Локальные проводные сети - Ethernet — самая популярная технология

Ethernet — самая популярная технология

Ethernet представляет архитектуру сетей с разделяемой средой и широковещательной передачей, т. е. сетевой пакет посылается сразу на все узлы сегмента сети. Поэтому для приема адаптер должен принимать все сигналы, а уже потом отбрасывать ненужные, если они предназначались не ему. Перед началом передачи данных адаптер прослушивает сеть. Если в данный момент сеть кем-то используется, то адаптер задерживает передачу и продолжает прослушивание. В Ethernet может произойти ситуация, когда два сетевых адаптера, обнаружив «тишину» в сети, начинают одновременно передавать данные. В этом случае происходит коллизия, и адаптеры начинают передачу заново через небольшой случайный промежуток времени.
На сегодняшний день Ethernet обеспечивает три скорости передачи данных — 10 Мбит/c, 100 Мбит/с (Fast Ethernet) и 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet). Существует еще 1Base5 Ethernet (1 Мбит/с), но он практически не применяется.
Существенным недостатком сети Ethernet является способ передачи данных. Так как сетевой пакет посылается сразу на все станции в сети, то при увеличении количества станций начинает расти количество коллизий, и пропускная способность сети резко снижается. Чтобы устранить этот недостаток, используются коммутаторы (switch, свитч), которые запоминают сетевые адреса рабочих станций и фильтруют трафик, посылая принятые данные только той станции, для которой они предназначены и только в тот момент, когда ее сетевой порт открыт.
Теперь мы подробно рассмотрим применяемые стандарты Ethernet. Названия стандартов Ethernet расшифровываются следующим образом. Первый элемент — скорость передачи данных в Мбит/с. Второй элемент: Base — немодулированная передача, Broad — использование широкополосного кабеля с частотным уплотнением каналов. В третьем элементе число означает максимальную длину кабеля (хотя здесь есть противоречие со стандартом 1Base5, там длина кабеля — 250 м), а буква — одно из следующих сокращений: Т — две витые пары, Т4 — 4 витые пары, F — оптоволокно.
Например, 10Base-T означает, что данные передаются по двум витым парам при помощи немодулированной передачи со скоростью до 10 Мбит/с.

10Base5 Ethernet

Эта спецификация предусматривает использование толстого (около 12 мм) коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом, на концах которого устанавливаются терминаторы, один из которых должен быть заземлен. Основные характеристики:
• Сетевая топология — общая шина;
• Минимальное расстояние между точками подключения — 2,5 м;
• Максимальная длина сегмента сети (части кабеля, ограниченной терминаторами, повторителями, мостами или маршрутизаторами) — 500 м;
• Максимальное число узлов на сегмент сети — 100;
• Максимальное количество сегментов — 5;
• Максимальное расстояние от трансивера (см. рисунок) до адаптера — 50 м.
Трансивер (transceiver) позволяет устройству передавать и получать информацию из сети, а также определяет коллизии в среде передачи. 10Base5 использует отдельный внешний трансивер и трансиверный кабель (AUI-кабель) для каждого устройства.
Преимущества: большая длина сегмента; хорошая помехозащищенность.
Недостатки: использование в качестве сетевой топологии общей шины.
В данное время этот стандарт практически не используется.

10Base2 («тонкий» Ethernet)

Предусматривает использование тонкого (около 6 мм) коаксиального кабеля с сопротивлением 50 Ом. Основные характеристики:
• Сетевая топология — общая шина;
• Минимальное расстояние между точками подключения — 0,5 м;
• Максимальная длина сегмента сети — 185 м;
• Максимальное число узлов на сегмент сети — 30;
• Максимальное количество сегментов — 5;
• Сегмент оканчивается терминаторами, один из которых заземлен.
10Base2 использует внутренние трансиверы, встроенные в схему контроллера, а рабочие станции подключаются к кабелю при помощи Т-коннекторов. Отрезки кабеля, соединяющие соседние станции, подключаются к Т-коннекторам при помощи BNC-разъемов. Чтобы соединить два отрезка кабеля, используются I-коннекторы. Из-за своей дешивизны эта технология была довольно популярной, но в нынешнее время вытесняется более скоростными стандартами.
Преимущества: простота в установке; дешевизна.
Недостатки те же, что и у сетей 10Base5.

10Base-T

• Среда передачи — неэкранированная витая пара (UTP) категории 3 или выше. Причем для соединения устройств задействуются две пары: на прием и передачу данных.
• Сетевая топология — «звезда».
• Максимальная длина кабеля между устройствами — 100 м.
• Максимальная длина сегмента сети — 500 м. Под сегментом здесь понимается расстояние от рабочей станции до первоначального концентратора.
Для расширения сети хабы могут каскадно соединяться друг с другом, образуя древовидную топологию с единственным хабом в вершине. Максимальное количество устройств — 1024.
Для монтажа применяются 8-контактные разъемы и розетки RJ-45. Подробнее о монтаже будет рассказано позже.
Преимущества: надежность и удобство, обусловленное применением топологии «звезда».
Недостатки: необходим концентратор и большое количество кабеля.

10Base-F

Этот стандарт представляет собой несколько вариантов построения оптоволоконной сети и имеет следующие характеристики:
• Среда передачи — две нити (одна на прием и одна на передачу) одномодового или многомодового оптоволокна;
• Максимальная длина сегмента — 2 км;
• Общая длина сети — 2,5 км (при использовании одномодового кабеля — до 20 км);
• Максимальное число повторителей — 4.
Основными преимуществами использования этого стандарта являются плюсы использования, собственно, самого оптоволоконного кабеля, такие как нечувствительность к электромагнитным помехам, передача на большие расстояния и защита данных.
Существуют две разновидности 10Base-F — 10Base-FL и 10Base-FB.
10Base-FL предназначен для соединения станций с концентратором, 10Base-FB предназначен для магистрального соединения повторителей. Эти два стандарта не совместимы между собой. Дешевизна оборудования 10Base-FL позволила ему обогнать по распространенности волоконно-оптические сети других стандартов.