Стандарт 10Base-5

Стандарт 10Base-5 в основном соответствует экспериментальной сети Ethernet фирмы Xerox и может считаться классическим стандартом Ethernet. Различные компоненты сети, выполненной на толстом коаксиале и состоящей из трех сег­ментов, соединенных повторителями, показаны на рис. 12.11.

Кабель используется как моноканал для всех станций. Сегмент кабеля макси­мальной длины в 500 м (без повторителей) должен иметь на концах согласующие терминаторы («заглушки») сопротивлением 50 Ом, поглощающие распростра­няющиеся по кабелю сигналы и препятствующие возникновению отраженных сигналов. При отсутствии терминаторов в кабеле возникают стоячие волны, так что одни узлы получают мощные сигналы, а другие — настолько слабые, что их прием становится невозможным.

Станция должна подключаться к кабелю при помощи приемопередатчика — трансивера. Трансивер — это часть сетевого адаптера; он устанавливается непо­средственно на кабеле и питается от сетевого адаптера компьютера. Трансивер

может подсоединяться к кабелю как методом прокалывания, обеспечивающим непосредственный физический контакт, так и бесконтактным методом.

Терминатор 50 Ом

Трансивер Повторитель

Ненагруженный сегмент Кабель RG8 или RG11

■ш-

еа...кш

-ш

шн...яга

п

: 1

та

гЧкп rgj-

Блок повторения

Сетевой адаптер Компьютер Разъем DB-15 Кабель AUI

Рис. 12.11. Компоненты физического уровня сети стандарта 10 Base-5, состоящей из трех сегментов

Трансивер соединяется с сетевым адаптером интерфейсным кабелем AUI (Attach­ment Unit Interface — интерфейс подключаемых устройств) длиной до 50 м, со­стоящим из 4 витых пар (адаптер должен иметь разъем AUI). Наличие стандарт­ного интерфейса между трансивером и остальной частью сетевого адаптера очень полезно при переходе с одного типа кабеля на другой. Для этого достаточно только заменить трансивер, а остальная часть сетевого адаптера остается неиз­менной, так как она отрабатывает протокол уровня MAC. При этом необходимо только, чтобы новый трансивер (например, трансивер для витой пары) поддер­живал стандартный интерфейс AUI.

Допускается подключение к одному сегменту не более 100 трансиверов, причем расстояние между подключениями трансиверов не должно быть меньше 2,5 м. На кабеле имеется разметка через каждые 2,5 м, обозначающая точки подключе­ния трансиверов. При подсоединении компьютеров в соответствии с разметкой влияние стоячих волн в кабеле на сетевые адаптеры сводится к минимуму.

Упрощенная структурная схема трансивера показана на рис. 12.12. Передатчик и приемник присоединяются к одной точке кабеля с помощью специальной схе­мы, например трансформаторной, позволяющей организовать одновременную передачу и прием сигналов с кабеля.

При неисправностях в адаптере может возникнуть ситуация, когда в кабель бу­дет непрерывно выдаваться последовательность случайных сигналов. Так как кабель — это общая среда для всех станций, то работа сети будет заблокирована одним неисправным адаптером. Чтобы этого не случилось, на выходе трансивера ставится схема, которая проверяет время передачи кадра. Если максимально воз­можное время передачи пакета превышается (с некоторым запасом), то эта схема просто отсоединяет выход передатчика от кабеля. Максимальное время передачи кадра (вместе с преамбулой) равно 1221 мкс, а время затянувшейся передачи ус­танавливается равным 4000 мкс (4 мс). Эту функцию трансивера иногда называ­ют проверкой затянувшейся передачи, или jabber-контролем.

Рис. 12.12. Структурная схема трансивера

Детектор коллизий определяет наличие коллизии в коаксиальном кабеле по по­вышенному уровню постоянной составляющей сигналов. Если постоянная состав­ляющая превышает определенный порог (около 1,5 В), значит, на кабель работает более одного передатчика.

Развязывающие элементы (РЭ) обеспечивают гальваническую развязку тран­сивера от остальной части сетевого адаптера и тем самым защищают адаптер и компьютер от значительных перепадов напряжения, возникающих на кабеле при его повреждении.

Стандарт 10Base-5 определяет возможность использования в сети повторителя. Повторитель служит для объединения в одну сеть нескольких сегментов кабеля и увеличения тем самым общей длины сети. Повторитель принимает сигналы из одного сегмента кабеля и побитно синхронно повторяет их в другом сегменте, улучшая форму и мощность импульсов, а также синхронизируя импульсы. По­вторитель состоит из двух (или нескольких) трансиверов, которые присоединя­ются к сегментам кабеля, а также блока повторения со своим тактовым генерато­ром. Для лучшей синхронизации повторитель задерживает передачу нескольких первых битов преамбулы кадра, за счет чего увеличивается задержка передачи кадра с сегмента на сегмент, а также несколько уменьшается межкадровый ин­тервал (IPG).

Стандарт разрешает использование в сети не более 4 повторителей и, соответст­венно, не более 5 сегментов кабеля. При максимальной длине сегмента кабеля в 500 м это дает максимальную длину сети 10Base-5 в 2500 м. Это в точности соот­ветствует общему ограничению стандарта на максимальный диаметр Ethernet.

Только 3 сегмента из 5 могут быть нагруженными, то есть такими, к которым подключаются конечные узлы. Между нагруженными сегментами должны быть ненагруженные сегменты, так что максимальная конфигурация сети представля­ет собой два нагруженных крайних сегмента, которые соединяются ненагружен- ными сегментами еще с одним центральным нагруженным сегментом. Ранее на рис. 12.11 был приведен пример сети Ethernet, состоящей из трех сегментов, объ­единенных двумя повторителями. Крайние сегменты являются нагруженными, а промежуточный — ненагруженным.

Правило применения повторителей в сети Ethernet 10Ва$е-5 носит название правила 5-4-3: 5 сегментов, 4 повторителя, 3 нагруженных сегмента.

Ограниченное число повторителей объясняется дополнительными задержками распространения сигнала, которые они вносят. Применение повторителей уве­личивает время оборота сигнала, которое для надежного распознавания колли­зий не должно превышать время передачи кадра минимальной длины, то есть кадра в 72 байт или 576 бит. Каждый повторитель подключается к сегменту од­ним своим трансивером, поэтому к нагруженным сегментам можно подключить не более 99 узлов (а не 100). Максимальное число конечных узлов в сети 10Base-5 таким образом составляет 99 х 3 = 297 узлов.