Zasady połączeń Ethernet. Technologia IEEE 802.3, 10BASE...

połączenia Ethernet, 10BASE-5, , 10BASE-2 - cienki Ethernet, technologia IEEE 802.3, 10BASE-T, 10BASE-F

Zasady okablowania i połączeń Ethernet/IEEE 802.3

Okablowanie Ethernet i 802.3 jest oparte na bardzo wyrazistym zbiorze zasad. Stosowanie tych zasad zapewnia możliwość zmiany i rozszerzania sieci komputerowej bez powodowania błędów komunikacyjnych.

• żaden segment nie może być dłuższy niż 500 metrów (185 metrów w przypadku RG58, 100 metrów w przypadku 10Base-T, 1 kilometr w przypadku światłowodu wielomodowego - uwaga producenci dostarczają różne rozszerzenia specyfikacji np. z 305m segmentem dla 10Base-2),
• dla kabla koncentrycznego, segment oznacza odcinek kabla zakończony dwoma terminatorami,
• liczba transceiverów nie powinna przekraczać 100 na segment dla grubego kabla, 30 na segment dla cienkiego kabla Ethernet,
• maksymalne liczba segmentów wynosi 5, z czego 2 muszą być transportowe tzn. nie można do nich podłączyć żadnej stacji, a sygnał nie może przechodzić przez   więcej niż cztery repeatery,
• oba końce segmentu kabla koncentrycznego muszą być zakończone 50 omowymi terminatorami,
• minimalna odległość między transceiverami umieszczonymi na segmencie grubego kabla koncentrycznego wynosi 2,5m, a na segmencie cienkiego kabla koncentrycznego wynosi 0,5m,
• kabel musi być uziemiony tylko w jednym punkcie,
• można mieszać segmenty grubego, cienkiego kabla, światłowodów i 10Base-T przy pomocy urządzeń aktywnych.
  

Zalety i wady technologii IEEE 802.3

-prostota,
-popularność,
-symetria,
-różna media (koncentryk, skrętka, światłowód),
-full duplex - zwiększa dodatkowo przepustowość i zasięg, nie jest kolizyjny.

Wady technologii IEEE 802.3:
-brak kontroli przepływu (ang. flow control 802.3x),
-brak obsługi VLAN (ang. frame tagging 802.1Q),
-brak realizacji QoS (PACE, 802.1p),
-dość krótkie ramki (46-1500 bajtów).

10BASE-5

10Base-5 pomijając różnice w terminologii odpowiada orginalnej specyfikacji Ethernet. Różnice w terminologii polegają na tym iż:
-kabel łączący kartę sieciową z kablem koncentrycznym 50-OHM nazywa się w IEEE 802.3/10BASE-5 AUI (Attachment Unit Interface), a w specyfikacji Ethernet Transceiver Cable,
-stacja jest podłączona do medium transmisyjnego poprzez Medium Attachment Unit (MAU) wg specyfikacji IEEE 802.3/10BASE-5 i transceiver wg specyfikacji Ethernet.

10Base-5 wykorzystuje gruby kabel koncentryczny o impedancji falowej 50 ohm, o długości segmentu do 500m z 50 ohm-owym rezystorem (pełniącym funkcje terminatora linii) na każdym końcu. Kabel ten jest zwykle koloru żółtego (lub pomarańczowego, jeśli jest to kabel pokryty Teflonem(R)), jest często nazywany żółtym kablem lub grubym kablem Ethernet. Na kablu co 2,5m znajdują się namalowane ciemne pierścienie, wskazujące miesjca, w których powinno dołaczać się nowe stacje (MAU). Odstęp 2,5m wynika z obliczeń i gwarantuje minimalną interferencję między MAU. W 500m segmencie można dołączyć maksymalnie 100 stacji, chociaż na kablu zaznaczonych jest 200 punktów podczepienia MAU. Żadnej stacji nie wolno dołączyć do końca segmentu. Każde przyłaczenie do kabla Ethernet jest realizowane przez urządzenie nadawczo-odbiorcze MAU. Oprócz zapewnienia możliwości przyłaczenia stacji roboczej , MAU spełniają rolę wykrywania kolizji. Dla 10BASE-5 jest to zawsze urządzenie zewnętrzne które przy pomocy zacisku wampirowego (vampire lub bee-sting) jest przyłaczany do grubego kabla. Połaczenie pomiędzy MAU a kartą sieciową wykonywane jest przy pomocy czteroparowego, ekranowanego kabla AUI koloru niebieskiego, który może mieć długość do 50m.
Zawsze po transmisji MAU przesyła specjalny sygnał SQE (heartbeat) w celu sprawdzenia poprawności działania obwodu kolizji. SQE nie supportuje wersji 1.0 specyfikacji Ethernet.

