Мережі типу Ethernet із швидкістю 10Мб/с.

Середовища для 10 Мб/с Ethernet.

Протокол доступу до середовища CSMA/CD і формат рамки Ethernet ідентичні для всіх варіантів середовищ (кабельних систем) Ethernet, однак варіанти мереж Ethernet для швидкостей передавання 10 Мб/с і 100 Мб/с застосовують відмінні кабельні системи, різні компоненти і мають різні правила конфігурування. Оригінальний Ethernet працює із швидкістю 10 Мб/с і використовує чотири основні типи середовищ, визначені стандартами і описані нижче.

Згідно із стандартами IEEE згадані чотири типи середовищ позначаються відповідними ідентифікаторами. Стандартний ідентифікатор складається із трьох частин. Перша частина містить число “10”, яке вказує, що швидкість передавання даних становить 10 Мб/с. Друга частина - слово “Base” - означає “основна смуга частот” (baseband), тобто вказує вид сигналів (немодульовані), які передаються через середовище. Третя частина позначає тип сегменту мережі або його довжину (заокруглене значення). Для товстого коаксіального кабеля (Thick Coax) цифра “5” означає максимальну можливу довжину окремого сегменту мережі, яка становить 500 м, для тонкого коаксіалу (Thin Coax) цифра “2” означає максимальну довжину окремого сегменту 185 м, заокруглену до сотень метрів (тобто до 200 м). Літери “T” або “F” відповідно позначають тип кабеля “скручена пара” (Twisted pair - T) або “оптоволоконний” (Fiber optic - F). Чотири види ідентифікаторів середовищ, які застосовуються в оригінальному Ethernet, зображені на рис.4.13.

 

Управління доступом до середовища Ethernet (MAC)
10Base5 Товстий коаксіал		10Base2 Тонкий коаксіал		10Base-T Скручена пара		10Base-F Оптоволокно

Рис. 4.13. Чотири види середовищ (кабельних систем) для мереж Ethernet із швидкістю 10 Мб/с.

Мережа 10Base5.

Base-5 (Thick Ethernet): основні властивості.

Основні властивості мережі 10Base5 визначені стандартом IEEE 802.3e, прийнятим у 1987 р. і наведені в таблиці.

Загальний огляд 10Base-5
Специфікація IEEE	802.3e
Максимальна швидкість	10 Мб/с
Кабелі	Стандартний коаксіальний кабель Ethernet
З'єднувачі	Тип N
Навантаження (термінатори)	50 Ом
Максимальна довжина сегменту	500 м
Максимальна кількість відгалужень у сегменті
Максимальна кількість станцій у мережі
Мінімальна відстань між відгалуженнями	2.5 м
Максимальна довжина кабеля трансівера	50 м
Максимальна кількість повторювачів
Топологія	Шина

Топологія 10Base-5 - це шина. Товстий коаксіальний кабель прокладається по будинку і станції під'єднуються до цього кабеля через трансівери. Максимальна кількість повторювачів у мережі становить 4. Оскільки сегмент може мати довжину до 500 м, то довжина цілої мережі може становити до 2500 м. У сказаному є невелика хитрість, бо 2 сегменти з можливих 5 не можуть бути зайняті. Це не має відношення до довжини, а є тільки шляхом, яким можна розташовувати комп'ютери. Два незайняті сегменти є тільки засобом для розширення мережі і називаються сполученням між повторювачами (Inter Repeater Link - IRL). Для більших відстаней необхідні оптоволоконні повторювачі, мости або раутери. Максимальна топологія мережі 10Base5 зображена на рис. 4.14.

Рис. 4.14. Максимальна топологія мереж 10Base-5, 10Base-2.

Компоненти мережі 10Base5.

Для побудови сегменту мережі з використанням товстого коаксіалу та під’єднаннями до нього застосовують систему з таких п’яти компонентів:

· мережеве середовище (товстий коаксіальний кабель);

· термінатор і заземлення;

· MAU (трансівер);

· кабель AUI (кабель трансівера);

· карта мережевого інтерфейсу Ethernet.

