Какой стандарт соответствует сети ethernet на толстом коаксиальном кабеле

Обновлено: 07.07.2024

Ethernet - это самый распространенный на сегодняшний день стандарт технологии сети.

работает с коаксиальным кабелем, витой парой, оптическими кабелями;
топология – шина, звезда;
метод доступа – CSMA/CD.

Архитектура сетевой технологии Ethernet фактически объединяет целый набор стандартов, имеющих как общие черты, так и отличия.

Технология Ethernet была разработана вместе со многими первыми проектами корпорации Xerox PARC. Общепринято считать, что Ethernet был изобретён 22 мая 1973 года, когда Роберт Меткалф составил докладную записку для главы PARC о потенциале технологии Ethernet. Но законное право на технологию Меткалф получил через несколько лет. В 1976 году он и его ассистент Дэвид Боггс издали брошюру под названием «Ethernet: Distributed Packet Switching For Local Computer Networks». Меткалф ушёл из Xerox в 1979 году и основал компанию 3Com для продвижения компьютеров и локальных вычислительных сетей. Ему удалось убедить DEC, Intel и Xerox работать совместно и разработать стандарт Ethernet (DIX). Впервые этот стандарт был опубликован 30 сентября 1980 года.

Дальнейшее развитие технологии EtherNet:

MAC адрес

На уровне MAC, который обеспечивает доступ к среде и передаче кадра, для идентификации сетевых интерфейсов узлов сети используются регламентированные стандартом уникальные 6-байтовые адреса, называемые MAC-адресами. Обычно MAC-адрес записывается в виде шести пар шестнадцатеричных цифр, разделенных тире или двоеточиями, например 00-29-5E-3C-5B-88. Каждый сетевой адаптер имеет MAC-адрес.

Структура MAC-адреса Ethernet

первый бит MAC-адреса получателя называется битом I/G (individual/group или широковещательным). В адресе источника он называется индикатором маршрута от источника (Source Route Indicator);
второй бит определяет способ назначения адреса;
три старших байта адреса называются защитным адресом (Burned In Address, BIA) или уникальным идентификатором организации (Organizationally UniqueIdentifier, OUI);
за уникальность младших трех байт адреса отвечает сам производитель.

Некоторые сетевые программы, в частности wireshark, могут сразу отображать вместо кода производителя - название фирмы производителя данной сетевой карты.

Формат кадра технологии EtherNet

В сетях Ethernet существует 4 типа фреймов (кадров):

кадр 802.3/LLC (или кадр Novell802.2),
кадр Raw 802.3 (или кадр Novell 802.3),
кадр Ethernet DIX (или кадр Ethernet II),
кадр Ethernet SNAP.

На практике в оборудовании EtherNet используется только один формат кадра, а именно кадр EtherNet DIX, который иногда называют кадром EtherNet II по номеру последнего стандарта DIX.

Кадр EtherNet DIX (II) не отражает разделения канального уровня EtherNet на уровень MAC и уровень LLC: его поля поддерживают функции обоих уровней, например интерфейсные функции поля T относятся у функциям уровня LLC, в то время как все остальные поля поддерживают функции уровня MAC.

Рассмотрим формат кадра EtherNet II на примере перехваченного пакета с помощью сетевого анализатора Wireshark

Обратите внимание, что так как MAC адрес состоит из кода производителя и номера интерфейса, то сетевой анализатор сразу преобразует код производителя в название фирмы-изготовителя.

Таким образом в технологии EtherNet в качестве адреса назначения и адреса получателя выступают MAC адреса.

Стандарты технологии Ethernet

Физические спецификации технологии Ethernet включают следующие среды передачи данных.

10Base-5 - коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма (1дм=2,54см), называемый «толстым» коаксиальным кабелем, с волновым сопротивлением 50Ом.
10Base-2 - коаксиальный кабель диаметром 0,25 дюйма, называемый «тонким» коаксиальным кабелем, с волновым сопротивлением 50Ом.
10Base-T - кабель на основе не экранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP), категории 3,4,5.
10Base-F - волоконно-оптический кабель.

