Концентратор

Rj-45 Кабель кручена пара

Рис 1.5 - З’єднання комп’ютерів мережі на крученій парі

Треба відзначити, що використання оптоволокна у Ethernet дозволило значно збільшити припустиму довжину сегмента й істотно підвищити завадостійкість передачі.

Передача інформації в цьому випадку йде по двох оптоволоконних кабелях, що передають сигнали у прямому та зворотному напрямах. Іноді використовуються дводротові оптоволоконні кабелі, що містять два кабелі в загальній оболонці, але частіше - два одиночних кабелі. Всупереч поширеній думці, вартість оптоволоконного кабелю на даний момент не занадто висока (вона близька до вартості тонкого коаксіального кабелю).

Апаратура 10ваsе-FL має подібність якз апаратурою 10ваsе-5 (застосовуються зовнішні трансівери, з'єднані з адаптером трансіверним кабелем), так і з апаратурою 10ваsе-Т (застосовується топологія типу "пасивна зірка" і два різнонаправлених кабелі).

Оптоволоконний трансівер називається FOMAU (FiЬег Орtiс МАU). Він виконує всі функції звичайного трансівера (МАU), але, крім того, перетворює електричний сигнал в оптичний і навпаки, а також формує й контролює сигнал цілісності лінії зв'язку, що передається у паузах між пакетами. Для приєднання трансівера до адаптера застосовується стандартний АUI - кабель, такий же, як і у випадку 10ваsе-5, але довжина його не повинна перевищувати 25м.

Довжина оптоволоконних кабелів, що з'єднують трансівер і репітер, може досягати 2км. Треба також ураховувати, що ті ж самі оптоволоконні кабелі можна використати й для передачі на швидкості 100 Мбіт/с (Fast Ethernet).

Стандартний оптоволоконний кабель 10base-FL повинен мати на кінцях оптоволоконні SТ- рознімання. Приєднання цього рознімання не складніше, ніж ВNC- рознімання в мережі 10ваsе-2. Однак варто враховувати, що установка рознімання на кабель неможлива без застосування спеціального устаткування, тому що вимагає для зниження збитків мікронної точності сполучення оптоволокна й рознімання. Тому оптоволоконні кабелі звичайно поставляються шматками необхідної довжини із установленими на них розніманнями.

Мінімальний набір устаткування для з'єднання оптоволоконним кабелем комп'ютерів у мережу містить у собі наступні елементи:

• мережеві адаптери із трансіверними розніманнями (у відповідності з кількістю комп’ютерів, що з’єднуються );

• оптоволоконні трансівери (у відповідності з кількістю адаптерів);

• трансіверні кабелі (у відповідності з кількістю трансіверів);

• оптоволоконні кабелі з SТ-розніманнями на кінцях (по два на кожний трансівер).

• оптоволоконний концентратор.

При виборі конфігурації складної мережі, що складається із сегментів різних типів, виникає багато питань, зв'язаних насамперед з максимально припустимим розміром мережі й максимально можливою кількістю різних елементів.

Для одержання складних конфігурацій Ethernet з окремих сегментів різних типів застосовуються концентратори двох видів:

• репітерні концентратори, які представляють собою набір репітерів і ніяк логічно не розділяють сегменти мережі, підключені до них;

• комутуючі (switching) концентратори або комутатори, які передають інформацію між сегментами, але не передають конфлікти із сегмента на сегмент.

При цьому слід відмітити, що коли застосовуються більш складні комутуючі концентратори, конфлікти в окремих сегментах вирішуються на місці, у цих сегментах, тобто вони не поширюються по мережі. Це має принципове значення для вибору топології мережі Ethernet, тому що метод доступу СSМА/СD, що використовується у ній припускає наявність конфліктів.

1.2.2 Варіанти Fast Ethernet зі швидкістю передачі даних 100 Мбіт/с описуються стандартом ІEEE 802.3u - додатковими главами специфікації 802.3, затвердженими в 1995 році.

Швидкість мережі Ethernet в 10 Мбіт/с була цілком достатня до пори до часу, поки в 1995 р. офіційним стандартом не визнали мережу Fast Ethernet, що працює зі швидкістю 100 Мбіт/с через кабель UTP категорії 5. Ця тенденція одержала розвиток при розробці мережі Gіgabіt Ethernet, що використовує технологію організації широкополосних магістральних мереж. Така технологія спеціально розроблена для надання мережам Ethernet можливості працювати на лініях зв'язку зі швидкістю, що перевищує пропускну здатність оптоволоконних кабелів. Відповідно до назви мережа Gіgabіt Ethernet працює зі швидкістю 1000 Мбіт/с або 1 Гбіт/с.

Головне розходження між мережами Ethernet різних типів полягає у фізичних середовищах передачі даних, що використовуються (тобто в типах кабелів) і залежних від них швидкостях роботи. У мережах Ethernet всіх типів використовується метод CSMA/CD і однотипні кадри.

