Технология fast ethernet кратко

Обновлено: 05.07.2024

Fast Ethernet (100BASE-T) — набор стандартов передачи данных в компьютерных сетях, со скоростью до 100 Мбит/с, в отличие от обычного Ethernet (10 Мбит/с).

Содержание

История создания

В 1995 году ряд производителей сетевого оборудования (такие как 3Com, SynOptics и др.) образовали объединение Fast Ethernet Alliance, предназначенное для создания новой спецификации, которая объединила бы отдельные наработки различных компаний в области кабельной передачи данных.

Вместе с тем в институте IEEE была начата работа по стандартизации новой технологии. Созданная для этого исследовательская группа, с конца 1992 по конец 1993 года изучила множество 100-мегабитных решений, предложенных различными производителями, а также высокоскоростную технологию, предложенную компаниями Hewlett-Packard и AT&T.

26 октября 1995 года официально был принят стандарт IEEE 802.3u, который явился дополнением к уже существующему IEEE 802.3.

Различия и сходства с Ethernet

сохранение метода случайного доступа CSMA/CD, принятого в Ethernet;
сохранение формата кадра, принятого в стандарте IEEE 802.3;
сохранение звездообразной топологии сетей;
поддержка традиционных сред передачи данных — витой пары и волоконно-оптического кабеля.

Варианты реализации

Длина сегмента кабеля 100BASE-T ограничена 100 метрами (328 футов). В типичной конфигурации, 100BASE-TX использует для передачи данных по одной паре скрученных (витых) проводов в каждом направлении, обеспечивая до 100 Мбит/с пропускной способности в каждом направлении (дуплекс).

100BASE-F

100BASE-FX — вариант Fast Ethernet с использованием волоконно-оптического кабеля. В данном стандарте используется длинноволновая часть спектра (1300 нм) передаваемая по двум жилам, одна для приёма (RX) и одна для передачи (TX). Длина сегмента сети может достигать 400 метров (1 310 футов) в полудуплексном режиме (с гарантией обнаружения коллизий) и двух километров (6 600 футов) в полнодуплексном при использовании многомодового волокна. Работа на больших расстояниях возможна при использовании одномодового волокна. 100BASE-FX не совместим с 10BASE-FL, 10 Мбит/с вариантом по волокну.

100BASE-S

100BASE-SX — удешевленная альтернатива 100BASE-FX с использованием многомодового волокна, так как использует недорогую коротковолновую оптику. 100BASE-SX может работать на расстояниях до 300 метров (980 футов). 100BASE-SX использует ту же самую длину волны как и 10BASE-FL. В отличие от 100BASE-FX, это позволяет 100BASE-SX быть обратно-совместимым с 10BASE-FL. Благодаря использованию более коротких волн (850 нм) и небольшой дистанции, на которой он может работать, 100BASE-SX использует менее дорогие оптические компоненты (светодиоды (LED) вместо лазеров). Все это делает данный стандарт привлекательным для тех, кто модернизирует сеть 10BASE-FL и тех, кому не нужна работа на больших расстояниях.

100BASE-B

100BASE-BX — вариант Fast Ethernet по одножильному волокну. Используется одномодовое волокно, наряду со специальным мультиплексором, который разбивает сигнал на передающие и принимающие волны.

100BASE-L

100BASE-LX — 100 Мбит/с Ethernet с помощью оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по паре одномодовых оптических волокон.

100BASE-LX WDM — 100 Мбит/с Ethernet с помощью волоконно-оптического 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.

