Технология Fast Ethernet и 100vg-AnyLan как развитие технологии Ethernet. Физический уровень технологии Fast Ethernet.

Все отличия технологии Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне. Подуровни MAC и LLC модели OSI остались без изменений. Физический уровень технологии Fast Ethernet использует 4 варианта кабельных систем:

• оптоволоконный многомодовый кабель (реально используется 2 волокна)

• UTP Cat5 (используется 2 пары из 4) или STP Type 1

• UTP Cat3 (используется все 4 пары)

Коаксиальные виды сетевых кабелей (толстый/тонкий), которые широко использовались для сетей Ethernet, в технологии Fast Ethernet являются запрещенной средой передачи данных. Это является общей тенденцией всех новых технологий. Поскольку на небольших расстояниях , например, UTP Cat5 позволяет передавать на той же скорости, что и коаксиальные кабели, но сеть становится дешевле и удобнее в эксплуатации. Основным отличием сетей конфигурации Fast Ethernet является сокращение диаметра сети до 200 м (10BaseT, используя правила 4х хабов достигает 500 м). Однако, использование коммутаторов в корне меняет дело, т.к. их использование позволяет протоколу Fast Ethernet работать в полнодуплексном режиме (full duplex). В этих режимах ограничения, накладываемые на общую длину сети существенно отличаются, поскольку одна и так же технология позволяет строить весьма различные сети, в зависимости от выбранного режима работы (в данном случае режим определяется тем, какие устройства используются для соединения сетевых карт узлов повторители или коммутаторы).

В полнодуплексном режиме нет ограничений на общую длину сети, а остались только ограничения на длину физических сегментов сети, соединяющих соседние устройства (сетевая карта узла сети – порт коммутатора, порт коммутатора – порт коммутатора), позволяют создавать ЛВС большой протяженности. НА сегодняшний день стандарт 800.3U установил 3 различные спецификации для физического уровня сети Fast Ethernet:

• 100Base-Tx – спецификация поддерживается кабелями двух видов: UTP Cat5 и STP Type 1.

• 100Base-T4 – поддерживается 4мя парами кабеля UTP Cat3.

• 100Base-Fx – поддерживается многомодовым оптоволоконным кабелем (используется 2 волокна)

Существенным отличием всех спецификаций стандарта для сетей Fast Ethernet реализованных на витой паре спецификации 100BaseFx является наличие в спецификации на витой паре функции автопереговоров (Auto negotiation) порта концентратора или коммутатора.

1. 100BaseT - 2 пары кабеля UTP Cat3

2. 100BaseT full duplex – 4 пары UTP Cat3

3. 100Base-Tx – UTP Cat5 или STP Type 1

4. 100Base-Tx4 – 3 пары UTP Cat3

5. 100Base-Tx full duplex – 2 пары UTP Cat5

Построение сегментов Fast Ethernet при использовании повторителей

В качестве устройства DTE (Data Terminal Equipment) может выступать любой источник кадров данных для сети: сетевая карта узла сети (устройства DTE), порт моста, порт коммутатора. Отличительной особенностью устройства DTE является то, что оно вырабатывает новый кадр для разделяемого сегмента сети (мост или коммутатор хотя и передают через свои выходные порты кадр, который выработала в свое время сетевая карта, но для сегмента сети, к которому подсоединен выходной порт, этот кадр является новым). Любой порт концентратора не является устройством DTE, поскольку он только лишь побитно повторяет уже появившийся в сегменте сети кадр. В типичной сети Fast Ethernet несколько устройств DTE подключаются к портам повторителя, образую сеть со звездообразной топологией. Соединения типа DTE-DTE не встречается (если исключить редкий случай, когда сетевые карты двух компьютеров соединены сетевым кабелем напрямую друг с другом). Для мостов или коммутаторов такие соединения являются нормой, когда сетевая карта узла сети с сетевым кабелем напрямую соединена с портом одного из этих устройств, либо эти устройства соединяются друг с другом. Стандарт IEEE802.3u определяет следующие максимальные длины соединений типа DTE-DTE:

Стандарт	Тип кабеля	Максимальная длина кабеля
100Base-Tx	UTP Cat5	100 м
100Base-Fx	Многомодовое оптоволокно с диаметром волокна 62,5 или 125 мкм	412 м (режим полу-дуплекс) 2000 м (режим full duplex)
100Base-T4	UTP Cat3	100м

Повторители Fast Ethernet делятся на два класса: Class I и Class II. Повторители Class I могут иметь в своем составе порты всех трех типов физического уровня: 100Base-Tx, 100Base-Fx, 100Base-T4. Повторители Class II обязательно имеют все порты одного из трех стандартов. В одном домене коллизий (одной разделяемой среде) допускается наличие только одного повторителя Class I, т.к. он вносит большую задержку при распространении сигналов вследствие необходимости трансляции различных систем сигналов. Повторители Class II вносят меньшую задержку при передаче сигналов, поэтому максимальное число повторителей данного класса в одном домене коллизий – 2, причем, все повторители должны быть соединены между собой кабелем не длиннее 5 м. Небольшое количество повторителей Fast Ethernet не является препятствием для построения больших сетей, поскольку применение коммутаторов, а также маршрутизаторов делит сеть на несколько доменов коллизий, каждый из которых строится на одном или двух повторителях. Приведем параметры сетей на основе повторителей Class I.

Тип сетевого кабеля	Максимальный диаметр сети	Максимальная длина сетевого кабеля
Только витая пара (Tx)	200 м	100 м
Только оптоволокно (Fx)	272 м	136 м
Несколько сегментов на витой паре и один на оптоволокне	260 м	100 м (для витой пары Tx) 160 м (для оптоволокна Fx)
Несколько сегментов на витой паре и несколько на оптоволокне	272 м	100 м (Tx) 136 м (Fx)

Примеры.