Число 10 обозначает номинальную битовую скорость передачи данных стандарта, то есть 10Мбит/с а слово «Base» - метод передачи на одной базовой частоте. Последний символ обозначает тип кабеля.

10Base-5

Кабель используется как моноканал для всех станций, максимальная длина сегмента 500м. Станция подключаться к кабелю через приемопередатчик - трансивер. Трансивер соединяется с сетевым адаптером разъема DB-15 интерфейсным кабелем AUI. Требуется наличие терминаторов на каждом конце, для поглощения распространяющихся по кабелю сигналов.

Правила «5-4-3» для коаксиальных сетей:

Стандарт сетей на коаксиальном кабеле разрешает использование в сети не более 4 повторителей и, соответственно, не более 5 сегментов кабеля. При максимальной длине сегмента кабеля в 500 м это дает максимальную длину сети в 500*5=2500 м. Только 3 сегмента из 5 могут быть нагруженными, то есть такими, к которым подключаются конечные узлы. Между нагруженными сегментами должны быть не нагруженные сегменты.

10Base-2

Кабель используется как моноканал для всех станций, максимальная длина сегмента 185 м. Для подключения кабеля к сетевой карте нужен T-коннектор, а на кабеле должен быть BNC-коннектор.

Также используется правило 5-4-3.

10Base-T

Образует звездообразную топологию на основе концентратора, концентратор осуществляет функцию повторителя и образует единый моноканал, максимальная длина сегмента 100м. Конечные узлы соединяются с помощью двух витых пар. Одна пара для передачи данных от узла к концентратору - Tx, а другая для передачи данных от концентратора к узлу – Rx.
Правила «4-х хабов» для сетей на основе витой пары:
В стандарте сетей на витой паре определено максимально число концентраторов между любыми двумя станциями сети, а именно 4. Это правило носит название «правила 4-х хабов». Очевидно, что если между любыми двумя узлами сети не должно быть больше 4-х повторителей, то максимальный диаметр сети на основе витой пары составляет 5*100 = 500 м (максимальная длина сегмента 100м).

10Base-F

Функционально сеть Ethernet на оптическом кабеле состоит из тех же элементов, что и сеть стандарта 10Base-T

Стандарт FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link) первый стандарт комитета 802.3 для использования оптоволокна в сетях Ethernet. Мах длина сегмента 1000м, мах число хабов 4, при общей длине сети не более 2500 м.

Стандарт 10Base-FL незначительное улучшение стандарта FOIRL. Мах длина сегмента 2000 м. Максимальное число хабов 4,а максимальная длина сети - 2500 м.

Стандарт 10Base-FB предназначен только для соединения повторителей. Конечные узлы не могут использовать этот стандарт для присоединения к портам концентратора. Мах число хабов 5, мах длина одного сегмента 2000 м и максимальной длине сети 2740 м.

Таблица. Параметры спецификаций физического уровня для стандарта Ethernet

При рассмотрении правила «5-4-3» или «4-х хабов», в случае появления на пути распространения по кабелям воображаемого сигнала устройства типа «свич», расчет топологических ограничений начинается с нуля.

Пропускная способность сети Ethernet

Пропускная способность оценивается через количество кадров либо количество байт данных, передаваемых по сети за единицу времени. Если в сети не происходят коллизии, максимальная скорость передачи кадров минимального размера(64 байта) составляет 14881 кадров в секунду. При этом полезная пропускная способность для кадров Ethernet II – 5.48 Мбит/с.

Максимальная скорость передачи кадров максимального размера (1500 байт) составляет 813 кадров в секунду. Полезная пропускная способность при этом составит 9.76 Мбит/с.

Стандарт 10BASE2 определяет сегмент Ethernet на основе тонкого коаксиального кабеля с топологией шина длиной до 185 метров (то есть около 200 метров, на это указывает цифра 2 в названии сегмента). Данный тип сегмента появился позже, чем сегмент 10BASE5 , как более удобная и дешевая альтернатива классическому варианту Ethernet .

