Особливості побудови мереж за технологією Fast Ethernet.
FastEthernet (ШвидкийEthernet) — термін, щоописуєнабірстандартів Ethernet дляпакетноїпередачіданихзномінальноюшвидкістю 100 Мбіт/с, щов 10 разівшвидшезапочатковудля Ethernet швидкістьу 10 Мбіт/с. Вінвизначений 1995 рокувдокументіIEEE 802.3u. Насьогоднііснуютьшвидшів 10 (GigabitEthernet) і 100 (10 GigabitEthernet) разівстандартитехнології Ethernet.
Фізичнийрівеньтехнології Fast Ethernet
Всівідмінностітехнології Fast Ethernet від Ethernet зосередженінафізичномурівні. Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилисяабсолютнотимиж, іїхописуютьколишніглавистандартів802.3 і 802.2. Тому, розглядаючитехнологію Fast Ethernet, тутописуютьсятількикількаваріантівїїфізичногорівня.
Відмінностітехнології Fast Ethernet від Ethernet
Складніша структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:
· волоконно-оптичний багатомодовий кабель, використовуються два волокна;
· кручена пари категорії 5, використовуються дві пари;
· кручена пари категорії 3, використовуються чотири пари.
Відмова від коаксіального кабелю привела до того, що мережі Fast Ethernet завжди мають ієрархічну деревоподібну структуру, побудовану на концентраторах, як і мережі l0-Base-T/l0Base-F.
У порівнянні з варіантами фізичної реалізації Ethernet (а їх нараховується шість), у Fast Ethernet відмінності кожного варіанта від інших глибше — міняється як кількість провідників, так і методи кодування. А тому що фізичні варіанти Fast Ethernet створювалися одночасно, а не еволюційно, як для мереж Ethernet, то малась можливість детально визначити ті підрівні фізичного рівня, що не змінюються від варіанта до варіанта, і ті підрівні, що специфічні для кожного варіанта фізичного середовища.
Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм такі назви:
· l00Base-TX для двопарного кабелю на неекранованій кручений парі UTP категорії 5 чи екранованій кручений парі STP Type 1;
· 100Base-T4 длякабелю з чотирьох пар на неекранованій кручений парі UTP категорії 3, 4 чи 5;
· l00Base-FX для багатомодового оптоволоконого кабелю, використовуються два волокна.
Фізичний рівень включає три елементи:
· рівень узгодження (reconciliation sublayer);
· незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, МП);
· пристрійфізичногорівня (Physical layer device, PHY).
Рівеньузгодженняпотрібнийдлятого, щобрівень MAC, розрахованийнаінтерфейс AUI, змігпрацюватизфізичнимрівнемчерезінтерфейсМІІ.
Пристрій фізичного рівня (PHY) складається, у свою чергу, з декількох підрівнів:
· підрівня логічного кодування даних, що перетворює поступаючі від рівня MAC байти в символи коду 4В/5В чи 8В/6Т (обидва коди використовуються в технології Fast Ethernet);
· підрівня фізичного приєднання і підрівня залежності від фізичного середовища (PMD), що забезпечують формування сигналів відповідно до методу фізичного кодування, наприклад NRZI чи MLT-3;
· підрівня автопереговорів, що дозволяє двом взаємодіючим портам автоматично вибрати найефективніший режим роботи, наприклад, напівдуплексний чи повнодуплексний (цей підрівень є факультативним).
Ця специфікація визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному і повнодуплексному режимах наоснові добре перевіреної схеми кодування FDDI. Як і в стандарті FDDI, кожен вузол з'єднується з мережею двома оптичними волокнами, що йдуть від приймача (Rx) і від передавача (Тх).
Неперервний потік даних специфікації 100Base-FX/TX
Фізичний рівень 100Bose-TX — кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари. Як середовище передачі даних специфікація l00Base-TX використовує кабель UTP категорії 5 чи кабель STP Type 1. Максимальна довжина кабелю в обох випадках — 100 м.
Основні відмінності від специфікації l00Base-FX — використання методу MLT-3 для передачі сигналів 5-бітових порцій коду 4В/5В по крученій парі, а також наявність функції автопереговорів (Auto-negotiation) для вибору режиму роботи порту. Схема автопереговорів дозволяє двом з'єднаним фізично пристроям, що підтримують кілька стандартів фізичного рівня, які відрізняються бітовою швидкістю і кількістю кручених пар, вибрати найвигідніший режим роботи. Звичайно процедура автопереговорів відбувається при приєднанні мережного адаптера, що може працювати на швидкостях 10 і 100 Мбіт/с, до концентратора чи комутатора.
Всього в наш час визначено 5 різних режимів роботи, що можуть підтримувати пристрої l00Base-TX чи 100Base-T4 на кручених парах:
· l0Base-T — 2 пари категорії 3;
· l0Base-T full-duplex — 2 парикатегорії 3;
· l00Base-TX — 2 парикатегорії 5 (чи Type 1A STP);
· 100Base-T4 — 4 пари категорії 3;
· l00Base-TX full-duplex — 2 парикатегорії 5 (чи Type 1A STP).
Режим l0Base-T має найнижчий пріоритет у переговорному процесі, а повнодуплексний режим 100Base-T4 — найвищий. Переговорний процес відбувається при включенні живлення пристрою, а також може бути ініційований у будь-який момент модулем керування пристрою.
Фізичний рівень 100Bose-T4 — кручена пара UTP Cat 3, чотири пари. Специфікація 100Base-T4 була розроблена для того, щоб можна було використовувати для високошвидкісного Ethernet наявну проводку накручений парі категорії 3. Ця специфікація дозволяє підвищити загальну пропускну здатність за рахунок одночасної передачі потоків біт по всіх 4 парах кабелю.
Специфікація 100Base-T4 з'явилася пізніше інших специфікацій фізичного рівня Fast Ethernet. Розробники цієї технології впершу чергу хотіли створити фізичні специфікації, найбільш близькі до специфікацій l0Base-T і l0Base-F, що працювали на двох лініях передачі даних: двох парах чи двох волокнах. Дляреалізації роботи з двох кручених пар довелося перейти на якісніший кабель категорії 5.
Четверта пара завжди використовується для прослуховування несучої частоти з метою виявлення колізії. Швидкість передачі даних по кожній із трьох передавальних пар дорівнює 33,3 Мбіт/с, тому загальна швидкість протоколу 100Base-T4 становить 100 Мбіт/с. У той же час через прийнятий спосіб кодування швидкість зміни сигналу на кожній парі дорівнює всього 25 Мбод, що і дозволяє використовувати кручену пару категорії 3.