Среды передачи. Стандарты 10BaseT и 10BaseF
В таблице 4.1 приведены физические характеристики вариантов стандарта IEEE 802.3 для различных сред передачи.
Таблица 4.1.
Стандарт IEEE 802.3 | 10 Base 5 | 10 Base 2 | 10 Base T | 10 Base F |
Среда передачи | Толстый коаксиал | Тонкий коаксиал | Витая пара | Волоконно- оптический кабель |
Максимальный диаметр сегмента (м) | ||||
Топология | Шина | Шина | Звезда | Звезда |
Максимальный диаметр сетевого сегмента определяется, главным образом, затуханием сигнала при распространении его по кабелю и перекрестными наводками (для кабеля «витая пара»). В настоящее время ЛВС на коаксиальных кабелях не строятся, поскольку, несмотря на хорошие частотные свойства, по критериям надежности, универсальности, масштабируемости и стоимости они существенно уступают кабельным системам стандарта 10BaseT.
В стандарте 10BaseT определено, что все соединения между сетевыми устройствами выполняются кабелем типа «витая пара», который представляет собой две или четыре пары скрученных медных проводников*). Поскольку погонное затухание в таких кабелях больше, чем в коаксиальных (до 11,5 дБ на полной длине в диапазоне 5 – 10 МГц), то максимальное расстояние между сетевыми устройствами и объединяющим их концентратором (hub) ограничено 100 метрами. Сеть 10BaseT строится по топологии «звезда» (рис.4.25) и функции разделяемой среды передачи выполняет концентратор (хаб, hub).
![]() |
Концентратор является устройством, осуществляющим функции физического уровня стека протоколов. Он выполняет функции повторителя, т.е. пришедший на любой из его портов сигнал «рассылается» им на все другие свои порты. Передача и прием данных выполняются по разным парам проводов, что изменяет и способ индикации коллизий: станция обнаруживает ее по факту получения сигнала приемником во время работы передатчика (transmit mode collision detection). Концентратор играет активную роль в обнаружении коллизий. Обнаружив, что два узла одновременно ведут передачу, он сигнализирует о возникновении коллизии рассылкой 32-битового сигнала «Пробка» на все свои порты. Это гарантирует обнаружение коллизии всеми узлами сети и корректное функционирование алгоритма МДКН-ОК. В сети, сформированной посредством концентратора (рис.4.25а), все станции входят в единый коллизионный домен.
Сети 10 BaseT могут иметь и древовидную топологию (рис.4.26). При этом:
· сеть не должна иметь замкнутых контуров;
· длина линий, соединяющих концентраторы, не должна превосходить 100 метров;
· между любыми станциями в сети не должно быть более 4-х хабов.
Последние два условия связаны с ограничением времени распространения сигнала между двумя удаленными станциями сети, которое налагается спецификацией ( BT).
Применение коммутаторов (рис.4.25.б) для формирования ЛВС принципиально устраняет проблему коллизий в сетях Ethernet. Каждый порт такого устройства располагает входным и выходным буферами, а все порты объединяются коммутационной матрицей, обеспечивающей возможность их попарного соединения. Пришедший на порт кадр помещается во входной буфер, проверяется его целостность и адресная информация, после чего он передается в выходной буфер порта, соответствующего адресу назначения. Поскольку коммутатор работает с информацией, содержащейся в заголовках кадров, то он является устройством канального уровня. Очевидно, что если к порту коммутатора подключено лишь одно сетевое устройство, то коллизии вообще не возникают, поскольку одновременная коммутация двух и более портов на какой-либо один принципиально исключается архитектурой коммутации. В случае подключения к порту коммутатора посредством хаба нескольких сетевых устройств, коллизионный домен будет ограничен лишь этими устройствами.
Разделение цепей приема – передачи, возможное при использовании двух витых пар или двух волоконно-оптических световодов, совместно с применение коммутаторов позволяют реализовать полнодуплексный режим (full duplex mode) обмена данными между двумя сетевыми устройствами, т.е. режим, при котором возможно одновременно вести и прием, и передачу данных. Это существенно увеличивает производительности сети. Очевидно, что такой режим невозможен при использовании разделяемой среды передачи, т.е. в сети, построенной на концентраторах.
Стандарт 10BaseF явился обобщением двух протоколов: 10BaseFL и 10BaseFB. Спецификация 10BaseFL (Fiber Link) определяет применение ВОЛС для соединения станций с портами концентраторов и двухточечных соединений станций; взаимная удаленность устройств должна быть не более 1 км для многомодового волокна и не более 5 км для линий с одномодовыми волокнами. 10BaseFB (Fiber Backbone) – стандарт для построения оптических магистралей Ethernet (рис.4.27).
Основная особенность протокола - синхронная передача (синхронный Ethernet): в паузах между кадрами порт передает в линию случайную последовательность, обеспечивающую синхронизацию тактовых генераторов приемника и передатчика. Длина цепочки ограничивается временем распространения сигнала между дальними узлами (25,6 мкс) и может доходить до 5 км. С протоколом 10 Base FL совместимости нет.
![]() |
Применение кабелей с многомодовыми волокнами предполагает использование излучателей с длиной световой волны равной 850 нм, а при использовании одномодовых волокон – с длиной волны излучения 1350 нм.
Высокоскоростные ЛВС