Автор: Пользователь скрыл имя, 27 Декабря 2010 в 18:36, реферат
Товстий кабель - це перший, класичний тип кабелю, який використовувався в Ethernet із самого початку. Нині він не дуже широко поширений, хоча і забезпечує максимальну протяжність мережі з топологією "шина". Це пов'язано в першу чергу з великими труднощами монтажу апаратури і порівняно високою її вартістю.
1. Апаратура 10BASE5
2. Апаратура 10BASE2
3. Апаратура 10BASE - T
4. Апаратура 1OBASE - FL
5. Апаратура 100ВASE - TX
6. Апаратура 100ВASE - T4
7. Апаратура 100ВASE - FX
8. Автоматичне визначення типу мережі (Auto - Negotiation)
МІНІСТЕРСТВО
ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Львівський
державний інститут
новітніх технологій
та управління ім. В.Чорновола
“ Стандартні сегменти Ethernet і Fast Ethernet ”
з дисципліни
Виконав:
студент групи КН-31
Руденко Андрій
Перевірив:
Наконечний
І.І.
Львів – 2010
Зміст
1. Апаратура 10BASE5
2. Апаратура 10BASE2
3. Апаратура 10BASE - T
4. Апаратура 1OBASE - FL
5. Апаратура 100ВASE - TX
6. Апаратура 100ВASE - T4
7. Апаратура 100ВASE - FX
8. Автоматичне
визначення типу мережі (Auto - Negotiation)
1. Аппаратура
10BASE5
Товстий кабель - це перший, класичний тип кабелю, який використовувався в Ethernet із самого початку. Нині він не дуже широко поширений, хоча і забезпечує максимальну протяжність мережі з топологією "шина". Це пов'язано в першу чергу з великими труднощами монтажу апаратури і порівняно високою її вартістю. Товстий коаксіальний кабель є 50-омный кабелем діаметром близько 1 см і відрізняється високою жорсткістю. Він має два основні типи оболонки : стандартна PVC жовтого кольору (наприклад, кабель Belden 9880) і тефлонова Teflon помаранчево-коричневого кольору (наприклад, кабель Belden 89880). Широко поширені товсті кабелі типу RG - 11 і RG - 8 (відмінність між ними полягає в тому, що у RG - 11 посріблена центральна жила). Товстий кабель - це найдорожче середовище передачі (приблизно втричі дорожче, ніж інші типи). Зате у товстого кабелю краще завадостійка, менше загасання і вище механічна міцність. За стандартом до одного сегменту (завдовжки до 500 метрів) не повинне підключатися більше 100 абонентів. Відстані між точками їх підключення не повинно бути менше, ніж 2,5 метри, інакше виникають спотворення передаваних сигналів. Тому для зручності користувача на оболонку кабелю часто наносяться чорні смужки якраз через кожні 2,5 метри. Апаратні засоби 10BASE5 представлені на мал. 8.1. Вони включають кабель, роз'єми, терминаторы, трансивери і трансиверные кабелі. Для з'єднання
шматків товстого коаксіального
кабелю і приєднання до нього терминаторов
використовуються роз'єми так званого
N -типа, установка яких досить складна
і вимагає спеціальних
Мал. 8.1. Апаратура 10BASE5 При виконанні сегменту мережі на базі товстого кабелю бажано використовувати один шматок кабелю або брати усі його шматки з однієї партії одного виробника. Інакше на стиках різнорідних кабелів можуть бути спотворення сигналів. Якщо кабель сегменту утворюється з декількох шматків, то з метою зниження віддзеркалень сигналу рекомендується використовувати шматки завдовжки 23,4 метра, 70,2 метра і 117 метрів (з погрішністю 0,5 метра). Ніяких відгалужень і розгалужень товстого кабелю не допускаються. На обох кінцях кабелю сегменту мають бути встановлені 50-омные терминаторы N -типа, один (і тільки один) з яких потрібно заземлити. Товстий кабель
ніколи не підводять безпосередньо
до кожного комп'ютера мережі, це
складно і незручно для використання,
оскільки комп'ютери будуть абсолютно
нерухомі. Його прокладають по стіні
або по підлозі приміщення. Для
приєднання мережевих адаптерів
до товстого кабелю служать спеціальні
трансивери (см. рис. 8.2). Трансивер (він
же MAU, Medium Attachment Unit - пристрій приєднання
до середовища) встановлюється безпосередньо
на товстому кабелі і зв'язується з
адаптером трансивер-ным
Мал. 8.2. Під'єднування адаптера до товстого кабелю Трансиверный
кабель є гнучким багатопровідним
кабелем діаметром близько 1 см, що
містить чотири екрановані виті пари.
