100 base t: 5.2 Классификация технологий Ethernet. - Электронный учебно-методический комплекс по "ТМ и О ТС"

Содержание

Сети на витой паре от Ethernet до 100 Gigabit Ethernet GECID.com.

::>Коммуникации >2008 > IT —

25-04-2008

Современный мир все больше входит в зависимость от объемов и потоков информации, идущей в различных направлениях по проводам и без них. Все началось достаточно давно и с более примитивных средств, чем сегодняшние достижения цифрового мира. Но описывать все виды и способы, при помощи которых один человек доносил нужные сведения до сознания другого, мы не намерены. В данной статье хочется предложить читателю рассказ о не так давно созданном и успешно развивающемся сейчас стандарте передачи цифровой информации, который называется Ethernet.

Рождение самой идеи и технологии Ethernet происходило в стенах корпорации Xerox PARC вместе с другими первыми разработками этого же направления. Официальной датой изобретения Ethernet стало 22 мая 1973 года, когда Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) составил докладную записку для главы PARC о потенциале технологии Ethernet.

Однако запатентовали ее только через несколько лет.

В 1979 году Меткалф ушёл из Xerox и основал компанию 3Com, главной задачей которой стало продвижение компьютеров и локальных вычислительных сетей (ЛВС). Заручившись поддержкой таких именитых компаний как DEC, Intel и Xerox был разработан стандарт Ethernet (DIX). После официальной публикации 30 сентября 1980 года он начал соперничество с двумя крупными запатентованными технологиями — token ring и ARCNET, которые впоследствии были полностью вытеснены, из-за их меньшей эффективности и большей себестоимости, чем продукция для Ethernet.

Изначально по предложенным стандартам (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) собирались использовать в качестве передающей среды коаксиальный кабель, но в дальнейшем пришлось отказаться от этой технологии и перейти на использование оптических кабелей и витой пары.

Основным преимуществом в начале развития технологии Ethernet стал метод управления доступом. Он подразумевает множественные соединения с контролем несущей и обнаружение коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных при этом равна 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, в нем же описаны методы кодирования данных.

Предельное значение рабочих станций в одном разделяемом сегменте сети ограничено числом 1024, но возможны и другие более малые значения при установке более жестких ограничений к сегменту тонкого коаксиала. Но такое построение очень скоро стало неэффективным и на смену ему в 1995 году пришел стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с, а позже был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с. На данный момент уже в полной мере используется 10 Gigabit Ethernet IEEE 802.3ae, обладающий скоростью в 10 000 Мбит/с. Кроме того, уже имеем разработки направленные на достижение скорости в 100 000 Мбит/с 100 Gigabit Ethernet, но обо всем по порядку.

Очень важной позицией, лежащей в основе стандарта Ethernet, стал формат его кадра. Однако его вариантов существует довольно много. Вот некоторые из них:

Variant I первенец и уже вышедший из применения.
Ethernet Version 2 или Ethernet-кадр II, ещё называемый DIX (аббревиатура первых букв фирм-разработчиков DEC, Intel, Xerox) — наиболее распространена и используется по сей день. Часто используется непосредственно протоколом интернет.
Novell — внутренняя модификация IEEE 802.3 без LLC (Logical Link Control).
Кадр IEEE 802.2 LLC.
Кадр IEEE 802.2 LLC/SNAP.
В качестве дополнения, Ethernet-кадр может содержать тег IEEE 802.1Q, для идентификации VLAN, к которой он адресован, и IEEE 802.1p для указания приоритетности.
Некоторые сетевые карты Ethernet, производимые компанией Hewlett-Packard использовали при работе кадр формата IEEE 802.12, соответствующий стандарту 100VG-AnyLAN.

Для различных типов кадра имеют и различные форматы и значения MTU.

Функциональные элементы технологии Gigabit Ethernet

Отметим, что производители Ethernet-карт и других устройств в основном включают в свою продукцию поддержку нескольких предыдущих стандартов скоростей передачи данных. По умолчанию, используя автоопределение скорости и дуплексности, сами драйвера карты определяют оптимальный режим работы соединения между двумя устройствами, но, обычно, есть и ручной выбор. Так покупая устройство с портом Ethernet 10/100/1000, мы получаем возможность работать по технологиям 10BASE-T, 100BASE-TX, и 1000BASE-T.

Приведем хронологию модификаций Ethernet, разделив их по скоростям передачи.

Первые решения:

Xerox Ethernet — оригинальная технология, скорость 3 Мбит/с, существовала в двух вариантах Version 1 и Version 2, формат кадра последней версии до сих пор имеет широкое применение.
10BROAD36 — широкого распространения не получил. Один из первых стандартов, позволяющий работать на больших расстояниях. Использовал технологию широкополосной модуляции, похожей на ту, что используется в кабельных модемах. В качестве среды передачи данных использовался коаксиальный кабель.
1BASE5 — также известный, как StarLAN, стал первой модификацией Ethernet-технологии, использующей витую пару. Работал на скорости 1 Мбит/с, но не нашёл коммерческого применения.

Более распространенные и оптимизированные для своего времени модификации 10 Мбит/с Ethernet:

10BASE5, IEEE 802. 3 (называемый также «Толстый Ethernet») — первоначальная разработка технологии со скоростью передачи данных 10 Мбит/с. IEEE использует коаксиальный кабель, с волновым сопротивлением 50 Ом (RG-8), с максимальной длиной сегмента 500 метров.
10BASE2, IEEE 802.3a (называемый «Тонкий Ethernet») — используется кабель RG-58, с максимальной длиной сегмента 200 метров. Для присоединения компьютеров друг к другу и подключения кабеля к сетевой карте нужен T-коннектор, а на кабеле должен быть BNC-коннектор. Требуется наличие терминаторов на каждом конце. Многие годы этот стандарт был основным для технологии Ethernet.
StarLAN 10 — Первая разработка, использующая витую пару для передачи данных на скорости 10 Мбит/с. В дальнейшем, эволюционировал в стандарт 10BASE-T.
10BASE-T, IEEE 802.3i — для передачи данных используется 4 провода кабеля витой пары (две скрученные пары) категории 3 или категории 5. Максимальная длина сегмента 100 метров.
FOIRL — (акроним от англ. Fiber-optic inter-repeater link). Базовый стандарт для технологии Ethernet, использующий для передачи данных оптический кабель. Максимальное расстояние передачи данных без повторителя 1 км.
10BASE-F, IEEE 802.3j — Основной термин для обозначения семейства 10 Mбит/с Eethernet-стандартов, использующих оптоволоконный кабель на расстоянии до 2 километров: 10BASE-FL, 10BASE-FB и 10BASE-FP. Из перечисленного только 10BASE-FL получил широкое распространение.
10BASE-FL (Fiber Link) — Улучшенная версия стандарта FOIRL. Улучшение коснулось увеличения длины сегмента до 2 км.
10BASE-FB (Fiber Backbone) — Сейчас неиспользуемый стандарт, предназначался для объединения повторителей в магистраль.
10BASE-FP (Fiber Passive) — Топология «пассивная звезда», в которой не нужны повторители – разработана, но никогда не применялась.

Самый распространенный и недорогой выбор на момент написания статьи Быстрый Ethernet (100 Мбит/с) (Fast Ethernet):

100BASE-T — Основной термин для обозначения одного из трёх стандартов 100 Мбит/с Ethernet, использующий в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента до 100 метров. Включает в себя 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.
100BASE-TX, IEEE 802.3u — Развитие технологии 10BASE-T, используется топология «звезда», задействован кабель витая пара категории 5, в котором фактически используются 2 пары проводников, максимальная скорость передачи данных 100 Мбит/с.
100BASE-T4 — 100 MБит/с Ethernet по кабелю категории 3. Задействованы все 4 пары. Сейчас практически не используется. Передача данных идёт в полудуплексном режиме.
100BASE-T2 — Не используется. 100 Mбит/с Ethernet через кабель категории 3. Используется только 2 пары. Поддерживается полнодуплексный режим передачи, когда сигналы распространяются в противоположных направления по каждой паре. Скорость передачи в одном направлении — 50 Mбит/с.
100BASE-FX — 100 Мбит/с Ethernet с помощью оптоволоконного кабеля. Максимальная длина сегмента 400 метров в полудуплексном режиме (для гарантированного обнаружения коллизий) или 2 километра в полнодуплексном режиме по многомодовому оптическому волокну.
100BASE-LX — 100 Мбит/с Ethernet с помощью оптоволоконного кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по паре одномодовых оптических волокон на длине волны 1310 нм.
100BASE-LX WDM — 100 Мбит/с Ethernet с помощью оптоволоконного кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по одному одномодовому оптическому волокну 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.

