Стандарты проводной Ethernet

Что касается проводных сетей, они получили набор стандартов из серии Ethernet 802.3. Наибольшее распространение среди пользователей получили проводные сети, позволяющие передавать данные со скоростью от 10 до 100 Мбит/с (примерно 1,25–12,5 Мбайт/с). Ниже описаны некоторые сетевые стандарты, разработанные IEEE для проводных (кабельных) сетей.

Названия стандартов Ethernet расшифровываются следующим образом. Первый элемент скорость передачи данных в Мбит/с. Второй элемент: Base немодулированная передача, Broad использование широкополосного кабеля с частотным уплотнением каналов. В третьем элементе число означает максимальную длину кабеля (хотя здесь есть противоречие со стандартом 1Base5, там длина кабеля 250 м), а буква одно из следующих сокращений: Т две витые пары, Т4 4 витые пары, F оптоволокно.
Например, 10Base-T означает, что данные передаются по двум витым парам при помощи немодулированной передачи со скоростью до 10 Мбит/с.

Ethernet 10Base-2

Топология «общая шина»; скорость 10 Мбит/с. Для создания сети используют тонкий (0,25 см) коаксиальный кабель, поэтому часто можно услышать название «тонкая Ethernet» или «тонкий коаксиал».

Сети, построенные в соответствии со стандартом Ethernet 10Base-2, характеризуются простотой и низкой стоимостью.

Максимальная длина одного сегмента кабеля не должна превышать 185 м.[3] Увеличить длину сегмента примерно до 925 м позволяют концентраторы (репитеры), усиливающие передаваемый сигнал. При этом существуют следующие ограничения: (5-4-3)

• не более пяти сегментов;

• не более четырех репитеров между любыми двумя точками;

• не более трех используемых сегментов.

• не более 30 сетевых подключений на сегменте без репитера;

• не менее 50 см между двумя сетевыми точками.

Также следует учесть, что чем больше будет подключено сетевых устройств, тем медленнее будет сеть.

Преимущества: простота в установке; дешевизна.
Недостатки: использование в качестве сетевой топологии общей шины.

Ethernet 10Base-5

Топологи «общая шина»; работает на скорости 10 Мбит/с. Для создания сети используют толстый (0,5 см) коаксиальный кабель, поэтому этот стандарт иногда называют «толстая Ethernet» или «толстый коаксиал».

Как и в случае с Ethernet 10Base-2, сети данного стандарта – достаточно дешевая альтернатива хорошей сети. Общая протяженность сети может составлять 2,5 км при условии использования пяти репитеров.

Основные ограничения:

• не более пяти сегментов;

• не более четырех репитеров между любыми двумя точками;

• не более трех используемых сегментов;

• не более 100 сетевых подключений на сегменте без репитера;

• не менее 2,5 м между двумя сетевыми точками.

Преимущества: большая длина сегмента; хорошая помехозащищенность.
Недостатки: использование в качестве сетевой топологии общей шины.
В данное время этот стандарт практически не используется.

Ethernet 10Base-T

Топология «звезда»; работает на скорости 10 Мбит/с. Для создания сети используют неэкранированную телефонную витую пару.

Максимальная длина сегмента сети, построенной на стандарте Ethernet 10Base-T, – 100 м (сказывается отсутствие экрана провода), хотя существуют репитеры, удлиняющие сегменты.

В отличие от сетей стандарта Ethernet 10Base-2, сети Ethernet 10Base-T имеют меньшую устойчивость к помехам, зато более гибкие и позволяют легче локализировать неисправность.

Преимущества: надежность и удобство, обусловленное применением топологии звезда.
Недостатки: необходим концентратор и большое количество кабеля.

Ethernet 10Base-F

Топология «звезда»; работает на скорости 10 Мбит/с. Для создания сети используют волоконно-оптический кабель, данные по которому передаются на частоте 500–800 МГц.

Длина сегмента в данном случае до 2 км.

Сеть с применением этого стандарта достаточно часто используется для соединения между собой отдельно стоящих зданий.

В табл. 2.4 рассмотрены основные достоинства и недостатки Ethernet 10Base-F.

Таблица 2.4. Преимущества и недостатки Ethernet 10Base-F
Fast Ethernet 100Base-TX

Топология «звезда»; скорость передачи данных -100 Мбит/с.

Сеть строится на основе кабеля «витая пара», однако с использованием отдельных пар проводов для передачи и приема данных. Применяют и неэкранированные, и экранированные провода. Длина сегмента не должна превышать 100 м.

В табл. 2.5 рассмотрены основные достоинства и недостатки Fast Ethernet 100Base-TX.

Таблица 2.5. Преимущества и недостатки Ethernet 100Base-TX
Fast Ethernet 100Base-FX

Fast Ethernet 100Base-FX – еще один стандарт, позволяющий строить сети с помощью дорогого, но сверхзащищенного оптоволоконного кабеля, причем в данном случае используют два кабеля.

Длина сегмента в зависимости от режима передачи данных и оптоволоконного разъема составляет от 412 м (полудуплексный режим) до 2 км (дуплексный режим). Кроме увеличенной до 100 Мбит/с скорости передачи данных, все остальные характеристики остались без существенных изменений. Максимальное количество подключаемых рабочих станций – 1024.

Gigabit Ethernet

• Кабель, розетки, вилки должны быть категории 6.
• Для стандартного кабеля максимальное расстояние 100метров.
• Частота сигнала 250 мегагерц
• Для передачи используются четыре пары. По каждой паре данные передаются в обе стороны.
• Максимальная скорость передачи около 100 мегабайт в секунду.

Существует несколько стандартов, которые входят в состав Gigabit Ethernet:

стандарт 1000Base-T - кабель на основе витой пары 5-й категории. При этом используются все четыре пары проводников. Максимальная длина сегмента – 100 м.

1000Base-LX - используется оптоволокно. Максимальная длина сегмента может составлять 5 км[4] для одномодового кабеля и 550 м для многомодового кабеля.

Gigabit Ethernet

Стандарты 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-X, 10GBASE-R и 10GBASE-W)

Оптоволоконный кабель. Максимальная длина сегмента может составлять 40 км. Чтобы достичь таких результатов, используется высокая частота передачи сигнала и длина волны лазера.

Token Ring

Топология «кольцо»; работает на максимальной скорости 16 Мбит/с. Для создания сети используют экранированный или неэкранированный кабель на основе витой пары.

При работе сеть использует маркер – поток данных, управляемый любым компьютером, который хочет передавать данные. Если маркер «захвачен» каким-либо компьютером, то все остальные ждут, пока он освободится.

Token Ring использует в своей работе концентратор, что позволяет исключать варианты, когда из-за одного компьютера перестает работать вся сеть. Однако остается главный недостаток – разрыв несущего кабеля приводит к выходу из строя всей сети.

Чтобы обеспечить работу сети на максимальной скорости, в зависимости от типа используемого кабеля длина сегмента не должна превышать 60-100 м. При длине сегмента 150–300 м достигается скорость только в 4 Мбит/с.

Как и в других стандартах, разрешается использование репитеров, что позволяет удлинить максимальный сегмент до 350–700 м.

Максимальное количество пользователей – 72 (при применении кабеля более высокой категории – до 260).