Довжина звичайного трансиверного
кабелю може досягати 50 метрів, а тоншого
і гнучкішого офісного варіанту трансиверного
кабелю - 12,5 метрів, чим забезпечується
достатня свобода переміщення комп' Таблиця. 8.1. Призначення контактів AUI роз'єму DB15
Таблиця. 8.1. Призначення контактів AUI роз'єму DB1 5 (продовження)
Мережевий адаптер,
що працює з товстим кабелем, повинен
мати зовнішній 15-контактний АШ-роз'єм
(роз'їм DIX типу "розетка", DB - 15S). Призначення
контактів цього роз'єму Якщо в структурі мережевого адаптера передбачено перемикання (тумблерами або перемичками) Ethernet - Cheapernet, потрібно перемкнути його в режим Ethernet (тобто 10BASE5). Схема з'єднання комп'ютерів сегменту мережі на товстому кабелі показана на мал. 8.3. Максимальна кількість сегментів при реалізації усієї мережі тільки на товстому коаксіальному кабелі не повинна перевищувати п'яти (загальна довжина мережі - 2,5 кілометри). Відповідно буде потрібно чотири репітери. Тобто загальна кількість комп'ютерів, приєднаних до товстого кабелю, в принципі не може перевищувати п'ятисот.
Мал. 8.3. З'єднання комп'ютерів мережі товстим кабелем Мінімальний набір устаткування для одинсегментної мережі на товстому кабелі включає наступні елементи:
Нині апаратура 10BASE-5 практично не використовується, але в деяких випадках вона ще застосовується для організації базової (Backbone) мережі. Доля мережевих адаптерів з AUI роз'ємами зараз не перевищує 5%. |
2. Аппаратура
10BASE2
Тонкий коаксіальний кабель відрізняється від товстого удвічі меншою товщиною (діаметр близько 5 мм), значно більшою гнучкістю, великою зручністю монтажу, меншою вартістю (приблизно у три рази дешевше товстого). Не дивно, що мережі на його основі набули набагато більшого поширення. Тонкий кабель, як і товстий, має хвилевий опір 50 Ом і вимагає такого ж 50-омного крайового узгодження. Якщо товстий кабель обов'язково має бути надійно закріплений, наприклад, на стіні або на підлозі приміщення, то тонкий кабель цілком може бути прокладений навісним монтажем, що дозволяє досить просто переміщати комп'ютери в межах приміщення. Найбільшим недоліком
тонкого кабелю є менша допустима
довжина сегменту (до 185 м). Іноді, правда,
виготівники мережевих
Мал. 8.4. Апаратура 10BASE2 Апаратура для
роботи з тонким кабелем (мал. 8.4) набагато
простіше, ніж у разі товстого кабелю.
Окрім мережевих адаптерів, вимагаються
тільки кабелі відповідної довжини,
роз'єми, Т-коннектори і терминаторы
(один із заземленням). Між кожною парою
абонентів прокладається На платі адаптера повинен знаходитися BNC -разъем, до якого приєднується BNC Т-коннектор, що сполучає плату з двома шматками кабелю (мал. 8.5). При цьому якщо в структурі мережевого адаптера передбачено перемикання режимів (тумблерами або перемичками) "Ethernet - Cheapernet", потрібно перемкнути адаптер в режим "Cheapernet" (це поширена назва сегменту 10BASE2 взагалі і тонкого коаксіального кабелю зокрема). Гальванічну розв'язку здійснює сам адаптер, напруга ізоляції складає 100 В, що значно менше, ніж у разі товстого кабелю.
