Спецификации 100Base-FX/TX/T4

Между спецификациями 100Base-FX, 100Base-TX и 100Base-T4 есть много об­щего, поэтому одинаковые для спецификаций свойства будут даваться под обоб­щенным названием, например 100Base-FX/TX или 100Base-TX/T4.

Спецификация 100Base-FX определяет работу протокола Fast Ethernet по много- модовому оптоволокну в полудуплексном и дуплексном режимах. В то время как в Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/с используется манчестерское коди­рование для представления данных, в стандарте Fast Ethernet определен другой метод кодирования — 4В/5В. Мы рассмотрели детали кодирования 4В/5В в гла­ве 9. Этот метод к моменту разработки технологии Fast Ethernet уже показал свою эффективность в сетях FDDI, поэтому он без изменений был перенесен в спецификацию 100Base-FX/TX. Напомним, что в этом методе каждые 4 бита данных подуровня MAC (называемых символами) представляются 5 битами. Избыточный бит позволяет применить потенциальные коды при представлении каждого из пяти битов в виде электрических или оптических импульсов.

Существование запрещенных комбинаций символов позволяет отбраковывать оши­бочные символы, что повышает устойчивость работы сетей с 100Base-FX/TX. Так, в Fast Ethernet признаком того, что среда свободна, стала повторяющаяся пере­дача одного из запрещенных для кодирования пользовательских данных симво­ла, а именно символа простоя источника Idle (11111). Такой способ позволяет приемнику всегда находиться в синхронизме с передатчиком.

Для отделения кадра Ethernet от символов простоя источника используется ком­бинация символов начального ограничителя кадра — пара символов J (11000) и К (10001) кода 4В/5В, а после завершения кадра перед первым символом про­стоя источника вставляется символ Т (рис. 13.3).

После преобразования 4-битовых порций кодов MAC в 5-битовые порции физи­ческого уровня их необходимо представить в виде оптических или электриче­ских сигналов в кабеле, соединяющем узлы сети. В спецификациях 100Base-FX и 100Base-TX для этого используются различные методы физического кодирова­ния — NRZI и MLT-3 соответственно.

В спецификации 100Base-TX в качестве среды передачи данных используется ви­тая пара UTP категории 5 или STP типа 1. Основным отличием от специфика­ции 100Base-FX — наряду с использованием метода кодирования MLT-3 — яв­ляется наличие функции автопереговоров для выбора режима работы порта.

Схема автопереговоров позволяет двум физически соединенным устройствам, которые поддерживают несколько стандартов физического уровня, отличающихся битовой скоростью и количеством витых пар, согласовать наиболее выгодный режим работы. Обычно процедура автопереговоров происходит при подсоедине­нии сетевого адаптера, который может работать на скоростях 10 и 100 Мбит/с, к концентратору или коммутатору.

Всего в настоящее время определено 5 различных режимов работы, которые мо­гут поддерживать устройства 100Base-TX/T4 на витых парах:

· 10Base-T;

· дуплексный режим 10Base-T;

· 100Base-TX;

· 100Base-T4;

· дуплексный режим 100Base-TX.

Режим 10Base-T имеет самый низкий приоритет при переговорном процессе, а дуплексный режим 100Base-T4 — самый высокий.

Переговорный процесс происходит при включении питания устройства, а так­же может быть инициирован в любой момент модулем управления устройства. Устройство, начавшее процесс автопереговоров, посылает своему партнеру пач­ку специальных импульсов FLP (Fast Link Pulse), в которой содержится 8-бит­ное слово, кодирующее предлагаемый режим взаимодействия, начиная с самого приоритетного, поддерживаемого данным узлом.

Если узел-партнер имеет функцию автопереговоров и также может поддержи­вать предложенный режим, он отвечает пачкой импульсов FLP, в которой под­тверждает данный режим, и на этом переговоры заканчиваются. Если же узел- партнер не может поддерживать запрошенный режим, то он указывает в своем ответе имеющийся в его распоряжении следующий по степени приоритетности режим, и этот режим выбирается в качестве рабочего.

Спецификация 100Base-T4 (витая пара UTP категории 3, четыре пары) появи­лась позже других спецификаций физического уровня Fast Ethernet. Разработ­чики технологий 100Base-TX/FX, появившихся ранее, в первую очередь хотели создать физические спецификации, наиболее близкие к спецификациям 10Base-T и 10Base-F, которые работали на двух линиях передачи данных: двух парах или двух волокнах. Для реализации работы по двум витым парам пришлось перейти на более качественный кабель категории 5.

В то же время разработчики конкурирующей технологии lOOVG-AnyLAN изна­чально сделали ставку на работу по витой паре категории 3; самое главное преи­мущество состояло не столько в стоимости, а в том, что она была уже проложена в подавляющем числе зданий. Конкуренция заставила разработчиков технологии Fast Ethernet также создать свой вариант физического уровня для витой пары категории 3, которым и стала спецификация 100Base-T4.

