16. Мережі типу Ethernet із швидкістю 10Мб/с.

Середовища для 10 Мб/с Ethernet.

Протокол доступу до середовища CSMA/CD і формат рамки Ethernet ідентичні для всіх варіантів середовищ (кабельних систем) Ethernet, однак варіанти мереж Ethernet для швидкостей передавання 10 Мб/с і 100 Мб/с застосовують відмінні кабельні системи, різні компоненти і мають різні правила конфігурування. Оригінальний Ethernet працює із швидкістю 10 Мб/с і використовує чотири основні типи середовищ, визначені стандартами і описані нижче.

Згідно із стандартами IEEE згадані чотири типи середовищ позначаються відповідними ідентифікаторами. Стандартний ідентифікатор складається із трьох частин. Перша частина містить число “10”, яке вказує, що швидкість передавання даних становить 10 Мб/с. Друга частина - слово “Base” - означає “основна смуга частот” (baseband), тобто вказує вид сигналів (немодульовані) , які передаються через середовище. Третя частина позначає тип сегменту мережі або його довжину (заокруглене значення). Для товстого коаксіального кабеля (Thick Coax) цифра “5” означає максимальну можливу довжину окремого сегменту мережі, яка становить 500 м, для тонкого коаксіалу (Thin Coax) цифра “2” означає максимальну довжину окремого сегменту 185 м, заокруглену до сотень метрів (тобто до 200 м). Літери “T” або “F” відповідно позначають тип кабеля “скручена пара” (Twisted pair - T) або “оптоволоконний” (Fiber optic - F). Чотири види ідентифікаторів середовищ, які застосовуються в оригінальному Ethernet, зображені на рис.4.13.

Мережа 10Base5.

10Base-5 (Thick Ethernet): основні властивості.

Основні властивості мережі 10Base5 визначені стандартом IEEE 802.3e, прийнятим у 1987 р. і наведені в таблиці.

Топологія 10Base-5 - це шина. Товстий коаксіальний кабель прокладається по будинку і станції під'єднуються до цього кабеля через трансівери. Максимальна кількість повторювачів у мережі становить 4. Оскільки сегмент може мати довжину до 500 м, то довжина цілої мережі може становити до 2500 м. У сказаному є невелика хитрість, бо 2 сегменти з можливих 5 не можуть бути зайняті. Це не має відношення до довжини, а є тільки шляхом, яким можна розташовувати комп'ютери. Два незайняті сегменти є тільки засобом для розширення мережі і називаються сполученням між повторювачами (Inter Repeater Link - IRL). Для більших відстаней необхідні оптоволоконні повторювачі, мости або раутери. Максимальна топологія мережі 10Base5 зображена на рис. 4.14.

Рис. 4.14. Максимальна топологія мереж 10Base-5, 10Base-2.

Для побудови сегменту мережі з використанням товстого коаксіалу та під’єднаннями до нього застосовують систему з таких п’яти компонентів:

• мережеве середовище (товстий коаксіальний кабель);

• термінатор і заземлення;

• MAU (трансівер);

• кабель AUI (кабель трансівера);

• карта мережевого інтерфейсу Ethernet.

Мережа 10Base2.

10Base-2 (Thin Ethernet): основні властивості.

Основні властивості мережі 10Base2, визначені стандартом IEEE 802.3, наведені в таблиці.

Максимальна топологія мережі 10Base2 аналогічна до топології 10Base5 (рис.4.14). Сегмент 10Base-2 має топологію шини. Кабелі прокладені від комп'ютера до комп'ютера, подібно як в топології "ланцюг" (daisy chain), однак усі пристрої під'єднані до кабеля через відгалуження - Т-з'єднувачі. Трансівери є елементами мережевих карт в пристроях. Це значить, що не допускаються жодні кабелі між Т-з'єднанням і пристроєм.

