Физический уровень Fast Ethernet

Сравнение Fast Ethernet и Ethernet

Технология Fast Ethernet

При переходе от процессоров Intel 286, 386 с шинами ISA (8 Мбайт/сек) и EISA (32 Мбайт/сек) к более мощным станциям с шиной PCI (133 Мбайт/сек) пропускная способность Ethernet стала недостаточной. Если раньше пропускная способность сети составляла 1/8 или 1/32 канала «память-диск», то это хорошо согласовалось с отношением объема данных передаваемых по сети и обрабатываемых на РС. Когда соотношение стало 1/133, сегменты Ethernet стали перегружаться, а реакция серверов в них значительно упала. Возникла необходимость в 100-мегобитной технологии для ЛВС, т.к. технология FDDI имела другую область применения и для ЛВС была неоправданно дорогой.

1. Диаметр сегмента на витой паре уменьшается до 200 м, так как в 10 раз уменьшается время передачи кадра минимальной длины из-за увеличения в 10 раз скорости передачи (время двойного оборота). Это ограничение снимается при использовании вместо концентраторов коммутаторов в полнодуплексном режиме. Там нет ограничений на длину соединения типа адаптер-коммутатор и коммутатор-коммутатор. В этом случае Fast Ethernet можно использовать для реализации магистральных соединений.

2. Формат кадров не изменился.

3. Межкадровый интервал равен 0.96 мкс, битовый интервал — 10 нс, т.е. все временные параметры пропорционально уменьшаются в 10 раз, а соотношение между ними не меняется, следовательно, протокол уровня MAC не претерпел изменений.

4. Признаком свободной среды является передача символа Idel из соответствующего избыточного кода, а не отсутствие сигнала, как в 10 Base X.

5. Отличия между обычным Ethernet (802.3) и Fast Ethernet (802.3U) сосредоточены на физическом уровне.

В качестве сред передачи в технологии Fast Ethernet используется витая пара и оптоволокно. Коаксиальный кабель был исключен по ряду причин:

· витая пара UTP 5 обеспечивает на небольших расстояниях такую же скорость передачи, как и коаксиальный кабель, но стоит дешевле;

· оптоволокно имеет полосу пропускания больше, чем коаксиальный кабель, а стоит не на много дороже, если учесть затраты на поиск и устранение неисправностей в сложной коаксиальной системе (нужно специальное оборудование для обнаружения неисправностей).

Физический уровень был разделен на несколько подуровне с дополнительными функциями. В частности, к единственному ранее уровню физического кодирования добавился уровень логического кодирования и уровень автопереговоров.

Подуровень логического кодирования преобразует поступающие от MAC уровня двоичные байты в два кода: 4В/5В и 8В/6Т, которые используются для последующего физического кодирования сигналов соответственно кодами NRZI (двух уровневый) и MLT-3 (трех уровневый).

Подуровень автопереговоров является необязательным. Позволяет двум портам договариваться о наиболее эффективном режиме работы.

Спецификации 100 Base FX/TX

Спецификация FX — использует многомодовое оптоволокно 62.5/125 мкм (62.5 — внутренний диаметр, 125 — внешний диаметр).

Спецификация TX — использует неэкранированную витую пару пятой категории UTP 5 или экранированная витая пара STP Type 1.

Спецификации были заимствованы из технологии FDDI, которая хорошо зарекомендовала себя на практике. в ней используется метод логического кодирования 4В/5В для улучшения последующего потенциального физического кода. Избыточные запрещенные коды способствуют отбраковке ошибочных символов и увеличению отказоустойчивости.

На уровне физического кодирования при передаче по оптоволоконному кабелю используется потенциальный код NRZI (инверсный без возвращения к “0”), а для UTP категорий 5 и STP Type 1 — используется трехуровневый потенциальный код MLT – 3.

· NRZI - “+V”, “-V”;

· MLT-3 - “+V”, “-V”,“0”.

Обе спецификации предусматривают топологию – «звезда» с концентратором. Узел подключается к повторителю (так в этой технологии называют концентраторы) двумя оптоволоконными проводниками (рис. 4.18.) или двумя витыми парами (рис. 4.17.). Один проводник или пара используются для приема данных, а другой – для передачи. Приемо-передатчики заимствованы из FDDI.

Рис. 4.17. Соединение 100Base TX

Рис. 4.18. Соединение 100BaseFX

Для минимизации наводок и искажений сигналов, передаваемых по витым парам, сигналы передачи и приема для каждой витой пары поляризованы: один проводник передает положительный, а второй — отрицательный сигнал. Стандартный кабель содержит 4 витые пары. Из соображений помехозащищенности для передачи данных могут использоваться только две пары. Оставшиеся 2 витые пары данного кабеля не используются для передачи данных, а могут использоваться для передачи голоса (телефон).