Мал. 8.5. Приєднання адаптера до тонкого коаксіального кабелю Комусь може здатися зручним включити між роз'ємом адаптера і BNC Т-коннектором відрізок кабелю і розташувати увесь сполучний вузол (Т-коннектор і два BNC роз'єму) чимдалі від адаптера і комп'ютера. В принципі це допускається, але стандарт визначає, що довжина такого вставленого відрізку кабелю не повинна перевищувати 4 см. Навряд чи кабель такої довжини що-небудь дасть, тому краще все-таки виконувати з'єднання саме так, як показано на мал. 8.5. Відмітимо, що роз'єми вітчизняного виробництва типу СР- 50 взагалі-то підходять для з'єднання з імпортними роз'ємами BNC. Проте зовсім невелика відмінність в розмірах цих роз'ємів призводить до того, що їх з'єднання вимагає значних фізичних зусиль, небезпечних для цілості адаптера, так що краще все-таки дотримуватися одного типу роз'ємів, тим більше що коштують зараз роз'єми не так вже багато (близько половини долара). Якщо уся мережа виконується на тонкому кабелі, то, згідно із стандартом, кількість сегментів не повинна перевищувати п'яти (таким чином, загальна довжина мережі складе 925 м, буде потрібно чотири репітери). Максимальна кількість абонентів на одному сегменті (включаючи репітери) не має бути більше 30, тобто загальне число абонентів в мережі на базі тонкого кабелю в принципі не може бути більше 150.
Мал. 8.6. З'єднання комп'ютерів мережі тонким кабелем Приклад з'єднання комп'ютерів в мережу за допомогою тонкого кабелю показаний на мал. 8.6. Тут, як і у разі товстого кабелю, реалізується стандартна топологія "шина". Мінімальний набір устаткування для одинсегментної мережі на тонкому кабелі повинен включати наступні елементи:
Якщо мережа
будується з декількох Відмітимо, що в
принципі можлива реалізація якогось
сегменту мережі на базі відрізків
кабелів різного типу (товстого і
тонкого). В цьому випадку для
розрахунку допустимої довжини сегменту
кабелю рекомендується користуватися
наступним простим До недавнього часу апаратура 10BASE2 була найпопулярнішою. Кабелі, роз'єми, адаптери для неї випускалися найбільшою кількістю виробників, що призводило до регулярного зниження цін. Але зараз її все більше витісняє 10BASE - T, іноді абсолютно невиправдано, адже для невеликих мереж 10BASE2 зазвичай є найдешевше і зручніше рішення. У разі, коли зручніше "шина", а не "пасивна зірка", сегменти 10BASE2 доцільно включати і в складні мережі з декількома концентраторами. |
3. Аппаратура
10BASE-T
Мережа Ethernet на базі витої пари розвивається з 1990 року і стає усе більш популярною. Багато в чому це пояснюється модою, а зовсім не перевагами витої пари. Адже устаткування для неї зазвичай дорожче, ніж для 10BASE2. Проте 10BASE - T дійсно має важливі достоїнства, головне з яких полягає в можливості плавного переходу на Fast Ethernet, чого не можуть забезпечити сегменти на коаксіальному кабелі. Ушкодження одного з кабелів не веде до виходу з ладу усієї мережі. Відмови устаткування простіше локалізувати. До того ж монтаж мережі на витій парі простіший. Зручно і те, що до кожного комп'ютера підходить тільки один кабель, а не два, як у разі 10BASE2. У сегменті 10BASE - T передача сигналів здійснюється по двох витих парах дротів, кожна з яких передає тільки в один бік (одна пара - передавальна, інша - що приймає). Кабелем, що містить такі подвійні виті пари, кожен з абонентів мережі приєднується до концентратора (хабу), використання якого в даному випадку на відміну від розглянутих раніше обов'язково. Концентратор проводить змішення сигналів від абонентів для реалізації методу доступу CSMA/CD, тобто в даному випадку реалізується топологія "пасивна зірка" (мал. 8.7), яка, як вже відзначалося, рівноцінна топології "шина". Довжина сполучного кабелю між адаптером і концентратором не повинна перевищувати 100 метрів, що часто накладає істотні обмеження на розміщення комп'ютерів. Кабель використовується гнучкий, діаметром біля б мм. З чотирьох витих пар, що входять в кабель, використовуються тільки дві. Найбільш поширений тип кабелю - це кабель EIA/TIA категорії 3. Але нині рекомендується використовувати якісніший кабель категорії 5 (чи навіть вище), який дозволяє без проблем переходити на Fast Ethernet. Популярний кабель марки AWG 22-26. Ні в якому разі не можна застосовувати телефонні кабелі, в яких дроти не утворюють витих пар, оскільки це викликає порушення в роботі мережі.
