Полный курс лекций 2009-го года (1130357), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Физические интерфейсы стандарта Fast EthernetТаблица 4-48. Физические интерфейсы стандарта Fast Ethernet IEEE 802.3u и ихосновные характеристикиФизический интерфейс100Base-FX100Base-TX100Base-T4Порт устройстваDuplex SCRJ-45RJ-45Среда передачиОптическое волокноВитая параВитая параUTPUTP Cat. 5Cat. 3, 4, 5Сигнальная схема4B/5B4B/5B8B/6TБитовое кодированиеNRZIMLT-3NRZIЧисло витых пар/волокон2 волокна2 витых пары4 витых парыПротяженность сегментаДо 412м (mm)*до 100 мдо 100 мдо 2 км (mm)до 100 км (sm)*Обозначения:mm - многомодовое волокно, sm – одномодовое волокно,* - указанные расстояния могут быть достигнуты только при дуплексном режиме связи.100Base-FXСтандарт этого волоконно-оптического интерфейса полностью идентичен стандарту FDDI PMD.Интерфейс Duplex SC допускает дуплексный канал связи.100Base-TXСтандарт этого физического интерфейса предполагает использование неэкранированной витой парыкатегории не ниже 5.
Он полностью идентичен стандарту FDDI UTP PMD. Порт RJ-45 на сетевой карте и накоммутаторе может поддерживать наряду с режимом 100Base-TX режим 10Base-T, или функциюавтоопределения скорости. Большинство современных сетевых карт и коммутаторов поддерживают этуфункцию по портам RJ-45 и, кроме этого, могут работать в дуплексном режиме.Метод кодирования 4B/5B. 10 Мбит/сек. версии Ethernet используют манчестерское кодированиедля представления данных при передаче по кабелю. Метод кодирования 4B/5B определен в стандартеFDDI и без изменений перенесен в спецификацию PHY FX/TX. При этом методе каждые 4 бита данных MACподуровня (называемых символами) представляются 5 битами. Использование избыточного бита позволяетприменить потенциальные коды при представлении каждого из пяти бит в виде электрических илиоптических импульсов.
Потенциальные коды обладают, по сравнению с манчестерскими кодами, болееузкой полосой спектра сигнала, а, следовательно, предъявляют меньшие требования к полосе пропусканиякабеля. Однако прямое использование потенциальных кодов для передачи исходных данных безизбыточного бита невозможно из-за плохой самосинхронизации приемника и источника данных: припередаче длинной последовательности единиц или нулей в течение долгого времени сигнал не изменяется,и приемник не может определить момент чтения очередного бита.При использовании пяти бит для кодирования шестнадцати исходных 4-битовых комбинаций можнопостроить такую таблицу кодирования, в которой любой исходный 4-битовый код представляется 5битовым кодом с чередующимися нулями и единицами.
Тем самым обеспечивается синхронизацияприемника с передатчиком. Так как исходные биты MAC-подуровня должны передаваться со скоростью100Мбит/cек., то наличие одного избыточного бита вынуждает передавать биты результирующего кода4B/5B со скоростью 125 Мбит/cек., таким образом, межбитовое расстояние в устройстве PHY составляет 8наносекунд.Так как из 32 возможных комбинаций 5-битовых порций для кодирования порций исходных данныхнужно только 16, то остальные 16 комбинаций в коде 4В/5B используются в служебных целях.100Base-T4Этот тип интерфейса позволяет обеспечить полудуплексный канал связи по витой паре UTP Cat.3 ивыше.
Именно возможность перехода предприятия со стандарта Ethernet на стандарт Fast Ethernet безрадикальной замены существующей кабельной системы на основе UTP Cat.3 следует считать главнымпреимуществом этого стандарта.Символьное кодирование 8B/6T. Если бы использовалось манчестерское кодирование, то битоваяскорость в расчете на одну витую пару была бы 33,33 Мбит/с, что превышало бы установленный предел 30МГц для таких кабелей. Эффективное уменьшение частоты модуляции достигается, если вместо прямого(2-уровневого) бинарного кода использовать 3-уровневый троичный код.
Этот код, известный как 8B/6T,предполагает, что прежде, чем происходит передача, каждый набор из 8 бинарных битов (символ) сначалапреобразуется в соответствии с определенными правилами в 6 троичных (3-уровневых) символов. Напримере, показанном на рисунке 4-49 (b), можно определить скорость 3-уровневого символьного сигнала(100 х 6 / 8) / 3 = 25 МГц, значение которой не превышает установленный предел.Рисунок 4-49. Физические интерфейсы 100Base-T4: а) Использование витыхпар; б) Кодирование 8B/6TИнтерфейс 100Base-T4 имеет один существенный недостаток - принципиальную невозможностьподдержки дуплексного режима передачи.