Повна мережа 10Base-2 (одна область колізій) може складатися з п'яти сегментів, сполучених чотирма повторювачами. Тільки три з цих п'яти сегментів можуть містити мережеві пристрої, під'єднані до них. Інші два сегменти діють як сполучення між повторювачами (IRL) і їх функцією є розширення мережі. Це дозволяє максимальний розмір мережі 925 м (5*185 м), якщо вживаються кабелі, призначені для 10Base-2. Для більших відстаней слід використовувати оптоволоконні повторювачі, мости або раутери.

Компоненти мережі 10Base-2.

Для побудови сегменту мережі Ethernet з тонким коаксіалом застосовують такі компоненти:

• мережеве середовище (тонкий коаксіал);

• термінатори та заземлення;

• карта мережевого інтерфейсу і MAU.

Спосіб під’єднання комп’ютера до сегменту мережі 10Base2 зображений на рис.4.17.

Рис. 4.17. Схема під’єднання комп’ютера до кабельної системи 10Base2.

10Base-T: основні властивості.

Основні властивості мережі 10Base-T визначені стандартом IEEE 802.3i, впровадженим у 1990 р. і наведені в таблиці.

Рис. 4.21. Максимальна топологія мереж 10Base-T, 10Base-F.

Компоненти мережі 10Base-Т.

Для побудови сегменту мережі 10Base-T застосовуються такі компоненти:

• мережеве середовище;

• перехрещувач провідників 10Base-T (10Base-T Crossover Wiring);

• тест цілісності сполучення 10Base-T (10Base-T Link Integrity Test);

• з’єднувальні кабелі.

Мережа 10Base-F.

10Base-F: основні властивості.

Основні властивості мережі 10Base-F визначені стандартом IEEE 802.3j і наведені в таблиці.

Максимальна топологія мережі 10Base-F аналогічна до топології 10Base-T (рис. 4.21). Між буль-якою парою пристроїв у повністю 10Base-F-мережі (одна область колізій) можна мати не більше від чотирьох повторювачів. Це означає, що 5 оптоволоконних сегментів точка-точка сполучені чотирма повторювачами. Заселеність чи незаселеність сегменту тут не береться до уваги. Це стає важливим тільки тоді, коли починають змішувати 10Base-2, 10Base-5 і 10Base-F. Повторювачі можуть бути дво- або багато портовими

Компоненти мережі 10Base-F.

Рис. 4.26. Оптичні з'єднувачі, рекомендовані для 10Base-F.

10Base-F використовує два волокна багатомодового оптичного кабеля; діаметр волокон становить 62.5 мкм. 10Base-F має зіркову топологію, а не шину, як 10Base-5 або 10Base-2. пристрої можуть мати оптичний порт або порт AUI. Оптичний порт має два з'єднувачі, один для передавання, а другий - для приймання. Найчастіше застосовуються з'єднувачі ST, SC або SMA905/906 (рис. 4.26). Пристрої з портами AUI можуть бути сполучені з оптоволоконною мережею через оптоволоконні трансівери.

На рис.4.27 показаний комп’ютер, під’єднаний до повторювача через сполучний сегмент 10Base-FL (літера L походить від Link). Комп’ютер оснащений мережевою картою із з’єднувачем AUI, що дозволяє під’єднати зовнішній оптоволоконний MAU (FOMAU - Fiber Optic MAU), вживаючи стандартний кабель AUI. FOMAU сполучений з повторювачем двома нитками оптоволоконного кабеля. Інший порт повторювача під’єднаний до оптоволоконного кабеля, який можна з’єднати з іншим повторювачем, розташованим далі.

Рис. 4.27. Схема під’єднання комп’ютера до сегменту мережі 10Base-FL із використанням зовнішнього MAU.

Стандарти для оптоволоконних сполучних сегментів. Оптоволоконне середовище дуже поширене в сполучних сегментах. Існують два види оптоволоконних сполучних сегментів:

• сегмент FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link - оптоволоконний сполучний сегмент між повторювачами);

• сполучний сегмент 10Base-FL.