Тонкий коаксиальный кабель отличается от толстого вдвое меньшим диаметром (около 5 мм), значительно большей гибкостью, удобством монтажа, стоимостью (примерно в три раза дешевле толстого). Не удивительно, что сети на его основе получили гораздо большее распространение. Тонкий кабель , как и толстый, имеет волновое сопротивление 50 Ом и требует такого же 50-омного оконечного согласования. Если толстый кабель обязательно должен быть надежно закреплен, например, на стене или на полу помещения, то тонкий кабель вполне может быть проложен навесным монтажом, что позволяет довольно просто перемещать компьютеры в пределах помещения.

Самым большим недостатком тонкого кабеля является меньшая допустимая длина сегмента (до 185 метров). Иногда производители сетевых адаптеров указывают допустимую длину сегмента 200 или даже 300 метров. В последнем случае может оказаться, что такие сетевые адаптеры не способны связываться с адаптерами других изготовителей, так как используют нестандартные уровни сигналов. Наиболее распространенный тип тонкого коаксиального кабеля – это RG-58 A/U. Его электрические параметры (затухание, помехозащищенность) хуже, чем у толстого кабеля, что и определяет меньшую допустимую длину сегмента.

Аппаратура для работы с тонким кабелем (рис. 11.5) гораздо проще,чем в случае толстого кабеля. Помимо сетевых адаптеров требуются только кабели соответствующей длины, разъемы, Т-коннекторы (тройники) и терминаторы (один с заземлением).

Между каждой парой абонентов прокладывается отдельный кусок кабеля с двумя байонетными разъемами типа BNC на концах. Минимальная длина куска кабеля (минимальное расстояние между абонентами) -0,5 метра. Общее количество абонентов на одном сегменте не должно превышать 30.

Допускается, хотя и не рекомендуется соединение кусков кабеля между собой с помощью BNC I-коннекторов ( Barrel-коннекторов ). Разъемы на кабель могут припаиваться, но чаще устанавливаются с помощью специального обжимного инструмента, причем надо следить, чтобы обжимной инструмент соответствовал марке выбранного разъема.

На плате адаптера должен находиться BNC - разъем , к которому присоединяется BNC T-коннектор , связывающий плату с двумя кусками кабеля (рис. 11.6). Гальваническую развязку осуществляет сам адаптер , напряжение пробоя изоляции составляет 100—150 вольт, что значительно меньше,чем в случае толстого кабеля. Металлический корпус BNC -разъема гальванически развязан с корпусом компьютера. Соединять их нельзя.

Рис. 11.6. Присоединение адаптера к тонкому коаксиальному кабелю

Если в структуре сетевого адаптера предусмотрено переключение режимов (тумблерами или перемычками) " Ethernet – Cheapernet" , надо переключить адаптер в режим "Cheapernet" (это распространенное название сегмента 10BASE2 вообще и тонкого коаксиального кабеля в частности).

В принципе допускается включить между разъемом адаптера и BNC T-коннектором отрезок кабеля и расположить весь соединительный узел (Т-коннектор и два BNC разъема) подальше от адаптера и компьютера.Но стандарт определяет, что длина такого вставленного отрезка кабеля не должна превышать 4 см. Вряд ли кабель такой небольшой длины что-нибудь даст, поэтому лучше все-таки выполнять соединение именно так, как показано на рис. 11.6.

Пример соединения компьютеров в сеть с помощью тонкого кабеля показан на рис. 11.7. Здесь, как и в случае толстого кабеля ( 10BASE5 ), реализуется стандартная топология шина . На концах кабеля (на разъемы крайних адаптеров) включаются 50-омные терминаторы , один (и только один) из которых необходимо заземлить.

Рис. 11.7. Соединение компьютеров сети тонким кабелем

Следует отметить, что разъемы отечественного производства типа СР-50 подходят для соединения с импортными разъемами BNC . Однако совсем небольшое отличие в размерах этих разъемов приводит к тому, что их соединение требует значительных физических усилий, опасных для целости адаптера, так что лучше все-таки придерживаться одного типа разъемов.

