Материал: 840
25
10Base-F — оптоволоконный кабель. Топология аналогична стандарту на витой паре. Имеется несколько вариантов этой спе-
цификации — FOIRL, 10Base-FL, 10Base-FB.
Число 10 обозначает битовую скорость передачи данных этих стандартов — 10 Мб/с, а слово Base — метод передачи на одной базовой частоте 10 МГц (в отличие от стандартов, использующих несколько несущих частот, которые называются broadband — широкополосными).
Схема взаимодействия различных подуровней при реализации протокола IEEE 802.3 показана на рис. 5.8. Выше уровня логического канала (LLC) размещаются верхние уровни OSI, включая прикладной. Через интерфейс AUI данные передаются с использованием манчестерского кода.
802.3i 10Base-T
LLC (802.2) Logical Link Control
Управление логическим каналом
MAC (802.3) Media Access Control
Управление доступом к среде
PLS (802.3) Physical Signaling
Подуровень физических сигналов
Интерфейс AUI
Attachment Unit Interface
Physical Medium Attachment
Уровень физического присоединения
Среда передачи (Media)
DTE |
Data Terminal |
Equipment |
Терминальное оборудование |
MAU |
Medium Attachment Unit |
Блок подключения к среде |
|
Рис. 5.8 — Схема взаимодействия подуровней 802.3 (CSMA/CD)
Манчестерский код объединяет в битовом сигнале передачу данных и синхронизацию. Каждый бит-символ делится на две части, причем вторая часть всегда является инверсной по отношению первой. В первой половине кодируемый сигнал представлен в логически дополнительном виде, а во второй — в обычном.
26
Таким образом, сигнал логического 0 характеризуется в первой половине высоким уровнем, а во второй — низким. Соответственно сигнал единицы 1 характеризуется в первой половине битсимвола низким уровнем, а во второй — высоким. Примеры форм сигналов при манчестерском кодировании представлены на рис. 5.9.
1 бит
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Последовательность логических нулей |
|
|
||||||||
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Последовательность логических единиц |
|
|
||||||||
0 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Произвольная последовательность
Рис. 5.9 — Примеры кодировки с использованием манчестерского кода
Исторически первые сети технологии Ethernet были созданы на коаксиальном кабеле диаметром 0.5 дюйма. В дальнейшем были определены и другие спецификации физического уровня для стандарта Ethernet, позволяющие использовать различные среды передачи данных в качестве общей шины. Метод доступа CSMA/CD и все временные параметры Ethernet остаются одними и теми же для любой спецификации физической среды.
Стандарт 10Base-5
Стандарт 10Base-5 соответствует экспериментальной сети Ethernet фирмы Xerox и может считаться классическим. Он использует в качестве среды передачи данных коаксиальный кабель с диаметром центрального медного провода 2,17 мм и внешним диаметром около 10 мм (толстый Ethernet).
Кабель используется как моноканал для всех станций. Сегмент кабеля имеет максимальную длину 500 м (без повторителей) и должен иметь на концах согласующие терминаторы сопротив-
27
лением 50 Ом, поглощающие распространяющиеся по кабелю сигналы и препятствующие возникновению отраженных сигналов.
Станция должна подключаться к кабелю при помощи приемопередатчика — трансивера. Трансивер устанавливается непосредственно на кабеле и питается от сетевого адаптера компьютера (рис. 5.10). Трансивер может подсоединяться к кабелю как методом прокалывания, обеспечивающим непосредственный физический контакт, так и бесконтактным методом.
Трансивер соединяется с сетевым адаптером интерфейсным кабелем AUI (Attachment Unit Interface) длиной до 50 м, состоя-
щим из 4 витых пар (адаптер должен иметь разъем AUI). Допускается подключение к одному сегменту не более 100 трансиверов, причем расстояние между подключениями трансиверов не должно быть меньше 2.5 м.
