4.03.2013

В идеале ограничением скорости передачи в сети является потолок скорости в сети. Это идеальная ситуация. При маленькой нагрузке действительно так и происходит. Но с увеличением нагрузки происходит увеличение количества коллизий. В результате с нагрузки 18-20% пропускная способность сети начинает снижаться по сравнению с идеальной. При нагрузке 50% пропускная способность 35% далее пропускная способность будет еще снижаться. Сеть Ethernetэффективно работает при нагрузке до 20%. Далее возрастает вероятность коллизии, что приводит к снижению производительности сети и задержкам при передаче кадров.

Сети Ethernet на витой паре.Обозначается 10BaseT(twisted). В странах Евросоюза и США изначально телефонная сеть прокладывалась на витой паре. Решили пустить по ней иEthernet. По-английскиtwisted-pair(скрученная пара) – симметричный абонентский кабель. Тонкость – все эти пары идут к телефонному свичу. Это звездная система. АEthernet– общая шина. То есть нужно согласование. Для построения сетиEthernetна витой паре используются концентраторы, к которым подключаются компьютеры с помощью витых пар. Концентратор – многопортовый повторитель.

Концентратор прост и дешев. По англ. HUB

Компьютер подключается к порту концентратора посредством двух витых пар. R-приемникT-передатчик.

Основная функция концентратора – повторение всех кадров на всех портах. Выход приемника каждого порта должен быть соединен со входами передатчиков всех остальных портов. Это для того, чтобы все кадры видели все станции в сети. Коллизии обнаруживает концентратор, если на два порта одновременно приходит кадр. В этом случае он по всем портам передает специальную последовательность из 32 байт –jam, чтобы все станции знали, что произошла коллизия.

Расстояние от станции до концентратора – 100м. Используются пары VTPначиная с 3 категории. Так как это повторитель многопортовый, то между двумя станциями должно быть не более 4 концентраторов. Поэтому максимальная длина сети – не более 500м. Сами концентраторы соединяются друг с другом теми же портами. Максимальное число станций – 1024. Концентраторы могут соединяться иерархическим образом (могут быть концентраторы более высокого уровня, могут быть более низкого.

В данном случае от станции до станции через 3 концентратора.

Здесь - 4

Концентратор позволяет контролировать работу сети и, в частности, отключать неработающие или некорректно работающие порты. В этом случае выход приемника отключается.

Концентратор может проверять целостность, исправность, соединения с компьютером (Linktest). Для этого порт концентратора передает специальную комбинацию символов каждые 16 мс (JK) – запрещенные комбинации манчестерского кода 00 и 11. Порт компьютера, получив эту комбинацию должен ответить этой же комбинацией обратно. В случае, если порт концентратора не получает ответ на передачу комбинацииJK, выход приемника порта отключается, но проверочные комбинации продолжают передаваться. При возобновлении получения ответных комбинацийJK(когда компьютер будет передавать их обратно), выход приемника порта будет включен.

Ethernet на оптоволокне

Строится с использованием концентраторов. Для подключения компьютеров используются два волокна. Одно на передачу, другое на прием. Могут использоваться как одномодовые волокна, так и многомодовые. Расстояние от станции до концентратора в районе 1 км и более. Оборудование таких сетей обозначается 10 BaseF(fiber– волокно).

Сети Fast Ethernet – скорость передачи 100Мбит/с. Для построения сетей 100Мбит/с исп:

• витые пар 5й категории (используются 2 пары для подключения пар)

• витые пары 3й категории (используются все 4 пары)

• оптоволоконные кабели

Обозначение:

• 100 Base (без модуляции) Tx (5й категории)

• 100 BaseT4 (3й категории)

• 100 BaseFx– на оптоволокне.

Особенности:

• Для построения сети FastEthernetиспользуются концентраторы.

• Расстояние от станции до концентратора – 100м.

• Максимальная длина сети 200м.

• Все временные интервалы, измеренные в битах остались прежними.

• Время передачи бита изменилось с 0.1мкс до 10нс (уменьшилась в 10 раз).

• Структура кадра осталась прежней, но признаком свободного состояния сети является не отсутствие сигнала, а передача специального символа Idle(простой) – линейного кода.

Линейные коды Fast Ethernet:

• 4B5B+NRZIв случае оптоволоконного кабеля

• 4B5B+NLT3 в случае витой пары

4B5B– 4 бита исходного информационного потока кодируется 5 битами. Основная задача ввода доп битов, то есть линейное кодирование из-за того, что при подключении аппаратуры к линии с помощью гальванической развязки (пост ток не проходит) при помощи ЛТР. Ввиду этого появляются искажения при длинной последовательности единиц, что может вести к появлению ошибки. Т.е. линейное кодирование для того, чтобы убрать пост составляющую из спектра сигнала, передаваемого в линию.

Смысл кодирования 4B5B4 бита информационных имеют 16 комбинаций, при кодировании 5В в 32 комбинации в кот 1 и 0 уравновешены. При этом должно быть не более 3х нулей в комбинации и не более 2х 0 подряд. Используются 16 комбинаций из 32 как информационные, 9 как служебные символы и 7 символов вообще не исп:

• J11000

• K10001

• T01101

• Idle11111

Остальные 7 неиспользованных комбинаций могут использоваться для обнаружения ошибок.

Кодирование NRZi– код без возврата к 0 с инверсией состояния сигнала при приходе единицы

10110

NRZ – not return to zero

RZ – return to zero в конце периода

4B5B

NRZI

Структура кодирования 4В5В + NRZI:

Кодирование 4В5В + MLT-3 (то же чтоNRZi, но с тремя состояниями).

4B5B010010011111010

0

Код MLT-3 аналогичен NRZi, то есть изменение уровня входного сигнала происходит только при приходе единицы во входном сигнале. При этом направление перехода из нулевого состояния в положительное или отрицательное определяется предыдущим переходом. Если предыдущий переход в 0е состояние был из положительного состояния, то по приходу единицы переход будет в отрицательное состояние. И наоборот.