При необходимости увеличения длины сети можно использовать репитеры (рис. 11.8) Если вся сеть выполняется на тонком кабеле, то, согласно стандарту, количество сегментов не должно превышать пяти (таким образом, общая длина сети составит 925 метров, потребуется четыре репитера). Как и в случае 10BASE5 , необходимо соблюдать правило "5-4-3", то есть только на трех сегментах могут располагаться компьютеры. К одному сегменту может подключаться до 30 абонентов, включая и репитеры.

Рис. 11.8. Объединение сегментов 10BASE2 с помощью репитеров

Минимальный набор оборудования для односегментной сети на тонком кабеле должен включать в себя следующие элементы:

сетевые адаптеры (по числу объединяемых в сеть компьютеров);
отрезки кабеля с BNC -разъемами на обоих концах, общая длина которых достаточна для объединения всех компьютеров;
BNC Т-коннекторы (по числу сетевых адаптеров);
один BNC терминатор без заземления;
один BNC терминатор с заземлением.

Если сеть создается из нескольких сегментов с использованием репитеров и концентраторов, то надо учитывать, что некоторые концентраторы имеют встроенные 50-омные терминаторы (иногда – отключаемые), что упрощает проблемы согласования. Если же таких встроенных терминаторов нет, то надо использовать внешние терминаторы на каждом конце сегмента,и тогда перечисленная аппаратура будет требоваться для каждого сегмента.

В принципе, реализация какого-то сегмента сети на базе отрезков кабелей разного типа (толстого и тонкого) возможна. В этом случае для расчета допустимой длины сегмента кабеля рекомендуется пользоваться следующим соотношением:

(3,28 x Lтн) + Lтл < 500 м ,

где L_тн и L_тл – соответственно длина тонкого и толстого кабеля. Но лучше все-таки использовать точный расчет работоспособности сети, который описан в главе 10.

До недавнего времени аппаратура 10BASE2 была самой популярной. Кабели, разъемы, адаптеры для нее выпускались наибольшим количеством производителей, что приводило к регулярному снижению цен. Но сейчас ее все больше вытесняет 10BASE-T , порой совершенно неоправданно, ведь для небольших сетей Ethernet сегмент 10BASE2 обычно представляет собой более дешевое и удобное решение. Правда, 10BASE2 не имеет таких возможностей модернизации, как 10BASE-T .

Сначала немного о том, что такое вообще Ethernet. Обычно под этим определением понимают сеть, в которой все устройства могут слышать другие устройства. Для того, чтобы был понятно, кому же предназначены передаваемые в сеть данные, каждое устройство в сети имеет свой логический номер. Если устройство видит пакет данных, который предназначен именно для него, то оно спокойно его принимает, а остальные устройства игнорируют передачу. Если два (или более) устройства одновременно начинают передавать данные, то все они замолкают и возобновляют активность через неопределеный промежуток времени. Таким простым способом устраняются возможные конфликты. Недостатком метода является то, что при большой нагрузке на сеть ее производительность сильно снижается из-за частых конфликтов. В связи с простотой конфигурации и дешевизной при достаточно хорошей производительности Ethernet-сети получили широкое распространение, особенно в России. Очевидно, что Ethernet не предназначена для создания распредельных сетей, ее прерогатива - домашние/офисные или не слишком большие корпоративные сети, которые прокладыаются в одном здании или нескольких, если последние расположены достаточно компактно, что связано с небольшой максимальной длиной сетевого канала.