Gigabit Ethernet

1000BASE-T, IEEE 802.3ab — Стандарт Ethernet 1 Гбит/с. Используется витая пара категории 5e или категории 6. В передаче данных участвуют все 4 пары. Скорость передачи данных — 250 Мбит/с по одной паре.
1000BASE-TX, — Стандарт Ethernet 1 Гбит/с, использующий только витую пару категории 6. Передающие и принимающие пары разделены физически по две пары в каждом направлении, что существенно упрощает конструкцию приемопередающих устройств. Скорость передачи данных — 500 Мбит/с по одной паре. Практически не используется.
1000Base-X — общий термин для обозначения технологии Гигабит Ethernet со сменными трансиверами GBIC или SFP.
1000BASE-SX, IEEE 802.3z — 1 Гбит/с Ethernet технология использует лазеры с допустимой длиной излучения в пределах диапазона 770-860 нм, мощность излучения передатчика в пределах от -10 до 0 дБм при отношении ON/OFF (сигнал/нет сигнала) не меньше 9 дБ. Чувствительность приемника 17 дБм, насыщение приемника 0 дБм. Используя многомодовое волокно, дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров.
1000BASE-LX, IEEE 802.3z — 1 Гбит/с Ethernet технология использует лазеры с допустимой длиной излучения в пределах диапазона 1270-1355 нм, мощность излучения передатчика в пределах от 13,5 до 3 дБм, при отношении ON/OFF (есть сигнал/нет сигнала) не меньше 9 дБ. Чувствительность приемника 19 дБм, насыщение приемника 3 дБм. При использовании многомодового волокна дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров. Оптимизирована для дальних расстояний, при использовании одномодового волокна (до 40 км).
1000BASE-CX — Технология Гигабит Ethernet для коротких расстояний (до 25 метров), используется специальный медный кабель (Экранированная витая пара (STP)) с волновым сопротивлением 150 Ом. Заменён стандартом 1000BASE-T, и сейчас не используется.
1000BASE-LH (Long Haul) — 1 Гбит/с Ethernet технология, использует одномодовый оптический кабель, дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 километров.

Стандарт	Тип кабеля	Полоса пропускания (не хуже), МГц*Км	Макс. расстояние, м *
1000BASE-LX (лазерный диод 1300 нм)	Одномодовое волокно (9 мкм)	—	5000 **
	Многомодовое волокно (50 мкм)	500	550
	Многомодовое волокно (62,5 мкм)	320	400
1000BASE-SX (лазерный диод 850 нм)	Многомодовое волокно (50 мкм)	400	500
	Многомодовое волокно (62,5 мкм)	200	275
	Многомодовое волокно (62,5 мкм)	160	220
1000BASE-СX	Экранированная витая пара STP (150 ОМ)	—	25
* стандарты 1000BASE-SX и 1000BASE-LX предполагают наличие дуплексного режима ** Оборудование некоторых производителей может обеспечивать большее расстояние, оптические сегменты без промежуточных ретрансляторов/усилителей могут достигать 100 км.

Технические характеристики стандартов 1000Base-X

10 Gigabit Ethernet

Еще достаточно дорогой, но вполне востребованный, новый стандарт 10 Гигабит Ethernet включает в себя семь стандартов физической среды для LAN, MAN и WAN. В настоящее время он описывается поправкой IEEE 802.3a 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.

И наконец, что мы знаем про 100-Gigabit Ethernet (100-GE), еще достаточно сырую, но вполне востребованную технологию.

В апреле 2007 года, после собрания комитета IEEE 802.3 в Оттаве, исследовательской группой Higher Speed Study Group (HSSG) было принято мнение о технических подходах в формировании оптических и медных каналов 100-GE. На данное время окончательно сформирована рабочая группа 802.3ba по разработке спецификации 100-GE.

Как и в предыдущих разработках, стандарт 100-GE будет учитывать не только экономические и технические возможности его осуществления, но и их обратную совместимость с имеющимися системами. На данное время потребность в таких скоростях неоспоримо доказана ведущими компаниями. Постоянно растущие объемы персонализированного контента, в том числе при доставке видео с порталов типа YouTube и других ресурсов, применяющих технологии IPTV и HDTV. Нужно упомянуть также видео по требованию. Все это определяет потребность в 100 Gigabit Ethernet операторов и сервис-провайдеров.

Но на фоне большого выбора старых и перспективно новых технологических подходов в рамках группы Ethernet мы хотим более подробно остановиться на технологии, которая сегодня только приобретает полноценную массовость использования в связи с понижением стоимости ее компонентов. Gigabit Ethernet может полноценно обеспечить работу таких приложений, как потоковое видео, видеоконференции, передача сложных изображений предъявляющих повышенные требования к пропускной способности канал. Преимущества повышения скоростей передачи в корпоративных и домашних сетях становятся все более бесспорным, с падением цен на оборудование такого класса.

Сейчас получил максимальную популярность стандарт IEEE. Принятый в июне 1998 года, он был утвержден как IEEE 802.3z. Но поначалу в качестве среды передачи использовался только оптический кабель. С утверждением в течение последующего года дополнения стандарта 802.3ab средой передачи стала неэкранированная витая пара пятой категории.

Gigabit Ethernet является прямым потомком Ethernet и Fast Ethernet, хорошо зарекомендовавших себя за почти двадцатилетнюю историю, сохранив их надежность и перспективность использования. Наряду с предусмотренной обратной совместимостью с предыдущими решениями (кабельная структура остается неизменной) он обеспечивает теоретическую пропускную способность в 1000 Мбит/сек, что приблизительно равно 120 Мб в секунду. Стоит отметить, что такие возможности практически равны скорости 32-битной шины PCI 33 МГц. Именно поэтому гигабитные адаптеры выпускаются как для 32-битной PCI (33 и 66 МГц), так и для 64-битной шины. Наряду с таким увеличением скорости Gigabit Ethernet унаследовал все предыдущие особенности Ethernet, такие как формат кадров, технологию CSMA/CD (чувствительный к передаче множественный доступ с обнаружением коллизий), полный дуплекс и т.д. Хотя высокие скорости внесли и свои нововведения, но именно в наследовании старых стандартов состоит огромное преимущество и популярность Gigabit Ethernet. Конечно, сейчас предложены и другие решения, такие как ATM и Fibre Channel, но здесь сразу теряется главное преимущество для конечного потребителя. Переход на другую технологию ведет за собой массовую переделку и переоборудование сетей предприятия, тогда как Gigabit Ethernet позволит плавно наращивать скорость и не изменять кабельное хозяйство. Такой подход и позволил Ethernet-технологии занять доминирующее место в области сетевых технологий и завоевать более 80 процентов мирового рынка передачи информации.

Структура построения сети Ethernet с плавным переходам на более высокие скорости передачи данных .

Изначально все стандарты Ethernet разрабатывались с использованием в качестве среды передачи только оптического кабеля — так и Gigabit Ethernet получил интерфейс 1000BASE-X. Он основывается на стандарте физического уровня Fibre Channel (это технология взаимодействия рабочих станций, устройств хранения данных и периферийных узлов). Так как эта технология уже была одобрена ранее, такое заимствование сильно сократило время на разработку стандарта Gigabit Ethernet. 1000BASE-X

Нас, как и простого обывателя, больше заинтересовал 1000Base-CX в виду его работы на экранированной витой паре (STP «twinax») на короткие расстояния и 1000BASE-T для неэкранированной витой пары категории 5. Главным отличием 1000BASE-T от Fast Ethernet 100BASE-TX стало то, что используются все четыре пары (в 100BASE-TX использовались только две). Каждая пара при этом может передавать данные со скоростью 250 Мбит/сек. Стандарт обеспечивает дуплексную передачу, причем поток по каждой паре обеспечивается в двух направлениях одновременно. В связи с сильными помехами при такой передаче технически реализовать гигабитную передачу по витой паре было намного сложнее, чем в 100BASE-TX, что потребовало разработки специальной скремблированной помехоустойчивой передачи, а также интеллектуального узла распознавания и восстановления сигнала на приеме. В качестве метода кодирования в стандарте 1000BASE-T было использовано 5-уровневое импульсно-амплитудное кодирование PAM-5.

Критерии по выбору кабеля тоже стали более жесткими. Для уменьшения наводок, однонаправленной передачи, возвратных потерь, задержек и фазового сдвига, была принята к использованию категория 5e для неэкранированной витой пары.

Обжим кабеля для 1000BASE-T производится по одной из следующих схем:

Прямой (straight-through) кабель.

Перекрестный (crossover) кабель.

Схемы обжима кабеля для 1000BASE-T

Нововведения коснулись и уровня MAC-стандарта 1000BASE-T. В Ethernet-сетях максимальное расстояние между станциями (коллизионный домен) определяется исходя из минимального размера кадра (в стандарте Ethernet IEEE 802.3 он равнялся 64 байтам). Максимальная длина сегмента должна быть такой, чтобы передающая станция могла обнаружить коллизию до окончания передачи кадра (сигнал должен успеть пройти в другой конец сегмента и вернуться обратно). Соответственно, при увеличении скорости передачи нужно либо увеличивать размер кадра, тем самым увеличивая минимальное время на передачу кадра, либо уменьшать диаметр коллизионного домена.

