания перед подачей полного напряжения. Делается это с помощью SCCP ( Serial Communications Classification Protocol). Это низкоскоростной протокол (333 бит/с), основанный на 1-Wire. Он работает только тогда, когда в линию не подано основное питание (в т.ч. в спящем режиме).
На блок-схеме показано, как выполняется подача питания:
Согласование класса питания можно не делать, если он заранее известен. Такой вариант называется Fast Startup Mode. Применяется, например, в автомобилях, т.к. там нет необходимости менять конфигурацию подключенного оборудования.
Инициировать переход в спящий режим может как PSE, так и PD.
Теперь перейдём к описанию передачи данных. Там тоже интересно: в стандарте определены два режима работы – дальнобойный и для небольших расстояний.
10BASE-T1L
Это вариант для большой дальности (long reach). Основные характеристики следующие:
Стоит упомянуть, что 10BASE-T1 только один из стандартов Single Pair Ethernet (SPE). Есть ещё 100BASE-T1 (802.3bw) и 1000BASE-T1 (802.3bp). Правда, они разрабатывались для автомобильных применений, поэтому там дальность только 15 (UTP) или 40 метров (STP). Однако, в планах уже есть и дальнобойный 100BASE-T1L. Так что в будущем добавят автосогласование скорости.
А пока согласование не используется – заявлен «быстрый старт» интерфейса: меньше 100мс от подачи питания до начала обмена данными.
Ещё одна опция (необязательная) – увеличение амплитуды передачи с 1 до 2.4В для улучшения отношения сигнал/шум, уменьшения количества ошибок, противодействия индустриальным помехам.
Ну и, разумеется, EEE. Это способ экономить электричество за счёт отключения передатчика, если в данный момент нет данных для передачи. На диаграмме показано, как это выглядит:
Нет данных – отсылаем сообщение “я ушла спать” и отключаемся. Изредка просыпаемся и отсылаем сообщение “я ещё здесь”. Когда появляются данные, противоположной стороне выдаётся предупреждение “я просыпаюсь” и начинается передача. То есть, постоянно работают только приёмники.
Теперь посмотрим, что придумали со вторым вариантом стандарта.
10BASE-T1S
Уже по последней букве понятно, что это протокол для коротких расстояний (short reach). Но зачем он нужен, если на коротких расстояниях и T1L работает? Читаем характеристики:
Но у режима мультипоинт есть недостатки. Основной из них – разделяемая среда передачи данных. Конечно, коллизии разрешаются с помощью CSMA/CD. Но неизвестно, какая при этом будет задержка. А для некоторых применений это критично. Поэтому в новом стандарте дополнили мультипоинт специальным режимом PLCA RS (см. следующий раздел).
Второй недостаток – в мультипоинте не работает PoDL. То есть питание придётся подавать по отдельному кабелю или брать где-то на месте.
Впрочем, в режиме точка-точка PoDL работает и на T1S.
PLCA RS
Работает этот режим следующим образом:
Результат использования PLCA – внизу на графиках. Первый – задержка в зависимости от загрузки, второй – пропускная способность в зависимости от количества передающих узлов. Хорошо заметно, что задержка стала гораздо более предсказуемой. И она в худшем случае на 2 порядка меньше, чем в худшем случае CSMA/CD:
И пропускная способность канала в случае PLCA выше, т.к. не расходуется на разрешение коллизий:
Разъёмы
Изначально выбирали из 6-ти вариантов разъёмов, предложенных разными фирмами. В результате остановились на этих двух вариантах:
Для обычных условий эксплуатации был выбран LC разъём IEC 63171-1 компании CommScope.
Для суровых условий эксплуатации – семейство разъёмов IEC 63171-6 (бывший 61076-3-125) компании HARTING. Эти разъёмы рассчитаны на степени защиты от IP20 до IP67.
Разумеется, разъёмы и кабели могут быть как UTP, так и STP.
Прочее
Можно применять обычный четырёхпарный кабель Ethernet, используя каждую пару для отдельного канала SPE. Чтобы не тянуть куда-то вдаль четыре отдельных кабеля. Или использовать однопарный кабель, а на дальнем конце поставить коммутатор однопарного Ethernet.
А можно подключить этот коммутатор прямо в локальную сеть предприятия, если в дальние дали уже протянута сеть по оптоволокну. Воткнуть там в него датчики, а показания с них смотреть здесь. Прямо по сети. Без конвертеров интерфейсов и шлюзов.
И ведь это не обязательно должны быть датчики. Могут быть видеокамеры, домофоны или «умные» лампочки. Приводы каких-нибудь клапанов или турникеты на проходных.
Так что перспективы открываются интересные. Вряд ли, конечно, SPE заменит все полевые шины. Но изрядный кусок он у них откусит. Уж в автомобилях-то точно.
PS Я не нашёл текст стандарта в открытом доступе. Приведенная выше информация собиралась по кусочкам из разных презентаций и доступных в интернете материалов. Так что в ней могут быть неточности.
Некоторые энергоэффективные интегральные схемы коммутатора были разработаны до того, как был окончательно утвержден стандарт IEEE 802.3az Energy-Efficient Ethernet.
СОДЕРЖАНИЕ
Возможная экономия
Концепции
Зеленый Ethernet
Технология Green Ethernet была расширением стандарта 802.3az. В дополнение к энергосбережению при нагрузке на канал Energy-Efficient Ethernet, Green Ethernet работает одним из двух способов. Во-первых, он определяет состояние соединения, позволяя каждому порту коммутатора перейти в режим ожидания, когда подключенное устройство, например компьютер, неактивно. Во-вторых, он определяет длину кабеля и соответствующим образом регулирует мощность, используемую для передачи. Стандартные переключатели обеспечивают мощность, достаточную для передачи сигнала на расстояние до 100 метров (330 футов). Однако в этом часто нет необходимости в среде SOHO, где между комнатами обычно проходит 5–10 метров (от 16 до 33 футов) кабелей. Более того, небольшие центры обработки данных также могут извлечь выгоду из этого подхода, поскольку большая часть кабелей ограничена одной комнатой с несколькими метрами кабелей между серверами и коммутаторами. В дополнение к преимуществам чистого энергосбережения Green Ethernet, снижение мощности передачи по более коротким кабелям снижает посторонние перекрестные помехи и улучшает общую производительность кабельной системы.
Зеленый Ethernet был впервые использован в домашних устройствах. Однако небольшое количество портов означает, что с помощью этой технологии только в домашних условиях не удастся добиться значительной экономии энергии. Выключение существующих устройств, когда они простаивают, может обеспечить более немедленную экономию. Прогнозируемая экономия энергии до 80 процентов была оценена с использованием коммутаторов Green Ethernet, что означает более длительный срок службы продукта за счет снижения тепловыделения.
Как настроить сетевой адаптер на Windows 7: самое важное
Иногда при подключении интернета или использовании ресурсов локальной сети возникают проблемы. Могут вылезать ошибки подключения, получения IP адресов или конфигурации сетевого оборудования. Внутри компьютера или ноутбука, функцией подключения к локальной или глобальной сети, занимается сетевой адаптер. В статье мы как раз и поговорим про настройку сетевого адаптера для улучшения связи в интернете. Инструкция будет ходовая для всех версий Windows 7, 8 и 10.
Более подробная настройка
Мне постоянно приходят письма с вопросами – как более детально настроить сетевой адаптер для меньшего пинга в играх, для лучшего просмотра кино и большей скорости скачивания. Поэтому я решил написать более детальную статью. Ну, поехали! По идее она настраивается автоматически под рациональное использование ресурсов системы и самого устройства. Но конфигурацию можно корректировать под свои нужды.
Переходим во вкладку «Дополнительно». И так смотрите, у нас есть определённые свойства, которые мы можем включать (Enebled) или выключать (Disable). На новых версиях «Виндовс» может быть написано «Вкл» или «Выкл». А теперь разбёрем каждое свойство:
ВНИМАНИЕ! Параметры адаптера могут в какой-то степени улучшить показатели, в каком-то моменте ухудшить. Изменяя установки сетевого адаптера, лучше возьмите листочек и выпишите – что именно вы изменили, чтобы в случаи чего вернуть параметры обратно. Также я рекомендую скачать последнюю версию драйвера для вашей сетевой карты или Wi-Fi модуля и установить его. Только после этого заходим в характеристики
После изменения, следует перезагрузить компьютер или ноутбук, чтобы некоторые изменения вступили в силу. Установки сетевого адаптера всегда можно откатить обратно, самое главное не потеряйте тот листок с настройками.
ПРОСЬБА! Если я что-то не указал, или написал что-то не так – пишите смело в комментариях свои исправления или замечания, буду рад поучиться чему-то у своих читателей.
Что делать, если лагают сетевые игры. Как снизить инпут лаг и задержки сети
Чтобы успешно играть и побеждать в сетевых играх, важно добиться максимальной отзывчивости управления и плавности картинки. Ощущения от игры полностью зависят от нескольких независящих друг от друга факторов. Сюда можно отнести производительность оборудования, задержки системы и ввода на стороне пользователя (т.е. время от нажатия на клавишу мыши до отображения выстрела на экране) и качество сетевого соединения. Чтобы добиться идеального отклика, нужно оптимизировать каждый из этих пунктов.
Как снизить системные задержки (инпут лаг)
Системные задержки — это время, которое проходит от нажатия клавиши до отображения результата на экране. Если максимально упростить, то это инпут лаг. Однако только задержками ввода дело не ограничивается. Системные задержки зависят еще и от особенностей работы компонентов ПК и быстроты монитора.
Используйте проводные клавиатуру и мышь. По проводу подключение всегда будет быстрее и стабильнее. Впрочем, беспроводные геймерские модели тоже есть, но они стоят дороже проводных аналогов.
Выключите обработку картинки (шумоподавление, уплавнялка и т.п.) или переключите режим изображения на игровой. Если вы играете на телевизоре, то это особенно актуально. Но на мониторе тоже может быть переключатель режимов. Например, у MSI есть специальный игровой режим, который называется Zero Latency. Чтобы понять, если такой режим на вашей модели монитора, обратитесь к инструкции или на официальный сайт производителя.
Выставьте максимально возможную частоту обновления дисплея. Некоторые дисплеи могут не поддерживает частоту более 60 Гц при максимальном разрешении, в таком случае стоит опуститься до 1080p. Например, именно так работают консоли PlayStation 5 и Xbox Series X с телевизорами, у которых есть только вход HDMI 2.0. В совместимых играх таким образом можно выставить режим 120 Гц. Кроме того, некоторые мониторы могут работать при повышенной частоте, даже если она официально не поддерживается. К примеру, монитор BenQ GW 2470 может работать при 75 Гц, если выставить кастомный режим изображения в драйверах видеокарты.
Отключите вертикальную синхронизацию в настройках игры. Из-за этого картинка может быть менее приятной, так как будут возникать разрывы кадра — так называемый тиринг. Однако отзывчивость может увеличиться. Обратите внимание, что при наличии у вашего монитора и видеокарты функций VRR, G-Sync или FreeSync разрывов быть не должно.
Включите технологию NVIDIA Reflex. Чтобы снизить задержку на стороне пользователя, стоит включить технологию NVIDIA Reflex, которая поддерживается многими сетевыми играми. Она работает на всех видеокартах GeForce начиная с 900 серии. Кроме того, для нее не нужно специальное оборудование вроде монитора и мышки. Наибольший эффект технология дает на высоких настройках графики. Подробнее о работе технологии мы писали в отдельной статье «Как перестать сливать катки и начать тащить».
Включите режим низкой задержки. Также в панели управления NVIDIA можно включить режим низкой задержки. По своему эффекту он похож на NVIDIA Reflex, но работает только в DirectX 11. Про все настройки панели управления мы писали в гайде «Как настроить видеокарту NVIDIA для игр». У видеокарт AMD есть схожая функция — Radeon Anti-Lag, которую тоже можно включить в настройках дрйвера.
Как снизить сетевые задержки
Другой вид задержек — сетевые. Качество соединения в основном зависит от вашего провайдера. В первую очередь здесь важен такой показатель, как пинг.