Самыми старыми сетями, построенными по вышеописанному принципу (в дальнейшем мы тоже будем иметь виду в основном только Ethernet), являются сети на основе коаксикального кабеля. Коаксикальный кабель, как вы знаете, сотоит из центрального довольно толстого проводника (одножильного или многожильного) и внешней экранирующей оплетки. В рассматриваемых нами сетях применяется коаксикальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ohm. Волновое сопротивление - отношение напряжения к силе тока в данном сечении передающей линии при распространении в ней электромагнитных колебаний. Коаксикальный кабель обычно называют Ethernet-кабелем или просто Ethernet, так как в компьютерной технике он, как правило, используется в основном для построения сетей. Существует два варианта организации сетей на коаксикальном кабеле: на толстом Ethernet и на тонком Ethernet. Названия, естественно, произошли от толщины кабеля, которая в первом случае составляет около 0.4", а во втором приблизительно 0.2".

Ethernet на толстом коаксикальном кабеле

Самый старый тип Ethernet-сетей. Стандарт также называется IEEE 10Base5. Из рисунка видно, что используется шинная топология, то есть устройства навешаны на кабель словно лампочки на елочной гирлянде. Из-за своей характерной окраски толстый Ethernet также называют желтым кабелем. Он позволяет использовать сегмент длиной до 500 m при минимальное расстоянием между точками подключения 2.5 метра (максимальное количество точек подключения к сегменту равно 100, а количество сегментов сети не может превышать 5 штук; подробнее о том, что такое сегмент и зачем нужно такое понятие, будет рассказано ниже). Устройства подключаются к сети посредством устанавливаемого на кабель трансивера (MAU, Media Access Unit). Максимальная длина кабеля между трансивером и устройством ограничена 25 m. При подключении используется 15-контактный разъем AUI. Стандарт уже давно (в основном из-за дороговизны соответствующих кабелей и трансиверов) устарел, и в настоящее время невозможно найти в продаже новое оборудование для построения сети на этом стандарте, да и уже построенные сети являются очень большой редкостью.

Сеть на тонком Ethernet

Этот более современный (но тем не менее тоже устаревший) стандарт, который правильно называть 10Base2, аналогичен предыдущему, но в нем уже используется более дешевый тонкий кабель, а также отпадает необходимость в трансиверах. Поэтому такие сети получили в свое время гораздо более широкую популярность, чем сети на толстом кабеле. Устройство подключается непосредственно к сети с помощью Т-образного коннектора, где ножка буквы "Т" обращена к самому устройству (например, сетевой карте), а другие два конца соединяют отрезки кабеля и как бы являются его частью. Можно вынуть коннектор из устройства, работоспособность сети от этого не ухудшится. Разъем на устройстве обычно обозначется в тексте как BNC. Они бывают накручивающиеся, обжимные или припаивающиеся. Наиболее легкие в установке и наджные накручивающиеся, но они, к сожалению, редки в продаже. Припаивающиеся очень неудобно устанавливать, особенно если установщик первый раз в жизни держит в руках паяльник, поэтому чаще всего применяются обжимные коннекторы, которые, кстати, тоже достаточно надежны. Максимальная длина сегмента 185 метров, минимальное расстояние между точками подключения 0.5 метра, максимальное количество точек подключения к сегменту составляет 30 при не более чем пяти сегментов в сети. Как видно из приведенных характеристик сети, замена кабеля на более дешевый обернулась уменьшением длины сегмента чуть ли не в три раза. Хотя сеть, как правило, может работать при длине сегмента до 200 m, все равно это куда меньше, чем 500.

Все описанные стандарты (как на толстом, так и на тонком кабеле), обязательно предусматривают терминирование с обоих концов. Это делается с помощью специальных наконечников, которые устанавливаются на концы сети. В принципе, можно обойтись и без терминирования, но при этом характеристики линии резко ухудшаться, что тут же повлияет в отрицательную сторону на производительность и надежность сети. Один и только один из терминаторов (то есть концов сети) должен быть заземлен.