При переходе к Fast Ethernet воспользовались вторым вариантом и сократили диаметр сегмента. В Gigabit Ethernet это было неприемлемо. Ведь в этом случае стандарт, наследовавший такие составляющие Fast Ethernet, как минимальный размер кадра, CSMA/CD и время обнаружения коллизии (time slot), сможет работать в коллизионных доменах диаметром не более 20 метров. Поэтому было предложено увеличить время на передачу минимального кадра. Учитывая, что для совместимости с предыдущими Ethernet минимальный размер кадра был оставлен прежним — 64 байта, а к кадру добавилось дополнительное поле carrier extension (расширение носителя), которое дополняет кадр до 512 байт, но поле не добавляется в случае, когда размер кадра больше 512 байт. Таким образом, результирующий минимальный размер кадра получился равным 512 байтам, время на обнаружение коллизии возросло, и диаметр сегмента увеличился до тех же 200 метров (в случае 1000BASE-T). Символы в поле carrier extension не несут смысловой нагрузки, контрольная сумма для них не вычисляется. При приеме кадра это поле отбрасывается еще на уровне MAC, поэтому вышележащие уровни продолжают работать с минимальными кадрами длиной 64 байта.

Но и тут возникли подводные камни. Хоть расширение носителя и позволило сохранить совместимость с предыдущими стандартами, оно привело к неоправданной трате полосы пропускания. Потери могут достигать 448 байт (512-64) на кадр в случае коротких кадров. Поэтому стандарт 1000BASE-T был модернизирован — ввели понятие Packet Bursting (пакетная перегруженность). Она позволяет намного эффектней использовать поле расширения. А работает это следующим образом: если у адаптера или коммутатора есть несколько небольших кадров, требующих отправки, то первый из них отправляется стандартным образом, с добавлением поля расширения до 512 байт. А все последующие отправляются в оригинальном виде (без поля расширения), с минимальным интервалом между ними в 96 бит. И, что самое главное, этот межкадровый интервал заполняется символами расширения носителя. Это происходит до тех пор, пока суммарный размер отправляемых кадров не достигнет предела 1518 байт. Таким образом, среда не замолкает на всем протяжении передачи малых кадров, поэтому коллизия может возникнуть только на первом этапе, при передаче первого правильного малого кадра с полем расширения носителя (размером 512 байт). Этот механизм позволяет существенно повысить производительность сети, особенно при больших нагрузках, за счет уменьшения вероятности возникновения коллизий.

Но и этого оказалось мало. Сначала Gigabit Ethernet поддерживал только стандартные размеры кадров Ethernet — от минимального 64 (дополняемых до 512) до максимального 1518 байт. Из них 18 байт занимает стандартный служебный заголовок, а для данных остается от 46 до 1500 байт соответственно. Но даже пакет данных размером 1500 байт слишком мал в случае гигабитной сети. Особенно для серверов, передающих большие объемы данных. Давайте немного посчитаем. Для передачи файла размером 1 гигабайт по незагруженной Fast Ethernet сети, сервер обрабатывает 8200 пакетов/сек и затрачивает на это минимум 11 секунд. В этом случае только на обработку прерываний у компьютера мощностью 200 MIPS уйдет около 10 процентов времени. Ведь центральный процессор должен обработать (посчитать контрольную сумму, передать данные в память) каждый пришедший пакет.

Скорость	10 Мбит/сек		100 Мбит/сек		1000 Мбит/сек
Размер кадра	64 байта	1518 байт	64 байта	1518 байт	64 байта	1518 байт
Кадры/сек	14. 8K	812	148K	8,1K	1,48M	81K
Скорость передачи данных, Мбит/сек	5,5	9,8	55	98	550	980
Интервал между кадрами, мкс	67	1200	6,7	120	0,7	12

Характеристики передачи сетей Ethernet.

В гигабитных сетях ситуация еще печальней — нагрузка на процессор возрастает примерно на порядок из-за сокращения временного интервала между кадрами и соответственно запросами на прерывания к процессору. Из таблицы 1 видно, что даже в наилучших условиях (использование кадров максимального размера) кадры отстоят друг от друга на временной интервал, не превышающий 12 мкс. В случае использования кадров меньшего размера этот временной интервал только уменьшается. Поэтому в гигабитных сетях узким местом, как ни странно, стал именно этап обработки кадров процессором. Поэтому на заре становления Gigabit Ethernet фактические скорости передачи были далеки от теоретического максимума — процессоры просто не справлялись с нагрузкой.

Очевидным выходом из сложившейся ситуации является следующее:

увеличение временного интервала между кадрами;
перекладывание части нагрузки обработки кадров с центрального процессора на сам сетевой адаптер.

В настоящее время реализованы оба метода. В 1999 году было предложено увеличить размер пакета. Такие пакеты получили название гига-кадры (Jumbo Frames), и их размер мог быть от 1518 до 9018 байт (в настоящее время оборудование от некоторых производителей поддерживает и большие размеры гига-кадров). Jumbo Frames позволили уменьшить нагрузку на центральный процессор до 6 раз (пропорционально своему размеру) и, таким образом, значительно повысить производительность. Например, максимальный пакет Jumbo Frame в 9018 байт, кроме 18-байтового заголовка, содержит 9000 байт под данные, что соответствует шести стандартным максимальным кадрам Ethernet. Выигрыш в производительности достигается не из-за избавления от нескольких служебных заголовков (трафик от их передачи не превышает нескольких процентов общей пропускной способности), а за счет уменьшения времени на обработку такого кадра. Точнее, время на обработку кадра осталось прежним, но вместо нескольких небольших кадров, каждый из которых потребовал бы для себя N тактов процессора и одно прерывание, мы обрабатываем только один, больший кадр.

Довольно быстро развивающийся мир скорости обработки информации предоставляет все более быстрые и недорогие решения по использованию специальных аппаратных средств, для снятия части нагрузки по обработке трафика с центрального процессора. Используется и технология буферизации, обеспечивающая прерывание процессора для обработки нескольких кадров сразу. На данное время технология Gigabit Ethernet становится все более доступной для использования в домашних условиях, что напрямую заинтересует простого пользователя. Более быстрый доступ к домашним ресурсам обеспечит качественный просмотр видео большого разрешения, займет меньше времени для перераспределения информации и, наконец, позволит вживую кодировать видеопотоки на сетевые диски.

Автор: Валерий Паровышник

При подготовке статьи использовались метериалы ресурсов http://www.ixbt.com/ и http://www.wikipedia.org/.

Ethernet-коммутатор MES1124MB,24 порта 10/100 Base-T,4 порта 10/100/1000 Base-T/1000Base-X (SFP),L2, 220V AC, 12V DC

Увеличить

Цена по запросу.

коммутаторы L2
поддержка стекирования
поддержка Multicast (IGMP, IGMP snooping, MVR)
расширенные функции безопасности (L2-L4 ACL,IP Source address guard, Dynamic ARP Inspection и др.)
бесперебойное питание от АКБ
эффективная защита от скачков напряжения

Коммутаторы доступа MES – управляемые коммутаторы уровня L2, которые имеют 24 порта 10/100/1000Base-T и комбинированные порты 1000Base-T/Base-X.

Коммутаторы осуществляют подключение конечных пользователей к сети крупных предприятий, предприятий малого и среднего бизнеса и к сетям операторов

связи с помощью интерфейсов Fast и Gigabit Ethernet. Функциональные возможности коммутатора обеспечивают физическое стекирование, поддержку виртуальных

локальных сетей, многоадресных групп рассылки и расширенные функции безопасности.

Бесперебойное питание

Коммутатор MES2124MB имеет возможность подключения аккумуляторной батареи для обеспечения гарантированного питания в случае попадания первичной сети 220В. Коммутатор оснащен блоком питания, который позволяет заряжать АКБ при наличии питания 220В. Система резервного питания позволяет следить за состоянием первичной сети и извещать о переходе с одного типа питания на другой.

Эффективная защита от скачков напряжения

В коммутаторах MES используется технология эффективной защиты от скачков напряжения питания (до 6 kV), вызванного грозовыми разрядами.