Товстий коаксіальний кабель. Середовище типу “товстий коаксіал” було першою кабельною системою, визначеною оригінальним стандартом Ethernet в 1980 році та використовувалося як сегмент кабельної магістралі для взаємного сполучення габів Ethernet завдяки тому, що така кабельна система мала низьку вартість і добрі електричні характеристики, зокрема, екранування, що важливо при відносно великих відстанях між габами. Сегмент товстого Ethernet використовує відносно негнучкий і товстий коаксіальний кабель із зовнішнім діаметром близько 10 мм (0.4 дюйма). Оболонка кабеля виготовлена з поліхлорвінілу (жовтий колір) або з тефлону (оранжево-коричневий колір). Тефлонова оболонка засосовується для кабелів, призначених для монтажу під підвісними стелями (plenum) з міркувань пожежної безпеки. Товстий коаксіальний кабель Ethernet виготовляється спеціально для цих застосувань і повинен відповідати вимогам стандарту, зокрема, мати характеристичний опір 50 Ом і суцільний внутрішній провідник.

Штир Гніздо Вид збоку N-тип

Рис. 4.14. Ескіз з'єднувача типу N.

Сегмент може бути виконаний або з одного відрізка кабеля з тільки двома з'єднувачами типу N на кінцях, або з декількох окремих відрізків кабеля, оснащених такими з'єднувачами. До двох кінцевих з'єднувачів обов'язково повинні бути під'єднані термінатори (навантаження) з опором 50 Ом, з яких один повинен бути заземлений. Сегмент визначений як всі кабелі між двома термінаторами.

Монтаж такого коаксіального кабеля здійснюється із використанням спеціальних інструментів і з дотриманнам правил, інакше виникають проблеми із якістю сигналів. Специфікації стандарту відзначають необхідність застосування в одному сегменті відрізків кабеля з тієї самої котушки, або з котушок кабеля, виготовленого в тому самому часі. Якщо ж застосовані кабелі із різним часом виготовлення, то довжини відрізків кабеля повинні становити 23.4 м, 70.2 м або 117 м з точністю ±0.5 м. Це робиться для уникнення надлишкових відбиттів сигналів у сегменті, викликаних відмінністю електричних характеристик кабелів, виготовлених у різний час. Загальна довжина сегменту товстого коаксіалу не повинна перевищувати 500 м. Правильна робота коаксіального сегменту залежить також від правильного встановлення коаксіальних з’єднувачів.

Термінатор і заземлення. На обидвох кінцях сегменту повинні бути встановлені термінатори (узгоджені навантаження) з характеристичними опорами 50 Ом і з’єднувачами типу “N” з гніздом (female). Термінатори запобігають відбиттю сигналів від кінців сегменту і виникненню накладання (інтерференції) сигналів внаслідок відбиттів.

Стандарт вимагає, щоб сегмент (оболонка кабеля) був заземлений в одній точці для уникнення спотворень сигналів внаслідок завад. Всі інші частини металевої оболонки кабеля, а також центральний провідник, повинні бути ізольовані.

MAU (трансівер). Карта мережевого інтерфейсу під’єднується до сегменту товстого коаксіалу через зовнішній MAU. Специфікації стандарту вимагають, щоб до одного сегменту було під’єднано не більше, ніж 100 MAU. Можливі точки під’єднання MAU позначені на кабелі чорними смужками, розміщеними на відстані 2.5 м одна від одної. Це зроблено для того щоб звести до мінімуму загасання сигналів і збурення, які можуть бути внесені в сегмент внаслідок під’єднання MAU.

