Modul 7 Ethernet Technologies Types of Ethernet lia

Modul 7: Ethernet Technologies

Types of Ethernet § líšia sa: n n n rýchlosťou prenosu typom prenosu použitým prenosovým médiom § rozdeľujeme: n n 10 -Mbps Ethernet 1000 -Mbps Ethernet 10 -Gbps Ethernet

10 -Mbps Ethernet Legacy Ethernet

Legacy Ethernet § patria sem: n n n 10 BASE 2 10 BASE 5 10 BASE-T § funkcie: n n časovanie formát rámca proces prenosu pravidlá návrhu

Parameters of 10 -Mbps Eth Vlastnosť Hodnota bit time 100 ns slot time 512 bit times (64 okt. ) rozostup rámcov 96 bitov / 9. 6 μs max. počet pokusov o znovuposlanie toho istého rámca 16 collision backoff limit 10 veľkosť jam signálu 32 bitov max. veľkosť rámca 1518 oktetov min. veľkosť rámca 512 bitov (64 oktetov)

Signal Quality Error § keď sa rámce presunú z podvrstvy MAC na fyzickú vrstvu, najskôr sa ukončí prenos údajov a procesy a ža potom dôjde k prenosu bitov po fyzickom médiu; § aktivácia signálnej chyby: n n n kolízia, prerušenie prenosu, na prenosovom kanáli sa vyskytli rušivé signály nastal skrat úspešné doručenie posledného rámca (do 4 – 8 μs) § transceiver vyšle signálnu chybu riadiacej jednotke; § oboznámi ju o stave kolízneho okruhu.

Line encoding § proces prenosu oktetov z povrstvy MAC a ich spracovanie; § popisuje signalizáciu bitov v prenosovom médiu; § jednoduchšie typy kódovania majú nežiadúce časovanie a elektrické vlastnosti, § kódovanie Manchester; n n n v každom časovacom okne dochádza k zmene úrovne; 0 - signál sa zmení z hornej úrovne do dolnej; 1 - signál sa zmení z dolnej úrovne do hornej;

Manchester encoding časovací signál 1 údaje čas 0 čas kódované údaje čas

Types of media § rôzne typy prenosových médií; § pre siete s rôznymi typmi prenosových médií je potrebné zabezpečiť ich spoluprácu; § riešenie - časové obmedzenia závislé od: n n typ kábla oneskorenie, ktoré vzniká na kábli oneskorenie routrov, transceiverov, staníc rozostup rámcov.

10 BASE 5 § výhody: n n dĺžka prenosu jedným segmentom - 500 m; lacná inštalácia bez prídavných konfigurácií; § nevýhody: n n výber vhodnej sieťovej karty; nežiadúce odrazy signálov v kábloch; § vodiče: n n n hlavný vodič – solid; hrubý koaxiálny kábel (spoľahlivý, ťažký a ťažko sa inštaluje); vysielať v danom čase môže len jedna stanica; poloduplexná komunikácia; jeden segment sa môže pripojiť až 100 staníc.

10 BASE 2 § výhody: n ľahšia inštalácia § vodiče: n n n tenké koaxiálne káble; spojenie sieťová karta – kábel : T-konektor; hlavný vodič – stranded; v danom čase vysiela len jedna stanica; maximálna dĺžka prenosu - 185 m; poloduplexná komunikáciu s maximálnou prenosovou rýchlosťou 10 -Mpbs a maximálne s 30 pripojenými stanicami.

10 BASE-T I. § výhody: n n n lacný ľahšie inštalovateľný nenáročná konfigurácia siete odolnosť voči poruchám ľahké riadenie siete § nevýhody: n časté rušenie signálov; § vodiče: n n typ UTP; typ – solid; max. dĺžka - je 90 / 100 m; kabeláž Cat 3 a Cat 5 e;

10 BASE-T II. § signály: n n piny 1, 2 – vysielanie piny 3, 6 - príjem § ukončenie vodičov: n T 568 -A alebo T 568 -B § priame prepojenie stanica - centrálne zariadenie (hub / repeater) – tvorí sa hviezdicová topológia (príp. rozšírená hviezda); § poloduplexný (max. 10 Mbps) a neskôr aj plne duplexný mód (max 20 Mbps); § max. počet zapojených staníc závisí od obmedzení káblov; § zapojenie hubov - obmedzenie na oneskorenie, ktoré môže vzniknúť medzi stanicami.

100 -Mbps Ethernet Fast Ethernet

Fast Ethernet § najdôležitejšie technológie: n n 100 BASE-TX (UTP káble) 100 BASE-FT (optický kábel) § základná charakteristika: n n n časovanie; typ rámca; časti procesu prenášania signálov; § rozdiel vo vlastnostiach od (10 -Mbps Eth): n n n zníženie bit time - 10 ns; bity sa posielajú v kratších časových intervaloch; zvýšenie frekvencie prenosu - zvýšenie pravdepodobnosti výskytu rušenia signálu pri prenose.

Encoding signals § 1. kódovanie 4 B/5 B § 2. závislá od typu použitého média;

100 BASE-TX § vodiče: n n UTP Cat 5; Poloduplexný (100 Mbps) alebo plne duplexný prenos (200 Mbps); § aktívne prvky siete: n switch – zrýchlenie spracovania posielaných rámcov; § kódovanie: n n 4 B/5 B zmena na Multi-Level Transmit (MLT-3); § MLT-3: n n 0 - v strede časovacieho okna nedochádza k zmene napätia; 1 - v strede časovacieho okna dochádza k zmene napätia.

