Аппаратура сети Ethernet. Расчет максимальной длины сети

Аппаратура сети Ethernet

Данная сеть получила наибольшее распространение. Разработчик – фирма Xerox (1972 г.). В 1980 г. эту сеть поддержали фирмы DEC и Intel. Объединение трех фирм получило название DIX. В 1985 году стараниями DIX сеть стала международным стандартом IEEE 802.3.

В сети используется метод CSMA/CD. У сети имеется свыше 100 млн пользователей и она занимает 80% рынка ЛВС.

Основные характеристики стандарта 802.3 следующие:

топология «шина»;

· среда передачи – коаксиальный кабель;

· скорость передачи – 10 Мбит/с;

· максимальная длина – 5 км;

· максимальное число абонентов – 1024;

· длина сегмента сети – до 500 м;

· количество абонентов на одном сегменте – до 100;

· передача узкополосная (моноканал).

В «классической» сети Ethernet применяется толстый и тонкий 50-омный коаксиальный кабель. В последнее время определены версии для таких сетей с витой парой и с оптоволоконном кабелем. Передача по сети ведется пакетами переменной длины. Возможны: индивидуальная, групповая и широковещательная адресация. Помимо стандартной «шины» применяются также топологии «пассивная звезда» и «дерево». При этом используются репитеры и пассивные (репитерные) концентраторы, соединяющие различные сегменты сети.

В качестве сегмента может выступать и единичный абонент. Логически, несмотря на такую топологию, сеть остается «шиной», т.к. сигнал от каждого абонента распространяется сразу во все стороны и не возвращается назад. Обязательное требование – отсутствие в топологии замкнутых путей (петель).

Расчет максимальной длины сети.Дискрет временных задержек в Ethernet составляет 51,2 мкс. Это максимальное время двойного (кругового) прохождения сигнала по кабелю («шине»). Если исходить из соотношения 2L/V < 51,2 мкс, то при задержке сигнала в кабеле 4нс/м получаем максимальную длину кабеля 6,4 км. Но для метода доступа CSMA/CD есть еще одно ограничение – минимальная длительность пакета тоже должна быть больше двойного времени прохождения сигнала 2L/V, с тем чтобы пакет не закончился раньше, чем все абоненты обнаружат столкновение. То есть минимальная длина пакета должна составлять 51,2 мкс. При длительности одного бита в 100 не (при скорости передачи 10 Мбит/с) получаем, что пакет должен содержать не менее 512 бит, т.е. 64 байта. На рисунке показан формат пакета Ethernet. Минимальная длина такого пакета – 72 байта, но без учета преамбулы (8 байт) минимальная длина составит 64 байта. Стандарт предполагает, что преамбула пакета может уменьшаться при прохождении через репитеры, концентраторы и трансиверы.

Типы ЛВС Ethernet.

Стандарт определяет 4 основных типа сети Ethernet в зависимости от используемой среды передачи:

10BASE 5 (толстый коаксиальный кабель)10BASE 2 (тонкий коаксиальный кабель) 10BASE-T (витая пара) 10BASE-F (опт кабель)

В этих наименованиях: «10» – это скорость передачи (10 Мбит/с); BASE – указывает на то, что передача ведется в основной полосе частот (без модуляции высокочастотного сигнала); «5» – длина сегмента до 500 м; «2» – длина сегмента до 200 м (точнее она составляет 185 м); «Т» – витая пара; «F» – оптоволоконный кабель. Аппаратура 10BASE 5В настоящее время этот тип сети уже мало распространен из-за сложности работы с толстым коаксиальным кабелем (диаметром примерно 1 см). Для соединения кусков кабеля и подключения терминаторов применяются специальные разъемы N-типа. Для подключения к кабелю предусмотрены АМР-соединители. Непосредственно на кабеле располагается специальный трансивер MAU (Medium Attachment Unit). От него к адаптеру компьютера идет трансиверный кабель (длиной до 50 м). Максимальная длина сегмента – 500 м. Число компьютеров на сегменте– до 100. Максимальное число сегментов – 5. Максимальная длина сети – 2,5 км.Расстояние между компьютерами на сегменте – не менее 2,5 м. Таким образом, сеть может иметь до 500 абонентов. Аппаратура 10BASE 2Диаметр тонкого кабеля составляет около 5 мм. Такой кабель более гибкий, легче монтируется, в 3 раза дешевле толстого. Максимальная длина сегмента – 185 м. Максимальное число сегментов – 5. Таким образом максимальная длина сети – 925 м. На одном сегменте допускается не более 30 абонентов. Минимальное расстояние между абонентами – 0,5 м. В сети может быть до 150 абонентов. Аппаратура 10BASE-TТакой тип сети развивается с 1990 года и становится все более популярным. Передача сигналов осуществляется по двум парам проводов, каждая из которых передает только в одну сторону. Каждый из абонентов подключается с помощью такого кабеля к концентратору, использование которого здесь обязательно. Концентратор производит смешение сигналов от абонентов для обеспечения метода CSMA/CD. Таким образом, используется конфигурация «пассивная звезда», которая работает как «шина». Кабель для подключения к концентратору имеет диаметр примерно 6 мм, длина – до 100 м, должен быть UTP-кабель категории не менее 3. Такой тип сети имеет встроенный контроль правильности соединений. При отсутствии передаваемой информации абоненты непрерывно посылают сигнал NLP (Normal Link Pulse), по наличию которого определяется целостность кабеля. Аппаратура 10BASE-F

Передача сигналов ведется по двум оптоволоконным кабелям, передающим сигналы в разные стороны. Длина волны в кабеле – 850 нм. Используется топология с концентратором типа «пассивная звезда», реализующая «шину». Применяются внешние трансиверы FOMAU (Fiber Optic Medium Attachment Unit). Кроме функций обычного трансивера такое устройство осуществляет также преобразование электрического сигнала в оптический и наоборот. Длина трансиверного кабеля (AUI-кабеля) не должна превышать 25 м. Длина оптоволоконного кабеля от FOMAU до концентратора не должна быть больше 2 км.

Концентраторы:Коммутирующие концентраторы передают информацию между сегментами, но не передают конфликты с сегмента на сегмент. Репиторные же устройства представляют собой набор повторителей и никак логически не разделяют подключенные к ним сегменты.