Technologie i okablowanie Ethernet

Ethernet to standard początkowo wykorzystywany w budowie lokalnych sieci komputerowych, a obecnie również w sieciach rozległych. Obejmuje on specyfikację kabli oraz przesyłanych nimi sygnałów. Ethernet opisuje również format pakietów i protokoły z dwóch najniższych warstw modelu OSI. Jego specyfikacja została zdefiniowana w standardzie 802.3 IEEE.

Ethernet jest najpopularniejszym standardem w sieciach lokalnych. Inne wykorzystywane specyfikacje to Token Ring, FDDI czy Arcnet. Ethernet został opracowany w Xerox PARC czyli ośrodku badawczym firmy Xerox i opublikowany w roku 1976. Ethernet bazuje na idei węzłów podłączonych do wspólnego medium, wysyłających i odbierających za jego pomocą specjalne komunikaty (ramki). Ta metoda komunikacji nosi nazwę CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Wszystkie węzły posiadają unikalny adres MAC. Klasyczne sieci Ethernet mają cztery cechy wspólne. Są to: parametry czasowe, format ramki, proces transmisji oraz podstawowe reguły obowiązujące przy ich projektowaniu.

Technologie Ethernet 10 Mbit/s
10Base2 (ThinNet, Cheapernet lub „cienki koncentryk”) – używa kabla koncentrycznego o średnicy ok. 5 mm. Kabel musi biec pomiędzy wszystkimi kartami sieciowymi wpiętymi do sieci. Karty podłącza się za pomocą tzw. „trójnika”, do którego podpina się także kabel za pomocą złącz BNC. Na obu końcach kabla montowany jest dławik (tzw. „terminator”) o impedancji 50 Ohm. Maksymalna długość segmentu wynosiła 185 m, chociaż rozwiązania niektórych firm, np. 3COM dopuszczały 300 m. Przez wiele lat była to dominująca forma sieci Ethernet. Jej wadą było to, że uszkodzenie kabla w jednym miejscu powodowało zanik dostępu do sieci w całym segmencie.

10Base5 (Thicknet albo „gruby koncentryk”) – standard z 1980 r. używający grubego (12 mm) kabla koncentrycznego o impedancji 50 Ohm. Umożliwiał budowę segmentów o długości do 500 m. Pracował z szybkością 10 Mb/s. Kable były zakończone terminatorami 50 Ohm, a komputery były podłączone trójnikiem BNC wpiętym do kabla koncentrycznego. Technologia 10BASE5 jest ważna, ponieważ było to pierwsze medium używane przez sieci Ethernet. Technologia ta stanowiła część oryginalnego standardu IEEE 802.3. Podstawową zaletą technologii 10BASE5 był jej zasięg. Obecnie już nie jest stosowana, ale czasami można spotkać jeszcze pracujące instalacje. Dziś już bardzo trudno znaleźć na rynku podstawowe komponenty, jak np. karty sieciowe. Systemy zbudowane w technologii 10BASE5 były niedrogie i nie wymagały konfiguracji, ale sama technologia nie jest odporna na odbicia sygnału w kablu. Systemy 10BASE5 cechują się także pojedynczym punktem awarii.

W systemach tych stosowane jest kodowanie typu Manchester. W kablu znajduje się jednolity centralny przewodnik. Każdy z maksymalnie pięciu segmentów grubego kabla koncentrycznego może mieć do 500 metrów długości. Okablowanie jest duże, ciężkie i trudne w instalacji. Jednak stosunkowo duża dopuszczalna długość segmentu stanowiła zaletę, co przedłużyło korzystanie z tej technologii w pewnych zastosowaniach. Ponieważ medium jest pojedynczy kabel koncentryczny, tylko jedna stacja może transmitować pakiety w danej chwili, gdyż w przeciwnym wypadku nastąpi kolizja. Z tego powodu sieci 10BASE5 działały tylko w trybie półdupleks, przez co maksymalna prędkość przesyłania danych wynosi 10 Mb/s.

