Технология Fast Ethernet

Оглавление

Технология Fast Ethernet (100 Мбит/с) - это эволюционное развитие классической технологии Ethernet. Особенности построения и требования к Fast Ethernet описаны в стандарте IEEE 802.3u, который является дополнением к существующему стандарту 802.3. Уровни MAC и LLC технологии Fast Ethernet, т. е структура кадров и доступ к среде передачи, остались неизменными, все отличия касаются только физического уровня технологии Fast Ethernet.

Характеристика сети Fast Ethernet

Увеличение скорости передачи данных до 10 Мбит/с привело к сокращению размаха сети в 10 раз - до 200м. Однако при использовании коммутаторов протокол Fast Ethernet может работать в дуплексном режиме, что не ограничивает общий размах сети, а лишь длину сегментов, соединяющих соседние устройства.

Величина битового интервала для скорости 100 Мбит/с - 0,01 мкс

Межкадровый интервал - 0,96 мкс

Все временные параметры алгоритма доступа (интервал отсрочки, время передачи кадра минимальной длины и т.п.), где базой отсчета является битовый интервал, остались прежними.

Для обозначения свободного состояния среды введен служебный символ Idle, который постоянно циркулирует между передатчиком и приемником, поддерживая их синхронизм и в периодах между передачами информации, а, также позволяя контролировать работоспособность линии.
Структура кадра показана на рисунке 1.

ЦК - циклический код

Рис.1 Структура кадра

Физический уровень Fast Ethernet включает три элемента:

Для совместимости технологии Fast Ethernet с технологией 10 Мбит Ethernet на физическом уровне предусмотрен уровень согласования между уровнем MAC и интерфейсом MII (рис.2).

Рис.2

Уровень согласования позволяет организовать работу уровня MAC, рассчитанного на интерфейс AUI (Attachment Unit Interface) с физическим уровнем через интерфейс MII. Интерфейс МП поддерживает независимый от физической среды способ обмена данными между подуровнем MAC и подуровнем PHY.

Сравнение технологий Fast Ethernet и Ethernet

Устройство физического уровня PHY технологии Fast Ethernet состоит из нескольких подуровней:

Интерфейс AUI располагается между уровнем MAC и подуровнем физического присоединения к среде, а интерфейс МП располагается между подуровнем MAC и подуровнем кодирования сигнала PC.

Разъем МП в отличие от разъема AUI имеет 40 контактов, максимальная длина кабеля МП составляет один метр. Сигналы, передаваемые по интерфейсу МП, имеют амплитуду 5 В.

Графическое сравнение технологий Fast Ethernet и Ethernet представлено на рисунке 3.

Рис.3 Сравнение спецификаций Fast Ethernet и Ethernet

Спецификация физической среды Fast Ethernet

В стандарте 802.3u описаны три различные спецификации технологии Fast Ethernet, которые и определяют более сложную структуру физического уровня:

100Base-TX - двухпарный кабель на основе неэкранированной витой паре UTP категории 5 или экранированной витой паре STP Type 1. Максимальная длина кабеля - 100 м. Оборудование 100Base-TX может работать совместно с оборудованием 10 Мбит Ethernet.
Для передачи сигналов используется логическое кодирование 4B/5B и физическое кодирование MLT-3.
Существование запрещенных комбинаций символов позволяет отбраковывать ошибочные символы, что повышает устойчивость работы сети.
Основное отличие спецификации 100BaseTX это наличие функции автопереговоров для выбора режима работы. Схема автопереговоров позволяет двум соединенным устройствам, поддерживающим несколько стандартов физического уровня, выбрать наиболее выгодный режим работы. Выбор режима начинается с высокоскоростного, если он не поддерживается, то происходит попытка установить связь в менее приоритетном режиме.
Всего определено 5 режимов работы, которые могут поддерживать устройства 100Base-TX и 100Base-T4:
Режим 10 BaseT имеет самый низкий приоритет в схеме автопереговоров, 100 BaseT fullduplex - самый высокий.
100Base-T4 - четырехпарный кабель на основе неэкранированной витой паре категории 3, 4 или 5. Данный стандарт специально ориентирован на использование витой пары категории 3 и позволяет повысить общую пропускную способность за счет одновременной передачи потоков бит по всем 4 парам кабеля. Применяется в основном для модернизации сетей в зданиях, уже имеющих кабельную систему на основе кабеля витая пара категории 3.
Для передачи данных используется код 8B/6T, имеющий более узкую ширину спектра и позволяющий при скорости передачи 33 Мбит/с уложится в полосу 16 МГц. При этом каждые 8 бит информации уровня MAC кодируются 6-ю троичными цифрами, которые имеют три различимых состояния. Группа из 6-ти троичных цифр последовательно передается на одну из трех передающих витых пар. Четвертая пара всегда используется для прослушивания несущей частоты в целях обнаружения коллизий.
Общая скорость передачи данных протокола 100Base-T4 составляет 100 Мбит/с, по каждой из трех передающих пар - 33,3 Мбит/с.
100Base-FX - многомодовый волоконно-оптический кабель. В стандарте предусматривается использование метода кодирования 4B/5B на 5 бит. Физическое кодирование проводится по методу NRZI. Каждый узел соединяется с сетью двумя оптическими волокнами, передача по которым осуществляется в двух различных направлениях.
Оборудование 100Base-FX не совместимо с сетью Ethernet 10 Мбит/с, построенной на волоконно-оптическом кабеле.

Коаксиальный кабель в технологии Fast Ethernet в качестве среды передачи данных не используется. Это привело к тому, что сети Fast Ethernet, всегда имеют древовидную структуру, построенную на концентраторах.

Предыдущий

Следующий