См. также

Физические интерфейсы стандарта Fast Ethernet IEEE 802.3u и их основные характеристики

ОмВ -- одномодовое оптоволокно, МмВ -- многомодовое оптоволокно.
Расстояние может быть достигнуто только при дуплексном режиме связи.
В нашей стране распространения не получил ввиду принципиальной невозможности поддержки дуплексного режима передачи.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Fast Ethernet" в других словарях:

Fast Ethernet — o Ethernet de alta velocidad es el nombre de una serie de estándares de IEEE de redes Ethernet de 100 Mbps (megabits por segundo). El nombre Ethernet viene del concepto físico de ether. En su momento el prefijo fast se le agregó para… … Wikipedia Español

Fast Ethernet — est une dénomination pour décrire une variété de technologies utilisées pour implémenter le standard Ethernet (Implémentation au niveau de la couche PHY et de la sous couche MAC) à des débits jusqu à 100 Mbits/s. Fast Ethernet améliore le… … Wikipédia en Français

Fast Ethernet — o Ethernet de alta velocidad es el nombre de una serie de estándares de IEEE de redes Ethernet de 100 Mbps. En su momento el prefijo fast se le agregó para diferenciarlas de la Ethernet regular de 10 Mbps. Fast Ethernet no es hoy por hoy la más… … Enciclopedia Universal

Fast Ethernet — Fast Ethernet, Variante des Ethernets mit einer Datenübertragungsrate bis ca. 100 Mbit/s … Universal-Lexikon

Fast Ethernet — In diesem Artikel oder Abschnitt fehlen folgende wichtige Informationen: Metro Ethernet. Du kannst Wikipedia helfen, indem du sie recherchierst und einfügst … Deutsch Wikipedia

Fast Ethernet — In computer networking, Fast Ethernet is a collective term for a number of Ethernet standards that carry traffic at the nominal rate of 100 Mbit/s, against the original Ethernet speed of 10 Mbit/s. Of the 100 megabit Ethernet standards 100baseTX… … Wikipedia

Fast Ethernet — A term applied to the IEEE 802.3 Higher Speed Ethernet Study Group proposals, which were originally developed by Grand Junction Networks, 3Com, SynOptics, Intel, and others. Also known as 100BaseT. Fast Ethernet modifies the existing… … Dictionary of networking

Fast\ Ethernet — Neuerer Standard des Ethernets. Fast Ethernet (100BaseT) ermöglicht eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von bis zu 100 Megabit pro Sekunde (Mbps). 100BaseTX Ethernet … Online-Wörterbuch Deutsch-Lexikon

Fast Ethernet — ● np. loc. m. ►NET Version de Ethernet qui tourne à 100 Mbps. Voir aussi 100baseT … Dictionnaire d'informatique francophone

Вынужденная пауза в выходе новых статей подошла к концу и, собственно, этой статьей мы положим начало активному периоду наполнения сайта новым контентом. С выбором темы для статьи было в этот раз все максимально просто - в далекие-далекие времена была обещана статья про работу с Ethernet, наконец-то настало время исполнить обещанное. Но начнем мы для начала с общего обзора и описания технологии и некоторых нюансов, связанных с работой. А уже в следующих статьях будет практическое использование.

Семейство технологий Ethernet.

Как в самом начале не привести максимально "стандартное" и распространенное определение, вот оно: Ethernet - семейство технологий пакетной передачи данных между устройствами для компьютерных и промышленных сетей. А теперь уже переходим непосредственно к сути.

В сетевой модели OSI (про нее скоро тоже будет статья, а здесь появится ссылка на нее) Ethernet отвечает за 2 самых низких уровня - физический и канальный. Собственно, физический уровень определяет метод, который используется для непосредственной передачи двоичных данных. Канальный же, в свою очередь, обеспечивает упаковку полученных с физического уровня данных в структурированные кадры, а также контролирует их целостность и безошибочность.

Модификации Ethernet.

Классификация модификаций Ethernet в основном заключается в различиях двух факторов - используемого типа кабеля, а также возможной скорости передачи данных. Различают:

Варианты соединения	Скорость
Ethernet	Коаксиальный кабель, оптика, витая пара	10 Мб/с
Fast Ethernet	Оптика, витая пара	100 Мб/с
Gigabit Ethernet	Оптика, витая пара	1 Гб/с
10G Ethernet	Оптика, витая пара	10 Гб/с

Как мы и отметили сразу, различаются, в первую очередь, скорость передачи данных и тип используемого кабеля. На заре развития Ethernet использовались исключительно коаксиальные кабели, и лишь затем появились варианты с витой парой и оптикой, что привело к значительному расширению возможностей. К примеру, использование витой пары дает одновременно:

