4.5.6.2.Модель 2.

Модель 2 передавальної системи для сегментів 100Base-T передбачає проведення групи розрахунків часу обігу петлі для більш складних мереж Fast Ethernet. Фізичні розміри та кількість сполучень і повторювачів у системі 100Base-T обмежується передовсім часом обігу петлі, щоб забезпечити правильність функціонування механізму виявлення колізій. Обчислення згідно з Моделлю 2 забезпечують отримання інформації, потрібної для перевірки бюджету часу в системі стандартів для компонент 100Base-T.

Слід відзначити, що ці обчислення дають інші значення часу обігу петлі, ніж обчислення для середовищ із швидкісю 10 Мб/с. Це спричинене тим, що сегменти мереж Fast Ethernet працюють з іншою сигнальною системою, ніж сегменти 10 Мб/с Ethernet, а також тим, що перетворення сигналів між Ethernet MAC і сегментами середовищ потребує певної кількості тактів. Відзначимо також, що для Fast Ethernet не обчислюється звуження часової щілини між рамками, бо максимальна кількість повторювачів, прийнятна для Fast Ethernet, не дає помітного звуження щілини.

Таблиця 4.17. Затримки в компонентах 100-Base-T.

Компонента	Затримка на 1 м	Максимальна затримка
Два DTE TX/FX		100
Два DTE T4		138
Один DTE T4 + один DTE TX/FX		127
Сегмент кабеля категорії 3	1.14	114 (для 100 м)
Сегмент кабеля категорії 4	1.14	114 (для 100 м)
Сегмент кабеля категорії 5	1.112	111.2 (для 100 м)
Сегмент кабеля STP	1.112	111.2 (для 100 м)
Сегмент оптоволоконного кабеля	1.0	412 (для 412 м)
Повторювач Класу I		140
Повторювач Класу II з усіма портами TX/FX		92
Повторювач Класу II з портами T4		67

Знаходження найгіршого шляху. Процес перевірки мережі розпочинається із знаходження шляху з найбільшим значенням часу обігу петлі та з найбільшою кількістю повторювачів між двома станціями (DTE). Якщо в мережі є декілька претендентів на найгірший шлях, то обчислення здійснюють для кожного такого кандидата. Якщо хоч для одного шляху перевищені обмеження на час обігу петлі, то ціла мережа вважається такою, що не витримала перевірки.

Обчислення часу обігу петлі. Загальний час обігу петлі обчислюється як сума значень затримок в кожному окремому сегменті шляху і значень затримок DTE та повторювачів. Модель обчислень передбачає систему значень затримок, які вимірюються в тактах (кратностях тривалості сигналу для одного біта), як це показано в табл. 4.17. Для обчислення значення часу обігу петлі для сегменту в найгіршому шляху необхідно помножити довжину сегменту в метрах на величину затримки на один метр (див. другий стовпець табл. 4.17). Для сегментів максимальної довжини з цією метою можна безпосередньо використати значення затримки, наведені в третьому стовпці цієї таблиці. Для отримання повної затримки в найгіршому шляху слід додати значення затримок у всіх сегментах цього шляху, потім додати затримки для двох DTE на кінцях шляху та затримки для кожного повторювача в шляху. Якщо відомі значення затримок для кабелів, DTE і повторювачів, виготовлених конкретними виготівниками, то ці значення можна вживати замість наведених в табл. 4.17. Стандарт рекомендує додати до результату 4 такти (поле безпеки). Якщо остаточний результат не перевищує 512 тактів, то вважають, що шлях витримав перевірку.

Таблиця 4.18. Результати обчислень часу обігу петлі на підставі Моделі 2.

Два DTE TX	100
Сегмент UTP кат. 5, 100 м	111.2
Сегмент UTP кат. 5, 100 м	111.2
Сегмент UTP кат. 5, 5 м	5.56
Повторювач Класу II	92
Повторювач Класу II	92
Повна затримка	511.96

Для мережі, зображеної на рис. 4.41, результати обчислень зведені в табл. 4.18. Прийнято, що всі порти мають тип FX/TX. Як видно з таблиці, при застосуванні кабелів UTP категорії 5 повний час затримки обігу петлі для цієї мережі рівний 511.6, що менше від максимального значення 512, однак тут не враховане поле безпеки, рівне 4 тактам. Всі значення затримок взяті з табл. 4.10, яка подає значення для найгіршого випадку, коли конкретні значення для даних кабелів, повторювачів і DTE невідомі.

Значення часу затримки в сегменті відрізняються для від виду сегменту та від якості кабеля, використаного в сегменті, якщо йдеться про провідні кабелі. Виготівники кабелів можуть подавати більш точні значення часу затримки. В табл. 4.19, взятій із стандарту IEEE 802.3u-1995, с. 29.8-29.9, наведені значення часу затримки відповідно до швидкості сигналів в кабелі. Швидкість поширення сигналів виражена як частка від швидкості світла (c=2.9979*10⁸ м/c); в літературі виготівників це називають “нормальна швидкість поширення” (Normal Velocity of Propagation - NVP).

Таблиця 4.20. Типові значення NVP для кабелів UTP.

Фірма-виробник	Номер типу	Категорія	Покриття	NVP
AT&T	1010	3	non-plenum	0.67
AT&T	1041	4	non-plenum	0.70
AT&T	1061	5	non-plenum	0.70
AT&T	2010	3	plenum	0.70
AT&T	2041	4	plenum	0.75
AT&T	2061	5	plenum	0.75
Belden	1229A	3	non-plenum	0.69
Belden	1455A	4	non-plenum	0.72
Belden	1583A	5	non-plenum	0.72
Belden	1245A2	3	plenum	0.69
Belden	1457A	4	plenum	0.75
Belden	1585A	5	plenum	0.75

Таблиця 4.19. NVP і затримки поширення сигналів у кабелях.

NVP	Затримка, нс/м	Затримка, такт/м
0.4	8.34	0.834
0.5	6.67	0.667
0.51	6.54	0.654
0.52	6.41	0.641
0.53	6.29	0.629
0.54	6.18	0.618
0.55	6.06	0.606
0.56	5.96	0.596
0.57	5.85	0.585
0.58	5.75	0.575
0.5852	5.70	0.570
0.59	5.65	0.565
0.6	5.56	0.556
0.61	5.47	0.547
0.62	5.38	0.538
0.63	5.29	0.529
0.64	5.21	0.521
0.65	5.13	0.513
0.654	5.10	0.510
0.66	5.05	0.505
0.666	5.01	0.501
0.67	4.98	0.498
0.68	4.91	0.491
0.69	4.83	0.483
0.7	4.77	0.477
0.8	4.17	0.417
0.9	3.71	0.371

Як приклад специфікації виробників, у табл. 4.20 наведені типові швидкості передавання в кабелях UTP (4 пари провідників 24 AWG), виготовлених двома провідними фірмами-виготівниками в США: AT&T і Belden.

Якщо тепер при обчисленні часу обігу петлі для мережі рис. 4.41 використати дані фірми AT&T для кабеля типу 1061 з NVP=0.70, то з табл. 4.20 отримаємо затримку на метр, рівну 0.477, тобто 0.954 для подвійного проходження сигналу. Результати обчислень наведені в табл. 4.21. Як видно з таблиці, використання реальних даних замість найгірших зменшило розрахункове значення повної затримки, так що отримане значення 483.57 навіть з урахуванням поля безпеки (4 такти) суттєво менше від максимального значення 512.

Таблиця 4.21. Результати обчислень часу обігу петлі на підставі Моделі 2 з використанням кабеля типу 1061.

Два DTE TX	100
Сегмент UTP кат. 5, 100 м	94.5
Сегмент UTP кат. 5, 100 м	94.5
Сегмент UTP кат. 5, 5 м	4.77
Повторювач Класу II	92
Повторювач Класу II	92
Повна затримка	483.57

Окремі фірми-виготівники повторювачів вказують, що значення затримки для їх виробів менші, ніж значення, наведені в табл. 4.19. Це створює додатковий запас в бюджеті часу затримки і теоретично може бути використане при потребі, наприклад, для збільшення довжини сполучних сегментів. Однак при цьому необхідно враховувати можливість виходу з ладу саме цього обладнання та його заміни обладнанням з більшим часом затримки, що може викликати проблеми в мережі. Також теоретично можливе використання більш, ніж одного повторювача Класу I або більше від двох повторювачів Класу II при відповідно коротких сполучних сегментах. В кожному випадку прийняття таких нестандартних рішень вимагає дуже старанного аналізу та прогнозування наступних можливих модифікацій мережі.