Мал. 8.7. Підключення абонентів мережі за допомогою витої пари Кабелі приєднуються до адаптера і до концентратора 8-контактними роз'ємами типу RJ - 45 (мал. 8.8), зовні схожими на звичайні телефонні роз'єми, в яких використовуються тільки чотири контакти. Призначення контактів роз'єму приведене в таблицю. 8.2. Монтаж і обслуговування неекранованих кабелів з витими парами (UTP -кабелей) набагато простіші, ніж коаксіальних кабелів, оскільки вони не мають металевого обплетення. Що стосується вартості кабелю, то UTP -кабели коштують приблизно удвічі дешевше, ніж тонкий коаксіальний кабель, але при цьому потрібно враховувати, що у разі топології пасивна зірка кабелю зазвичай вимагається значно більше, чим при топології шина. Таблиця. 8.2. Призначення контактів роз'єму RJ - 45 сегменту 10BASE - T
Мал. 8.8. Роз'єм RJ - 45 Передача по витих парах ведеться диференціальними сигналами з метою збільшення завадостійкої мережі, тобто жоден з дротів цих витих пар не заземляється. На відміну від сегментів з коаксіальним кабелем користувачеві не потрібно ні використовувати зовнішні терминаторы, ні заземляти кабель, досить усього лише забезпечити заземлення комп'ютерів мережі.
Мал. 8.9. З'єднання дротів прямого і перехресного кабелів сегменту 10BASE - T У мережі 10BASE - T
застосовуються два види з'єднання
дротів кабелю (мал. 8.9). Якщо потрібно об'єднати
в мережу всього два комп'ютери, то
можна обійтися взагалі без концентратора,
застосувавши так званий перехресний
кабель (crossover cable), який сполучає передавальні
контакти одного роз'єму RJ, - 45 з приймальними
контактами іншого роз'єму RJ - 45 і навпаки.
А для з'єднання комп'ютерів з
концентратором зазвичай використовується
прямий кабель (direct cable), в якому з'єднуються
між собою однакові контакти обох
роз'ємів. На такий прямий кабель розрахована
більшість концентраторів. Потрібно,
правда, враховувати, що іноді перехресне
з'єднання є усередині порту
концентратора (стандарт рекомендує позначати
такий порт буквою "X"), так що,
виконуючи з'єднання в мережі,
потрібно бути дуже акуратним. Потрібно
ще враховувати, що кабель, що сполучає
два концентратори через Слід також відмітити таку особливість адаптерів і концентраторів, розрахованих на роботу з витою парою, як наявність в них вбудованого контролю правильності з'єднання мережі. За відсутності передачі інформації вони періодично передають тестові імпульси (NLP - Normal Link Pulse), по наявності яких на приймальному кінці визначається цілісність кабелю. Для візуального контролю правильності з'єднань передбачені спеціальні світлодіоди "Link", які горять при правильному з'єднанні апаратури. Це дуже зручно і вигідно відрізняє сегмент 10BASE - T від 10BASE2 і 10BASE5, де подібна функція із-за шинної структури в принципі не може бути передбачена. Мінімальний набір устаткування для мережі на витій парі включає наступні елементи:
Приклад з'єднання комп'ютерів мережі на витій парі за стандартом 10BASE - T показаний на мал. 8.10.