на порядки более высокую помехозащищенность, благодаря использованию дифференциального сигнала, что мы уже отмечали ранее, при обсуждении RS-485.
повышенная надежность сети, в основном, за счет появления возможности использовать соединение по топологии "звезда". То есть при обрыве связи между любыми двумя узлами сети это не влияет на незатронутые этим обрывом остальные узлы.
возможность использовать Full Duplex передачу данных. В двух словах об этом, наглядная табличка:

Внутри указанных четырех модификаций (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10G Ethernet) присутствует дополнительное "внутреннее" разделение. Например, возьмем 10 Мбит/с Ethernet. Этот тип включает в себя:

Ethernet (10 Мб/с)
10Base-2
10Base-5
10Base-T
10Base-F
10Base-FL

При этом различная физическая реализация подключения (разные кабели) приводят к возможности использования разных топологий сети. Для 10Base-5 максимально топорно:

А вот 10Base-T уже может использовать полнодуплексную передачу данных:

Здесь, как видите присутствует устройство под названием сетевой концентратор. Поэтому небольшое лирическое отступление на эту тему.

Зачастую термины сетевой концентратор, сетевой коммутатор и маршрутизатор перемешиваются и могут использоваться для описания одного и того же. Но строго говоря, все эти три термина относятся к абсолютно разному типу устройств:

Сетевой концентратор (хаб) работает на 1-м (физическом) уровне модели OSI и ретранслирует сигнал с одного входящего порта, на несколько исходящих. На этом его функционал заканчивается.
Сетевой коммутатор (свитч) работает на 2-м (канальном уровне). Здесь также происходит передача данных от одного устройства нескольким, но при этом коммутатор анализирует кадры на предмет MAC-адреса получателя и передает пакет только тому узлу, которому он адресован(!). Адресацию и структуру кадров подробно разберем чуть ниже.
Маршрутизатор же и вовсе работает на 3-м уровне (сетевом) модели OSI.

Возвращаемся к схеме для стандарта 10Base-T. Поскольку для передачи и приема используются физически разные линии, то нет и препятствий для одновременного протекания данных процессов. Принцип же формирования данных остается неизменным практически для всех модификаций Ethernet, к обсуждению чего мы и переходим.

Кадр Ethernet.

Вся передаваемая информация поделена на пакеты/кадры, имеющие следующий формат:

Рассмотрим блоки подробнее:

MAC-адрес устройства, которому предназначен данный кадр.
MAC-адрес отправителя.
EtherType - двухбайтное поле, которое служит для указания типа протокола для данных, передаваемых в этом кадре. Для наглядности, некоторые возможные значения:
- 0x0800 - IPv4
- 0x86DD - IPv6
- 0x0842 - Wake-on-LAN
- 0x809B - AppleTalk
Все поля, кроме поля данных, являются служебными.

Методика анализа контрольной суммы абсолютно стандартна: отправитель рассчитывает контрольную сумму на основе остальных данных кадра и добавляет рассчитанное значение к этому же отправляемому кадру. Получатель также рассчитывает контрольную сумму на основе принятых данных и сравнивает ее с принятой (которую рассчитывал отправитель). Несовпадение рассчитанного и принятого значений CRC - явный сигнал к тому, что данные повреждены и некорректны.

При этом контрольная сумма в данном случае никоим образом не может помочь в устранении ошибки, она только сигнализирует о ее наличии. В результате принятый кадр целиком считается некорректным. Это, в свою очередь, приводит к необходимости передать ошибочный кадр еще раз.

Кроме этого, возможна еще одна неприятная ситуация, так называемая коллизия - когда несколько узлов начинают передавать данные одновременно. Для предотвращения этого в Ethernet используется технология CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий. Эта тема тоже довольно-таки интересная, в связи с чем, принято волевое решение посвятить ей отдельную статью ) Поэтому здесь и сейчас на этом не останавливаемся.

