Ethernet
Ethernet viittaa Xeroxin luomaan ja Xeroxin, Intelin ja DEC:n yhdessä kehittämään baseband LAN -määritykseen. Universaali Ethernet-standardi julkaistiin 30.9.1980, mikä on yleisin nykyisissä LN-verkoissa. Tietoliikenneprotokollastandardi. Ethernet-verkko käyttää CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access and Collision Detection) -tekniikkaa ja toimii useissa kaapelityypeissä 10M/S:ssä. Sisältää standardin Ethernet (10Mbit/s), Fast Ethernet (100Mbit/s) ja 10G (10Gbit/s) Ethernet. Ne kaikki ovat IEEE 802.3 -standardin mukaisia.
Ethernetin käynnistäminen vain 10 Mbps:n siirtonopeudella käyttää käytönvalvontamenetelmää, jossa on operaattorin aistima monikäyttö (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) törmäystunnistuksella. Tätä varhaista 10 Mbps Ethernetiä kutsutaan tavalliseksi Ethernetiksi, ja Ethernet voidaan liittää erilaisilla lähetysvälineillä, kuten paksulla koaksiaalikaapelilla, ohuella koaksiaalikaapelilla, suojaamattomalla kierretyllä parilla, suojatulla kierretyllä parilla ja kuidulla. IEEE 802.3 -standardissa eri lähetysvälineille on määritelty erilaiset fyysiset tasostandardit. Näissä standardeissa ensimmäinen numero ilmaisee lähetysnopeuden yksikköinä "Mbps", ja viimeinen numero ilmaisee yhden segmentin kaapelin pituuden (vertailuyksikkö on 100 m), Base tarkoittaa "baseband" ja Broad tarkoittaa "laajakaistaa".
10Base-5 käyttää halkaisijaltaan 0,4 tuuman 50Ω paksua koaksiaalikaapelia, joka tunnetaan myös paksuna Ethernet-kaapelina ja jonka segmentin enimmäispituus on 500 m. Baseband-siirtomenetelmä, topologia on väylätyyppi. 10Base-5-verkon pääasiallisia laitteita ovat paksu koaksiaalikaapeli, Ethernet-kortti AUI-liittimen kanssa, toistin, lähetin-vastaanitin, lähetin-vastaanottava kaapeli ja terminaattori.
10Base-2 käyttää halkaisijaltaan 0,2 tuumaa, 50Ω ohut koaksiaalikaapeli, joka tunnetaan myös nimellä ohut kaapeli Ethernet, verkon segmentin enimmäispituus on 185m, baseband-siirtomenetelmä, topologia on väylätyyppi; 10Base-2-verkon päälaitteisto Saatavilla: ohut koaksiaalikaapeli, Ethernet-kortti BNC-liittimellä, toistin, T-liitin, terminaattori jne.
10Base-T käyttää kierrettyä parikaapelia, jonka segmentin enimmäispituus on 100m. Topologia on tähtimuotoista; 10Base-T-verkon tärkeimmät laitteet ovat: Luokka 3 tai luokka 5 suojaamaton kierretty parikaapeli, Ethernet-kortti, jossa on RJ-45-liitäntä, keskitin, kytkin, RJ-45-pistoke jne.
1Base-5 käyttää kierrettyä parikaapelia, segmentin enimmäispituus on 500m ja lähetysnopeus 1Mbps.
10Broad-36 käyttää koaksiaalikaapelia (RG-59/U CATV), verkon enimmäispituus on 3600m ja verkkosegmentin pituus on jopa 1800m, joka on laajakaistan siirtotila;
10Base-F käyttää valokuitua 10Mbps:n lähetystaajalla.