У репитеров имеется отрицательная черта, заключающаяся в том, что он вносит задержку в распространение сигнала по сети. Все сети Ethernet используют протокол доступа, называемый CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Чтобы этот протокол работал нормально, ему необходимо иметь возможность определять возникновение коллизии. CSMA/CD определяет это возникновение, сравнивая данные, находящиеся в сети, с теми, что были отправлены в сеть. Если определяется отличие, то это означает, что произошла коллизия (одновременная передача двумя устройствами) и передача немедленно прекращается. Устройство, как уже говорилось, затем ждет случайный отрезок времени и повторяет попытку передачи. Существует изъян в CSMA/CD, который ограничивает размер сети. Посылаемые биты не попадают мгновенно во все точки сети, необходим некоторый отрезок времени, для того чтобы сигнал прошел по проводам и через каждый репитер в сети. Это время может быть измерено, и оно называется задержкой распространения (Propagation Delay). Если задержка распространения между источником сигнала и наиболее удаленным источником сети больше, чем половина размера наименьшего пакета (frame), который может существовать, тогда CSMA/CD не сможет правильно определить коллизию, и данные в сети могут быть потеряны или искажены. Поэтому не стоит без особой необходимости сильно увлекаться репитерами, так как они замедляют работу сети.

Согласно проведенным разработчиками Ethernet вычислениям и измерениям, на пути сигнала в сети может быть не более 4 репитеров и не более 5 сегментов, причем только к трем из них могут быть подключены устройства. Эти выводы обычно выражаются в виде правила "5-4-3". Конечно, в целом в сети может быть больше 4 репитеров (их можно, в принципе, наставить сколько угодно), но нас интересует только их количество между двумя любыми устройствами. Это ограничение дает максимальную длину сети для толстого Ethernet равной 2500 m и чуть меньше километра для сети на основе тонкого Ethernet.

Не следует экономить на кабеле, особенно если предполагается создавать большую сеть, так как при некачественном кабеле ее надежность уменьшается. В качестве тонкого кабеля, кстати, подходит и обычный отечественный РК-50, производимый еще по ГОСТам СССР. Однако он имеет так много разновидностей, что в них легко запутаться. Очень не рекомендуется использовать в сети кабели разных марок. Если первоначальной длины отрезка кабеля не хватает, то его можно нарастить с помощью специального Barrel-коннектора. Нежелательно соединять кабеля простой скруткой.

Впрочем, сейчас все эти рекомендации не очень актуальны, так как сети на коаксикальном кабеле используются уже (2001 год) очень редко, хотя оборудование для их прокладки еще можно найти в магазинах. Это связано, во-первых, с невысокой пропускной способностью сети, равной 10 Mbps (на практике 7-8 Mbps), откуда и число "10" в названии. Во-вторых, шинная топология не является надежной, так как разрыв провода приводит к разрыву всей сети, да и использовать ее не всегда удобно. Поэтому мы даже не будем приводить примеры оборудования, которое было создано для вышеописанных сетей, а опишем в соответствующей статье оборудование для Ethernet на витой паре, так как этот тип сетей сегодня является наиболее распространенным.

Локальная сеть (LAN) представляет собой соединение нескольких PC с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения.

Существует несколько основных топологий сети, т.е. физического расположения компьютеров, кабелей и других компонентов:

Шина (bus) - компьютеры подключены вдоль одного кабеля (сегмента)

Звезда (star) - компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из одной точки, или концентратора (hub)

Кольцо (ring) - компьютеры подключены к кабелю, замкнутому в кольцо. В настоящее время часто используются комбинированные топологии

При выборе подходящей топологии необходимо учитывать следующее

Топология	Преимущества	Недостатки
Шина	Экономный расход кабеля. Сравнительно недорогая и несложная в использовании среда передачи данных. Простота построения. Сеть легко расширяется.	При значительных объемах трафика уменьшается пропускная способность сети. Трудно локализовать проблемы. Выход из строя кабеля останавливает работу многих пользователей.
Звезда	Легко модифицировать сеть, добавляя новые компьютеры. Централизованный контроль и управление. Выход из строя одного компьютера не влияет на работоспособность сети.	Выход из строя центрального узла выводит из строя всю сеть.
Кольцо	Все компьютеры имеют равный доступ. Количество пользователей не оказывает значительного влияния на производительность.	Выход из строя одного компьютера может вывести из строя всю сеть. Трудно локализовать проблемы. Изменение конфигурации сети требует остановки всей сети.