В первых по очередности двух полях кадра Ethernet содержатся MAC-адреса узлов сети - передатчика и приемника. Изначально при разработке первых версий технологии было предусмотрено, что любая сетевая карта должна иметь свой уникальный идентификатор. Роль этого идентификатора и играет MAC-адрес, состоящий из 6 байт.

При работе он позволяет идентифицировать все устройства в сети и определить, какому именно из них предназначен тот или иной кадр данных. Распределением MAC-адресов занимается регулирующий комитет IEEE Registration Authority, именно сюда производитель сетевого устройства должен обращаться для выделения ему некоего диапазона адресов, которые он сможет использовать для своей продукции.

И на этой ноте заканчиваем вводную теоретическую часть по Ethernet, в дальнейшем приступим к практическому использованию в своих устройствах. До скорого 🤝

Аннотация: Приведено краткое описание технологий Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet; даны основные технические характеристики и особенности функционирования указанных сетевых технологий.

5.1. Технология Fast Ethernet

Создание технологии Fast Ethernet было обусловлено необходимостью увеличения скорости передачи данных до 100 Мбит/с. Технология Fast Ethernet выиграла в конкурентной борьбе с другими новыми высокоскоростными технологиями, поскольку обеспечила преемственность и согласованность с широко распространенными сетями Ethernet . То есть в существующей сети Ethernet можно постепенно отдельные сегменты переводить на технологию Fast Ethernet . При этом вся сеть остается работоспособной, в старых сегментах сети Ethernet скорость передачи данных будет 10 Мбит/с, в новых ( Fast Ethernet ) – 100 Мбит/с, между старыми и новыми сегментами – 10 Мбит/с.

Преемственность и согласованность с сетями Ethernet обусловили ряд принципов построения новых сетей Fast Ethernet ( стандарт 802.3u ). Так, в технологии Fast Ethernet сохранился принцип использования общей разделяемой среды . Поскольку скорость передачи по сравнению с Ethernet увеличилась на порядок, то на порядок уменьшилось и время двойного оборота PDV . Поэтому, чтобы не потерять кадры при возникновении коллизий , диаметр сети уменьшился также на порядок – до 200 м. Однако при использовании коммутаторов в полнодуплексном режиме возникновение коллизий исключено, поэтому существуют ограничения только на длину физических сегментов , которые соединяют два соседних устройства: сетевой адаптер с коммутатором или два соседних коммутатора .

В сетях передачи данных передатчик и приемник могут иметь несколько отличающиеся тактовые частоты . Это обусловлено различными причинами. Например, в технологии PDH узлы сети имеют разные тактовые генераторы . В сетях SDH тактовый генератор – единый, однако каналы передачи информации могут иметь различную задержку. Поэтому передаваемые по линии связи данные должны отвечать принципу самосинхронизации, т. е. тактовый генератор приемника должен подстраивать свою частоту под частоту передатчика, используя принимаемые биты данных. Для этого кодированный сигнал должен иметь достаточно частые изменения состояния: 0 и 1.

Спектр сигналов при использовании манчестерского кодирования значительно шире спектра потенциальных избыточных кодов. Поэтому, несмотря на то что применяемый в Ethernet манчестерский код обладает очень хорошими свойствами самосинхронизации, разработчики технологии Fast Ethernet и других технологий отказались от него. На уровне логического кодирования в Fast Ethernet используются избыточные коды 4B/5B или 8B/6T, а на физическом уровне – коды NRZI или MLT-3.

На рис. 5.1 приведены временные диаграммы информационных сигналов с использованием различных кодов.

Потенциальный код без возврата к нулю ( NRZ – Non-Return to Zero) является наиболее простым, нулю соответствует низкий уровень сигнала, единице – высокий ( рис. 5.1а). Однако при длинных последовательностях нулей или единиц его свойства самосинхронизации очень плохие, поскольку нет переходов сигнала из одного состояния в другое. Поэтому данный код в сетях телекоммуникаций применяется редко.

Модифицированный потенциальный код ( NRZI – Non-Return to Zero Inverted ) изменяет свое состояние на противоположное при передаче нуля и не меняет – при передаче единицы ( рис. 5.1b). Его свойства самосинхронизации несколько лучше, чем кода NRZ , поэтому он применяется в технологии Fast Ethernet спецификации 100 Base-FX.