Отложить

Сравнить

Артикул: MES1124MB_AC Категории: Ethernet коммутаторы доступа, Оборудование Eltex Метки: eltex, l2, коммутатор доступа

Описание
Отзывы (0)
Доставка и Оплата

Описание

Функции интерфейсов

Защита от блокировки очереди (HOL)
Поддержка обратного давления (Back pressure)
Поддержка Auto MDI/MDIX
Поддержка сверхдлинных кадров (Jumbo frames)
Управление потоком (IEEE 802.3X)
Зеркалирование портов (Port mirroring)
Стекирование, до 4 устройств в стеке

Функции при работе с МAC-адресами

Таблица MAC-адресов 16K
Независимый режим обучения в каждой VLAN
Поддержка многоадресной рассылки (MAC Multicast Support)
Регулируемое время хранения MAC-адресов
Статические записи MAC (Static MAC Entries)

Поддержка VLAN

До 4K VLAN
Поддержка Voice VLAN
Поддержка 802. 1Q
Поддержка Q-in-Q
Поддержка Selective Q-in-Q
Поддержка GVRP

Функции L2 Multicast

Поддержка 1K групп
Поддержка профилей Multicast
Поддержка статических Mullticast групп
Поддержка IGMP Snooping v1,2,3
Поддержка IGMP snooping Fast Leave на основе порта/хоста
Поддержка авторизации IGMP через RADIUS
Поддержка MLD Snooping v1,2
Поддержка IGMP Querier
Поддержка MVR

Функции L2

Поддержка протокола STP (Spanning Tree Protocol, IEEE 802.1d)
Поддержка Spanning Tree Fast Link option
Поддержка STP Mulitprocess (32 независимых STP процесса)
Поддержка RSTP (Rapid spaning tree protocol)
Поддержка MSTP (Multiple Spanning Tree, IEEE802.1s)
Поддержка EAPS
Поддержка STP Root Guard
Поддержка BPDU Filtering
Поддержка STP BPDU Guard
Поддержка Per-device Loopback Detection (LBD)
Поддержка G. 8032v2 (ERPS)

Функции Link Aggregation

Создание групп LAG
Объединение каналов с использованием LACP
Поддержка LAG Balancing Algorithm

Поддержка IPv6

Функциональность IPv6 Host
Совместное использование IPv4, IPv6

Сервисные функции

Виртуальное тестирование кабеля (VCT)
Диагностика оптического трансивера
Green Ethernet

Функции обеспечения безопасности

DHCP snooping
Опция 82 протокола DHCP
IP Source address guard
Dynamic ARP Inspection (Protection)
Поддержка sFlow
Проверка подлинности на основе MAC-адреса, ограничение количества MAC-адресов, статические MAC-адреса
Проверка подлинности по портам на основе 802.1x
Guest VLAN
Система предотвращения DoS атак
Сегментация трафика
Защита от несанкционированных DHCP серверов
Фильтрация DHCP клиентов
Предотвращение атак BPDU
Фильтрация NetBIOS/NetBEUI
PPPoE Intermidiate agent

Списки управления доступом ACL

L2-L3-L4 ACL (Access Control List)
Поддержка Time-Based ACL
IPv6 ACL
до 512 правил доступа
ACL на основе:

– Порта коммутатора

– Приоритета 802. 1p

– VLAN ID

– Ether type

– DSCP

– Типа протокола

– Номера порта TCP/UDP

– Содержимого пакета, определяемого пользователем (User Defined Bytes)

Поддержка режима работы ACL-ONLY, c увеличенным количеством ресурсов коммутатора под ACL

Основные функции качества обслуживания (QoS) и ограничения скорости

Поддержка QoS/CoS
Статистика QoS
Ограничение скорости на портах (shaping, policing)
Поддержка до 4 приоритетных очередей
Поддержка класса обслуживания 802.1p
Защита от широковещательного «шторма»
Управление полосой пропускания
Обработка очередей по алгоритмам Strict/Weighted Round Robin (WRR) priority
Три цвета маркировки
Классификация трафика на основании ACL
Назначение меток CoS/DSCP на основании ACL

Отзывы (0)

Доставка и Оплата

Медиаконвертер SNR-CVT-100A-V3 10/100Base-T / 100Base-FX, Tx/Rx: 1310/1550нм, V3

Каталог товаров

Кабели Витая пара
Для помещений 2 пары
Для помещений 4 пары
Для уличной прокладки 2 пары
Для уличной прокладки 4 пары
Для помещений с оболочкой LSZH
Подвесной с тросом
Многопарный для помещений
Многопарный для улицы и канализации
Патчкорды медные UTP
Кабели Оптические
Подвесные абонентские ДРОП COVLINE
Подвесные абонентские ДРОП
Для помещений
Для канализации в трубы
Подвесные с тросом
Подвесные самонесущие
Бронированные в канализацию
Бронированные в грунт
Для канализации с медными жилами
Подвесные с тросом с медными жилами
Бронированные универсальные
Кабельные сборки оптические
Универсальные распределительные IN/OUT
Бронированные гибкие IN/OUT
Патчкорды ОПТИЧЕСКИЕ
Кабели Медные
Кабели Акустические
Кабели Видеонаблюдения
Кабели Коаксиальные
Кабели Систем связи и Сигнализации
Кабели Охранной и Пожарной сигнализации
Кабели Cиловые
Кабели Заземления
Кабельные катушки
Кроссовое оборудование
Гильзы КДЗС
Кабельные сборки
Климатические телекоммуникационные шкафы и аксессуары
Ключницы
Коробки под плинты
Кроссы оптические стоечные 19″
Кронштейны для крепления муфт
Крепеж (винты, гайки, рейки)
Комплекты ввода для муфт. Ремкомплекты. Герметик. Аксессуары
Муфты оптические тупиковые
Муфты-кроссы оптические
Муфты оптические проходные
Настенные телекоммуникационные шкафы
Напольные телекоммуникационные шкафы
Настенные оптические боксы
Настенные боксы FTTH
Органайзеры для стоек и шкафов
Патч-панели RJ-45 19″
Патчкорды медные UTP
Патчкорды ОПТИЧЕСКИЕ
Пигтейлы
Плинты, рамы
Полки / Аксессуары для стоек и шкафов
Рамы настенные монтажные 19″
Розетки оптические настенные абонентские
Розетки оптические проходные
Сплайс-кассеты
Сплиттеры оптические
Стеллажи
Стойки открытые
Термоусадочные трубки (ТУТ)
Термоусаживаемые колпачки
Инструменты для монтажа
Бандаж кабеля
Бахилы
Буры по бетону
Верхолазные работы
Грозозащиты
Домкраты кабельные
Делители АНТЕННЫЕ
Дюбель-гвозди
Изолента
Инструменты НАБОРЫ
Инструменты для зачистки
Инструменты для резки
Инструменты монтажные
Инструменты обжимные
Кабель-каналы
Коннекторы, соединители ОПТИКА
Коннекторы, соединители LAN
Коннекторы, переходники АНТЕННЫЕ
Коробки разветвительные
Лента сигнальная / оградительная
Лестницы, стремянки
Маркеры кабельные / Бирки
Металлорукава
Мини УЗК / УЗК
Муфты прямые полиэтиленовые
Паяльники
Перчатки х/б
Пистолеты клеевые
Пломбы номерные
Приспособления для очистки коннекторов / волокон
Розетки RJ-45
Скобы с гвоздём
Стретч-плёнка
Спирт, D-Gel
Сумки и пояса для инструмента
Тестеры кабельные / Мультиметры
Труб держатели
Трубы гофрированные ПВХ, ПНД
Фонари
Химия и смазочные материалы
Хомуты нейлоновые (стяжки)
Хомуты из нержавеющей стали (стяжки)
Чулки монтажные кабельные
Ящики для инструментов
Профессиональные инструменты KNIPEX (Германия)
Шарнирно-губцевый инструмент
Инструменты для зачистки и снятия изоляции
Инструменты для опрессовки
Инструментальные чемоданы и сумки
Ножницы и резаки
Наборы инструментов
Ключи для электрошкафов
Оборудование для GPON, GEPON, FTTH
Модули SFP xPON
Оптические терминалы GEPON
Сплиттеры оптические
Распределительные боксы FTTH
Розетки абонентские
Видеощупы цифровые
Визуальные локаторы дефектов волокна
Зажимы натяжные
Катушки нормализующие
Кабельные вводы
Рефлектометры
Тестеры оптические
Измерители оптической мощности
Сварочные аппараты и аксессуары
Сварочные аппараты
Скалыватели оптического волокна
Электроды
Аккумуляторные батареи
Сетевое оборудование
3G и 4G интернет комплекты
Коммутаторы
Коммутаторы PoE
Медиаконвертеры
Модули SFP
Модули SFP+
Модули SFP xPON
Роутеры Wi-Fi 3G/4G LTE
Шасси для конвертеров
Узлы крепления, подвесы
Анкеры
Арматура СИП до 1кВ
Гайки, шайбы
Зажимы и коуши для троса
Зажимы натяжные анкерные
Зажимы поддерживающие
Зажимы спиральные
Карабины, скобы
Кронштейны антенные
Лебедки
Лента, замки, клещи
Талрепы
Тросы стальные, Спирали
Трубостойки
Узлы крепления
Устройства для запаса кабеля УПМК
Шпильки
Электрооборудование
Автоматические выключатели
Аккумуляторные батареи Delta
Боксы для автоматических выключателей
Батарейки
Блоки розеток 19″
Вилки, розетки
Источники бесперебойного питания (ИБП)
Клеммы, соединители, зажимы
Колодки удлинителя
Кабели заземления
Кабели силовые
Прожекторы светодиодные
Сетевые фильтры, удлинители
Счётчики электрической энергии
Шнуры сетевые
Шины заземления
Щиты распределительные
DIN-рейки
Ящики антивандальные
Распашные навесные малые
Распашные навесные большие
Пеналы навесные
Распашные напольные на 26U
Щиты с монтажной панелью всепогодные
Товары со скидкой
Кабели оптические
Патчкорды оптические
Ящики антивандальные

0Избранные0Сравнение

✖

ВНИМАНИЕ! Отмотка кабеля заканчивается за пол часа до закрытия склада.

