Глава 8. Стандартные сегменты Ethernet и Fast Ethernet, страница 2

Отметим, что в принципе возможна реализация какого-то сегмента сети на базе отрезков кабелей разного типа (толстого и тонкого). В этом случае для расчета допустимой длины сегмента кабеля рекомендуется пользоваться следующим простым соотношением, где LTH и Ьтл - соответственно длина тонкого и толстого кабеля. Однако лучше все-таки использовать точный расчет работоспособности сети, который описан в специальной главе книги.

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 10BASE2 обычно представляет собой самое дешевое и удобное решение. В случае, когда удобнее «шина», а не «пассивная звезда», сегменты 10BASE2 целесообразно включать и в сложные сети с несколькими концентраторами.

8.3. Аппаратура 10BASE-T

Сеть Ethernet на базе витой пары развивается с 1990 года и становится все более популярной. Во многом это объясняется модой, а вовсе не преимуществами витой пары. Ведь оборудование для нее обычно дороже, чем для 10BASE2. Однако 10BASE-T действительно имеет важные достоинства, главное из которых состоит в возможности плавного перехода на Fast Ethernet, чего не могут обеспечить сегменты на коаксиальном кабеле. Повреждение одного из кабелей не ведет к выходу из строя всей сети. Отказы оборудования проще локализовать. К тому же монтаж сети на витой паре проще. Удобно и то, что к каждому компьютеру подходит только один кабель, а не два, как в случае 10BASE2.

В сегменте 10BASE-T передача сигналов осуществляется по двум витым парам проводов, каждая из которых передает только в одну сторону (одна пара - передающая, другая — принимающая). Кабелем, содержащим такие двойные витые пары, каждый из абонентов сети присоединяется к концентратору (хабу), использование которого в данном случае в отличие от рассмотренных ранее обязательно. Концентратор производит смешение сигналов от абонентов для реализации метода доступа CSMA/CD, то есть в данном случае реализуется топология «пассивная звезда» (рис. 8.7), которая, как уже отмечалось, равноценна топологии «шина».

Длина соединительного кабеля между адаптером и концентратором не должна превышать 100 метров, что часто накладывает существенные ограничения на размещение компьютеров. Кабель используется гибкий, диаметром около б мм. Из четырех витых пар, входящих в кабель, используются только две. Наиболее распространенный тип кабеля — это кабель EIA/TIA категории 3. Но в настоящее время рекомендуется использовать более качественный кабель категории 5 (или даже выше), который

позволяет без проблем переходить на Fast Ethernet. Популярен кабель марки AWG 22-26. Ни в коем случае нельзя применять телефонные кабели, в которых провода не образуют витых пар, так как это вызывает нарушения в работе сети.

Рис. 8.7. Подключения абонентов сети с помощью витой пары

Кабели присоединяются к адаптеру и к концентратору 8-контактными разъемами типа RJ-45 (рис. 8.8), внешне похожими на обычные телефонные разъемы, в которых используются только четыре контакта. Назначение контактов разъема приведено в табл. 8.2.

Монтаж и обслуживание неэкранированных кабелей с витыми парами (UTP-кабелей) гораздо проще, чем коаксиальных кабелей, так как они не имеют металлической оплетки. Что касается стоимости кабеля, то UTP-кабели стоят примерно вдвое дешевле, чем тонкий коаксиальный кабель, но при этом надо учитывать, что в случае топологии пассивная звезда кабеля обычно требуется гораздо больше, чем при топологии шина.

Табл. 8.2. Назначение контактов разъема RJ-45 сегмента 10BASE-T

Рис. 8.8. Разъем RJ-45

Передача по витым парам ведется дифференциальными сигналами с целью увеличения помехоустойчивости сети, то есть ни один из проводов этих витых пар не заземляется. В отличие от сегментов с коаксиальным кабелем пользователю не надо ни использовать внешние терминаторы, ни заземлять кабель, достаточно всего лишь обеспечить заземление компьютеров сети.

