Лекция Ethernet
| Вид материала | Лекция |
- Технические характеристики и анализ производительности Industrial Ethernet, 113.65kb.
- Решения Cisco для высокопроизводительных локальных сетей, 607.86kb.
- Сети. 10. Архитектура сетей Ethernet (10 base 5, 10 base 2, 10 base t, 10 base f, Fast, 273.83kb.
- Thernet обеспечивают устройства для демаркации, расширения и агрегации Ethernet для, 63.23kb.
- Курсовой проект по курсу: «Технология программирования: на тему: «Моделирование сетей», 53.95kb.
- Схема локальной сети ethernet здания, 23.85kb.
- 6. об'єднання локальних мереж, 1071.14kb.
- Оборудование Gigabit Ethernet pon (gepon) – пассивные оптические сети Общее описание, 396.49kb.
- Русская Телефонная Компания, Россия, г. Новосибирск Управляемый Ethernet коммутатор, 1151.05kb.
- Реферат сети ЭВМ и телекоммуникаций Тема: коммутаторы в сетях ЭВМ. Сравнительный анализ, 142.58kb.
7. Fast Ethernet 100 Мбит/с)
- 100BASE-T — общий термин для обозначения стандартов, использующих в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента до 100 метров. Включает в себя стандарты 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.
- 100BASE-TX, IEEE 802.3u — развитие стандарта 10BASE-T для использования в сетях топологии "звезда". Задействована витая пара категории 5, фактически используются только две пары проводников.
- 100BASE-FX — стандарт, использующий многомодовое оптоволокно. Максимальная длина сегмента 400 метров в полудуплексе (для гарантированного обнаружения коллизий) или 2 километра в полном дуплексе.
- 100BASE-LX — стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Максимальная длина сегмента 15 километров в полном дуплексе на длине волны 1310 нм.
- 100BASE-LX WDM — стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме на длине волны 1310 нм и 1550 нм. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются либо цифрами (длина волны) либо одной латинской буквой A(1310) или B(1550). В паре могут работать только парные интерфейсы: с одной стороны передатчик на 1310 нм, а с другой — на 1550 нм.
8. Gigabit Ethernet, 1 Гбит/с)
- 1000BASE-T, IEEE 802.3ab — стандарт, использующий витую пару категорий 5e или 6. В передаче данных участвуют все 4 пары. Скорость передачи данных — 250 Мбит/с по одной паре. – 100 м.
- 1000BASE-TX был создан Ассоциацией Телекоммуникационной Промышленности (англ. Telecommunications Industry Association, TIA) и опубликован в марте 2001 года как «Спецификация физического уровня дуплексного Ethernet 1000 Мб/с (1000BASE-TX) симметричных кабельных систем категории 6 (ANSI/TIA/EIA-854-2001)» (англ. «A Full Duplex Ethernet Specification for 1000 Mbis/s (1000BASE-TX) Operating Over Category 6 Balanced Twisted-Pair Cabling (ANSI/TIA/EIA-854-2001)»). – 100 м
Стандарт, использует раздельную приёмо-передачу (2 пары на передачу, 2 пары на приём, по каждой паре данные передаются со скоростью 500 Мбит/с), что существенно упрощает конструкцию приёмопередающих устройств. Но, как следствие, для стабильной работы по такой технологии требуется кабельная система высокого качества, поэтому 1000BASE-TX может использовать только кабель 6 категории. Ещё одним существенным отличием 1000BASE-TX является отсутствие схемы цифровой компенсации наводок и возвратных помех, в результате чего сложность, уровень энергопотребления и цена процессоров становится ниже, чем у процессоров стандарта 1000BASE-T. На основе данного стандарта практически не было создано продуктов, хотя 1000BASE-TX использует более простой протокол, чем стандарт 1000BASE-T, и поэтому может использовать более простую электронику.
