Физический уровень технологии Fast Ethernet

Как мы уже отметили, все отличия технологии Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне. Уровни MAC и LLC в Fast Ethernet остались абсолютно теми же, и их описывают прежние главы стандартов 802.3 и 802.2.

Поэтому, рассматривая технологию Fast Ethernet, мы будем изучать только несколько вариантов ее физического уровня. Но если уровни MAC и LLC в Fast Ethernet остались прежними, то средства физического уровня полностью изменились, начиная от используемых видов кабеля, и заканчивая используемыми методами кодирования. Сейчас мы с вами в этом убедимся.

Итак, технология Fast Ethernet использует три варианта кабельных систем:

волоконно-оптический многомодовый кабель, используются два волокна;

витая пара категории 5, используются две пары;

витая пара категории 3, используются четыре пары.

Как вы заметили, коаксиальный кабель, давший миру первую сеть Ethernet, в этот перечень вообще не попал.

И это характерно не только для технологии Fast Ethernet. От коаксиальных кабелей стремятся избавиться все новые технологии. Поскольку на небольших расстояниях, витая пара категории 5 позволяет передавать данные с той же скоростью, что и коаксиальный кабель, а сеть при этом получается более дешевой и удобной в эксплуатации. На больших же расстояниях применяют оптическое волокно, которое обладает гораздо более широкой полосой пропускания, чем коаксиал, а стоимость сети получается ненамного выше, особенно если учесть высокие затраты на поиск и устранение неисправностей в крупной кабельной коаксиальной системе.

Поэтому в Fast Ethernet отказались от коаксиальных кабелей.

Очевидно, что сети Fast Ethernet всегда имеют иерархическую древовидную структуру, построенную на концентраторах, как и сети стандартов 10Base-T и 10Base-F, которые мы рассматривали в предыдущем разделе.

Таким образом, официальный стандарт 802.3u установил три различных спецификации для физического уровня Fast Ethernet и дал им следующие названия:

100Base-TX - для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 5 или экранированной витой паре STP Type 1;

100Base-T4 - для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 3, 4 или 5;

100Base-FX- для многомодового оптоволоконного кабеля, используются два волокна.

По сравнению с вариантами физической реализации Ethernet (10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-F), в технологии Fast Ethernet отличия одного варианта от другого намного глубже. Различные физические спецификации имеют и различное количество проводников, так и различные методы кодирования.

Для всех трех стандартов Fast Ethernet справедливы следующие характеристики:

1- форматы кадров технологии Fast Ethernet отличаются от форматов кадров технологий 10-мегабитного Ethernet.

2 - межкадровый интервал (IPG) равен 0,96 мкс, а битовый интервал равен 10 нс, соответственно время передачи кадра минимальной длины равно 5,75 мкс. В то же время все временные параметры алгоритма доступа (интервал отсрочки, время передачи кадра минимальной длины и т. п.) в битовых интервалах, остались прежними.

3 - признаком свободного состояния среды является передача по ней специального символа Idle соответствующего избыточного кода, а не отсутствие сигналов, как в стандартах Ethernet 10 Мбит/с. Об этом мы поговорим ниже.

Эти параметры касаются общей части для всех трех физических спецификаций Fast Ethernet.

Для сравнения следующий рисунок показывает общее отличие кадров Fast Ethernet от кадров 10-мегабитного Ethernet.

Итак, давайте с вами познакомимся, по порядку, с физическими спецификациями, которые предложила технология Fast Ethernet. Эти спецификации разрабатывались с целью повышения пропускной способности Ethernet до значения 100 Мб/с. При этом следует еще раз отметить, что MAC уровень Ethernet не изменился.

Как мы уже сказали, все спецификации используют типовую топологию "звезда" и иерархическое соединение концентраторов с подключенными к нему узлами, как в стандарте 10Base-T и 10Base-F.