Лекции 2010-го года (1130544), страница 54
Текст из файла (страница 54)
MII-интерфейс обеспечивает связь междуподуровнями согласования и физического кодирования. Основное его назначение упростить использование разных типов среды. MII-интерфейс предполагает дальнейшееподключение трансивера Fast Ethernet. Для связи используется 40-контактный разъем.Максимальное расстояние по MII-интерфейсному кабелю не должно превышать 0,5 м.4.5.2.2. Физические интерфейсы Fast EthernetСтандартом Fast Ethernet IEEE 802.3u установлены три типа физического интерфейса(рисунок 47, таблица 48): 100Base-FX, 100Base-TX и 100Base-T4.Рисунок 4-47.
Физические интерфейсы стандарта Fast EthernetТаблица 4-48. Физические интерфейсы стандарта Fast Ethernet IEEE 802.3u и их основныехарактеристикиФизический интерфейс100Base-FX100Base-TX100Base-T4Порт устройстваDuplex SCRJ-45RJ-4562Среда передачиОптическое волокноВитая параВитая пара UTPUTP 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 FDDIPMD. Интерфейс Duplex SC допускает дуплексный канал связи.100Base-TXСтандарт этого физического интерфейса предполагает использование неэкранированнойвитой пары категории не ниже 5.
Он полностью идентичен стандарту FDDI UTP PMD.Порт RJ-45 на сетевой карте и на коммутаторе может поддерживать наряду с режимом100Base-TX режим 10Base-T, или функцию автоопределения скорости. Большинствосовременных сетевых карт и коммутаторов поддерживают эту функцию по портам RJ-45и, кроме этого, могут работать в дуплексном режиме.Метод кодирования 4B/5B. 10 Мбит/сек. версии Ethernet используют манчестерскоекодирование для представления данных при передаче по кабелю. Метод кодирования4B/5B определен в стандарте FDDI и без изменений перенесен в спецификацию PHYFX/TX. При этом методе каждые 4 бита данных MAC-подуровня (называемых символами)представляются 5 битами.
Использование избыточного бита позволяет применитьпотенциальные коды при представлении каждого из пяти бит в виде электрических илиоптических импульсов. Потенциальные коды обладают, по сравнению с манчестерскимикодами, более узкой полосой спектра сигнала, а, следовательно, предъявляют меньшиетребования к полосе пропускания кабеля. Однако прямое использование потенциальныхкодов для передачи исходных данных без избыточного бита невозможно из-за плохойсамосинхронизации приемника и источника данных: при передаче длиннойпоследовательности единиц или нулей в течение долгого времени сигнал не изменяется, иприемник не может определить момент чтения очередного бита.При использовании пяти бит для кодирования шестнадцати исходных 4-битовыхкомбинаций можно построить такую таблицу кодирования, в которой любой исходный 4битовый код представляется 5-битовым кодом с чередующимися нулями и единицами.Тем самым обеспечивается синхронизация приемника с передатчиком.
Так как исходныебиты MAC-подуровня должны передаваться со скоростью 100Мбит/cек., то наличиеодного избыточного бита вынуждает передавать биты результирующего кода 4B/5B со63скоростью 125 Мбит/cек., таким образом, межбитовое расстояние в устройстве PHYсоставляет 8 наносекунд.Так как из 32 возможных комбинаций 5-битовых порций для кодирования порцийисходных данных нужно только 16, то остальные 16 комбинаций в коде 4В/5Bиспользуются в служебных целях.100Base-T4Этот тип интерфейса позволяет обеспечить полудуплексный канал связи по витой пареUTP Cat.3 и выше.
Именно возможность перехода предприятия со стандарта Ethernet настандарт Fast Ethernet без радикальной замены существующей кабельной системы наоснове UTP Cat.3 следует считать главным преимуществом этого стандарта.Символьное кодирование 8B/6T. Если бы использовалось манчестерское кодирование, тобитовая скорость в расчете на одну витую пару была бы 33,33 Мбит/с, что превышало быустановленный предел 30 МГц для таких кабелей. Эффективное уменьшение частотымодуляции достигается, если вместо прямого (2-уровневого) бинарного кода использовать3-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.
На примере, показанном на рисунке 4-49 (b), можно определить скорость 3уровневого символьного сигнала (100х6/8)/3=25МГц, значение которой не превышаетустановленный предел.Рисунок 4-49. Физические интерфейсы 100Base-T4: а) Использование витых пар; б)Кодирование 8B/6T64Интерфейс 100Base-T4 имеет один существенный недостаток - принципиальнуюневозможность поддержки дуплексного режима передачи. И если при строительственебольших сетей Fast Ethernet с использованием повторителей 100Base-TX не имеетпреимуществ перед 100Base-T4 (существует коллизионный домен, полоса пропусканиякоторого не больше 100 Мбит/сек.), то при строительстве сетей с использованиемкоммутаторов недостаток интерфейса 100Base-T4 становится очевидным и оченьсерьезным. Поэтому данный интерфейс не получил столь большого распространения, как100Base-TX и 100Base-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/файлсерверы), повторители, коммутаторы.Трансивер - это (по аналогии с трансивером Ethernet) двухпортовое устройство,охватывающее подуровни PCS, PMA, PMD и AUTONEG, и имеющее с одной стороныMII-интерфейс, с другой - один из средозависимых физических интерфейсов (100Base-FX,100Base-TX или 100Base-T4).