Адрес склада:

Москва, Волоколамское шоссе, 142
Координаты для навигатора:
55.830012, 37.371102 На карте

Часы работы:

Понедельник — пятница
с 8:30 до 17:30

Адрес склада:

Санкт-Петербург, ул. Минеральная, д.31
Координаты для навигатора:
59.966493, 30.360149 На карте

Часы работы:

Понедельник — пятница
с 8:30 до 17:30

100Base T — Что такое 100Base T (Fast Ethernet)? Тип 100Base T

Fast Ethernet основан на витой паре и оптоволоконных системах передачи данных и обеспечивает высокоскоростные сетевые каналы для использования в магистральных системах. Стандарт Fast Ethernet использует особый протокол, называемый протоколом автоматического согласования, который позволяет создавать многоскоростные интерфейсы Ethernet. В этом разделе рассматривается 100BaseT.

Чтобы ускорить исходную систему Ethernet до 100 Мбит/с, сохранив исходный механизм управления доступом к среде CSMA/CD как есть. Этот подход называется 100Base-T Fast Ethernet. 100BaseT — это спецификация IEEE для реализации Ethernet со скоростью 100 Мбит/с по кабелям с неэкранированной витой парой (UTP) и экранированной витой парой (STP).

В этом руководстве мы рассмотрим следующие темы:

100BaseT

100BaseT — это стандарт высокоскоростной локальной сети, который считается разновидностью 10BaseT. 100BaseT использует существующую спецификацию IEEE 802.3 CSMA/CD. В результате 100BaseT сохраняет формат кадра IEEE 802.3, размер и механизм обнаружения ошибок. Кроме того, он поддерживает все приложения и сетевое программное обеспечение, которые в настоящее время работают в сетях 802.3. 100BaseT поддерживает двойную скорость 10 и 100 Мбит/с с использованием импульсов быстрой связи 100BaseT (FLP). Концентраторы 100BaseT должны обнаруживать двойные скорости, как и концентраторы Token H. ing4/16, но платы адаптера могут поддерживать 10 Мбит/с, 100 Мбит/с или обе скорости. По сравнению со спецификациями 10 Мбит/с системы со скоростью 100 Мбит/с имеют десятикратное сокращение времени передачи битов, то есть времени, необходимого для передачи бита по каналу Ethernet. Это дает десятикратное увеличение скорости пакетов по медиасистеме. Однако другие важные аспекты системы Ethernet, такие как формат фрейма, объем данных, который может нести фрейм, и механизм управления доступом к среде, не изменились. Fast Ethernet предоставляет механизм, называемый автосогласованием, для установки скорости передачи. Это позволяет поставщикам предоставлять двухскоростные интерфейсы Ethernet, которые могут быть установлены и автоматически работать на скорости 10 или 100 Мбит/с.

Физическая среда 100BaseT

Существует три типа среды Fast Ethernet для передачи сигналов Ethernet со скоростью 100 Мбит/с. Это:

100BaseT4

100BaseTX

100BaseFX

Имя каждого типа носителя состоит из трех частей. Первая часть, «100», означает скорость передачи данных 100 Мбит/с. «Base» означает «основной диапазон», который является типом сигнализации. Сигнализация базовой полосы просто означает, что сигналы Ethernet являются единственными сигналами, передаваемыми через мультимедийную систему. В третьей части указывается тип сегмента. Тип сегмента «T4» представляет собой сегмент с витой парой, в котором используются четыре пары витых пар телефонного класса. Тип сегмента «TX» представляет собой сегмент витой пары, который использует две пары проводов и основан на стандарте физической среды для витой пары, разработанном ANSI. Тип сегмента «FX» — это сегмент оптоволоконной линии связи, основанный на стандарте оптоволоконной физической среды, разработанном ANSI, и в котором используются две жилы оптоволоконного кабеля. Стандарты среды TX и FX вместе известны как 100BaseX. Стандарты среды 100BaseTX и 100BaseFX, используемые в Fast Ethernet, заимствованы из стандартов физических носителей, впервые разработанных ANSI, Американским национальным институтом стандартов. Стандарты физических носителей ANSI изначально были разработаны для стандарта LAN для волоконно-оптического интерфейса распределенных данных (FODI) (стандарт ANSI X3T9)..5) и широко используются в локальных сетях FDDI. Стандарт T4 был предоставлен, чтобы сделать возможным использование витой пары более низкого качества для сигналов Ethernet со скоростью 100 Мбит/с.

Тип 100Base T

100BaseT можно разделить на 100BaseTX, 100BaseT4 и 100BaseFX в зависимости от типа используемой среды передачи, как описано выше. Две пары UTP категории 5, четыре пары UTP категории 3 и оптоволоконный кабель используются для 100BaseTX, 100BaseT4 и 100BaseFX соответственно. Этот стандарт определен в IEEE802.3u.

Аппаратная конфигурация 100BaseTx. Как и в случае со 100Baset, терминалы подключаются к концентратору с помощью 100BaseTx. Для подключения используются CatS UTP. 100BaseTx был разработан на основе 10BaseT для обеспечения более высокой скорости передачи, поставщики могут легко разработать периферийное оборудование для 100BaseTx. Практически все концентраторы и сетевые карты для 100BaseTx также можно использовать для 10BaseT.

Аппаратная конфигурация 100BaseT4. Это то же самое, что и для 100BaseTx. Для подключения используются Cat3 UTP. Хотя первоначально кабели этого типа предназначались для использования в качестве линий передачи на скорости 10 Мбит/с, теперь они обеспечивают скорость передачи 100 Мбит/с благодаря специальным устройствам, включая улучшенную обработку сигнала и одновременное использование трех из четырех пар для передачи или приема. Это позволяет без проблем установить локальную сеть со скоростью 100 Мбит/с без необходимости замены кабелей 10BaseT. Однако эти кабели должны быть четырехпарными.

Аппаратная конфигурация 100BaseFx. Разъем SC с нажимным замком рекомендуется для использования в качестве интерфейсного разъема. Однако некоторые другие разъемы, включая разъем ST, также определяются как опции. Для каждого соединения требуется два оптоволоконных кабеля, один для передачи, а другой для приема.

Механизм соединения 100BaseT

Основными компонентами сети 100BaseT являются физическая среда, независимый от среды интерфейс (MII), независимый от среды интерфейс (MDI) и устройство физического уровня (PHY). MII используется с внешним приемопередатчиком со скоростью 100 Мбит/с для подключения устройства Ethernet со скоростью 100 Мбит/с к любому из трех типов носителей. MII имеет 40-контактный штекер и кабель длиной до 0,5 метра. MDI представляет собой механический и электрический интерфейс между средой передачи и устройством физического уровня. PHY обеспечивает работу на скорости 10 или 100 Мбит/с и может представлять собой набор интегральных схем на порту Ethernet или внешнее устройство, поставляемое с кабелем MII, который подключается к порту MII на устройстве 100BaseT. PHY выполняет функции трансивер.

На рисунке показано типовое подключение станции. DTE (компьютер) содержит интерфейс Ethernet, который формирует и отправляет кадры Ethernet, переносящие данные между компьютерами, подключенными к сети. Интерфейс Ethernet подключается к физической среде с помощью набора оборудования, которое может включать независимый от среды кабель и интерфейс физического уровня (приемопередатчик) с соответствующим MDI (разъем типа RJ45 для витой пары или оптоволоконный разъем). Интерфейс или порт ретранслятора также могут быть спроектированы так, чтобы включать внутреннюю электронику PHY, и в этом случае конструкция MDI зависит от типа используемой физической среды. Каждый тип носителя в системе Fast Ethernet имеет отдельный PHY и MDI, специально разработанный и подключенный для использования в сегменте этого типа.

100BaseT Operation

100BaseT и 10 Base T используют одни и те же методы доступа IEEE 802.3MAC и обнаружения коллизий , а также имеют одинаковые требования к формату кадра и длине. Основное различие между 100BaseT и 10BaseT (кроме очевидной разницы в скорости) — это диаметр сети . Максимальный диаметр сети 100BaseT составляет 205 метров, что примерно в 10 раз меньше, чем у 10Mbps Ethernet. Уменьшение диаметра сети 100BaseT необходимо, поскольку 100BaseT использует тот же механизм обнаружения коллизий, что и 10BaseT. В 10BaseT ограничения по расстоянию определены таким образом, что станция при передаче наименьшего допустимого размера кадра (64 байта) знает, что произошла коллизия с другой отправляющей станцией, расположенной в самой дальней точке домена. Чтобы достичь повышенной пропускной способности 100BaseT, необходимо уменьшить размер домена коллизий. Это связано с тем, что скорость распространения среды не изменилась, поэтому станция, передающая в 10 раз быстрее, должна иметь максимальное расстояние в 10 раз меньше.

Опция автосогласования 100baseT

Сети 100BaseT поддерживают дополнительную функцию, называемую автосогласованием . Эта функция позволяет устройству и концентратору обмениваться информацией (используя FLP 100BaseT) о своих возможностях, тем самым создавая оптимальную среду связи. Автосогласование поддерживает ряд возможностей. Вот некоторые из них:

Согласование скорости для устройств, поддерживающих работу как на 10, так и на 100 Мбит/с.
Полнодуплексный режим работы для устройств, поддерживающих вышеуказанные скорости связи.
Обеспечивает автоматическую настройку сигнализации для станций 100BaseT4 и 100BaseTX.