Мал. 8.10. З'єднання комп'ютерів мережі 10BASE - T |
4. Аппаратура
1OBASE-FL
Широко використовувати оптоволоконний кабель в Ethernet почали порівняно недавно. Його застосування дозволило відразу ж значно збільшити допустиму довжину сегменту і істотно підвищити завадостійку передачі. Важлива також і повна гальванічна розв'язка комп'ютерів мережі, яка досягається тут без всякої додаткової апаратури, просто через специфіку середовища передачі. Ще одна перевага оптоволоконних кабелів полягає в можливості плавного переходу на Fast Ethernet, оскільки пропускна спроможність оптоволокна дозволяє досягти не лише 100 Мбіт/, але і вищих швидкостей передачі. Передача інформації в даному випадку йде по двох оптоволоконних кабелях, передавальних сигнали в різні боки (як і в 10BASE - T). Іноді використовуються двопровідні оптоволоконні кабелі, два кабелі, що містять, в загальній зовнішній оболонці, але частіше - два поодинокі кабелі. Всупереч поширеній думці, вартість оптоволоконного кабелю не занадто висока (вона близька до вартості тонкого коаксіального кабелю). Правда, в цілому апаратура в даному випадку виявляється помітно дорожче, оскільки вимагає використання дорогих оптоволоконних трансиверів. Апаратура 10BASE - FL має схожість як з апаратурою 10BASE5 (тут теж застосовуються зовнішні трансивери, сполучені з адаптером трансиверным кабелем), так і з апаратурою 10BASE - T (тут також застосовується топологія "пасивна зірка" і два різноспрямовані кабелі). Схема з'єднання мережевого адаптера і концентратора показана на мал. 8.11.
Мал. 8.11. З'єднання адаптера і концентратора в 10BASE - FL Оптоволоконний
трансивер називається FOMAU (Fiber Optic MAU).
Він виконує усі функції Довжина оптоволоконних
кабелів, що сполучають трансивер і
концентратор, може досягати 2 км без
застосування яких би то не було ретрансляторів.
Таким чином можливе об' Спочатку оптоволоконний зв'язок застосовувався переважно для зв'язку між репітерами. Тому перший стандарт FOIRL (Fiber Optic Inter - Repeater Link), розроблений на початку восьмидесятих, припускав якраз зв'язок між двома репітерами на відстань до 1000 метрів. Потім були розроблені оптоволоконні трансивери для підключення до репітера окремих комп'ютерів і стандарт 10BASE - F, що включає три типи сегментів.
Мал. 8.12. ST –рoз’ем для оптоволоконного кабелю Стандартний оптоволоконний кабель 10BASE - FL повинен мати на обох кінцях оптоволоконні байонетные ST -разъемы, показані на мал. 8.12 (стандарт BFOC/2.5). Приєднання цього роз'єму до трансивера або концентратора не складніше, ніж BNC -разъема в мережі 10BASE2. Використовуються також роз'єми типу SC, що приєднуються подібно до RJ, - 45 шляхом простого вставляння в гніздо. Роз'єми SC зазвичай жорстко сполучені по два для двох кабелів (мал. 8.13). Існують також роз'єми типу MIC FDDI, подібно до роз'ємів SC що вставляються в гніздо. При купівлі устаткування потрібно стежити за відповідністю роз'ємів, встановлених на кабелі, і роз'ємів у відповідь трансиверів або концентраторів. Відповідно до
стандарту, в 10BASE - FL використовується
мультимодо-вый кабель і світло з
довжиною хвилі 850 нм, хоча в перспективі
не виключений перехід на одномодовий
кабель. Сумарні оптичні втрати в
сегменті (як у кабелі, так і в
роз'ємах) не повинні перевищувати 12,5
дБ. При цьому втрати в кабелі
складають близько 4-5 дБ на кілометр
довжини кабелю, а втрати в роз'ємі
- від 0,5 до 2,0 дБ (ця величина сильно залежить
від якості установки роз'єму). Тільки
при таких величинах втрат
можна гарантувати стійкий зв'
Мал. 8.13. SC –роз’єм для оптоволоконного кабелю Приклад з'єднання комп'ютерів за допомогою оптоволоконного кабелю в топологію "пасивна зірка" показаний на мал. 8.14. Мінімальний набір устаткування для з'єднання оптоволоконним кабелем двох комп'ютерів включає наступні елементи:
Якщо вимагається з'єднати більше двох комп'ютерів, то потрібно використовувати концентратор, що має оптоволоконні порти. Кожен комп'ютер забезпечується трансивером і трансиверным кабелем, а також двома оптоволоконними кабелями з відповідними роз'ємами.
