1.2 Краткие сведения о стандартах физической среды Ethernet Стандарт 10Вase5.

В качестве среды передачи данных используется толстый коаксиаль­ный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом, диаметром центрального медного провода 2,17 мм и внешним диаметром около 10 мм. Такими харак­теристиками обладают кабели марок RG-8 и RG-11.

Кабель используется как моноканал для всех станций. Сегмент кабеля имеет максимальную длину 500 м (без повторителей) и должен иметь на концах согласующие герминаторы сопротивлением 50 Ом, поглощающие распространяющиеся по кабелю сигналы и препятствующие возникновению отраженных сигналов.

Станция должна подключаться к кабелю при помощи приемопередат­чика -трансивера, Трансивер устанавливается непосредственно на кабеле и питается от сетевого адаптера компьютера. Трансивер может подсоединяться к кабелю как методом прокалывания, обеспечивающим непосредственный физический контакт, так и бесконтактным методом.

Трансивер соединяется с сетевым адаптером интерфейсным кабелем AUI (Attachment Unit Interface) длиной до 50 м, состоящих из 4 витых пар (адаптер должен иметь разъем AUI). Для присоединения к интерфейсу AUI используется разъем DB-15.

Допускается подключение к одному сегменту не более 100 трансиверов. причем расстояние между подключениями трансиверов не должно быть меньше 2,5 м.

Стандарт lOBase-5 определяет возможность использования в сети спе­циального устройства - повторителя. Повторитель служит для объединения в одну сеть нескольких сегментов кабеля и увеличения тем самым общей дли­ны сети.

Стандарт 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 lOBase-5 в 2500 м. Только 3 сегмента из 5 могут быть нагруженными, то есть такими, к которым подключаются конечные узлы. Между нагруженными сегментами должны быть ненагруженные сегменты, так что максимальная конфигурация сети представляет собой два нагруженных крайних сегмента, которые соединяют­ся ненагруженными сегментами еще с одним центральным нагруженным сегментом (см. рис. 1). На рис. 2.1. показана схема физического уровня сети на базе стандарта lOBase-5.

Стандарт i0Base-t.

Сети 10Base-T используют в качестве среды две неэкранированные витые пары. Наиболее распространен многопарный кабель на основе неэкранирован­ной витой пары категории 3.

Конечные узлы соединяются по топологии «пассивная звезда» со специ­альным устройством - многопортовым повторителем с помощью двух витых пар. Одна пара требуется для передачи данных от станции к повторителю (вы­ход Тх сетевого адаптера), а другая - для передачи данных от повторителя к станции (вход Rx сетевого адаптера). На рис. 2. показан пример сети 10Base-T. Повторитель принимает сигналы от одного из конечных узлов и синхронно пе­редает их на все свои остальные порты, кроме того, с которого поступили сиг­налы.

Многопортовые повторители в данном случае обычно называются концентраторами. Они осуществляет функции повторителя сигналов на всех от­резках витых пар, подключенных к его портам, так что образуется единая среда передачи данных - логический моноканал (логическая общая шина). Стандарт определяет битовую скорость передачи данных 10 Мбит/с и максимальное рас­стояние отрезка витой пары между двумя непосредственно связанными узлами (станциями и концентраторами) не более 100 м при наличии витой пары качества не ниже категории 3. Это расстояние определяется полосой пропускания ви­той пары - на длине 100 м она позволяет передавать данные со скоростью 10 Мбит/с при использовании манчестерского кода.

Для обеспечения синхронизации станций при реализации процедур досту­па CSMACD и надежного распознавания станциями коллизий в стандарте оп­ределено максимально число концентраторов между любыми двумя станциями сети, а именно 4. Это правило носит название «правила 4-х хабов». При созда­нии сети 10Base-T с большим числом станций концентраторы можно соединять друг с другом иерархическим способом, образуя древовидную структуру.

Общее количество станций в сети l0Base-T не должно превышать общего предела в 1024. Конечные узлы нужно подключать к портам концентраторов нижнего уровня. При этом должно выполняться правило 4-х хабов.

Стандарт l0Base-2.

Стандарт l0Base-2 использует в качестве передающей среды коаксиаль­ный кабель с диаметром центрального медного провода 0,89 мм и внешним диаметром около 5 мм («тонкий» Ethernet). Кабель имеет волновое сопротивле­ние 50 Ом. Такими характеристиками обладают кабели марок RG-58 /U, RG-58 AA.J, RG-58 C/U.

Максимальная длина сегмента без повторителей составляет 185 м, сег­мент должен иметь на концах согласующие терминаторы 50 Ом. Однако, «тон­кий» коаксиал обладает худшей помехозапдищенностью, худшей механической прочностью и более узкой полосой пропускания.

Станции подключаются к кабелю с помощью высокочастотного BNC Т-коннектора, который представляет собой тройник, один отвод которого со­единяется с сетевым адаптером, а два других - с двумя концами разрыва кабеля. Максимальное количество станций, подключаемых к одному сегменту- - 30. Минимальное расстояние между станциями -1м.

Стандарт lOBase-2 также предусматривает использование повторителей, применение которых также должно соответствовать «правилу 5-4-3». В этом случае сеть будет иметь максимальную длину в 5x185- 925 м.

Стандарт lOBase-2 очень близок к стандарту 10Base-5. По трансиверы в нем объединены с сетевыми адаптерами за счет того, что более гибкий тонкий коаксиальный кабель может быть подведен непосредственно к выходному разъ­ему платы сетевого адаптера, установленной в шасси компьютера (см. рис.3).

Реализация этого стандарта на практике приводит к наиболее простому решению для кабельной сети, так как для соединения компьютеров требуются только сетевые адаптеры, Т-коннекторы и терминаторы 50 Ом.

Оптоволоконный Ethernet.

Оптоволоконные стандарты в качестве основного типа кабеля рекомен­дуют достаточно дешевое многомодовое оптическое волокно, обладающее по­лосой пропускания 500-800 МГц при длине кабеля 1 км. Допустимо и более до­рогое одномодовое оптическое волокно с полосой пропускания в несколько ГГц, но при этом нужно применять специальный тип трансивера.

Функционально сеть Ethernet на оптическом кабеле состоит из тех же элементов, что и сеть стандарта 10Base-T - сетевых адаптеров, многопортового повторителя и отрезков кабеля, соединяющих адаптер с портом повторителя. Как и в случае витой пары, для соединения адаптера с повторителем использу­ются два оптоволокна - одно соединяет выход Тх адаптера с входом Rx повто­рителя, а другое - вход Rx адаптера с выходом Тх повторителя.