10BASE-2 - cienki Ethernet - Cheaper Ethernet

Druga specyfikacja okablowania jest nazwana cieńkim kablem Ethernet. Koszty tego typu kabla są dużo mniejsze niż w przypadku grubego kabla Ethernet. Cienki Ethernet jest 50-omowym kablem koncentrycznym oznaczony symbolem RG58, który może rozciągać się na długości do 185 metrów według specyfikacji IEEE. Mimo, iż do podłączenia tego kabla wymagane są transceivery, większość sieci opartych o komputery osobiste wykorzystuje karty sieciowe z wbudowanymi transceiverami. Połaczenie jest realizowane poprzez złącznik bagnetowy typu BNC. Inaczej niż w przypadku grubego kabla Ethernet, gdzie kabel zwykle nie jest przecinany, cienki Ethernet składa sie z wielu krótszych odcinków kabla. Odcinki te są łączone ze sobą za pomocą łączników trójnikowych tzw. T-connector-ów, które łączą poszczególne odcinki kabla i przyłączają je do wbudowanych w karty sieciowe transceiverów.

10BASE-T - "Ethernet na skrętce"

W 1990 roku podkomitet 802.3 w IEEE utworzył specyfikację dla Ethernet z nieekranowanym kablem typu skrętka (ang. Twisted Pair), oznaczoną 10BASE-T.
10BASE-T stosuje topologię gwiazdy. Każda stacja sieciowa jest połączona dwoma parami kabla typu skrętka bezpośrednio z centralnym urządzeniem zwanym koncentratorem lub hubem. Wiele koncentratorów może być podłączonych do jednego tworząc hierarchiczną rozgałęzioną gwiazdę, lub może być połączonych przez gruby, cienki lub światłowodowy kręgosłup (ang. backbone).
Do podstawowych zalet 10BASE-T należą:
-większa elastyczność okablowania,
-lepsza użyteczność,
-zwiększona niezawodność działania sieci,
-możliwośc zaimplementowania redundancji połączeń,
-większa łatwość zarządzania.
10BASE-T pozwala na bardziej strukturalne podejście do okablowania, tak więc eliminuje koszty związane ze zmianami i przemieszczaniami użytkowników. W miarę eksploatacji sieci koszty związane ze zmianami i przemieszczaniem mogą mieć największy udział w ogólnych kosztach utrzymania sieci lokalnej. Ze względu na gwieździstą budowę oraz poniweaż koncentratory dają możliwość wyzolowania wadliwych węzłów, lokalizacja i naprawa wadliwego okablowania oraz innych uszkodzeń sprzętu może być znacznie łatwiejsza niż w przypadku grubego lub cienkiego kabla Ethernet. Ponadto wiele koncentratorów ma (lub jest to opcja) wbudowane oprogramowanie, pozwalające na analizę działania koncentratora i zarządzanie nim z poziomu stacji roboczej lub osobnej stacji zarządzającej. Zarządzanie wykorzystuje najczęściej protokół SNMP (ang. Simple Network Management Protocol).

10BASE-F i odmiany

Norma 10BASE-F składa się z trzech odmian. Są to 10BASE-FP, 10BASE-FB i 10BASE-FL. Każda ma określony dla siebie MAU, który może współpracować tylko ze swoim odpowiednikiem. W odmianie 10BASE-FP MAU stosowany jest tylko łącznie z pasywnymi rozgałęziaczami światłowodowymi. Wersja 10BASE-FB odnosi się tylko do transmisji synchronicznej, gdzie pakiet danych jest zsynchronizowany z sygnałem IDLE. IDLE jest sygnałem występującym w światłowodzie wtedy, gdy nie są transmitowane dane. Umożliwia on monitorowanie linii światłowodowej. Wariant 10BASE-FL jest wersją asynchroniczną w porównaniu z 10BASE-FB i udoskonaleniem wcześniej utworzonego wariantu światłowodowego FOIRL. Podstawowa różnica to fakt, że 10BASE-FL MAU posiada test SQE i zasięg zwiększony do 2 km.

Struktura sieci światłowodowej jest bardzo podobna do struktury sieci wykonanej ze skrętek. W pierwszym przypadku wykorzystywane są dwa włókna światłowodowe do nadawania i odbierania informacji, w drugim dwie pary skręconych przewodów. Do połączenia więcej niż dwóch stacji wymagane są wieloportowe repeatery. W efekcie powstaje sieć o topologii gwiazdy. Więcej na temat 10-BASE pod adresem...