Локальные сети
ией: Fast Ethernet не требует коренного переобучения
персонала и замены оборудования во всех узлах сети.
Официальный стандарт 100Base-T (802.3u) установил три различных
спецификации для физического уровня (в терминах семиуровневой модели OSI)
для поддержки следующих типов кабельных систем:
. 100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP
категории 5, или экранированной витой паре STP Type 1;
. 100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре
UTP категории 3, 4 или 5;
. 100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля.
Подуровни LLC и MAC в стандарте Fast Ethernet не претерпели изменений.
2 Форматы кадров технологии Fast Ethernet
Форматы кадров технологии Fast Ethernet не отличаются от форматов кадров
технологий 10-Мегабитного Ethernet'a. В кадрах стандарта Ethernet-II (или
Ethernet DIX), опубликованного компаниями Xerox, Intel и Digital еще до
появления стандарта IEEE 802.3, вместо двухбайтового поля L (длина поля
данных) используется двухбайтовое поле T (тип кадра). Значение поля типа
кадра всегда больше 1518 байт, что позволяет легко различить эти два разных
формата кадров Ethernet DIX и IEEE 802.3.
Все времена передачи кадров Fast Ethernet в 10 раз меньше
соответствующих времен технологии 10-Мегабитного Ethernet'а: межбитовый
интервал составляет 10 нс вместо 100 нс, а межкадровый интервал - 0.96 мкс
вместо 9.6 мкс соответственно.
3 Спецификации физического уровня Fast Ethernet
Для технологии Fast Ethernet разработаны различные варианты физического
уровня, отличающиеся не только типом кабеля и электрическими параметрами
импульсов, как это сделано в технологии 10 Мб/с Ethernet, но и способом
кодирования сигналов, и количеством используемых в кабеле проводников.
Поэтому физический уровень Fast Ethernet имеет более сложную структуру, чем
классический Ethernet.
Физический уровень состоит из трех подуровней:
. Уровень согласования (reconciliation sublayer).
. Независимый от среды интерфейс (Media Independent Interface, MII).
. Устройство физического уровня (Physical layer device, PHY).
Устройство физического уровня (PHY) обеспечивает кодирование данных,
поступающих от MAC-подуровня для передачи их по кабелю определенного типа,
синхронизацию передаваемых по кабелю данных, а также прием и декодирование
данных в узле-приемнике.
Интерфейс MII поддерживает независимый от используемой физической среды
способ обмена данными между MAC-подуровнем и подуровнем PHY. Этот интерфейс
аналогичен по назначению интерфейсу AUI классического Ethernet'а за
исключением того, что интерфейс AUI располагался между подуровнем
физического кодирования сигнала (для любых вариантов кабеля использовался
одинаковый метод физического кодирования - манчестерский код) и подуровнем
физического присоединения к среде, а интерфейс MII располагается между MAC-
подуровнем и подуровнями кодирования сигнала, которых в стандарте Fast
Ethernet три - FX, TX и T4.
Подуровень согласования нужен для того, чтобы согласовать работу
подуровня MAC с интерфейсом MII.
4 Интерфейс MII
Существует два варианта реализации интерфейса MII: внутренний и внешний.
При внутреннем варианте микросхема, реализующая подуровни MAC и
согласования, с помощью интереса MII соединяется с микросхемой трансивера
внутри одного и того же конструктива, например, платы сетевого адаптера или
модуля маршрутизатора. Микросхема трансивера реализует все функции
устройства PHY.
Внешний вариант соответствует случаю, когда трансивер вынесен в
отдельное устройство и соединен кабелем MII через разъем MII с микросхемой
MAC-подуровня. Разъем MII в отличие от разъема AUI имеет 40 контактов,
максимальная длина кабеля MII составляет 1 метр. Сигналы, передаваемые по
интерфейсу MII, имеют амплитуду 5 В.
Интерфейс MII может использоваться не только для связи PHY с MAC, но и
для соединения устройств PHY с микросхемой повторения сигналов в
многопортовом повторителе-концентраторе.
5 Физический уровень 100Base-FX - многомодовое оптоволокно
Физический уровень PHY ответственен за прием данных в параллельной форме
от MAC-подуровня, трансляцию их в один (TX или FX) или три последовательных
потока бит с возможностью побитной синхронизации и передачу их через разъем
на кабель. Аналогично, на приемном узле уровень PHY должен принимать
сигналы по кабелю, определять моменты синхронизации бит, извлекать биты из
физических сигналов, преобразовывать их в параллельную форму и передавать
подуровню MAC.
Эта спецификация определяет работу протокола Fast Ethernet по
многомодовому оптоволокну в полудуплексном и полнодуплексном режимах на
основе хорошо проверенной схемы кодирования и передачи оптических сигналов,
использующейся уже на протяжении ряда лет в стандарте FDDI. Как и в
стандарте FDDI, каждый узел соединяется с сетью двумя оптическими
волокнами, идущими от приемника (Rx) и от передатчика (Tx).