PC подключается в сеть с помощью сетевой карты, которая устанавливается в один из свободных слотов материнской платы. Сетевые карты являются посредниками между PC и сетью и передают данные по системе шин к CPU и RAM сервера или рабочей станции. Большинство сетевых карт имеют гнездо для установки микросхемы ПЗУ удаленной загрузки (Remote Boot ROM), что необходимо для бездисковых станций.

Выпускаются 16- и 32-разрядные сетевые карты для различных компьютерных архитектур: ISA, EISA, PCI, MCA.

На внешней стороне карты имеются разъемы для подключения кабелей:

Сетевые карты бывают 16- и 32-разрядными и имеют исполнение для различных компьютерных архитектур: ISA, EISA, PCI, MCA

Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника (одножильного или многожильного) и внешней экранирующей оплетки. Для Ethernet применяют кабель с волновым сопротивлением 500м. Существуют два варианта реализации Ethernet на коаксиальном кабеле: на тонком кабеле и на толстом. Для Ethernet на тонком кабеле рекомендуется использовать кабель RG-58. Толстый кабель "Yellow Ethernet" по своим показателям значительно превосходит тонкий.

Оптоволоконный кабель (ВОК), проводящий световые волны, состоит из двух проводов, причем каждый из них может передавать данные только в одном направлении. Этот кабель изготовлен из стекла (или пластика), покрытого материалом, отражающим свет, и оболочкой из различных термопластических материалов. ВОК может быть одномодовым и многомодовым. Лазер или светодиод испускает пульсирующий пучок света в торец стеклянного сердечника, расположенного на одном конце кабеля.

Этот пучок распространяется по кабелю в одномодовом или многомодовом режиме, который зависит от физических свойств ВОК. Оптическое волокно одномодового кабеля имеет сечение от 8 до 10 мкм, многомодового - 62,5 мкм, может варьироваться в пределах от 50 до 100 мкм. На другом конце кабеля установлен приемник, преобразующий импульсы света в электрический сигнал. Такие кабели обладают многими замечательными свойствами: они невосприимчивы к электромагнитному радиочастотному излучениям, позволяют передавать данные с очень высокой скоростью. Однако ВОК все еще значительно дороже медного кабеля, а установка требует участия специалистов очень высокой квалификации.

100BaseTX - сетевая среда с использованием неэкранированной витой пары 5 кат, скорость передачи данных 100 Мбит/с, топология -звезда

Ethernet на тонком кабеле (10Base2)

Для Ethernet на тонком кабеле максимальная длина сегмента составляет 185 м. К сегменту должно быть подключено не более 30 компьютеров. При необходимости охватить локальной сетью расстояние большее, чем это позволяет кабельная система, применяются дополнительные устройства - репитеры (Repeater), или повторители. Традиционный репитер имеет 2-портовое исполнение, т.е. он может объединить 2 сегмента по 185 м. Репитер может находиться в любом месте сегмента, не обязательно в конце. В сети может быть не больше 4 репитеров. Это позволяет получить сеть максимальной протяженностью 925 м. При использовании многопортовых репитеров общее их число в сети может быть больше 4, но надо подключить их по такой схеме, чтобы между любыми двумя рабочими станциями не оказалось более 4 репитеров. Из пяти последовательных сегментов компьютеры должны находится только на трех. Запомните правило 5-4-3: 5 сегментов, 4 репитера, 3 сегмента для подключения рабочих станций.

Ethernet на толстом кабеле (10Base5)

Длина сегмента для Ethernet на толстом кабеле составляет 500 м, к одному сегменту можно подключить до 100 рабочих станций. Для подключения узла сети к толстому кабелю используется дополнительное устройство, называемое трансивером. Трансивер подсоединяется к главному кабелю сети при помощи специальной иглы ("зуб вампира"). От него к компьютеру идет специальный трансиверный кабель, максимальная длина которого составляет 50 м, Минимальное расстояние между трансиверами 2.5 м. На обоих его концах находятся AUI-разъемы. Правила использования репитеров для Ethernet на толстом кабеле аналогичны правилам для Ethernet на тонком кабеле.

