高速インターフェース規格ガイド　――Serial ATA，3GIO，InfiniBandから10GビットEthernetまで

11.10GビットEthernet

LANの枠を超えWANへ展開

塩澤昇

　LAN（local area network）として広く普及しているEthernetの原形は，1973年，米国Xerox社Palo Alto Research Center（PARC）のRobert Metcalfe氏らによって開発されました．当初，3Mbpsであった伝送速度は，1979年には，DIX仕様（米国DEC，Intel社，Xerox社の共同規格）のもと10Mbpsになりました．そして1983年に，DIX仕様をベースに，IEEEの802委員会（主に物理層とデータリンク層を扱う）が10BASE-5（IEEE 802.3）として初めて規格化しました．1990年には，これまでの同軸ケーブルに比べて安価で敷設が簡単な非シールドより対線（UTP）による10BASE-T（IEEE 802.3i）がリリースされ，普及に弾みがつきました．その後，100BASE-TX（IEEE 802.3u），ギガビットEthernet（IEEE 802.3z）がやつぎばやに承認されました．そして2002年3月，トラフィックが年々増加しているWANのサポートを見据えた，10GビットEthernet（IEEE 802.3ae）が規格化されました（図15）．

●Ethernetのしかけ

　Ethernetは，一つの媒体を共有使用するマルチアクセス方式の一つです．データリンク層におけるメディア・アクセス制御（MAC：Media Access Control）は，比較的簡単なしかけのキャリア･センスと衝突検出（CSM/CD：Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）で 行われています．

　送信では，まず送信前にほかの送信元がないかを確認するキャリア・センスを行い，ほかの送信元がないと送信を開始します．送信中は，ほかの送信元と同時送信がないかを調べる衝突検出を行い，衝突検出時には，送信の中止，ジャミング信号の送信，乱数による再送までの待機時間の設定（最大再送回数15回）を行います．

　受信では，同期信号を受信データから検出します．このとき，連続した'0'，'1'では信号が切り換わらず，同期化が困難になります．このため，ヘッダ・フレームを付加したり，冗長ビットを持たせるコード変換（4b/5b，8b/10b）を行います．また，伝送帯域を抑えるために，NRZ（non return to zero），NRZI（non return to zero inverted），MLT-3（Multi Level Transmission-3）などのさまざまな符号化を行います．

〔図15〕Ethernetの推移
1973年にXerox社のPalo Alto Research Center（PARC）のRobert Metcalfe氏らによって開発された10年後にEthernetはIEEE規格となった．その後も価格面や性能面で改善が進み，2002年3月，10GビットEthernet（IEEE 802.3ae）が規格化された．