Пристрої під'єднуються до сегмента (або до магістрального кабеля) через трансівери. Трансівери можуть під'єднуватися у розрив кабеля (так звані інтрузивні трансівери з відгалуженням N-типу) або без розриву кабеля (так звані неінтрузивні трансівери з відгалуженням типу "вампір"). Трансівер завжди має з'єднувач-штир (male) AUI типу Sub-D15. Пристрої, сумісні з 10Base-5, мають з'єднувачі-гнізда AUI типу Sub-D15, які можна під'єднати до трансівера кабелями AUI (кабелями зниження - drop cable), завжди оснащеними з'єднувачами типу Sub-D15 "гніздо" з одного боку і "штир" - з другого боку. Вигляд цих з'єднувачів та специфікація їх контактів наведені вище в табл. -. Електричне живлення MAU здійснюється від мережевої карти постійним струмом 0.5 А з напругою 12 В.

Найбільш поширеним механізмом під’єднання (MDI) для MAU 10Base5 є металопластиковий відгалужувач (tranceiver tap), який встановлюється безпосередньо на кабель в позначеному місці, проколює отвір в оболонці кабеля і здійснює взаємно ізольовані електричниі контакти з центральним провідником та екраном кабеля. Цей монтаж можна виконувати без переривання роботи сегменту. Інший але значно менш популярний метод полягає у використанні Т-подібного розгалуження із з’єднувачами типу “N”-гніздо та під’єднання до нього відрізків коаксіалу через з’єднувачі “N”-штир. Однак монтаж такого пристрою вимагає перерви в роботі сегменту і створює додаткову можливість виникнення порушень в роботі мережі, якщо контакти в місцях сполучення кабелів стануть неякісними.

Одне відгалуження трансівера може підтримувати багато пристроїв, однак будемо вважати, що таким є тільке одне на 100 відгалужень. Пристрій, який уможливлює під'єднання багатьох пристроїв до одного відгалуження, називають розгалужувачем (Fan-Out Unit). Рзгалужувач звичайно має один порт для Ethernet-пристрою (гніздо) і 2, 4або 8 портів для Ethernet-трансіверів (штир). Кабель трансівера сполучає з'єднувач-гніздо AUI пристрою-розгалужувача із з'єднувачем-штирем трансівера в сегменті. Кабелі трансіверів також використовуються для сполучення пристроїв Ethernet із трансіверними портами розгалужувача.

Кабель AUI. Кабель AUI забезпечує сполучення між зовнішнім MAU і картою мережевого інтерфейсу комп’ютера (DTE). Мережева карта оснащена 15-контактним з’єднувачем AUI типу “гніздо” (female), а кабель на обидвох кінцях має відповідні з’єднувачі до MAU та мережевої карти. При необхідності кабелі AUI можна з’єднувати один з одним для збільшення загальної довжини, однак це не рекомендується з міркувань надійності.

Кабелі AUI транспортують три види сигналів між мережевою картою та MAU:

· передавання даних (від карти до MAU);

· приймання даних (від MAU до карти);

· сигнал наявності колізії (від MAU до карти).

Кожен вид сигналів передається окремою парою провідників. Інша пара провідників використовується для електроживлення MAU.

Рис. 4.15. Схема під’єднання комп’ютера до кабельної системи 10Base-5.

Стандартний кабель AUI відносно товстий (діаметр приблизно 10 мм) і може мати довжину до 50 м. Існують “офісні” кабелі AUI меншого діаметру і гнучкіші, однак вони мають більш втрати і меншу максимальну довжину (12.5 м).

Карта мережевого інтерфейсу. Карта мережевого інтерфейсу - це плата, яку користувач може вставити у комп’ютер або яка встановлюється при виготовленні комп’ютера. Карта оснащена 15-контактним з’єднувачем для сполучення з кабелем AUI для під’єднання до сегменту товстого коаксіала. Ці карти можуть мати також інші типи з’єднувачів, якщо вони призначені для використання також з іншими середовищами.

На рис. 4.15 схематично зображене під’єднання комп’ютера до кабельної системи.