Рис. 8.9. Соединение проводов прямого и перекрестного кабелей сегмента 10BASE-T

В сети 10BASE-T применяются два вида соединения проводов кабеля (рис. 8.9). Если надо объединить в сеть всего два компьютера, то можно обойтись вообще без концентратора, применив так называемый перекрестный кабель (crossover cable), который соединяет передающие контакты одного разъема RJ-45 с приемными контактами другого разъема RJ-45 и наоборот. А для соединения компьютеров с концентратором обычно используется прямой кабель (direct cable), в котором соединяются между собой одинаковые контакты обоих разъемов. На такой прямой кабель рассчитано большинство концентраторов. Надо, правда, учитывать, что иногда перекрестное соединение имеется внутри порта концентратора (стандарт рекомендует помечать такой порт буквой «X»), так что, выполняя соединения в сети, надо быть очень аккуратным. Надо еще учитывать, что кабель, соединяющий два концентратора через обычные порты, должен быть перекрестным. А вот кабель, соединяющий специальный расширительный порт одного концентратора (UpLink) с нормальным портом другого концентратора, должен быть прямым.

Следует также отметить такую особенность адаптеров и концентраторов, рассчитанных на работу с витой парой, как наличие в них встроенного контроля правильности соединения сети. При отсутствии передачи информации они периодически передают тестовые импульсы (NLP - Normal Link Pulse), по наличию которых на приемном конце определяется целостность кабеля. Для визуального контроля правильности соединений предусмотрены специальные светодиоды «Link», которые горят при правильном соединении аппаратуры. Это очень удобно и выгодно отличает сегмент 10BASE-T от 10BASE2 и 10BASE5, где подобная функция из-за шинной структуры в принципе не может быть предусмотрена.

Минимальный набор оборудования для сети на витой паре включает в себя следующие элементы:

• сетевые адаптеры (по числу объединяемых в сеть компьютеров), имеющие UTP-разъемы RJ-45;

• отрезки кабеля с разъемами RJ-45 на обоих концах (по числу объединяемых компьютеров);

• один концентратор, имеющий столько UTP-портов с разъемами RJ-45, сколько необходимо объединить компьютеров.

Пример соединения компьютеров сети на витой паре по стандарту 10BASE-T показан на рис. 8.10.

Рис. 8.10. Соединение компьютеров сети 10BASE-T

8.4. Аппаратура 1OBASE-FL

Широко использовать оптоволоконный кабель в Ethernet начали сравнительно недавно. Его применение позволило сразу же значительно увеличить допустимую длину сегмента и существенно повысить помехоустойчивость передачи. Немаловажна также и полная гальваническая развязка компьютеров сети, которая достигается здесь без всякой дополнительной аппаратуры, просто в силу специфики среды передачи. Еще одно преимущество оптоволоконных кабелей состоит в возможности плавного перехода на Fast Ethernet, так как пропускная способность оптоволокна позволяет достигнуть не только 100 Мбит/с, но и более высоких скоростей передачи.

Передача информации в данном случае идет по двум оптоволоконным кабелям, передающим сигналы в разные стороны (как и в 10BASE-T). Иногда используются двухпроводные оптоволоконные кабели, содержащие два кабеля в общей внешней оболочке, но чаще — два одиночных кабеля. Вопреки распространенному мнению, стоимость оптоволоконного кабеля не слишком высока (она близка к стоимости тонкого коаксиального кабеля). Правда, в целом аппаратура в данном случае оказывается заметно дороже, так как требует использования дорогих оптоволоконных трансиверов.

Аппаратура 10BASE-FL имеет сходство как с аппаратурой 10BASE5 (здесь тоже применяются внешние трансиверы, соединенные с адаптером трансиверным кабелем), так и с аппаратурой 10BASE-T (здесь также применяется топология «пассивная звезда» и два разнонаправленных кабеля). Схема соединения сетевого адаптера и концентратора показана на рис. 8.11.