10BaseF – specyfikacja Ethernet o paśmie podstawowym 10 Mbps, która odwołuje się do standardów 10BaseFB, 10BaseFL, 10BaseFP korzystających z kabla światłowodowego.

10BaseFB – specyfikacja Ethernet o paśmie podstawowym 10 Mbps korzystająca z kabla światłowodowego. Jest częścią specyfikacji IEEE 10BaseF. Kabla tego na używa się do łączenia stacji użytkowników. Zapewnia szkielet sygnału synchronicznego pozwalający na dołączenie dodatkowych segmentów i regeneratorów do sieci. Segmenty 10BaseFB mogą mieć długość do 2000 metrów na segment.

10BaseFL – specyfikacja Ethernet o paśmie podstawowym 10 Mbps korzystająca z kabla światłowodowego. Jest częścią specyfikacji IEEE 10BaseF. Może współpracować z FOIRL, ale jest raczej używana w jego zastępstwie. Segmenty 10BaseFL mogą mieś długość do 1000 metrów na segment przy współpracy z FOIRL, oraz do 2000 metrów na segment, jeśli jest wyłącznym standardem.

10BaseFP – pasywna specyfikacja Ethernet o paśmie podstawowym 10 Mbps korzystająca z kabla światłowodowego. Jest częścią specyfikacji IEEE 10BaseF. Organizuje pewną liczbę komputerów w topologii gwiazdy bez korzystania z regeneratorów. Segmenty 10BaseFP mogą mieć długość do 500 metrów na segment.

10BaseT – specyfikacja Ethernet o paśmie podstawowym 10 Mbps korzystająca z dwóch par skrętki (kategorie 3, 4 lub 5). Jedna para transmituje dane, druga odbiera dane. Jest częścią specyfikacji IEEE 802.3. Maksymalna długość do 100 metrów na segment. Standard okablowania sieci Ethernet stosowany w sieciach lokalnych. Standard 10baseT wykorzystuje pojedynczą parę nieekranowanych, skręconych przewodów miedzianych (UTP). Maksymalna odległość urządzeń bez wzmacniania sygnałów w sieciach 10baseT wynosi 100 m. Maksymalna przepływność sieci to 10 Mbit/s.

10BaseFX – szerokopasmowa specyfikacja Fast Ethernet 100 Mbps korzystająca z dwóch kabli światłowodowych na połączenie. Odpowiednia synchronizacja czasowa wymaga, aby maksymalna długość kabli nie przekraczała 400 metrów. Opiera się na standardzie IEEE 802.3.

10Broad36 – specyfikacja Ethernet o paśmie podstawowym 10Mb/s korzystająca z szerokopasmowego kabla koncentrycznego stosowanego do przesyłu sygnału telewizyjnego (75 Ohm). Jest częścią specyfikacji IEEE 802.3. Maksymalna długość do 3600 metrów na segment.

Technologie Ethernet 100 Mbit/s
100BaseT – Fast Ethernet – standard szybkiej transmisji dla sieci lokalnych o przepływności 100 Mbit/s w topologii gwiazdy, realizowanej za pomocą nieekranowanej pary przewodów symetrycznych (UTP kat. 3, 4 i 5), ekranowanej skrętki symetrycznej STP lub światłowodów wielomodowych. Maksymalny zasięg sieci w standardzie 100baseT wynosi 100 m dla połączeń wykonanych przy użyciu skrętki symetrycznej.

100BaseT4 – szerokopasmowa specyfikacja Fast Ethernet 100 Mbps korzystająca z czterech par okablowania UTP kategorii 3, 4 lub 5. Odpowiednia synchronizacja czasowa wymaga, aby maksymalna długość nie przekraczała 100 metrów. Opiera się na standardzie IEEE 802.3.

100BaseVG – standard zaproponowany przez firmę Hewlett-Packard o szybkości 100 Mb/s na 2 parach skrętki kategorii 3. Nie zdobył uznania.

100BaseTX – szerokopasmowa specyfikacja Fast Ethernet 100Mb/s korzystająca z dwóch par okablowania UTP kategorii UTP lub STP. Jedna para transmituje dane, druga odbiera dane. Opiera się na standardzie IEEE 802.3. Odpowiednia synchronizacja czasowa wymaga, aby maksymalna długość nie przekraczała 100 metrów.