Существенно лучшими свойствами самосинхронизации характеризуются биполярные коды: AMI – Alternate Mark Inversion ( рис. 5.1c) и MLT -3 – Multi Level Transmission ( рис. 5.1d). Нулевые биты кода AMI представлены нулевым уровнем сигнала, а единичные биты – чередующимися значениями +V, -V. При передаче нулевого бита кода MLT -3 значение сигнала не изменяется, оставаясь таким, каким оно было к этому моменту. При передаче единичных бит данных значение сигнала изменяется в следующей последовательности: +V, 0, -V, 0, +V и т. д. Сигналы кода MLT -3 характеризуются более узкой полосой частот по сравнению с кодом NRZI , модификацией которого он является. Код MLT -3 используется в технологии Fast Ethernet спецификации 100 Base-ТX.

Манчестерский код ( рис. 5.1е) обладает наилучшими свойствами самосинхронизации. Однако у него более широкая полоса частот по сравнению с потенциальным кодом NRZI и особенно по сравнению с биполярными кодами AMI и MLT -3.

Недостатком кодов AMI и MLT -3 является плохая самосинхронизация при передаче длинной последовательности нулей. Для устранения этого недостатка используется либо избыточный код 4В/5В, либо специальное устройство – скремблер . В случае применения избыточного кода 4В/5В (таблица 5.1) из 32 кодовых комбинаций для кодирования символа используются только 16 комбинаций, содержащих чередующиеся значения нулей и единиц. В последовательности передаваемых бит число нулей не может быть больше трех. Остальные кодовые комбинации считаются запрещенными.

Спектр потенциального избыточного кода 4B/5B уже спектра манчестерского кода , поэтому избыточный код применяется в новых высокоскоростных технологиях, например, в Fast Ethernet .

Другим способом исключения в передаваемых данных длинных последовательностей нулей является скрэмблирование. Результирующий код вычисляется на основании исходного кода по определенному алгоритму . Например, в качестве такого алгоритма может быть использовано следующее соотношение:

$B_</p> <p> =A_ \oplus B_ \oplus B_$
,

$\oplus$

где – символ сложения по модулю 2,

B_i – значение двоичного кода на выходе скремблера на i-ом такте,

A_i – значение двоичного кода на входе скремблера на i-ом такте,

B_i-3 – значение двоичного кода на выходе скремблера на 3 такта ранее текущего i-го такта,

B_i-5 – значение двоичного кода на выходе скремблера на 5 тактов ранее текущего i-го такта.

Временные параметры Fast Ethernet , указанные в битовых интервалах, остались неизменными по сравнению с технологией Ethernet , но сам битовый интервал уменьшился на порядок и стал равен 0,01 мкс. Технология Fast Ethernet ориентирована на использование в качестве физической среды:
- витой пары 5-й категории (спецификация 100Base-TX );
- витой пары 3-й категории ( 100Base-T4 );
- многомодового волоконно-оптического кабеля ( 100Base-FX ).
Поскольку технология Fast Ethernet должна, во-первых, обеспечивать согласованность с сетями Ethernet , а во-вторых, работать с разной физической средой, физический уровень семиуровневой модели усложнен по сравнению с Ethernet и включает три подуровня:
- подуровень согласования (reconciliation sublayer );
- подуровень независимого от среды интерфейса (Media Independent Interface, MII);
- устройство физического уровня ( Physical Layer Device, PHY ).
Подуровень согласования необходим, чтобы МАС-уровень, который был связан в Ethernet с физическим уровнем интерфейсом AUI , мог работать с новым интерфейсом MII. Кроме того, устройство физического уровня также разделено на три подуровня:
- подуровень логического кодирования данных, на котором используются избыточные коды 4B/5B или 8B/6T;
- подуровень физического присоединения в зависимости от физической среды формирует сигналы в соответствие с кодами NRZI или MLT -3;
- подуровень автопереговоров, позволяющий определить режим работы (полудуплексный или полнодуплексный), скорость передачи данных (10 Мбит/с или 100 Мбит/c) и тип среды передачи в зависимости от спецификации.
В спецификации 100Base-ТX для соединения сетевого адаптера и коммутатора (или коммутаторов между собой) применяются две витых пары UTP 5-й категории или STP Type 1. Максимальная длина сегмента – 100 м. Логическое кодирование – 4В/5В, физическое кодирование – MLT -3. В данной спецификации используется функция автопереговоров для возможности соединения с сетью Ethernet или с устройствами спецификации 100Base-Т4.

