Глава 8. Стандартные сегменты Ethernet и Fast Ethernet, страница 3

Рис. 8.14. Объединение компьютеров в сеть по стандарту 10BASE-FL

8.5. Аппаратура 100BASE-TX

Схема объединения компьютеров в сеть 100BASE-TX практически ничем не отличается от схемы в случае 10BASE-T (рис. 8.15). Однако в этом случае необходимо применение кабелей с неэкранированными витыми парами (UTP) категории 5 или выше.

Для присоединения кабелей так же, как и в случае 10BASE-T, используются 8-контактные разъемы типа RJ-45. Но эти разъемы (категории 5) несколько отличаются от разъемов категории 3. Как и для 10BASE-T, длина кабеля не может превышать 100 м, используется топология «пассивная звезда» с концентратором в центре. Только сетевые адаптеры должны быть Fast Ethernet, и концентратор должен быть рассчитан на подключение сегментов 100BASE-TX. Именно поэтому рекомендуется при установке сети 10BASE-T сразу же прокладывать кабель категории 5. Между адаптерами и кабелями сети могут включаться выносные трансиверы.

Рис. 8.15. Схема объединения компьютеров по стандарту 10OBASE-TX

Хотя максимальная длина кабеля как в 10BASE-T, так и в 100BASE-TX равна 100 м, но природа этих ограничений различна. В случае 10BASE-T предельная длина кабеля в 100 м ограничена только качеством кабеля (точнее, затуханием сигнала в нем) и в принципе может быть увеличена при использовании более совершенного кабеля (например, до 150 м). А в случае 100BASE-TX предельная длина 100 м определяется заданными временными соотношениями обмена (установленным ограничением на двойное время прохождения) и не может быть увеличена ни при каких условиях. Поэтому стандарт даже рекомендует ограничиваться длиной сегмента в 90 м, чтобы иметь 10-процентный запас.

Рис. 8.16. Разъем DB-9

Табл. 8.3. Распределение контактов разъема типа RJ-45

Из восьми контактов разъема RJ-45 используется только 4 контакта (табл. 8.3): два для передачи информации (ТХ+ и ТХ-) и два для приема информации (RX+ и RX-). Передача производится дифференциальными сигналами. Стандарт предусматривает также возможность применения экранированного кабеля с двумя витыми парами проводов (волновое сопротивление - 150 Ом). В этом случае должен применяться 9-контактный экранированный разъем DB-9, он же разъем STP IBM типа 1 (рис. 8.16), такой же, как в сети Token-Ring. Назначение контактов этого разъема приведено в табл. 8.4.

Табл. 8.4. Распределение контактов разъема DB9

Как и в случае 10BASE-T, в сети 100BASE-TX могут использоваться два типа кабеля: прямой и перекрестный (рис. 8.17). Для соединения двух компьютеров без применения концентраторов используется стандартный перекрестный (crossover) кабель. А для присоединения компьютера к концентратору применяется прямой (direct) кабель с соединенными между собой одинаковыми контактами разъемов. Если перекрестное соединение предусмотрено внутри концентратора, то соответствующий порт его должен быть помечен буквой «X». Как видим, здесь все точно так же, как и в случае 10BASE-T.

Для контроля целостности сети в 100BASE-TX предусмотрена передача в интервалах между сетевыми пакетами специальных сигналов (FLP — Fast Link Pulse), выполняющих также функцию автоматического согласования скорости передачи аппаратных средств (Auto-Negotiation).

Рис. 8.17. Прямой и перекрестный кабели, применяемые в сегменте 10OBASE-TX

8.6. Аппаратура 100BASE-T4

Основное отличие аппаратуры 100ВА5Е-Т4от 100BASE-TX состоит в том, что передача производится не по двум, а по четырем неэкранированным витым парам. При этом кабель может быть менее качественным, чем в случае 100BASE-TX (категории 3,4 или 5). Принятая в 100BASE-T4 система кодирования сигналов обеспечивает ту же самую скорость 100 Мбит/с на любом из этих кабелей, хотя стандарт рекомендует, если есть такая возможность, использовать кабель категории 5.

Схема объединения компьютеров в сеть ничем не отличается от 100BASETX (рис. 8.15). Компьютеры присоединяются к концентратору по схеме пассивной звезды. Длина кабелей точно так же не может превышать 100 м (стандарт и в этом случае рекомендует ограничиваться 90 м для 10-процентного запаса). Между адаптерами и кабелями в случае необходимости могут включаться выносные трансиверы.

Как и в случае 100BASE-TX, для подключения сетевого кабеля к адаптеру (трансиверу) и к концентратору используются 8-контактные разъемы типа RJ-45. Но в данном случае задействованы все 8 контактов разъема. Назначение контактов разъемов представлено в таблице 8.5.