Специфікація FOIRL для стандарту Ethernet відноситься до початку 80-х років і рекомендує сполучний сегмент довжиною до 1000 м для використання тільки між двома повторювачами. Однак із розвитком технології було осягнено ефективну в коштах можливість безпосереднього сполучення через оптоволоконний кабель не тільки повторювачів, але і комп’ютерів з повторювачами. У результаті була опрацьована система стандартів, названа 10Base-F, специфікації якої включають три типи сегментів:

• 10Base-FL. Стандарт 10Base-FL заміняє старий стандарт FOIRL, однак передбачає взаємодію з чинним устаткуванням, базованим на FOIRL. 10Base-FL використовує оптоволоконний сполучний сегмент довжиною до 2000 м за умови використання в сегменті лише обладнання 10Base-FL. Якщо ж обладнання 10Base-FL застосовується сумісно з обладнанням FOIRL, то максимальна довжина сегменту обмежена до 1000 м. Сегмент 10Base-FL може бути розташований між двома повторювачами, між двома комп’ютерами або між комп’ютером і портом повторювача.

• 10Base-FB. Специфікація 10Base-FB описує сегмент магістралі з синхронною сигналізацією, що дозволяє перевищити обмеження на кількість повторювачів, які можуть бути використані в даній мережі Ethernet із швидкістю до 10 Мб/с. Сполучний сегмент 10Base-FB звичайно використовується для сполучення спеціального габа-повторювача із синхронною сигналізацією із магістральною кабельною системою, яка може перекрити велику відстань. Індивідуальне сполучення 10Base-FB може мати довжину до 2000 м. Ця система має обмежений ринок і наявна у невеликої кількості виробників.

• 10Base-FP. Пасивна оптоволоконна система (Fiber Passive system) має систему специфікацій для оптоволоконних змішаних сегментів, які сполучають багато комп’ютерів з використанням оптоволоконного середовища без повторювачів. Сегменти 10Base-FP можуть мати довжину до 500 м. Окремий пасивний оптоволоконний розгалужувач об’єднує до 33 комп’ютерів. Ця система не є широковживаною і обладнання малодоступне.

Надалі будуть розглядатися питання, переважно пов’язані лише із стандартом 10Base-FL.

Типовий волоконнооптичний кабель, вживаний для сегменту 10Base-FL - це багатомодовий кабель з оптичним волокном товщиною 62.5 мкм та оболонкою 125 мкм. Кожен сполучний сегмент потребує двох оптичних волокон, одне з яких застосовується для передавання даних, а друге - для приймання. Оптичні з’єднувачі, вживані для сегментів 10Base-FL, відомі як ST-з’єднувачі. Довжина світлової хвилі становить 850 нм, а оптичні втрати в сегменті не повинні перевищувати 12.5 дБ. Загальні оптичні втрати складаються із втрат в кабелі та втрат у кожному з оптичних з’єднувачів. Втрати в оптичному кабелі з градієнтним профілем звичайно становлять від 4 дБ до 5 дБ на 1000 м. Втрати у з’єднувачах можуть лежати в межах від 0.5 дБ до 2 дБ на одну точку з’єднання.

Старий стандарт FOIRL використовував такі самі тип кабеля, з’єднувачі та мав аналогічний бюджет втрат. Основна різниця між FOIRL і 10Base-FL полягає в тому, що сегмент 10Base-FL може мати довжину до 2000 м, якщо у сегменті застосоване тільки обладнання 10Base-FL.

Тест цілісності сполучення 10Base-FL. Відповідно до специфікацій Ethernet MAU 10Base-FL наглядають за рівнем світлового потоку в сполучному сегменті. MAU звичайно оснащені світловою індикацією тесту цілісності сполучення. Якщо ці індикатори світяться на обидвох кінцях сегменту, то це означає, що сегмент сполучений правильно і що оптичні втрати містяться в прийнятних межах. Якщо світловий потік в кабелі впав нижче необхідного для надійного передавання даних, то MAU реєструє цю обставину і припиняє передавання даних через сегмент.