На рисунке показаны характеристики системы 100BaseT.

Сегменты 100BaseTX

100BaseTX основан на спецификации TP-PMD Американского национального института стандартов (ANSI) для витой пары и физической среды. ANSI TP-PMD поддерживает кабели с неэкранированной витой парой и экранированной витой парой. Компонентами, используемыми для построения сегмента витой пары 100Base-TX, являются сетевая среда, повторители 100BaseTX, перекрестная разводка 100BaseTX и тест целостности канала 100Base-TX.

Сегменты Ethernet 100Base-TX определяются как сегментов канала в спецификациях Ethernet. Сегмент канала формально определяется как двухточечная среда, которая соединяет два и только два MDI. Наименьшая сеть, построенная с сегментом канала, будет состоять из двух компьютеров, по одному на каждом конце сегмента канала. В более типичной установке используются составные концентраторы повторителей или концентраторы с коммутацией пакетов, чтобы обеспечить соединение между большим количеством сегментов канала. Интерфейс Ethernet подключен к компьютеру на одном конце сегмента канала, а другой конец сегмента канала подключен к концентратору. Таким образом, многие сегменты канала со связанными с ними компьютерами могут быть подключены к портам концентратора, и все компьютеры обмениваются данными через концентратор.

Спецификации 100BaseTX допускают использование сегмента до 100 метров. Два 100-метровых сегмента 100BaseTX могут быть соединены вместе через один повторитель. Это обеспечивает систему с общим диаметром 200 метров между узлами. Физическая топология, поддерживаемая сегментами витой пары, представляет собой звезду . В этой топологии к концентратору подключен набор сегментов канала, исходящих от концентратора к компьютерам подобно лучам звезды.

100BaseFX сегментов

Набор компонентов, необходимых для создания оптоволоконного сегмента 100BaseFX, включает среду передачи, разъемы MDI и повторители 100BaseFX. Обратите внимание, что хотя один сегмент 100BaseFX может иметь длину до 412 метров, при отсутствии повторителей максимальное расстояние между компьютерами будет меньше. Существует два типа повторителей, используемых для соединения сегментов 100BaseFX. Это повторители класса I и II. Если для соединения оптоволоконных сегментов используется один повторитель класса II, то максимальное расстояние между любыми двумя узлами, связанными со всеми оптоволоконными сегментами, может составлять 320 метров. Это максимальное расстояние также называется максимальный диаметр области коллизий. Если используется один повторитель класса I, то максимальное расстояние между DTE, подключенными ко всем сегментам оптоволокна, может составлять 272 метра. Наконец, если используются два повторителя класса II, максимальное расстояние между двумя DTE, подключенными ко всем сегментам оптоволокна, может составлять 228 метров. Физическая топология, поддерживаемая сегментами оптоволоконной линии связи, представляет собой звезду .

Приложение Ethernet 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T

Получите больше информации о своих проектах Ethernet с измерением и анализом физического уровня 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T на DPO/MSO70000C/DX /SX, DPO7000C и осциллографы серий DPO/MSO5000. Сочетание осциллографа, программного обеспечения для испытаний на соответствие TekExpress Ethernet (CMENET3) и широкого спектра доступных аналоговых пробников позволяет выполнять детальную и точную проверку ваших проектов. Наряду с тестами на физическом уровне решение для тестирования Ethernet также позволяет получить представление об уровне протокола (опция SR-ENET на осциллографах серий DPO/MSO70000C/DX/SX, DPO7000C и DPO/MSO5000 и опция DPO4ENET на осциллографах серии MDO4000). .

Основные характеристики

Приложение CMENET3 TekExpress для тестирования на соответствие стандарту Ethernet
- Комплексное тестирование Ethernet PHY с поддержкой нескольких скоростей и улучшенная функциональная совместимость
- Измерения во временной и частотной областях можно выполнять с помощью одного прибора
- Измерения джиттера и временных характеристик могут быть настроены с фильтрами и без них
- Тестирование амплитуды и спада характеристик передатчика
- Подробные отчеты о тестировании с результатами измерений, статусом «годен/не годен», запасом теста и изображениями формы сигнала для конкретного теста
- Настройка параметров теста и пределы для отладки и характеризации
- Настройка нескольких прогонов тестов и анализ результатов
- Предварительный просмотр формы сигнала тестового режима перед запуском тестов
- Дополнительные пиковые искажения в зависимости от смещения фазы и значения ошибки в зависимости от числа для тестов искажений 1000BASE-T и поиск стандартов Ethernet 10BASE-T и 100BASE-TX
- Предназначен для использования с осциллографами серий MSO/DPO5000, DPO7000C и DPO/MSO70000C/DX/SX

Запуск и анализ протокола DPO4ENET
- Automated trigger, decode, and search for 10BASE-T and 100BASE-TX Ethernet standards
- Designed for use with MDO4000 Series Oscilloscopes

Applications

10BASE-T Ethernet
100BASE-TX Ethernet
1000BASE -T Ethernet

CMENET3 Автоматизированное тестирование на соответствие физическому уровню Ethernet

Тестирование на соответствие Ethernet сопряжено с некоторыми уникальными проблемами измерения: .

Для каждого варианта Ethernet требуются обратные потери и шаблонные тесты:

Стандарт 10BASE-T требует 22 тестов на порт с отказоустойчивостью и CMRR
Стандарт 100BASE-TX требует 12 тестов на порт с CMRR
1000BASE-T Стандарт требует 80 тестов на порт с BER, а CMRR

Большое количество отдельных тестов с тестированием на соответствие требует больше времени на настройку и измерение. Это затрудняет быстрое получение воспроизводимых результатов измерений.

Выполнение измерений обратных потерь с помощью векторного анализатора цепей может быть дорогостоящим. Запатентованный Tektronix метод использует генератор сигналов произвольной формы (AFG) и осциллограф, что является экономичным и точным.

Графики 85 Ом/100 Ом/115 Ом с таблицей запасов для измерения обратных потерь 1000BASE-T.

Автоматизированные тесты физического уровня Ethernet

Чтобы обеспечить надежную передачу информации по сети, отраслевые стандарты определяют требования к физическому уровню сети. Программное обеспечение для проверки соответствия Ethernet CMENET3 автоматизирует испытания физического уровня Ethernet для 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T в соответствии со стандартами IEEE 802.3-2000 и ANSI X3.263-19.95 стандартов. Набор тестов включает основные тесты PMA и MDI, такие как шаблон, искажение, обратные потери, джиттер и синфазное напряжение.

1000 Тест шаблона BASE-T (без устройства Disturber) в точке A.

Тесты амплитудной области

Согласно отраслевым стандартам сигналы должны иметь амплитуды в пределах заданных диапазонов для обеспечения совместимости между устройствами. Тесты амплитуды варьируются в зависимости от скорости сигнала, но включают такие параметры, как пиковая или размаховая амплитуда, перерегулирование, синфазное напряжение и положительная/отрицательная симметрия импульса.

Проверка обратных потерь

Возвратные потери кабельной системы также могут повлиять на совместимость. Стандарты определяют минимальное затухание отраженного сигнала по отношению к падающему сигналу. Тест на возвратные потери измеряет импеданс, как правило, в диапазоне 100 Ом ±15%. Приложение TekExpress Ethernet изобретательно выполняет тест на возвратные потери для импедансов 85, 100 и 115 Ом (111 Ом для 10BASE-T) в соответствии со стандартами.

Тесты во временной области

Временные параметры сигналов также определяются стандартами. Тесты включают в себя временные измерения, такие как время нарастания, время спада, а также разницу или симметрию между временем нарастания и спада.

Тесты джиттера

Тесты джиттера определяют временные изменения фронтов сигнала с использованием заданных тестовых шаблонов. Измерения джиттера включают влияние искажений рабочего цикла и дрейфа базовой линии. Джиттер определяется путем накопления сигналов и измерения ширины накопленных точек на пересечении глаз. Размах джиттера выводится из минимальных и максимальных значений в хвостах гистограммы для 10BASE-T и 100BASE-TX, а также из использования метода ошибки временного интервала (TIE) для 100BASE-TX и 1000BASE-T.

Шаблонные тесты

Шаблонные тесты по маске часто используются для быстрой проверки того, что передаваемый сигнал соответствует требованиям отраслевых стандартов. Эти шаблонные маски определены таким образом, что искажения сигнала, такие как перерегулирование, дрожание, неправильное время нарастания и спада и т. д., приведут к сбою теста по маске. Пример теста маски шаблона 100BASE-TX показан ниже.

Проверка шаблона AOI положительной стороны сигнала 100BASE-TX.

Протокол испытаний, поколение

TekExpress Ethernet позволяет быстро проверять измерения и генерировать подробный отчет с результатами испытаний, изображениями сигналов и подробностями настройки в конце каждого выполнения.