Більш висока швидкість роботи Fast Ethernet і Gіgabіt Ethernet обумовлена швидкими середовищами передачі даних, а не значними змінами в стандартах кадрів або методах передачі. У такий спосіб мережі Ethernet з різною швидкістю роботи можуть бути з'єднані разом.

Фактично, у мережах Ethernet нерідко зустрічаються сполучення різних швидкостей, наприклад, підтримка з'єднань 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с або підтримка з'єднання 100 Мбіт/с для настільних систем і 1 Гбіт/с для магістралі. Тому достатньо мати всього одну мережну плату для підтримки мережі Ethernet 10 Мбіт/с і мережі Fast Ethernet - і все за допомогою одного з'єднання. Мережі Ethernet різного типу на фізичному рівні працюють із невеликими відмінностями, але всі вони використовують однакові стандарти канального рівня й тому можуть взаємодіяти одна з одною.

Основна топологія мережі Fast Ethernet - пасивна зірка, це зближує її з типами традиційної мережі Ethernet 10base-T і 10base-FL.

Стандарт визначає три типи середовища передачі для Fast Ethernet:

• 100base-T4, тобто передача йде зі швидкістю 100 Мбіт/с в основній смузі частот по чотирьом крученим парам електричних проводів;

• 100base-TX, тобто передача йде зі швидкістю 100 Мбіт/с основній смузі частот по двом крученим парам електричних проводів;

• 100base-FX, тобто передача йде зі швидкістю 100 Мбіт/с в основній смузі частот по двом оптоволоконним кабелям.

Схема об'єднання комп'ютерів у мережу 100base-TX, практично нічим не відрізняється від схеми 10base-T.

Для приєднання неекранованих кабелів, що містять дві кручені пари, так само, як і в 10base-T, використовуються 8-контактні рознімання типу RJ -45. Але ці рознімання (категорії 5) трохи відрізняються від рознімань категорії 3. Довжина кабелю так само не може перевищувати 100 метрів. Так само використовується топологія типу "пасивна зірка" з концентратором у центрі. Концентратор повинен бути розрахований на підключення сегментів 100base-TX, і кабель повинен бути категорії 5.

Основна відмінність апаратури 100base-T4 від 100base - TX полягає в тому, що в якості з’єднувальних кабелів в ній використовуються неекрановані кабелі, що містять чотири кручені пари. При цьому кабель може бути менш якісним, ніж у випадку застосування 100base-TX, а саме категорії 3, 4 або 5. Система сигналів, що реалізується в 100base-T4, забезпечує ту ж саму швидкість 100 Мбіт/с на кожному із цих кабелів.

Схема об'єднання комп'ютерів у мережу нічим не відрізняється від 100base-TX. Довжина кабелів так само не може перевищувати 100 м (стандарт рекомендує обмежуватися 90м, щоб мати 10% запасу). Для підключення мережного кабелю до адаптера використовуються 8-контактні рознімання типу RJ-45.

Застосування оптоволоконного кабелю у випадку 100base FX дозволяє істотно збільшити довжину мережі, а також позбутися від електричних наведень і підвищити ступінь захищеності інформації, що передається.

Апаратура 100base-FX дуже близька до апаратури 10BASE-FL. Так само тут використовується топологія типу "пасивна зірка" із підключенням комп'ютерів до концентратора за допомогою двох різнонаправлених оптичних кабелів. Оптичні кабелі підключаються до адаптера за допомогою рознімань типу SC, ST або FDDІ. Для приєднання рознімань SC і FDDІ досить просто вставити їх у гніздо, а рознімання ST мають байонетний механізм з’єднання.

Максимальна довжина кабелю між комп'ютером і концентратором становить 412 метрів, причому це обмеження визначається не якістю кабелю, а тимчасовими співвідношеннями. Відповідно до стандарту, у цьому випадку необхідно застосовувати мультимодовий оптоволоконний кабель (MMF). Існує багато типів такого кабелю з різними типами оболонок - одинарних і здвоєних.

Для приєднання мережного адаптера до мережного кабелю в мережі Fast Ethernet іноді використовуються спеціальні трансівери, орієнтовані на якийсь один тип кабелю. У цьому випадку застосовуваний мережний адаптер не залежить від типу середовища передачі, що підвищує гнучкість системи. Трансівер при цьому підключається до адаптера трансіверним кабелем довжиною до 0,5 м, оснащеним 40-контактним розніманням. Однак частіше мережний адаптер орієнтується виготовлювачем на якийсь один незмінний тип середовища передачі, і трансівер при цьому вже не потрібний, тому що мережний кабель підключається безпосередньо до адаптера. Адаптер у цьому випадку оснащується відповідним кабелю розніманням.

