Стандарт 10Base-T

В сетях 10Base-T в качестве среды используются две неэкранированные витые пары. Многопарный кабель на основе неэкранированной витой пары категории 3 телефонные компании уже достаточно давно применяли для подключения теле­фонных аппаратов внутри зданий. Этот кабель носит также название Voice Grade, говорящее о том, что он предназначен для передачи голоса.

Идея приспособить этот популярный вид кабеля для локальных сетей оказалась очень плодотворной, так как многие здания уже были оснащены нужной кабель­ной системой. Оставалось разработать способ подключения сетевых адаптеров и прочего коммуникационного оборудования к витой паре таким образом, чтобы изменения в сетевых адаптерах и программном обеспечении сетевых операцион­ных систем были минимальными по сравнению с сетями Ethernet на коаксиале. Эта попытка оказалась успешной — переход на витую пару требует только заме­ны трансивера сетевого адаптера или порта маршрутизатора, а метод доступа и все протоколы канального уровня остаются теми же, что и в сетях Ethernet на коаксиале.

Конечные узлы соединяются с помощью двух витых пар по двухточечной топо­логии со специальным устройством — многопортовым повторителем. Одна ви­тая пара требуется для передачи данных от станции к повторителю (выход Т_х сетевого адаптера), а другая — для передачи данных от повторителя к станции (вход R_x сетевого адаптера). На рис. 12.14 показан пример трехпортового повто­рителя. Повторитель принимает сигналы от одного из конечных узлов и син­хронно передает их на все свои остальные порты, кроме того, с которого посту­пили сигналы.

Концентратор 10Base-T

Многопортовые повторители в данном случае обычно называются концентрато­рами, или, на инженерном жаргоне, хабами. Концентратор осуществляет функ­ции повторителя сигналов на всех отрезках витых пар, подключенных к его пор­там, так что образуется единая среда передачи данных — логический моноканал (логическая общая шина). Концентратор обнаруживает коллизию в сегменте в случае одновременной передачи сигналов по нескольким своим Я_х-входам и по­сылает jam-последовательность на все свои Т_х-выходы. Стандарт определяет би­товую скорость передачи данных 10 Мбит/с и максимальное расстояние отрезка витой пары между двумя непосредственно связанными узлами (станциями и концентраторами) не более 100 м при наличии витой пары качества не ниже ка­тегории 3. Это расстояние определяется полосой пропускания витой пары — на длине 100 м она позволяет передавать данные со скоростью 10 Мбит/с при ис­пользовании манчестерского кода.

Концентраторы 10Base-T можно соединять друг с другом с помощью тех же пор­тов, которые предназначены для подключения конечных узлов. При этом нужно позаботиться о том, чтобы передатчик и приемник одного порта были соединены соответственно с приемником и передатчиком другого порта.

В стандарте 10Sa$e-T определено максимальное число концентраторов между любыми дву­мя станциями сети, а именно 4. Это правило носит название правила 4~ххабов,

Правило 4-х хабов подобно правилу 5-4-3, применяемому к коаксиальным сетям, служит для гарантированной синхронизации станций при реализации процедур доступа CSMA/CD и надежного распознавания станциями коллизий.

При создании сети 10Base-T с большим числом станций концентраторы можно соединять друг с другом иерархическим способом, образуя древовидную струк­туру (рис. 12.15).

ВНИМАНИЕ --------------------------------------------------------------------------------------------------------

Петлевидное соединение концентраторов в стандарте 10Base-T запрещено, так как оно приводит к некорректной работе сети. Это требование означает, что в сети 10Base-T не разрешается создавать параллельные каналы связи между критически важными концен­траторами для резервирования связей на случай отказа порта, концентратора или кабеля. Резервирование связей возможно только за счет перевода одной из параллельных связей в неактивное (заблокированное) состояние.

Общее количество станций в сети 10Base-T не должно превышать общего преде­ла в 1024, и для данного типа физического уровня это количество действительно достижимо. Для этого достаточно создать двухуровневую иерархию концентра­торов, расположив на нижнем уровне достаточное количество концентраторов

Очевидно, что если между любыми двумя узлами сети не должно быть больше 4-х повторителей, то, учитывая, что максимальная длина кабеля между повто­рителями равна 100 м, получаем, что максимальный диаметр сети 10Base-T со­ставляет 5 х 100 = 500 м. Заметим, что это ограничение строже общего ограни­чения стандартов Ethernet в 2500 м.

Сети, построенные на основе стандарта 10Base-T, обладают по сравнению с коак­сиальными вариантами Ethernet многими преимуществами. Эти преимущества связаны с разделением общего физического кабеля на отдельные кабельные от­резки, подключенные к центральному коммуникационному устройству. И хотя логически эти отрезки по-прежнему образуют общую разделяемую среду, их физи­ческое разделение позволяет контролировать их состояние и отключать в случае обрыва, короткого замыкания или неисправности сетевого адаптера на индиви­дуальной основе. Это обстоятельство существенно облегчает эксплуатацию боль­ших сетей Ethernet, так как концентратор обычно автоматически выполняет та­кие функции, уведомляя при этом администратора сети о возникшей проблеме.

В стандарте 10Base-T определена процедура тестирования физической работо­способности двух отрезков витой пары, соединяющих трансивер конечного узла и порт повторителя. Эта процедура называется тестом связности и основана на передаче каждые 16 мс специальных сигналов J и К манчестерского кода между передатчиком и приемником каждой витой пары. Напомним, что информацион­ные сигналы манчестерского кода всегда изменяют потенциал в середине такта. Коды J и К отличаются тем, что они нарушают это правило, сохраняя потенциал в середине такта неизменным. Коду J соответствует одно из двух значений по­тенциала, а коду К — другое. Так как коды J и К являются запрещенными при передаче кадров, то тестовые последовательности не влияют на работу алгорит­ма доступа к среде.

Появление меяеду конечными узлами активного устройства, которое может контролировать работу узлов и изолировать 6т сети некорректно работающие узлы, является главным преи­муществом технологии 10Base-T по сравнению со сложными в эксплуатации коаксиальными сетями. ' ' ', ' ■ - -