MLT-3 encoding časovací signál 1 čas údaje 0 čas kódované údaje čas

100 BASE-FX § hlavne pri tvorbe základnej kostry siete (napr. prepojenie medzi poschodiami); § kódovanie – NRZI: n n 0 - v strede časovacieho okna nedôjde k zmene 1 - v strede časovacieho okna dôjde k zmene § vodiče: n n n optický kábel s dvoma vláknami; vysielanie signálu - LED diódy a laser (Tx); príjem signálu - vysokorýchlostný fotodiódový detektor (Rx); § max. rýchlosť - 200 Mbps.

NRZI encoding časovací signál 1 čas údaje 0 čas kódované údaje čas

Architecture § použitie repeatrov: n n ochrana siete pred nepriaznivým vplyvom prostredia (problémy v niektorom zo segmentov siete); úloha - riešiť prevody medzi rôznymi typmi fyzického zapojenia; § triedy repeatrov: n trieda I: w funkcia - prevod signálov pri prepojení rôznych prenosových médií k jednej kolíznej doméne w dôsledok - veľké oneskorenie (140 bit-times; n trieda II: w neposkytuje prevod signálov; w pracuje len na jednom prenosovom médiu; w omeškanie signálu - 92 bit-times.

Cable distances 100 BASE TX 100 BASE FX stanice, switche, stanica – switch 100 m 412 m - trieda I (1 repeater) 200 m 272 m 100 m / 160, 8 m trieda II (1 repeater) 200 m 320 m 100 m / 208 m trieda II (2 repeater) 205 m 228 m 105 m / 211, 2 m prepojenie/ technológia 100 BASE TX/FX

1000 -Mbps Ethernet Gigabit-Ethernet

Gigabit Ethernet § fyzické médium ovplyvňuje prenosovú rýchlosť siete; § vodiče: n UTP kabeláž aspoň Cat 5 e; § vysoká rýchlosť a krátky bit time - problémy s časovaním; § zvyšovanie frekvencie - šum v medených kábloch; § medzi dve stanice možno pripojiť max. jeden repeater na zosilnenie signálu;

Encoding process 1. údaje sa kódujú do postupnosti bitov § § § funkcia – synchronizácia; efektívnejšie využitie výkonu siete; lepší pomer prenášaného signálu a šumu. 2. vo fyzickej vrstve sa bity z MAC vrstvy konvertujú na symboly § funkcia - riadiace informácie (označujú začiatok a koniec rámca, informácie o zaťažení spojenia); § optický gigabitový Ethernet alebo 1000 BASE-X n n kódovanie 8 B/10 B; kódovanie svetla v optickom vlákne procesom NRZ (Non. Return to Zero).

1000 BASE-T (802. 3 ab) § sieť: n väčšia priepustnosť; § vodiče: n n n medené káble; min. Cat 5 zvyčajne Cat 5 e; prenos - 4 páry drôtov UTP kábla, 250 Mbps na pár, t. j. celý kábel - 1000 Mbps; § kódovanie - 4 D-PAM 5 (pulzná amplitúdová modulácia); § podpora plne duplexnej komunikácie aj poloduplexnej komunikácie.

Data transmission § § § § súčasný prijem aj vysielanie signálov stanice; predpoklad veľkého počtu kolízií; dôsledok - zahltenie systému. vhodnou implementáciou integrovaných obvodov a použitím techník je možné dosiahnuť požadovanú gigabitovú priepustnosť siete; rozdelenie údajov pred poslaním do 4 prúdov; ich paralelné zakódovanie, prenos údajov, prijímač ich rozpozná a zloží ich do pôvodnej podoby.

1000 BASE-SX, -LX, -X § 1000 BASE-SX a –LX n n dvojsignálové kódovanie; optické a tienené káble - 8 B/10 B kódovanie; UTP - pulzná amplitúdová modulácia signálov (PAM 5); prepojenie v kostre siete (IEEE 802. 3); § 1000 BASE-X n 8 B/10 B kódovanie s prevedením na NRZ priame kódovanie; § 1000 BASE-SX n n n multimódové optické vlákno; zdroj svetla - laser s vlnovou dĺžkou 850 nm alebo LED dióda; prenos len na krátke vzdialenosti; § 1000 BASE-LX n n monomódové (až 5 km) alebo multimódové optické vlákno; zdroj svetla - laser s vlnovou dĺžkou 1310 nm; § prenos optickým káblom je plne duplexný; § niektoré vlákna sa používajú len prenos a niektoré len na príjem svetelných signálov.

10 Gbps Ethernet (802. 3 ae) § ku kolíziám nedochádza – nepoužíva sa prístupová metóda CSMA/CD; § vodiče: n n n plne duplexný prenos optickými vláknami; monomódové vlákno (10 μm, 40 km); multimódové vlákna (50 / 60, 5 μm) § kompatibilita so synchrónnymi sieťami SONET (Synchronous Optical Network) a SDH (Synchronous Digital Hierarchy); § technológie: n 10 GBASE-SR, -LX 4, -LR, -ER, -SW, -LW, -EW; § kódovanie: n n n lepší prenos z dôvodu synchronizácie; efektívnejšie sa využitie výkonu siete; lepší pomer šum-signál; § 10 GBASE-SR (26 - 82 metrov) § 10 GBASE–ER (až 40 km).