данные
Р
управление
приемник |
детектор |
Р |
|
коллизий |
|||
|
|
питание
земля передатчик управление 
выходом
данные
Р 
управление управление от
адаптера 
Р 
Кабель AUI
Рис. 5.10 — Структурная трансивера стандарта 10Base-5
Детектор коллизий определяет наличие коллизии в коаксиальном кабеле по повышенному уровню постоянной составляющей сигналов. Если постоянная составляющая превышает определенный порог, то это означает, что на кабель работает более чем один передатчик.
Трансивер выполняет следующие функции:
28
прием и передача данных с кабеля 10Base-5 на кабель AUI и обратно;
определение коллизий на кабеле 10Base-5;
обеспечение электрической развязки (Р) между кабелем и остальной частью адаптера;
защита кабеля от некорректной работы адаптера. Последнюю функцию часто называют контролем болтливо-
сти (jabber control). При возникновении неисправностей в адаптере может возникнуть ситуация, когда на кабель будет непрерывно выдаваться последовательность случайных сигналов. Так как кабель — это общая среда для всех станций, то работа сети будет заблокирована одним неисправным адаптером. Чтобы этого не случилось, на выходе передатчика ставится схема, которая проверяет количество битов, переданных в пакете. Если максимальная длина пакета превышается, то эта схема просто отсоединяет выход передатчика от кабеля.
К достоинствам стандарта 10Base-5 относятся:
хорошая защищенность кабеля от внешних воздействий,
сравнительно большое расстояние между узлами,
возможность простого перемещения рабочей станции в пределах длины кабеля AUI.
К недостаткам следует отнести:
высокую стоимость кабеля,
сложность его прокладки из-за большой жесткости,
наличие специального инструмента для заделки кабеля,
при повреждении кабеля или плохом соединении происходит останов работы всей сети,
необходимо заранее предусмотреть подводку кабеля ко всем возможным местам установки компьютеров.
Стандарт 10Base-2
Стандарт 10Base-2 использует в качестве передающей среды коаксиальный кабель с диаметром центрального медного провода 0,89 мм и внешним диаметром около 5 мм. Максимальная длина сегмента без повторителей составляет 185 м, сегмент должен иметь на концах согласующие терминаторы 50 Ом.
Станции подключаются к кабелю с помощью T-кон- нектора, который представляет из себя тройник, один отвод ко-
29
торого соединяется с сетевым адаптером, а два других — с двумя концами разрыва кабеля. Максимальное количество станций, подключаемых к одному сегменту — 30 шт. Минимальное расстояние между станциями — 1 м.
Этот стандарт очень близок к стандарту 10Base-5. Но трансиверы в нем объединены с сетевыми адаптерами за счет того, что более гибкий тонкий коаксиальный кабель может быть подведен непосредственно к выходному разъему платы сетевого адаптера, установленной в шасси компьютера. Кабель в данном случае висит на сетевом адаптере, что затрудняет физическое перемещение компьютеров.
Реализация этого стандарта на практике приводит к наиболее простому решению для кабельной сети, так как для соединения компьютеров требуются только сетевые адаптеры и Т-коннекторы. Однако этот вид кабельных соединений наиболее сильно подвержен авариям и сбоям: кабель восприимчив к помехам, в моноканале имеется большое количество механических соединений (каждый T-коннектор дает три механических соединения, два из которых имеют жизненно важное значение для всей сети), пользователи имеют доступ к разъемам и могут нарушить целостность моноканала. Кроме того, эстетика и эргономичность этого решения оставляют желать лучшего, так как от каждой станции через T-коннектор отходят два довольно заметных провода, которые под столом часто образуют моток кабеля — запас, необходимый на случай даже небольшого перемещения рабочего места.
Общим недостатком стандартов 10Base-5 и 10Base-2 является отсутствие оперативной информации о состоянии моноканала. Повреждение кабеля обнаруживается сразу же (сеть престает работать), но для поиска отказавшего отрезка кабеля необходим специальный прибор — кабельный тестер.
Стандарт 10Base-T
В качестве среды передачи используется двойная неэкранированная витая пара. Соединения станций осуществляются по топологии точка — точка со специальным устройством — мно-
гопортовым повторителем (hub) с помощью двух витых пар.
Одна витая пара используется для передачи данных от станции к