Трансиверы используются сравнительно редко, как и редкоиспользуются сетевые карты, повторители и коммутаторы с интерфейсом MII.Сетевая карта. Наиболее широкое распространение сегодня получили сетевые карты синтерфейсом 100Base-TX на шину PCI. Необязательными, но крайне желательнымифункциями порта RJ-45 является автоконфигурирование 100/10 Мбит/сек. и поддержка65дуплексного режима. Большинство современных выпускаемых карт поддерживают этифункции.Конвертер (media converter) - это двухпортовое устройство, оба порта которогопредставляют средозависимые интерфейсы.
Конвертеры, в отличие от повторителей,могут работать в дуплексном режиме, за исключением случая, когда имеется порт100Base-T4. Распространены конвертеры 100Base-TX/100Base-FX.Коммутатор - одно из наиболее важных устройств при построении корпоративных сетей.Большинство современных коммутаторов Fast Ethernet поддерживаетавтоконфигурирование 100/10 Мбит/с по портам RJ-45 и могут обеспечивать дуплексныйканал связи по всем портам (за исключением 100Base-T4). Коммутаторы могут иметьспециальные дополнительные слоты для установления uplink-модуля.
В качествеинтерфейсов у таких модулей могут выступать оптические порты типа Fast Ethernet100Base-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 связис двумя обстоятельствами - во-первых, успехом сравнительно недорогих (по сравнению сFDDI) технологий Fast Ethernet, во-вторых, со слишком большими трудностями,испытываемыми технологией АТМ на пути к конечному пользователю.В марте 1996 года комитет IEEE 802.3 одобрил проект стандартизации Gigabit Ethernet802.3z.
В мае 1996 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 сетевогооборудования на пути выработки единого стандарта и выпуска совместимых продуктовGigabit Ethernet и преследовал следующие цели:поддержка расширения технологий Ethernet и Fast Ethernet в ответ на потребность вболее высокой скорости передачи• разработка технических предложений с целью включения в стандарт• выработка процедур и методов тестирования продуктов от различных поставщиков•К началу 1998 года Альянс насчитывал уже более 100 компаний.
Через Альянс былаобеспечена обратная связь между техническим комитетом по стандартизации IEEE 802.3 ииндустриальными производителями сетевого оборудования. Альянс увеличилэффективность работы комитета и способствовал более быстрому одобрениюспецификаций стандартов Gigabit Ethernet IEEE 802.3z и IEEE 802.3ab. Наибольшиетрудности вызывал физический уровень, а именно, адаптация многомодового волокна ивитой пары. 29 июня 1998 г., с задержкой примерно на полгода от первоначальнозапланированного графика, был принят стандарт IEEE 802.3z.
Соответствующиеспецификации регламентируют использование одномодового, многомодового волокна, атакже витой пары UTP cat.5 на коротких расстояниях (до 25 м). Стандартизация системыпередачи Gigabit Ethernet по неэкранированной витой паре на расстояния до 100 мтребовала разработки специального помехоустойчивого кода для чего был созданотдельный подкомитет P802.3ab. 28 июня 1999 г. был принят соответствующий стандарт.664.5.3.1.
Архитектура стандарта Gigabit EthernetНа рисунке 4-50 показана структура уровней Gigabit Ethernet. Как и в стандарте FastEthernet, в Gigabit Ethernet не существует универсальной схемы кодирования сигнала,которая была бы идеальной для всех физических интерфейсов - так, для стандартов1000Base-LX/SX/CX используется кодирование 8B/10B, а для стандарта 1000Base-T специальный расширенный линейный код TX/T2. Функцию кодирования выполняетподуровень кодирования PCS, размещенный ниже средонезависимого интерфейса GMII.Рисунок 4-50. Структура уровней стандарта Gigabit Ethernet, GII-интерфейс и трансиверGigabit EthernetGMII-интерфейс.
Средонезависимый интерфейс GMII (gigabit media independent interface)обеспечивает взаимодействие между уровнем MAC и физическим уровнем. GMIIинтерфейс является расширением интерфейса MII и может поддерживать скорости 10, 100и 1000 Мбит/сек. Он имеет отдельные 8-битные приемник и передатчик и можетподдерживать как полудуплексный, так и дуплексный режимы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
