Физический уровень 100Base-T4 - четырехпарная витая пара

Спецификация PHY T4 была разработана для того, чтобы можно было использовать для высокоскоростного Ethernet'а имеющуюся проводку на витой паре категории 3. Эта спецификация использует все 4 пары кабеля для того, чтобы можно было повысить общую пропускную способность за счет одновременной передачи потоков бит по нескольким витым парам.

Структура физического уровня PHY T4 изображена на рисунке 15.12.

Рисунок 15.12. Физический уровень PHY T4

 

Вместо кодирования 4B/5В в этом методе используется кодирование 8B/6T. Каждые 8 бит информации MAC-уровня кодируются 6-ю троичными цифрами (ternary symbols), то есть цифрами, имеющими три состояния. Каждая троичная цифра имеет длительность 40 наносекунд. Группа из 6-ти троичных цифр затем передается на одну из трех передающих витых пар, независимо и последовательно. Четвертая пара всегда используется для прослушивания несущей частоты в целях обнаружения коллизии. Скорость передачи данных по каждой из трех передающих пар равна 33.3 Мбит/c, поэтому общая скорость протокола 100Base-T4 составляет 100 Мбит/c. В то же время из-за принятого способа кодирования скорость изменения сигнала на каждой паре равна всего 25 Мбод, что и позволяет использовать витую пару категории 3.

На рисунке 15.13 показано соединение порта MDI сетевого адаптера 100Base-T4 с портом MDI-X повторителя. Из рисунка видно, пара 1-2 всегда используется для передачи данных от порта MDI к порту MDI-X, пара 3-6 всегда используется для приема данных портом MDI от порта MDI-X, а пары 4-5 и 7-8 являются двунаправленными и используются и для приема, и для передачи, в зависимости от потребности.

Рис. 15.13. Соединение узлов по спецификации PHY T4

 

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:

Линейный код	Символ
-+00-+
0-+-+0
0-+0-+
0-++0-
-+0+0-
+0--+0
+0-0-+
+0-+0-
-+00+-
0-++-0
0-+0+-	A
0-+-0+	B
-+0-0+	C
+0-+-0	D
+0-0+-	E
+0--0+	F

 

15.6. Правила построения сегментов Fast Ethernet при использовании повторителей класса I и класса II

Технология Fast Ethernet, как и все некоаксиальные варианты Ethernet'а рассчитана на подключение конечных узлов - компьютеров с соответствующими сетевыми адаптерами - к многопортовым концентраторам-повторителям или коммутаторам.

Правила корректного построения сегментов сетей Fast Ethernet включают:

• ограничения на максимальные длины сегментов, соединяющих DTE c DTE;
• ограничения на максимальные длины сегментов, соединяющих DTE с портом повторителя;
• ограничения на максимальный диаметр сети;
• ограничения на максимальное число повторителей и максимальную длину сегмента, соединяющего повторители.

Ограничения длин сегментов DTE-DTE

В качестве DTE (Data Terminal Equipment) может выступать любой источник кадров данных для сети: сетевой адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управления сетью и другие подобные устройства. Порт повторителя не является DTE. В типичной конфигурации сети Fast Ethernet несколько DTE подключается к портам повторителя, образуя сеть звездообразной топологии.

Спецификация IEEE 802.3u определяет следующие максимальные значения сегментов DTE-DTE:

Стандарт	Тип кабеля	Максимальная длина сегмента
100Base-TX	Category 5 UTP	100 метров
100Base-FX	многомодовое оптоволокно 62.5/125 мкм	412 метров (полудуплекс) 2 км (полный дуплекс)
100Base-T4	Category 3,4 или 5 UTP	100 метров

Ограничения, связанные с соединениями с повторителями

Повторители Fast Ethernet делятся на два класса.

Повторители класса I поддерживают все типы систем кодирования физического уровня: 100Base-TX/FX и 100Base-T4.

Повторители класса II поддерживают только один тип системы кодирования физического уровня - 100Base-TX/FX или 100Base-T4.

В одном домене коллизий допускается наличие только одного повторителя класса I. Это связано с тем, что такой повторитель вносит большую задержку при распространении сигналов из-за необходимости трансляции различных систем сигнализации.

Максимальное число повторителей класса II в домене коллизий - 2, причем они должны быть соединены между собой кабелем не длиннее 5 метров.

Небольшое количество повторителей Fast Ethernet не является серьезным препятствием при построении сетей. Во-первых, наличие стековых повторителей снимает проблемы ограниченного числа портов - все каскадируемые повторители представляют собой один повторитель с достаточным числом портов - до нескольких сотен. Во-вторых, применение коммутаторов и маршрутизаторов делит сеть на несколько доменов коллизий, в каждом из которых обычно имеется не очень большое число станций.

В следующей таблице сведены правила построения сети на основе повторителе класса I.

Тип кабелей	Максимальный диаметр сети Максимальная длина сегмента
Только витая пара (TX)	200 м 100 м
Только оптоволокно (FX)	272 м 136 м
Несколько сегментов на витой паре и один на оптоволокне	260 м 100 м (TX) 160 м (FX)
Несколько сегментов на витой паре и несколько сегментов на оптоволокне	272 м 100 м (TX) 136 м (FX)

Эти ограничения проиллюстрированы типовыми конфигурациями сетей, показанными на рисунке 15.14.

Рисунок 15.14. Примеры построения сети с помощью повторителей класса I