Nopea eetteri
Ethernet Verkon kehittämisen mukana perinteisellä Ethernet-vakiotekniikalla on ollut vaikea vastata verkkodataliikenteen kasvavaan kysyntään. Ennen lokakuuta 1993 vain Fiber Distributed Data Interface (FDDI) oli saatavana lan-sovelluksiin, jotka vaativat yli 10 Mbps: n tietoliikennettä, mutta se oli erittäin kallis LAN, joka perustui 100 Mbps: n valokuitukaapeliin. Lokakuussa 1993 Grand Junction esitteli maailman ensimmäisen Fast Ethernet -keskittimen Fastch 1080:n ja verkkoliittymäkortin FastNIC 100. Fast Ethernet -tekniikkaa sovellettiin virallisesti. Sitten Intel, SynOptics, 3COM, BayNetworks ja muut yritykset ovat myös lanseeranneet omat Fast Ethernet -laitteensa. Samaan aikaan IEEE 802 -suunnitteluryhmä tutki myös erilaisia 100Mbps Ethernet -standardeja, kuten 100BASE-TX, 100BASE-T4, MII, repeater, full duplex ja muut standardit. Maaliskuussa 1995 IEEE julkisti IEEE802.3u 100BASE-T Fast Ethernet -standardin, joka aloitti Fast Ethernetin aikakauden.
Fast Ethernetillä on monia etuja verrattuna FDDI: hen, jota alun perin käytettiin 100Mbps: n kaistanleveydellä. Tärkein syy on se, että Fast Ethernet -teknologia voi tehokkaasti suojata käyttäjien investointeja infrastruktuurin toteutukseen. Se tukee 3, 4 ja 5 paria kaksiosaista Säikeislangan ja optisen kuidun liitäntä mahdollistaa olemassa olevien tilojen tehokkaan käytön. Fast Ethernetin puute on myös Ethernet-teknologian haittapuoli. Tämä tarkoittaa, että Fast Ethernet perustuu edelleen CSMA/CD-tekniikkaan. Kun verkon kuormitus on raskas, se vähentää tehokkuutta. Tämä voidaan tietenkin kompensoida vaihtamalla teknologiaa. 100Mbps Fast Ethernet -standardi on jaettu edelleen kolmeen alaluokkaan: 100BASE-TX, 100BASE-FX ja 100BASE-T4.
· 100BASE-TX: Nopea Ethernet-tekniikka, joka käyttää luokan 5 datatason suojaamatonta kierrettyä paria tai suojattua kierrettyä paria. Se käyttää kahta paria kierrettyjä pareja, yksi lähettämiseen ja yksi tietojen vastaanottamiseen. Lähetyksessä käytetään 4B/5B-koodausmenetelmää, ja signaalitaajuus on 125 MHz. Täyttää EIA586:n luokan 5 kaapelointistandardin ja IBM:n SPT Class 1 -kaapelointistandardin. Käytä samaa RJ-45-liitintä kuin 10BASE-T. Sen suurin verkkosegmentin pituus on 100 metriä. Se tukee kaksisuuntaista tiedonsiirtoa.
· 100BASE-FX: Nopea Ethernet-tekniikka, joka käyttää valokuitukaapelia sekä yksi- että monitilakuidun (62,5 ja 125um) käyttöön. Monimuotokuituliitäntöjen maksimietäisyys on 550 metriä. Yhden tilan kuituliitäntöjen maksimietäisyys on 3000 metriä. Lähetyksessä käytetään 4B/5B-koodausmenetelmää ja signaalitaajuus on 125 MHz. Se käyttää MIC/FDDI-liitintä, ST-liitintä tai SC-liitintä. Sen verkon segmentin enimmäispituus on 150m, 412m, 2000m tai pidempi 10 km: iin, mikä liittyy käytetyn kuidun tyyppiin ja toimintatilaan. Se tukee kaksisuuntaista tiedonsiirtoa. 100BASE-FX soveltuu erityisesti sovelluksiin, joissa on sähköhäiriöitä, suuria etäliitäntöjä tai korkeita turvaympäristöjä.