| name | medium | specified distance |
| 1000BASE-CX | balanced copper cabling | 25 meters |
| 1000BASE-LX | single-mode fiber, multi-mode fiber | 5 km |
| 1000BASE-SX | multi-mode fiber using 850 nm wavelength | 500 meters |
| 1000BASE-LH | single-mode or multi-mode fiber using 1310 nm wavelength | 10km |
| 1000BASE-ZX | single-mode fiber at 1550 nm wavelength | ~ 70 km |
| 1000BASE-LX10 | single-mode fiber using 1310 nm wavelength | 10 km |
| 1000BASE-BX10 | single-mode fiber, over single-strand fiber: 1490 nm downstream 1310 nm upstream | 10 km |
| 1000BASE-T | twisted-pair cabling (CAT-5, CAT-5e, CAT-6, or CAT-7) | 100 meters |
| 1000BASE-TX | twisted-pair cabling (CAT-6, CAT-7) | 100 meters |
9. 10 Гигабит Ethernet
Новый стандарт 10 Гигабит Ethernet включает в себя семь стандартов физической среды для LAN, MAN и WAN. В настоящее время он описывается поправкой IEEE 802.3ae и должен войти в следующую ревизию стандарта IEEE 802.3.
- 10GBASE-CX4 — Технология 10 Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 15 метров), используется медный кабель CX4 и коннекторы InfiniBand.
- 10GBASE-SR — Технология 10 Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 26 или 82 метров, в зависимости от типа кабеля), используется многомодовое оптоволокно. Он также поддерживает расстояния до 300 метров с использованием нового многомодового оптоволокна (2000 МГц/км).
- 10GBASE-LX4 — использует уплотнение по длине волны для поддержки расстояний от 240 до 300 метров по многомодовому оптоволокну. Также поддерживает расстояния до 10 километров при использовании одномодового оптоволокна.
- 10GBASE-LR и 10GBASE-ER — эти стандарты поддерживают расстояния до 10 и 40 километров соответственно.
- 10GBASE-SW, 10GBASE-LW и 10GBASE-EW — Эти стандарты используют физический интерфейс, совместимый по скорости и формату данных с интерфейсом OC-192 / STM-64 SONET/SDH. Они подобны стандартам 10GBASE-SR, 10GBASE-LR и 10GBASE-ER соответственно, так как используют те же самые типы кабелей и расстояния передачи.
- 10GBASE-T, IEEE 802.3an-2006 — принят в июне 2006 года после 4 лет разработки. Использует экранированную витую пару. Расстояния — до 100 метров.
Управления доступом к среде передачи
Media Access Control (MAC) Sublayer
MAC = CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий)
10. Радио Ethernet (беспроводной Ethernet IEEE 802.11x – WiFi )
MAC = CSMA/CA (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Avoiding — множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий)
Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance (CSMA/CA,
множественный доступ с прослушиванием несущей волны и избеганием коллизий) — это сетевой протокол, в котором:
- используется схема прослушивания несущей волны
- станция, которая собирается начать передачу, посылает jam signal (сигнал затора)
- после продолжительного ожидания всех станций, которые могут послать jam signal, станция начинает передачу фрейма
- если во время передачи станция обнаруживает jam signal от другой станции, она останавливает передачу на отрезок времени случайной длины и затем повторяет попытку.
CSMA/CA отличается от CSMA/CD тем, что коллизиям подвержены не пакеты данных, а только jam-сигналы. Отсюда и название «Collision Avoidance» — предотвращение коллизий (именно пакетов данных).
| | |||||||
| 802.11 Protocol | Release[2] | Freq. (GHz) | Typ throughput (Mbit/s) [citation needed] | Max net bitrate (Mbit/s) | Mod. | rin. (m) | rout. (m) |
| – | 1997 | 2.4 | 00.9 | 002 | IR/FH/DSSS | ~20 | ~100 |
| a | 1999 | 5 | 23 | 054 | OFDM | ~35 | ~120 |
| b | 1999 | 2.4 | 04.3 | 011 | DSSS | ~38 | ~140 |
| g | 2003 | 2.4 | 19 | 054 | OFDM | ~38 | ~140 |
| n | ~ March 2010 | 2.4 5 | 74 | 600 | OFDM | ~70 | ~250[3] |
| y | 2008 | 3.7 | 23 | 054 | OFDM | ~50 | ~5000 |
throughput is the average rate of successful message delivery over a communication channel.