Вместо кодирования 4В/5В в этом методе используется кодирование 8В/6Т, кото­рое обладает более узким спектром сигнала и при скорости 33 Мбит/с укладывается в полосу 16 МГц витой пары категории 3 (при кодировании 4В/5В спектр сигнала в эту полосу не укладывается). Каждые 8 бит информации уровня MAC кодируют­ся 6-ю троичными цифрами, то есть цифрами, имеющими три состояния. Каждая троичная цифра имеет длительность 40 не. Группа из 6-ти троичных цифр затем передается на одну из трех передающих витых пар независимо и последовательно.

Четвертая пара всегда используется для прослушивания несущей частоты в це­лях обнаружения коллизий. Скорость передачи данных по каждой из трех пере­дающих пар равна 33,3 Мбит/с, поэтому общая скорость протокола 100Base-T4 составляет 100 Мбит/с. В то же время из-за принятого способа кодирования ско­рость изменения сигнала на каждой паре равна всего 25 Мбод, что, собственно, и позволяет использовать витую пару категории 3.

На рис. 13.4 показано соединение порта MD1 (Media Dependant Interface) сете­вого адаптера 100Base-T4 с портом MDI-X концентратора (приставка X говорит о том, что у этого разъема присоединения приемника и передатчика меняются парами кабели по сравнению с разъемом сетевого адаптера, что позволяет проще соединять пары проводов в кабеле — без перекрещивания). Пара 1-2 всегда тре­

буется для передачи данных от порта MDI к порту MDI-X, пара 3-6 — для прие­ма данных портом MDI от порта MDI-X, а пары 4-5 и 7-8 являются двунаправ­ленными и используются как для приема, так и для передачи, в зависимости от потребности.

Правила построения сегментов Fast Ethernet при наличии повторителей

Технология Fast Ethernet, как и все варианты Ethernet, рассчитана на использо­вание концентраторов-повторителей для образования связей в сети. Правила кор­ректного построения сегментов сетей Fast Ethernet включают:

· ограничения на максимальную длину сегментов между устройствами — источ­никами новых кадров;

· ограничения на максимальную длину сегментов, соединяющих устройство — источник новых кадров с портом повторителя;

· ограничения на максимальный диаметр сети;

·
ограничения на максимальное число повторителей и максимальную длину сег­мента, соединяющего повторители.

Ограничения длины сегментов между устройствами — источниками новых кад­ров. В качестве таких устройств могут выступать сетевой адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управления сетью и другие подобные устройства. Можно возразить, что мост или коммутатор передает через выходной порт суще­ствовавшие ранее кадры, выработанные в свое время сетевым адаптером, но для сегмента сети, к которому подключен выходной порт устройства, этот кадр явля­ется новым. А вот порт повторителя не является источником новых кадров, так как он побитно повторяет уже появившийся в сегменте кадр. Рассматриваемое ограничение касается случаев, когда сетевой адаптер непосред­ственно соединяется с портом моста/коммутатора или маршрутизатора, а также когда порты мостов, коммутаторов и маршрутизаторов соединяются между со­бой. Максимальные значения длины сегментов в соответствие со спецификаци­ей IEEE 802.3u приведены в табл. 13.1.

Ограничения сетей Fast Ethernet на повторителях. Повторители Fast Ethernet де­лят на два класса.

· Повторители класса I поддерживают оба типа кодирования данных: как 4В/5В, так и 8В/6Т. Они способны выполнять трансляцию логических кодов с бито­вой скоростью 100 Мбит/с. Поэтому повторители класса I могут иметь порты всех трех типов физического уровня: 100Base-TX, 100Base-FX и 100Base-T4.

· Повторители класса II поддерживают только какой-либо один тип кодиро­вания — либо 4В/5В, либо 8В/6Т. Поэтому они имеют либо все порты 100Base-T4, либо порты 100Base-TX и 100Base-FX, так как последние ис­пользуют один логический код 4В/5В.

В одном домене коллизий допускается наличие только одного повторителя класса I. Это связано с тем, что такой повторитель вносит большую задержку — 70 битовых интервалов — из-за необходимости трансляции различных систем кодирования.

Повторители класса II вносят меньшую задержку при передаче сигналов: 46 би­товых интервалов для портов TX/FX и 33,5 битовых интервала для портов Т4. Поэтому максимальное число повторителей класса II в домене коллизий — 2.

Небольшое количество повторителей Fast Ethernet не является серьезным пре­пятствием при построении больших сетей, так как применение коммутаторов и маршрутизаторов делит сеть на несколько доменов коллизий, каждый из кото­рых может строиться на одном или двух повторителях. В этом случае никаких ограничений на общую длину сети нет.

В табл. 13.2 приведены правила построения сети на основе повторителей класса I.

Таким образом, правило 4-ххабоа превратилось; для технологии Fast Ethernet вправило од-. нот или двух хвбов, в зависимости от класса хаба*

При определении корректности конфигурации сети можно не руководствовать­ся правилами одного или двух хабов, а рассчитывать время оборота сети, как это было показано для сети Ethernet 10 Мбит/с. Как и для технологии Ethernet 10 Мбит/с, стандарт 802.3 дает исходные данные для расчета времени оборота сигнала.

Дата добавления: 2015-11-16