Какие спецификации физической среды ethernet поддерживают только полнодуплексный режим работы

1. Ethernet
   1. Ethernet как вариант метода доступа CSMA/CD. Спецификация физической среды Ethernet (10Base-2, 10Base-5, 10Base-T, 10Base-F). Сводная таблица характеристик и ограничений стандартов Ethernet.
   2. Форматы кадров Ethernet
   3. Сводная таблица по использованию разных типов кадров Ethernet протоколами высших уровней
2. Fast Ethernet
   1. Отличие технологии Fast Ethernet от Ethernet
   2. Спецификация физической среды (100Base—TX, 100Base—T4, 10Base—FX). Сводная таблица характеристик и ограничений стандартов Fast Ethernet.
3. Gigabit Ethernet
   1. Спецификация физической среды (1000Base—SX, 1000Base—LX).
   2. Проблемы технологии Gigabit Ethernet

1.      ETHERNET

Сеть Ethernet имеет пропускную способность 10Mбит/с и является самым распространенным на сегодня типом сетевого интерфейса. Автором Ethernet является Билл Меткалф из Массачусетского технологического института, работавший в исследовательском центре XEROX в Пало-Альто. Объединив усилия с корпорациями DEC и Intel фирма XEROX довела его докторскую дисссертацию до коммерческого продукта, который обрел в 90-х огромную популярность. Ethernet стал основой для спецификации IEEE 802.3, которая появилась 1980-м году. После недолгих споров компании Digital Equipment Corporation, Intel Corporation и Xerox Corporation совместно разработали и приняли спецификацию (Version 2.0), которая была частично совместима с 802.3. На сегодняшний день Ethernet и IEEE 802.3 являются наиболее распространенными протоколами локальных вычислительных сетей (ЛВС). Сегодня термин Ethernet чаще всего используется для описания всех ЛВС работающих по принципу множественный доступ с обнаружением несущей (carrier sense multiple access/collision detection (CSMA/CD)), которые соотвествуют Ethernet, включая IEEE 802.3. Далее обе эти спецификации мы будем называть Ethernet.

МЕТОД ДОСТУПА CSMA/CD

Метод доступа к среде в технологии Ethernet является вариантом метода CSMA/CD (см. п. 2.1.2.3), а именно метод CSMA/CD с двоичной экспоненциальной отсрочкой (Binary Exponential Backoff). В данном пункте мы рассмотрим эту конкретную реализацию.

Если станция готова к передаче данных, она действует по следующему алгоритму.

·                                         Станция ожидает освобождение канала.

·                                         После освобождения канала перед непосредственно передачей станция выдерживает паузу, называемую межкадровым интервалом (Inter Packet Gap, IPG). Его длительность равна времени передачи 96 бит. Для скорости 10 Мбит/с она составляет 9,6 мкс, а для скорости 100 Мбит/с — 0,96 мкс. Эта пауза нужна для предотвращения монопольного захвата сети одной станцией. Во время передачи станция продолжает контролировать состояние канала. Если передаваемый и наблюдаемый сигнал отличаются, то считается, что обнаружена коллизия.

·                                         Если конфликт выявляется во время передачи преамбулы, то оставшаяся часть преамбулы всё равно передаётся, чтобы усилить сигнал коллизии. Когда конфликт возникает во время пересылки остальной части кадра, станция пересылает последовательность из 32 бит, называемую jam-последовательностью.

·                                         После прекращения передачи пакета станция ожидает случайное время, затем переходит к шагу 1.

Рассмотрим алгоритм выбора случайного времени ожидания.

ДВОИЧНАЯ ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНАЯ ОТСРОЧКА.

 После возникновения коллизии время разбивается на дискретные промежутки,

длительность каждого устанавливается равной 512 bt1. Назовём этот

промежуток интервалом отсрочки.

После первой коллизии станции ожидают 0 или 1 интервал отсрочки. После второй период ожидания длится 0, 1, 2 или 3 интервала отсрочки. Короче говоря, выбирается количество интервалов отсрочки из интервала [0, 2n .. 1], где n — номер попытки. После десятой попытки верхняя граница интервала фиксируется. После шестнадцатой попытки передатчик должен прекратить передачу и отбросить этот кадр.

Спецификация физической среды Ethernet

Когда Ethernet был разработан, он должен был заполнить нишу между глобальными сетями, низкоскоростными сетями и специализированными сетями компьтерных центров, которые работали на высокой скрости, но очень органиченном расстоянии. Ethernet хорошо подходит для приложений где локальные коммуникации должны выдерживать высокие нагрузки при высоких скоростях в пиках.

В первоначальной спецификации Ethernet была определена скорость передачи в 3Мбит/с, но она почти сразу была доводена до скорости 10Мбит/с. Алгоритм задержки при передаче в случае конфликтов имеет название «Усеченная двоичная экспоненциальная выдержка». Каждый раз, когда NIC пытается передать сообщение и обнаруживает конфликт, величина задержки меняется. Для N-й попытки (где 1<=N<=10) задержка составляет 51.2мкс, умноженные на случайное число в диапазоне [0..pow(2,N-1)];для попыток 11<=N<=15 множитель берется из интервала [0-1023]. После 15 попыток передача прекращается. Единица времени 51.2мкс представляет собой время передачи 512 бит информации. Эту величину называют бюджетом времени Ethernet. Каждая сетевая карта в Ethernet имеет свой уникальный адрес (т.н. MAC -адрес). Ethernet является т.н. «широковещательной» сетью, т.е все сетевые платы видят все проходящие пакеты, но принимают только пакеты с их собственным MAC-адресом. Этот адрес «зашивается» в сетевую плату на предприятии-изготовителе. Каждый завод-изготовитель имеет выделенную только ему зону адресов, поэтому совпадение адресов в сети невозможно. MAC-адрес обычно записывается в виде группы шестнадцатиричных символов, разделенных «:» — 2F:12:4A:36:8C:ED например. Спецификация IEEE 802.3 определяет взаимодействие систем на двух уровнях сетевой модели OSI — физическом и канальном. Причем на физическом уровне могут использоваться разные среды передачи.

Спецификация IEEE 802.3 используeт разные топологии, единственным ограничением является запрет на контура — должен существовать лишь один путь пакета от одной NIC до другой. Известны четыре среды передачи, используемые в Ethernet:

·        10Base5 — коаксиальный кабель RG-11 с волновым сопротивлением 50 Ом, N-соединители (N-connectors), трансиверы (приемопередатчики), устанавливаемые непосредственно на кабеле, NIC соединяются с трансивером витой парой на разъемах AUI. Жаргонное название — «Толстый» Ethernet.

·        10Base2 — коаксиальный кабель RG-58 с волновым сопротивлением 50 Ом, байонетные T-образные разъемы (BNC T-connectors), трансиверы (приемопередатчики), интегрированные непосредственно в NIC. Жаргонное название — «Тонкий» Ethernet.

·        10BaseT — кабель типа «неэкранированная витая пара» UTP lev3 или lev5, концентраторы, разъемы RJ-45.

·        10BaseF — Соедиение типа «точка-точка» оптическим кабелем, многомодовое волокно с диаметром сердцевины 62.5мкм. Предназначено для соединения сегментов Ethernet в разных зданиях.

Сводная таблица характеристик физического уровня передачи

Характеристики	Ethernet	IEEE 802.3
10Base5	10Base2	1Base5	10BaseT	10Broad36	10BaseF
Скорость, Mbps	10	10	10	1	10	10	10
Метод передачи	Baseband	Baseband	Baseband	Baseband	Baseband	Broadband	Baseband
Макс. длина сегмента, м	500	500	185	250	100	1800	1800
Среда передачи	50-Ом коаксиал (толстый)	50-Ом коаксиал (толстый)	50-Ом коаксиал (тонкий)	неэкр. витая пара	неэкр. витая пара	75-Om коаксиал	Многомодовая оптика 62.5мкм диам.
Топология	Шина	Шина	Шина	Звезда	Звезда	Шина	Звезда

«Толстый» Ethernet — 10Base5

Тонкий» Ethernet — 10Base2

Неэкранированная витая пара — 10BaseT

Форматы кадров Ethernet

Стандарт на технологию Ethernet, описанный в документе 802.3, дает описание единственного формата кадра МАС-уровня. Так как в кадр МАС-уровня должен вкладываться кадр уровня LLC, описанный в документе 802.2, то по стандартам IEEE в сети Ethernet может использоваться только единственный вариант кадра канального уровня, образованный комбинацией заголовков МАС и LLC подуровней. Тем не менее, на практике в сетях Ethernet на канальном уровне используются заголовки 4-х типов. Это связано с длительной историей развития технологии Ethernet до принятия стандартов IEEE 802, когда подуровень LLC не выделялся из общего протокола и, соответственно, заголовок LLC не применялся. Затем, после принятия стандартов IEEE и появления двух несовместимых форматов кадров канального уровня, была сделана попытка приведения этих форматов к некоторому общему знаменателю, что привело еще к одному варианту кадра.

Различия в форматах кадров могут иногда приводить к несовместимости аппаратуры, рассчитанной на работу только с одним стандартом, хотя большинство сетевых адаптеров, мостов и маршрутизаторов умеет работать со всеми используемыми на практике форматами кадров технологии Ethernet.

Ниже приводится описание всех четырех модификаций заголовков кадров Ethernet (причем под заголовком кадра понимается весь набор полей, которые относятся к канальному уровню):

• Кадр 802.3/LLC (или кадр Novell 802.2)
• Кадр Raw 802.3 (или кадр Novell 802.3)
• Кадр Ethernet DIX (или кадр Ethernet II)
• Кадр Ethernet SNAP

Заголовок кадра 802.3/LLC является результатом объединения полей заголовков кадров, определенных в стандартах 802.3 и 802.2.

Стандарт 802.3 определяет восемь полей заголовка:

• Поле преамбулы состоит из семи байтов синхронизирующих данных. Каждый байт содержит одну и ту же последовательность битов — 10101010. При манчестерском кодировании эта комбинация представляется в физической среде периодическим волновым сигналом. Преамбула используется для того, чтобы дать время и возможность схемам приемопередатчиков (transceiver) прийти в устойчивый синхронизм с принимаемыми тактовыми сигналами.
• Начальный ограничитель кадра состоит из одного байта с набором битов 10101011. Появление этой комбинации является указанием на предстоящий прием кадра.
• Адрес получателя — может быть длиной 2 или 6 байтов (MAC-адрес получателя). Первый бит адреса получателя — это признак того, является адрес индивидуальным или групповым: если 0, то адрес указывает на определенную станцию, если 1, то это групповой адрес нескольких (возможно всех) станций сети. При широковещательной адресации все биты поля адреса устанавливаются в 1. Общепринятым является использование 6-байтовых адресов.
• Адрес отправителя — 2-х или 6-ти байтовое поле, содержащее адрес станции отправителя. Первый бит — всегда имеет значение 0.
• Двухбайтовое поле длины определяет длину поля данных в кадре.
• Поле данных может содержать от 0 до 1500 байт. Но если длина поля меньше 46 байт, то используется следующее поле — поле заполнения, чтобы дополнить кадр до минимально допустимой длины.
• Поле заполнения состоит из такого количества байтов заполнителей, которое обеспечивает определенную минимальную длину поля данных (46 байт). Это обеспечивает корректную работу механизма обнаружения коллизий. Если длина поля данных достаточна, то поле заполнения в кадре не появляется.
• Поле контрольной суммы — 4 байта, содержащие значение, которое вычисляется по определенному алгоритму (полиному CRC-32). После получения кадра рабочая станция выполняет собственное вычисление контрольной суммы для этого кадра, сравнивает полученное значение со значением поля контрольной суммы и, таким образом, определяет, не искажен ли полученный кадр.

Кадр 802.3 является кадром MAС-подуровня, в соответствии со стандартом 802.2 в его поле данных вкладывается кадр подуровня LLC с удаленными флагами начала и конца кадра. Формат кадра LLC был описан выше.

Результирующий кадр 802.3/LLC изображен в левой части рисунка 4. Так как кадр LLC имеет заголовок длиной 3 байта, то максимальный размер поля данных уменьшается до 1497 байт.

Рис. 4. Форматы кадров Ethernet

Справа на этом рисунке приведен кадр, который называют кадром Raw 802.3 (то есть «грубый» вариант 802.3) или же кадром Novell 802.3. Из рисунка видно, что это кадр MAC-подуровня стандарта 802.3, но без вложенного кадра подуровня LLC. Компания Novell долгое время не использовала служебные поля кадра LLC в своей операционной системе NetWare из-за отсутствия необходимости идентифицировать тип информации, вложенной в поле данных — там всегда находился пакет протокола IPX, долгое время бывшего единственным протоколом сетевого уровня в ОС NetWare.

Теперь, когда необходимость идентификации протокола верхнего уровня появилась, компания Novell стала использовать возможность инкапсуляции в кадр MAC-подуровня кадра LLC, то есть использовать стандартные кадры 802.3/LLC. Такой кадр компания обозначает теперь в своих операционных системах как кадр 802.2, хотя он является комбинацией заголовков 802.3 и 802.2.

Кадр стандарта Ethernet DIX, называемый также кадром Ethernet II, похож на кадр Raw 802.3 тем, что он также не использует заголовки подуровня LLC, но отличается тем, что на месте поля длины в нем определено поле типа протокола (поле Type). Это поле предназначено для тех же целей, что и поля DSAP и SSAP кадра LLC — для указания типа протокола верхнего уровня, вложившего свой пакет в поле данных этого кадра. Для кодирования типа протокола используются значения, превышающие значение максимальной длины поля данных, равное 1500, поэтому кадры Ethernet II и 802.3 легко различимы.

Еще одним популярным форматом кадра является кадр Ethernet SNAP (SNAP — SubNetwork Access Protocol, протокол доступа к подсетям). Кадр Ethernet SNAP определен в стандарте 802.2H и представляет собой расширение кадра 802.3 путем введения дополнительного поля идентификатора организации, которое может использоваться для ограничения доступа к сети компьютеров других организаций.

В таблице 2 приведены данные о том, какие типы кадров Ethernet обычно поддерживают реализации популярных протоколов сетевого уровня.

Сводная таблица по использованию разных типов кадров Ethernet протоколами высших уровней

 

2.     Fast Ethernet

Все отличия технологии Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне (рис. 3.20). Уровни MAC и LLC в Fast Ethernet остались абсолютно теми же, и их описывают прежние главы стандартов 802.3 и 802.2. Поэтому рассматривая технологию Fast Ethernet, мы будем изучать только несколько вариантов ее физического уровня.

Более сложная структура физического уровня технологии Fast Ethernet вызвана тем, что в ней используются три варианта кабельных систем:

·         волоконно-оптический многомодовый кабель, используются два волокна;

·         витая пара категории 5, используются две пары;

·         витая пара категории 3, используются четыре пары.

Коаксиальный кабель, давший миру первую сеть Ethernet, в число разрешенных сред передачи данных новой технологии Fast Ethernet не попал. Это общая тенденция многих новых технологий, поскольку на небольших расстояниях витая пара категории 5 позволяет передавать данные с той же скоростью, что и коаксиальный кабель, но сеть получается более дешевой и удобной в эксплуатации. На больших расстояниях оптическое волокно обладает гораздо более широкой полосой пропускания, чем коаксиал, а стоимость сети получается ненамного выше, особенно если учесть высокие затраты на поиск и устранение неисправностей в крупной кабельной коаксиальной системе.

Рис. 3.20. Отличия технологии Fast Ethernet от технологии Ethernet

Отказ от коаксиального кабеля привел к тому, что сети Fast Ethernet всегда имеют иерархическую древовидную структуру, построенную на концентраторах, как и сети l0Base-T/l0Base-F. Основным отличием конфигураций сетей Fast Ethernet является сокращение диаметра сети примерно до 200 м, что объясняется уменьшением времени передачи кадра минимальной длины в 10 раз за счет увеличения скорости передачи в 10 раз по сравнению с 10-мегабитным Ethernet.

Тем не менее это обстоятельство не очень препятствует построению крупных сетей на технологии Fast Ethernet. Дело в том, что середина 90-х годов отмечена не только широким распространением недорогих высокоскоростных технологий, но и бурным развитием локальных сетей на основе коммутаторов. При использовании коммутаторов протокол Fast Ethernet может работать в полнодуплексном режиме, в котором нет ограничений на общую длину сети, а остаются только ограничения на длину физических сегментов, соединяющих соседние устройства (адаптер — коммутатор или коммутатор — коммутатор). Поэтому при создании магистралей локальных сетей большой протяженности технология Fast Ethernet также активно, применяется, но только в полнодуплексном варианте, совместно с коммутаторами.

В данном разделе рассматривается полудуплексный вариант работы технологии Fast Ethernet, который полностью соответствует определению метода доступа, описанному в стандарте 802.3. Особенности полнодуплексного режима Fast Ethernet описаны в главе 4.

По сравнению с вариантами физической реализации Ethernet (а их насчитывается шесть), в Fast Ethernet отличия каждого варианта от других глубже — меняется как количество проводников, так и методы кодирования. А так как физические варианты Fast Ethernet создавались одновременно, а не эволюционно, как для сетей Ethernet, то имелась возможность детально определить те подуровни физического уровня, которые не изменяются от варианта к варианту, и те подуровни, которые специфичны для каждого варианта физической среды.

Официальный стандарт 802.3и установил три различных спецификации для физического уровня Fast Ethernet и дал им следующие названия (рис. 3.21):

Рис. 3.21. Структура физического уровня Fast Ethernet

·         100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 5 или экранированной витой паре STP Type 1;

·         100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 3, 4 или 5;

·         100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля, используются два волокна.

Для всех трех стандартов справедливы следующие утверждения и характеристики.

·         Форматы кадров технологии Fast Ethernetee отличаются от форматов кадров технологий 10-мегабитного Ethernet.

·         Межкадровый интервал (IPG) равен 0,96 мкс, а битовый интервал равен 10 нс. Все временные параметры алгоритма доступа (интервал отсрочки, время передачи кадра минимальной длины и т. п.), измеренные в битовых интервалах, остались прежними, поэтому изменения в разделы стандарта, касающиеся уровня MAC, не вносились.

·         Признаком свободного состояния среды является передача по ней символа Idle соответствующего избыточного кода (а не отсутствие сигналов, как в стандартах Ethernet 10 Мбит/с). Физический уровень включает три элемента:

o        уровень согласования (reconciliation sublayer);

o        независимый от среды интерфейс (Media Independent Interface, Mil);

o        устройство физического уровня (Physical layer device, PHY).

Уровень согласования нужен для того, чтобы уровень MAC, рассчитанный на интерфейс AUI, смог работать с физическим уровнем через интерфейс МП.

Устройство физического уровня (PHY) состоит, в свою очередь, из нескольких подуровней (см. рис. 3.20):

·         подуровня логического кодирование данных, преобразующего поступающие от уровня MAC байты в символы кода 4В/5В или 8В/6Т (оба кода используются в технологии Fast Ethernet);

·         подуровней физического присоединения и подуровня зависимости от физической среды (PMD), которые обеспечивают формирование сигналов в соответствии с методом физического кодирования, например NRZI или MLT-3;

·         подуровня автопереговоров, который позволяет двум взаимодействующим портам автоматически выбрать наиболее эффективный режим работы, например, полудуплексный или полнодуплексный (этот подуровень является факультативным).

Интерфейс МП поддерживает независимый от физической среды способ обмена данными между подуровнем MAC и подуровнем PHY. Этот интерфейс аналогичен по назначению интерфейсу AUI классического Ethernet за исключением того, что интерфейс AUI располагался между подуровнем физического кодирования сигнала (для любых вариантов кабеля использовался одинаковый метод физического кодирования — манчестерский код) и подуровнем физического присоединения к среде, а интерфейс МП располагается между подуровнем MAC и подуровнями кодирования сигнала, которых в стандарте Fast Ethernet три — FX, ТХ и Т4.

Разъем МП в отличие от разъема AUI имеет 40 контактов, максимальная длина кабеля МП составляет один метр. Сигналы, передаваемые по интерфейсу МП, имеют амплитуду 5 В.

Физический уровень 100Base-FX — многомодовое оптоволокно, два волокна

Эта спецификация определяет работу протокола Fast Ethernet по многомодовому оптоволокну в полудуплексном и полнодуплексном режимах на основе хорошо проверенной схемы кодирования FDDI. Как и в стандарте FDDI, каждый узел соединяется с сетью двумя оптическими волокнами, идущими от приемника (R_х) и от передатчика (Т_х).

Между спецификациями l00Base-FX и l00Base-TX есть много общего, поэтому общие для двух спецификаций свойства будут даваться под обобщенным названием l00Base-FX/TX.

В то время как Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/с использует манчестерское кодирование для представления данных при передаче по кабелю, в стандарте Fast Ethernet определен другой метод кодирования — 4В/5В. Этот метод уже показал свою эффективность в стандарте FDDI и без изменений перенесен в спецификацию l00Base-FX/TX. При этом методе каждые 4 бита данных подуровня MAC (называемых символами) представляются 5 битами. Избыточный бит позволяет применить потенциальные коды при представлении каждого из пяти бит в виде электрических или оптических импульсов. Существование запрещенных комбинаций символов позволяет отбраковывать ошибочные символы, что повышает устойчивость работы сетей с l00Base-FX/TX.

Для отделения кадра Ethernet от символов Idle используется комбинация символов Start Delimiter (пара символов J (11000) и К (10001) кода 4В/5В, а после завершения кадра перед первым символом Idle вставляется символ Т (рис. 3.22).

Рис. 3.22. Непрерывный поток данных спецификаций 100Base-FX/ТХ

После преобразования 4-битовых порций кодов MAC в 5-битовые порции физического уровня их необходимо представить в виде оптических или электрических сигналов в кабеле, соединяющем узлы сети. Спецификации l00Base-FX и l00Base-TX используют для этого различные методы физического кодирования — NRZI и MLT-3 соответственно (как и в технологии FDDI при работе через оптоволокно и витую пару).

Физический уровень 100Base-TX — витая пара DTP Cat 5 или STP Type 1, две пары

В качестве среды передачи данных спецификация l00Base-TX использует кабель UTP категории 5 или кабель STP Type 1. Максимальная длина кабеля в обоих случаях — 100 м.

Основные отличия от спецификации l00Base-FX — использование метода MLT-3 для передачи сигналов 5-битовых порций кода 4В/5В по витой паре, а также наличие функции автопереговоров (Auto-negotiation) для выбора режима работы порта. Схема автопереговоров позволяет двум соединенным физически устройствам, которые поддерживают несколько стандартов физического уровня, отличающихся битовой скоростью и количеством витых пар, выбрать наиболее выгодный режим работы. Обычно процедура автопереговоров происходит при подсоединении сетевого адаптера, который может работать на скоростях 10 и 100 Мбит/с, к концентратору или коммутатору.

Описанная ниже схема Auto-negotiation сегодня является стандартом технологии l00Base-T. До этого производители применяли различные собственные схемы автоматического определения скорости работы взаимодействующих портов, которые не были совместимы. Принятую в качестве стандарта схему Auto-negotiation предложила первоначально компания National Semiconductor под названием NWay.

Всего в настоящее время определено 5 различных режимов работы, которые могут поддерживать устройства l00Base-TX или 100Base-T4 на витых парах;

·         l0Base-T — 2 пары категории 3;

·         l0Base-T full-duplex — 2 пары категории 3;

·         l00Base-TX — 2 пары категории 5 (или Type 1ASTP);

·         100Base-T4 — 4 пары категории 3;

·         100Base-TX full-duplex — 2 пары категории 5 (или Type 1A STP).

Режим l0Base-T имеет самый низкий приоритет при переговорном процессе, а полнодуплексный режим 100Base-T4 — самый высокий. Переговорный процесс происходит при включении питания устройства, а также может быть инициирован в любой момент модулем управления устройства.

Устройство, начавшее процесс auto-negotiation, посылает своему партнеру пачку специальных импульсов Fast Link Pulse burst (FLP), в котором содержится 8-битное слово, кодирующее предлагаемый режим взаимодействия, начиная с самого приоритетного, поддерживаемого данным узлом.

Если узел-партнер поддерживает функцию auto-negotuiation и также может поддерживать предложенный режим, он отвечает пачкой импульсов FLP, в которой подтверждает данный режим, и на этом переговоры заканчиваются. Если же узел-партнер может поддерживать менее приоритетный режим, то он указывает его в ответе, и этот режим выбирается в качестве рабочего. Таким образом, всегда выбирается наиболее приоритетный общий режим узлов.

Узел, который поддерживает только технологию l0Base-T, каждые 16 мс посылает манчестерские импульсы для проверки целостности линии, связывающей его с соседним узлом. Такой узел не понимает запрос FLP, который делает ему узел с функцией Auto-negotiation, и продолжает посылать свои импульсы. Узел, получивший в ответ на запрос FLP только импульсы проверки целостности линии, понимает, что его партнер может работать только по стандарту l0Base-T, и устанавливает этот режим работы и для себя.

Физический уровень 100Base-T4 — витая пара UTP Cat 3, четыре пары

Спецификация 100Base-T4 была разработана для того, чтобы можно было использовать для высокоскоростного Ethernet имеющуюся проводку на витой паре категории 3. Эта спецификация позволяет повысить общую пропускную способность за счет одновременной передачи потоков бит по всем 4 парам кабеля.

Спецификация 100Base-T4 появилась позже других спецификаций физического уровня Fast Ethernet. Разработчики этой технологии в первую очередь хотели создать физические спецификации, наиболее близкие к спецификациям l0Base-T и l0Base-F, которые работали на двух линиях передачи данных: двух парах или двух волокнах. Для реализации работы по двум витым парам пришлось перейти на более качественный кабель категории 5.

В то же время разработчики конкурирующей технологии l00VG-AnyLAN изначально сделали ставку на работу по витой паре категории 3; самое главное преимущество состояло не столько в стоимости, а в том, что она была уже проложена в подавляющем числе зданий. Поэтому после выпуска спецификаций l00Base-TX и l00Base-FX разработчики технологии Fast Ethernet реализовали свой вариант физического уровня для витой пары категории 3.

Вместо кодирования 4В/5В в этом методе используется кодирование 8В/6Т, которое обладает более узким спектром сигнала и при скорости 33 Мбит/с укладывается в полосу 16 МГц витой пары категории 3 (при кодировании 4В/5В спектр сигнала в эту полосу не укладывается). Каждые 8 бит информации уровня MAC кодируются 6-ю троичными цифрами (ternary symbols), то есть цифрами, имеющими три состояния. Каждая троичная цифра имеет длительность 40 нс. Группа из 6-ти троичных цифр затем передается на одну из трех передающих витых пар, независимо и последовательно.

Четвертая пара всегда используется для прослушивания несущей частоты в целях обнаружения коллизии. Скорость передачи данных по каждой из трех передающих пар равна 33,3 Мбит/с, поэтому общая скорость протокола 100Base-T4 составляет 100 Мбит/с. В то же время из-за принятого способа кодирования скорость изменения сигнала на каждой паре равна всего 25 Мбод, что и позволяет использовать витую пару категории 3.

На рис. 3.23 показано соединение порта MDI сетевого адаптера 100Base-T4 с портом MDI-X концентратора (приставка Х говорит о том, что у этого разъема присоединения приемника и передатчика меняются парами кабеля по сравнению с разъемом сетевого адаптера, что позволяет проще соединять пары проводов в кабеле — без перекрещивания). Пара 1-2 всегда требуется для передачи данных от порта MDI к порту MDI-X, пара 3-6 -для приема данных портом MDI от порта MDI-X, а пары 4-5 и 7-8 являются двунаправленными и используются как для приема, так и для передачи, в зависимости от потребности.

Рис. 3.23. Соединение узлов по спецификации 100Base-T4

3.     Gigabit Ethernet

Технология Gigabit Ethernet добавляет новую, 1000 Мбит/с, ступень в иерархии скоростей семейства Ethernet. Эта ступень позволяет эффективно строить крупные локальные сети, в которых мощные серверы и магистрали нижних уровней сети работают на скорости 100 Мбит/с, а магистраль Gigabit Ethernet объединяет их, обеспечивая достаточно большой запас пропускной способности.

Разработчики технологии Gigabit Ethernet сохранили большую степень преемственности с технологиями Ethernet и Fast Ethernet. Gigabit Ethernet использует те же форматы кадров, что и предыдущие версии Ethernet, работает в полнодуплексном и полудуплексном режимах, поддерживая на разделяемой среде тот же метод доступа CSMA/CD с минимальными изменениями.

Для обеспечения приемлемого максимального диаметра сети в 200 м в полудуплексном режиме разработчики технологии пошли на увеличение минимального размера кадра с 64 до 512 байт. Разрешается также передавать несколько кадров подряд, не освобождая среду, на интервале 8096 байт, тогда кадры не обязательно дополнять до 512 байт. Остальные параметры метода доступа и максимального размера кадра остались неизменными.

Летом 1998 года был принят стандарт 802.3z, который определяет использование в качестве физической среды трех типов кабеля: многомодового оптоволоконного (расстояние до 500 м), одномодового оптоволоконного (расстояние до 5000 м) и двойного коаксиального (twinax), по которому данные передаются одновременно по двум медным экранированным проводникам на расстояние до 25 м.

Для разработки варианта Gigabit Ethernet на UTP категории 5 была создана специальная группа 802.3ab, которая уже разработала проект стандарта для работы по 4-м парам UTP категории 5. Принятие этого стандарта ожидается в ближайшее время.

Что же общего имеется в технологии Gigabit Ethernet по сравнению с технологиями Ethernet и Fast Ethernet?

·         Сохраняются все форматы кадров Ethernet.

·         По-прежнему будут существовать полудуплексная версия протокола, поддерживающая метод доступа CSMA/CD, и полнодуплексная версия, работающая с коммутаторами. По поводу сохранения полудуплексной версии протокола сомнения были еще у разработчиков Fast Ethernet, так как сложно заставить работать алгоритм CSMA/CD на высоких скоростях. Однако метод доступа остался неизменным в технологии Fast Ethernet, и его решили оставить в новой технологии Gigabit Ethernet. Сохранение недорогого решения для разделяемых сред позволит применить Gigabit Ethernet в небольших рабочих группах, имеющих быстрые серверы и рабочие станции.

·         Поддерживаются все основные виды кабелей, используемых в Ethernet и Fast Ethernet: волоконно-оптический, витая пара категории 5, коаксиал.

Спецификации физической среды стандарта 802.3z

В стандарте 802.3z определены следующие типы физической среды:

·         одномодовый волоконно-оптический кабель;

·         многомодовый волоконно-оптический кабель 62,5/125;

·         многомодовый волоконно-оптический кабель 50/125;

·         двойной коаксиал с волновым сопротивлением 75 Ом.

Многомодовый кабель

Для передачи данных по традиционному для компьютерных сетей многомодовому волоконно-оптическому кабелю стандарт определяет применение излучателей, работающих на двух длинах волн: 1300 и 850 нм. Применение светодиодов с длиной волны 850 нм объясняется тем, что они намного дешевле, чем светодиоды, работающие на волне 1300 нм, хотя при этом максимальная длина кабеля уменьшается, так как затухание многомодового оптоволокна на волне 850 м более чем в два раза выше, чем на волне 1300 нм. Однако возможность удешевления чрезвычайно важна для такой в целом дорогой технологии, как Gigabit Ethernet.

Для многомодового оптоволокна стандарт 802.3z определил спецификации l000Base-SX и l000Base-LX.

В первом случае используется длина волны 850 нм (S означает Short Wavelength, короткая волна), а во втором — 1300 нм (L — от Long Wavelength, длинная волна).

