Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN как развитие технологий Ethernet

С появлением станций с шиной PCI пропускная способность 10-и мегабитного Ethernet стала недостаточной, поэтому реакция серверов значительно упала, а частота сбоев существенно возросла. В результате поисков и исследований были изобретены две новые технологии: Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN. Они отличаются степенью преемственности с классическим Ethernet’ом.

Центральной проблемой было сохранение случайного метода доступа CSMA/CD. Был сохранён этот метод доступа, который обеспечил согласованность сетей со скоростью 10 мегабит в секунду и 100 мегабит в секунду. Отличие Fast Ethernet от Ethernet сосредоточено на физическом уровне. Более сложная структура физического уровня Fast Ethernet обусловлена тем, что в ней используются 3 варианта кабельных систем:

1) Волоконно-оптический многомодовый кабель (используется 2 волокна)

2) Витая пара категории 5 (используется 2 пары)

3) Витая пара категории 3 (используется 4 пары)

В Ethernet основа - коаксиальный кабель, в Fast Ethernet он не используется. Отказ от коаксиального кабеля привёл к тому, что сети Fast Ethernet всегда имеют иерархическую древовидную структуру, построенную на концентраторах. Основным отличием конфигурации сетей Fast Ethernet является сокращение диаметра сети примерно до 200 метров, что объясняется уменьшением времени передачи кадра минимальной длины в 10 раз за счёт увеличения скорости передачи. Но это обстоятельство не мешает строить крупные сети Ethernet, т.к. скоростные коммутаторы (или просто, коммутаторы) используя протокол Fast Ethernet, могут работать в полнодуплексном режиме, в котором нет ограничений на общую длину сети, а остаются ограничения на длину физических сегментов (например, адаптер-коммутатор или коммутатор-коммутатор). Fast Ethernet соответствует стандарт 802.3U. В этом стандарте устанавливаются 3 различные спецификации для физического уровня Fast Ethernet:

1) 100 Base-TX (для 2-х парного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 5 или экранированной витой паре STP type 1)

2) 100 Base-T4 (для 4-х парного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 3, 4 или 5)

3) 100 Base-FX (для многомодового оптоволоконного кабеля, в котором используются 2 волокна)

Для всех этих стандартов справедливы следующие характеристики:

1) Формат кадров технологии Fast Ethernet отличается от формата кадров технологии 10-и мегабитного Ethernet

2) Межкадровый интервал IPG равен 0,96 микросекундам, а битовый интервал 10 наносекундам

Все временные параметры алгоритма доступа (время передачи кадра, минимальная длина кадра), измеренные в битовых интервалах, остались прежними.

3) Признаком свободного состояния среды является передача по ней символа Idle (соответствующего избыточного кода), а не отсутствие сигнала, как в 10-и мегабитном Ethernet

Физический уровень включает 3 элемента:

1) Уровень согласования (нужен для того, чтобы уровень MAC)

2) Независимый от среды интерфейс (MII)

3) Устройство физического уровня (ELD)

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

Устройство физического уровня состоит из нескольких подуровней:

1) Подуровень логического кодирования данных, преобразующего поступающие от уровня MAC байты в символы кода 4b/5b или 8b/6t.

2) Подуровни физического присоединения и подуровня зависимости от физической среды, которые обеспечивают формирование сигналов в соответствии с методом физического кодирования.

3) Подуровень автопереговоров, который позволяет 2-м взаимодействующим портам автоматически выбрать наиболее эффективный режим работы (например, полудуплексный или полнодуплексный).

Разъём MII в отличие от разъёма AUE имеет 40 контактов, длина кабеля 1 метр, а передаваемые сигналы имеют амплитуду 5 вольт.