11. Таблица допустимых расстояний
| № | Макс Длина кабеля | Стандарт | Одно/ Много мод | Дуплексность | Примечание |
| 1 | 15м | 10GBASE –CX4 | | | |
| 2 | 25м | 1000BASE-CX | | | |
| 3 | 26, 82 м | 10GBASE-SR | много | | Волокно обычного типа |
| 4 | 100 м | 10/100 BASE-T 1000 BASE-T/T 10GBASE-T | | | |
| 5 | 200 м | 10BASE2 | | | Тонкий Ethernet |
| 6 | 240- 300 м | 10GBASE-LX4 | | | |
| 7 | 300 м | 10GBASE-SR | много | | Волокно нового Типа (до 2000 Мгц/км) |
| 8 | 400 м | 100BASE-FX | много | | |
| 9 | 500 м | 10BASE5 1000BASE-SX | | | Толстый (желтый)Ethernet |
| 10 | 1 км | FOIRL | | | Fiber optic inter repeater link |
| 11 | 2 км | 10BASE-F/FL 100BASE-FX | много | полный | |
| 12 | 5 км | 1000BASE-LX | | | |
| 13 | 10 км | 1000BASE-LX10, 1000BASE-BX10, 1000BASE-LH 10GBASE-LR | | | |
| 14 | 15 км | 100BASE-LX 100BASE-LX WDM | | | |
| 15 | 40 км | 10GBASE-ER | | | |
| 16 | 70 км | 10GBASE-ZX | | | |
Во всех модификациях семейства стандартов IEEE 802.11x используется т.н. «чип-код», т.е. каждый информационный бит кодируется набором бит. В этом смысле он похож на метод кодирования в современной цифровой мобильной связи CDMA (Code Division Multiple Access – множественный доступ с кодовым разделением), где каждый логический канал имеет свою кодовую комбинацию для информационных бит «ноль» и «единица»; это позволяет разделять логические каналы между собой. При этом все логические каналы занимают один общий расширенный частотный канал, что позволяет более полно использовать всю шрину канала, поскольку не нужно ставить разделительных полос и фильтров между отдельными частотными под-диапазонами. Однако в отличие от CDMA, чип-код стандарта IEEE 802.11x является общим каналом доступа для всех клиентов локальной беспроводной сети. «Размазывание» кода по более широкому спектру позволяет сохранить общую энергию сигнала при значительно меньшей амплитуде сигнала (сделать его «шумоподобным» и уменьшить влияние сигнала на окружающую среду).
11. Кодирование сигнала. DSSS, HR (High Rate) DSSS
DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) — широкополосная модуляция с прямым расширением спектра, является одним из трёх основных методов расширения спектра используемых на сегодняшний день (см. методы расширения спектра ). Это метод формирования широкополосного радиосигнала, при котором исходный двоичный сигнал преобразуется в псевдослучайную последовательность, используемую для модуляции несущей. Используется в сетях стандарта IEEE 802.11 и CDMA для преднамеренного расширения спектра передаваемого импульса. В каждый передаваемый информационный бит (логический 0 или 1) встраивается последовательность так называемых чипов. Если информационные биты — логические нули или единицы — при потенциальном кодировании информации можно представить в виде последовательности прямоугольных импульсов, то каждый отдельный чип — это тоже прямоугольный импульс, но его длительность в несколько раз меньше длительности информационного бита. Последовательность чипов представляет собой последовательность прямоугольных импульсов, то есть нулей и единиц, однако эти нули и единицы не являются информационными. Поскольку длительность одного чипа в n раз меньше длительности информационного бита, то и ширина спектра преобразованного сигнала будет в n-раз больше ширины спектра первоначального сигнала. При этом и амплитуда передаваемого сигнала уменьшится в n раз. Чиповые последовательности, встраиваемые в информационные биты, называют шумоподобными кодами (PN-последовательности), что подчеркивает то обстоятельство, что результирующий сигнал становится шумоподобным и его трудно отличить от естественного шума. Используемые для уширения спектра сигнала чиповые последовательности должны удовлетворять определённым требованиям автокорреляции. Под термином автокорреляции в математике подразумевают степень подобия функции самой себе в различные моменты времени. Если подобрать такую чиповую последовательность, для которой функция автокорреляции будет иметь резко выраженный пик лишь для одного момента времени, то такой информационный сигнал возможно будет выделить на уровне шума. Для этого в приёмнике полученный сигнал умножается на ту же чиповую последовательность, то есть вычисляется автокорреляционная функция сигнала. В результате сигнал становится опять узкополосным, поэтому его фильтруют в узкой полосе частот и любая помеха, попадающая в полосу исходного широкополосного сигнала, после умножения на чиповую последовательность, наоборот, становится широкополосной и обрезается фильтрами, а в узкую информационную полосу попадает лишь часть помехи, по мощности значительно меньшая, чем помеха, действующая на входе приёмника (если не используется приемник с алгоритмом Боцмана).