Спецификация 100Base-Т4 была создана для того, чтобы задействовать в новой технологии Fast Ethernet уже существующие во многих зданиях витые пары UTP 3-й категории. Полоса пропускания витой пары UTP 3-й категории составляет 16 МГц. Для того чтобы пропустить трафик со скоростью 100 Мбит/с, в данной спецификации используется три витых пары ( рис. 5.2). Четвертая витая пара работает при прослушивании несущей для определения занятости среды.

Таким образом, по каждой витой паре необходимо передавать данные со скоростью 33,3 Мбит/с, что также превышает возможности UTP 3-й категории. Поэтому в этой спецификации используется метод кодирования 8В/6Т, обладающий более узким спектром сигналов по сравнению с 4В/5В. Каждые 8 бит информации кодируются шестью троичными цифрами (триадами). Указанные меры позволили передавать данные со скоростью 100 Мбит/с по трем витым парам UTP 3-й категории.

Витые пары являются самой распространенной средой передачи данных в локальных сетях. Поэтому для них определено 5 режимов обмена данными, которые могут быть реализованы устройствами совместимых технологий Ethernet и Fast Ethernet :
- 10Base -T – 2 пары UTP 3-й категории;
- 10Base -T full duplex – 2 пары UTP 3-й категории;
- 100Base-TX – 2 пары UTP 5-й категории;
- 100Base-T4 – 4 пары UTP 3-й категории;
- 100Base-TX full duplex – 2 пары UTP 5-й категории.
Fast Ethernet спецификация 100Base-FX предусматривает работу по двум волокнам оптического многомодового кабеля 62,5/125 мкм в полудуплексном или полнодуплексном режиме. Максимальная длина сегмента в полудуплексном режиме составляет 412 м, а в полнодуплексном – 2000 м. Метод логического кодирования – 4В/5В, физического кодирования – NRZI .

В Ethernet -совместимых технологиях скорость передачи возрастала с 10 Mбит/с до 100 Mбит/с в Fast Ethernet , затем до 1000 Mбит/с в Gigabit Ethernet и, наконец, до 10000 Mбит/с в 10 Gigabit Ethernet . При этом требование преемственности и совместимости было одним из основных, что позволило этим технологиям победить в конкурентной борьбе. Требование совместимости было удовлетворено за счет реализации процесса автопереговоров ( Auto-Negotiation ) о скорости обмена данными. Этот процесс определяет, как два узла связи автоматически договариваются о режиме и скорости обмена данными.

В процессе обмена информацией о допустимой скорости и режиме работы оба коммутатора согласовывают и устанавливают связь с максимальной скоростью, общей для обоих коммутаторов .

Таким образом, до начала обмена данными два устройства должны в процессе автопереговоров установить, в каком режиме они будут работать. Устройство, которое инициирует начало обмена данными, посылает адресату сведения о своем наиболее приоритетном режиме. Низшим приоритетом обладает спецификация 10Base -T. Если адресат поддерживает предложенную технологию, то он подтверждает данный режим, и автопереговоры на этом завершаются. Если адресат не поддерживает предложенную технологию, то он указывает свой режим, в котором и будет производиться обмен данными .

Узлы спецификации 10Base -T не воспринимают запросы узлов с высокоприоритетными спецификациями 100Base-TX и другими. Поэтому, если узел технологии Fast Ethernet не получает ответ на свой запрос , то он устанавливает для себя низкоприоритетный режим 10Base -T.

Автопереговоры были первоначально определены для UTP - реализаций Ethernet , но были расширены для работы с волоконнооптическими линиями.

