Специфікації фізичного середовища Ethernet
Історично перші мережі технології Ethernet були створені на коаксіальному кабелі діаметром 0.5 дюйми. Надалі були визначені інші специфікації фізичного рівня для стандарту Ethernet, що дозволяють використовувати різні середовища передачі даних як загальної шини. Метод доступу CSMA/CD і всі часові параметри Ethernet залишаються одними й тими самими будь-якої специфікації фізичного середовища.
Фізичні специфікації технології Ethernet на сьогоднішній день включають такі середовища передачі даних:
10Base-5- коаксіальний кабель діаметром 0.5 дюйма, званий "товстим" коаксіалом. Має хвильовий опір 50 Ом. Максимальна довжина сегмента – 500 метрів (без повторювачів).
10Base-2- коаксіальний кабель діаметром 0.25 дюйма, званий "тонким" коаксіалом. Має хвильовий опір 50 Ом. Максимальна довжина сегмента – 185 метрів (без повторювачів).
10Base-T- кабель на основі неекранованої кручений пари (Unshielded Twisted Pair, UTP). Утворює зіркоподібну топологію із концентратором. Відстань між концентратором та кінцевим вузлом - не більше 100 м.
10Base-F- оптоволоконний кабель. Топологія аналогічна стандарту на кручений парі. Є кілька варіантів цієї специфікації – FOIRL (відстань до 1000 м), 10Base-FL (відстань до 2000 м), 10Base-FB (відстань до 2000 м).
Число 10 позначає бітову швидкість передачі цих стандартів - 10 Мбіт/с, а слово Base - метод передачі однієї базової частоті 10 МГц (на відміну стандартів, використовують кілька несучих частот, які називаються Broadbend - широкосмуговими). Останній символ у назві стандарту фізичного рівня позначає тип кабелю.
Стандарт 10Base-5
Стандарт 10Base-5 відповідає експериментальніймережі Ethernet фірми Xerox і можна вважати класичним Ethernet. Він використовує як середовище передачі даних коаксіальний кабель з діаметром центрального мідного дроту 2,17 мм та зовнішнім діаметром близько 10 мм ("товстий" Ethernet). Такими характеристиками володіють кабелі марок RG-8 та RG-11.
Кабель використовується як моноканал для всіх станцій. Сегмент кабелю має максимальну довжину 500 м (без повторювачів) і повинен мати на кінцях узгоджувальнітермінаториопором 50 Ом, що поглинають сигнали, що поширюються по кабелю і перешкоджають виникненню відбитих сигналів. За відсутності термінаторів у кабелі виникають стоячі хвилі, отже одні вузли отримують потужні сигнали, інші – настільки слабкі, що й прийом стає неможливим.
Станція повинна підключатися до кабелю за допомогою приймача -трансівера (Transmitter + receiver=trnsceiver). Трансівер встановлюється безпосередньо на кабелі та живиться від мережевого адаптера комп'ютера. Трансивер може приєднуватися до кабелю як методом проколювання, що забезпечує безпосередній фізичний контакт, і безконтактним методом.
Трансівер - це частина мережного адаптера, яка виконує такі функції:
прийом та передача даних з кабелю на кабель,
визначення колізій на кабелі,
електрична розв'язка між кабелем та іншою частиною адаптера,
захист кабелю від некоректної роботи адаптера.
Останню функцію часто називаютьконтролем балакучості (jabbercontrol). При виникненні несправностей адаптера може виникнути ситуація, коли на кабель безперервно видаватиметься послідовність випадкових сигналів. Так як кабель - це загальне середовище для всіх станцій, робота мережі буде заблокована однимнесправним адаптером. Щоб цього не сталося, на виході передавача ставиться схема, яка перевіряє кількість бітів, переданих у пакеті. Якщо максимальна довжина пакета перевищується, ця схема просто від'єднує вихід передавача від кабелю. Максимальний час передачі кадру (разом з преамбулою) дорівнює 1221 мкс, а час jabber-контролю встановлюється рівним 4000мкс (4мс)
Детектор колізій визначає наявність колізії у коаксіальному кабелі за підвищеним рівнем постійної складової сигналів. Якщо постійна складова перевищує певний поріг (близько 1,5 В), це означає, що на кабель працює більш ніж один передавач.
Стандарт дозволяє використання в мережі не більше 4 повторювачів і відповідно не більше 5 сегментів кабелю. При максимальній довжині сегмента кабелю в 500 м це дає максимальну довжину мережі 10Base-5 в 2500 м. Тільки 3 сегменти з 5 можуть бути навантаженими, тобто такими, до яких підключаються кінцеві вузли. Між навантаженими сегментами мають бути ненавантажені сегменти, отже максимальна конфігурація мережі є два навантажених крайніх сегмента, які з'єднуються ненавантаженими сегментами з одним центральним сегментом.
Правило застосування повторювачів у мережі Ethernet 10Baase-5 зветься «правило 5-4-3»: 5 сегментів, 4 повторювачі, 3 навантажені сегменти. Обмежена кількість повторювачів пояснюється додатковими затримками поширення сигналу, що вони вносять. Застосування повторювачів збільшує час подвійного поширення сигналу, яке для надійного розпізнавання колізій не повинно перевищувати час передачі кадру мінімальної довжини, тобто кадру 72 байт або 576 біт.
Кожен повторювач підключається до сегмента одним своїм трансівером, тому до навантажених сегментів можнапідключити не більше 99 вузлів. Максимальна кількість кінцевих вузлів у мережі 10Base-5, таким чином, становить 99*3 =297 вузлів.
Додостоїнствстандарту 10Base-5 відносяться:
- хороша захищеність кабелю від зовнішніх впливів,
- порівняно велика відстань між вузлами,
Донедоліківслід віднести:
- Висока вартість кабелю,
- складність його прокладки через велику жорсткість,
- наявність спеціального інструменту для закладення кабелю,
- при пошкодженні кабелю або поганому з'єднанні відбувається зупинка роботи всієї мережі,
- необхідно передбачити підведення кабелю до всіх можливих місць встановлення комп'ютерів.