Рис. 8.11. Соединение адаптера и концентратора в 10BASE-FL

Оптоволоконный трансивер называется FOMAU (Fiber Optic MAU). Он выполняет все функции обычного трансивера (MAU), но, кроме того, преобразует электрический сигнал в оптический при передаче и обратно при приеме. FOMAU также формирует и контролирует сигнал целостности линии связи, передаваемый в паузах между передаваемыми пакетами. Целостность линии связи, как и в случае 10BASE-T, индицируется све-тодиодами «Link». Для присоединения трансивера к адаптеру применяется стандартный АШ-кабель, такой же, как и в случае 10BASE5, но длина его не должна превышать 25 м.

Длина оптоволоконных кабелей, соединяющих трансивер и концентратор, может достигать 2 км без применения каких бы то ни было ретрансляторов. Таким образом возможно объединение в локальную сеть компьютеров, находящихся в разных зданиях, сильно разнесенных территориально.

Первоначально оптоволоконная связь применялась преимущественно для связи между репитерами. Поэтому первый стандарт FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link), разработанный в начале восьмидесятых, предполагал как раз связь между двумя репитерами на расстояние до 1000 метров. Затем были разработаны оптоволоконные трансиверы для подключения к репитеру отдельных компьютеров и стандарт 10BASE-F, включающий в себя три типа сегментов.

• 10BASE-FL заменил старый стандарт FOIRL. Он наиболее распространен в настоящее время. Он обеспечивает связь между двумя компьютерами, между двумя репитерами или между компьютером и репитером. Максимальное расстояние - до 2000 м.

• 10BASE-FB предназначен для синхронного обмена между несколькими репитерами с целью образования базовой распределенной репитерной системы. Максимальное расстояние - до 2000 м. Широкого распространения не получил.

• 10BASE-FP предназначен для объединения в топологию «пассивная звезда» без использования репитеров до 33 компьютеров (для этого применяются специальные оптические разветвители). Максимальное расстояние от компьютера до разветвителя - до 500 м. Такое сокращение допустимого расстояния объясняется сильным затуханием в разветви-теле. Широкого распространения этот тип сегмента также не получил.

Рис. 8.12. ST-разъем для оптоволоконного кабеля

Стандартный оптоволоконный кабель 10BASE-FL должен иметь на обоих концах оптоволоконные байонетные ST-разъемы, показанные на рис. 8.12 (стандарт BFOC/2.5). Присоединение этого разъема к трансиверу или концентратору не сложнее, чем BNC-разъема в сети 10BASE2. Используются также разъемы типа SC, присоединяемые подобно RJ-45 путем простого вставления в гнездо. Разъемы SC обычно жестко соединены по два для двух кабелей (рис. 8.13). Существуют также разъемы типа MIC FDDI, подобно разъемам SC вставляемые в гнездо. При покупке оборудования надо следить за соответствием разъемов, установленных на кабеле, и ответных разъемов трансиверов или концентраторов.

В соответствии со стандартом, в 10BASE-FL используется мультимодо-вый кабель и свет с длиной волны 850 нм, хотя в перспективе не исключен переход на одномодовый кабель. Суммарные оптические потери в сегменте (как в кабеле, так и в разъемах) не должны превышать 12,5 дБ. При этом потери в кабеле составляют около 4-5 дБ на километр длины кабеля, а потери в разъеме - от 0,5 до 2,0 дБ (эта величина сильно зависит от качества установки разъема). Только при таких величинах потерь можно гарантировать устойчивую связь на предельной длине кабеля. На практике лучше не рисковать и брать длину кабеля процентов на десять меньше предельной.

Рис. 8.13. SC-разъем для оптоволоконного кабеля

Пример соединения компьютеров с помощью оптоволоконного кабеля в топологию «пассивная звезда» показан на рис. 8.14.

Минимальный набор оборудования для соединения оптоволоконным кабелем двух компьютеров включает в себя следующие элементы:

• два сетевых адаптера с трансиверными разъемами; "Spisok"> два оптоволоконных трансивера (FOMAU);

• два трансиверных кабеля;

• два оптоволоконных кабеля с ST-разъемами (или с SC или с MIC разъемами) на концах.

Если требуется соединить больше двух компьютеров, то надо использовать концентратор, имеющий оптоволоконные порты. Каждый компьютер снабжается трансивером и трансиверным кабелем, а также двумя оптоволоконными кабелями с соответствующими разъемами.