1.2.3 Мережа Gіgabіt Ethernet- це природний, еволюційний шлях розвитку концепції, закладеної в стандартній мережі Ethernet. Вона наслідує й всі недоліки своїх прямих попередників, наприклад, негарантований час доступу до мережі. Однак велика пропускна здатність приводить до того, що завантажити мережу до тих рівнів, коли цей фактор стає визначальним, досить важко. Зате збереження наступності дозволяє легко й просто з'єднувати сегменти Ethernet, Fast Ethernet і Gіgabіt Еthernet у єдину мережу. Треба відмітити, що далеко не скрізь пропускна здатність у 1000 Мбіт/с дійсно необхідна, тому, основною областю застосування Gіgabіt Ethernet стало в першу чергу з'єднання концентраторів Ethernet і Fast Ethernet між собою.

Номенклатура сегментів мережі Gіgabіt Ethernet містить у собі наступні типи:

• 1000base-SX - сегмент на мультимодовому оптичному кабелі з довжиною хвилі світлового сигналу 850 нм.

• 1000base-LX - сегмент на мультимодовому і одномодовому оптичному кабелі з довжиною хвилі світлового сигналу 1300 нм.

• 1000base-CX - сегмент на електричному кабелі (екранована кручена пара).

• 1000base-T - сегмент на електричному кабелі (неекранована кручена пара).

1.2.4 Мережа Token Rіngє міжнародним стандартом ІEEE 802.5. Мережа має топологію типу "кільце", хоча зовні вона більше нагадує "зірку". Це пов'язане з тим, що окремі абоненти (комп'ютери) приєднуються до мережі не напряму, а через спеціальні концентратори або багатостанційні пристрої доступу (MSAU або MAU – Multistation Access Unit).

Конструктивно концентратор являє собою автономний блок з вісьмома розніманнями для підключення абонентів (комп'ютерів) за допомогою адаптерних кабелів і двома (крайніми) розніманнями для підключення до інших концентраторів за допомогою магістральних кабелів. Існують настінний і настільний варіанти концентратора.

Кілька концентраторів можуть конструктивно поєднуватися в групу, кластер (cluster), усередині якого абоненти з'єднані в кільце. Застосування кластерів дозволяє збільшувати кількість абонентів, підключених до одного центра, наприклад, до 16 (якщо в кластер входить два концентратори).

У якості середовища передачі в мережі ІBM Token Rіng спочатку використовували кабель типу кручена пара (екранована або неекранована), потім з'явилися варіанти апаратури для коаксіального кабелю, а також для оптоволоконного кабелю − в стандарті FDDI.

Основні технічні характеристики мережі Token Rіng наступні:

• максимальна кількість концентраторів типу ІBM - 12;

• максимальна кількість абонентів у мережі – 9;.

• максимальна довжина кабелю між абонентом і концентратором - 45 м;

• максимальна довжина кабелю між концентраторами -45 м;

• максимальна довжина кабелю, що з'єднує всі концентратори-120м;

• швидкість передачі даних - 4 Мбіт/с і 16 Мбіт/с.

Всі наведені характеристики справедливі до випадку застосування некранованої крученої пари. При застосуванні іншого середовища передачі характеристики мережі змінюються. Наприклад, при використанні екранованої крученої пари кількість абонентів може бути збільшено до 260 (замість 96), а довжина кабелю - до 100 м.

Основна перевага Token Rіng - свідомо обмежений час очікування обслуговування вузла (на відміну від Ethernet), що не зростає при збільшенні трафіка. Це обумовлено детермінованим методом доступу й можливістю керування пріоритетом.

Топологічні обмеження в мережі набагато м'якше, ніж в Ethernet, - в одному кільці можуть перебувати станції, віддалені одна від одної на кілометри (мідний кабель) і навіть десятки кілометрів (оптика). Убудовані функції керування й самовідновлення без додаткових засобів надають мережі надійність більш високу, ніж у звичайних мереж Ethernet. Архітектура дозволяє будувати мережі довільної конфігурації з надлишковими зв'язками, що використовуються для підвищення пропускної здатності й надійності. Розплатою за ці переваги є складність реалізації адаптерів мережі, що обумовлює високу ціну устаткування.

Топологічні обмеження мережі наведені у таблиці 2.1

Таблиця 1.1 - Топологічні обмеження мережі Token Ring

Параметри	Середовище передачі
	STP type 1, 2/6,9		UTP cat 3		UTP cat 5		Fiber SM	Fiber ММ
Швидкість, Мбіт/с	16	4	16	4	16	4	4/16	4/16
Число станцій	250	250	150	150	150	150	250	250
Відстань між концентраторами, м	346	770	100	200	120	250	10 км	2 км
Довжина кабелю при пасивному хабі, м	100	200	60	100	85	130	10 км	2 км
Довжина кабелю при активному хабі, м	150	300	100	200	120	250	10 км	2 км

Продовження таблиці 1.1

Довжина кабелю для активного устаткування, м

300

600

100

200

200

400

10 км

2 км