Специализация физической среды Ethernet

Физическая иерархия технологии Ethernet на сегодняшний день включает следующие среды передачи данных:

- 10 Base-5 – коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма, называемый «толстым» коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента – 500 м. (без повторителей). Диаметр центрального медного провода – 2,17 мм.

- 10 Base-2 – коаксиальный кабель диаметром 0,25 дюйма, называемый «тонким» коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента – 185 м. (без повторителей). Диаметр центрального медного провода – 0,89 мм.

- 10 Base-T – кабель на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP). Образует звездообразную топологию на основе концентратора. Расстояние между концентратором и конечным узлом – не более 100 метров.

-10 Base-F – волоконно-оптический кабель. Образует звездообразную топологию на основе концентратора. Имеется несколько вариантов этой спецификации:

-10 Base-FL (расстояние до 2000 м.);

-10 Base-FB (расстояние до 2000 м.).

10 Мбит/с – скорость передачи данных.

Base – метод передачи на одной базовой частоте 10МГц.

Стандарт 10 Base-5

Рис. 72 Компоненты физического уровня сети

Кабель используется как моноканал для всех станций.

Терминатор – согласующее сопротивления, препятствующие возникновению отраженных сигналов.

Станция подключается к кабелю при помощи приемо-передатчика (transmitter-receiver-transceiver) – трансивера. Трансивер может подключаться к кабелю методом прокалывания так и бесконтактным методом.

Кабель AVI(Attachment Unit Interface) – длиной до 50 м., состоит из 4 витых пар. К одному сегменту допускается подключение не более 100 трансиверов. Расстояние между трансиверами не должно быть меньше 2,5 м.

Трансивер – это часть сетевого адаптера, которая выполняет следующие функции:

- прием и передача данных с кабеля на кабель;

- определение коллизий на кабеле;

- электрическая развязка между кабелем и остальной частью адаптера;

- защита кабеля от некорректной работы адаптера.

Рис. 73 Структурная схема трансивера

- Передатчик и приемник присоединяются к одной точке кабеля с помощью специальной схемы, например трансформаторной.

- Детектор коллизий определяет наличие коллизий в коаксиальном кабеле по повышенному уровню постоянной составляющей сигналов.

Если постоянная составляющая превышает определенный порог (около 1,5 В), значит, на кабель работает более одного передатчика.

- Развязывающие элементы (РЭ) обеспечивают гальваническую развязку трансивера от остальной части сетевого адаптера. Этим защищаются адаптер от перепадов напряжений, возникающих при повреждении кабеля.

При возникновении неисправности в адаптере может возникнуть ситуация, когда на кабель будет непрерывно выдаваться последовательность случайных сигналов. Работа сети будет заблокирована одним неисправным адаптером. Для исключения этого на выходе передатчика ставится схема, которая проверяет время передачи кадра. Если максимально возможное время передачи пакета превышается (с некоторым запасом), то эта схема отсоединяет выход передатчика от кабеля. T_max=1221 мкс, T_{контроля}=4000 мкс.

Повторитель служит для объединения в одну сеть нескольких сегментов кабеля и увеличения тем самым общей длины сети.

Повторитель принимает сигналы из одного сегмента кабеля и побитно синхронно повторяет их в другом сегменте, улучшая форму и мощность импульсов, а также синхронизируя импульсы.

Повторитель состоит из 2-ух (или нескольких) трансиверов, которые присоединяются к сегментам кабеля, а также блока повторения со своим тактовым генератором.

Достоинства стандарта 10 Base-5:

1. хорошая защищенность кабеля от внешних воздействий;

2. сравнительно большое расстояние между узлами.

Недостатки стандарта 10 Base-5:

1. высокая стоимость кабеля;

2. сложность его прокладки из-за большой жесткости;

3. останов работы всей сети при повреждении кабеля или плохом соединении.