Физический уровень технологии Fast Ethernet

Все отличия технологии Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне. Подуровни MAC и LLC канального уровня модели OSI остались абсолютно теми же. Физический уровень технологии Fast Ethernet использует 4 варианта кабельных систем:

1. Волоконно-оптический многомодовый кабель (реально используется два волокна).

2. UTP Cat 5 (неэкранированная витая пара, реально используется две витые пары из четырех).

3. STP Type 1 (экранированная витая пара).

4. UTP Cat 3 (используется все четыре витые пары).

Коаксиальные кабели (как «толстый» коаксиал, так и «тонкий» коаксиал) широко использовались для сетей Ethernet, для сетей Fast Ethernet не являются разрешенной средой передачи данных. Это является общей тенденцией всех новых сетевых технологий, поскольку на небольших расстояниях кабель UTP Cat 5 позволяет передавать данные с той же скоростью, что и коаксиальные кабели, но сеть является более дешевой и удобной в эксплуатации. Отказ от коаксиальных кабелей привел к тому, что сети Fast Ethernet всегда имеют иерархическую древовидную структуру, построенную на концентраторах, как и сети спецификаций 10Base-T или 10Base-F. Основным отличием конфигурации сетей Fast Ethernet является сокращение диаметра сети примерно до 200 метров. Однако использование коммутаторов в корне меняет дело, при их использовании протокол Fast Ethernet может работать в полнодуплексном режиме (Full Duplex).

Примечание. При использовании коммутаторов у традиционных сетевых технологий появился новый режим работы – полнодуплексный (Full Duplex). В разделяемом сегменте узлы сети всегда работают в полудуплексном режиме (Half Duplex). В каждый момент времени сетевая карта узла сети либо передает свои данные в сегмент сети, либо принимает из сегмента сети чужие данные, но никогда не делает этого одновременно. Это справедливо для всех технологий локальных сетей, поскольку разделяемые среды поддерживаются большинством технологий локальных сетей, таких как Ethernet, Token Ring и всеми новыми технологиями (Fast Ethernet, Gigabyte Ethernet, 100VG-AnyLan). В полнодуплексном режиме сетевая карта может одновременно передавать в сеть свои данные и принимать из сети чужие данные. Таким образом, можно обеспечить этот режим работы при прямом соединении сетевой карты узла с коммутатором, поскольку вход и выход каждого порта коммутатора работает независимо друг от друга, каждый со своим буфером данных (кадров). На сегодняшний день технологии локальных сетей приспособлены для работы как в полудуплексном режиме (в рамках подсети или сегмента сети), так и в полнодуплексном режиме (в рамках локальной сети). В этих режимах ограничения, накладываемые на общую длину сети, существенно отличаются, поскольку одна и та же технология может позволить строить различные сети в зависимости от выбранного режима работы. Режим определяется тем, какие устройства используются для соединения узлов – концентраторы (многопортовые повторители) или коммутаторы. В полнодуплексном режиме нет ограничений на общую длину сети, но при этом остаются ограничения на длину физических сегментов, соединяющих соседние устройства (порт сетевой карты узла – порт коммутатора, порт коммутатора – порт коммутатора). Это обстоятельство в технологии Fast Ethernet позволяет создавать локальные сети большой протяженности.

На сегодняшний день стандарт IEEE 802.3U установил три различные спецификации для физического уровня технологии Fast Ethernet:

· 100BS-TX – спецификация реализуется на сетевом кабеле UTP Cat 5 (реально используется две витые пары из четырех) или STP Type 1 (экранированная витая пара стандарта IBM, имеющая две витые пары, используются все пары).

· 100BS-T4 – указанная спецификация реализуется на четырех витых парах кабеля UTP Cat 3.

· 100BS-FX – многомодовый оптоволоконный кабель (реально используется два оптоволокна).

Существенным отличием спецификации 100BS-TX и 100BS-T4 от 100BS-FX является наличие в первых двух указанных спецификаций функции автопереговоров (AutoNegotiation). Функция автопереговоров позволяет двум устройствам, соединенным одной линией связи, автоматически, без вмешательства оператора, выбрать наиболее высокоскоростной режим работы, который будет поддерживаться обоими устройствами. Обычно указанная процедура автопереговоров происходит при подсоединении сетевой карты к порту концентратора или коммутатора. В настоящее время определено 5 различных режимов работы, которые могут поддерживать устройство для спецификаций 100BS-TX или 100BS-T4 на витых парах:

1. 10Base-T – это стандарт для сетевой технологии Ethernet на витой паре, реализуется на двух парах кабеля UTP Cat 3.

2. 10Base-T Full Duplex – две пары кабеля UTP Cat 3 (построена сеть и присутствует коммутатор).

3. 100Base-TX – две пары UTP Cat 5 (STP Type 1).

4. 100Base-T4 – четыре пары кабеля UTP Cat 3.

5. 100Base-TX Full Duplex – две пары UTP Cat 5 (STP Type 1).