И если при строительстве небольших сетей Fast Ethernet сиспользованием повторителей 100Base-TX не имеет преимуществ перед 100Base-T4 (существуетколлизионный домен, полоса пропускания которого не больше 100 Мбит/сек.), то при строительстве сетейс использованием коммутаторов недостаток интерфейса 100Base-T4 становится очевидным и оченьсерьезным. Поэтому данный интерфейс не получил столь большого распространения, как 100Base-TX и100Base-FX.4.5.2.3.
Типы устройств Fast EthernetОсновные категории устройств, применяемых в Fast Ethernet, такие же, как и в Ethernet: трансиверы,конвертеры, сетевые карты (для установки на рабочие станции/файл-серверы), повторители,коммутаторы.Трансивер - это (по аналогии с трансивером Ethernet) двухпортовое устройство, охватывающееподуровни PCS, PMA, PMD и AUTONEG, и имеющее с одной стороны MII-интерфейс, с другой - один изсредозависимых физических интерфейсов (100Base-FX, 100Base-TX или 100Base-T4). Трансиверыиспользуются сравнительно редко, как и редко используются сетевые карты, повторители и коммутаторы синтерфейсом MII.Сетевая карта. Наиболее широкое распространение сегодня получили сетевые карты с интерфейсом100Base-TX на шину PCI.
Необязательными, но крайне желательными функциями порта RJ-45 являетсяавтоконфигурирование 100/10 Мбит/сек. и поддержка дуплексного режима. Большинство современныхвыпускаемых карт поддерживают эти функции.Конвертер (media converter) - это двухпортовое устройство, оба порта которого представляютсредозависимые интерфейсы. Конвертеры, в отличие от повторителей, могут работать в дуплексномрежиме, за исключением случая, когда имеется порт 100Base-T4. Распространены конвертеры 100BaseTX/100Base-FX.Коммутатор - одно из наиболее важных устройств при построении корпоративных сетей.Большинство современных коммутаторов Fast Ethernet поддерживает автоконфигурирование 100/10 Мбит/спо портам RJ-45 и могут обеспечивать дуплексный канал связи по всем портам (за исключением 100BaseT4).
Коммутаторы могут иметь специальные дополнительные слоты для установления uplink-модуля. Вкачестве интерфейсов у таких модулей могут выступать оптические порты типа Fast Ethernet 100Base-FX,FDDI , ATM (155 Мбит/сек.), Gigabit Ethernet и др.4.5.3. Gigabit EthernetИнтерес к технологиям для локальных сетей с гигабитными скоростями повысился в связи с двумяобстоятельствами - во-первых, успехом сравнительно недорогих (по сравнению с FDDI) технологий FastEthernet, во-вторых, со слишком большими трудностями, испытываемыми технологией АТМ на пути кконечному пользователю.В марте 1996 года комитет IEEE 802.3 одобрил проект стандартизации Gigabit Ethernet 802.3z. В мае1996 года 11 компаний (3Com Corp., Bay Networks Inc., Cisco Systems Inc., Compaq Computer Corp.,Granite Systems Inc., Intel Corporation, LSI Logic, Packet Engines Inc., Sun Microsystems Computer Company,UB Networks и VLSI Technology) организовали Gigabit Ethernet Alliance.Альянс объединил усилия большого числа ведущих производителей сетевого оборудования на путивыработки единого стандарта и выпуска совместимых продуктов Gigabit Ethernet и преследовал следующиецели:§поддержка расширения технологий Ethernet и Fast Ethernet в ответ на потребность в более высокойскорости передачи§разработка технических предложений с целью включения в стандарт§выработка процедур и методов тестирования продуктов от различных поставщиковК началу 1998 года Альянс насчитывал уже более 100 компаний.
Через Альянс была обеспеченаобратная связь между техническим комитетом по стандартизации IEEE 802.3 и индустриальнымипроизводителями сетевого оборудования. Альянс увеличил эффективность работы комитета испособствовал более быстрому одобрению спецификаций стандартов Gigabit Ethernet IEEE 802.3z иIEEE 802.3ab. Наибольшие трудности вызывал физический уровень, а именно, адаптация многомодовоговолокна и витой пары. 29 июня 1998 г., с задержкой примерно на полгода от первоначальнозапланированного графика, был принят стандарт IEEE 802.3z. Соответствующие спецификациирегламентируют использование одномодового, многомодового волокна, а также витой пары UTP cat.5 накоротких расстояниях (до 25 м).
Стандартизация системы передачи Gigabit Ethernet по неэкранированнойвитой паре на расстояния до 100 м требовала разработки специального помехоустойчивого кода для чегобыл создан отдельный подкомитет P802.3ab. 28 июня 1999 г. был принят соответствующий стандарт.4.5.3.1. Архитектура стандарта Gigabit EthernetНа рисунке 4-50 показана структура уровней Gigabit Ethernet. Как и в стандарте Fast Ethernet, вGigabit Ethernet не существует универсальной схемы кодирования сигнала, которая была бы идеальнойдля всех физических интерфейсов - так, для стандартов 1000Base-LX/SX/CX используется кодирование8B/10B, а для стандарта 1000Base-T - специальный расширенный линейный код TX/T2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