· 100BASE-T4: on Fast Ethernet -tekniikka, jota voidaan käyttää luokkien 3, 4 ja 5 suojaamattoman kierretyn parin tai suojatussa kierretyssä parissa. 100Base-T4 käyttää neljää paria kierrettyjä pareja, joista kolmea käytetään tietojen lähettämiseen 33 MHz:n taajuudella, joista jokainen pari toimii kaksisuuntaisessa tilassa. Neljättä paria käytetään CSMA/CD-törmäyksen havaitsemiseen. Lähetyksessä käytetään 8B/6T-koodausmenetelmää, ja signaalitaajuus on 25 MHz, mikä vastaa YVA586:n strukturoitua johdotusstandardia. Se käyttää samaa RJ-45-liitintä kuin 10BASE-T, jonka segmentin pituus on enintään 100 metriä.
Gigabittieetteri
Gigabit Ethernet -tekniikka on uusin nopea Ethernet-tekniikka, joka tarjoaa käyttäjille tehokkaan ratkaisun ydinverkon parantamiseen. Tämän ratkaisun suurin etu on perinteisen Ethernet-teknologian etujen periytyminen. Gigabittitekniikka on edelleen Ethernet-tekniikkaa, se käyttää samaa kehysmuotoa, runkorakennetta, verkkoprotokollaa, kaksisuuntaista tilaa, virtauksen ohjaustilaa ja johdotusjärjestelmää kuin 10M Ethernet. Koska tämä tekniikka ei muuta perinteisen Ethernetin työpöytäsovelluksia ja käyttöjärjestelmiä, se toimii hyvin 10M tai 100M Ethernetin kanssa. Gigabit Ethernetiin päivittäminen ei edellytä muutoksia verkkosovelluksiin, verkonhallintakomponentteihin ja verkon käyttöjärjestelmiin investointisuojauksen maksimoimiseksi. Lisäksi IEEE-standardi tukee monimuotokuitua, jonka enimmäisetäisyys on 550 metriä, yhden tilan kuitua, jonka enimmäisetäisyys on 70 kilometriä, ja koaksiaalikaapelia, jonka maksimietäisyys on 100 metriä. Gigabit Ethernet täyttää aukon 802.3 Ethernet/Fast Ethernet -standardissa.
Gigabit Ethernet tukee lyhyempiä matkoja voidakseen havaita 64 tiheittäin tietokehysten törmäykset. Gigabit Ethernetin tukemat verkkotyypit ovat seuraavat:
Voimansiirron keskimatka
1000Base-CX Kupari STP 25m
1000Base-T Kuparikissa 5 UTP 100m
1000Base-SX Monitilakuitu 500m
1000Base-LX yksitilakuitu 3000m
Gigabit Ethernet -tekniikalla on kaksi standardia: IEEE 802.3z ja IEEE 802.3ab. IEEE 802.3z asettaa standardin kuitu- ja lyhyen kantaman kuparilankaliitännöille. IEEE 802.3ab asettaa standardin viisiosaisen kierretyn parin pitkän matkan yhteysjärjestelmälle.
1. IEEE 802.3z
IEEE 802.3z -työryhmä vastaa kuidun (yksi- tai monitila) ja koaksiaalikaapelin kaksisuuntaisten linkkistandardien kehittämisestä. IEEE 802.3z määrittelee 1000Base-X:n valokuitu- ja lyhyen matkan kuparikaapeleiden perusteella. Se käyttää 8B/10B-koodaustekniikkaa, ja kanavan siirtonopeus on 1,25 Gbit/s. Irrottamisen jälkeen se saavuttaa 1000Mbit/s siirtonopeuden. IEEE 802.3z -yhtiöllä on seuraavat Gigabit Ethernet -standardit:
· 1000Base-SX tukee vain monimuotokuitua. Se voi käyttää monimuotokuitua, jonka halkaisija on 62,5um tai 50um. Sen työaallonpituus on 770-860nm ja lähetysetäisyys 220-550m.
· 1000Base-LX yksitilakuitu: Se voi tukea yksimuotokuitua, jonka halkaisija on 9um tai 10um. Toiminta-aallonpituusalue on 1270-1355nm ja siirtomatka noin 5 km.
