Начало Локальные сети

Спецификации 10Broad36, FOIRL, 10BaseF, 100BaseТ

Спецификация IEEE 802.3b 10Broad36

Спецификация IEEE 802.3b определяла требования к компонентам вычислительной сети, которая была построена по принципу CSMA/CD и использовала  в качестве среды передачи данных телевизионный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом. Использование алгоритма частотного уплотнения в спецификации 10 Broad 36 позволило обеспечить передачу информационного сигнала со скоростью 10 Мбит/сек на значительно большее расстояние.

Спецификация 10 Broad 36 использовала такую же схему подключения абонентов к среде передачи, какая была использована в классической спецификации Ethernet и 10 Base 5. Длина кабеля AUI в данном случае могла достигать 50 метров.

Применение технологии 10 Broad 36 обеспечивало следующие преимущества:

• Использование существующих коммуникаций
• Увеличение дальности информационного взаимодействия

С появлением и широким внедрением  оптоволоконных линий эти преимущества были нивелированы и технология 10 Broad 36 не получила дальнейшего развития.

Спецификация IEEE 802.3d FOIRL

Спецификация IEEE 802.3d Fiber Optic Inter Repeater Link (FOIRL) была предложена в 1987 году. Она была предназначена для обеспечения информационного взаимодействия репитеров, которые находятся на значительном (до 1000 м) расстоянии друг от друга. Для подключения к волоконно-оптической линии использовались соединители типа SMA и ST.

В дальнейшем, однако данная технология не получила развития, поскольку появились новые сетевые технологии семейства 10 Base F, которые также использовали волоконно-оптический кабель для передачи данных и обеспечивали лучшие информационные и эксплуатационные характеристики.

Использование волоконно-оптического кабеля для передачи данных

Основными преимуществами передачи данных по волоконно-оптическим линиям связи являются:

• Высокая скорость передачи данных - предел для промышленного ВОЛС 3ГГц, в то время, как для медного кабеля это значение составляет не более 500 МГц.
• Нечувствительность к электромагнитным помехам
• Отсутствие электромагнитного излучения при передаче данных
• Обеспечение гальванической развязки между передатчиком и приемником данных

Волоконно-оптический кабель состоит из следующих компонентов: оптическое волокно, оптический экран, защитный экран.

Собственно среда передачи - оптическое волокно представляет собой стеклянную или пластмассовую жилу, толщина которой в зависимости от назначения кабеля может изменяться в пределах от единиц  до сотен микрон. Диаметр центрального волокна однозначно определяет эксплуатационные характеристики используемого волоконно-оптического кабеля.  Кабели с диаметром волокна 10 микрон называются одномодовыми по названию режима излучения передающего элемента - лазера. Кабели с диаметром волокна 60 и более микрон называются многомодовыми. Одномодовые волоконно-оптические кабели (Single Mode Fiber - SMF) более сложны в изготовлении и эксплуатации, однако, они способны обеспечивать большую дальность распространения информационного сигнала. Более дешевые в изготовлении и удобные в эксплуатации многомодовые (Multi Mode Fiber – MMF) кабели обеспечивают меньшую дальность распространения информационного сигнала.

Для обозначения типа волоконно-оптического кабеля используют выражение вида:

<Диаметр волокна>/<Диаметр экрана>, в микро метрах например: 62.5/125

Наибольшее распространение для передачи данных в локальных сетях в настоящее время получил многомодовый волоконно-оптический кабель, однако, для обеспечения передачи данных со скоростью свыше 1ГГц на большие расстояния может быть использован только одномодовый волоконно-оптический кабель.

Спецификации 10 Base F

Совокупность стандартов 10 Base F (IEEE 802.3j) определяет протоколы физического уровня для передачи данных по волоконно-оптическому кабелю в сетях IEEE 802.3.

Спецификация 10 Base FL

пецификация 10 Base FL (Fiber Link) определяет протокол передачи данных по двум волоконно-оптическим кабелям со скоростью 10 Мбит/сек на расстояние до 2000м. Протокол физического уровня 10 Base FL обеспечивает информационное взаимодействие в различных вариантах:

• Рабочая станция – рабочая станция
• Рабочая станция - репитер
• Репитер – репитер

Спецификация 10 Base FB

Спецификация 10 Base FB (Fiber Back Bone) определяет специальный протокол физического уровня, который предназначен для обеспечения повышения эффективности информационного взаимодействия репитеров в сетях IEEE 802.3.