Ethernet на витой паре (10BaseT)

Основным узлом сети Ethernet на витой паре является концентратор (hub). Каждый PC должен быть подключен к нему с помощью сегмента кабеля. Длина каждого сегмента не должна превышать 100 м., минимальная длина кабеля - 2.5 м. Концентраторы выпускаются на разное количество портов, соответственно, к нему можно подключить такое же количество PC. Концентраторы можно объединять, подключая друг к другу через кроссовер-порт и получая сложную каскадную структуру. При этом надо придерживаться некоторых правил:

между двумя любыми станциями не должно быть более 4 концентраторов

Многие концентраторы имеют дополнительные разъемы для подключения тонкого и/или толстого кабеля Ethernet (BNC- и AUI-разъемы). Это позволяет объединять витую пару с коаксиальными сегментами. На одном концентраторе должен быть задействован только один из двух коаксиальных разъемов (или BNC, или AUI). Активные концентраторы регенерируют и передают сигналы дальше так же, как это делают репитеры. Коммутаторы (switches) направляют пакеты по оптимальному на данный момент маршруту между источником и получателем с целью достижения наиболее эффективного использования имеющейся полосы пропускания. Сети с коммутацией пакетов обладают очень высокой производительностью.

Ethernet на витой паре (100BaseTX)

Сеть строится также по топологии "звезда", аналогично спецификации 10BaseT, Также основой сети является концентратор, к которому PC подключаются кабелями с максимальной длинной 100м. Однако, при каскадировании концентраторов FastEthernet, расстояние между ними должно быть не более 5м (при использовании концентраторов класса II). Таким образом, расстояние между двумя наиболее удаленными компьютерами будет составлять не более 205м. Решить эту проблему можно используя коммутаторы (Switching hub). Коммутирующий концентратор делит сеть на несколько доменов коллизий и таким образом позволяет подключать "uplink" длиной до 100м.

Полнодуплексный режим

Режим работы, позволяющий достичь скорости 20 Mbps в сетях Ethernet и 200Mbps в сетях FastEthernet за счет того, что прием и передача данных происходит практически одновременно. Эта возможность реализуема только в сетях на витой паре (UTP, STP) и при условии поддержки режима Full Duplex как концентратором, так и сетевым адаптером.

Технология N-Way

Технология, используемая в сетевых адаптерах и концентраторах позволяет автоматически, без участия пользователя, выбирать скорость передачи данных в пределах от 10Mbps до 200Mbps. Алгоритм выбора таков, что большая скорость имеет больший приоритет при условии оптимальной, безошибочной передачи информации.

Технология Wake-on-LAN

Используемая в сетевых адаптерах, технология Wake-on-LAN, позволяет администратору локальной сети включить питание удаленного компьютера при помощи специального программного обеспечения Magic Packets. Причем это возможно не только в пределах локальной сети, но и при удаленном доступе. Данный режим работы сетевого адаптера реализуем только на материнских платах, которые поддерживают функции управления питанием (АТХ).

Gigabit Ethernet 1000Base-Х

Дальнейшее свое развитие Ethernet получает в новой спецификации 1000Base-X. Применение таких устройств в локальной сети позволит получить 100 кратное увеличение скорости передачи данных по сравнению с классическим Ethernet. При этом гарантируется совместимость с существующим оборудованием Fast Ethernet и Ethernet, так как новая технология использует тот же формат передачи данных, что и Ethernet. Сегменты Gigabit Ethernet найдут применение там, где необходимо существенно увеличить полосу пропускания с учетом минимизации затрат. Это может быть канал связи с сервером или магистраль кампусной сети. Согласно данной спецификации, топология построения сети - "точка-точка".

Вернуться
(C) ADP NetWorks, last update 22/11/01 , webmaster, references available

Читайте также: