Сеть Ethernet. Манчестерский код.
Поскольку само слово Ethernet связано с кабелем (ether – в переводе означает эфир, среда распространения сигнала), то именно с этого вопроса мы и начнем изучать Ethernet.
| Название | Тип | Максимальная длина сегмента | Узлов на сегмент | Преимущества |
| 10Base5 | Толстый коаксиальный | 500 м | Первый кабель, ныне устарел | |
| 10Base2 | Тонкий коаксиал | 185 м | Не нужны концентраторы | |
| 10Base-T | Витая пара | 100 м | Низкая цена | |
| 10Base-F | Оптоволокно | 2000 м | Лучший вариант при прокладке между зданиями |
Исторически сложилось так, что кабель 10Base5 (толстый Ethernet) стал первым носителем данных в сетях 802.3. он внешне напоминал желтый садовый шланг для полива, а через каждые 2,5 метра имелась маркировка места подсоединения отводов. Соединения обычно делались на основе ответвителей «зуб вампира». Зуб ответвителя аккуратно вводится на половину толщины внутренней жилы кабеля. Обозначение 10Base5 говорит о следующем: скорость работы 10 Мбит/с, сигнал немодулированный, максимальная длина сегмента - 500 м. Итак, первая цифра – скорость в мегабитах в секунду. Слово Base указывает на то, что сигнал передается на базовой частоте, т.е. без модуляции. Наконец. Если речь идет о коаксиальном кабеле, то после Base следует округленная до 100-метровых единиц максимальная длина сетевого сегмента.
На смену толстому Ethernet пришел кабель типа 10Base2 (тонкий Ethernet). Для отводов вместо зубастых отвитвителей используются стандартные BNC-коннекторы, с помощью которых легко образуется Т-образное соединение. BNC-коннекторы проще в использовании и надежнее. Кроме того. Они гораздо дешевле, и их удобнее монтировать. Недостаток – меньшая длина сегмента – 185 м.
Обнаружение обрывов кабеля, чрезмерной длины сегментов, выхода из строя ответвителей и соединителей являлось основной проблемой обоих кабелей. Были разработаны специальные методики. Позволяющие решать указанные задачи. Основная идея была такова: по каналу передавался импульс определенной формы. Если он встречал на своем пути какую-либо преграду или конец кабеля, то образовывалось эхо, которое приходило обратно к отправителю. Тщательно измерив временной интервал между отправкой импульса и приходом эха, можно было установить место неисправности. Такой метод получил название «измерением отраженного сигнала».
Задачи поиска обрывов кабеля привели к созданию систем с измененной схемой подключения, в которой от каждой станции кабель идет к центральному концентратору (хабу), где станции соединяются друг с другом электроникой. Такая система изначально разрабатывалась для кабеля 10Base-T (витая пара).
В 10Base5 приемопередатчик (трансивер) снаружи обжимает кабель так, чтобы его контактная игла соприкасалась с внутренней жилой. Он содержит электронные компоненты, позволяющая обнаруживать несущую и коллизии. В этой схеме ответвительный кабель соединяет приемопередатчик с интерфейсной платой (сетевой картой) компьютера. Длина этого кабеля может достигать 50 метров. Он состоит из пяти независимых изолированных витых пар. Две пары предназначены для передачи данных от компьютера и к компьютеру. Еще по двум передаются управляющие сигналы. Пятая управляет питанием приемопередатчика.
Сетевая карта содержит микросхему контроллера, посылающая кадры приемопередатчику и принимающая кадры от него. Контроллер отвечает за правильный формат сборки данных в кадры, а также за подсчет контрольных сумм входящих кадров. Некоторые контроллеры также управляют пулом буферов для приходящих кадров.
В системе 10Base2 соединение с кабелем осуществляется с помощью пластикового коннектора. Электроника приемопередатчика располагается на плате контроллера, и у каждой станции обычно имеется свой приемопередатчик.
В системе 10Base-T ни какого общего кабеля нет, есть только концентратор (хаб). Недостаток – ограничение максимальной длины кабеля длиной 100 метров.
Четвертый возможный вариант кабеля для сети Ethernet называется 10Base-F и построен на основе оптоволоконного кабеля. Такая система очень дорогая из-за высокой стоимости соединителей и терминаторов, зато имеет наилучшие технические характеристики.
Манчестерский код
Получил наибольшее распространение в сетях с электрическими кабелями. Является самосинхронизирующимся, то есть несущим в себе синхроимпульс. Имеет два уровня. Логическому нулю соответствует положительный переход в центре бита, то есть первая половина битового интервала — низкий уровень, вторая половина — высокий. Логической единице соответствует отрицательный переход в центре бита. Обязательное наличие перехода в центре бита позволяет легко выделить синхросигнал. Это дает возможность передавать информацию большими пакетами и без потерь из-за рассинхронизации. Допустимое расхождение часов — до 25 %. При передаче цепочки бит из одних нулей или единиц необходима частота в 10 МГц при скорости в 10 Мбит/сек. Для передачи последовательностей из чередующихся нулей и единиц необходимо 5 МГц.