6 Физический уровень 100Base-TХ - двухпарная витая пара
Основные отличия от спецификации PHY FX - использование метода MLT-3 для
передачи сигналов 5-битовых порций кода 4В/5B по витой паре, а также
наличие функции автопереговоров (Auto-negotiation) для выбора режима работы
порта.
Метод MLT-3 использует потенциальные сигналы двух полярностей для
представления 5-битовых порций информации.
Кроме использования метода MLT-3, спецификация PHY TX отличается от
спецификации PHY FX тем, что в ней используется пара шифратор-дешифратор
(scrambler/descrambler), как это определено в спецификации ANSI TP-PMD.
Шифратор принимает 5-битовые порции данных от подуровня PCS, выполняющего
кодирование 4B/5B, и зашифровывает сигналы перед передачей на подуровень
MLT-3 таким образом, чтобы равномерно распределить энергию сигнала по всему
частотному спектру - это уменьшает электромагнитное излучение кабеля.
Автопереговорный процесс
Спецификации PHY TX и PHY T4 поддерживают функцию Auto-negotiation, с
помощью которой два взаимодействующих устройства PHY могут автоматически
выбрать наиболее эффективный режим работы.
Описанная ниже схема Auto-negotiation является теперь стандартом
технологии 100Base-T. До этого производители применяли различные
собственные схемы автоматического определения скорости работы
взаимодействующих портов, которые не были совместимы. Принятую в качестве
стандарта схему Auto-negotiation предложила первоначально компания National
Semiconductor под названием NWay.
Всего в настоящее время определено 5 различных режимов работы, которые
могут поддерживать устройства PHY TX или PHY T4 на витых парах:
. 10Base-T - 2 пары категории 3;
. 10Base-T full-duplex - 2 пары категории 3;
. 100Base-TX - 2 пары категории 5 (или Type 1A STP);
. 100Base-TX full-duplex - 2 пары категории 5 (или Type 1A STP);
. 100Base-T4 - 4 пары категории 3.
Режим 10Base-T имеет самый низкий приоритет при переговорном процессе, а
режим 100Base-T4 - самый высокий. Переговорный процесс происходит при
включении питания устройства, а также может быть инициирован и в любой
момент модулем управления.
Для организации переговорного процесса используются служебные сигналы
проверки целостности линии технологии 10Base-T - link test pulses, если
узел-партнер поддерживает только стандарт 10Base-T. Узлы, поддерживающие
функцию Auto-negotiation, также используют существующую технологию сигналов
проверки целостности линии, при этом они посылают пачки таких импульсов,
инкапсулирующие информацию переговорного процесса Auto-negotiation. Такие
пачки носят название Fast Link Pulse burst (FLP).
Устройство, начавшее процесс auto-negotiation, посылает своему партнеру
пачку импульсов FLP, в котором содержится 8-битное слово, кодирующее
предлагаемый режим взаимодействия, начиная с самого приоритетного,
поддерживаемого данным узлом.
Если узел-партнер поддерживает функцию Auto-negotuiation и также может
поддерживать предложенный режим, то он отвечает пачкой импульсов FLP, в
которой подтверждает данный режим и на этом переговоры заканчиваются. Если
же узел-партнер может поддерживать менее приоритетный режим, то он
указывает его в ответе и этот режим выбирается в качестве рабочего. Таким
образом, всегда выбирается наиболее приоритетный общий режим узлов.
Узел, который поддерживает только технологию 10Base-T, каждые 16
миллисекунд посылает импульсы для проверки целостности линии, связывающей
его с соседним узлом. Такой узел не понимает запрос FLP, который делает ему
узел с функцией Auto-negotiation, и продолжает посылать свои импульсы.
Узел, получивший в ответ на запрос FLP только импульсы проверки целостности
линии, понимает, что его партнер может работать только по стандарту 10Base-
T и устанавливает этот режим работы и для себя.
Полнодуплексный режим работы
Узлы, поддерживающие спецификации PHY FX и PHY TX, могут работать в
полнодуплексном режиме (full-duplex mode). В этом режиме не используется
метод доступа к среде CSMA/CD и отсутствует понятие коллизий - каждый узел
одновременно передает и принимает кадры данных по каналам Tx и Rx.
Полнодуплексная работа возможна только при соединения сетевого адаптера
с коммутатором или же при непосредственном соединении коммутаторов.
При полнодуплексной работе стандарты 100Base-TX и 100Base-FX
обеспечивают скорость обмена данными между узлами 200 Мб/с.
Полнодуплексный режим работы для сетей 100Base-T пока не принят
комитетом IEEE в качеств
| |  скачать работу |
Локальные сети |