Для спецификации l000Base-SX предельная длина оптоволоконного сегмента для кабеля 62,5/125 оставляет 220 м, а для кабеля 50/125 — 500 м. Очевидно, что эти максимальные значения могут достигаться только для полнодуплексной передачи данных, так как время двойного оборота сигнала на двух отрезках 220 м равно 4400 bt, что превосходит предел 4095 bt даже без учета повторителя и сетевых адаптеров. Для полудуплексной передачи максимальные значения сегментов оптоволоконного кабеля всегда должны быть меньше 100 м. Приведенные расстояния в 220 и 500 м рассчитаны для худшего по стандарту случая полосы пропускания многомодового кабеля, находящегося в пределах от 160 до 500 МГц/км. Реальные кабели обычно обладают значительно лучшими характеристиками, находящимися между 600 и 1000 МГц/км. В этом случае можно увеличить длину кабеля до примерно 800 м.

Одномодовый кабель

Для спецификации l000Base-LX в качестве источника излучения всегда применяется полупроводниковый лазер с длиной волны 1300 нм.

Основная область применения стандарта l000Base-LX — это одномодовое оптоволокно. Максимальная длина кабеля для одномодового волокна равна 5000 м.

Спецификация l000Base-LX может работать и на многомодовом кабеле. В этом случае предельное расстояние получается небольшим — 550 м. Это связано с особенностями распространения когерентного света в широком канале многомодового кабеля. Для присоединения лазерного трансивера к многомодовому кабелю необходимо использовать специальный адаптер.

Твинаксиальный кабель

В качестве среды передачи данных используется высококачественный твинаксиальный кабель (Twinax) с волновым сопротивлением 150 Ом (2х75 Ом). Данные посылаются одновременно по паре проводников, каждый из которых окружен экранирующей оплеткой. При этом получается режим полудуплексной передачи. Для обеспечения полнодуплексной передачи необходимы еще две пары коаксиальных проводников. Начал выпускаться специальный кабель, который содержит четыре коаксиальных проводника — так называемый Quad-кабель. Он внешне напоминает кабель категории 5 и имеет близкий к нему внешний диаметр и гибкость. Максимальная длина твинаксиального сегмента составляет всего 25 метров, поэтому это решение подходит для оборудования, расположенного в одной комнате.

Проблемы.

Перед разработчиками стандарта Gigabit Ethernet стояло несколько трудно разрешимых проблем. Одной из них была задача обеспечения приемлемого диаметра сети для полудуплексного, режима работы. В связи с ограничениями, накладываемыми методом CSMA/CD на длину кабеля, версия Gigabit Ethernet для разделяемой среды допускала бы длину сегмента всего в 25 метров при сохранении размера кадров и всех параметров метода CSMA/CD неизменными. Так как существует большое количество применений, когда нужно повысить диаметр сети хотя бы до 200 метров, необходимо было каким-то образом решить эту задачу за счет минимальных изменений в технологии Fast Ethernet.

Другой сложнейшей задачей было достижение битовой скорости 1000 Мбит/с на основных типах кабелей. Даже для оптоволокна достижение такой скорости представляет некоторые проблемы, так как технология Fibre Channel, физический уровень которой был взят за основу для оптоволоконной версии Gigabit Ethernet, обеспечивает скорость передачи данных всего в 800 Мбит/с (битовая скорость на линии равна в этом случае примерно 1000 Мбит/с, но при методе кодирования 8В/10В полезная битовая скорость на 25 % меньше скорости импульсов на линии).

И наконец, самая сложная задача — поддержка кабеля на витой паре. Такая задача на первый взгляд кажется неразрешимой — ведь даже для 100-мегабитных протоколов пришлось использовать достаточно сложные методы кодирования, чтобы уложить спектр сигнала в полосу пропускания кабеля. Однако успехи специалистов по кодированию, проявившиеся в последнее время в новых стандартах модемов, показали, что задача имеет шансы на решение. Чтобы не тормозить принятие основной версии стандарта Gigabit Ethernet, использующего оптоволокно и коаксиал, был создан отдельный комитет 802.3ab, который занимается разработкой стандарта Gigabit Ethernet на витой паре категории 5.

Все эти задачи были успешно решены

Как известно, каждая пара кабеля категории 5 имеет гарантированную полосу пропускания до 100 МГц. Для передачи по такому кабелю данных со скоростью 1000 Мбит/с было решено организовать параллельную передачу одновременно по всем 4 парам кабеля (так же, как и в технологии l00VG-AnyLAN).

Это сразу уменьшило скорость передачи данных по каждой паре до 250 Мбит/с. Однако и для такой скорости необходимо было придумать метод кодирования, который имел бы спектр не выше 100 МГц. Кроме того, одновременное использование четырех пар на первый взгляд лишает сеть возможность распознавать коллизии.

На оба эти вопроса комитет 802.ЗаЬ нашел ответы.

Для кодирования данных был применен код РАМ5, использующий 5 уровней потенциала: -2, -1,0, +1, +2. Поэтому за один такт по одной паре передается 2,322 бит информации. Следовательно, тактовую частоту вместо 250 МГц можно снизить до 125 МГц. При этом если использовать не все коды, а передавать 8 бит за такт (по 4 парам), то выдерживается требуемая скорость передачи в 1000 Мбит/с и еще остается запас неиспользуемых кодов, так как код РАМ5 содержит 5⁴ = 625 комбинаций, а если передавать за один такт по всем четырем парам 8 бит данных, то для этого требуется всего 2⁸ = 256 комбинаций. Оставшиеся комбинации приемник может использовать для контроля принимаемой информации и выделения правильных комбинаций на фоне шума. Код РАМ5 на тактовой частоте 125 МГц укладывается в полосу 100 МГц кабеля категории 5.

Для распознавания коллизий и организации полнодуплексного режима разработчики спецификации 802.3аЬ применили технику, используемую при организации дуплексного режима на одной паре проводов в современных модемах и аппаратуре передачи данных абонентских окончаний ISDN. Вместо передачи по разным парам проводов или разнесения сигналов двух одновременно работающих навстречу передатчиков по диапазону частот оба передатчика работают навстречу друг другу по каждой из 4-х пар в одном и том же диапазоне частот, так как используют один и тот же потенциальный код РАМ5 (рис. 3.26). Схема гибридной развязки Н позволяет приемнику и передатчику одного и того же узла использовать одновременно витую пару и для приема и для передачи (так же, как и в трансиверах коаксиального Ethernet).

Рис. 3.26. Двунаправленная передача по четырем парам DTP категории 5

Для отделения принимаемого сигнала от своего собственного приемник вычитает из результирующего сигнала известный ему свой сигнал. Естественно, что это не простая операция и для ее выполнения используются специальные цифровые сигнальные процессоры — DSP (Digital Signal Processor). Такая техника уже прошла проверку практикой, но в модемах и сетях ISDN она применялась совсем на других скоростях.

При полудуплексном режиме работы получение встречного потока данных считается коллизией, а для полнодуплексного режима работы — нормальной ситуацией.

Ввиду того что работы по стандартизации спецификации Gigabit Ethernet на неэкранированной витой паре категории 5 подходят к концу, многие производители и потребители надеются на положительный исход этой работы, так как в этом случае для поддержки технологии Gigabit Ethernet не нужно будет заменять уже установленную проводку категории 5 на оптоволокно или проводку категории 7.

Литература:

•  http://www.citforum.ru/nets/semenov/
• http://www.ixbt.com/comm/tech-fast-ethernet.shtml

• http://ruseti.ru/seti/index3.htm

• http://ru.wikipedia.org

 

Компьютерные
сети. Лекция 7 составил Малов Дмитрий
Николаевич

.

Лекция
7.

• Спецификация
  физической среды Ethernet.

• Понятие
  домен коллизий. Расчет сетей Ethernet.
  

Исторически первые сети технологии
Ethernet были созданы на коаксиальном кабеле
диаметром 0.5 дюйма. В дальнейшем были
определены и другие спецификации
физического уровня для стандарта
Ethernet, позволяющие использовать различные
среды передачи данных в качестве общей
шины. Метод доступа
CSMA/CD и все временные параметры Ethernet
остаются одними и теми же для любой
спецификации физической среды.

Физические
спецификации технологии Ethernet на
сегодняшний день включают следующие
среды передачи данных:

• 10Base-5— коаксиальный кабель диаметром 0.5
  дюйма, называемый «толстым»
  коаксиалом. Имеет волновое сопротивление
  50 Ом. Максимальная длина сегмента — 500
  метров (без повторителей).

• 10Base-2— коаксиальный кабель диаметром 0.25
  дюйма, называемый «тонким»
  коаксиалом. Имеет волновое сопротивление
  50 Ом. Максимальная длина сегмента — 185
  метров (без повторителей).

• 10Base-T— кабель на основе неэкранированной
  витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP). Образует
  звездообразную топологию с концентратором.
  Расстояние между концентратором и
  конечным узлом — не более 100 м.

• 10Base-F— оптоволоконный кабель. Топология
  аналогична стандарту на витой паре.
  Имеется несколько вариантов этой
  спецификации — FOIRL (расстояние до 1000 м),
  10Base-FL (расстояние до 2000 м), 10Base-FB (расстояние
  до 2000 м).

Число 10 обозначает
битовую скорость передачи данных этих
стандартов — 10 Мбит/с, а слово Base — метод
передачи на одной базовой частоте 10 МГц
(в отличие от стандартов, использующих
несколько несущих частот, которые
называются Broadbend
— широкополосными). Последний символ в
названии стандарта физического уровня
обозначает тип кабеля.

Стандарт 10Base-5

Стандарт 10Base-5 соответствует
экспериментальной сети Ethernet фирмы Xerox
и может считаться классическим Ethernet.
Он использует в качестве среды передачи
данных коаксиальный кабель с диаметром
центрального медного провода 2,17 мм и
внешним диаметром около 10 мм («толстый»
Ethernet). Такими характеристиками обладают
кабели марок RG-8 иRG-11.

Кабель используется
как моноканал для всех станций.Сегмент кабеля имеет
максимальную длину 500 м (без повторителей)
и должен иметь на концах согласующие
терминаторы
сопротивлением
50 Ом, поглощающие распространяющиеся
по кабелю сигналы и препятствующие
возникновению отраженных сигналов. При
отсутствии терминаторов в кабеле
возникают стоячие волны, так что одни
узлы получают мощные сигналы, а другие
– настолько слабые, что их прием
становится невозможным.

Станция должна
подключаться к кабелю при помощи
приемопередатчика – трансивера
(Transmitter
+receiver
=trnsceiver).
Трансивер устанавливается непосредственно
на кабеле и питается от сетевого адаптера
компьютера. Трансивер может подсоединяться
к кабелю как методом прокалывания,
обеспечивающим непосредственный
физический контакт, так и бесконтактным
методом.

Трансивер — это часть сетевого адаптера,
которая выполняет следующие функции:

• прием и передача данных с кабеля на
  кабель,

• определение коллизий на кабеле,

• электрическая развязка между кабелем
  и остальной частью адаптера,

• защита кабеля от некорректной работы
  адаптера.

Последнюю функцию часто называют
контролем болтливости
(jabber
control).
При возникновении неисправностей в
адаптере может возникнуть ситуация,
когда на кабель будет непрерывно
выдаваться последовательность случайных
сигналов. Так как кабель — это общая
среда для всех станций, то работа сети
будет заблокирована одним неисправным
адаптером. Чтобы этого не случилось, на
выходе передатчика ставится схема,
которая проверяет количество битов,
переданных в пакете. Если максимальная
длина пакета превышается, то эта схема
просто отсоединяет выход передатчика
от кабеля. Максимальное время передачи
кадра (вместе с преамбулой) равно 1221
мкс, а времяjabber-контроля
устанавливается равным 4000мкс (4мс)

Детектор коллизий
определяет наличие коллизии в коаксиальном
кабеле по повышенному уровню постоянной
составляющей сигналов. Если постоянная
составляющая превышает определенный
порог (около 1,5 В), то значит, на кабель
работает более чем один передатчик.

Стандарт разрешает
использование в сети не более 4 повторителей
и, соответственно, не более 5 сегментов
кабеля. При максимальной длине
сегмента кабеля в 500 м это дает максимальную
длину сети 10Base-5 в 2500 м.Только 3 сегмента из
5 могут быть нагруженными, то есть такими,
к которым подключаются конечные узлы.
Между нагруженными сегментами должны
быть ненагруженные сегменты, так что
максимальная конфигурация сети
представляет собой два нагруженных
крайних сегмента, которые соединяются
ненагруженными сегментами еще с одним
центральным сегментом.

Правило применения
повторителей в сети Ethernet
10Baase-5
носит название «правило 5-4-3»: 5 сегментов,
4 повторителя, 3 нагруженных сегмента.
Ограниченное число повторителей
объясняется дополнительными задержками
распространения сигнала, которые они
вносят. Применение повторителей
увеличивает время двойного распространения
сигнала, которое для надежного
распознавания коллизий не должно
превышать время передачи кадра минимальной
длины, то есть кадра в 72 байт или 576 бит.

Каждый повторитель
подключается к сегменту одним своим
трансивером, поэтому к нагруженным
сегментам можно подключить не более 99
узлов.Максимальное
число конечных узлов в сети 10Base-5,
таким образом, составляет 99*3 =297 узлов.

К достоинствамстандарта 10Base-5
относятся:

— хорошая защищенность кабеля от внешних
воздействий,

— сравнительно большое расстояние между
узлами,

К недостаткамследует отнести:

— высокую стоимость кабеля,

— сложность его прокладки из-за большой
жесткости,

— наличие специального инструмента для
заделки кабеля,

— при повреждении кабеля или плохом
соединении происходит остановка работы
всей сети,

— необходимо заранее предусмотреть
подводку кабеля ко всем возможным местам
установки компьютеров.

Соседние файлы в папке Лекции

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Может быть, кто-то сочтет этот материал несвоевременным — действительно, в то время как «весь цивилизованный мир» переходит на Gigabit Ethernet, мы вдруг выпускаем материал, посвященный 100-мегабитовым сетям на витой паре. Однако не будем спешить с выводами. Цивилизованный мир — это, конечно, хорошо, однако если посмотреть на ЛВС в компьютеризованном офисе «среднестатистической» отечественной компании, то сразу понимаешь одно: «Ученье — свет, а неученых — …».

Каждому специалисту, ответственному за локальную сеть (или, в частном случае, за ее создание «с нуля»), неоднократно приходится отвечать на непростой вопрос: справляется (справится) ли она с возложенными на нее задачами? Будет ли соответствовать новым задачам, которые мы когда-нибудь захотим на нее возложить? Как застраховать себя от необходимости дорогостоящей модификации сети хотя бы на несколько лет? Каким образом обеспечить возможность ее модернизации «малой кровью»? Когда все работает как часы, труд сетевого администратора как надсмотрщика и регулировщика трафика между пользователями — необременителен и довольно прост. Но с появлением проблем именно он часто оказывается сидящим на горячих углях…

В этом материале мы попытались встать на позицию человека, имеющего представление о том, что такое «компьютерное железо», но в сетях разбирающегося, мягко говоря, поверхностно. Ведь далеко не каждый сетевой администратор начинает свою деятельность после окончания соответствующего факультета вуза, прохождения сертификационных курсов и последующей полугодичной стажировки под началом «старших товарищей, умных и чутких». У нас в стране, увы, до сих пор самая популярная IT-профессия — «компьютерщик»: «Да, у нас есть программист… Да, картриджи в принтере он тоже меняет… Да, ОС и ПО при необходимости установит. Что говорите? Не «программист»? Знаете, по правде сказать, я их всех так называю…». И когда количество находящихся в офисе компьютеров становится больше трех, именно перед такими «молодыми специалистами» (как кстати пришелся тут термин из советских времен!) дирекция компании зачастую ставит задачу: «Сделать сеть. Быстро. Дешево. И надежно!». И оказываются они в положении котенка, попавшего не то что в омут, а в самую середину водоворота… ЛВС: что же это такое?

Для начала полезно ознакомиться с «каноническим» определением. Итак, локальная вычислительная сеть — это распределенная система, построенная на базе локальной сети связи и предназначенная для обеспечения физической связности всех компонентов системы, расположенных на расстоянии, не превышающем максимальное для данной технологии. По сути, ЛВС реализует технологию комплексирования и коллективного использования вычислительных ресурсов. Главные преимущества таких распределенных систем состоят в следующем: высокая производительность обработки данных, повышенная модульность и расширяемость, надежность, живучесть, постоянная готовность и низкая стоимость. Также подобное определение нельзя считать полным без ориентации на простоту реконфигурации и минимизацию затрат на дальнейшую модернизацию.

«По верхам»

В реальности типичная «среднестатистическая малая ЛВС» состоит из трех условных классов устройств:

• компьютеров с установленными в них сетевыми адаптерами;
• «кабельного хозяйства», к которому мы отнесем собственно сетевые кабели, патчи, патч-панели и (опционально) шкафы или стойки;
• активного сетевого оборудования, которое также может быть размещено в шкафах или стойках, в том числе в тех же, что и патч-панели (как правило, это коммутаторы и/или концентраторы).

Опять-таки, в самом простом случае все компьютеры в сети просто подключены к одному концентратору или коммутатору (напрямую или через патч-панель — нас пока не интересует). В более сложном случае несколько концентраторов или коммутаторов соединены между собой через разъем Uplink (так называемое «каскадирование»). В еще более сложном — несколько концентраторов (коммутаторов) образуют сегменты сети, «сводимые воедино» еще одним, выделенным коммутатором (а вот тут уже «или концентратором» можно не добавлять — грамотный сетевой администратор, как правило, в данном качестве их использовать избегает). На этом список самых простых и распространенных вариантов построения ЛВС мы пока что закончим.

К слову — специалистам-сетевикам кажется уместным напомнить, что в данном материале нам приходится идти на многие упрощения в связи с его ориентацией на самый широкий круг читателей. Конечно, следование канонам и четкость определений — это неплохо, но все же не хочется ставить потенциального начинающего сетевого администратора в положение героя Марка Твена, который как-то сказал: «До тех пор пока мне на уроке геометрии не объяснили, что круг — это совокупность точек, находящихся на одинаковом расстоянии от центра, — я хорошо знал, что такое круг!».

Сеть «на коленке»

На заре «сетевой эры» нередко при построении отечественных ЛВС допускались отклонения от стандартов на кабельные сети. Зачастую причиной тому была бедность (оптоволоконная кабельная система и оборудование хоть и существенно подешевели, но не сравнялись по стоимости с «медными» решениями), иногда небрежность, а в большинстве случаев — элементарная техническая неграмотность. И если с первой причиной (недостаток денег) все же иногда приходится мириться, то две следующие вполне возможно устранить, так как обусловлены они исключительно «человеческим фактором».

Впрочем, как ни странно, сети, построенные с нарушением стандартов, до поры до времени… работали! Однако только до поры. К примеру, пока не приходилось заменять какое-нибудь сетевое устройство (сетевой адаптер, концентратор и пр.). И вот тут, после замены, всю сеть вдруг начинало непредсказуемым образом «лихорадить»… При этом она могла работать нормально со всеми приложениями, кроме одного, и попытка администратора «прижать его к стене» стоила и времени, и, особенно, нервов. А виновато было не приложение и не сетевая карта, а вся сеть. Вернее — те, кто выбирал оборудование, монтировал кабель и сдавал систему в эксплуатацию, не задумываясь (или не подозревая?) о стандартах. Еще более серьезные проблемы возникали при попытках перевода построенной «с отклонениями» сети с Ethernet на Fast Ethernet. Ведь при высоких скоростях ЛВС становится намного требовательнее к качеству кабельной системы, и те допущения, которые «прощались» на 10 Mbps, часто повергают 100-мегабитовую сеть просто «в состояние ступора».

А если все же «по уму»?

Таким образом, прежде всего стоит раз и навсегда запомнить, что проектирование и инсталляция любой ЛВС подразумевают прежде всего четкое следование соответствующим стандартам и рекомендациям, что и обеспечивает ее нормальное функционирование не в «некоторых», а во всех предусмотренных этими стандартами случаях.

• Современные проводные ЛВС реализуются на базе витых пар и оптоволоконных кабелей.
• Топология определяет общую структуру взаимосвязей между элементами и характеризует сложность интерфейса.
• Методы доступа к физической среде подразделяются на случайный и детерминированный и зависят от топологии сети.

Для начала — немного истории. Сложилось так, что для организации взаимодействия узлов в локальных сетях, построенных на базе классических технологий (Ethernet, Token Ring, FDDI), разработанных еще 15–20 лет назад, применяются разделяемые между группой компьютеров каналы связи (общая шина, кольцо), доступ к которым предоставляется по специальному алгоритму (как правило — метод случайного доступа или метод с передачей маркера доступа по кольцу), т. е. основанные на принципе использования разделяемых сред либо поддерживающие его.

Напротив, современные стандарты и технологии локальных сетей настаивают на частичном или полном отказе от использования разделяемой среды передачи данных и переходе на применение индивидуальных каналов связи компьютера с коммуникационными устройствами сети. То есть так же, как это делается в привычных нам телефонных сетях, где каждый телефонный аппарат соединен с коммутатором на АТС индивидуальной линией. Технологиями, ориентированными на применение индивидуальных линий связи, являются Fast- и Gigabit Ethernet, 100VG-AnyLAN, ATM и коммутирующие (switching) модификации уже упомянутых классических технологий. Заметим, что некоторые из них, например l00VG-AnyLAN, так и остались в сознании отечественных «сетестроителей» не более чем звучной экзотикой.

Fast Ethernet как развитие классической Ethernet

Основы наиболее популярной на данный момент технологии построения локальных вычислительных сетей — Ethernet — были разработаны специалистами Palo Alto Research Center (PARC) корпорации Xerox в середине 1970-х гг. К промышленной реализации ее спецификации были подготовлены членами консорциума DIX (DEC, Intel, Xerox) и приняты за основу при разработке стандарта IEEE 802.3 в 1980 г. Обратите внимание на даты! По сути, можно констатировать, что изменилось с тех времен не так уж и много…

10-мегабитовая Ethernet устраивала большинство пользователей на протяжении около 15 лет. Однако в начале 90-х г. стала ощущаться ее недостаточная пропускная способность, и следующим существенным шагом развития классической технологии Ethernet стала Fast Ethernet. В 1992 г. группа производителей сетевого оборудования, включая таких лидеров, как SynOptics, 3Com и ряд других, образовали объединение Fast Ethernet Alliance для разработки стандарта на новую технологию, которая бы подытожила и обобщила достижения отдельных компаний в области Ethernet-совместимого высокоскоростного стандарта. Одновременно были начаты работы в институте IEEE по стандартизации новой технологии. Переломав кучу копий, в мае 1995 г. комитет IEEE принял спецификацию Fast Ethernet в качестве стандарта 802.3u (добавив в базовый документ 802.3 главы с 21 по 30). Это и сыграло решающую роль в дальнейшей судьбе технологии, так как обеспечивало преемственность и согласованность сетей 10Base-T и 100Base-T.

От 10- к 100Base-T
Отличия на физическом и канальном уровне стека протоколов модели OSI

Из рисунка (в терминах и категориях семиуровневой модели OSI) видно, что отличия Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне. Стандарт 100Base-T (802.3u) установил три различные спецификации для физического уровня для поддержки следующих типов кабельных систем:

• 100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Cat. 5 или экранированной витой паре STP Type 1;
• 100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Cat. 3, 4 или 5;
• 100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля.

Физические интерфейсы стандарта Fast Ethernet IEEE 802.3u и их основные характеристики

^* ОмВ — одномодовое оптоволокно, МмВ — многомодовое оптоволокно.

^** Расстояние может быть достигнуто только при дуплексном режиме связи.

^*** В нашей стране распространения не получил ввиду принципиальной невозможности поддержки дуплексного режима передачи.

Полнодуплексный режим

Новым в этом стандарте (для узлов сети, поддерживающих спецификации FX и TX) также стала рекомендация относительно обеспечения возможности полнодуплексной работы (full-duplex mode) при соединении сетевого адаптера с коммутатором или же при непосредственном соединении коммутаторов между собой. Специфика работы заключается в том, что каждый узел одновременно передает и принимает кадры данных по каналам Tx и Rx. Скорость обмена до 200 Mbps. На сегодня многие производители декларируют выпуск как сетевых адаптеров, так и коммутаторов с поддержкой этого режима. Однако, увы — из-за разного понимания механизмов его реализации, в частности способов управления потоком кадров, эти продукты не всегда корректно работают друг с другом. Кстати, для тех, кто привык читать статьи «по диагонали»: обратите внимание на то, при каком способе соединения каких устройств между собой становится возможной работа сетевых карт в полнодуплексном режиме. Подсказка: концентраторы (хабы) — в этом списке отсутствуют. И не зря.

Концентраторы и коммутаторы

Наиболее «близкая» нам сеть Fast Ethernet, построенная на основе концентратора (на жаргоне сетевиков — «хаб», от английского hub) и объединяющая несколько десятков пользователей, часто оказывается «недееспособной» в том смысле, что скорость передачи данных в ней будет неприемлемо низкой, а некоторым клиентам может быть вообще отказано в доступе к сетевым ресурсам. Это происходит вследствие роста числа коллизий (см. глоссарий) и увеличения времени ожидания доступа. Ведь концентратор — это обычный усилитель (приемопередатчик-повторитель) электрического сигнала, иногда даже производители по старинке маркируют его как «(Fast) Ethernet repeater». Получив сетевой пакет от одного порта (т. е. от компьютера, который подключен к данному порту), он транслирует его на все остальные порты одновременно (принцип можно грубо определить как «я передал всем, значит, до того, кому надо, тоже дойдет»).

Коммутатор (он же в простонародии «свитч», от англ. switch) — более интеллектуальное устройство: он имеет свой процессор, внутреннюю высокопроизводительную шину и буферную память. Если концентратор просто передает пакеты от одного порта ко всем остальным, то коммутатор выполняет целенаправленную пересылку пакетов между двумя портами на основе MAC-адреса получателя. Это позволяет увеличить производительность сети, так как сводит к минимуму возможность возникновения коллизий, позволяет обслуживать пересылку пакетов между несколькими портами одновременно и т. д.

Заметив, что в последнее время стоимость коммутаторов для сетей Fast Ethernet постепенно приближается к стоимости концентраторов времен начала прошлого года, кратко подытожим преимущества сетей, построенных с их использованием:

• Увеличивается производительность сети путем ее деления на адресно (логически) связанные между собой сегменты.
• Исключается возможность перехвата паролей и прочей передаваемой/принимаемой информации третьей стороной (напомним, что в случае использования концентратора любой пакет транслируется на все подключенные к нему компьютеры).

Если и можно назвать какую-либо (кроме консервативности владельца сети) причину, ограничивающую широкое распространение коммутаторов, то это все же их более высокая стоимость, чем у хабов. Хотя справедливости ради стоит заметить, что скоро у нас, похоже, не будет выбора: все большее количество производителей сетевого оборудования просто-напросто отказываются от концентраторов, предпочитая выпускать новые, более дешевые модели коммутаторов или снижать цены на уже производимые.

Gigabit в конце туннеля?

Конечно, на дворе 2002 год, и даже в нашей стране все больше корпоративных заказчиков уже серьезно присматриваются к Gigabit Ethernet в качестве базового стандарта для своих сетей. Но все-таки в плане массовости именно технология Fast Ethernet (предмет нашего сегодняшнего внимания) продолжает удерживать лидирующие позиции. Более того, отечественные эксперты пророчат долгую жизнь даже «стареньким» сетям Ethernet (10 Mbps), прогнозируя постепенную их модернизацию до 100 Mbps «старшего брата», скоростными возможностями которого типичная офисная сеть будет вполне удовлетворена, наверное, еще не один год. Разумеется, если не планируется проведение телеконференций с десятками участников. Однако по этому поводу у нас в процессе подготовки материала даже родилась одна техническая «шуточка»: стоимость оборудования, которое позволит загрузить сеть на основе Gigabit Ethernet работой, зачастую даже превышает стоимость развертывания этой самой сети. Кроме того, стоит заметить, что проектирование, инсталляция и развертывание сети Gigabit Ethernet — это вряд ли именно то, с чего нужно начинать «практические опыты обустройства ЛВС».

Из истории Ethernet (для интересующихся)

Мало кто знает, что появление Ethernet неразрывно связано с такими краеугольными камнями современной компьютерной индустрии, как Fabless и Core Logic. Эти два понятия трудно перевести на русский, сохранив лаконизм английского языка.

В те времена, когда существовало заблуждение, что дизайн контроллеров (по сути — Core Logic) — удел полупроводниковой индустрии, не без помощи героя нашего рассказа — Гордона Кемпбелла (Gordon A. Campbell) — материализовалась идея самостоятельной разработки, размещенной на мощностях сторонних производителей. С тех пор «безлошадность» (читай — Fabless) в компьютерном мире не считается грехом, а почитается достоянием острого ума.

Для взаимного понимания разработчиков и производителей с благословения Гордона Кемпбелла возник и развился язык описания внутренней структуры чипа — VHDL (Very High Definition Language). Да и само понятие чипа по праву занимает почетное место в чуть ли не бесконечном списке гениальных инициатив мистера Кемпбелла.

Кроме вышеперечисленных, заслуги Гордона Кемпбелла в кратком изложении выглядят так:

• идея перепрограммируемых контроллеров, таких, как EEPROM;
• идея и реализация PC-on-chip;
• организационные работы по становлению Palm Corp.;
• разработка первого IBM-совместимого видеоконтроллера;
• основополагающие работы в области 3D-графики;
• участие в основании компании 3Dfx Interactive.

Настало время назвать компанию, «причастную» к успехам Мистера Кемпбелла — им, к слову, и организованную: Chips & Technologies Inc. В тесном сотрудничестве с Novell более десяти лет назад родился продукт, надолго определивший структуру современных сетевых технологий, — Novell Eagle. Сегодня аббревиатура NE2000 известна всем, кто связан с сетевыми технологиями.

Novell разрабатывала программную модель драйверной поддержки Ethernet, а Chips & Technologies взялась за программирование полупроводниковой логики. Производство было поручено National Semiconductor. Так появился чипсет, состоящий из трех составляющих:

• DP8990 (Network Interface Controller, NIC) — интерфейс для подключения к локальной шине персонального компьютера;
• DP8991 (Serial Network Interface, SNI) — сериализация данных с использованием манчестерского кодирования и механизм обслуживания коллизий;
• DP8992 (Coaxial Transceiver Interface, CTI) — прием и передача данных по коаксиальному кабелю.

Интересный факт: вездесущий Кемпбелл для производства комплектующих Ethernet, в том числе и контроллеров 8992, основал собственную компанию SEEQ Technology.

Позже технология Chipernet (так предварительно именовалась Ethernet) была дополнена возможностями передачи данных по неэкранированной витой паре проводников — UTP (Unshielded Twisted Pair). Важно подчеркнуть, что Ethernet задумывалась как недорогая и эффективная альтернатива в ряду прочих сетевых решений. Поэтому совершенно логично выглядит и расширение возможностей с помощью витой пары.

Одним из лидеров по производству недорогих сетевых контроллеров, использующих Ethernet, стала «Западная Цифровая корпорация», более известная как Western Digital. Это происходило в то время, когда жесткие диски еще не стали «коронным номером» WDC (впоследствии из-за смены интересов разработка сетевых технологий была продана компании SMC). С тех пор знаменитая троица — SMC, 3Com, Intel — правит миром давно уже не NE2000-совместимых сетевых адаптеров.