Образец файла отчета о тестировании 10BASE-T.

Тестовые приспособления

Тестовые приспособления серии TF-GBE поддерживают тесты на соответствие стандарту Ethernet, обеспечивая удобный доступ к сигналу и контрольные точки для точного удаления мешающих сигналов, калибровки обратных потерь и перекрестных цепей для подключения к генераторам трафика и связи партнеры. TF-GBE-BTP — это базовый тестовый пакет для тестов 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T. TF-⁠GBE-ATP — это расширенный тестовый комплект, который также включает кабель канала для тестирования джиттера 1000BASE-T.

Базовое тестовое устройство Ethernet TF-GBE-BTP.

Комплексное решение для стресс-тестирования приемника

Приложение TekExpress Ethernet предлагает комплексное решение для создания и управления мешающими сигналами для точного стресс-тестирования приемника. Генераторы сигналов произвольной формы (AWG) и генераторы сигналов произвольной формы (AFG) Tektronix поддерживают добавление и удаление связанных с шумом элементов мешающего сигнала.

Запуск протокола и анализ с использованием опции SR-ENET и DPO4ENET

Отладка встраиваемых систем на основе Ethernet сопряжена с некоторыми сложными задачами измерения и анализа:

Захват конкретных адресов Ethernet и данных из живого потока протокольных сообщений
Отображение элементов сообщения Ethernet в понятном для инженеров и техников формате
Временная корреляция сообщений Ethernet с аналоговыми и цифровыми сигналами во встроенной системе
Захват длительных окон трафика Ethernet и последующий поиск конкретных событий в полученных данных

Приложение для анализа протокола Ethernet предоставляет надежный набор инструментов для отладки встроенных систем с 10BASE-T и 100BASE-TX Ethernet, в том числе: запуск по всем критическим элементам пакетов Ethernet 10BASE-T и 100BASE-TX

Декодирование интернет-протокола IPv4 и транспортного протокола TCP

Декодирование всех элементов каждого сообщения.

Поиск по заданным пользователем критериям посредством длительных сборов данных для поиска определенных сообщений

Отображение таблицы результатов декодированной активности последовательной шины в табличном формате с отметками времени для краткого обзора активности системы

Пакеты 10BASE-T и 100BASE-TX details

На осциллографе отображаются сведения о пакетах, захваченных для стандартов 10BASE-T и 100BASE-TX. Вы также можете просмотреть сведения обо всех перехваченных пакетах в виде таблицы. Пакеты имеют отметку времени и перечислены последовательно со столбцами для каждого компонента (время, адрес назначения, адрес источника, длина, данные, FCS/CRC и ошибки).

Цветной дисплей 100BASE-TX, показывающий преамбулу, MAC-адреса, IP-заголовок и компоненты TCP-заголовка последовательного сигнала.

Таблица декодированных событий 100BASE-TX, в которой отображается информация о пакете с отметкой времени.

Поиск 10BASE-T и 100BASE-TX

Триггер Вкл. позволяет пользователям выбрать интересующее событие в пакете и проанализировать данные. В прошлом пользователям приходилось вручную выявлять ошибки, прокручивая счетчики осциллограмм и преобразовывая их в биты. Приложение для анализа протокола Ethernet позволяет осциллографу выполнять поиск в собранных данных по заданным пользователем критериям, включая содержимое пакета. Каждое вхождение выделяется меткой поиска. Быстрая навигация между метками выполняется простым нажатием кнопок «Предыдущий» (←) и «Следующий» (→) на передней панели осциллографа.

Автоматический поиск в инспекторе волн находит все указанные элементы шины. На изображении показаны 6 событий начала кадра в приобретении.

DPO4ENET — запуск и анализ 10BASE-T и 100BASE-TX

Полный набор триггеров для определенного MAC-адреса, длины/типа MAC, данных клиента MAC, содержимого заголовков IPv4 и TCP, данных клиента TCP и IPv4 и FCS ошибок, позволяет быстро зафиксировать интересующее событие.

Запуск DPO4ENET по определенному исходному MAC-адресу 10BASE-T.

Цветовая кодировка DPO4ENET отображает последовательный сигнал 100BASE-TX, показывая преамбулу, MAC-адреса, компоненты заголовка IP и TCP.

Таблица событий 10BASE-T и 100BASE-TX

Таблица событий DPO4ENET 100BASE-TX, в которой отображается информация о пакете с отметкой времени.

Технические характеристики

Общая маска: Автоподгонка, осциллограмма/количество выборок.

Тесты 10BASE-T
Test	Details
Template	MAU Ext (and inverted), MAU Int (and inverted), Link Pulse, and TP_IDL
MAU Template Scale	0. 9 and 1.1
Amplitude	Дифференциальное напряжение, синфазное выходное напряжение
Гармоника	Количество единиц
Джиттер	С кабелем и без кабеля
Обратные потери	85, 100, 115 Ом ¹

¹ Для графиков 85 Ом и 115 Ом требуются четырехканальные осциллографы.

100BASE-TX tests
Test	Details
Template	Positive and negative polarity
Amplitude	Signal amplitude, amplitude symmetry, differential output voltage, waveform overshoot
Тесты во времени доменного домена	Время подъема, время падения, восхождение/Симметрия времени
Джиттер	Джайтер и Duting Cycle Distortion
DITER и DUTO DISTORTOURT
.

7.0339

1000BASE-T-тесты
Тест	.0344	Пиковое напряжение (точки A, B) Точность уровня (точки B, C, D) Наклон (точки G, J) Искажение (с и без TX_TCLK ¹ ) Синфазное выходное напряжение
Возмущение Варианты	с и без сигнала нарушителя
Джиттер	Мастер (отфильтрован и неволеный), рабов ² (отфильтрованные и нефильтрованные)

¹ Если погрешность часов высока, результаты на некоторых осциллографах могут отличаться из-за ограничений на сбор данных из сегментированной памяти.

² Для тестов с фильтрацией подчиненных устройств требуются четырехканальные осциллографы.

Характеристики запуска и анализа SR-ENET Ethernet

Совместимость с Ethernet

10344

Варианты настройки шины
Опция	Описание
10BASE-T, 100BASE-TX
Sources	Analog channels 1-4 Math channels 1-4
Recommended probing	Differential
Available Address/data formats	Hex Binary Hex или ASCII: данные Mixed: шестнадцатеричные или ASCII данные, другие поля в десятичном и шестнадцатеричном формате.

99). Greenset Packert) (777 (

Опции декодирования шины
Опция	Описание
Скорость передачи данных Ethernet	10BASE-T: 10 МБ/с 100BASE-TX: 100 МБ/с
Decode Decode
Decode Decode
). ) Разделитель начала кадра (синий пакет) MAC-адреса назначения и источника (желтые пакеты) Длина/тип MAC-адреса (синий пакет) Данные (голубой пакет) Заголовок IPv4 (белый пакет) Заголовок TCP (коричневый пакет) Последовательность проверки кадра/CRC (фиолетовый пакет) End of Packet (red bar) Error (red packet)
Internet protocol support	IPv4
Transport layer protocol support	TCP

Display mode options
Опция	Описание
Шина	Отображение шины вкл/выкл
Таблица событий	Декодированные пакетные данные в виде таблицы0344

¹ Ethernet triggering available on MSO/DPO5000 Series only

DPO4ENET Ethernet triggering and analysis test characteristics

4
9

Bus decode options

Option

Description

Ethernet data скорости

10BASE-T: 10 Мбит/с
100BASE-TX: 100 Мбит/с

Декодирование дисплея

Начало (зеленая полоса)
MAC-адрес (желтый пакет)
Данные (голубой пакет)
Заголовок IPv4 (белый пакет)
Заголовок TCP (коричневый пакет)
CRC (фиолетовый пакет)
Стоп (красная полоса)
Ошибка (красный пакет)

Поддержка интернет-протокола

IPv4

Транспортный протокол.

0344

Автобус только

шины и сигнала

Отображение автобусных и цифровых сигналов

Таблица

Decoded Data Packet Data Data Datular

. 10BaseT — 100BaseT и другие разъемы RJ-45 a Учебное пособие

10БасеТ, 100БасеТ -45 разъемы
a Учебное пособие

вот тоже очень хорошая запись
вид
http://www.zytrax.com/tech/layer_1/cables/tech_lan.htm

Этот кабель можно использовать для каскадирования концентраторов или для подключения две станции Ethernet вплотную друг к другу без концентратора. Работает с 10Base-T, 100Base-TX, 100Base-T4 и 1000Base-T. Используйте достаточно хороший кабель, если вы запутался в категориях кабелей, затем используйте категорию 5e (nEnhanced), и вы будете отлично даже на 1000Base-T.

ШТЕКРОВЫЙ РАЗЪЕМ RJ45 к сетевой карте 1.
РАЗЪЕМ RJ45 MALE к сетевой карте 2.