· 1000Base-CX käyttää 150 ohm-suojattua kierreparia (STP), jonka lähetysetäisyys on 25m.
2. IEEE802.3ab
IEEE 802.3ab -työryhmä vastaa Gigabit Ethernet -standardin kehittämisestä UTP-pohjaisia kaksisuuntaisia linkkejä varten, mikä johtaa IEEE 802.3ab -standardiin ja -protokollaan. IEEE 802.3ab määrittelee kategoriaan 5 UTP perustuvan 1000Base-T-standardin, jonka tavoitteena on lähettää 100 m nopeudella 1000 Mbit/s luokan 5 UTP:n yli. IEEE802.3ab-standardissa on kaksi pääpistettä:
(1) Suojellaan käyttäjien investointeja luokan 5 UTP-kaapelointijärjestelmiin.
(2) 1000Base-T on luonnollinen 100Base-T-laajennus, joka on täysin yhteensopiva 10Base-T: n ja 100Base-T: n kanssa. 1000 Mbit/s siirtonopeuden saavuttaminen kategoriassa 5 UTP edellyttää kuitenkin luokan 5 UTP:n ristiinnaulkoisten ja vaikenemisongelmien ratkaisemista. Siksi IEEE802.3ab-työryhmän kehitystehtävä on monimutkaisempi kuin IEEE802.3z: n.
10 Gigabit Ethernet
10 Gigabit Ethernet -spesifikaatio sisältyy IEEE 802.3ae -lisästandardiin IEEE 802.3ae, joka laajentaa IEEE 802.3 -protokollaa ja MAC-eritelmää tukemaan 10Gb/s siirtonopeudet. Lisäksi WAN-liittymän alikerroksen (WIS: WAN interfacesublayer) kautta 10 Gigabit Ethernet voidaan säätää myös pienemmäksi siirtonopeudeksi, kuten 9,584440 Gb/s (OC-192), jonka avulla 10 tuhatta Megabit Ethernet -laitetta on yhteensopiva Synkronisen optisen verkon (SONET) STS-192c-siirtomuodon kanssa.
· 10GBASE-SR ja 10GBASE-SW tukevat pääasiassa lyhytaaltoista (850 nm) monimuotokuitua (MMF), jonka kuituetäisyyksien etäisyys on 2m - 300m.
10GBASE-SR tukee pääasiassa "tummaa kuitua", joka on kuitu, jossa ei ole valon etenemistä ja jota ei ole kytketty mihinkään laitteeseen.
10GBASE-SW:tä käytetään pääasiassa SONET-laitteiden liittämiseen etäviestintään.
· 10GBASE-LR ja 10GBASE-LW tukevat pääasiassa pitkäaaltoista (1310nm) yksimuotokuitua (SMF), jonka kuituetäisyys on 2–10 km (noin 32 808 jalkaa).
Kun 10GBASE-LW:tä käytetään pääasiassa SONET-laitteiden liittämistä,
10GBASE-LR: tä käytetään tukemaan "tummaa kuitua".
· 10GBASE-ER ja 10GBASE-EW tukevat pääasiassa ultrapitkiä aaltoja (1550nm) yhden tilan kuituja (SMF), joiden kuituetäisyys on 2–40 km (noin 131233 jalkaa).
10GBASE-EW:tä käytetään pääasiassa SONET-laitteiden liittäminen.
10GBASE-ER: tä käytetään tukemaan "tummaa kuitua".
· 10GBASE-LX4 käyttää aallonpituusjaon multipleksitekniikkaa signaalien lähettämiseen nelinkertaisen valon aallonpituuserässä yhdellä kaapeliparilla. Järjestelmä toimii 1310nm monitila- tai yksimode-tummakuitutilassa. Järjestelmä on suunniteltu monimuotokuitutilaan 2m - 300m tai yhden tilan kuitutilaan 2m - 10 km.