Важно! Высокий пинг и нестабильное соединение — разные вещи. Если часть пакетов теряется, то это ощутимо влияет на геймплей. К примеру, вас отбрасывает назад или игровой мир замирает на некоторое время. При плохом пинге, как правило, таких проблем нет, но есть ощутимая задержка в действиях. Грубо говоря, вас будут убивать раньше, чем вы сможете среагировать.
Как проверить пинг
Проверить пинг можно с помощью специализированных сайтов или мобильных приложений. Один из наиболее популярных — speedtest.net. Однако этот инструмент лучше подходит для измерения скорости. Именно пинг лучше проверить штатными средствами операционной системы Windows.
Как настроить сетевой адаптер для снижения пинга
Если у вас проблемы с пингом, то стоит настроить сетевой адаптер. Перейдите в диспетчер устройств и найдите свой сетевой адаптер. Как правило, это Realtek, Intel, Qualcomm, Killer или другой. Также в списке может быть беспроводной Wi-Fi адаптер.
Зайдите в свойства адаптера и перейдите на вкладку «Управление электропитанием». Снимите галочку с «Разрешить отключение устройства для экономии энергии». Далее перейдите в дополнительно и отключите следующие пункты:
Буферы передачи и приема нужно поставить на максимальное значение — 128 и 512 соответственно. Максимальное число очередей RSS должно быть выставлено на доступный максимум. Выгрузка протокола ARP и NS должны быть включены.
Можно настроить и Wi-Fi адаптер, если вы им пользуетесь для игр. Сначала нужно также выключить «Разрешить отключение устройства для экономии энергии» и далее перейти на вкладку «Дополнительно». Здесь нужно также отключить настройки, связанные с энергосбережением. Для «Режима энергосбережения MIMO» выберите «Нет SMPS». Отключите также:
Программы для снижения пинга
В сети можно найти множество программ для снижения пинга. Суть их работы можно свести к выбору оптимального маршрута соединения, благодаря чему и снижается задержка. Одна из популярных программ — ExitLag. Она платная, но есть бесплатный трехдневный период для теста. Чудес от нее ждать не стоит и если у вас уже неплохой пинг, то программа вряд ли существенно его уменьшит. Однако попробовать все же стоит. В настройках программы вам нужно выбрать игру и регион сервера, для которого требуется оптимизация.
Общие советы
Если дело не в провайдере, то кое-что все же можно сделать для уменьшения задержек. Как правило, проблемы с соединением связаны с роутером.
Перейдите на диапазон 5 ГГц. Многие современные роутеры работают в двух диапазонах: 2,4 ГГц и 5 ГГц. Последний — более продвинутый. Он устойчив к помехам и лучше работает в многоквартирных домах, где в каждой квартире по роутеру. Если ваше оборудование поддерживает 5 ГГц, попробуйте переключиться на эту частоту. Обратите внимание, что приемник сигнала тоже должен поддерживать этот стандарт.
Смените канал Wi-Fi. При помощи бесплатной утилиты WifiInfoView можно проверить, насколько загружены разные каналы Wi-Fi в вашем доме. В настройках роутера стоит выбрать наименее загруженный канал.
Обновите прошивку роутера. Стоит также обновить прошивку роутера. Если вы купили новое устройство, то это стоит сделать первым делом. Зайдите на официальный сайт производителя и найдите свежую прошивку для своей модели роутера. Обратите внимание, что нужно точно выяснять модель устройства, включая ревизии. Возможно, наилучшим вариантом будет установить стороннюю прошивку. Если у вашей модели роутера мощное комьюнити, стоит поискать информацию на профильных форумах.
Измените DNS-сервер. Также можно попробовать поменять стандартный DNS-сервер от провайдера на альтернативный от Google. Предпочитаемый сервер — 8.8.8.8, альтернативный — 8.8.4.4.
Перезагрузите роутер. Если возникают какие-либо неполадки с роутером, стоит его перезагрузить. Возможно, после этого проблема уйдет сама собой.
Подключитесь к роутеру по проводу. Если размещение роутера и вашего ПК позволяет подключиться по проводу, то именно так и стоит сделать. Проводное соединение — самое стабильное.