Обмен данными идет по одной передающей витой паре, по одной приемной витой паре и по двум двунаправленным витым парам с использованием трехуровневых дифференциальных сигналов.

Табл. 8.5. Распределение контактов разъема типа RJ-45 для сегмента 10OBASE-T4 (ТХ - передача данных, RX - прием данных, BI - двунаправленная передача)

Для связи двух компьютеров без применения концентраторов используется перекрестный кабель. В обычном же прямом кабеле, применяемом для соединения компьютера с концентратором, соединены одноименные контакты обоих разъемов. Схемы кабелей приведены на рис 8.18. Если перекрестное соединение предусмотрено внутри концентратора, то соответствующий порт должен помечаться буквой «X». Как видим, и здесь все точно так же, как в случае 100BASE-TX и 10BASE-T.

Для реализации передачи информации со скоростью 100 Мбит/с по кабелю с малой полосой пропускания (категории 3) в сегменте 100BASE-T4 используется оригинальный принцип кодирования информации, называющийся 8В/6Т. Его идея состоит в том, что 8 бит, которые надо передать, преобразуются в 6 тернарных (трехуровневых с уровнями -3,5 В, +3,5 В и О В) сигналов, которые затем передаются за два такта по трем витым парам. При шестиразрядном трехзначном коде общее число возможных состояний равно З6 = 729, что больше, чем 28 = 256, то есть никаких проблем из-за уменьшения количества разрядов не возникает. В результате по каждой витой паре передается информация со скоростью 25 Мбит/с, то есть требуется полоса пропускания всего 12,5 МГц (рис. 8.19). Для передачи информации одновременно используются две двунаправленные витые пары (BI_D3 и BI_D4) и одна однонаправленная (TX_D1 или RX_D2). Четвертая витая пара, не участвующая в передаче информации (TX_D1 или RX_D2), используется для обнаружения коллизий.

Рис. 8.18. Прямой и перекрестный кабель сети 10OBASE-T4

Рис. 8.19. Кодирование информации 8В/6Т в сегменте 10OBASE-T4

Для контроля целостности сети в 100BASE-T4 также предусмотрена передача специального сигнала FLP между сетевыми пакетами. Наличие связи индицируется светодиодами «Link».

8.7. Аппаратура 100BASE-FX

Применение оптоволоконного кабеля в сегменте 100BASE-FX позволяет существенно увеличить протяженность сети, а также избавиться от электрических наводок и повысить секретность передаваемой информации.

Аппаратура 100BASE-FX очень близка к аппаратуре 10BASE-FL. Точно так же здесь используется топология «пассивная звезда» с подключением компьютеров к концентратору с помощью двух разнонаправленных оптоволоконных кабелей (рис. 8.20). Между сетевыми адаптерами и кабелями возможно включение выносных трансиверов. Как и в случае сегмента 10BASE-FL, оптоволоконные кабели подключаются к адаптеру (трансиверу) и к концентратору с помощью разъемов типа SC, ST или FDDI. Для присоединения разъемов SC и FDDI достаточно просто вставить их в гнездо, а разъемы ST имеют байонетный механизм.

Рис. 8.20. Подключение компьютеров к сети 10OBASE-FX

Максимальная длина кабеля между компьютером и концентратором составляет 412м, причем это ограничение определяется не качеством кабеля, а установленными временными соотношениями. Согласно стандарту,

применяется мультимодовый или одномодовый кабель с длиной волны света 1,35 мкм. В последнем случае потери мощности сигнала в сегменте (в кабеле и разъемах) не должны превышать 11 дБ. При этом надо учитывать, что потери в кабеле составляют 1-5 дБ на километр длины, а потери в разъеме - от 0,5 до 2 дБ (при условии, что разъем установлен качественно).

Как и в других сегментах Fast Ethernet, в 100BASE-FX предусмотрен контроль за целостностью сети, для чего в промежутках между сетевыми пакетами по кабелю передается специальный сигнал. Целостность сети индицируется светодиодами «Link».

8.8. Автоматическое определение типа сети (Auto-Negotiation)

Функция автоматического определения типа сети, предусмотренная стандартом Ethernet, не является обязательной. Однако ее реализация в сетевых адаптерах и концентраторах позволяет существенно облегчить жизнь пользователям сети. Особенно это важно на современном этапе, когда широко применяются как более ранняя версия Ethernet со скоростью обмена 10 Мбит/с, так и более поздняя версия Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с.

Функция автодиалога или автосогласования (так можно перевести Auto-Negotiation) позволяет адаптерам, в которых предусмотрено переключение скорости передачи, автоматически подстраиваться под скорость обмена в сети, а концентраторам, в которых предусмотрен авто диалог, самим определять скорость передачи адаптеров, подключенных к их портам. При этом пользователь сети не должен следить за тем, на какую скорость обмена настроена его аппаратура: система сама выберет максимально возможную скорость.