Ethernet на оптоволоконном кабеле

Возможность использования оптоволоконных кабелей включалась в стандарты физического уровня Ethernet с первых дней его существо­вания. Спецификация FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link) была частью стандарта DIX Ethernet II, а в стандарт IEEE 802.3 вошли спе­цификации 10BaseFL, 10BaseFB и 10BaseFP для использования в се­тях различных типов. Ни одна из этих спецификаций не была осо­бенно популярна, так как работать в оптоволоконной сети на скорости 10 Мбит/сек просто несерьезно. Первенство вскоре завоевал не отно­сящийся к Ethernet протокол FDDI (Fiber Distributed Data Interface) со скоростью передачи 100 Мбит/сек. Позже в рамках стандарта Fast Ethernet появилась спецификация 100BaseFX для оптоволоконного кабеля со скоростью 100 Мбит/сек. В 100BaseFX используется то же оборудование, что и в 10BaseFL, но длина сегмента кабеля не должна превышать 412 метров.

Новейшая разновидность Ethernet — Gigabit Ethernet со скорос­тью передачи данных до 1000 Мбит/сек. В подавляющем большин­стве спецификаций физического уровня Gigabit Ethernet применяет­ся оптоволоконный кабель, но допускается применение разных его типов с различной максимальной длиной сегментов. Однорежимный оптоволоконный кабель предназначен для передачи данных на очень большие расстояния, что позволяет использовать Gigabit Ethernet для соединения удаленных сетей или, например, для создания опорных сетей в больших университетских городках.

Основные принципы прокладки кабеля

Функционирование большинства сетей Ethernet невозможно без уси­ления сигнала, поэтому в стандарты Ethernet включены правила ис­пользования повторителей в одиночной ЛВС. В исходном 10-мегабитном стандарте применение повторителей управляется правилом 5-4-3, которое состоит в том, что в сети может быть до пяти сегментов кабеля, соединенных четырьмя повторителями, причем магистраль­ными могут быть не более трех из этих сегментов. Во времена широ­кого распространения сетей на коаксиальных кабелях это означало, что в сети разрешается иметь до трех магистральных сегментов (т. е. сегментов, к которым подключены компьютеры) длиной по 500 или 185 м (для спецификаций 10Base5 и 10Base2, соответственно), соеди­ненных между собой двумя повторителями. Кроме того, для расши­рения сети разрешалось добавить еще два повторителя и два сегмента кабеля по 500 или 185 м, при условии, что это будут связывающие сегменты, соединенные только с повторителями, но не с компьюте­рами (рис. 5.3).

В сети с топологией «звезда» все сегменты являются связывающи­ми. Это означает, что Вы можете при помощи каскадирующих (uplink) портов соединить друг с другом до четырех концентраторов-повтори­телей, не нарушив правило 5-4-3 (рис. 5.4). Правильная конфигура­ция сети сохраняется при условии, что обмен данными между двумя самыми удаленными компьютерами происходит не более чем через четыре концентратора. Поскольку концентратор заодно выполняет и функции повторителя, каждый сегмент 10BaseT может достигать в длину 100 м, а максимальная протяженность сети составляет, соответ­ственно, 500 м.

Рис. 5.3. Коаксиальная сеть Ethernet, состоящая из трех магистральных и двух связывающих сегментов

Поскольку сети Fast Ethernet работают на более высокой скорос­ти, чем обычный Ethernet, они не в состоянии поддерживать столько же концентраторов. В стандарте Fast Ethernet определено два класса концентраторов — I и II — которые обычно маркируются римскими цифрами в кружочках. Концентраторы класса I способны соединять сегменты Fast Ethernet разных типов, например, 100BaseTX с 100BaseT4 или витую пару с оптоволокном, тогда как концентраторы класса II соединяют только однотипные сегменты. В сети допускается приме­нение не более двух концентраторов класса II при общей длине кабе­ля (во всех трех сегментах) до 205 м в случае использования витой пары и до 228 м для оптоволокна. Концентратор класса I выполняет дополнительное преобразование сигнала, что замедляет процесс пе­редачи, поэтому в сети такой концентратор может быть только один. Максимальная протяженность кабеля — 200 м и 272 м для витой пары и оптоволокна, соответственно.

Примечание Описанные выше правила применения концентраторов для обычного Ethernet и Fast Ethernet являются общими рекомендаци­ями, следуя которым Вы в большинстве случаев добьетесь устойчивой работы сети. В реальности, конечно, допускаются определенные от­ступления. Например, если все сегменты кабеля в сети 10BaseT суще­ственно короче 100 м (обычно так и бывает), Вы можете без особых проблем включить в сеть пятый концентратор. Чтобы обрести полную уверенность в том, что Ваша сеть удовлетворяет нужным спецификациям, Вы можете покопаться в справочниках и рассчитать для своей сети двустороннее время задержки (round-trip delay time), т. е. время про­хождения пакета между двумя наиболее удаленными системами сети. Для его вычисления необходимо знать тип и длину кабеля, а также типы и количество концентраторов.

Рис. 5.4. В сети 10BaseT разрешается соединять до четырех концентраторов

Правила прокладки кабеля 1000BaseT просты. Из-за высокой ско­рости передачи в сети разрешается устанавливать только один повто­ритель. Хотя теоретически Gigabit Ethernet поддерживает полудуплек­сный режим с использованием концентраторов, продукты, в которых была бы реализована эта возможность, на рынке отсутствуют. Все имеющиеся реализации Gigabit Ethernet являются полнодуплексны­ми, с использованием коммутаторов.