Мал. 8.14. Об'єднання комп'ютерів в мережу за стандартом 10BASE - FL |
5. Аппаратура
100BASE-TX
Схема об'єднання комп'ютерів в мережу 100BASE - TX практично нічим не відрізняється від схеми у разі 10BASE - T (мал. 8.15). Проте в цьому випадку потрібне застосування кабелів з неекранованими витими парами (UTP) категорії 5 або вище. Для приєднання кабелів так само, як і у разі 10BASE - T, використовуються 8-контактні роз'єми типу RJ - 45. Але ці роз'єми (категорії 5) дещо відрізняються від роз'ємів категорії 3. Як і для 10BASE - T, довжина кабелю не може перевищувати 100 м, використовується топологія "пасивна зірка" з концентратором в центрі. Тільки мережеві адаптери мають бути Fast Ethernet, і концентратор має бути розрахований на підключення сегментів 100BASE - TX. Саме тому рекомендується при установці мережі 10BASE - T відразу ж прокладати кабель категорії 5. Між адаптерами і кабелями мережі можуть включатися виносні трансивери.
Мал. 8.15. Схема об'єднання комп'ютерів за стандартом 10OBASE - TX Хоча максимальна довжина кабелю як в 10BASE - T, так і в 100BASE - TX дорівнює 100 м, але природа цих обмежень різна. У разі 10BASE - T гранична довжина кабелю в 100 м обмежена тільки якістю кабелю (точніше, загасанням сигналу в нім) і в принципі може бути збільшена при використанні досконалішого кабелю (наприклад, до 150 м). А у разі 100BASE - TX гранична довжина 100 м визначається заданими тимчасовими співвідношеннями обміну (встановленим обмеженням на подвійний час проходження) і не може бути збільшена ні за яких умов. Тому стандарт навіть рекомендує обмежуватися завдовжки сегменту в 90 м, щоб мати 10-процентний запас.
Мал. 8.16. Роз'єм DB - 9 Таблиця. 8.3. Розподіл контактів роз'єму типу RJ - 45
З восьми контактів роз'єму RJ - 45 використовується тільки 4 контакти (таблиця. 8.3) : два для передачі інформації (ТХ+ і ТХ -) і два для прийому інформації (RX+ і RX -). Передача проводиться диференціальними сигналами. Стандарт передбачає також можливість застосування екранованого кабелю з двома витими парами дротів (хвилевий опір - 150 Ом). В цьому випадку повинен застосовуватися 9-контактний екранований роз'єм DB - 9, він же роз'їм STP IBM типу 1 (мал. 8.16), такий же, як в мережі Token - Ring. Призначення контактів цього роз'єму приведене в таблицю. 8.4. Таблиця. 8.4. Розподіл контактів роз'єму DB9
Як і у разі 10BASE - T, в мережі 100BASE - TX можуть використовуватися два типи кабелю : прямий і перехресний (мал. 8.17). Для з'єднання двох комп'ютерів без застосування концентраторів використовується стандартний перехресний (crossover) кабель. А для приєднання комп'ютера до концентратора застосовується прямий (direct) кабель із сполученими між собою однаковими контактами роз'ємів. Якщо перехресне з'єднання передбачене усередині концентратора, то відповідний порт його має бути помічений буквою "X". Як бачимо, тут усе точно так, як і у разі 10BASE - T. Для контролю цілісності
мережі в 100BASE - TX передбачена передача
в інтервалах між мережевими пакетами
спеціальних сигналів (FLP - Fast Link Pulse),
що виконують також функцію
Мал. 8.17. Прямий і перехресний кабелі, вживані в сегменті 10OBASE, - TX |
Информация о работе Стандартні сегменти Ethernet і Fast Ethernet