(имена 1000Base-T в скобках)

Имя	NIC1	Цвет	NIC2	Имя
ТХ+ (BI_DA+)	1	Белый/оранжевый	3	RX+ (BI_DB+)
ТХ- (BI_DA-)	2	Оранжевый	6	RX- (BI_DB-)
RX+ (BI_DB+)	3	Белый/зеленый	1	ТХ+ (BI_DA+)
— (BI_DC+)	4	Синий	7	— (BI_DD+)
— (BI_DC-)	5	Белый/Синий	8	— (БИ_ДД-)
RX- (BI_DB-)	6	Зеленый	2	ТХ- (BI_DA-)
— (BI_DD+)	7	Белый/Коричневый	4	— (BI_DC+)
— (БИ_ДД-)	8	Коричневый	5	— (BI_DC-)

Это означает, что бело-оранжевый кабель, подключенный к NIC 1 контакт 1 должен идти к контакту 3 сетевой карты 2 и контакту 2 сетевой карты 1 к контакту 6 сетевой карты 2 и т. д.

Примечание 1. Важно, чтобы каждая пара пара. TX+ и TX- должны быть в паре, а RX+ и RX- должны быть вместе в другом пара. (Как показано в таблице выше).

Примечание 2. В то время как 10Base-T и 100Base-TX используют только 2 пар, подключите все четыре, так как они нужны 100Base-T4 и 1000Base-T и избавьте себя от отладки в будущем 🙂

Примечание 3. Цвета соответствуют нумерации и имя на NIC1.

Разъемы RJ-45 — соединительные кабели для проводов категории 5

	ПОМНИТЕ Для фиксации разъема RJ45 с помощью зажима на нижний. Дойти до «открытия» (где вы вставьте кабель) лицом к себе.
Стандартный патч-корд CAT5		Перекрестный кабель CAT5
	ПОМНИТЕ Для перекрестного кабеля сделайте один конец как у стандартного патч-корда, а один конец как у перекрестного кабеля.
Прямой и перекрестный Как правило, патч-корды, которые вы используете с Соединения Ethernet являются «прямыми», что означает, что контакт 1 вилка на одном конце подключается к контакту 1 вилки на другом конце. В В этом конкретном случае нет необходимости подключать их, как указано выше. Контакт 1 является контактом 1 и т. д. и т. д. Однако для единообразия может быть лучше прокладывайте кабели в одной цветовой последовательности. Кабели Cross-Over «перекрестные» сквозные кабели передачи данных не являются таковыми. Если у вас есть сетевой концентратор, который имеет восходящий порт, вам не нужно делать (или покупать перекрестный кабель). Просто переключите порт на концентраторе в режим «uplink». Если на вашем концентраторе нет порта восходящей связи, то единственный способ каскадирование другого концентратора или подключение кабельного модема — это использование перекрестного кабеля. Это помогает для дальнейшего использования, чтобы отметить или прикрепить тег к кроссоверу. кабеля, чтобы вы не пытались использовать его как «обычный» патч-корд на некоторое время в будущем. Единственный раз, когда вы пересекаете соединения в 10/100BaseT это когда вы соединяете два устройства Ethernet напрямую без концентратора. Это могут быть два компьютера, соединенные без хаба, или два хаба через стандартные порты Ethernet в концентраторах. Тогда вам нужен «перекрестный» патч кабель, который пересекает пары передачи и приема, оранжевый и зеленый пар в обычной проводке. В перекрестном кабеле один конец является нормальным, а другой другой конец имеет перекрестную конфигурацию. Помните, что вы можете только сеть два компьютера вместе с кабелем Cat5. Чтобы добавить дополнительные ПК в вашу сеть вам потребуется концентратор.

При работе с проводкой 10Base-T, концентраторы и адаптеры разных производителей, можно подключить все и не получить никакой связи между файловые серверы и рабочие станции. Когда есть несколько неизвестных переменных, трудно определить, какой компонент сломанный.

Методы устранения неполадок

В следующей статье описаны методы устранения неполадок, которые может применяться в сетях 10Base-T с витой парой.

Во-первых, узнайте, совместимо ли ваше оборудование с 10Base-T стандарт, или если он был изготовлен до того, как стандарт был установлен («до 10Base-T»). Это особенно важно для концентраторы (концентраторы или повторители). Хотя два характеристики могут показаться похожими, небольшие различия могут вызвать сеть не работает должным образом. Ниже приведены наиболее распространенные проблемы, возникающие при работе с pre-10Base-T и 10Base-T оборудование.

Общие проблемы с разными стандартами:

По определению, 10Base-T требует, чтобы витая пара сопротивление 100 Ом. Концентраторы и адаптеры до 10Base-T могут настраивается в диапазоне импеданса от 75 до 150 Ом. При попытке подключить адаптер 10Base-T к до 10Base-T, может быть явное несоответствие импеданса, что приводит к неисправности адаптера. Убедитесь, что оба концентратор и адаптер настроены на одинаковую настройку импеданса.

Примечание. Большинство адаптеров 10Base-T сконструированы таким образом, совместим как с концентраторами до 10Base-T, так и с концентраторами 10Base-T. диапазон импеданса выбирается перемычкой на адаптере.

+—————-+ +—————-+
| Контакт 1 TD+ |——————-| TD+ контакт 1 —|
| Контакт 2 TD- |——————-| TD- контакт 2 —|
| Контакт 3 RD+ |——————| RD+ Контакт 3 —|
| Контакт 4 | | Пин 4 —|
| Пин 5 | | Пин 5 —|
| Контакт 6 RD- |——————-| RD- Контакт 6 —|
| Пин 7 | | Пин 7 —|
| Пин 8 | | Пин 8 —|
+—————— +—————-+

RJ-45 RJ-45

Для перехода от адаптера к центр. Концентратор выполняет внутренний кроссовер, чтобы сигнал может перейти от TD+ к RD+ и от TD- к RD-. Глядя на RJ-45 разъем спереди (то есть с противоположной стороны от места провода входят в разъем), пин 1 обозначен справа стороны, когда металлические контакты обращены вверх.

Убедитесь, что провода TD+ и TD- скручены вместе, и что провода RD+ и RD- скручены вместе. Используя провода от противоположные пары могут привести к потере сигналов из-за дисбаланса, таким образом созданный.

Устранение неполадок концентраторов:

Когда есть сомнения в правильности работы концентратора или настройки импеданса под вопросом, перекрестный кабель может помочь специалисту изолировать проблемный компонент. Если файл сервер и сетевая станция могут быть соединены спиной к спине, специалист может хотя бы знать, что адаптеры и сетевые операционная система настроена правильно. Сделать кроссовер кабеля, просто подключите TD+ к RD+ и TD- к RD-. Кабель выполняет кроссовер, который обычно выполняет концентратор. Ниже приведены выводы перекрестного кабеля:

TD+ Контакт 1 ——————— Контакт 3 RD+
TD- Контакт 2 ——————— Контакт 6 RD-
RD+ Контакт 3 ——————— Контакт 1 TD+
RD- Контакт 6 ——————— Контакт 2 TD-

Если файловый сервер и сетевая станция работают вместе как небольшой сети, то либо существующая кабельная система, либо концентратор является преступник.

Примечание. Должен быть только один кроссовер, и он должен быть выполняет хаб. Если участок установленного кабеля настроенный как перекрестный кабель, он отменяет перекрестный кабель концентратора. и создает прямое соединение.

Многие производители адаптеров (включая 3Com) встраивают светодиод в адаптер, который сообщает сетевому специалисту, кабель проложен правильно. Если есть правильный кроссовер, затем загорается светодиод. Если есть прямое подключение, светодиод не горит. Мигающий светодиод указывает на то, что несоответствие полярности (то есть TD+ к RD- вместо TD+ к РД+). Проводка близко и адаптер может или не может функция; если он вообще работает, то плохо.

При работе с проводкой 10Base-T, концентраторами и адаптерами от разных производителей, можно подключить все и не получить связи между файловыми серверами и рабочими станциями. Когда есть несколько неизвестных переменных, трудно определить какой компонент сломан. В следующей статье описывается методы устранения неполадок, которые можно применить к 10Base-T сети с витой парой.

Общие проблемы с различными стандартами:

Примечание. Большинство адаптеров 10Base-T компании 3Com сконструированы таким образом, совместимы как с концентраторами до 10Base-T, так и с концентраторами 10Base-T. диапазон импеданса выбирается перемычкой на адаптере.

У сетевых специалистов также много проблем с созданием 10Base-T. совместимые кабели. Чтобы подключить файловый сервер или сетевую станцию к концентратора, необходимо использовать правильный кабель 10Base-T. Разъем RJ-45 используется на обоих концах витой пары, состоящей из четыре провода (две пары). Ниже приведены выводы для кабеля:

+—————— +—————-+
| Контакт 1 TD+ |——————-| TD+ контакт 1 —|
| Контакт 2 TD- |——————-| TD- контакт 2 —|
| Контакт 3 RD+ |——————| RD+ Контакт 3 —|
| Контакт 4 | | Пин 4 —|
| Пин 5 | | Пин 5 —|
| Контакт 6 RD- |——————-| RD- Контакт 6 —|
| Пин 7 | | Пин 7 —|
| Пин 8 | | Пин 8 —|
+—————— +—————-+