Среды передачи. Стандарты 10BaseT и 10BaseF

В таблице 4.1 приведены физические характеристики вариантов стандарта IEEE 802.3 для различных сред передачи.

Таблица 4.1.

Стандарт IEEE 802.3	10 Base 5	10 Base 2	10 Base T	10 Base F
Среда передачи	Толстый коаксиал	Тонкий коаксиал	Витая пара	Волоконно- оптический кабель
Максимальный диаметр сегмента (м)
Топология	Шина	Шина	Звезда	Звезда

Максимальный диаметр сетевого сегмента определяется, главным образом, затуханием сигнала при распространении его по кабелю и перекрестными наводками (для кабеля «витая пара»). В настоящее время ЛВС на коаксиальных кабелях не строятся, поскольку, несмотря на хорошие частотные свойства, по критериям надежности, универсальности, масштабируемости и стоимости они существенно уступают кабельным системам стандарта 10BaseT.

В стандарте 10BaseT определено, что все соединения между сетевыми устройствами выполняются кабелем типа «витая пара», который представляет собой две или четыре пары скрученных медных проводников*). Поскольку погонное затухание в таких кабелях больше, чем в коаксиальных (до 11,5 дБ на полной длине в диапазоне 5 – 10 МГц), то максимальное расстояние между сетевыми устройствами и объединяющим их концентратором (hub) ограничено 100 метрами. Сеть 10BaseT строится по топологии «звезда» (рис.4.25) и функции разделяемой среды передачи выполняет концентратор (хаб, hub).

 

 

Концентратор является устройством, осуществляющим функции физического уровня стека протоколов. Он выполняет функции повторителя, т.е. пришедший на любой из его портов сигнал «рассылается» им на все другие свои порты. Передача и прием данных выполняются по разным парам проводов, что изменяет и способ индикации коллизий: станция обнаруживает ее по факту получения сигнала приемником во время работы передатчика (transmit mode collision detection). Концентратор играет активную роль в обнаружении коллизий. Обнаружив, что два узла одновременно ведут передачу, он сигнализирует о возникновении коллизии рассылкой 32-битового сигнала «Пробка» на все свои порты. Это гарантирует обнаружение коллизии всеми узлами сети и корректное функционирование алгоритма МДКН-ОК. В сети, сформированной посредством концентратора (рис.4.25а), все станции входят в единый коллизионный домен.

Сети 10 BaseT могут иметь и древовидную топологию (рис.4.26). При этом:

· сеть не должна иметь замкнутых контуров;

· длина линий, соединяющих концентраторы, не должна превосходить 100 метров;

· между любыми станциями в сети не должно быть более 4-х хабов.

Последние два условия связаны с ограничением времени распространения сигнала между двумя удаленными станциями сети, которое налагается спецификацией ( BT).

Применение коммутаторов (рис.4.25.б) для формирования ЛВС принципиально устраняет проблему коллизий в сетях Ethernet. Каждый порт такого устройства располагает входным и выходным буферами, а все порты объединяются коммутационной матрицей, обеспечивающей возможность их попарного соединения. Пришедший на порт кадр помещается во входной буфер, проверяется его целостность и адресная информация, после чего он передается в выходной буфер порта, соответствующего адресу назначения. Поскольку коммутатор работает с информацией, содержащейся в заголовках кадров, то он является устройством канального уровня. Очевидно, что если к порту коммутатора подключено лишь одно сетевое устройство, то коллизии вообще не возникают, поскольку одновременная коммутация двух и более портов на какой-либо один принципиально исключается архитектурой коммутации. В случае подключения к порту коммутатора посредством хаба нескольких сетевых устройств, коллизионный домен будет ограничен лишь этими устройствами.

 

 

Разделение цепей приема – передачи, возможное при использовании двух витых пар или двух волоконно-оптических световодов, совместно с применение коммутаторов позволяют реализовать полнодуплексный режим (full duplex mode) обмена данными между двумя сетевыми устройствами, т.е. режим, при котором возможно одновременно вести и прием, и передачу данных. Это существенно увеличивает производительности сети. Очевидно, что такой режим невозможен при использовании разделяемой среды передачи, т.е. в сети, построенной на концентраторах.

Стандарт 10BaseF явился обобщением двух протоколов: 10BaseFL и 10BaseFB. Спецификация 10BaseFL (Fiber Link) определяет применение ВОЛС для соединения станций с портами концентраторов и двухточечных соединений станций; взаимная удаленность устройств должна быть не более 1 км для многомодового волокна и не более 5 км для линий с одномодовыми волокнами. 10BaseFB (Fiber Backbone) – стандарт для построения оптических магистралей Ethernet (рис.4.27).

Основная особенность протокола - синхронная передача (синхронный Ethernet): в паузах между кадрами порт передает в линию случайную последовательность, обеспечивающую синхронизацию тактовых генераторов приемника и передатчика. Длина цепочки ограничивается временем распространения сигнала между дальними узлами (25,6 мкс) и может доходить до 5 км. С протоколом 10 Base FL совместимости нет.

 

 

Применение кабелей с многомодовыми волокнами предполагает использование излучателей с длиной световой волны равной 850 нм, а при использовании одномодовых волокон – с длиной волны излучения 1350 нм.

Высокоскоростные ЛВС