Для обеспечения совместимости и преемственности формат кадра Fast Ethernet спецификаций 100Base-FX , 100Base-TX в основном совпадает с форматом Ethernet (табл. 5.2).

Основное отличие заключается в том, что в технологии Ethernet признаком свободного состояния среды служило отсутствие несущей, а в технологии Fast Ethernet признаком свободного состояния служит передача по физической среде специального символа Idle . Начало кадра протокола Fast Ethernet отделяется от символов Idle парой символов J и K (11000 и 10001) кода 4В/5В, а конец – символом Т.

Таким образом, технология Fast Ethernet обладает достаточно высокой скоростью 100 Мбит/с и является совместимой с существующей широко распространенной технологией Ethernet . Ограничения диаметра сети до 200 м снимаются при использовании коммутаторов . Технология характеризуется разнообразием используемой физической среды ( оптоволокно , UTP категории 5, UTP категории 3). Перечисленные свойства предопределили широкое распространение технологии Fast Ethernet , которая практически вытеснила технологию Ethernet .

Сетевые технологии никогда не отличались простотой в своем понимании. Тем не менее, это интересно знать. Fast Ethernet - это технология, модифицированная от Ethernet, сосредоточенная в рамках физического уровня (касающиеся кабелей и других физических реализаций). Их описания содержатся в определенных спецификациях.

Что такое спецификации?

Спецификации стандартов носят сокращенное название в виде аббревиатуры IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Они как раз и вносят стандарты в физические компоненты сети. В рамках статьи будут постоянно упоминаться спецификации класса IEEE 802. Именно они определяют принцип физического доступа адаптера к каналу связи и технологию передачи данных.

Вам будет интересно: ONYX BOOX Euclid: читать, работать, учиться

Второй уровень сетевой модели OSI стандарт IEEE 802 подразделяет на два подуровня:
- LLC (Logical Link Control) - на этом подуровне происходит управление логическими связями;
- MAC (Media Access Control) - на этом подуровне осуществляется управление доступом к устройствам.
Класс спецификаций IEEE 802 включает двенадцать стандартов. Рассмотрим только интересующие нас 802.2 и 802.3.

Стандарты IEEE 802.2 и IEEE 802.3

IEEE 802.2 обеспечивает интерфейс на канальном уровне между типами доступа к среде и сетевым уровнем.

Вам будет интересно: Извещение Почты России: форма бланка, образец заполнения

IEEE 802.3 стандартизирует физические реализации для соответствующего уровня, а также управление доступом к устройствам, использующим шинную топологию и множественный доступ с выделением несущей и обнаружением коллизий.

История развития

Идея создания технологии зародилась в 1992 году среди участников альянса, который впоследствии был назван Fast Ethernet Alliance (FEA). Целью была стандартизация указанной новой технологии, способной объединить все последние наработки в сфере кабельной передачи данных. Они успешно выполнили задачу в 1995 году - был принят стандарт-дополнение (к IEEE 802.3) IEEE 802.3u.

Отличия и общее в сравнении с технологией Ethernet:
- Метод с выделением несущей CSMA/CD, используемый в Ethernet, сохранен в технологии Fast Ethernet.
- Формат кадра по-прежнему соответствует стандарту IEEE 802.3.
- Звездообразная топология сетей сохранилась.
- В качестве сред передачи данных используются традиционные витая пара и волоконно-оптический кабель.
"Физика" для быстрого Ethernet