В мире совместимых с NE2000 устройств акценты расставили три другие компании — Realtek (60% рынка всех сетевых контроллеров), VIA Tehnologies, Winbond Electronics. Последний больше знаком потребителям по торговой марке Compex. Практика

Три источника, три составные части…

По темпам совершенствования своих характеристик, например, увеличению верхней граничной частоты тракта передачи и пропускной способности, кабельные системы практически не уступают современным процессорам с их растущими тактовыми частотами. Уже один этот факт дает основание утверждать, что данное направление относится к числу наиболее динамично развивающихся на рынке информационных технологий. Как и в любой другой области с высокими темпами развития, на этом рынке существуют свои проблемы технического, организационного и маркетингового плана, а в процессе классификации элементов структурированной кабельной системы (СКС), в которую «вписывается» современная компьютерная сеть, сталкиваются различные, часто непримиримые подходы и школы.

Но на сколько бы основных групп и классов «отцы сетестроения» не делили бы компоненты современной сети, для распространения сигналов в ней, помимо устройств доступа, отвечающих за физический интерфейс, требуются как минимум еще две немаловажные детали, участвующие в образовании физической среды передачи, — кабели (мы сознательно ограничимся рассмотрением подсистемы рабочего места и горизонтальной подсистемы «на меди») и разъемы для их соединения. Эти компоненты современной СКС многократно описаны, но необходимость небольшого «попурри» на эту тему обусловлена тем фактом, что, например, невзирая на общее снижение цен на достаточно качественные медные кабели Cat.5e, пользователям зачастую навязывается широкий ассортимент откровенно «базарной» продукции (пригодной разве что для создания домашней сетевой структуры). В более серьезном случае это становится одним из источников постоянной головной боли обслуживающего персонала сетей, которому в большинстве своем приходится обходиться (увы!) без дорогостоящих профессиональных сетевых анализаторов, позволяющих определить почти все неполадки в сети одним нажатием кнопки.

О кабелях языком стандартов и рекомендаций

Для применения в качестве базового UTP определен одножильный 4-парный кабель с диаметром проводника 0,51 мм (24 AWG). По другим канонам допускается также использование одножильного кабеля с диаметром проводника 0,64 мм (22 AWG). Для многожильного патч-корда (UTP, те же 100 Ом) актуальна задача обеспечения длительного срока службы, несмотря на частые неминуемые изгибы в процессе эксплуатации. Тут же отметим, что несмотря на определенную «лояльность» стандартов в отношении многожильных кабелей для кроссовых шнуров и подключающих (пользовательских) кабелей (для них стандарт допускает на 20—50% большее затухание в зависимости от того, какому стандарту следуют — американскому или международному), во всем остальном они должны отвечать минимальным требованиям к рабочим характеристикам кабеля горизонтальной системы.

Должна присутствовать маркировка рабочих характеристик для обозначения соответствующей категории. Эти метки не должны заменять собой метки класса безопасности. В качестве примера приведем маркировку, нанесенную на кабель нашей тестовой системы.

Маркировка кабеля

^* NVP (Nominal Velocity of Propagation) — номинальная скорость распространения — коэффициент укорочения волны в кабеле. Он показывает, во сколько раз скорость распространения сигнала по витым парам меньше скорости света в вакууме.

О цветовом кодировании и правильности терминирования

При таком порядке подключения пар, указано в таблице, обеспечиваются гарантированные производителем величина и знак распределения задержек распространения сигнала.

Варианты обжима разъемов RJ-45

Последнее объясняется просто — с целью уменьшения перекрестных наводок между парами и исключения возможных резонансных явлений при неполном согласовании с нагрузкой неиспользуемых пар (а в некоторых сетевых адаптерах мы обнаружили в гнезде только четыре контакта вместо восьми) проводники свиваются попарно с разным шагом (количеством скруток на единицу длины). По этой же причине желательно также учитывать, что соединение между гнездом и штекером коннектора осуществляется через восемь близко расположенных параллельных контактов, что обусловливает емкостную связь между ними. Степень этого влияния также зависит от способа подключения контактов к соответствующим парам кабеля (см. рисунок). В варианте 568 А пара 2 разъединена парой 1, в последовательности 568 В — пара 3 парой 1.

Стандарт RJ45 (можно встретить название соединителя 8Р8С) пришел в мир компьютерных сетей из телефонии. Он предусматривает несимметричное разъемное соединение. Модульные соединители семейства RJ выпускаются в двух вариантах, ориентированных на кабели с различным типом жилы. Забегая немного вперед, укажем на то, что у гибких коммутационных шнуров (плоских модульных двух-, четырех-, шести- или восьмижильных Cat.3 и четырех витых пар Сат.5) жила состоит из нескольких проволок. Поэтому для изготовления таких кабелей необходимо использовать соединитель с контактом, врезающимся в тело жилы. У монтажного кабеля жила выполнена из монолитного медного проводника, поэтому для монтажа этих кабелей используются соединители с разрезным контактом. Соответственно, если соединитель не предназначен для данного типа кабеля, то и добиться качественного контакта не удастся.

Существует несколько вариантов взаимного расположения проводников относительно контактов коннектора. Для подсоединения всех четырех пар проводников (напомним, что Fast Ethernet использует для работы две пары, четыре вам понадобятся при переходе на гигабитовую сеть) распространены TIA-T568A, TIA-T568B (см. таблицу).

Подключение пар к контактам с несоблюдением стандартов может привести к так называемому разделению пар, т. е. к ситуации, когда соединитель подключается таким образом, что пара состоит из проводов от двух разных скрученных пар. Такая конфигурация иногда позволяет сетевым устройствам обмениваться данными, но часто становится источником трудно диагностируемой проблемы — она подвержена не только избыточным переходным помехам, но и менее устойчива к внешним, в том числе периодически появляющимся в силу специфики расположения кабеля. Результат — ошибки при передаче данных. Такие разделенные пары позволяют выявить кабельные тестеры.

В общем, если опустить ранее сделанные замечания, допускается использовать оба указанных варианта. Однако приведем цитату для тех, кто пытается воспринимать таблицу вариантов как рекомендацию для изготовления crossover-кабелей: «…при условии, что оба конца терминированы по одному и тому же варианту разводки».

Коммутационные шнуры: «прямой» и Crossover

Основные правила прокладки кабеля

Некоторые правила монтажа кабельных UTP-систем, в справедливости которых мы убедились на собственном опыте.

• Во избежание растяжения сила натяжения для 4-парных кабелей не должна превышать 110 Н (усилие примерно в 12 кг). Как правило, усилие свыше 250 Н приводит к необратимым изменениям параметров UTP-кабеля.
• Радиусы изгиба установленных кабелей не должны быть менее четырех (некоторые производители настаивают на восьми) диаметров для кабелей UTP горизонтальной системы. Допустимый изгиб в ходе монтажа не менее 3—4 диаметров.
• Следует избегать излишней нагрузки на кабели, обычно вызываемой их перекручиванием (образование «барашков») во время протяжки или монтажа, чрезмерным натяжением на подвесных участках трасс, туго затянутыми узкими кабельными хомутами (или «пристреленными» скобами).
• Кабели горизонтальной системы должны использоваться в сочетании с коммутационным оборудованием и патч-кордами (или перемычками) той же или более высокой категории рабочих характеристик.
• И, пожалуй, главное, о чем следует помнить на протяжении всех инсталляционных работ, — качество собранной кабельной системы в целом определяется по компоненту линии с наихудшими рабочими характеристиками.

Распределительные панели и абонентские розетки

Патч-панель служит для удобной и быстрой коммутации между собой различных портов и оборудования. С ее помощью можно моментально отконфигурировать рабочие порты для передачи данных, звука и видео. Горизонтальные кабели проходят от розеток на рабочих местах к патч-панелям коммутационного узла, где они представлены как порты пользователей. Соответствующие порты пользователей затем могут быть коммутированы с портами LAN, видеопортами и портами телефонной станции. Однако в условиях малой сети патч-панель приобретает совершенно другой смысл, служа в основном даже не столько средством упорядочивания сетевого хозяйства и быстрой реконфигурации, сколько способом избавить себя от дополнительных проблем при последующей модернизации сети и ее расширении. Понятно, что если, к примеру, купленный изначально концентратор рассчитан на 8 портов, а компьютеров в офисе стало 12 — то это «морока». Как минимум придется покупать еще один концентратор и каскадировать их, как максимум — приобретать коммутатор на 16 или даже 24 порта. Однако если изначально для коммутации была использована достаточно «вместительная» патч-панель (на те же 16 или 24 порта) — то удастся избежать мороки гораздо большей — перекраивания кабельного хозяйства. Патч-панели различаются между собой количеством портов, стандартами, способом коммутации. По количеству портов наиболее распространены 12-, 24- и 48-портовые. Обычно они имеют монтажную ширину 19″ (формфактор большинства стандартных шкафов), в них предусматривается место для маркировки каналов.

Следующий и наиболее часто видимый с точки зрения клиента элемент кабельной системы — абонентская розетка. Конструкция модуля минимизирует действия монтажника при подключении к кабелю, позволяет сохранить необходимый радиус изгиба кабеля, не требует применения каких-либо инструментов при размещении модуля в коробке. Контакты розетки могут быть дополнительно прикрыты специальной шторкой, предотвращающей попадание внутрь пыли.

Монтажные шкафы предназначены для размещения в них коммутационного и активного оборудования. Шкафы могут комплектоваться системой охлаждения и вентиляции, стеклянными и металлическими дверями, подвижным плинтусом на четырех колесах с тормозами, замками на двери. Вдоль боковых стенок шкафов обычно имеется достаточно места для укладки пучков проводов и вентиляции. Впрочем, для малых сетей монтажный шкаф все-таки является скорее элементом шика, чем реальной необходимостью. Хотя если есть деньги и желание «сделать красиво»…

Какой инструмент может понадобиться

Для работы с кабелем UTP-типа создана целая гамма достаточно удобного комбинированного инструмента, выполняющего резку кабеля, нормированную кольцевую подрезку для снятия верхней изоляции и зачистку отдельных жил (если это требуется для данного типа оборудования, ведь современные способы монтажа, основанные на технологии врезного контакта, не требуют зачистки).

Не затрагивая специализированный инструмент и оснастку, рекомендуемые для терминирования жил кабеля на коммутационные и распределительные панели (с ними можно познакомиться на сайтах их производителей), мы решили остановиться на инструменте, предназначенном для «повседневных» работ, — обжима вилки на кабеле RJ-45. Его многочисленные варианты различаются как по диапазону выполняемых функций и типов обжимаемых разъемов, так и (достаточно существенно) по срокам службы и цене.

Для мелкого ремонта можно попытаться использовать экономичный пластмассовый инструмент. Однако он пригоден лишь для минимального объема эпизодически выполняемых монтажных работ, и, как показывает практика, для модернизации сети объемом в сотню портов его ресурса может хватить не более чем на полгода-год.

Металлический профессиональный инструмент обеспечивает движение пуансонов строго перпендикулярно к поверхности разъема, что благоприятно сказывается на качестве работы. Как правило, такие инструменты имеют многошарнирный механизм с «трещоткой» для снижения и нормирования прикладываемого к рукояткам усилия. В состав универсальных комплектов, позволяющих обжимать различные типы соединителей, могут входить сменные и дополнительные, расширяющие функциональность матрицы и пуансоны.

Промежуточную по качеству и параметрам позицию занимают простые одношарнирные металлические приспособления, достаточно широко представленные на отечественном рынке. Они имеют упрощенную механическую схему и ограниченный (но все же в 3—10 раз больший, чем у пластмассового) срок службы по причине быстрого износа пуансона. Универсальность подобных инструментов обеспечивается не сменными комплектами, а наличием нескольких поверхностей на их рабочих органах (2 в 1 и 3 в 1).

К слову о тестировании и мониторинге…

Мы не сомневаемся, что в элементарной одноранговой сети из пяти машин вряд ли возникнет задача ежедневного углубленного статистического анализа и еженедельного превентивного тестирования. Однако проводимый в ходе работы над статьей неформальный блиц-опрос в отношении мониторинга, диагностики и тестирования участников разделил владельцев и администраторов сетей на несколько групп, позволив нам сформулировать две крайние точки зрения отнюдь не технического и не финансового плана:

1. Интерес к проведению анализа и аудита сети прямо пропорционален количеству обслуживаемых рабочих станций и вне зависимости от топологии и выполняемых задач асимптотически приближается к нулю (вплоть до полного безразличия), если число клиентов не превышает 15—20. В этом случае чаще всего основными применяемыми на протяжении всей жизни сети «инструментами» являются примитивный кабельный тестер и виртуозное владение утилитами типа ping и tracert. Правда, некоторые респонденты этой группы признают необходимость измерения количественных показателей кабельной системы на момент сдачи в эксплуатацию.
2. Другая крайность — когда большая и богатая компания идет на покупку дорогостоящих средств управления, диагностирования и тестирования сети, но в своей работе ее сетевые администраторы их практически не используют либо используют некоторые наиболее простые из заложенных в них возможностей по причине того, что у них либо «нет времени», либо «у нас и так все работает», и вообще они не понимают, «зачем им это надо», либо на их аппаратной платформе или в существующей конфигурации данные инструменты периодически «виснут», «не все показывают» или «врут». Не хотелось, но придется добавить — зачастую такая ситуация оказывается обусловленной тем, что возможности имеющихся инструментов… просто-напросто превосходят квалификацию тех, кто ими пользуется.

При этом часто понятия диагностики и тестирования сети отождествляются, что на самом деле в корне неверно. Но под диагностикой принято понимать измерение характеристик и мониторинг показателей работы сети в процессе ее эксплуатации, без остановки работы пользователей. Диагностикой сети является, в частности, измерение числа ошибок передачи данных, степени загрузки (утилизации) ее ресурсов или времени реакции прикладного ПО. То есть та работа, которую, на наш взгляд, администратор сети должен выполнять ежедневно.

Тестирование — это процесс активного воздействия на сеть с целью проверки ее работоспособности и определения потенциальных возможностей по передаче сетевого трафика. Как правило, оно проводится с целью проверить состояние кабельной системы (соответствие качества требованиям стандартов), выяснить максимальную пропускную способность или оценить время реакции прикладного ПО при изменении параметров настройки сетевого оборудования или физической сетевой конфигурации. Такие измерения обычно рекомендуется делать, отключив либо заменив работающих в сети пользователей на агентов теста, что, как правило, в реальной жизни приводит к довольно продолжительному блокированию «нормальной работы офиса». К тому же продолжительность процедуры зависит от того, производятся при этом первичные измерения и анализ параметров или сравнение некоторых требуемых параметров с первичными результатами эталонных (паспортных, сертификационных) тестов. Однако в любом случае чаще всего это приводит к тому, что как сама процедура, так и ее исполнители становятся «малопопулярными» и среди рядовых работников, и среди руководящего звена.

Хоть это и выходит за технические рамки, хочется также отметить, что проведение диагностики или тестирования сети часто напрямую зависит от… степени опытности сетевого администратора. «Молодые и зеленые», как правило, диагностируют и тестируют сеть часто и с удовольствием — ибо при этом не столько исправляют или предотвращают проблемы, сколько занимаются самообучением. Впоследствии, когда все эти «игры» (как и любые другие) приедаются, приступить к процессу диагностирования администратора сети могут заставить только действительно серьезные неполадки в ее работе. Ну и, наконец, с появлением по-настоящему серьезного опыта сетевой администратор опять «возвращается» к диагностике и тестированию, но уже не столько в силу юношеского задора и любопытства, сколько в силу понимания необходимости время от времени проводить эту процедуру в качестве профилактики.

Глоссарий

Сетевой адаптер (сетевая карта) — карта расширения, устанавливаемая в рабочую станцию, сервер или другое устройство сети, позволяющая обмениваться данными в сетевой среде. Операционная система через соответствующий драйвер управляет работой сетевого адаптера. Объем задействованных при этом ресурсов адаптера и центрального процессора системы может изменяться от реализации к реализации. На сетевых картах обычно имеется микросхема (либо гнездо для ее установки) «перешиваемой» памяти для удаленной загрузки (Remote Boot), которая может быть использована для создания бездисковых станций.

Коллизия (collision) — искажение передаваемых данных в сети Ethernet, которое появляется при попытке одновременной передачи несколькими сетевыми устройствами. Коллизии — обычные ситуации, возникающие в процессе нормальной работы сетей Ethernet или Fast Ethernet, но неожиданный рост их числа может свидетельствовать о появлении проблем с каким-либо сетевым устройством, особенно когда это не связано с увеличением трафика сети в целом. В общем случае вероятность столкновения пакетов увеличивается при добавлении в домен новых устройств и удлинении сегментов (увеличении физических размеров сети).

Коллизионный домен (конкурирующий домен) — совокупность устройств, соперничающих между собой за право доступа к среде передачи. Задержка распространения сигнала между любыми двумя станциями, которые принадлежат данной области, не должна превышать установленного значения (часто называемого диаметром коллизионного домена и выражаемого в единицах времени). При подключении устройства к коммутатору число коллизионных устройств в домене, соответственно, всегда сокращается до двух.

Горизонтальный кабель предназначен для использования в горизонтальной подсистеме на участке от коммутационного оборудования (например, в кроссовой этажа) до информационных розеток (на рабочих местах).

Кабель для коммутационных (кроссовых) и оконечных (пользовательских) шнуров обычно также состоит из четырех витых пар и по конструкции очень похож на «обычный» UTP-кабель, используемый в горизонтальной подсистеме. Основные отличия между ними заключаются в том, что для придания устойчивости к многократным изгибам и продления срока эксплуатации проводники выполняются многожильными, а изоляция может иметь несколько бoльшую по сравнению с горизонтальным кабелем толщину (около 0,25 мм). Внешняя изоляционная оболочка изготавливается из материала с повышенной гибкостью. На нее должны наноситься такие же маркирующие и идентифицирующие надписи и метки длины.

Утилизация канала связи сети (network utilization) — процент времени, в течение которого канал связи передает сигналы, или иначе — доля пропускной способности канала связи, занимаемой кадрами, коллизиями и помехами. Параметр «Утилизация канала связи» характеризует степень загруженности сети и эффективность использования ее потенциальных возможностей.

Коммутатор (Switch) — многопортовое устройство канального уровня, устанавливающее на время пересылки пакета адресное соединение между отправителем и получателем на основании построенной и сохраненной в нем коммутационной таблицы MAC-адресов. Проще говоря, коммутатор эмулирует соединение принимающего и передающего устройств между собой «напрямую». Однако не следует забывать, что некоторые (чаще всего — примитивные неуправляемые) коммутаторы при перегрузке в сети, т. е. когда проходящий через них трафик превышает их возможности, могут фактически на время «превращаться» в концентраторы.

Автосогласование (Auto Negotiation) — процесс, инициируемый сетевыми устройствами, имеющий целью автоматически настроить соединение для достижения максимальной в данной среде общей скорости. Приоритеты следующие: 100Base-ТХ — полнодуплексная, 100Base-ТХ — полудуплексная, 10Base-T — полнодуплексная и 10Base-T — полудуплексная. Автосогласование определяется стандартом IEEE 802.3 для Ethernet и выполняется за несколько миллисекунд.

Полудуплекс (Half Duplex) — режим, при котором связь осуществляется в двух направлениях, но в каждый момент времени данные могут передаваться лишь в одном из них. В сети (сегменте) на базе концентраторов все устройства могут работать только в полудуплексном режиме, в отличие от сети на базе коммутаторов, которые могут осуществлять передачу как в полнодуплексном, так и в полудуплексном режиме.

Полный дуплекс (Full Duplex) — двунаправленная передача данных. Способность устройства или линии связи передавать данные одновременно в обоих направлениях по одному каналу, потенциально удваивая пропускную способность.

Скорость физического соединения (Wire Speed) — для Ethernet и Fast Ethernet эта величина обычно приводится как максимальное количество пакетов, которое может быть передано через данное соединение. Скорость физического соединения в сетях Ethernet составляет 14 880, а в сетях Fast Ethernet — 148 809 пакетов в секунду.

MAC-адрес (MAC address — Media Access Control address) — уникальный серийный номер, назначаемый каждому сетевому устройству для идентификации его в сети и управления доступом к среде. Для сетевых устройств адреса устанавливаются во время изготовления (специфицируются IEEE), хотя обычно могут быть изменены с помощью соответствующей программы. Именно благодаря тому, что каждая сетевая карта имеет уникальный MAC-адрес, она может эксклюзивно забирать предназначенные ей пакеты из сети. Если MAC-адрес не является уникальным, то не существует способа провести различие между двумя станциями. MAC-адреса имеют длину 6 байт и обычно записываются шестнадцатеричным числом, первые три байта адреса определяют производителя.

Тестирование

Тестовый стенд

Поскольку такое крупномасштабное тестирование сетевого оборудования для нашей лаборатории внове (да и, к слову, в других компьютерных масс-медиа эта тема затрагивается, прямо скажем, чрезвычайно редко), мы пошли, если так можно выразиться, «по пути наименьшего сопротивления», переложив максимум работы на плечи хорошо себя зарекомендовавших отечественных поставщиков готовых решений и системных интеграторов. Так, гипотетические «офисные компьютеры» в нашей «референсной ЛВС» представляют собой серийные модели ПК Bravo от компании K-Trade, сервер является действительно сервером, специально подобранным путем проведения консультаций с сотрудниками киевского офиса Intel и системного интегратора — компании Ulys Systems, а кабельное хозяйство (коммутационные шнуры с обжатыми разъемами, патч-корды, патч-панель и пр.) было предоставлено в готовом для развертывания виде компанией ProNet.

Для тестирования использовались ПК Bravo с процессором AMD Duron 1100 MHz, 256 MB PC133 SDRAM, материнской платой AOpen AK73A (VIA Apollo KT133A), 40 GB HDD (Maxtor D540X), видеокартой PowerColor GeForce2 MX400 (32 MB) и ОС Windows 2000 Pro (SP3).

Сервером выступала система Dell PowerEdge 2500 (процессор Pentium III 1.26 GHz c возможностью установки второго CPU; чипсет ServerWorks HE-SL; 512 MB PC133 ECC SDRAM; контроллер Adaptec AIC-7899 Dual channel Ultra3 (Ultra160)/LVD SCSI; двухканальный SCSI RAID-контроллер с кэш-буфером 128 MB; три SCSI-винчестера (10000 об/мин), объединенных в массив RAID 5; интегрированный Ethernet-контроллер Intel PRO/100+ Server; интегрированная видеоподсистема на базе ATI-Rage XL 8 MB SDRAM; OC Windows 2000 Server). Подобная конфигурация сервера позволила нам уйти от главной проблемы — влияния быстродействия наиболее «нагруженной» дисковой подсистемы на результаты тестирования (ведь в процессе проведения многих тестов все четыре ПК работали с сервером одновременно). Наличие же достаточно высокопроизводительного процессора и сравнительно большого объема памяти на ПК подстраховывали от влияния нежелательных побочных факторов со стороны «рабочих станций». Управление сервером и ПК осуществлялось с единой консоли оператора, функционирующей через KVM-switch Raritan (предоставленный фирмой «Юстар»).

А вот так все это выглядело в собранном виде

Для проведения тестов сетевых адаптеров был собран стенд, позволяющий имитировать работу устройств в пределах одного коллизионного домена. Он построен с использованием оборудования для структурированных кабельных систем фирмы Molex Premise Networks уровня горизонтальной подсистемы ЛВС и включает в себя четыре фрагмента кабеля Molex PN PowerCat.5E UTP длиной 2 × 15 м и 2 × 75 м, подсоединенных к врезным контактам 24-портовой патч-панели Molex Cat.5E.

Схема стенда

Кабели жгутовались и без коробов подвешивались на крюки в стене. Как уже говорилось, в электропроводных системах приходится учитывать не только затухание, но и наводки. В нашем случае, благодаря тому что кабельные фрагменты при их монтаже оказались сложенными вдвое, наводимые низкочастотные помехи от люминесцентных ламп, пролегающих в непосредственной близости от силовых, сигнальных кабелей и т. п., как мы и предполагали, уменьшились (синфазность воздействующей на жгут кабелей помехи).

В процессе создания сегмента было принято решение отказаться от стандартных абонентских розеток. Для имитации их влияния мы раcкроссировали на патч-панели короткие (и, по причинам, уже объясненным выше, крайне «вредные») отрезки того же кабеля длиной 8—10 см.

Таким образом, вместо требуемой для полноты эксперимента одной пары разъемных контактов мы получили возможность подсоединить еще две, включив их в разрыв цепи от концентратора до машины дополнительным коммутационным шнуром. В Тестовой лаборатории обычно не принято доверять даже известным брэндам без соответствующего инструментального подтверждения, поэтому сразу после инсталляции была не только проверена правильность подключения и распределения кабельных жил, но и измерены количественные параметры каждого из отрезков с помощью портативного анализатора OMNIScanner II от Fluke Network.

Методика

Так как на всех четырех ПК поочередно устанавливались одинаковые сетевые карты, нас, естественно, интересовало создание по возможности разных условий для их функционирования. В конечном итоге мы остановились на той конфигурации, которую можно видеть на схеме стенда — два «длинных» сегмента по 75 и 90 метров, одно «идеальное подключение» (коммуникационный кабель от компьютера напрямую включен в концентратор) и одно короткое «неудобное» соединение через небольшой отрезок перегнутого кабеля. Забегая вперед, отметим, что наши предположения во многом подтвердились — некоторые модели сетевых карт действительно вели себя по-разному в зависимости от длины сегмента, на которой им приходилось работать. Сервер был «отнесен» от концентратора на 15 метров, что вполне соответствует максимальному из реально встречающихся вариантов (в рамках разумного).

Быть может, некоторые удивятся тому, что мы выбрали в качестве устройства, объединяющего абонентов сети, именно концентратор, а не коммутатор. Ответ довольно прост: дело в том, что для создания нагрузки собственно на предмет тестов, т. е. на сетевые карты, коммутатор в сети из четырех клиентов и одного сервера просто-напросто непригоден. Фактически мы специально усложнили задачу, увеличив количество коллизий в сети до того максимального уровня, который вообще реально было получить, с целью выявить слабые места в работе сетевых контроллеров. В случае же использования коммутатора все тесты фактически превратились бы… в исследование производительности его самого. Несколько слов о концентраторе. Как ни странно, мы остановили свой выбор на довольно простой и дешевой модели LG, сделанной на базе чипов Realtek. Произошло это по двум причинам: во-первых, компании уровня Intel, 3Com или Cisco сейчас практически отказались от выпуска концентраторов, а во-вторых, проведенные в рабочем порядке тесты с использованием других моделей (3Com Office Connect и CompuShack 5DT Desktop) показали, что никакого влияния на результаты тестов замена именно этого устройства в нашем случае не оказывала.

Тесты включали в себя исследование производительности с помощью популярного (насколько вообще можно говорить о популярности подобного ПО) пакета eTestingLabs NetBench 7.02 (модифицированный скрипт NIC_nb702, в котором были оставлены размеры пакетов 512, 4K, 16K и 64K), измерения загрузки CPU штатной утилитой Windows 2000 Performance Monitor во время копирования файла объемом 512 MB с одного из клиентов на сервер, а также измерения скорости «встречного» копирования двух файлов объемом 1 GB между двумя клиентами, соединенными crossover-кабелем (проверка корректности и результативности функционирования полнодуплексного режима).

Характеристики адаптеров Fast Ethernet

Результаты тестов

Для начала объясним, почему несмотря на тестирование сетевых карт в диаграммах можно видеть лишь наименования чипов. Дело в том, что несмотря на вполне «честное» с нашей стороны поведение, выражавшееся в использовании не «generic»-драйверов от производителей чипов, а последних доступных версий от производителей карт — никакой разницы в быстродействии между картами, сделанными на базе одних и тех же микросхем, мы не обнаружили.

Типичная «одночиповая» сетевая карта

Результаты тестов в NetBench приводятся в ограниченном объеме по одной причине — во всех остальных случаях они были попросту… совершенно одинаковыми. Лишь тест с размером пакета 16K выявил некоторые особенности в функционировании нашей тестовой сети, а именно разница в результатах, продемонстрированных сетевыми картами, нас и интересовала более всего. Зато данный подтест с лихвой окупил наши ожидания — средняя пропускная способность каждого из четырех клиентов отличалась иногда в несколько раз! Собрав воедино все «отличившиеся» чипы и попытавшись найти какую-то зависимость, мы обратили внимание на то, что наиболее показательные результаты принадлежат сетевым контроллерам Intel и 3Com, и это сразу навело нас на одну очевидную мысль…

Как одна, так и другая компания не удосуживается простым копированием давно всем известной «образцово-показательной схемы классического сетевого чипа»:

Ethernet чип. Курсовая работа, III курс :).

Дополнительно они используют так называемые «адаптивные технологии», позволяющие регулировать объем передаваемой в сети информации и величину задержки с тем, чтобы максимально полно использовать возможности конкретного окружения и достигать наибольшей общей пропускной способности сети. Похоже, в нашем случае карты, расположенные на «неудобных» (или, корректности ради, оговоримся — сочтенных неудобными согласно заложенному алгоритму анализа) сегментах, «добровольно уступали» часть полосы своим собратьям, находящимся в лучших условиях. Следует заметить, что выигрыша в общем объеме передаваемых данных это все же не принесло — если сложить все значения пропускной способности по каждому из клиентов, их сумма будет примерно такой же, как в случае с более «прямолинейными» картами. В целом же мы пока воздержимся от оценки этой особенности некоторых сетевых чипов на уровне «хорошо/плохо», ибо в зависимости от конкретных условий функционирования сети и решаемых в ней задач она легко может изменяться в каждом конкретном случае на диаметрально противоположную.

Чипы

3Com 920-ST06/03. «Умный» чип, явно поддерживающий технологии адаптации к условиям конкретного кабельного окружения (про «неоднозначность» такого подхода уже достаточно было сказано выше). Демонстрирует самую низкую загрузку центрального процессора и достойную поддержку режима полнодуплексной связи. Классический пример хорошего, но недешевого решения.

3Com/Lucent 40-04834. Также очень невысокая нагрузка на процессор и достойная поддержка полнодуплексного режима, но несколько более «умеренный» интеллект — что, впрочем, иногда может быть и полезным. Зато и стоимость такого решения ниже в два раза, чем у более нового.

3Com Home Connect 3C450

D-Link DL10050B. А вот это уже классический пример простого, но добротного чипа — никаких попыток учета особенностей конкретной линии, но в то же время полноценный дуплекс и самая низкая среди «брэндов второго уровня» нагрузка на CPU. Условно этот чип с учетом цены карты на его основе можно назвать упрощенным аналогом 3Com/Lucent 40-04834, равным ему практически во всем, но не обладающим адаптационными свойствами и с более высокой нагрузкой на CPU.

D-Link DFE-550TX

Intel (DEC) 21143-PD. Весьма неоднозначный чип, впрочем — при его возрасте… Некие «зачаточные» адаптационные свойства, но неожиданно высокая загрузка процессора и полный провал в тесте на поддержку режима Full Duplex. Стоит при этом упомянуть одну особенность, которую мы заметили при проведении тестов: карта от CompuShack по крайней мере смогла закончить тест на «встречное копирование», хоть и с худшим результатом, а вот Lantech FastLink/TX в середине теста начала просто… регулярно «терять» сеть! Словом, с одной стороны, в системах на основе концентраторов, где поддержка полнодуплексного режима не требуется, карты на 21143-PD вполне могут применяться, с другой же — вряд ли это решение можно назвать оптимальным.

Intel 82550EY. Еще один вариант «сверхинтеллектуального» устройства, отличившийся нелюбовью к длинным сегментам. Поддержка full duplex на высоте, загрузка CPU весьма невысока. По совокупности свойств — ближайший конкурент 3Com 920-ST06/03, но с гораздо более демократичной ценой. Что интересно — уже был однажды случай, когда одна из независимых западных тестовых лабораторий провела сравнительное исследование производительности сетевых чипов Intel и 3Com, после чего обе компании, по-своему трактуя одни и те же цифры… объявили, что по результатам этих тестов их чип лучше, чем у конкурента!

Intel Pro/100S Desktop Adapter
(PCB у Pro/100 M и InBusiness 10/100 аналогична)

Intel 82551QM (карта Intel Pro/100 M). Все сказанное выше об Intel 82550EY может быть повторено и в данном случае, но с одной оговоркой — этот чип «не полюбил» уже другой сегмент нашей тестовой сети. Честно говоря, пока что мы решили просто привести это как факт, как говорится, «as is», поскольку поведение и предпочтения чипов, поддерживающих адаптационные технологии, вполне заслуживают отдельного исследования.

Intel GD82559 (карта InBusiness 10/100). Этому самому дешевому сетевому решению от Intel явно чуть-чуть «убавили сообразительность», впрочем, сохранив все другие положительные свойства чипов этой компании. И даже нагрузка на CPU упала, а поддержка полнодуплексного режима наоборот — лучшая среди всех участников! Вполне удачное решение для «рядовой» машины, как нам кажется.

Myson MTD803A. По дешевизне продукты на базе этого чипа явно конкурируют с основанными на базе микросхем Realtek — и, в общем-то, довольно успешно. Самая низкая среди дешевых чипов нагрузка на процессор, одинаковое с RTL8139C качество поддержки полнодуплексного режима. Однако в последнем чип Myson все же уступает новой версии Realtek — RTL8139D.

Surecom EP-320X-S

Realtek RTL8139C / D-Link DL10038C. Мы объединили эти чипы вместе, так как хоть формально они и разные, но проявили себя совершенно одинаково. При первом же взгляде на результаты тестов на загрузку CPU и поддержку Full Duplex, мы, не сговариваясь, произнесли одно и то же: «Realtek себе не изменил». Вспомнив классиков советской литературы Ильфа и Петрова, можно, перефразировав их изречение, сказать, что «полный дуплекс у этого чипа… какой-то неполный». Впрочем — работают ведь… И стоят недорого.

Realtek RTL8139D. Вкратце можно просто констатировать, что с точки зрения результатов тестов этот чип является тем же RTL8139C, которому немного «подлечили» поддержку полнодуплексного режима, причем инженерам Realtek не хватило совсем немного, чтобы «дотянуться» до плотной когорты более именитых конкурентов. Однако высокая загрузка центрального процессора — вечная «болячка» чипов этой компании, осталась без изменений.

SMC 83С172ABQF (карта SMC EtherPower II 10/100). Низкая загрузка CPU, высокая скорость полнодуплексного режима, но с увеличением длины сегмента наблюдается некоторое снижение скорости. В целом — добротный и довольно старый сетевой чип без особых претензий, честно выполняющий свою работу. Вот только цену за подобного класса решение хотелось бы видеть немного другой…

SMC EtherPower II 10/100

Заключение

Что ж, надеемся, что этот материал придется по душе «начинающим администраторам и просто интересующимся» — мы постарались органично совместить в нем как теоретические аспекты, так и практические советы, да и результаты тестирования наиболее распространенных на рынке сетевых контроллеров десктопного уровня не будут лишними для «юноши, размышляющего делать сеть из чего». В целом же стоит заметить, что, безусловно, за кадром осталось не то что «не меньше», а даже во много раз больше, чем можно найти в этом материале. Неудивительно — про то, как правильно спроектировать и настроить сеть, пишутся толстые книжки и монографии, а у нас в распоряжении был лишь десяток с небольшим страниц еженедельника. Поэтому не стоит, наверное, рассматривать данную статью как универсальное самодостаточное пособие или, Боже упаси, учебник. Той информации, которая в ней имеется, пожалуй, может хватить только для того, чтобы понять несколько простых истин: во-первых — «не боги горшки обжигают», и кое-что вполне реально научиться делать самостоятельно, во-вторых — перед тем, как это «кое-что» делать, желательно все же получить хотя бы базовый набор знаний о предмете, ну и в-третьих — даже получив этот базовый набор, останавливаться на достигнутом явно не стоит. Невозможно «знать, что такое ЛВС», ее можно только изучать. Сколько? Да хоть всю жизнь!

Продукты предоставлены компаниями:
3Com — «Ингресс», «НИС»
Allied Telesyn — «ИКС-Мегатрейд», ELKO Kiev
ASUS — «Технопарк»
Compu-Shack — N-Tema, Service ASN
D-Link — «Версия»
Intel — K-Trade
Lantech — Compass, N-Tema
LG — DataLux, K-Trade
Planet — MTI, «Энглер-Украина»
SMC — «Ингресс»
Surecom — IT-Link

Спецификации физического уровня Структура физического уровня и его связь с MAC-подуровнем Для технологии Fast Ethernet разработаны различные варианты физического уровня, отличающиеся не только типом кабеля и электрическими параметрами импульсов, как это сделано в технологии 10 Мб/с Ethernet, но и способом кодирования сигналов и количеством используемых в кабеле проводников. Поэтому физический уровень Fast Ethernet имеет более сложную структуру, чем классический Ethernet. Эта структура представлена на рисунке 1.4. Рис. 1.4. Структура физического уровня Fast Ethernet Физический уровень состоит из трех подуровней: Уровень согласования (reconciliation sublayer); Независимый от среды интерфейс (Media Independent Interface, MII); Устройство физического уровня (Physical layer device, PHY). Устройство физического уровня (PHY) обеспечивает кодирование данных, поступающих от MAC-подуровня для передачи их по кабелю определенного типа, синхронизацию передаваемых по кабелю данных, а также прием и декодирование данных в узле-приемнике. Интерфейс MII поддерживает независимый от используемой физической среды способ обмена данными между MAC-подуровнем и подуровнем PHY. Этот интерфейс аналогичен по назначению интерфейсу AUI классического Ethernet’а за исключением того, что интерфейс AUI располагался между подуровнем физического кодирования сигнала (для любых вариантов кабеля использовался одинаковый метод физического кодирования — манчестерский код) и подуровнем физического присоединения к среде, а интерфейс MII располагается между MAC-подуровнем и подуровнями кодирования сигнала, которых в стандарте Fast Ethernet три — FX, TX и T4. Подуровень согласования нужен для того, чтобы согласовать работу подуровня MAC с интерфейсом MII. Интерфейс MII Существует два варианта реализации интерфеса MII: внутренний и внешний. При внутреннем варианте микросхема, реализующая подуровни MAC и согласования, с помощью интерфеса MII соединяется с микросхемой трансивера внутри одного и того же конструктива, например, платы сетевого адаптера или модуля маршрутизатора (рисунок 1.5). Микросхема трансивера реализует все функции устройства PHY. Рис. 1.5. Сетевой адаптер с внутренним интерфейсом MII Внешний вариант соответствует случаю, когда трансивер вынесен в отдельное устройство и соединен кабелем MII через разъем MII с микросхемой MAC-подуровня (рисунок 1.6). Разъем MII в отличие от разъема AUI имеет 40 контактов, максимальная длина кабеля MII составляет 1 метр. Сигналы, передаваемые по интерфейсу MII, имеют амплитуду 5 В. Рис. 1.6. Использование внешнего трансивера с интерфейсом MII Интерфейс MII может использоваться не только для связи PHY с MAC, но и для соединения устройств PHY с микросхемой повторения сигналов в многопортовом повторителе-концентраторе (рисунок 1.7). Рис. 1.7. Повторитель со встроенными устройствами PHY Передача данных через MII MII использует 4-битные порции данных для параллельной передачи их между MAC и PHY. Канал передачи данных от MAC к PHY образован 4-битной шиной данных, которая синхронизируется тактовым сигналом, генерируемым PHY, а также сигналом «Пере- дача», генерируемым MAC-подуровнем. Аналогично, канал передачи данных от PHY к MAC образован другой 4-битной шиной данных, которая синхронизируется тактовым сигналом и сигналом «Прием», которые генерируются PHY. Сообщения об ошибках в MII Если устройство PHY обнаружило ошибку в состоянии физической среды, то оно может передать сообщение об этом на подуровень MAC в виде сигнала «Ошибка приема» (receive error). MAC-подуровень (или повторитель) сообщают об ошибке устройству PHY с помощью сигнала «Ошибка передачи» (transmit error). Обычно, повторитель, получив от PHY какого-либо порта сигнал «Ошибка приема», передает на все устройства PHY остальных портов сигнал «Ошибка передачи». Управление конфигурацией в MII В MII определена двухпроводная шина для обмена между MAC и PHY управляющей информацией. MAC-подуровень использует эту шину для передачи PHY данных о режиме его работы. PHY передает по этой шине информацию по запросу о статусе порта и линии. Данные о конфигурации, а также о состоянии порта и линии хранятся соответственно в двух регистрах: регистре управления (Control Register) и регистре статуса (Status Register). Регистр управления используется для установки скорости работы порта, для указания, будет ли порт принимать участие в процессе автопереговоров о скорости линии, для задания режима работы порта — полудуплексный или полнодуплексный, и т.п. Функция автопереговоров (Auto-negotiation) позволяет двум устройствам, соединенным одной линией связи, автоматически, без вмешательства оператора, выбрать наиболее высокоскоростной режим работы, который будет поддерживается обоими устройствами. Регистр статуса содержит информацию о действительном текущем режиме работы порта, в том числе и в том случае, когда режим выбран в результате проведения автопереговоров. Регистр статуса может содержать данные об одном из следующих режимов: 100Base-T4; 100Base-TX full-duplex; 100Base-TX half-duplex; 10 Mb/s full-duplex; 10Mb/s half-duplex; Ошибка на дальнем конце линии. Физический уровень 100Base-FX — многомодовое оптоволокно Физический уровень PHY ответственен за прием данных в параллельной форме от MAC-подуровня, трансляцию их в один (TX или FX) или три последовательных потока бит с возможностью побитной синхронизации и передачу их через разъем на кабель. Аналогично, на приемном узле уровень PHY должен принимать сигналы по кабелю, определять моменты синхронизации бит, извлекать биты из физических сигналов, преобразовывать их в параллельную форму и передавать подуровню MAC. Структура физического уровня 100Base-FX представлена на рисунке 1.8. Рис. 1.8. Физический уровень PHY FX Эта спецификация определяет работу протокола Fast Ethernet по многомодовому оптоволокну в полудуплексном и полнодуплексном режимах на основе хорошо проверенной схемы кодирования и передачи оптических сигналов, использующейся уже на протяжении ряда лет в стандарте FDDI. Как и в стандарте FDDI, каждый узел соединяется с сетью двумя оптическими волокнами, идущими от приемника (Rx) и от передатчика (Tx). Между спецификациями PHY FX и PHY TX есть много общего, поэтому общие для двух спецификаций свойства будут даваться под обобщенным названием PHY FX/TX. Метод кодирования 4B/5B 10 Мб/с версии Ethernet используют манчестерское кодирование для представления данных при передаче по кабелю. Метод кодирования 4B/5B определен в стандарте FDDI, и он без изменений перенесен в спецификацию PHY FX/TX. При этом методе каждые 4 бита данных MAC-подуровня (называемых символами) представляются 5 битами. Использование избыточного бита позволяет применить потенциальные коды при представлении каждого из пяти бит в виде электрических или оптических импульсов. Потенциальные коды обладают по сравнению с манчестерскими кодами более узкой полосой спектра сигнала, а, следовательно, предъявляют меньшие требования к полосе пропускания кабеля. Однако, прямое использование потенциальных кодов для передачи исходных данных без избыточного бита невозможно из-за плохой самосинхронизации приемника и источника данных: при передаче длинной последовательности единиц или нулей в течение долгого времени сигнал не изменяется, и приемник не может определить момент чтения очередного бита. При использовании пяти бит для кодирования шестнадцати исходных 4-х битовых комбинаций, можно построить такую таблицу кодирования, в которой любой исходный 4-х битовый код представляется 5-ти битовым кодом с чередующимися нулями и единицами. Тем самым обеспечивается синхронизация приемника с передатчиком. Так как исходные биты MAC-подуровня должны передаваться со скоростью 100Мб/c, то наличие одного избыточного бита вынуждает передавать биты результирующего кода 4B/5B со скоростью 125 Мб/c, то есть межбитовое расстояние в устройстве PHY составляет 8 наносекунд. Так как из 32 возможных комбинаций 5-битовых порций для кодирования порций исходных данных нужно только 16, то остальные 16 комбинаций в коде 4В/5B используются в служебных целях. Наличие служебных символов позволило использовать в спецификациях FX/TX схему непрерывного обмена сигналами между передатчиком и приемником и при свободном состоянии среды, что отличает их от спецификации 10Base-T, когда незанятое состояние среды обозначается полным отсутствием на ней импульсов информации. Для обозначения незанятого состояния среды используется служебный символ Idle (11111), который постоянно циркулирует между передатчиком и приемником, поддерживая их синхронизм и в периодах между передачами информации, а также позволяя контролировать физическое состояние линии (рисунок 1.9). Рис. 1.9. Обмен символами Idle при незанятом состоянии среды Существование запрещенных комбинаций символов позволяет отбраковывать ошибочные символы, что повышает устойчивость работы сетей с PHY FX/TX. Для отделения кадра Ethernet от символов Idle используется комбинация символов Start Delimiter (пара символов JK), а после завершения кадра перед первым символом Idle вставляется символ T (рисунок 1.10). Рис. 1.10. Непрерывный поток данных спецификаций PHY FX/TX Передача 5-битовых кодов по линии методом NRZI После преобразования 4-битовых порций MAC-кодов в 5-битовые порции PHY их необходимо представить в виде оптических или электрических сигналов в кабеле, соединяющем узлы сети. Спецификации PHY FX и PHY TX используют для этого различные методы физического кодирования — NRZI и MLT-3 соответственно. Эти же методы определены в стандарте FDDI для передачи сигналов по оптоволокну (спецификация PMD) и витой паре (спецификация TP-PMD). Рассмотрим метод NRZI — Non Return to Zero Invert to ones — метод без возврата к нулю с инвертированием для единиц. Этот метод представляет собой модификацию простого потенциального метода кодирования, называемого Non Return to Zero (NRZ), когда для представления 1 и 0 используются потенциалы двух уровней. В методе NRZI также используется два уровня потенциала сигнала, но потенциал, используемый для кодирования текущего бита зависит от потенциала, который использовался для кодирования предыдущего бита (так называемое дифференциальное кодирование). Если текущий бит имеет значение 1, то текущий потенциал представляет собой инверсию потенциала предыдущего бита, независимо от его значения. Если же текущий бит имеет значение 0, то текущий потенциал повторяет предыдущий. Из описания метода NRZI видно, что для обеспечения частых изменений сигнала, а значит и для поддержания самосинхронизации приемника, нужно исключить из кодов слишком длинные последовательности нулей. Коды 4B/5B построены так, что гарантируют не более трех нулей подряд при любом сочетании бит в исходной информации. На рисунке 1.11 приведен пример кодирования последовательности бит методами NRZ и NRZI. Рис. 1.11. Сравнение методов кодирования NRZ и NRZI Основное преимущество NRZI кодирования по сравнению с NRZ кодированием в более надежном распознавании передаваемых 1 и 0 на линии в условиях помех. Физический уровень 100Base-TХ — двухпарная витая пара Структура физического уровня спецификации PHY TX представлена на рисунке 1.12. Рис. 1.12. Структура физического уровня PHY TX Основные отличия от спецификации PHY FX — использование метода MLT-3 для передачи сигналов 5-битовых порций кода 4В/5B по витой паре, а также наличие функции автопереговоров (Auto-negotiation) для выбора режима работы порта. Метод MLT-3 использует потенциальные сигналы двух полярностей для представления 5-битовых порций информации (рисунок 1.13). Рис. 1.13. Метод кодирования MLT-3 Кроме использования метода MLT-3, спецификация PHY TX отличается от спецификации PHY FX тем, что в ней используется пара шифратор-дешифратор (scrambler/de- scrambler), как это определено в спецификации ANSI TP-PMD. Шифратор принимает 5-битовые порции данных от подуровня PCS, выполняющего кодирование 4B/5B, и зашифровывает сигналы перед передачей на подуровень MLT-3 таким образом, чтобы равномерно распределить энергию сигнала по всему частотному спектру — это уменьшает электромагнитное излучение кабеля. Auto-negotiation — автопереговоры по принятию режима работы порта Спецификации PHY TX и PHY T4 поддерживают функцию Auto-negotiation, с помощью которой два взаимодействующих устройства PHY могут автоматически выбрать наиболее эффективный режим работы. Описанная ниже схема Auto-negotiation является теперь стандартом технологии 100Base-T. До этого производители применяли различные собственные схемы автоматического определения скорости работы взаимодействующих портов, которые не были совместимы. Принятую в качестве стандарта схему Auto-negotiation предложила первоначально компания National Semiconductor под названием NWay. Всего в настоящее время определено 5 различных режимов работы, которые могут поддерживать устройства PHY TX или PHY T4 на витых парах: 10Base-T ( 2 пары категории 3 10Base-T full-duplex ( 2 пары категории 3 100Base-TX ( 2 пары категории 5 (или Type 1A STP) 100Base-TX full-duplex ( 2 пары категории 5 (или Type 1A STP) 100Base-T4 ( 4 пары категории 3 Режим 10Base-T имеет самый низкий приоритет при переговорном процессе, а режим 100Base-T4 — самый высокий. Переговорный процесс происходит при включении питания устройства, а также может быть инициирован и в любой момент модулем управления. Для организации переговорного процесса используются служебные сигналы проверки целостности линии технологии 10Base-T — link test pulses, если узел-партнер поддерживает только стандарт 10Base-T. Узлы, поддерживающие функцию Auto-negotiation, также используют существующую технологию сигналов проверки целостности линии, при этом они посылают пачки таких импульсов, инкапсулирующие информацию переговорного процесса Auto-negotiation. Такие пачки носят название Fast Link Pulse burst (FLP). Устройство, начавшее процесс auto-negotiation, посылает своему партнеру пачку импульсов FLP, в котором содержится 8-битное слово, кодирующее предлагаемый режим взаимодействия, начиная с самого приоритетного, поддерживаемого данным узлом. Если узел-партнер поддерживает функцию Auto-negotuiation и также может поддерживать предложенный режим, то он отвечает пачкой импульсов FLP, в которой подтверждает данный режим и на этом переговоры заканчиваются. Если же узел-партнер может поддерживать менее приоритетный режим, то он указывает его в ответе и этот режим выбирается в качестве рабочего. Таким образом, всегда выбирается наиболее приоритетный общий режим узлов. Узел, который поддерживает только технологию 10Base-T, каждые 16 миллисекунд посылает импульсы для проверки целостности линии, связывающей его с соседним узлом. Такой узел не понимает запрос FLP, который делает ему узел с функцией Auto-negotiation, и продолжает посылать свои импульсы. Узел, получивший в ответ на запрос FLP только импульсы проверки целостности линии, понимает, что его партнер может работать только по стандарту 10Base-T и устанавливает этот режим работы и для себя. Полнодуплексный режим работы Узлы, поддерживающие спецификации PHY FX и PHY TX, могут работать в полнодуплексном режиме (full-duplex mode). В этом режиме не используется метод доступа к среде CSMA/CD и отсутствует понятие коллизий — каждый узел одновременно передает и принимает кадры данных по каналам Tx и Rx. Полнодуплексная работа возможна только при соединения сетевого адаптера с коммутатором или же при непосредственном соединении коммутаторов. При полнодуплексной работе стандарты 100Base-TX и 100Base-FX обеспечивают скорость обмена данными между узлами 200 Мб/с. Полнодуплексный режим работы для сетей 100Base-T пока не принят комитетом IEEE в качестве стандарта. Тем не менее многие производители выпускают как сетевые адаптеры, так и коммутаторы для этого режима. Из-за отсутствия стандарта эти продукты не обязательно корректно работают друг с другом. В полнодуплексном режиме необходимо определить процедуры управления потоком кадров, так как без этого механизма возможны ситуации, когда буферы коммутатора переполнятся и он начнет терять кадры Ethernet, что всегда крайне нежелательно, так как восстановление информации будет осуществляться более медленными протоколами транспортного или прикладного уровней. Ввиду отсутствия стандартов на полнодуплексные варианты Ethernet’a каждый производитель сам определяет способы управления потоком кадров в коммутаторах и сетевых адаптерах. Обычно, при заполнении буфера устройства до определенного предела, это устройство посылает передающему устройству сообщение о временном прекращении передачи (XOFF). При освобождении буфера посылается сообщение о возможности возобновить передачу (XON). Физический уровень 100Base-T4 — четырехпарная витая пара Спецификация PHY T4 была разработана для того, чтобы можно было использовать для высокоскоростного Ethernet’а имеющуюся проводку на витой паре категории 3. Эта спецификация использует все 4 пары кабеля для того, чтобы можно было повысить общую пропускную способность за счет одновременной передачи потоков бит по нескольким витым парам. Структура физического уровня PHY T4 изображена на рисунке 1.14. Рис. 1.14. Физический уровень PHY T4 Вместо кодирования 4B/5В в этом методе используется кодирование 8B/6T. Каждые 8 бит информации MAC-уровня кодируются 6-ю троичными цифрами (ternary symbols), то есть цифрами, имеющими три состояния. Каждая троичная цифра имеет длительность 40 наносекунд. Группа из 6-ти троичных цифр затем передается на одну из трех передающих витых пар, независимо и последовательно. Четвертая пара всегда используется для прослушивания несущей частоты в целях обнаружения коллизии. Скорость передачи данных по каждой из трех передающих пар равна 33.3 Мб/c, поэтому общая скорость протокола 100Base-T4 составляет 100 Мб/c. В то же время из-за принятого способа кодирования скорость изменения сигнала на каждой паре равна всего 25 Мбод, что и позволяет использовать витую пару категории 3. На рисунке 1.15 показано соединение порта MDI сетевого адаптера 100Base-T4 с портом MDI-X повторителя. Из рисунка видно, пара 1-2 всегда используется для передачи данных от порта MDI к порту MDI-X, пара 3-6 всегда используется для приема данных портом MDI от порта MDI-X, а пары 4-5 и 7-8 являются двунаправленными и используются и для приема, и для передачи, в зависимости от потребности. Рис. 1.15. Соединение узлов по спецификации PHY T4 Предыдущая глава | Оглавление | Следующая глава

Физический уровень Ethernet

Стандарт 8P8C (часто называемый RJ45) разъем, который чаще всего используется кабель категории 5, один из типов кабелей, используемых в сетях Ethernet.
Стандарт	IEEE 802.3 (с 1983 г.)
Физические носители	Коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно
Топология сети	Точка-точка, звезда, автобус
Основные варианты	10BASE5, 10BASE2, 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, 10GBASE-T
Максимальное расстояние	100 м (328 футов) по витой паре, до 100 км по оптоволокну
Режим работы	дифференциальный (симметричный), оптический, несимметричный
Максимальный битрейт	От 1 Мбит / с до 400 Гбит / с
Уровни напряжения	± 2,5 В (по витой паре)
Общие типы разъемов	8P8C, LC, SC, ST

В Физический уровень Ethernet это физический слой функциональность Ethernet семья компьютерная сеть стандарты. Физический уровень определяет электрические или оптические свойства физического соединения между устройством и сетью или между сетевыми устройствами. Он дополняется MAC-уровень и уровень логической связи.

Физический уровень Ethernet развивался за время своего существования, начиная с 1980 года, и включает в себя несколько интерфейсов физических сред и несколько порядки величины скорости от 1Мбит / с до 400Гбит / с. Физическая среда варьируется от громоздкой коаксиальный кабель к витая пара и оптоволокно со стандартным радиусом действия до 40 км. В общем, сеть стек протоколов программное обеспечение будет работать одинаково на всех физических уровнях.

Многие адаптеры Ethernet и выключатель порты поддерживают несколько скоростей с помощью автосогласование установить скорость и дуплекс для получения наилучших значений, поддерживаемых обоими подключенными устройствами. Если автосогласование не удается, некоторые многоскоростные устройства определяют скорость, используемую их партнером,^[1] но это может привести к дуплексное несовпадение. За редкими исключениями 100BASE-TX порт (10/100 ) также поддерживает 10BASE-T в то время как 1000BASE-T порт (10/100/1000 ) также поддерживает 10BASE-T и 100BASE-TX. Наиболее 10GBASE-T порты также поддерживают 1000BASE-T,^[2] некоторые даже 100BASE-TX или 10BASE-T. Хотя на автосогласование практически можно положиться для Ethernet по витой паре несколько оптоволоконных портов поддерживают несколько скоростей. В любом случае даже многоскоростные оптоволоконные интерфейсы поддерживают только одну длину волны (например, 850 нм для 1000BASE-SX или 10GBASE-SR).

10 Гбит Ethernet уже использовался как в корпоративных, так и в операторских сетях к 2007 году со скоростью 40 Гбит / с^[3][4] и 100 Гбит Ethernet^[5] ратифицирован.^[6] В 2017 году самым быстрым пополнением семейства Ethernet было 200 и 400 Гбит / с.^[7]

Соглашения об именах

Как правило, слои именуются по их спецификациям:^[8]

• 10, 100, 1000, 10G, … — номинальная полезная скорость наверху физического уровня (без суффикса = мегабит / с, грамм = гигабит / с), без учета линейные коды но включая другие накладные расходы физического уровня (преамбула, ЮФО, IPG ); некоторые WAN PHY (W) работать с немного сниженным битрейтом по соображениям совместимости; закодированные подуровни PHY обычно работают с более высокими битрейтами
• БАЗА, ШИРОКИЙ, ПРОХОДНОЙ — указывает основная полоса, широкополосный, или же полоса пропускания сигнализация соответственно
• -T, -S, -L, -E, -Z, -C, -K, -H … — средний (PMD ): Т = витая пара, S = 850 нм коротковолновая (многомодовое волокно ), L = 1300 нм длинноволновой части (в основном одномодовое волокно ), E или же Z = 1500 нм сверхдлинноволновый (одномодовый), B = двунаправленное волокно (в основном одномодовое) с использованием WDM, п = пассивный оптический (PON ), C = медь /твинакс, K = объединительная плата, 2 или же 5 или же 36 = уговаривать с вылетом 185/500/3600 м (устаревшее), F = волокно, разные длины волн, ЧАС = пластиковое оптическое волокно
• X, R – ПК метод кодирования (зависит от поколения): Икс за 8b / 10b блочное кодирование (4B5B для Fast Ethernet), р для кодирования больших блоков (64b / 66b )
• 1, 2, 4, 10 — для LAN PHY указывает количество полос, используемых на ссылку; для WAN PHY указывает радиус действия в километрах

Для 10 Мбит / с кодировка не указывается, так как все варианты используют Манчестерский кодекс. Большинство слоев витой пары используют уникальное кодирование, поэтому чаще всего просто -T используется.

В достигать, особенно для оптических соединений, определяется как максимально достижимая длина линии связи, которая гарантированно работает при соблюдении всех параметров канала (модальная полоса пропускания, затухание, вносимые потери так далее). При лучших параметрах канала часто может быть достигнута более длинная и стабильная длина канала. И наоборот, канал с худшими параметрами канала тоже может работать, но только на меньшем расстоянии. Достигать и максимальное расстояние имеют то же значение.

Физические уровни

В следующих разделах приводится краткое описание официальных типов носителей Ethernet. В дополнение к этим официальным стандартам многие производители по разным причинам внедрили собственные типы носителей — часто для поддержки больших расстояний. оптоволокно прокладка кабеля.

Ранние реализации и 10 Мбит / с

Используемые ранние стандарты Ethernet Манчестерское кодирование чтобы сигнал был самосинхронизация и не пострадал от фильтры верхних частот.

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Охват ссылки	Требуемый кабель	Описание
Коаксиальный кабель
Xerox экспериментальный Ethernet	Проприетарный	Кран вампира	1 км	75 Ω коаксиальный	Первоначальная реализация Ethernet 2,94 Мбит / с имела восьмибитные адреса и другие различия в формате кадра.[9]
10BASE5	802.3-1983 (8)	AUI, N, вампир	500 м	RG-8X	В исходном стандарте используется один коаксиальный кабель, в котором соединение выполняется путем врезания в один кабель и просверливания, чтобы обеспечить контакт с сердечником и экраном. В значительной степени устаревшие, хотя из-за широкого распространения в начале 1980-х некоторые системы все еще могут использоваться.[10] Был известен также как ДИКС Стандарт (до 802.3) и позже как Толстый Ethernet (в отличие от 10BASE2, тонкая сеть). На 10 Мбит / с дороже RG-8X 50 Ω коаксиальный кабель, электрический топология шины с обнаружение столкновения. Устарело с 2003 г.
10BASE2	802.3a-1985 (10)	BNC, EAD / TAE-E	185 кв.м.	RG-58	Коаксиальный кабель 50 Ом соединяет машины между собой, каждая машина использует Т-образный соединитель для подключения к своему NIC. Требует терминаторы на каждом конце. В течение многих лет с середины до конца 1980 года это был доминирующий стандарт Ethernet. Также называемый Тонкий Ethernet, Тонкая сеть или же Cheapernet. 10 Мбит / с более RG-58 коаксиальный кабель, шинная топология с обнаружением коллизий. Устарело с 2011 г.
10ШРОГ36	802.3b-1985 (11)	F	1800 м @VF 0.87[11]	75 Ом коаксиальный	Ранний стандарт, поддерживающий Ethernet на больших расстояниях. В нем использовались методы широкополосной модуляции, аналогичные тем, которые используются в кабельный модем системы и работают по коаксиальному кабелю. 10 Мбит / с, зашифрованный NRZ сигнализация модулированная (PSK ) через высокочастотную несущую, широкополосный коаксиальный кабель, шинную топологию с обнаружением коллизий. Устарело с 2003 г.
Витая пара
1BASE5	802.3e-1987 (12)	8P8C (МЭК 60603-7)	250 м	по голосу	Также называемый StarLAN. Работает со скоростью 1 Мбит / с по витой паре до активного концентратора, звездная топология. Несмотря на коммерческий провал, 1BASE5 определил архитектуру для всей последующей эволюции Ethernet на витой паре. Устарело с 2003 г.
StarLAN  10	Собственный (1988)	8P8C	100 м	по голосу	10 Мбит / с по медной витой паре, топология звезды — преобразована в 10BASE-T
LattisNet UTP	Собственный (1987)	8P8C	100 м	по голосу	10 Мбит / с по медной витой паре, топология звезды — преобразована в 10BASE-T
10BASE-T	802.3i-1990 (14)	8P8C (МЭК 60603-7)	100 м	Кот-3	Работает по четырем проводам (два витые пары ). А концентратор ретранслятора или же выключатель находится посередине и имеет порт для каждого узла. Это также конфигурация, используемая для 100BASE-T и гигабитный Ethernet. Кабельная система на основе медной витой пары, звездообразная топология — прямая эволюция 1BASE-5. По состоянию на 2018 год, по-прежнему широко поддерживается.
10BASE-Te	802.3az-2010 (14)	100 м	Кот-5	Энергоэффективный Ethernet вариант 10BASE-T с использованием сигнала пониженной амплитуды более Кабель категории 5, полностью совместим с узлами 10BASE-T.
10BASE-T1L	802.3cg-2019 (146)	МЭК 63171-1, МЭК 63171-6	1000 м		Ethernet по одной витой паре для промышленных приложений
10BASE-T1S	802.3cg-2019 (147)	15 м		Ethernet по одной витой паре для автомобильных приложений, включая PoDL
Волоконно-оптический кабель
FOIRL	802.3d-1987 (9.9)	ST	1000 м	FDDI-стиль ММЖ	Волоконно-оптическая связь между повторителями; оригинальный стандарт Ethernet по оптоволокну, замененный 10BASE-FL
10BASE-F	802.3j-1993 (15)				Общий термин для семейства стандартов Ethernet 10 Мбит / с, использующих оптоволоконный кабель: 10BASE-FL, 10BASE-FB и 10BASE-FP. Из них только 10BASE-FL получил широкое распространение. 10 Мбит / с по оптоволоконной паре
10BASE-FL	802.3j-1993 (15&18)	ST	2000 м	ММЖ в стиле FDDI	Обновленная версия стандарта FOIRL для конечных узлов, радиус действия более 2 км FDDI многомодовое волокно, длина волны 850 нм
10BASE-FB	802.3j-1993 (15&17)	2000 м	Предназначен для магистральных сетей, соединяющих несколько концентраторов или коммутаторов в качестве прямого преемника FOIRL; не рекомендуется 2011.[12]
10BASE ‑ FP	802.3j-1993 (15&16)	1000 м	Пассивный звездная сеть это не требовало повторителя, оно никогда не было реализовано.[12] Устарело с 2003 г.

Fast Ethernet

Все варианты Fast Ethernet используют звездообразную топологию и обычно используют 4B5B линейное кодирование.

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Описание
Витая пара
100BASE ‑ T	802.3u-1995 (21)		Термин для любого из трех стандартов Ethernet 100 Мбит / с по витой паре. Включает 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2. По состоянию на 2009 год, 100BASE-TX полностью доминировала на рынке и может считаться синонимом 100BASE-T в неформальном использовании.
100BASE-TX	802.3u-1995 (24, 25)	8P8C (стандарт FDDI TP-PMD, ANSI INCITS 263-1995)	4B5B МЛТ-3 кодированная сигнализация, Кабель категории 5 с помощью двух витых пар. По состоянию на 2018 год, все еще очень популярный.
100BASE-T4	802.3u-1995 (23)	8P8C (МЭК 60603-7)	8B6T ПАМ-3 кодированная сигнализация, Кабель категории 3 (как в установках 10BASE-T) с использованием четырех витых пар. Ограничено полудуплексом. Устарело с 2003 г.
100BASE-T2	802.3y-1998 (32)	8P8C (МЭК 60603-7)	Кодированная сигнализация PAM-5, медный кабель CAT3 с двумя витыми парами, топология звезды. Поддерживает полнодуплексный режим. Функционально он эквивалентен 100BASE-TX, но поддерживает старый телефонный кабель. Однако для обработки требуемых схем кодирования требуются специальные сложные процессоры цифровых сигналов, что делает этот вариант довольно дорогим в то время. Он появился после того, как 100BASE-TX появился на рынке. 100BASE-T2 и 100BASE-T4 не получили широкого распространения, но некоторые технологии, разработанные для них, используются в 1000BASE-T.[12] Устарело с 2003 г.
100BASE-T1	802.3bw-2015 (96)	не указано	Использует модуляцию PAM-3 на уровне 66,7МБд по одиночной двунаправленной витой паре длиной до 15 м; три бита кодируются как два троичных символа. Он предназначен для автомобильной промышленности.
100BaseVG	802.12-1994	8P8C	Стандартизован другой подгруппой IEEE 802, 802.12, потому что он использовал другую, более централизованную форму доступа к среде (приоритет спроса ). Предложено Hewlett Packard. По своей сути полудуплексный, для этого требовалось четыре пары кабеля Cat-3. Устаревший стандарт был отменен в 2001 году.
Канал HDMI Ethernet	HDMI 1.4 (2009)	HDMI	HEC использует гибридный для смешивания и разделения сигналов передачи и приема 100BASE-TX через одну витую пару.
Волоконно-оптический кабель
100BASE ‑ FX	802.3u-1995 (24, 26)	ST, SC	4B5B NRZI кодированная сигнализация, две нити многомодовое оптическое волокно. Максимальная длина составляет 400 метров для полудуплексных соединений (для обеспечения обнаружения коллизий) или 2 км для полнодуплексных соединений. Технические характеристики во многом заимствованы из FDDI.
100BASE ‑ SX	TIA -785 (2000)	СТ, СК	100 Мбит / с Ethernet через многомодовое волокно. Максимальная длина 300 метров. 100BASE-SX использовала коротковолновую оптику (850 нм), которую можно было использовать совместно с 10BASE-FL, что делает возможной схему автосогласования с оптоволоконными адаптерами 10/100.
100BASE ‑ BX10	802.3ah-2004 (58, 66)	СТ, СК, LC	100 Мбит / с Ethernet в двух направлениях по одной цепи одномодовое оптическое волокно. Оптический мультиплексор используется для разделения передаваемых и принимаемых сигналов на разные длины волн, что позволяет им использовать одно и то же волокно. Поддерживает расстояние до 10 км, только полнодуплексный режим.[13]
100BASE-LX10	802.3ah-2004 (58)	ST, SC, LC	100 Мбит / с Ethernet до 10 км по паре одномодовых волокон, только полнодуплексный режим.[13]

1 Гбит / с

Все варианты Gigabit Ethernet используют звездообразную топологию. Варианты 1000BASE-X используют 8b / 10b Кодирование PCS. Первоначально полудуплексный режим был включен в стандарт, но с тех пор от него отказались.^[14] Очень немногие устройства поддерживают гигабитную скорость в полудуплексе.

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Описание
Витая пара
1000BASE-T	802.3ab-1999 (40)	8P8C (МЭК 60603-7)	ПАМ-5 кодированная сигнализация, по крайней мере Кабель категории 5, с категорией 5e настоятельно рекомендуется использовать медные кабели с четырьмя витыми парами. Каждая пара используется одновременно в обоих направлениях. Чрезвычайно широкое распространение.
1000BASE-T1	802.3bp-2016 (97)	не указано	использует одиночную двунаправленную витую пару только в полнодуплексном режиме; Кабели указаны для досягаемости 15 м (сегмент автомобильной связи) или 40 м (необязательный сегмент ссылки), предназначенные для автомобильного и промышленного применения; оно использует 80B / 81B кодирование в PCS, сигнализация PAM-3 со скоростью 750 МБод (три бита, передаваемые как два троичных символа) и включает Исправление ошибок Рида – Соломона.
1000BASE-TX	TIA-854 (2001)	8P8C (МЭК 60603-7)	Кабель категории 6 требуется. Не реализовано, снято.
Опто-волоконный кабель
1000BASE-SX	802.3z-1998 (38)	ST, SC, LC	8B10B NRZ кодированная сигнализация на несущей 850 нм, ближний многомодовое волокно (до 550 м).
1000BASE-LX	802.3z-1998 (38)	SC, LC	8B10B Кодированная передача сигналов NRZ на несущей 1310 нм, многомодовое волокно (до 550 м) или одномодовое волокно до 5 км; большинство текущих реализаций на самом деле 1000BASE-LX10 с радиусом действия 10 км
1000BASE-BX10	802.3ah-2004 (59)	SC, LC	до 10 км на носителях 1490 и 1390 нм; двунаправленный по одной нити одномодового волокна; часто называют просто 1000BASE-BX
1000BASE-LX10	802.3ah-2004 (59)	SC, LC	идентична 1000BASE-LX, но с увеличенной мощностью и чувствительностью до 10 км по паре одномодовых волокон; обычно называемый просто 1000BASE-LX или, до 802.3ah, 1000BASE-LH; расширения для конкретных поставщиков доступны для охвата до 40 км
1000BASE ‑ PX10 ‑ D	802.3ah-2004 (60)	SC, LC	в нисходящем направлении (от головного до конечного) по одномодовому волокну с использованием топологии «точка-множество точек» (поддерживает не менее 10 км).
1000BASE ‑ PX10 ‑ U	802.3ah-2004 (60)	восходящий поток (от хвостового к головному) по одномодовому волокну с использованием топологии «точка-множество точек» (поддерживает не менее 10 км).
1000BASE ‑ PX20 ‑ D	802.3ah-2004 (60)	в нисходящем направлении (от головного до конечного) по одномодовому волокну с использованием топологии «точка-множество точек» (поддерживает не менее 20 км).
1000BASE ‑ PX20 ‑ U	802.3ah-2004 (60)	восходящий поток (от хвостового конца к головному) по одномодовому волокну с использованием топологии «точка-множество точек» (поддерживает не менее 20 км).
1000BASE-EX 1000BASE-ZX	мультивендор	SC, LC	до 40 или 100 км по одномодовому волокну на несущей 1550 нм[15]
Другой
SFP	INF-8074i (2001)	SFP	не полноценный PHY сам по себе, но очень популярен для добавления модульных трансиверов; однополосная, обычно 1,25 Гбит / с
1000BASE-CX	802.3z-1998 (39)	DE-9, ФК стиль-2 / МЭК 61076-3-103, CX4 / SFF-8470	8B10B Кодированная передача сигналов NRZ по экранированному сбалансированному медному кабелю длиной до 25 м (150 Ом). Предшествует 1000BASE-T и используется редко.
1000BASE ‑ KX	802.3ap-2007 (70)		1 м над объединительной платой
1000BASE-RHx	802.3bv-2017 (115)	RHA: зажимное приспособление RHB / RHC: не указано	1000BASE-RHA, -RHB, -RHC работают на расстоянии до 50, 40 и 15 м дуплексного режима пластиковое оптическое волокно (POF) с использованием длины волны ~ 650 нм, кодирования 64b / 65b и символов PAM16 при 325 МБод; предназначены для домашнего, промышленного и автомобильного использования соответственно

2,5 и 5 Гбит / с

2.5GBASE-T и 5GBASE-T — это уменьшенные варианты 10GBASE-T. Эти физические уровни поддерживают только медную витую пару.

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Описание
Витая пара
2.5GBASE-T	802.3bz-2016 (126)	8P8C — МЭК 60603-7-4 (без экрана) или МЭК 60603-7-5 (показан)	100 м кат. 5e
5GBASE-T	100 м кат.6
2.5GBASE-T1	802.3ch-2020		использовать одиночную двунаправленную витую пару только в полнодуплексном режиме, предназначенную для автомобильных и промышленных приложений
5GBASE-T1
Другой
2.5GBASE-KX	802.3cb-2018 (128)		2,5 Гбит / с на расстоянии 1 м объединительной платы, масштабирование до 1000BASE-KX
5GBASE-KR	802.3cb-2018 (130)		5 Гбит / с через 1 м объединительной платы, уменьшенное значение 10GBASE-KR

10 Гбит / с

10 Gigabit Ethernet — это версия Ethernet с номинальной скоростью передачи данных 10 Гбит / с, что в десять раз быстрее, чем Gigabit Ethernet. Первый стандарт 10 Gigabit Ethernet, IEEE Std 802.3ae-2002, был опубликован в 2002 году. Последующие стандарты охватывают типы носителей для одномодового волокна (дальняя связь), многомодового волокна (до 400 м), медной объединительной платы (до 1 м) и медной витой пары (до 100 м). Все 10-гигабитные стандарты были объединены в IEEE Std 802.3-2008. Большинство 10-гигабитных вариантов используют 64b / 66b Код PCS (-Р). 10 Gigabit Ethernet, в частности 10GBASE-LR и 10GBASE-ER, занимает значительную долю рынка операторских сетей.

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Описание
Витая пара
10GBASE-T	802.3an-2006 (55)	8P8C (МЭК 60603-7-4 (без экрана) или МЭК 60603-7-5 (показан))	Использует Cat 6A проводка витая пара, четыре полосы по 800 Мбод каждая, PAM -16 с линейным кодом «DSQ128»
10GBASE-T1	802.3ch-2020		использует одиночную двунаправленную витую пару только в полнодуплексном режиме, предназначенную для автомобильных и промышленных приложений
Волоконно-оптический кабель
10GBASE-SR	802.3ae-2002 (49&52)	SC, LC	разработан для поддержки коротких расстояний по развернутым многомодовым оптоволоконным кабелям, он имеет диапазон от 26 м до 400 м в зависимости от типа кабеля (модальная полоса пропускания: радиус действия: 160 МГц · км: 26 м, 200 МГц · км: 33 м, 400 МГц · км: 66 м, 500 МГц · км: 82 м, 2000 МГц · км: 300 м, 4700 МГц · км: 400 м )[16] с использованием длины волны 850 нм
10GBASE-LX4	802.3ae-2002 (48&53)	SC, LC	использует четыре полосы 8b / 10b с мультиплексирование с разделением по длине волны (1275, 1300, 1325 и 1350 нм) по развернутой многомодовой кабельной системе для поддержки диапазонов от 240 м до 300 м (модальная полоса пропускания 400/500 МГц · км). Также поддерживает 10 км по одномодовому волокну.
10GBASE-LR	802.3ae-2002 (49&52)	SC, LC	поддерживает 10 км по одномодовому волокну с длиной волны 1310 нм
10GBASE-ER	802.3ae-2002 (49&52)	SC, LC	поддерживает 30 км по одномодовому волокну с использованием длины волны 1550 нм (40 км по инженерным каналам)
10GBASE-ZR	мультивендор	SC, LC	предлагаемые различными поставщиками; поддерживает 80 км или более по одномодовому волокну с длиной волны 1550 нм
10GBASE-SW	802.3ae-2002 (50&52)		Вариант 10GBASE-SR с 9,58464 Гбит / с, предназначенный для прямого отображения как OC-192 / STM-64 СОНЕТ /SDH потоки (длина волны 850 нм)
10GBASE-LW	802.3ae-2002 (50&52)		Вариант 10GBASE-LR с пропускной способностью 9,58464 Гбит / с, предназначенный для прямого сопоставления потоков OC-192 / STM-64 SONET / SDH (длина волны 1310 нм)
10GBASE-EW	802.3ae-2002 (50&52)		Вариант 10GBASE-ER с 9,58464 Гбит / с, предназначенный для прямого отображения потоков OC-192 / STM-64 SONET / SDH (длина волны 1550 нм)
10GBASE-LRM	802.3aq-2006 (49&68)	SC, LC	Удлинение до 220 м над развернутыми 500МГц · км многомодовое волокно (длина волны 1310 нм)
10GBASE-BR	мультивендор	SC, LC	предлагаемые различными поставщиками; двунаправленный по одной нити одномодового волокна на расстояние от 10 до 80 км с использованием (в основном) длин волн 1270 и 1330 нм; часто называют «10GBASE-BX» или «BiDi»
Другой
10GBASE-CX4	802.3ak-2004 (48&54)	CX4 / SFF-8470 / IEC 61076-3-113	Разработанный для поддержки коротких расстояний по медным кабелям, он использует InfiniBand 4 разъема и твинаксиальный кабель CX4, позволяющий использовать кабель длиной до 15 м. Было указано в IEEE 802.3ak-2004, который был включен в IEEE 802.3-2008. Доставка практически прекратилась в пользу ЦАП 10GBASE-T и SFP +.
10GBASE-KX4	802.3ap-2007 (48&71)		1 м на 4 полосы объединительной платы
10GBASE-KR	802.3ap-2007 (49&72)		1 м по одной полосе объединительной платы
10GPASS-XR	802.3bn-2016 (100–102)		Протокол EPON по коаксиальному кабелю (EPoC) — до 10 Гбит / с в нисходящем направлении и 1,6 Гбит / с в восходящем для пассивной оптической многоточечной сети с использованием полосы пропускания OFDM с до 16384-QAM
SFP + (прямое подключение)	SFF-8431 (2009)	SFP +	очень популярен для добавления модульных трансиверов; используется подряд как Прямое подключение также очень популярен на расстоянии до 7 м при использовании пассивного твинаксиальные кабели, до 15 м при использовании активные кабели, или до 100 м с использованием активных оптических кабелей (AOC); однополосная, обычно 10,3125 Гбит / с

25 Гбит / с

Однополосный 25-гигабитный Ethernet основан на одной полосе 25,78125 ГБд из четырех из стандарта 100 Gigabit Ethernet, разработанного рабочей группой P802.3by.^[17] 25GBASE-T по витой паре был одобрен вместе с 40GBASE-T в рамках IEEE 802.3bq.^[18][19]

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Описание
Витая пара
25GBASE-T	802.3bq-2016 (113)	8P8C (МЭК 60603-7-51 и МЭК 60603-7-81, 2000 МГц)	уменьшенная версия 40GBASE-T — до 30 м Кабели категории 8 или ISO / IEC TR 11801-9905 [B1]
Волоконно-оптический кабель
25GBASE-SR	802.3by-2016 (112)	LC, SC	850 нм по многомодовой кабельной системе с радиусом действия 100 м (OM4) или 70 м (OM3)
25GBASE-LR	802.3cc-2017 (114)	LC, SC	1310 нм по одномодовой кабельной сети с радиусом действия 10 км
25GBASE-ER	802.3cc-2017 (114)	LC, SC	1550 нм по одномодовой кабельной системе с радиусом действия 30 км (40 км по инженерным каналам)
Другой
25GBASE-CR / CR-S	802.3by-2016 (110)	SFP28 (SFF-8402 / SFF-8432)	кабель прямого подключения (DAC) по твинаксиальному кабелю с радиусом действия 3 м (-CR-S) и 5 ​​м (-CR-L)
25GBASE-KR / KR-S	802.3by-2016 (111)		для объединительной платы печатных плат, заимствованной из 100GBASE-KR4
SFP28	SFF-8402 (2014 г.)	SFP28	популярны для добавления модульных трансиверов

40 Гбит / с

Этот класс Ethernet был стандартизирован в июне 2010 года как IEEE 802.3ba вместе с первым поколением 100 Гбит / с с добавлением в марте 2011 года как IEEE 802.3bg,^[20][21] и самый быстрый, но все же стандарт витой пары в IEEE 802.3bq-2016. номенклатура как следует:^[22]

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Описание
Витая пара
40GBASE-T	802.3bq-2016 (113)	8P8C (МЭК 60603-7-51 и МЭК 60603-7-81, 2000 МГц)	требует Категория 8 кабельная, до 30 м
Волоконно-оптический кабель
40GBASE-SR4	802.3ba-2010 (86)	MPO	не менее 100 м более 2000МГц · км многомодовое волокно (OM3) не менее 150 м более 4700МГц · км многомодовое волокно (OM4)
40GBASE-LR4	802.3ba-2010 (87)	SC, LC	не менее 10 км по одномодовому волокну, CWDM с 4 полосами, использующими длину волны 1270, 1290, 1310 и 1330 нм
40GBASE-ER4	802.3ba-2010 (87)	SC, LC	не менее 30 км по одномодовому волокну, CWDM с 4 полосами с использованием длины волны 1270, 1290, 1310 и 1330 нм (40 км по инженерным каналам)
40GBASE-FR	802.3bg-2011 (89)	SC, LC	однополосное, одномодовое волокно длиной более 2 км, длина волны 1550 нм
Другой
40GBASE-KR4	802.3ba-2010 (84)		не менее 1 м над объединительная плата
40GBASE-CR4	802.3ba-2010 (85)	QSFP + (SFF-8436)	до 7 м по твинаксиальному медному кабелю (4 полосы, 10 Гбит / с каждая)

50 Гбит / с

Рабочая группа IEEE 802.3cd разработала 50 Гбит / с вместе со стандартами следующего поколения 100 и 200 Гбит / с с использованием линий 50 Гбит / с.^[23]

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Описание
Волоконно-оптический кабель
50GBASE-SR	802.3cd-2018 (138)	LC, SC	через многомодовое волокно OM4 с использованием PAM-4 с радиусом действия 100 м, 70 м над OM3
50GBASE-FR	802.3cd-2018 (139)	LC, SC	по одномодовому волокну с использованием PAM-4 с радиусом действия 2 км
50GBASE-LR	802.3cd-2018 (139)	LC, SC	по одномодовому волокну с использованием PAM-4 с радиусом действия 10 км
50GBASE-ER	802.3cd-2018 (139)	LC, SC	через одномодовое волокно с использованием PAM-4 с радиусом действия 30 км, 40 км по инженерным каналам
Другой
50GBASE-CR	802.3cd-2018 (136)	SFP28, QSFP28, microQSFP, QSFP-DD, OSFP	над твинаксиальным кабелем с радиусом действия 3 м
50GBASE-KR	802.3cd-2018 (137)		через объединительную плату с печатной схемой, в соответствии с пунктом 124 802.3bs

100 Гбит / с

Первое поколение 100G Ethernet с использованием линий 10 и 25 Гбит / с было стандартизировано в июне 2010 года как IEEE 802.3ba вместе с 40 Гбит / с.^[20] Второе поколение с использованием линий 50 Гбит / с было разработано рабочей группой IEEE 802.3cd вместе со стандартами 50 и 200 Гбит / с.^[23] Третье поколение, использующее одну полосу 100 Гбит / с, в настоящее время разрабатывается Целевой группой IEEE 802.3ck вместе с физическими уровнями 200 и 400 Гбит / с и интерфейсами подключаемых модулей (AUI), использующими полосы 100 Гбит / с.^[24]

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Описание
Волоконно-оптический кабель
100GBASE-SR10	802.3ba-2010 (86)	MPO	не менее 100 м более 2000МГц · км многомодовое волокно (OM3) не менее 150 м более 4700МГц · км многомодовое волокно (OM4)
100GBASE-SR4	802.3bm-2015 (95)	MPO	4 полосы движения, не менее 70 м на 2000МГц · км многомодовое волокно (OM3) не менее 100 м более 4700МГц · км многомодовое волокно (OM4)
100GBASE-SR2	802.3cd-2018 (138)	MPO	две полосы 50 Гбит / с с использованием многомодового волокна PAM-4 по OM4 с радиусом действия 100 м, 70 м по OM3
100GBASE-LR4	802.3ba-2010 (88)	SC, LC	не менее 10 км по одномодовому волокну, DWDM с 4 полосами, использующими длину волны 1296, 1300, 1305 и 1310 нм
100GBASE-ER4	802.3ba-2010 (88)	SC, LC	не менее 30 км по одномодовому оптоволокну, DWDM с 4 полосами с использованием длины волны 1296, 1300, 1305 и 1310 нм (40 км по инженерным каналам)
100GBASE-DR	802.3cu (140)	LC, SC	не менее 500 м по одномодовому волокну с использованием одной полосы
100GBASE-FR	не менее 2 км по одномодовому волокну с использованием одной полосы
100GBASE-LR	не менее 10 км по одномодовому волокну с использованием одной полосы
100GBASE-ZR	802.3ct (153 & 154)	не менее 80 км по одномодовому волокну с использованием одной длины волны в системе DWDM, что также является основой для 200GBASE-ZR и 400GBASE-ZR
Другой
100GBASE-CR10	802.3ba-2010 (85)	CXP10 (SFF-8642)	до 7 м по твинаксиальному медному кабелю (10 полос по 10 Гбит / с каждая)
100GBASE-CR4	802.3bj-2014 (92)	QSFP28 4X (SFF-8665)	до 5 м по твинаксиальному медному кабелю (4 полосы, 25 Гбит / с каждая)
100GBASE-CR2	802.3cd-2018 (136)	QSFP28, microQSFP, QSFP-DD, OSFP	по твинаксиальному кабелю с радиусом действия 3 м (две полосы 50 Гбит / с)
100GBASE-CR	802.3ck (подлежит уточнению)		однополосный над двухосевой медью с радиусом действия не менее 2 м
100GBASE-KR4	802.3bj-2014 (93)		четыре полосы 25 Гбит / с каждая через объединительную плату
100GBASE-KR2	802.3cd-2018 (137)		две полосы 50 Гбит / с через объединительную плату с печатной схемой, в соответствии с пунктом 124 802.3bs
100GBASE-KR	802.3ck (подлежит уточнению)		однополосный над электрическими объединительными платами, поддерживающий вносимые потери до 28 дБ при 26,5625 ГБд
100GBASE-KP4	802.3bj-2014 (94)		с использованием модуляции PAM4 на четырех полосах по 12,5 Гбод каждая через объединительную плату

200 Гбит / с

Первое поколение 200 Гбит / с было определено Целевой группой IEEE 802.3bs и стандартизировано в 802.3bs-2017.^[25] Рабочая группа IEEE 802.3cd разработала стандарты 50 и следующего поколения на 100 и 200 Гбит / с с использованием одной, двух или четырех линий 50 Гбит / с соответственно.^[23] Следующее поколение, использующее полосы 100 Гбит / с, в настоящее время разрабатывается рабочей группой IEEE 802.3ck вместе с физическими уровнями 100 и 400 Гбит / с и интерфейсами подключенных устройств (AUI), использующими полосы 100 Гбит / с.^[24]

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Описание
Волоконно-оптический кабель
200GBASE-DR4	802.3bs-2017 (121)	MPO	четыре полосы PAM-4 (26,5625 ГБд) с использованием отдельных прядей одномодового волокна с радиусом действия 500 м (1310 нм)
200GBASE-FR4	802.3bs-2017 (122)	SC, LC	четыре полосы PAM-4 (26,5625 ГБд) с использованием четырех длин волн (CWDM) по одномодовому волокну с радиусом действия 2 км (1270/1290/1310/1330 нм)
200GBASE-LR4	802.3bs-2017 (122)	SC, LC	четыре полосы PAM-4 (26,5625 ГБд) с использованием четырех длин волн (DWDM, 1296/1300/1305/1309 нм) по одномодовому волокну с радиусом действия 10 км
200GBASE-SR4	802.3cd-2018 (138)	MPO	четыре полосы PAM-4 по многомодовому оптоволокну OM4 с радиусом действия 100 м, 70 м по OM3
200GBASE-ER4	802.3cn-2019 (122)		четыре полосы с использованием четырех длин волн (DWDM, 1296/1300/1305/1309 нм) по одномодовому волокну с радиусом действия 30 и км, 40 км по инженерным каналам
Другой
200GBASE-CR4	802.3cd-2018 (136)	QSFP28, microQSFP, QSFP-DD, OSFP	четырехполосный по твинаксиальному кабелю с радиусом действия 3 м
200GBASE-KR4	802.3cd-2018 (137)		четыре полосы по объединительной плате с печатной схемой, в соответствии с пунктом 124 802.3bs
200GBASE-KR2	802.3ck (подлежит уточнению)		двухполосный над электрическими объединительными платами, поддерживающий вносимые потери до 28 дБ при 26,56 ГБд
200GBASE-CR2		двухполосная над двухосевой медью с вылетом не менее 2 м

400 Гбит / с

В Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) определил новый стандарт Ethernet со скоростью 200 и 400 Гбит / с в IEEE 802.3bs-2017.^[25] Еще одной целью может быть 1 Тбит / с.^[26]

В мае 2018 года IEEE 802.3 запустил рабочую группу 802.3ck для разработки стандартов для PHY 100, 200 и 400 Гбит / с и интерфейсов подключаемых модулей (AUI) с использованием линий 100 Гбит / с.^[24]

В 2008, Роберт Меткалф, один из соавторов Ethernet, считает, что коммерческие приложения, использующие Терабитный Ethernet может произойти к 2015 году, хотя для этого могут потребоваться новые стандарты Ethernet.^[27] Было предсказано, что за этим быстро последует масштабирование до 100 Терабит, возможно, уже в 2020 году. Стоит отметить, что это были теоретические прогнозы технологических возможностей, а не оценки того, когда такие скорости действительно станут доступны по практической цене. .^[28]

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Описание
Волоконно-оптический кабель
400GBASE-SR16	802.3bs-2017 (123)	MPO	шестнадцать полос (26,5625 Гбит / с) с использованием отдельных прядей многомодового волокна OM4 / OM5 с радиусом действия 100 м или 70 м над OM3
400GBASE-DR4	802.3bs-2017 (124)	MPO	четыре полосы PAM-4 (53,125 ГБд) с использованием отдельных прядей одномодового волокна с радиусом действия 500 м (1310 нм)
400GBASE-FR8	802.3bs-2017 (122)	SC, LC	восемь полос PAM-4 (26,5625 ГБд) с использованием восьми длин волн (CWDM) по одномодовому волокну с радиусом действия 2 км
400GBASE-LR8	802.3bs-2017 (122)	SC, LC	восемь полос PAM-4 (26,5625 ГБд) с использованием восьми длин волн (DWDM) по одномодовому волокну с радиусом действия 10 км
400GBASE-FR4	802.3cu	SC, LC	четыре полосы / длины волны (CWDM, 1271/1291/1311/1331 нм) по одномодовому волокну с радиусом действия 2 км
400GBASE-LR4	четыре полосы по одномодовому волокну с радиусом действия 10 км
400GBASE-SR8	802.3 см-2020 (138)	SC, LC	восемь полос с использованием отдельных прядей многомодового волокна с радиусом действия 100 м
400GBASE-SR4.2	802,3 см-2020 (150)	четырехполосный с использованием отдельных прядей многомодового волокна с радиусом действия 100 м
400GBASE-ER8	802.3cn-2019 (122)	SC, LC	восемь полос с использованием восьми длин волн по одномодовому волокну с радиусом действия 40 км
400GBASE-ZR	802.3ct (155 & 156)	SC, LC	не менее 80 км по одномодовому оптоволокну с использованием одной длины волны с 16QAM по системе DWDM
Другой
400GBASE-KR4	802.3ck (подлежит уточнению)		четыре полосы над электрическими объединительными платами, поддерживающие вносимые потери до 28 дБ при 26,56 ГБд
400GBASE-CR4		четырехполосный над двухосевой медью с вылетом не менее 2 м

800 Гбит / с

В Консорциум технологий Ethernet (бывший Консорциум 25 Gigabit Ethernet) в апреле 2020 года предложила вариант Ethernet PCS с пропускной способностью 800 Гбит / с на основе тесно связанного 400GBASE-R.^[29]

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Описание
800GBASE-R			По состоянию на апрель 2020 г., то Подуровни PCS и PMA похоже, определены с использованием восьми полос по 100 Гбит / с каждая и подключения к модулю приемопередатчика через интерфейс C2M или C2C, определенный в 802.3ck.[30]

Первая миля

Для предоставления доступ в Интернет услуги напрямую от поставщиков к домам и малому бизнесу:

Имя	Стандарт (пункт)	Описание
10BaseS	Проприетарный[31]	Ethernet через VDSL, используется в Ethernet с большой дальностью действия товары;[32] использует полоса пропускания вместо указанной основной полосы
2BASE-TL	802.3ah-2004 (61&63)	По телефонным проводам
10PASS-TS	802.3ah-2004 (61&62)
100BASE-LX10	802.3ah-2004 (58)	Одномодовое оптоволокно
100BASE-BX10
1000BASE-LX10	802.3ah-2004 (59)
1000BASE-BX10
1000BASE-PX10	802.3ah-2004 (60)	Пассивная оптическая сеть
1000BASE-PX20
10GBASE-PR 10 / 1GBASE-PRX	802.3av-2009 (75)	Пассивная оптическая сеть 10 Гбит / с с восходящим каналом 1 или 10 Гбит / с на расстояние 10 или 20 км

Подслои

Начиная с Fast Ethernet, спецификации физического уровня разделены на три подуровня, чтобы упростить проектирование и взаимодействие:^[33]

• ПК (Подуровень физического кодирования ) — этот подуровень выполняет автосогласование и базовое кодирование, такое как 8b / 10b, разделение полос и рекомбинация. Для Ethernet скорость передачи данных в верхней части PCS равна номинальная скорость передачи данных, например 10 Мбит / с для классического Ethernet или 1000 Мбит / с для Gigabit Ethernet.
• PMA (Привязанность к физической среде sublayer) — этот подуровень выполняет формирование кадров PMA, синхронизацию / обнаружение октетов и полиномиальное скремблирование / дескремблирование.
• PMD (Зависимость от физической среды sublayer) — этот подуровень состоит из приемопередатчика для физической среды.

Витая пара

Несколько разновидностей Ethernet были специально разработаны для работы по 4-парному медному кабелю. структурированная кабельная разводка уже установлен во многих местах.

В отличие от 10BASE-T и 100BASE-TX, 1000BASE-T и выше используют все четыре пары кабелей для одновременной передачи в обоих направлениях за счет использования эхоподавление.

Использование двухточечных медных кабелей дает возможность передавать вместе с данными низкую электрическую мощность. Это называется Питание через Ethernet и есть несколько дополнительных стандартов IEEE 802.3. Комбинация 10BASE-T (или 100BASE-TX) с «режимом A» позволяет концентратору или коммутатору передавать и мощность, и данные только по двум парам. Это было сделано для того, чтобы две другие пары оставались свободными для аналоговых телефонных сигналов.^{[34][неудачная проверка ]} Контакты, используемые в «режиме B», подают питание по «запасным» парам, не используемым 10BASE-T и 100BASE-TX. «4PPoE», определенный в IEEE 802.3bt, может использовать все четыре пары для обеспечения до 100 Вт.

Электропроводка 8P8C (MDI )

Штырь	Пара	Цвет	телефон	10BASE-T[35] 100BASE-TX[36]	1000BASE-T[37] вперед	PoE режим A	PoE режим B
1	3	белый / зеленый		TX +	BI_DA +	48 В выход
2	3	зеленый		TX-	BI_DA–	48 В выход
3	2	белый / оранжевый		RX +	BI_DB +	48 В возврат
4	1	синий	звенеть	неиспользованный	BI_DC +		48 В выход
5	1	белый / синий	кончик	неиспользованный	BI_DC–		48 В выход
6	2	апельсин		RX−	BI_DB–	48 В возврат
7	4	белый / коричневый		неиспользованный	BI_DD +		48 В возврат
8	4	коричневый		неиспользованный	BI_DD–		48 В возврат

Требования к кабелю зависят от скорости передачи и используемого метода кодирования. Как правило, более высокие скорости требуют как кабелей более высокого качества, так и более сложного кодирования.

Минимальная длина кабеля

Оптоволоконные соединения имеют минимальную длину кабеля из-за требований к уровню принимаемых сигналов.^[38] Для оптоволоконных портов, предназначенных для работы на больших длинах волн, требуется аттенюатор сигнала если используется в здании.

Для установок 10BASE2, работающих на коаксиальном кабеле RG-58, требуется минимум 0,5 м между станциями, подключенными к сетевому кабелю, это необходимо для минимизации отражений.^[39]

В установках 10BASE-T, 100BASE-T и 1000BASE-T с кабелем витая пара используется звездная топология. Для этих сетей не требуется минимальной длины кабеля.^[40][41]

Связанные стандарты

Некоторые сетевые стандарты не являются частью стандарта IEEE 802.3 Ethernet, но поддерживают формат кадра Ethernet и могут взаимодействовать с ним.

• LattisNet —А SynOptics предстандартный вариант с витой парой 10 Мбит / с.
• 100BaseVG — Один из первых претендентов на 100 Мбит / с Ethernet. Он работает по кабелю категории 3. Использует четыре пары. Коммерческий провал.
• TIA 100BASE-SX —Поддерживается Ассоциация телекоммуникационной индустрии. 100BASE-SX — это альтернативная реализация Ethernet 100 Мбит / с по оптоволокну; он несовместим с официальным стандартом 100BASE-FX. Его главная особенность — совместимость с 10BASE-FL, поддерживающий автосогласование между режимами работы от 10 Мбит / с до 100 Мбит / с — функции, отсутствующей в официальных стандартах из-за использования светодиодов разной длины волны. Он рассчитан на установленную базу волоконно-оптических сетей со скоростью 10 Мбит / с.
• TIA 1000BASE-TX —Поддерживается Ассоциация телекоммуникационной индустрии, это коммерческий сбой, и продуктов не существует. 1000BASE-TX использует более простой протокол, чем официальный стандарт 1000BASE-T, поэтому электроника может быть дешевле, но требует Категория 6 прокладка кабеля.
• G.hn —Стандарт, разработанный ITU-T и продвигается Форум HomeGrid на высокоскоростной (до 1 Гбит / с) локальные сети над существующей домашней проводкой (коаксиальные кабели, линии электропередач и телефонные линии). G.hn определяет уровень конвергенции прикладных протоколов (APC), который принимает кадры Ethernet и инкапсулирует их в блоки MSDU G.hn.

Другие сетевые стандарты не используют формат кадра Ethernet, но все же могут быть подключены к Ethernet с использованием моста на основе MAC.

• 802.11 —Стандарты беспроводной связи локальные сети (LAN), продается под торговой маркой Вай фай
• 802.16 —Стандарты беспроводной связи городские сети (MAN), продается под торговой маркой WiMAX

Другие специальные физические уровни включают: Полнодуплексный коммутируемый Ethernet для авионики и TTEthernet — Ethernet с синхронизацией по времени для встроенных систем.

Рекомендации

внешняя ссылка

• Получить IEEE 802.3
• IEEE 802.3
• Как сделать кабель Ethernet

физический сетевой уровень технологий связи Ethernet

Физический уровень Ethernet

Стандарт 8P8C (часто называемый RJ45) разъем, наиболее часто используемый в кабелях категории 5, одном из типов кабелей, используемых в сетях Ethernet
Стандарт	IEEE 802.3 (с 1983 г.)
Физический носители	Коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно
Топология сети	Точка-точка, звезда, шина
Основные варианты	10BASE5, 10BASE2, 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, 10GBASE-T
Максимальное расстояние	100 м (328 футов) по витой паре, до 100 км по оптоволокну
Режим работы	дифференциальный (балансный), оптический, несимметричный
Максимальная скорость передачи данных	от 1 Мбит / с до 400 Гбит / с
Уровни напряжения	± 2,5 В (по витой паре)
Общие типы разъемов	8P8C, LC, SC, ST

Физический уровень Ethernet — это функция физического уровня семейства Ethernet стандартов компьютерных сетей. Физический уровень определяет электрические или оптические свойства физического соединения между устройством и сетью или между сетевыми устройствами. Он дополняется уровнем MAC и уровнем логических каналов.

. Физический уровень Ethernet развивался за время своего существования, начиная с 1980 года, и включает в себя несколько интерфейсов физических сред и несколько порядков величины. скорости от 1 Мбит / с до 400 Гбит / с. Диапазон физических сред — от громоздкого коаксиального кабеля до витой пары и оптического волокна со стандартизованной дальностью действия до 40 км. Как правило, программное обеспечение стека протоколов сети будет работать одинаково на всех физических уровнях.

Многие адаптеры Ethernet и порты коммутатора поддерживают несколько скоростей за счет использования автосогласования для установки скорости и дуплексного режима для наилучших значений, поддерживаемых обоими подключенными устройств. Если автосогласование не удается, некоторые устройства с несколькими скоростями определяют скорость, используемую их партнером, но это может привести к несоответствию дуплексного режима. За редкими исключениями порт 100BASE-TX (10/100 ) также поддерживает 10BASE-T, а порт 1000BASE-T ( 10/100/1000 ) также поддерживает 10BASE-T и 100BASE-TX. Большинство портов 10GBASE-T также поддерживают 1000BASE-T, некоторые даже 100BASE-TX или 10BASE-T. Хотя на автосогласование можно практически положиться для Ethernet по витой паре, несколько оптоволоконных портов поддерживают несколько скоростей. В любом случае даже многоскоростные оптоволоконные интерфейсы поддерживают только одну длину волны (например, 850 нм для 1000BASE-SX или 10GBASE-SR).

10 Gigabit Ethernet уже использовался как в корпоративных, так и в операторских сетях к 2007 году, ратифицированы стандарты 40 Gbit / s и 100 Gigabit Ethernet. В 2017 году самыми быстрыми добавлениями к семейству Ethernet стали 200 и 400 Гбит / с.

Содержание

• 1 Соглашения об именах
• 2 Физические уровни
  • 2.1 Ранние реализации и 10 Мбит / с
  • 2.2 Fast Ethernet
  • 2,3 1 Гбит / с
  • 2,4 2,5 и 5 Гбит / с
  • 2,5 10 Гбит / с
  • 2,6 25 Гбит / с
  • 2,7 40 Гбит / с
  • 2,8 50 Гбит / с
  • 2,9 100 Гбит / с
  • 2,10 200 Гбит / с
  • 2,11 400 Гбит / с
  • 2,12 800 Гбит / с
  • 2,13 Первая миля
• 3 Подуровень
• 4 Кабель витая пара
• 5 Минимальная длина кабеля
• 6 Соответствующие стандарты
• 7 Ссылки
• 8 Внешние ссылки

Соглашения об именах

Обычно слои именуются в соответствии с их спецификациями:

• 10, 100, 1000, 10G,… — номинальная полезная скорость наверху физического уровня (без суффикса = мегабит / с, G = гигабит / с), исключая линейные коды, но включая служебные данные другого физического уровня (преамбула , SFD, IPG ); некоторые WAN PHY (W) работают с немного сниженным битрейтом по соображениям совместимости; закодированные подуровни PHY обычно работают с более высокими битрейтами
• BASE, BROAD, PASS — указывает baseband, широкополосную или полосу пропускания сигнализации соответственно
• -T, -S, -L, -E, -Z, -C, -K, -H… — medium (PMD): T = витая пара, S = 850 нм с короткой длиной волны (многомодовое волокно ), L = 1300 нм с длинной длиной волны (в основном одномодовое волокно ), E или Z = 1500 нм со сверхдлинной длиной волны (одномодовый), B = двунаправленное волокно (в основном одномодовое) с использованием WDM, P = пассивный оптический (PON ), C = медный / твинаксиальный, K = объединительная плата, 2 или 5 или 36 = коаксиальный кабель с радиусом действия 185/500/3600 м (устарело), ​​F = волокно, различные длины волн, H = пластиковый оптический fiber
• X, R — метод кодирования PCS (зависит от поколения): X для блочного кодирования 8b / 10b (4B5B для Fast Ethernet), R для кодирования больших блоков (64b / 66b )
• 1, 2, 4, 10 — для PHY LAN указывает количество полос, используемых на ссылку; для PHY WAN указывает r каждый в километрах

Для 10 Мбит / с кодировка не указывается, поскольку во всех вариантах используется Манчестерский код. Большинство слоев витой пары используют уникальную кодировку, поэтому чаще всего используется просто -T.

Дальность действия, особенно для оптических соединений, определяется как максимально достижимая длина линии связи, которая гарантированно работает при соблюдении всех параметров канала (модальная полоса пропускания, затухание, вносимые потери и т. Д.). При лучших параметрах канала часто может быть достигнута более длинная и стабильная длина канала. И наоборот, канал с худшими параметрами канала тоже может работать, но только на меньшем расстоянии. Досягаемость и максимальное расстояние имеют одно и то же значение.

Физические уровни

В следующих разделах дается краткое описание официальных типов носителей Ethernet. В дополнение к этим официальным стандартам многие производители по разным причинам внедрили собственные типы носителей — часто для поддержки более длинных расстояний по оптоволоконным кабелям.

Ранние реализации и 10 Мбит / с

В ранних стандартах Ethernet использовалось манчестерское кодирование, чтобы сигнал был самосинхронизирующимся и на него не влияли фильтры верхних частот.

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Дальность связи	Требуемый кабель	Описание
Коаксиальный кабель
Xerox экспериментальный Ethernet	Фирменный	Vampire tap	1 км	75 Ω коаксиальный	Исходная реализация Ethernet 2,94 Мбит / с имела восьмибитные адреса и другие различия в формате кадра.
10BASE5	802.3-1983 (8)	AUI, N, vampire tap	500 м	RG-8X	В исходном стандарте используется один коаксиальный кабель, в котором соединение выполняется путем врезания в один кабель и просверливания для контакта с сердечником и экраном. В значительной степени устаревшие, хотя из-за широкого распространения в начале 1980-х некоторые системы все еще могут использоваться. Был известен также как DIX Standard (до 802.3) и позже как Thick-Ethernet (в отличие от 10BASE2, thinnet). 10 Мбит / с по дорогому коаксиальному кабелю RG-8X 50 Ω, электрическая топология шины с обнаружением коллизий. Устарело с 2003 г.
10BASE2	802.3a-1985 (10)	BNC, EAD / TAE-E	185 м	RG-58	Коаксиальный кабель 50 Ом Кабель соединяет машины друг с другом, каждая машина использует тройник для подключения к своей сетевой карте. Требуется терминаторов на каждом конце. В течение многих лет с середины до конца 1980 года это был доминирующий стандарт Ethernet. Также называется Thin Ethernet, Thinnet или Cheapernet. 10 Мбит / с по коаксиальному кабелю RG-58, топология шины с обнаружением коллизий. Устарело с 2011 г.
10BROAD36	802.3b-1985 (11)	F	1800 м @ VF 0,87	75 Ом, коаксиальный	Ранний стандарт поддержки Ethernet на большие расстояния. Он использовал методы широкополосной модуляции, аналогичные тем, которые используются в системах кабельных модемов, и работал по коаксиальному кабелю. 10 Мбит / с, скремблированная сигнализация NRZ, модулированная (PSK ) по высокочастотной несущей, широкополосный коаксиальный кабель, шинная топология с обнаружением коллизий. Устарело с 2003 г.
Кабель с витой парой
1BASE5	802.3e-1987 (12)	8P8C (IEC 60603-7)	250 м	voice-grade	Также называется StarLAN. Работает со скоростью 1 Мбит / с по витой паре до активного концентратора, звездообразная топология. Несмотря на коммерческий провал, 1BASE5 определил архитектуру для всей последующей эволюции Ethernet на витой паре. Устарело с 2003 года.
StarLAN 10	Собственный (1988)	8P8C	100 м	голосовой уровень	10 Мбит / с по медной витой паре, звездообразная топология — преобразована в 10BASE-T
LattisNet UTP	проприетарный (1987)	8P8C	100 м	голосового уровня	10 Мбит / с по медной витой паре, топология «звезда» — преобразована в 10BASE-T
10BASE-T	802.3i-1990 (14)	8P8C (IEC 60603-7)	100 м	Cat-3	Работает по четырем проводам (две витые пары ). концентратор ретранслятора или коммутатор находится посередине и имеет порт для каждого узла. Такая же конфигурация используется для 100BASE-T и Gigabit Ethernet. Кабельная система на основе медной витой пары, топология «звезда» — прямая эволюция 1BASE-5. По состоянию на 2018 год все еще широко поддерживается.
	802.3az-2010 (14)	100 м	Cat-5	Энергоэффективный Ethernet вариант 10BASE-T с использованием сигнала с уменьшенной амплитудой по категории 5 кабель, полностью совместимый с узлами 10BASE-T.
	802.3cg-2019 (146)	IEC 63171-1, IEC 63171-6	1000 м		Ethernet по одной витой паре для промышленных приложений
	802.3cg -2019 (147)	15 м		Ethernet по одной витой паре для автомобильных приложений, включая PoDL
Волоконно-оптический кабель
FOIRL	802.3d-1987 ( 9.9)	ST	1000 м	FDDI-style MMF	Волоконно-оптическая линия связи между повторителями ; исходный стандарт Ethernet по оптоволокну, замененный 10BASE-FL
10BASE-F	802.3j-1993 (15)				Общий термин для семейства стандартов Ethernet 10 Мбит / с, использующих оптоволокно оптический кабель: 10BASE-FL, 10BASE-FB и 10BASE-FP. Из них только 10BASE-FL получил широкое распространение. 10 Мбит / с по оптоволоконной паре
10BASE-FL	802.3j-1993 (15 и 18)	ST	2000 м	MMF в стиле FDDI	Обновленная версия стандарта FOIRL для конечных узлов, дальность действия 2 км через многомодовое волокно в стиле FDDI, длина волны 850 нм
10BASE-FB	802.3j-1993 ( 15 и 17)	2000 м	Предназначен для магистральных сетей, соединяющих несколько концентраторов или коммутаторов в качестве прямого преемника FOIRL; не рекомендуется в 2011 г.
10BASE ‑ FP	802.3j-1993 (15 16)	1000 м	Пассивная звездообразная сеть, не требующая ретранслятора, это было никогда не реализовывался. Не рекомендуется в 2003 году.

Fast Ethernet

Все варианты Fast Ethernet используют топологию звезды и обычно используют линейное кодирование 4B5B.

Название	Стандарт (Пункт)	Общие разъемы	Описание
Кабель витой пары
100BASE‑T	802.3u -1995 (21)		Термин для любого из трех стандартов Ethernet 100 Мбит / с по витой паре. Включает 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2. По состоянию на 2009 год, 100BASE-TX полностью доминировал на рынке и может считаться синонимом 100BASE-T в неформальном использовании.
100BASE-TX	802.3u-1995 (24, 25)	8P8C (стандарт FDDI TP-PMD, ANSI INCITS 263-1995)	4B5B MLT- 3 кодированная сигнализация, кабель категории 5 с использованием двух витых пар. По состоянию на 2018 год все еще очень популярен.
100BASE-T4	802.3u-1995 (23)	8P8C (IEC 60603-7)	PAM-3 кодированная сигнализация, кабель категории 3 (как в установках 10BASE-T) с использованием четырех витых пар. Ограничено полудуплексом. Устарело с 2003 г.
100BASE-T2	802.3y-1998 (32)	8P8C (IEC 60603-7)	Кодированная сигнализация PAM-5, медный кабель CAT3 с двумя витыми витками пары, звездная топология. Поддерживает полный дуплекс. Функционально он эквивалентен 100BASE-TX, но поддерживает старый телефонный кабель. Однако для обработки требуемых схем кодирования требуются специальные сложные процессоры цифровых сигналов, что делает этот вариант довольно дорогим в то время. Он появился после того, как 100BASE-TX появился на рынке. 100BASE-T2 и 100BASE-T4 не получили широкого распространения, но некоторые технологии, разработанные для них, используются в 1000BASE-T. Не рекомендуется в 2003 году.
100BASE-T1	802.3bw-2015 (96)	не указано	Использует модуляцию PAM-3 со скоростью 66,7 МБд за один, двунаправленная витая пара до 15 м; три бита кодируются как два троичных символа. Он предназначен для автомобильной промышленности.
100BaseVG	802.12-1994	8P8C	Стандартизован другой подгруппой IEEE 802, 802.12, поскольку в ней использовалась другая, более централизованная форма доступа к среде (требование приоритет ). Предложено Hewlett-Packard. По своей сути полудуплексный, для этого требовалось четыре пары кабеля Cat-3. В настоящее время устаревший стандарт был отменен в 2001 году.
HDMI Ethernet Channel	HDMI 1.4 (2009)	HDMI	HEC использует гибрид для микширования и разделить передачу и прием сигналов 100BASE-TX через одну витую пару.
Волоконно-оптический кабель
100BASE ‑ FX	802.3u-1995 (24, 26)	ST, SC	4B5B NRZI кодированная сигнализация, две жилы многомодовое оптоволокно. Максимальная длина составляет 400 метров для полудуплексных соединений (для обеспечения обнаружения коллизий) или 2 км для полнодуплексных соединений. Технические характеристики в основном заимствованы из FDDI.
100BASE ‑ SX	TIA -785 (2000)	ST, SC	100 Мбит / с Ethernet через несколько -модовое волокно. Максимальная длина 300 метров. В 100BASE-SX использовалась коротковолновая (850 нм) оптика, которую можно было использовать совместно с 10BASE-FL, что сделало схему автосогласования возможной с оптоволоконными адаптерами 10/100.
100BASE ‑ BX10	802.3ah-2004 (58, 66)	ST, SC, LC	Ethernet, 100 Мбит / с, двунаправленная передача по одной прядке одномодового оптического волокна . Оптический мультиплексор используется для разделения передаваемых и принимаемых сигналов на разные длины волн, что позволяет им использовать одно и то же волокно. Поддерживает до 10 км, только полнодуплексный режим.
100BASE-LX10	802.3ah-2004 (58)	ST, SC, LC	100 Мбит / с Ethernet вверх до 10 км по паре одномодовых волокон, только полнодуплексный режим.

1 Гбит / с

Все варианты Gigabit Ethernet используют звездообразную топологию. Варианты 1000BASE-X используют кодировку 8b / 10b PCS. Первоначально полудуплексный режим был включен в стандарт, но с тех пор от него отказались. Очень немногие устройства поддерживают гигабитную скорость в полудуплексе.

Название	Стандарт (Пункт)	Общие разъемы	Описание
Кабель витой пары
1000BASE-T	802.3ab-1999 ( 40)	8P8C (IEC 60603-7)	Кодированная сигнализация PAM-5, по крайней мере кабель категории 5, с категорией 5e настоятельно рекомендуется медный кабель с четырьмя витыми парами. Каждая пара используется одновременно в обоих направлениях. Чрезвычайно широкое распространение.
1000BASE-T1	802.3bp-2016 (97)	не указано	использует одну двунаправленную витую пару только в полнодуплексном режиме; кабели, рассчитанные на радиус действия 15 м (автомобильный сегмент связи) или 40 м (дополнительный сегмент связи), предназначенные для автомобильного и промышленного применения; он использует кодирование в PCS, сигнализацию PAM-3 со скоростью 750 МБод (три бита передаются как два троичных символа) и включает коррекцию ошибок Рида – Соломона.
1000BASE-TX	TIA-854 (2001)	8P8C (IEC 60603-7)	Требуется кабель категории 6. Не реализовано, снято.
Волоконно-оптический кабель
1000BASE-SX	802.3z-1998 (38)	ST, SC, LC	8B10B NRZ кодированная сигнализация на несущей 850 нм, ближнее многомодовое волокно (до 550 м).
1000BASE-LX	802.3z-1998 (38)	SC, LC	8B10B Кодированная передача сигналов NRZ на несущей 1310 нм, многомодовое волокно (до 550 м) или одномодовое волокно протяженностью до 5 км; наиболее актуальными реализациями являются 1000BASE-LX10 с радиусом действия 10 км
1000BASE-BX10	802.3ah-2004 (59)	SC, LC	до 10 км на 1490 и Носители 1390 нм; двунаправленный по одной нити одномодового волокна; часто называют просто 1000BASE-BX
1000BASE-LX10	802.3ah-2004 (59)	SC, LC	идентично 1000BASE-LX, но с увеличенной мощностью и чувствительностью до 10 км по паре одномодовых волокон; обычно назывался просто 1000BASE-LX или, до 802.3ah, 1000BASE-LH; Расширения для конкретных поставщиков существуют на расстояние до 40 км
1000BASE ‑ PX10 ‑ D	802.3ah-2004 (60)	SC, LC	в нисходящем направлении (от от головного до конечного) по одномодовому волокну с использованием топологии точка-множество точек (поддерживает не менее 10 км).
1000BASE ‑ PX10 ‑ U	802.3ah-2004 (60)	восходящий поток (от хвостового конца к головному) по одномодовому волокну с использованием двухточечной многоточечная топология (поддерживает не менее 10 км).
1000BASE ‑ PX20 ‑ D	802.3ah-2004 (60)	в нисходящем направлении (от головного до конечного) по одномодовому оптоволокну с использованием топологии точка-множество точек (поддерживает не менее 20 км).
1000BASE ‑ PX20 ‑ U	802.3ah-2004 (60)	восходящий поток (от хвостового конца к головному) по одномодовому оптоволокну с использованием двухточечной многоточечная топология (поддерживает не менее 20 км).
1000BASE-EX. 1000BASE-ZX	от разных производителей	SC, LC	до 40 или 100 км по одномодовому оптоволокну на длине волны 1550 нм оператор связи
Другое
SFP	INF-8074i (2001)	SFP	сам по себе не полный физический уровень, но очень популярен для добавления модульных трансиверов; однополосная, обычно 1,25 Гбит / с
1000BASE-CX	802.3z-1998 (39)	DE-9, FC style-2 / IEC 61076-3- 103, CX4 / SFF-8470	8B10B Кодированная передача сигналов NRZ по экранированному симметричному медному кабелю длиной до 25 м (150 Ом). Предшествует 1000BASE-T и используется редко.
1000BASE ‑ KX	802.3ap-2007 (70)		1 м по объединительной плате
1000BASE-RHx	802.3bv-2017 (115)	RHA: зажимное приспособление. RHB / RHC: не указано	1000BASE-RHA, -RHB, -RHC проходит через дуплексное пластиковое оптоволокно длиной до 50, 40 и 15 м (POF) с использованием длины волны ~ 650 нм, кодирования 64b / 65b и символов PAM16 при 325 МБод; предназначены для домашнего, промышленного и автомобильного использования, соответственно

2,5 и 5 Гбит / с

2,5GBASE-T и 5GBASE-T являются уменьшенными вариантами 10GBASE-T. Эти физические уровни поддерживают только медную витую пару.

Название	Стандарт (Пункт)	Общие разъемы	Описание
Кабель витой пары
2.5GBASE-T	802.3bz-2016 (126)	8P8C — IEC 60603-7-4 (без экрана) или IEC 60603-7-5 (с экраном)	100 м Cat 5e
5GBASE-T	На 100 м кабеля Cat 6
2.5GBASE-T1	802.3ch-2020		используется одна двунаправленная витая пара только в полнодуплексном режиме, предназначенная для автомобильных и промышленных приложений
5GBASE -T1
Другое
2,5GBASE-KX	802.3cb-2018 (128)		2,5 Гбит / с на 1 м объединительной платы, повышенное разрешение 1000BASE-KX
5GBASE-KR	802.3cb-2018 (130)		5 Гбит / с на 1 м объединительной платы, уменьшенное масштабирование 10GBASE-KR

10 Гбит / с

10 Gigabit Ethernet — это версия Ethernet с номинальной скоростью передачи данных 10 Гбит / с, что в десять раз быстрее, чем Gigabit Ethernet. Первый стандарт 10 Gigabit Ethernet, IEEE Std 802.3ae-2002, был опубликован в 2002 году. Последующие стандарты охватывают типы носителей для одномодового волокна (дальняя связь), многомодового волокна (до 400 м), медной объединительной платы (до 1 м) и медной витой пары (до 100 м). Все 10-гигабитные стандарты были объединены в IEEE Std 802.3-2008. В большинстве 10-гигабитных вариантов используется код 64b/66b PCS (-R). 10 Gigabit Ethernet, в частности 10GBASE-LR и 10GBASE-ER, занимает значительную долю рынка в операторских сетях.

Название	Стандарт (Пункт)	Общие разъемы	Описание
Кабель витой пары
10GBASE-T	802.3an-2006 ( 55)	8P8C (IEC 60603-7-4 (неэкранированный) или IEC 60603-7-5 (экранированный))	Использует кабельную витую пару Cat 6A, четыре полосы по 800 МБод каждая, PAM -16 с линейным кодом DSQ128
10GBASE-T1	802.3ch-2020		использует одну двунаправленную витую пару только в полнодуплексном режиме, предназначен для автомобильных и промышленных приложений
Волоконно-оптический кабель
10GBASE-SR	802.3ae-2002 (49 и 52)	SC, LC	разработан для поддержки коротких расстояний по развернутым многомодовым оптоволоконным кабелям, он имеет диапазон от 26 м до 400 м в зависимости от типа кабеля (модальная полоса пропускания : радиус действия: 160 МГц · км: 26 м, 200 МГц · Км: 33 м, 400 МГц · км: 66 м, 500 МГц · км: 82 м, 2000 МГц · км: 300 м, 4700 МГц · км: 400 м) с использованием длины волны 850 нм
10GBASE-LX4	802.3ae-2002 (48 53)	SC, LC	использует четыре полосы 8b / 10b с волной Мультиплексирование с ng-разделением (1275, 1300, 1325 и 1350 нм) по развернутой многомодовой кабельной сети для поддержки диапазонов от 240 м до 300 м (модальная полоса пропускания 400/500 МГц · км). Также поддерживает 10 км по одномодовому волокну.
10GBASE-LR	802.3ae-2002 (49 52)	SC, LC	поддерживает 10 км по одномодовому волокну с длиной волны 1310 нм
10GBASE-ER	802.3ae-2002 (49 и 52)	SC, LC	поддерживает 30 км по одномодовому волокну с использованием длины волны 1550 нм (40 км по инженерным каналам)
10GBASE-ZR	мультивендор	SC, LC	, предлагаемый разными продавцами; поддерживает 80 км или более по одномодовому оптоволокну с длиной волны 1550 нм
10GBASE-SW	802.3ae-2002 (50 и 52)		Вариант 10GBASE-SR с 9,58464 Гбит / с, предназначенный для непосредственного отображения как потоки OC-192 / STM-64 SONET / SDH (длина волны 850 нм)
10GBASE-LW	802.3ae-2002 (50 и 52)		Вариант 10GBASE-LR со скоростью 9,58464 Гбит / с, предназначенный для прямого отображения потоков OC-192 / STM-64 SONET / SDH (длина волны 1310 нм)
10GBASE-EW	802.3ae-2002 (50 и 52)		Вариант 10GBASE-ER с пропускной способностью 9,58464 Гбит / с, предназначенный для прямого сопоставления потоков OC-192 / STM-64 SONET / SDH (длина волны 1550 нм)
10GBASE-LRM	802.3aq-2006 (49 и 68)	SC, LC	Расширение до 220 м над развернутым многомодовым волокном 500 МГц · км (длина волны 1310 нм)
10GBASE-BR	мультивендор	SC, LC	, предлагаемый различными продавцами; двунаправленный по одной нити одномодового волокна на расстояние от 10 до 80 км с использованием (в основном) длин волн 1270 и 1330 нм; часто называют «10GBASE-BX» или «BiDi»
Другое
10GBASE-CX4	802.3ak-2004 (48 и 54)	CX4 / SFF-8470 / IEC 61076-3-113	Разработанный для поддержки коротких расстояний по медным кабелям, он использует разъемы InfiniBand 4x и твинаксиальный кабель CX4 и позволяет использовать кабель длиной до 15 м. Было указано в IEEE 802.3ak-2004, который был включен в IEEE 802.3-2008. Доставка практически прекратилась в пользу ЦАП 10GBASE-T и SFP +.
10GBASE-KX4	802.3ap-2007 (48 и 71)		1 м по 4 полосам объединительной платы
10GBASE-KR	802.3ap-2007 (49 и 72)		1 м по одной полоса объединительной платы
10GPASS-XR	802.3bn-2016 (100–102)		Протокол EPON по коаксиальному кабелю (EPoC) — до 10 Гбит / с в нисходящем направлении и 1,6 Гбит / с восходящий поток для пассивной оптической сети точка-множество точек с использованием полосы пропускания OFDM с до 16384-QAM
SFP + (прямое подключение)	SFF-8431 (2009)	SFP +	очень популярен для добавления модульных трансиверов; используется спина к спине, поскольку Direct Attach также очень популярен на расстоянии до 7 м с использованием пассивных твинаксиальных кабелей, до 15 м с использованием активных кабелей или до 100 м с использованием активных оптические кабели (AOC); однополосный, обычно 10,3125 Гбит / с

25 Гбит / с

Однополосный 25-гигабитный Ethernet основан на одной полосе 25,78125 Гбит / с из четырех из четырех из стандарта 100 Gigabit Ethernet, разработанного рабочей группой P802. 3by. 25GBASE-T по витой паре был одобрен вместе с 40GBASE-T в рамках IEEE 802.3bq.

Имя	Стандарт (Пункт)	Общий разъемы	Описание
Кабель с витой парой
25GBASE-T	802.3bq-2016 (113)	8P8C (IEC 60603-7-51 и IEC 60603-7-81, 2000 МГц)	уменьшенная версия 40GBASE-T — до 30 м Кабели категории 8 или ISO / IEC TR 11801-9905 [B1]
Волоконно-оптический кабель
25GBASE-SR	802.3by-2016 (112)	LC, SC	850 нм через многомодовый кабель длиной 100 м (OM4) или 70 м ( OM3) достигают
25GBASE-LR	802.3cc-2017 (114)	LC, SC	1310 нм по одномодовым кабелям с радиусом действия 10 км
25GBASE-ER	802.3cc-2017 (114)	LC, SC	1550 нм по одномодовым кабелям с радиусом действия 30 км (40 км по инженерным каналам)
Другое
25GBASE-CR / CR-S	802.3by-2016 (110)	SFP28 (SFF-8402 / SFF-8432)	прямой -подключите кабель (DAC) через твинаксиальный кабель wi th 3 м (-CR-S) и 5 ​​м (-CR-L) вылет
25GBASE-KR / KR-S	802.3by-2016 (111)		для объединительной платы печатных плат, полученный из 100GBASE-KR4
SFP28	SFF-8402 (2014)	SFP28	популярный для добавления модульных трансиверов

40 Гбит / с

Этот класс Ethernet был стандартизирован в июне 2010 года как IEEE 802.3ba вместе с первым поколением 100 Гбит / с с добавлением в марте 2011 года как IEEE 802.3bg, а также самым быстрым, но все же стандартом витой пары в IEEE 802.3bq-2016. Номенклатура выглядит следующим образом:

Название	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Описание
Кабель с витой парой
40GBASE-T	802.3bq-2016 (113)	8P8C (IEC 60603-7-51 и IEC 60603-7-81, 2000 МГц)	требуется Категория 8 кабель, до 30 м
Волоконно-оптический кабель
40GBASE-SR4	802.3ba-2010 (86)	MPO	не менее 100 м на 2000 МГц · Км многомодовое волокно (OM3). не менее 150 м на 4700 МГц · км многомодовое волокно (OM4)
40GBASE-LR4	802.3ba-2010 (87)	SC, LC	минимум 10 км по одномодовому волокну, CWDM с 4 полосами с использованием длины волны 1270, 1290, 1310 и 1330 нм
	802.3ba-2010 (87)	SC, LC	не менее 30 км по одномодовому волокну, CWDM с 4 полосами с использованием длины волны 1270, 1290, 1310 и 1330 нм (40 км по инженерным каналам)
40GBASE-FR	802.3bg-2011 (89)	SC, LC	однополосное, одномодовое волокно более 2 км, длина волны 1550 нм
От ее
40GBASE-KR4	802.3ba-2010 (84)		не менее 1 м над объединительной платой
40GBASE-CR4	802.3ba-2010 (85)	QSFP + (SFF-8436)	до 7 м по твинаксиальному медному кабелю (4 полосы, 10 Гбит / с каждая)

50 Гбит / с

IEEE 802.3cd Рабочая группа разработала стандарты 50 Гбит / с вместе со стандартами следующего поколения 100 и 200 Гбит / с с использованием линий 50 Гбит / с-

Название	Стандарт (Пункт)	Общие соединители	Описание
Волоконно-оптический кабель
50GBASE-SR	802.3cd-2018 (138)	LC, SC	через OM4 multi -модовое волокно с использованием PAM-4 с радиусом действия 100 м, 70 м по OM3
50GBASE-FR	802.3cd-2018 (139)	LC, SC	через одномодовое волокно с использованием PAM-4 с радиусом действия 2 км
50GBASE-LR	802.3cd-2018 (139)	LC, SC	через одиночный модовое волокно с использованием PAM-4 с радиусом действия 10 км
50GBASE-ER	802.3cd-2018 (139)	LC, SC	над одномодовым волокном с использованием ПАМ-4 с радиусом действия 30 км, 40 км по инженерным каналам
Другое
50GBASE-CR	802.3cd-2018 (136)	SFP28, QSFP28, microQSFP, QSFP-DD, OSFP	по твинаксиальному кабелю с радиусом действия 3 м
50GBASE-KR	802.3cd-2018 (137)		по объединительной плате с печатной схемой, в соответствии с пунктом 124 802.3bs

100 Гбит / с

Первое поколение 100G Ethernet с использованием линий 10 и 25 Гбит / с было стандартизировано в июне 2010 года как IEEE 802.3ba вместе с 40 Гбит / с. Второе поколение, использующее полосы 50 Гбит / с, было разработано рабочей группой IEEE 802.3cd вместе со стандартами 50 и 200 Гбит / с. Третье поколение, использующее одну полосу 100 Гбит / с, в настоящее время разрабатывается рабочей группой IEEE 802.3ck вместе с физическими уровнями 200 и 400 Гбит / с и интерфейсами подключаемых устройств (AUI), использующими полосы 100 Гбит / с.

Имя	Стандарт (Пункт)	Общие разъемы	Описание
Волоконно-оптический кабель
100GBASE-SR10	802.3ba-2010 (86)	MPO	не менее 100 м на протяжении 2000 МГц · км многомодовое волокно (OM3). не менее 150 м на протяжении 4700 МГц · км многомодовое волокно (OM4)
	802.3bm-2015 (95)	MPO	4 полосы, не менее 70 м на расстоянии 2000 МГц · км Модовое волокно (OM3). не менее 100 м на расстоянии 4700 МГц · км многомодовое волокно (OM4)
100GBASE-SR2	802.3cd-2018 (138)	MPO	две полосы 50 Гбит / с с использованием многомодового волокна PAM-4 по OM4 с радиусом действия 100 м, 70 м по OM3
100GBASE-LR4	802.3ba-2010 (88)	SC, LC	минимум 10 км по одномодовому волокну, DWDM с 4 полосами с использованием 1296, 1300, Длина волны 1305 и 1310 нм
100GBASE-ER4	802.3ba-2010 (88)	SC, LC	не менее 30 км по одномодовому волокну, DWDM с 4 полосы с использованием длины волны 1296, 1300, 1305 и 1310 нм (40 км по инженерным каналам)
	802.3cu (140)	LC, SC	минимум 500 м по одномодовому волокну с использованием одной полосы
	не менее 2 км по одномодовому волокну с использованием одной полосы
	не менее 10 км по одномодовому волокну с использованием одной полосы
100GBASE-ZR	802.3ct (153 154)	не менее 80 км по одномодовому оптоволокну с использованием одной длины волны в системе DWDM, что также составляет основу для 200GBASE-ZR и 400GBASE-ZR
Другое
100GBASE-CR10	802.3ba-2010 (85)	CXP10 (SFF-8642)	до 7 м по твинаксиальному медному кабелю в сборе (10 полос, 10 Гбит / с каждая)
100GBASE- CR4	802.3bj-2014 (92)	QSFP28 4X (SFF-8665)	до 5 м по твинаксиальному медному кабелю (4 полосы, 25 Гбит / с каждая)
100GBASE-CR2	802.3cd-2018 (136)	QSFP28, microQSFP, QSFP-DD, OSFP	по твинаксиальному кабелю с радиусом действия 3 м (две полосы 50 Гбит / с)
100GBASE-CR	802.3 ck (tbd)		однополосный по двухосевой медной сети с радиусом действия не менее 2 м
	802.3bj-2014 (93)		четыре полосы 25 Гбит / с каждая через объединительную плату
100GBASE-KR2	802.3cd-2018 (137)		две полосы 50 Гбит / с через объединительную плату с печатной схемой, в соответствии с пунктом 124 802.3bs
100GBASE-KR	802.3ck (подлежит уточнению)		однополосный над электрическими объединительными платами, поддерживающий вносимые потери до 28 дБ на 26,5625 ГБд
	802.3bj-2014 (94)		с использованием модуляции PAM4 на четырех полосах 12,5 ГБд каждый через объединительную плату

200 Гбит / с

Первое поколение 200 Гбит / с было определено рабочей группой IEEE 802.3bs и стандартизировано в 802.3bs-2017. Рабочая группа IEEE 802.3cd разработала стандарты 50 и следующего поколения на 100 и 200 Гбит / с с использованием одной, двух или четырех линий 50 Гбит / с соответственно. The next generation using 100 Gbit/s lanes is currently being developed by the IEEE 802.3ck Task Force along with 100 and 400 Gbit/s PHYs and attachment unit interfaces (AUI) using 100 Gbit/s lanes.

Name	Standard (Clause)	Common connectors	Description
Fiber-optical cable
200GBASE-DR4	802.3bs-2017 (121)	MPO	four PAM-4 lanes (26.5625 GBd) using individual strands of single-mode fiber with 500 m reach (1310 nm)
200GBASE-FR4	802.3bs-2017 (122)	SC, LC	four PAM-4 lanes (26.5625 GBd) using four wavelengths (CWDM) over single-mode fiber with 2 km reach (1270/1290/1310/1330 nm)
200GBASE-LR4	802.3bs-2017 (122)	SC, LC	четыре полосы PAM-4 (26,5625 ГБд) с использованием четырех длин волн (DWDM, 1296/1300/1305/1309 нм) на одномодовое волокно с радиусом действия 10 км
200GBASE-SR4	802.3cd-2018 (138)	MPO	четыре полосы PAM-4 через многомодовый OM4 оптоволокно с длиной волны 100 м, 70 м по OM3
200GBASE-ER4	802.3cn-2019 (122)		четырехполосное с использованием четырех длин волн (DVDM, 1296/1300/1305/1309 нм) по одномодовому оптоволокну с радиусом действия 30 и км, 40 км по инженерным каналам
Другое
200GBASE-CR4	802.3cd-2018 (136)	QSFP28, microQSFP, QSFP- DD, OSFP	четырехполосный по твинаксиальному кабелю с радиусом действия 3 м
200GBASE-KR4	802.3cd-2018 (137)		четырехполосный по печатной объединительной плате, в соответствии с пунктом 124 802.3bs
200GBASE-KR2	802.3ck (tbd)		двухполосная связь через электрические объединительные платы, поддерживающая вносимые потери до 28 дБ на 26,56 ГБд
200GBASE-CR2		двухполосная над двухосевой медью с реакцией не менее 2 м h

400 Гбит / с

Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) определил новый стандарт Ethernet, поддерживающий 200 и 400 Гбит / с в IEEE 802.3bs-2017.. Дальнейшей целью может быть 1 Тбит / с.

В мае 2018 года IEEE 802.3 запустил рабочую группу 802.3ck для разработки стандартов для PHY 100, 200 и 400 Гбит / с и интерфейсов подключаемых модулей (AUI) с использованием Дорожки 100 Гбит / с.

В 2008 году Роберт Меткалф, один из соавторов Ethernet, сказал, что, по его мнению, коммерческие приложения, использующие Terabit Ethernet, могут появиться 2015 г., хотя для этого могут потребоваться новые стандарты Ethernet. Было предсказано, что за этим быстро последует масштабирование до 100 Терабит, возможно, уже в 2020 году. Стоит отметить, что это были теоретические прогнозы технологических возможностей, а не оценки того, когда такие скорости действительно станут доступны по практической цене..

Название	Стандарт (Пункт)	Общие разъемы	Описание
Волоконно-оптический кабель
400GBASE-SR16	802.3 bs-2017 (123)	MPO	шестнадцать полос (26,5625 Гбит / с) с использованием отдельных прядей многомодового волокна OM4 / OM5 с радиусом действия 100 м или 70 м над OM3
400GBASE-DR4	802.3bs-2017 (124)	MPO	четыре полосы PAM-4 (53,125 ГБд) с использованием отдельных прядей одномодового волокна с радиусом действия 500 м (1310 нм)
400GBASE-FR8	802.3bs-2017 (122)	SC, LC	восемь полос PAM-4 (26,5625 ГБд) с использованием восьми длин волн (CWDM) по одномодовому волокну с радиусом действия 2 км
400GBASE-LR8	802.3bs-2017 (122)	SC, LC	восемь полос PAM-4 (26,5625 ГБд) с использованием восьми длин волн (DWDM) по одномодовому волокну с радиусом действия 10 км
400GBASE-FR4	802.3cu	SC, LC	четыре полосы / длины волны (CWDM, 1271/1291/1311/1331 нм) по одномодовому волокну с радиусом действия 2 км
400GBASE-LR4	четыре полосы по одномодовому волокну с радиусом действия 10 км
400GBASE-SR8	802.3cm-2020 (138)	SC, LC	восьмиполосный с использованием отдельных прядей многомодового волокна с Диапазон действия 100 м
400GBASE-SR4.2	802.3cm-2020 (150)	четырехполосный с использованием отдельных прядей многомодового волокна с радиусом действия 100 м
400GBASE- ER8	802.3cn-2019 (122)	SC, LC	восьмиполосный с использованием восьми длин волн по одномодовому волокну с радиусом действия 40 км
	802.3ct ( 155 и 156)	SC, LC	не менее 80 км по одномодовому волокну с использованием одной длины волны с 16QAM по системе DWDM
Другое
400GBASE-KR4	802.3ck (tbd)		поддержка четырехполосной связи через электрические объединительные платы внесение вносимых потерь до 28 дБ при 26,56 Гбит / с
400GBASE-CR4		четыре полосы по двухосевой медной линии с радиусом действия не менее 2 м

800 Гбит / с

Консорциум технологий Ethernet (бывший Консорциум 25 Gigabit Ethernet) в апреле 2020 года используется вариант связанного Ethernet PCS с пропускной способностью 800 Гбит / с на основе связанного 400GBASE-R.

Название	Стандарт (Пункт)	Общие соединители	Описание
800GBASE-R			По состоянию на апрель 2020 года подуровни PCS и PMA, адаптировано, адаптировано с использованием восьми дорожек по 100 Гбит / с каждый, и подключение к модулю приемередатчика через C2M или C2C, в 802.3ck.

Первая миля

Для предоставления услуг доступа в Интернет напрямую от провайдеров к домам и малым предприятиям:

Название	Стандарт (Пункт)	Описание
10BaseS	Собственный	Ethernet через VDSL, используется в Long Доступ к продуктам Ethernet ; использует полосу пропускания вместо основных полос
2BASE-TL	802.3ah-2004 (61 и 63)	По телефонным проводам
10PASS-TS	802.3 ah- 2004 (61 и 62)
100BASE-LX10	802.3ah-2004 (58)	Одномодовое оптоволокно
100BASE-BX10
1000BASE-LX10	802.3ah- 2004 (59)
1000BASE-BX10
1000BASE-PX10	802.3ah-2004 (60)	Пассивная оптическая сеть
1000BASE-PX20
10GBASE-PR. 10 / 1GBASE-PRX	802.3av-2009 (75)	Пассивная оптическая сеть 10 Гбит / с восходящим каналом 1 или 10 Гбит / с для диапазона 10 или 20 км

Подуровни

Начиная с Fast Ethernet, указан физический уровень разделены на три подуровня для упрощения проектирования и взаимодействия:

• PCS (подуровень физического кодирования ) — этот подуровень выполняет автосогласование и базовое кодирование, например как 8b / 10b, разделение дорожек и рекомбинация. Для Ethernet скорость передачи в верхней части PCS — это номинальная скорость передачи данных, например 10 Мбит / с для классического Ethernet или 1000 Мбит / с для Gigabit Ethernet.
• PMA (Physical Medium Attachment подуровень) — этот подуровень выполняет кадрирование PMA, синхронизацию / обнаружение октетов и полиномиальное скремблирование / дескремблирование.
• PMD (Подуровень, зависимый от физической среды ) — этот подуровень состоит из приемопередатчика для физической среды.

Кабель с витой парой

Несколько разновидностей Ethernet были специально разработаны для работы с 4-парными медными структурированными кабелями, уже установленными во многих местах.

В отличие от 10BASE-T и 100BASE-TX, 1000BASE-T и выше используют все четыре пары кабелей для одновременной передачи в обоих направлениях с помощью эхоподавления.

Использование точки- Соединение с медными кабелями дает возможность передать вместе с данными малую электрическую мощность. Это называется Power over Ethernet, и существует несколько стандартных стандартов IEEE 802.3. Сочетание 10BASE-T (или 100BASE-TX) с «режимом A» позволяет концентратору или коммутатору код и мощность, и данные только по двум парам. Это было сделано для того, чтобы две другие пары оставались свободными для аналоговых телефонных сигналов. Контакты, используемые в «режиме B», используются питание по «запасным» парам, не используемым 10BASE-T и 100BASE-TX. «4PPoE», специальный в IEEE 802.3bt, может использовать четыре пары для питания до 100 Вт.

Проводка 8P8C (MDI )

Контакт	Пара	Цвет	телефон	10BASE-T. 100BASE-TX	1000BASE-T. и далее	режим PoE A	режим PoE B
1	3
Стандарт 8P8C (часто называемый RJ45) разъем, наиболее часто используемый в кабелях категории 5, одном из типов кабелей, используемых в сетях Ethernet
Стандарт	IEEE 802.3 (с 1983 г.)
Физический носители	Коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно
Топология сети	Точка-точка, звезда, шина
Основные варианты	10BASE5, 10BASE2, 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, 10GBASE-T
Максимальное расстояние	100 м (328 футов) по витой паре, до 100 км по оптоволокну
Режим работы	дифференциальный (балансный), оптический, несимметричный
Максимальная скорость передачи данных	от 1 Мбит / с до 400 Гбит / с
Уровни напряжения	± 2,5 В (по витой паре)
Общие типы разъемов	8P8C, LC, SC, ST

Физический уровень Ethernet — это функция физического уровня семейства Ethernet стандартов компьютерных сетей. Физический уровень определяет электрические или оптические свойства физического соединения между устройством и сетью или между сетевыми устройствами. Он дополняется уровнем MAC и уровнем логических каналов.

. Физический уровень Ethernet развивался за время своего существования, начиная с 1980 года, и включает в себя несколько интерфейсов физических сред и несколько порядков величины. скорости от 1 Мбит / с до 400 Гбит / с. Диапазон физических сред — от громоздкого коаксиального кабеля до витой пары и оптического волокна со стандартизованной дальностью действия до 40 км. Как правило, программное обеспечение стека протоколов сети будет работать одинаково на всех физических уровнях.

Многие адаптеры Ethernet и порты коммутатора поддерживают несколько скоростей за счет использования автосогласования для установки скорости и дуплексного режима для наилучших значений, поддерживаемых обоими подключенными устройств. Если автосогласование не удается, некоторые устройства с несколькими скоростями определяют скорость, используемую их партнером, но это может привести к несоответствию дуплексного режима. За редкими исключениями порт 100BASE-TX (10/100 ) также поддерживает 10BASE-T, а порт 1000BASE-T ( 10/100/1000 ) также поддерживает 10BASE-T и 100BASE-TX. Большинство портов 10GBASE-T также поддерживают 1000BASE-T, некоторые даже 100BASE-TX или 10BASE-T. Хотя на автосогласование можно практически положиться для Ethernet по витой паре, несколько оптоволоконных портов поддерживают несколько скоростей. В любом случае даже многоскоростные оптоволоконные интерфейсы поддерживают только одну длину волны (например, 850 нм для 1000BASE-SX или 10GBASE-SR).

10 Gigabit Ethernet уже использовался как в корпоративных, так и в операторских сетях к 2007 году, ратифицированы стандарты 40 Gbit / s и 100 Gigabit Ethernet. В 2017 году самыми быстрыми добавлениями к семейству Ethernet стали 200 и 400 Гбит / с.

Содержание

• 1 Соглашения об именах
• 2 Физические уровни
  • 2.1 Ранние реализации и 10 Мбит / с
  • 2.2 Fast Ethernet
  • 2,3 1 Гбит / с
  • 2,4 2,5 и 5 Гбит / с
  • 2,5 10 Гбит / с
  • 2,6 25 Гбит / с
  • 2,7 40 Гбит / с
  • 2,8 50 Гбит / с
  • 2,9 100 Гбит / с
  • 2,10 200 Гбит / с
  • 2,11 400 Гбит / с
  • 2,12 800 Гбит / с
  • 2,13 Первая миля
• 3 Подуровень
• 4 Кабель витая пара
• 5 Минимальная длина кабеля
• 6 Соответствующие стандарты
• 7 Ссылки
• 8 Внешние ссылки

Соглашения об именах

Обычно слои именуются в соответствии с их спецификациями:

• 10, 100, 1000, 10G,… — номинальная полезная скорость наверху физического уровня (без суффикса = мегабит / с, G = гигабит / с), исключая линейные коды, но включая служебные данные другого физического уровня (преамбула , SFD, IPG ); некоторые WAN PHY (W) работают с немного сниженным битрейтом по соображениям совместимости; закодированные подуровни PHY обычно работают с более высокими битрейтами
• BASE, BROAD, PASS — указывает baseband, широкополосную или полосу пропускания сигнализации соответственно
• -T, -S, -L, -E, -Z, -C, -K, -H… — medium (PMD): T = витая пара, S = 850 нм с короткой длиной волны (многомодовое волокно ), L = 1300 нм с длинной длиной волны (в основном одномодовое волокно ), E или Z = 1500 нм со сверхдлинной длиной волны (одномодовый), B = двунаправленное волокно (в основном одномодовое) с использованием WDM, P = пассивный оптический (PON ), C = медный / твинаксиальный, K = объединительная плата, 2 или 5 или 36 = коаксиальный кабель с радиусом действия 185/500/3600 м (устарело), ​​F = волокно, различные длины волн, H = пластиковый оптический fiber
• X, R — метод кодирования PCS (зависит от поколения): X для блочного кодирования 8b / 10b (4B5B для Fast Ethernet), R для кодирования больших блоков (64b / 66b )
• 1, 2, 4, 10 — для PHY LAN указывает количество полос, используемых на ссылку; для PHY WAN указывает r каждый в километрах

Для 10 Мбит / с кодировка не указывается, поскольку во всех вариантах используется Манчестерский код. Большинство слоев витой пары используют уникальную кодировку, поэтому чаще всего используется просто -T.

Дальность действия, особенно для оптических соединений, определяется как максимально достижимая длина линии связи, которая гарантированно работает при соблюдении всех параметров канала (модальная полоса пропускания, затухание, вносимые потери и т. Д.). При лучших параметрах канала часто может быть достигнута более длинная и стабильная длина канала. И наоборот, канал с худшими параметрами канала тоже может работать, но только на меньшем расстоянии. Досягаемость и максимальное расстояние имеют одно и то же значение.

Физические уровни

В следующих разделах дается краткое описание официальных типов носителей Ethernet. В дополнение к этим официальным стандартам многие производители по разным причинам внедрили собственные типы носителей — часто для поддержки более длинных расстояний по оптоволоконным кабелям.

Ранние реализации и 10 Мбит / с

В ранних стандартах Ethernet использовалось манчестерское кодирование, чтобы сигнал был самосинхронизирующимся и на него не влияли фильтры верхних частот.

Имя	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Дальность связи	Требуемый кабель	Описание
Коаксиальный кабель
Xerox экспериментальный Ethernet	Фирменный	Vampire tap	1 км	75 Ω коаксиальный	Исходная реализация Ethernet 2,94 Мбит / с имела восьмибитные адреса и другие различия в формате кадра.
10BASE5	802.3-1983 (8)	AUI, N, vampire tap	500 м	RG-8X	В исходном стандарте используется один коаксиальный кабель, в котором соединение выполняется путем врезания в один кабель и просверливания для контакта с сердечником и экраном. В значительной степени устаревшие, хотя из-за широкого распространения в начале 1980-х некоторые системы все еще могут использоваться. Был известен также как DIX Standard (до 802.3) и позже как Thick-Ethernet (в отличие от 10BASE2, thinnet). 10 Мбит / с по дорогому коаксиальному кабелю RG-8X 50 Ω, электрическая топология шины с обнаружением коллизий. Устарело с 2003 г.
10BASE2	802.3a-1985 (10)	BNC, EAD / TAE-E	185 м	RG-58	Коаксиальный кабель 50 Ом Кабель соединяет машины друг с другом, каждая машина использует тройник для подключения к своей сетевой карте. Требуется терминаторов на каждом конце. В течение многих лет с середины до конца 1980 года это был доминирующий стандарт Ethernet. Также называется Thin Ethernet, Thinnet или Cheapernet. 10 Мбит / с по коаксиальному кабелю RG-58, топология шины с обнаружением коллизий. Устарело с 2011 г.
10BROAD36	802.3b-1985 (11)	F	1800 м @ VF 0,87	75 Ом, коаксиальный	Ранний стандарт поддержки Ethernet на большие расстояния. Он использовал методы широкополосной модуляции, аналогичные тем, которые используются в системах кабельных модемов, и работал по коаксиальному кабелю. 10 Мбит / с, скремблированная сигнализация NRZ, модулированная (PSK ) по высокочастотной несущей, широкополосный коаксиальный кабель, шинная топология с обнаружением коллизий. Устарело с 2003 г.
Кабель с витой парой
1BASE5	802.3e-1987 (12)	8P8C (IEC 60603-7)	250 м	voice-grade	Также называется StarLAN. Работает со скоростью 1 Мбит / с по витой паре до активного концентратора, звездообразная топология. Несмотря на коммерческий провал, 1BASE5 определил архитектуру для всей последующей эволюции Ethernet на витой паре. Устарело с 2003 года.
StarLAN 10	Собственный (1988)	8P8C	100 м	голосовой уровень	10 Мбит / с по медной витой паре, звездообразная топология — преобразована в 10BASE-T
LattisNet UTP	проприетарный (1987)	8P8C	100 м	голосового уровня	10 Мбит / с по медной витой паре, топология «звезда» — преобразована в 10BASE-T
10BASE-T	802.3i-1990 (14)	8P8C (IEC 60603-7)	100 м	Cat-3	Работает по четырем проводам (две витые пары ). концентратор ретранслятора или коммутатор находится посередине и имеет порт для каждого узла. Такая же конфигурация используется для 100BASE-T и Gigabit Ethernet. Кабельная система на основе медной витой пары, топология «звезда» — прямая эволюция 1BASE-5. По состоянию на 2018 год все еще широко поддерживается.
	802.3az-2010 (14)	100 м	Cat-5	Энергоэффективный Ethernet вариант 10BASE-T с использованием сигнала с уменьшенной амплитудой по категории 5 кабель, полностью совместимый с узлами 10BASE-T.
	802.3cg-2019 (146)	IEC 63171-1, IEC 63171-6	1000 м		Ethernet по одной витой паре для промышленных приложений
	802.3cg -2019 (147)	15 м		Ethernet по одной витой паре для автомобильных приложений, включая PoDL
Волоконно-оптический кабель
FOIRL	802.3d-1987 ( 9.9)	ST	1000 м	FDDI-style MMF	Волоконно-оптическая линия связи между повторителями ; исходный стандарт Ethernet по оптоволокну, замененный 10BASE-FL
10BASE-F	802.3j-1993 (15)				Общий термин для семейства стандартов Ethernet 10 Мбит / с, использующих оптоволокно оптический кабель: 10BASE-FL, 10BASE-FB и 10BASE-FP. Из них только 10BASE-FL получил широкое распространение. 10 Мбит / с по оптоволоконной паре
10BASE-FL	802.3j-1993 (15 и 18)	ST	2000 м	MMF в стиле FDDI	Обновленная версия стандарта FOIRL для конечных узлов, дальность действия 2 км через многомодовое волокно в стиле FDDI, длина волны 850 нм
10BASE-FB	802.3j-1993 ( 15 и 17)	2000 м	Предназначен для магистральных сетей, соединяющих несколько концентраторов или коммутаторов в качестве прямого преемника FOIRL; не рекомендуется в 2011 г.
10BASE ‑ FP	802.3j-1993 (15 16)	1000 м	Пассивная звездообразная сеть, не требующая ретранслятора, это было никогда не реализовывался. Не рекомендуется в 2003 году.

Fast Ethernet

Все варианты Fast Ethernet используют топологию звезды и обычно используют линейное кодирование 4B5B.

Название	Стандарт (Пункт)	Общие разъемы	Описание
Кабель витой пары
100BASE‑T	802.3u -1995 (21)		Термин для любого из трех стандартов Ethernet 100 Мбит / с по витой паре. Включает 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2. По состоянию на 2009 год, 100BASE-TX полностью доминировал на рынке и может считаться синонимом 100BASE-T в неформальном использовании.
100BASE-TX	802.3u-1995 (24, 25)	8P8C (стандарт FDDI TP-PMD, ANSI INCITS 263-1995)	4B5B MLT- 3 кодированная сигнализация, кабель категории 5 с использованием двух витых пар. По состоянию на 2018 год все еще очень популярен.
100BASE-T4	802.3u-1995 (23)	8P8C (IEC 60603-7)	PAM-3 кодированная сигнализация, кабель категории 3 (как в установках 10BASE-T) с использованием четырех витых пар. Ограничено полудуплексом. Устарело с 2003 г.
100BASE-T2	802.3y-1998 (32)	8P8C (IEC 60603-7)	Кодированная сигнализация PAM-5, медный кабель CAT3 с двумя витыми витками пары, звездная топология. Поддерживает полный дуплекс. Функционально он эквивалентен 100BASE-TX, но поддерживает старый телефонный кабель. Однако для обработки требуемых схем кодирования требуются специальные сложные процессоры цифровых сигналов, что делает этот вариант довольно дорогим в то время. Он появился после того, как 100BASE-TX появился на рынке. 100BASE-T2 и 100BASE-T4 не получили широкого распространения, но некоторые технологии, разработанные для них, используются в 1000BASE-T. Не рекомендуется в 2003 году.
100BASE-T1	802.3bw-2015 (96)	не указано	Использует модуляцию PAM-3 со скоростью 66,7 МБд за один, двунаправленная витая пара до 15 м; три бита кодируются как два троичных символа. Он предназначен для автомобильной промышленности.
100BaseVG	802.12-1994	8P8C	Стандартизован другой подгруппой IEEE 802, 802.12, поскольку в ней использовалась другая, более централизованная форма доступа к среде (требование приоритет ). Предложено Hewlett-Packard. По своей сути полудуплексный, для этого требовалось четыре пары кабеля Cat-3. В настоящее время устаревший стандарт был отменен в 2001 году.
HDMI Ethernet Channel	HDMI 1.4 (2009)	HDMI	HEC использует гибрид для микширования и разделить передачу и прием сигналов 100BASE-TX через одну витую пару.
Волоконно-оптический кабель
100BASE ‑ FX	802.3u-1995 (24, 26)	ST, SC	4B5B NRZI кодированная сигнализация, две жилы многомодовое оптоволокно. Максимальная длина составляет 400 метров для полудуплексных соединений (для обеспечения обнаружения коллизий) или 2 км для полнодуплексных соединений. Технические характеристики в основном заимствованы из FDDI.
100BASE ‑ SX	TIA -785 (2000)	ST, SC	100 Мбит / с Ethernet через несколько -модовое волокно. Максимальная длина 300 метров. В 100BASE-SX использовалась коротковолновая (850 нм) оптика, которую можно было использовать совместно с 10BASE-FL, что сделало схему автосогласования возможной с оптоволоконными адаптерами 10/100.
100BASE ‑ BX10	802.3ah-2004 (58, 66)	ST, SC, LC	Ethernet, 100 Мбит / с, двунаправленная передача по одной прядке одномодового оптического волокна . Оптический мультиплексор используется для разделения передаваемых и принимаемых сигналов на разные длины волн, что позволяет им использовать одно и то же волокно. Поддерживает до 10 км, только полнодуплексный режим.
100BASE-LX10	802.3ah-2004 (58)	ST, SC, LC	100 Мбит / с Ethernet вверх до 10 км по паре одномодовых волокон, только полнодуплексный режим.

1 Гбит / с

Все варианты Gigabit Ethernet используют звездообразную топологию. Варианты 1000BASE-X используют кодировку 8b / 10b PCS. Первоначально полудуплексный режим был включен в стандарт, но с тех пор от него отказались. Очень немногие устройства поддерживают гигабитную скорость в полудуплексе.

Название	Стандарт (Пункт)	Общие разъемы	Описание
Кабель витой пары
1000BASE-T	802.3ab-1999 ( 40)	8P8C (IEC 60603-7)	Кодированная сигнализация PAM-5, по крайней мере кабель категории 5, с категорией 5e настоятельно рекомендуется медный кабель с четырьмя витыми парами. Каждая пара используется одновременно в обоих направлениях. Чрезвычайно широкое распространение.
1000BASE-T1	802.3bp-2016 (97)	не указано	использует одну двунаправленную витую пару только в полнодуплексном режиме; кабели, рассчитанные на радиус действия 15 м (автомобильный сегмент связи) или 40 м (дополнительный сегмент связи), предназначенные для автомобильного и промышленного применения; он использует кодирование в PCS, сигнализацию PAM-3 со скоростью 750 МБод (три бита передаются как два троичных символа) и включает коррекцию ошибок Рида – Соломона.
1000BASE-TX	TIA-854 (2001)	8P8C (IEC 60603-7)	Требуется кабель категории 6. Не реализовано, снято.
Волоконно-оптический кабель
1000BASE-SX	802.3z-1998 (38)	ST, SC, LC	8B10B NRZ кодированная сигнализация на несущей 850 нм, ближнее многомодовое волокно (до 550 м).
1000BASE-LX	802.3z-1998 (38)	SC, LC	8B10B Кодированная передача сигналов NRZ на несущей 1310 нм, многомодовое волокно (до 550 м) или одномодовое волокно протяженностью до 5 км; наиболее актуальными реализациями являются 1000BASE-LX10 с радиусом действия 10 км
1000BASE-BX10	802.3ah-2004 (59)	SC, LC	до 10 км на 1490 и Носители 1390 нм; двунаправленный по одной нити одномодового волокна; часто называют просто 1000BASE-BX
1000BASE-LX10	802.3ah-2004 (59)	SC, LC	идентично 1000BASE-LX, но с увеличенной мощностью и чувствительностью до 10 км по паре одномодовых волокон; обычно назывался просто 1000BASE-LX или, до 802.3ah, 1000BASE-LH; Расширения для конкретных поставщиков существуют на расстояние до 40 км
1000BASE ‑ PX10 ‑ D	802.3ah-2004 (60)	SC, LC	в нисходящем направлении (от от головного до конечного) по одномодовому волокну с использованием топологии точка-множество точек (поддерживает не менее 10 км).
1000BASE ‑ PX10 ‑ U	802.3ah-2004 (60)	восходящий поток (от хвостового конца к головному) по одномодовому волокну с использованием двухточечной многоточечная топология (поддерживает не менее 10 км).
1000BASE ‑ PX20 ‑ D	802.3ah-2004 (60)	в нисходящем направлении (от головного до конечного) по одномодовому оптоволокну с использованием топологии точка-множество точек (поддерживает не менее 20 км).
1000BASE ‑ PX20 ‑ U	802.3ah-2004 (60)	восходящий поток (от хвостового конца к головному) по одномодовому оптоволокну с использованием двухточечной многоточечная топология (поддерживает не менее 20 км).
1000BASE-EX. 1000BASE-ZX	от разных производителей	SC, LC	до 40 или 100 км по одномодовому оптоволокну на длине волны 1550 нм оператор связи
Другое
SFP	INF-8074i (2001)	SFP	сам по себе не полный физический уровень, но очень популярен для добавления модульных трансиверов; однополосная, обычно 1,25 Гбит / с
1000BASE-CX	802.3z-1998 (39)	DE-9, FC style-2 / IEC 61076-3- 103, CX4 / SFF-8470	8B10B Кодированная передача сигналов NRZ по экранированному симметричному медному кабелю длиной до 25 м (150 Ом). Предшествует 1000BASE-T и используется редко.
1000BASE ‑ KX	802.3ap-2007 (70)		1 м по объединительной плате
1000BASE-RHx	802.3bv-2017 (115)	RHA: зажимное приспособление. RHB / RHC: не указано	1000BASE-RHA, -RHB, -RHC проходит через дуплексное пластиковое оптоволокно длиной до 50, 40 и 15 м (POF) с использованием длины волны ~ 650 нм, кодирования 64b / 65b и символов PAM16 при 325 МБод; предназначены для домашнего, промышленного и автомобильного использования, соответственно

2,5 и 5 Гбит / с

2,5GBASE-T и 5GBASE-T являются уменьшенными вариантами 10GBASE-T. Эти физические уровни поддерживают только медную витую пару.

Название	Стандарт (Пункт)	Общие разъемы	Описание
Кабель витой пары
2.5GBASE-T	802.3bz-2016 (126)	8P8C — IEC 60603-7-4 (без экрана) или IEC 60603-7-5 (с экраном)	100 м Cat 5e
5GBASE-T	На 100 м кабеля Cat 6
2.5GBASE-T1	802.3ch-2020		используется одна двунаправленная витая пара только в полнодуплексном режиме, предназначенная для автомобильных и промышленных приложений
5GBASE -T1
Другое
2,5GBASE-KX	802.3cb-2018 (128)		2,5 Гбит / с на 1 м объединительной платы, повышенное разрешение 1000BASE-KX
5GBASE-KR	802.3cb-2018 (130)		5 Гбит / с на 1 м объединительной платы, уменьшенное масштабирование 10GBASE-KR

10 Гбит / с

10 Gigabit Ethernet — это версия Ethernet с номинальной скоростью передачи данных 10 Гбит / с, что в десять раз быстрее, чем Gigabit Ethernet. Первый стандарт 10 Gigabit Ethernet, IEEE Std 802.3ae-2002, был опубликован в 2002 году. Последующие стандарты охватывают типы носителей для одномодового волокна (дальняя связь), многомодового волокна (до 400 м), медной объединительной платы (до 1 м) и медной витой пары (до 100 м). Все 10-гигабитные стандарты были объединены в IEEE Std 802.3-2008. В большинстве 10-гигабитных вариантов используется код 64b/66b PCS (-R). 10 Gigabit Ethernet, в частности 10GBASE-LR и 10GBASE-ER, занимает значительную долю рынка в операторских сетях.

Название	Стандарт (Пункт)	Общие разъемы	Описание
Кабель витой пары
10GBASE-T	802.3an-2006 ( 55)	8P8C (IEC 60603-7-4 (неэкранированный) или IEC 60603-7-5 (экранированный))	Использует кабельную витую пару Cat 6A, четыре полосы по 800 МБод каждая, PAM -16 с линейным кодом DSQ128
10GBASE-T1	802.3ch-2020		использует одну двунаправленную витую пару только в полнодуплексном режиме, предназначен для автомобильных и промышленных приложений
Волоконно-оптический кабель
10GBASE-SR	802.3ae-2002 (49 и 52)	SC, LC	разработан для поддержки коротких расстояний по развернутым многомодовым оптоволоконным кабелям, он имеет диапазон от 26 м до 400 м в зависимости от типа кабеля (модальная полоса пропускания : радиус действия: 160 МГц · км: 26 м, 200 МГц · Км: 33 м, 400 МГц · км: 66 м, 500 МГц · км: 82 м, 2000 МГц · км: 300 м, 4700 МГц · км: 400 м) с использованием длины волны 850 нм
10GBASE-LX4	802.3ae-2002 (48 53)	SC, LC	использует четыре полосы 8b / 10b с волной Мультиплексирование с ng-разделением (1275, 1300, 1325 и 1350 нм) по развернутой многомодовой кабельной сети для поддержки диапазонов от 240 м до 300 м (модальная полоса пропускания 400/500 МГц · км). Также поддерживает 10 км по одномодовому волокну.
10GBASE-LR	802.3ae-2002 (49 52)	SC, LC	поддерживает 10 км по одномодовому волокну с длиной волны 1310 нм
10GBASE-ER	802.3ae-2002 (49 и 52)	SC, LC	поддерживает 30 км по одномодовому волокну с использованием длины волны 1550 нм (40 км по инженерным каналам)
10GBASE-ZR	мультивендор	SC, LC	, предлагаемый разными продавцами; поддерживает 80 км или более по одномодовому оптоволокну с длиной волны 1550 нм
10GBASE-SW	802.3ae-2002 (50 и 52)		Вариант 10GBASE-SR с 9,58464 Гбит / с, предназначенный для непосредственного отображения как потоки OC-192 / STM-64 SONET / SDH (длина волны 850 нм)
10GBASE-LW	802.3ae-2002 (50 и 52)		Вариант 10GBASE-LR со скоростью 9,58464 Гбит / с, предназначенный для прямого отображения потоков OC-192 / STM-64 SONET / SDH (длина волны 1310 нм)
10GBASE-EW	802.3ae-2002 (50 и 52)		Вариант 10GBASE-ER с пропускной способностью 9,58464 Гбит / с, предназначенный для прямого сопоставления потоков OC-192 / STM-64 SONET / SDH (длина волны 1550 нм)
10GBASE-LRM	802.3aq-2006 (49 и 68)	SC, LC	Расширение до 220 м над развернутым многомодовым волокном 500 МГц · км (длина волны 1310 нм)
10GBASE-BR	мультивендор	SC, LC	, предлагаемый различными продавцами; двунаправленный по одной нити одномодового волокна на расстояние от 10 до 80 км с использованием (в основном) длин волн 1270 и 1330 нм; часто называют «10GBASE-BX» или «BiDi»
Другое
10GBASE-CX4	802.3ak-2004 (48 и 54)	CX4 / SFF-8470 / IEC 61076-3-113	Разработанный для поддержки коротких расстояний по медным кабелям, он использует разъемы InfiniBand 4x и твинаксиальный кабель CX4 и позволяет использовать кабель длиной до 15 м. Было указано в IEEE 802.3ak-2004, который был включен в IEEE 802.3-2008. Доставка практически прекратилась в пользу ЦАП 10GBASE-T и SFP +.
10GBASE-KX4	802.3ap-2007 (48 и 71)		1 м по 4 полосам объединительной платы
10GBASE-KR	802.3ap-2007 (49 и 72)		1 м по одной полоса объединительной платы
10GPASS-XR	802.3bn-2016 (100–102)		Протокол EPON по коаксиальному кабелю (EPoC) — до 10 Гбит / с в нисходящем направлении и 1,6 Гбит / с восходящий поток для пассивной оптической сети точка-множество точек с использованием полосы пропускания OFDM с до 16384-QAM
SFP + (прямое подключение)	SFF-8431 (2009)	SFP +	очень популярен для добавления модульных трансиверов; используется спина к спине, поскольку Direct Attach также очень популярен на расстоянии до 7 м с использованием пассивных твинаксиальных кабелей, до 15 м с использованием активных кабелей или до 100 м с использованием активных оптические кабели (AOC); однополосный, обычно 10,3125 Гбит / с

25 Гбит / с

Однополосный 25-гигабитный Ethernet основан на одной полосе 25,78125 Гбит / с из четырех из четырех из стандарта 100 Gigabit Ethernet, разработанного рабочей группой P802. 3by. 25GBASE-T по витой паре был одобрен вместе с 40GBASE-T в рамках IEEE 802.3bq.

Имя	Стандарт (Пункт)	Общий разъемы	Описание
Кабель с витой парой
25GBASE-T	802.3bq-2016 (113)	8P8C (IEC 60603-7-51 и IEC 60603-7-81, 2000 МГц)	уменьшенная версия 40GBASE-T — до 30 м Кабели категории 8 или ISO / IEC TR 11801-9905 [B1]
Волоконно-оптический кабель
25GBASE-SR	802.3by-2016 (112)	LC, SC	850 нм через многомодовый кабель длиной 100 м (OM4) или 70 м ( OM3) достигают
25GBASE-LR	802.3cc-2017 (114)	LC, SC	1310 нм по одномодовым кабелям с радиусом действия 10 км
25GBASE-ER	802.3cc-2017 (114)	LC, SC	1550 нм по одномодовым кабелям с радиусом действия 30 км (40 км по инженерным каналам)
Другое
25GBASE-CR / CR-S	802.3by-2016 (110)	SFP28 (SFF-8402 / SFF-8432)	прямой -подключите кабель (DAC) через твинаксиальный кабель wi th 3 м (-CR-S) и 5 ​​м (-CR-L) вылет
25GBASE-KR / KR-S	802.3by-2016 (111)		для объединительной платы печатных плат, полученный из 100GBASE-KR4
SFP28	SFF-8402 (2014)	SFP28	популярный для добавления модульных трансиверов

40 Гбит / с

Этот класс Ethernet был стандартизирован в июне 2010 года как IEEE 802.3ba вместе с первым поколением 100 Гбит / с с добавлением в марте 2011 года как IEEE 802.3bg, а также самым быстрым, но все же стандартом витой пары в IEEE 802.3bq-2016. Номенклатура выглядит следующим образом:

Название	Стандарт (пункт)	Общие разъемы	Описание
Кабель с витой парой
40GBASE-T	802.3bq-2016 (113)	8P8C (IEC 60603-7-51 и IEC 60603-7-81, 2000 МГц)	требуется Категория 8 кабель, до 30 м
Волоконно-оптический кабель
40GBASE-SR4	802.3ba-2010 (86)	MPO	не менее 100 м на 2000 МГц · Км многомодовое волокно (OM3). не менее 150 м на 4700 МГц · км многомодовое волокно (OM4)
40GBASE-LR4	802.3ba-2010 (87)	SC, LC	минимум 10 км по одномодовому волокну, CWDM с 4 полосами с использованием длины волны 1270, 1290, 1310 и 1330 нм
	802.3ba-2010 (87)	SC, LC	не менее 30 км по одномодовому волокну, CWDM с 4 полосами с использованием длины волны 1270, 1290, 1310 и 1330 нм (40 км по инженерным каналам)
40GBASE-FR	802.3bg-2011 (89)	SC, LC	однополосное, одномодовое волокно более 2 км, длина волны 1550 нм
От ее
40GBASE-KR4	802.3ba-2010 (84)		не менее 1 м над объединительной платой
40GBASE-CR4	802.3ba-2010 (85)	QSFP + (SFF-8436)	до 7 м по твинаксиальному медному кабелю (4 полосы, 10 Гбит / с каждая)

50 Гбит / с

IEEE 802.3cd Рабочая группа разработала стандарты 50 Гбит / с вместе со стандартами следующего поколения 100 и 200 Гбит / с с использованием линий 50 Гбит / с-

Название	Стандарт (Пункт)	Общие соединители	Описание
Волоконно-оптический кабель
50GBASE-SR	802.3cd-2018 (138)	LC, SC	через OM4 multi -модовое волокно с использованием PAM-4 с радиусом действия 100 м, 70 м по OM3
50GBASE-FR	802.3cd-2018 (139)	LC, SC	через одномодовое волокно с использованием PAM-4 с радиусом действия 2 км
50GBASE-LR	802.3cd-2018 (139)	LC, SC	через одиночный модовое волокно с использованием PAM-4 с радиусом действия 10 км
50GBASE-ER	802.3cd-2018 (139)	LC, SC	над одномодовым волокном с использованием ПАМ-4 с радиусом действия 30 км, 40 км по инженерным каналам
Другое
50GBASE-CR	802.3cd-2018 (136)	SFP28, QSFP28, microQSFP, QSFP-DD, OSFP	по твинаксиальному кабелю с радиусом действия 3 м
50GBASE-KR	802.3cd-2018 (137)		по объединительной плате с печатной схемой, в соответствии с пунктом 124 802.3bs

100 Гбит / с

Первое поколение 100G Ethernet с использованием линий 10 и 25 Гбит / с было стандартизировано в июне 2010 года как IEEE 802.3ba вместе с 40 Гбит / с. Второе поколение, использующее полосы 50 Гбит / с, было разработано рабочей группой IEEE 802.3cd вместе со стандартами 50 и 200 Гбит / с. Третье поколение, использующее одну полосу 100 Гбит / с, в настоящее время разрабатывается рабочей группой IEEE 802.3ck вместе с физическими уровнями 200 и 400 Гбит / с и интерфейсами подключаемых устройств (AUI), использующими полосы 100 Гбит / с.

Имя	Стандарт (Пункт)	Общие разъемы	Описание
Волоконно-оптический кабель
100GBASE-SR10	802.3ba-2010 (86)	MPO	не менее 100 м на протяжении 2000 МГц · км многомодовое волокно (OM3). не менее 150 м на протяжении 4700 МГц · км многомодовое волокно (OM4)
	802.3bm-2015 (95)	MPO	4 полосы, не менее 70 м на расстоянии 2000 МГц · км Модовое волокно (OM3). не менее 100 м на расстоянии 4700 МГц · км многомодовое волокно (OM4)
100GBASE-SR2	802.3cd-2018 (138)	MPO	две полосы 50 Гбит / с с использованием многомодового волокна PAM-4 по OM4 с радиусом действия 100 м, 70 м по OM3
100GBASE-LR4	802.3ba-2010 (88)	SC, LC	минимум 10 км по одномодовому волокну, DWDM с 4 полосами с использованием 1296, 1300, Длина волны 1305 и 1310 нм
100GBASE-ER4	802.3ba-2010 (88)	SC, LC	не менее 30 км по одномодовому волокну, DWDM с 4 полосы с использованием длины волны 1296, 1300, 1305 и 1310 нм (40 км по инженерным каналам)
	802.3cu (140)	LC, SC	минимум 500 м по одномодовому волокну с использованием одной полосы
	не менее 2 км по одномодовому волокну с использованием одной полосы
	не менее 10 км по одномодовому волокну с использованием одной полосы
100GBASE-ZR	802.3ct (153 154)	не менее 80 км по одномодовому оптоволокну с использованием одной длины волны в системе DWDM, что также составляет основу для 200GBASE-ZR и 400GBASE-ZR
Другое
100GBASE-CR10	802.3ba-2010 (85)	CXP10 (SFF-8642)	до 7 м по твинаксиальному медному кабелю в сборе (10 полос, 10 Гбит / с каждая)
100GBASE- CR4	802.3bj-2014 (92)	QSFP28 4X (SFF-8665)	до 5 м по твинаксиальному медному кабелю (4 полосы, 25 Гбит / с каждая)
100GBASE-CR2	802.3cd-2018 (136)	QSFP28, microQSFP, QSFP-DD, OSFP	по твинаксиальному кабелю с радиусом действия 3 м (две полосы 50 Гбит / с)
100GBASE-CR	802.3 ck (tbd)		однополосный по двухосевой медной сети с радиусом действия не менее 2 м
	802.3bj-2014 (93)		четыре полосы 25 Гбит / с каждая через объединительную плату
100GBASE-KR2	802.3cd-2018 (137)		две полосы 50 Гбит / с через объединительную плату с печатной схемой, в соответствии с пунктом 124 802.3bs
100GBASE-KR	802.3ck (подлежит уточнению)		однополосный над электрическими объединительными платами, поддерживающий вносимые потери до 28 дБ на 26,5625 ГБд
	802.3bj-2014 (94)		с использованием модуляции PAM4 на четырех полосах 12,5 ГБд каждый через объединительную плату

200 Гбит / с

Первое поколение 200 Гбит / с было определено рабочей группой IEEE 802.3bs и стандартизировано в 802.3bs-2017. Рабочая группа IEEE 802.3cd разработала стандарты 50 и следующего поколения на 100 и 200 Гбит / с с использованием одной, двух или четырех линий 50 Гбит / с соответственно. The next generation using 100 Gbit/s lanes is currently being developed by the IEEE 802.3ck Task Force along with 100 and 400 Gbit/s PHYs and attachment unit interfaces (AUI) using 100 Gbit/s lanes.

Name	Standard (Clause)	Common connectors	Description
Fiber-optical cable
200GBASE-DR4	802.3bs-2017 (121)	MPO	four PAM-4 lanes (26.5625 GBd) using individual strands of single-mode fiber with 500 m reach (1310 nm)
200GBASE-FR4	802.3bs-2017 (122)	SC, LC	four PAM-4 lanes (26.5625 GBd) using four wavelengths (CWDM) over single-mode fiber with 2 km reach (1270/1290/1310/1330 nm)
200GBASE-LR4	802.3bs-2017 (122)	SC, LC	четыре полосы PAM-4 (26,5625 ГБд) с использованием четырех длин волн (DWDM, 1296/1300/1305/1309 нм) на одномодовое волокно с радиусом действия 10 км
200GBASE-SR4	802.3cd-2018 (138)	MPO	четыре полосы PAM-4 через многомодовый OM4 оптоволокно с длиной волны 100 м, 70 м по OM3
200GBASE-ER4	802.3cn-2019 (122)		четырехполосное с использованием четырех длин волн (DVDM, 1296/1300/1305/1309 нм) по одномодовому оптоволокну с радиусом действия 30 и км, 40 км по инженерным каналам
Другое
200GBASE-CR4	802.3cd-2018 (136)	QSFP28, microQSFP, QSFP- DD, OSFP	четырехполосный по твинаксиальному кабелю с радиусом действия 3 м
200GBASE-KR4	802.3cd-2018 (137)		четырехполосный по печатной объединительной плате, в соответствии с пунктом 124 802.3bs
200GBASE-KR2	802.3ck (tbd)		двухполосная связь через электрические объединительные платы, поддерживающая вносимые потери до 28 дБ на 26,56 ГБд
200GBASE-CR2		двухполосная над двухосевой медью с реакцией не менее 2 м h

400 Гбит / с

Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) определил новый стандарт Ethernet, поддерживающий 200 и 400 Гбит / с в IEEE 802.3bs-2017.. Дальнейшей целью может быть 1 Тбит / с.

В мае 2018 года IEEE 802.3 запустил рабочую группу 802.3ck для разработки стандартов для PHY 100, 200 и 400 Гбит / с и интерфейсов подключаемых модулей (AUI) с использованием Дорожки 100 Гбит / с.

В 2008 году Роберт Меткалф, один из соавторов Ethernet, сказал, что, по его мнению, коммерческие приложения, использующие Terabit Ethernet, могут появиться 2015 г., хотя для этого могут потребоваться новые стандарты Ethernet. Было предсказано, что за этим быстро последует масштабирование до 100 Терабит, возможно, уже в 2020 году. Стоит отметить, что это были теоретические прогнозы технологических возможностей, а не оценки того, когда такие скорости действительно станут доступны по практической цене..

Название	Стандарт (Пункт)	Общие разъемы	Описание
Волоконно-оптический кабель
400GBASE-SR16	802.3 bs-2017 (123)	MPO	шестнадцать полос (26,5625 Гбит / с) с использованием отдельных прядей многомодового волокна OM4 / OM5 с радиусом действия 100 м или 70 м над OM3
400GBASE-DR4	802.3bs-2017 (124)	MPO	четыре полосы PAM-4 (53,125 ГБд) с использованием отдельных прядей одномодового волокна с радиусом действия 500 м (1310 нм)
400GBASE-FR8	802.3bs-2017 (122)	SC, LC	восемь полос PAM-4 (26,5625 ГБд) с использованием восьми длин волн (CWDM) по одномодовому волокну с радиусом действия 2 км
400GBASE-LR8	802.3bs-2017 (122)	SC, LC	восемь полос PAM-4 (26,5625 ГБд) с использованием восьми длин волн (DWDM) по одномодовому волокну с радиусом действия 10 км
400GBASE-FR4	802.3cu	SC, LC	четыре полосы / длины волны (CWDM, 1271/1291/1311/1331 нм) по одномодовому волокну с радиусом действия 2 км
400GBASE-LR4	четыре полосы по одномодовому волокну с радиусом действия 10 км
400GBASE-SR8	802.3cm-2020 (138)	SC, LC	восьмиполосный с использованием отдельных прядей многомодового волокна с Диапазон действия 100 м
400GBASE-SR4.2	802.3cm-2020 (150)	четырехполосный с использованием отдельных прядей многомодового волокна с радиусом действия 100 м
400GBASE- ER8	802.3cn-2019 (122)	SC, LC	восьмиполосный с использованием восьми длин волн по одномодовому волокну с радиусом действия 40 км
	802.3ct ( 155 и 156)	SC, LC	не менее 80 км по одномодовому волокну с использованием одной длины волны с 16QAM по системе DWDM
Другое
400GBASE-KR4	802.3ck (tbd)		поддержка четырехполосной связи через электрические объединительные платы внесение вносимых потерь до 28 дБ при 26,56 Гбит / с
400GBASE-CR4		четыре полосы по двухосевой медной линии с радиусом действия не менее 2 м

800 Гбит / с

Консорциум технологий Ethernet (бывший Консорциум 25 Gigabit Ethernet) в апреле 2020 года используется вариант связанного Ethernet PCS с пропускной способностью 800 Гбит / с на основе связанного 400GBASE-R.

Название	Стандарт (Пункт)	Общие соединители	Описание
800GBASE-R			По состоянию на апрель 2020 года подуровни PCS и PMA, адаптировано, адаптировано с использованием восьми дорожек по 100 Гбит / с каждый, и подключение к модулю приемередатчика через C2M или C2C, в 802.3ck.

Первая миля

Для предоставления услуг доступа в Интернет напрямую от провайдеров к домам и малым предприятиям:

Название	Стандарт (Пункт)	Описание
10BaseS	Собственный	Ethernet через VDSL, используется в Long Доступ к продуктам Ethernet ; использует полосу пропускания вместо основных полос
2BASE-TL	802.3ah-2004 (61 и 63)	По телефонным проводам
10PASS-TS	802.3 ah- 2004 (61 и 62)
100BASE-LX10	802.3ah-2004 (58)	Одномодовое оптоволокно
100BASE-BX10
1000BASE-LX10	802.3ah- 2004 (59)
1000BASE-BX10
1000BASE-PX10	802.3ah-2004 (60)	Пассивная оптическая сеть
1000BASE-PX20
10GBASE-PR. 10 / 1GBASE-PRX	802.3av-2009 (75)	Пассивная оптическая сеть 10 Гбит / с восходящим каналом 1 или 10 Гбит / с для диапазона 10 или 20 км

Подуровни

Начиная с Fast Ethernet, указан физический уровень разделены на три подуровня для упрощения проектирования и взаимодействия:

• PCS (подуровень физического кодирования ) — этот подуровень выполняет автосогласование и базовое кодирование, например как 8b / 10b, разделение дорожек и рекомбинация. Для Ethernet скорость передачи в верхней части PCS — это номинальная скорость передачи данных, например 10 Мбит / с для классического Ethernet или 1000 Мбит / с для Gigabit Ethernet.
• PMA (Physical Medium Attachment подуровень) — этот подуровень выполняет кадрирование PMA, синхронизацию / обнаружение октетов и полиномиальное скремблирование / дескремблирование.
• PMD (Подуровень, зависимый от физической среды ) — этот подуровень состоит из приемопередатчика для физической среды.

Кабель с витой парой

Несколько разновидностей Ethernet были специально разработаны для работы с 4-парными медными структурированными кабелями, уже установленными во многих местах.

В отличие от 10BASE-T и 100BASE-TX, 1000BASE-T и выше используют все четыре пары кабелей для одновременной передачи в обоих направлениях с помощью эхоподавления.

Использование точки- Соединение с медными кабелями дает возможность передать вместе с данными малую электрическую мощность. Это называется Power over Ethernet, и существует несколько стандартных стандартов IEEE 802.3. Сочетание 10BASE-T (или 100BASE-TX) с «режимом A» позволяет концентратору или коммутатору код и мощность, и данные только по двум парам. Это было сделано для того, чтобы две другие пары оставались свободными для аналоговых телефонных сигналов. Контакты, используемые в «режиме B», используются питание по «запасным» парам, не используемым 10BASE-T и 100BASE-TX. «4PPoE», специальный в IEEE 802.3bt, может использовать четыре пары для питания до 100 Вт.

Проводка 8P8C (MDI )

Контакт	Пара	Цвет	телефон	10BASE-T. 100BASE-TX	1000BASE-T. и далее	режим PoE A	режим PoE B
1	3	белый / зеленый		TX+	BI_DA +	48 В выход
2	3	зеленый		TX−	BI_DA–	Выход 48 В
3	2	зеленый		TX−	BI_DA–	Выход 48 В
3	2	белый / оранжевый		RX+	BI_DB +	Возврат 48 В
4	1	синий	кольцо	не используется	BI_DC +		выход 48 В
5	1	синий	кольцо	не используется	BI_DC +		выход 48 В
5	1	белый / синий	наконечник	неиспользуемый	BI_DC–		выход 48 В
6	2	оранжевый		RX–	BI_DB–	Возврат 48 В
7	4	оранжевый		RX–	BI_DB–	Возврат 48 В
7	4	белый / коричневый		неиспользуемый	BI_DD +		Возврат 48 В
8	4	коричневый		не	BI_DD–		48 В, возврат

Требования к кабелю зависят от скорости передачи и используемого метода кодирования. Как правило, для более высоких скоростей требуются кабели более высокого качества, так и более сложное кодирование.

коричневый не BI_DD– 48 В, возврат

Требования к кабелю зависят от скорости передачи и используемого метода кодирования. Как правило, для более высоких скоростей требуются кабели более высокого качества, так и более сложное кодирование.

Мини мальная длина кабеля

требуется волоконно-оптических соединений минимальный кабель e длины из-за требований к уровню принимаемых сигналов. Для оптоволоконных портов, предназначенных для работы на больших длинах волн, требуется аттенюатор сигнала , если он используется в здании.

Для установок 10BASE2, работающих по коаксиальному кабелю RG-58, требуется минимум 0,5 м между станциями, подключенными к сетевому кабелю, это необходимо для минимизации отражений.

10BASE-T, 100BASE-T, а в установках 1000BASE-T, использующие витую пару, используется топология звезда. Для этих сетей не требуется минимальной длины кабеля.

Связанные стандарты

Некоторые сетевые стандарты не являются частью стандарта IEEE 802.3 Ethernet, но формат кадра Ethernet могут взаимодействовать с Это.

• LattisNet -A SynOptics предстандартный вариант с витой парой 10 Мбит / с.
• 100BaseVG — ранний претендент на 100 Мбит / с Ethernet. Он работает с кабелями категории 3. Использует четыре пары. Коммерческий сбой.
• TIA 100BASE-SX — продвигается Ассоциация телекоммуникационной промышленности. 100BASE-SX — это альтернативная реализация Ethernet 100 Мбит / с по оптоволокну; он несовместим с официальным стандартом 100BASE-FX. Его особенность — взаимодействие с 10BASE-FL, поддержка автосогласования между режимами работы от 10 Мбит / с и 100 Мбит / с — функции, отсутствующей в официальном стандарте из-за использования светодиодов разной длины волны. Он нацелен на установленную базу волоконно-оптических сетей со скоростью 10 Мбит / с.
• TIA 1000BASE-TX — продвигался Ассоциация телекоммуникационной промышленности, это был коммерческий сбой, и продуктов не существует. 1000BASE-TX использует более простой протокол, чем официальный стандарт 1000BASE-T, поэтому электроника может быть дешевле, но требует подключения кабелей категории 6.
• G.hn — стандарт, применяемый ITU-T и продвигаемый Форум HomeGrid для высокоскоростных (до 1 Гбит / с) локальных сетей по существующей домашней проводке (коаксиальные кабели, линии электропередач и телефонные линии). G.hn определяет уровень конвергенции прикладных протоколов (APC), который принимает кадры Ethernet и инкапсулирует их в МСДУ G.hn.

Другие сетевые стандарты не используют формат кадра Ethernet, но могут быть подключены к Ethernet с использованием моста на основе MAC.

• 802.11 — стандарты для беспроводных локальных сетей (LAN), продаваемые под торговой маркой Wi-Fi
• 802.16 — стандарты для беспроводных городских зон. сети (MAN), продающиеся под торговой маркой WiMAX

Другие специализированные физические уровни Avionics Full-Duplex Switched Ethernet и TTEthernet — синхронизация по времени Ethernet для встроенных систем.

Ссылки

Внешние ссылки

• Получить IEEE 802.3
• IEEE 802.3
• Как сделать кабель Ethernet