Для обеспечения синхронизма тактовых генераторов в отсутствие передаваемых и принимаемых кадров передатчик и приемник обмениваются синхронизирующими последовательностями 2.5 МГц.

Протокол 10 Base FB не является универсальным и не обеспечивает, в частности, информационное взаимодействие между репитером и рабочей станцией.

Спецификация 10 Base FP

Спецификация 10 Base FP (Fiber Passive) определяет интерфейс физического уровня для обеспечения взаимодействия компонентов локальной сети с использованием принципа пассивного оптического разветвителя. При использовании технологии 10 Base FP возможно построение пассивной объединяющей структуры, которая может обеспечить взаимодействие 33 рабочих станций находящихся на удалении до 500 м.

Спецификации 100 Base Т (IEEE 803.3u)

Совокупность стандартов 100 Base Т (Fast Ethernet) определяет набор интерфейсов физического уровня локальных сетей, которые обеспечивают скорость информационного обмена 100 Мбит/сек.

Особенности формирования сигналов в технологиях 100 Base Т

Увеличение скорости передачи данных достигается только путем соответствующего увеличения частоты информационного сигнала, который транслируется по среде передачи. Для обеспечения эффективной синхронизации тактовых генераторов в технологии 100 Base ТX используется специальный кодирующий алгоритм, который называется 4В/5В.

Алгоритм 4В/5В

Суть алгоритма 4В/5В (4 Bit-to-5 Bit) заключается в использовании специальных кодировок, которые обеспечивают наличие необходимого для взаимной синхронизации тактовых генераторов изменения передаваемого сигнала при любых комбинациях передаваемых символов и не приводят к существенному увеличению частоты передаваемого в линию сигнала. При использовании алгоритма 4В/5В значение «1» кодируется наличием изменения фазы информационного сигнала в передаваемом такте значение «0» отсутствием такого изменения. Использование 16 разрешенных кодировок из 32 возможных обеспечивает возможность использования специальных символов для управления информационным потоком, а также, применения дополнительного механизма для проверки достоверности принятой кодировки.

Перечень разрешенных информационных кодов приведен в таблице. Все остальные кодировки являются неразрешенными. Их появление на входе приемника интерпретируется как ошибка канала передачи данных.

Однако, использование кодирующей схемы 4В/5В приводит к увеличению частоты передаваемого в линию сигнала с 100 Мгц до 125 Мгц.

Для того, чтобы уменьшить частоту информационного сигнала, который передается по медному проводу в технологии используется ещё одна модуляционная схема, которая называется 8B/6T.

Алгоритм 8B/6T

Суть алгоритма 8B/6T состоит в использовании трехуровневого кодирования передаваемых символов. В качестве кодирующих уровней используются значения 0.+.-.

Из 729 возможных значений результирующего кода выбираются те значения, которые отвечают следующим критериям:

• Результирующий уровень постоянного напряжения кодового символа равен 0
• В пределах символа происходит как минимум два изменения уровня выходного напряжения.

Первые 16 из числа разрешенных кодировок приведены в таблице:

Спецификация 100 Base ТX

Спецификация 100 Base ТX представляет протокол физического уровня, который обеспечивает информационное взаимодействие компонентов локальной вычислительной сети с использованием неэкранированной витой пары категории 5 со скоростью передачи данных до 100 Мбит/сек.

Спецификация 100 Base FX

Спецификация 100 Base FX представляет протокол физического уровня, который обеспечивает информационное взаимодействие компонентов локальной вычислительной сети с использованием двух волоконно-оптических кабелей со скоростью передачи данных до 100 Мбит/сек.

Спецификация 100 Base Т4

Спецификация 100 Base Т4 представляет протокол физического уровня, который обеспечивает передачу данных со скоростью передачи данных до 100 Мбит/сек при использовании UTP категории 3 и выше.

Спецификация 100 Base Т4 предусматривает использование одной из пар кабеля UTP. Для обнаружения факта возникновения коллизии, остальные три пары этого кабеля используются для обеспечения двунаправленного информационного обмена. Для обеспечения требуемой скорости передачи данных по медному проводу в технологии 100 Base Т4 используется дополнительное линейное кодирование по схеме 8В6Т.

Передача данных в технологии 100 Base Т4 может осуществляться только в полудуплексном режиме.

Предыдущая лекция Спецификации IEEE 802.3 10Base5, 10Base2, 10BaseT

Следующая лекция Спецификации IEEE 802.3u Auto-Negotiation и 802.3x Flow Control