Рассмотрим варианты реализации Fast Ethernet.
- 100BASE-TX - при такой реализации передача данных осуществляется со скоростью не более 100 Мбит/с. Используется кабель, состоящий из двух витых пар 5 категории. 100 Мбит/с передаются в одной витой паре, но дуплексно (то есть в двух направлениях). В этом случае можно организовать канал связи длиной до 100 метров (2 канала связи по стандартному кабелю).
- 100BASE-T4 - используется кабель из 4 витых пар третьей категории. Скорость стандартная - до 100 Мбит/с.
- 100BASE-FX - здесь уже в качестве физической среды канала связи используется волоконно-оптическая жила. Передача связи происходит за счет излучения по двум жилам на длине волны 1310 нм. Направление приема обозначается RX, передачи - TX. Средняя длина сегмента сети - 400 м (режим полудуплекс, гарантированно обнаружение коллизий. Длина линии передачи может составлять более 2 км, при условии использования одномодового волокна.
- 100BASE-SX - бюджетная альтернатива 100BASE-FX. Рабочее расстояние - до 300 м. Удешевление связано с другой рабочей длиной волны - 850 нм, и с использованием альтернативных оптических компонентов (вместо оптических лазеров - светодиоды). Привлекательный вариант для тех, кому не требуется передача данных на длинные расстояния.
- 100BASE-BX - использование одного одномодового волокна в паре с мультиплексором, разбивающим сигнал на приемные и передающие волны.
- 100BASE-LX - передача данных осуществляется на стандартной для технологии скорости 100 Мбит/с. Используется одномодовое оптическое волокно и длина волны 1310 нм. В режиме полнодуплексной передачи можно добиться увеличения длины сегмента канала связи до 15 км.
Здесь рассмотрены основные варианты реализации. В настоящее время существуют еще некоторые модификации.

Адаптеры для Fast Ethernet

Вообще, сетевые адаптеры или NIC (Network Interface Card) – это тип сетевого оборудования, обеспечивающего корректную работу по передаче и приему информации на физическом и канальном уровне.

Рассмотрим основные функции сетевых адаптеров и на примере самого популярного поставщика Realtek разберем особенности определенной модели.

Функции fast ethernet adapter:
- Развязка с витой парой.
- Непосредственно прием и передача данных.
- Согласование скорости на входе в адаптер со скоростями обмена по сети (буферизация).
- Разделение данных на блоки для передачи (или соединение их на приеме), оформление их в кадр определенного формата.
- Способность распознавать и исправлять ошибки, которые получились в ходе коллизий при передаче.
Сетевые адаптеры могут различаться по нескольким параметрам. Например, используемая шина. Она может быть различной разрядности и типа. Нам интересна шина PCI Fast Ethernet. Она соответствует по разрядности и скорости рассматриваемой технологии.

Realtek

Кстати, тип используемой технологии передачи данных также определяет вид сетевого адаптера. Самый популярный поставщик адаптеров - компания Realtek.

Изучим основные характеристики на примере модели RTL8139 810X fast ethernet. Этот адаптер является высокоинтегрированным одночиповым контроллером, причем достаточно экономичным. Поддерживает универсальную комбинацию приложений. Оснащен интерфейсом общего доступа шины PCI, обеспечивает максимальную безопасность сети и простоту управления.

Характеристики этого Realtek Fast Ethernet адаптера:
- Однокристалльный контроллер для локальной шины PCI.
- Поддерживает согласование скоростей 10 Мбит/с и 100 Мбит/с.
- Поддерживает многофункциональные возможности PCI.
- Совместимость с PCI Revision 2.2.
- Обеспечивает передачу основных данных шины PCI и передачу данных пространства памяти PCI или пространства ввода/вывода операционных регистров RTL8139 810X.
- Поддерживает режим обратной связи.
- Возможность работы и в полудуплексном, и в дуплексном режиме.
- Включает в себя программируемый размер пакета PCI и раннее пороговое значение Tx/Rx.
- Поддерживает тактовую частоту PCI 16,75 МГц-40 МГц.
- Совместим со стандартами PC99 и PC2001.
- Поддержка светодиодных выводов для различных показателей активности сети.
- Поддерживает автоматическое обнаружение вспомогательной мощности и устанавливает соответствующие возможности регистров управления питанием в пространстве конфигурации PCI.
В заключение

Так как Fast Ethernet - это улучшенная технология Ethernet, то замена производится там, где ранее использовался Ethernet, но возникла необходимость увеличения пропускной способности. Основная сфера применения этой технологии сегодня - это сети офисных отделов и групп. Однако замена Ethernet на Fast Ethernet невозможна там, где подключены старые персональные компьютеры с шиной ISA.

Читайте также: