Специфікації фізичного середовища Ethernet

Історично перші мережі технології Ethernet були створені на коаксіальному кабелі діаметром 0,5 дюйма. Надалі були визначені й інші специфікації фізичного рівня для стандарту Ethernet, що дозволяють використати різні середовища передачі даних. Метод доступу CSMA/CD і всі часові параметри залишаються тими самими для будь-якої специфікації фізичного середовища технології Ethernet 10 Мбіт/с.

Фізичні специфікації технології Ethernet на сьогоднішній день включають наступні середовища передачі даних.

• l0Base-5 — коаксіальний кабель діаметром 0,5 дюйма, називаний "товстим" коаксиалом. Має хвильовий опір 50 Ом. Максимальна довжина сегмента — 500 метрів (без повторювачів).

• l0Base-2 — коаксіальний кабель діаметром 0,25 дюйма, називаний "тонким" коаксиалом. Має хвильовий опір 50 Ом. Максимальна довжина сегмента — 185 метрів (без повторювачів).

• l0Base-T — кабель на основі неекранованої крученої пари (Unshіelded Twіsted Paіr, UTP). Утворює зіркоподібну топологію на основі концентратора. Відстань між концентратором і кінцевим вузлом — не більше 100 м.

• l0Base-F — волоконно-оптичний кабель. Топологія аналогічна топології стандарту l0Base-T. Є кілька варіантів цієї специфікації — FOІRL (відстань до 1000 м), l0Base-FL (відстань до 2000 м), l0Base-FB (відстань до 2000 м).

Число 10 у зазначені вище назвах позначає бітову швидкість передачі даних цих стандартів — 10 Мбіт/с, а слово Base — метод передачі на одній базовій частоті 10 МГЦ (на відміну від методів, що використовують кілька несучих частот, які називаються Broadband — широкополосними). Останній символ у назві стандарту фізичного рівня позначає тип кабелю.

Загальні характеристики стандартів Ethernet 10 Мбит/з

У табл. 5.2 і 5.3 зведені основні обмеження й характеристики стандартів Ethernet.

Таблиця 5.2. Загальні обмеження для всіх стандартів Ethernet

Таблиця 5.3. Параметри специфікацій фізичного рівня для стандарту Ethernet

Методика розрахунку конфігурації мережі Ethernet

Дотримання численних обмежень, установлених для різних стандартів фізичного рівня мереж Ethernet, гарантує коректну роботу мережі (природно, при справному стані всіх елементів фізичного рівня).

Найбільш часто доводиться перевіряти обмеження, пов'язані з довжиною окремого сегмента кабелю, а також кількістю повторювачів і загальною довжиною мережі. Правила "5-4-3" для коаксіальних мереж і "4-х хабов" для мереж на основі крученої пари й оптоволокна не тільки дають гарантії працездатності мережі, але й залишають великий "запас міцності" мережі. Наприклад, якщо порахувати час подвійного обороту в мережі, що складається з 4-х повторювачів 10Base-5 і 5-ти сегментів максимальний довжини 500 м, то виявиться, що воно становить 537 бітових інтервалів. В зв’язку з тим, що час передачі кадру мінімальної довжини, що складає разом із преамбулою 72 байт, дорівнює 575 бітовим інтервалам, то видно, що розроблювачі стандарту Ethernet залишили 38 бітових інтервалів як запас надійності. Проте комітет 802.3 говорить, що й 4 додаткових бітових інтервали створюють достатній запас надійності.

Комітет ІEEE 802.3 наводить вихідні дані про затримки, що вносяться повторювачами й різними середовищами передачі даних, для тих фахівців, які хочуть самостійно розраховувати максимальну кількість повторювачів і максимальну загальну довжину мережі, не задовольняючись тими значеннями, які наведені в правилах "5-4-3" і "4-х хабов". Особливо такі розрахунки корисні для мереж, що складаються зі змішаних кабельних систем, наприклад коаксиала й оптоволокна, на які правила про кількість повторювачів не розраховані. При цьому максимальна довжина кожного окремого фізичного сегмента повинна строго відповідати стандарту, тобто 500 м для "товстого" коаксиала, 100 м для крученої пари й т.д.

Щоб мережа Ethernet, що складається із сегментів різної фізичної природи, працювала коректно, необхідне виконання чотирьох основних умов:

• кількість станцій у мережі не більше 1024;

• максимальна довжина кожного фізичного сегмента не більше величини, певної у відповідному стандарті фізичного рівня;

• час подвійного обороту сигналу (Path Delay Value, PDV) між двома найвіддаленими одна від одної станціями мережі не більше 575 бітових інтервалу;

• скорочення міжкадрового інтервалу ІPG (Path Varіabіlіty Value, PW) при проходженні послідовності кадрів через всі повторювачі повинне бути не більше, ніж 49 бітових інтервали. В зв’язку з тим, що при відправленні кадрів кінцеві вузли забезпечують початкову міжкадрову відстань у 96 бітових інтервали, то після проходження повторювача вона повинна бути не менше, ніж 96-49=47 бітових інтервалів.

Дотримання цих вимог забезпечує коректність роботи мережі навіть у випадках, коли порушуються прості правила конфігурування, що визначають максимальну кількість повторювачів і загальну довжину мережі в 2500 м.