100BaseX – szerokopasmowa specyfikacja Fast Ethernet 100Mb/s, któa odwołuje ie do standardów 100BaseFX i 100BaseTX korzystająca z kabla światłowodowego. Opiera się na standardzie IEEE 802.3.

100VG-AnyLAN – technologia Fast Ethernet 100Mb/s i Token Ring korzystająca z czterech par okablowania UTP kategorii 3, 4 lub 5. Ta szybka technologia transmisji opracowana przez firmę Helwett-Packard może działać w istniejących sieciach 10BaseT. Opiera się na standardzie IEEE 802.3.

Technologie Ethernet 1000 Mbit/s
1000BaseLX – technologia Gigabit Ethernet oparta o przesyłanie danych kablem światłowodowym, opisana w standardzie IEEE 802.3z. Do przesyłania danych używa długich fal i używa okablowania wielomodowego i jednomodowego. Maksymalna długość segmentu to 550 metrów.

1000BaseSX – technologia Gigabit Ethernet oparta o przesyłanie danych kablem światłowodowym, opisana w standardzie IEEE 802.3z. Do przesyłania danych uzywa fal krótkich w okablowaniu wielomodowym. Maksymalna długość przesyłu danych to 550 metrów.

1000BaseT – technologia Gigabit Ethernet oparta o przesyłanie danych skrętką, opisana w specyfikacji 802.3ab. Technologii opisuje standard przesyłania 1Gbit/s na maksymalną odległość 100 metrów. Jest rozwiązaniem tańszym niż 1000BaseSX i 1000BaseLX.

1000BaseCX – pozwala na przesyłanie danych kablem 150 Ohm na maksymalna odległość 25 metrów. Hosty podłączone są do sieci za pomoca złącza DB-9.

Technologie Ethernet 10 Gbit/s
10GBaseLX4 – stosując modulację typu „WDM” umożliwia zasięg 240 lub 300 m za pomocą światłowodów wielomodowych (przy 1310 nm) lub 10 km za pomocą jednomodowych.

10GBaseLR – Ethernet korzystający ze światłowodów jednomodowych i pozwalający przesyłać dane na odległość 10 km.

10GBaseER – Ethernet korzystający ze światłowodów jednomodowych i pozwalający przesyłać dane na odległość 40 km.

10GBaseSW, 10GBaseLW i 10GBaseEW – odpowiedniki 10GBaseSR, 10GBaseLR i 10GBaseER używające transmisji synchronicznej na tych samych typach światłowodów i na te same odległości.

6BONE – jest testową siecią IPv6 (najnowszej, szóstej wersji Protokołu Internetowego). Pierwsze RFC definiujące IPv6 zostały opublikowane w 1995 r., 6BONE działa od 1996 r. Od 1997 r. do 6BONE podłączone są węzły na terenie Polski. Router 6BONE w ICM jest obsługiwany przez pracowników działu komputerowego, w ramach obsługi serwisów publicznych ICM. Udział w 6BONE jest okazją do nauczenia się pracy z siecią IPv6, jej routingiem i serwisami oraz IPSec (jeżeli ktoś zainstaluje implementację dla IPv6). W 6BONE można się też uczyć protokołów routingu dynamicznego bez obawy o zakłócenie porządku całego świata. Podłączenia tuneli IPv6-over-IPv4 do ICM nie wiążą się z żadnymi kosztami dla chętnych. Poprosić o tunele mogą zarówno instytucje komercyjne jak i niezarobkowe. Podłączony węzeł powinien przestrzegać zasad obowiązujących w 6BONE.

Implementacje 10-Gigabit Ethernet

MMF – Multi Mode Fiber – światłowód wielomodowy
SMF – Single Mode Fiber – światłowód jednomodowy

Typy sieci WAN

Maksymalna odległość 1000Base-SX

Maksymalna odległość 1000Base-LX

Przykłady sieci

Źródło: www.rogaski.org