Оптоволоконный кабель 100base fx

6.6. 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 22.

Рис. 22. 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 (рис. 23).

Рис. 23. 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 (рис. 24).

Рис. 24. 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 25 приведен пример кодирования последовательности бит методами NRZ и NRZI.

Рис. 2.25. 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.

Источник

Fast Ethernet

Fast Ethernet (100BASE-T) — набор стандартов передачи данных в компьютерных сетях, со скоростью до 100 Мбит/с, в отличие от обычного Ethernet (10 Мбит/с).

Содержание

История создания

В 1995 году ряд производителей сетевого оборудования (такие как 3Com, SynOptics и др.) образовали объединение Fast Ethernet Alliance, предназначенное для создания новой спецификации, которая объединила бы отдельные наработки различных компаний в области кабельной передачи данных.

Вместе с тем в институте IEEE была начата работа по стандартизации новой технологии. Созданная для этого исследовательская группа, с конца 1992 по конец 1993 года изучила множество 100-мегабитных решений, предложенных различными производителями, а также высокоскоростную технологию, предложенную компаниями Hewlett-Packard и AT&T.

26 октября 1995 года официально был принят стандарт IEEE 802.3u, который явился дополнением к уже существующему IEEE 802.3.

Различия и сходства с Ethernet

сохранение метода случайного доступа CSMA/CD, принятого в Ethernet;
сохранение формата кадра, принятого в стандарте IEEE 802.3;
сохранение звездообразной топологии сетей;
поддержка традиционных сред передачи данных — витой пары и волоконно-оптического кабеля.

Варианты реализации

Назначение контактов разъёма MDI/MDI-X (TIA/EIA-568-B/A) кабеля UTP 100Base-TX

Контакт	Сигнал	Цвет
Контакт	Сигнал	MDI (TIA/EIA-568-B)	MDI-X (TIA/EIA-568-A)
1	Передача +	Белый/оранжевый	Белый/зелёный
2	Передача —	Оранжевый	Зелёный
3	Приём +	Белый/зелёный	Белый/оранжевый
4	Не используется	Синий	Синий
5	Не используется	Белый/синий	Белый/синий
6	Приём —	Зелёный	Оранжевый
7	Не используется	Белый/коричневый	Белый/коричневый
8	Не используется	Коричневый	Коричневый

Длина сегмента кабеля 100BASE-T ограничена 100 метрами (328 футов). В типичной конфигурации, 100BASE-TX использует для передачи данных по одной паре скрученных (витых) проводов в каждом направлении, обеспечивая до 100 Мбит/с пропускной способности в каждом направлении (дуплекс).

100BASE-F

100BASE-FX — вариант Fast Ethernet с использованием волоконно-оптического кабеля. В данном стандарте используется длинноволновая часть спектра (1300 нм) передаваемая по двум жилам, одна для приёма (RX) и одна для передачи (TX). Длина сегмента сети может достигать 400 метров (1 310 футов) в полудуплексном режиме (с гарантией обнаружения коллизий) и двух километров (6 600 футов) в полнодуплексном при использовании многомодового волокна. Работа на больших расстояниях возможна при использовании одномодового волокна. 100BASE-FX не совместим с 10BASE-FL, 10 Мбит/с вариантом по волокну.

100BASE-S

100BASE-SX — удешевленная альтернатива 100BASE-FX с использованием многомодового волокна, так как использует недорогую коротковолновую оптику. 100BASE-SX может работать на расстояниях до 300 метров (980 футов). 100BASE-SX использует ту же самую длину волны как и 10BASE-FL. В отличие от 100BASE-FX, это позволяет 100BASE-SX быть обратно-совместимым с 10BASE-FL. Благодаря использованию более коротких волн (850 нм) и небольшой дистанции, на которой он может работать, 100BASE-SX использует менее дорогие оптические компоненты (светодиоды (LED) вместо лазеров). Все это делает данный стандарт привлекательным для тех, кто модернизирует сеть 10BASE-FL и тех, кому не нужна работа на больших расстояниях.

100BASE-B

100BASE-BX — вариант Fast Ethernet по одножильному волокну. Используется одномодовое волокно, наряду со специальным мультиплексором, который разбивает сигнал на передающие и принимающие волны.

100BASE-L

100BASE-LX — 100 Мбит/с Ethernet с помощью оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по паре одномодовых оптических волокон.

100BASE-LX WDM — 100 Мбит/с Ethernet с помощью волоконно-оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по одному одномодовому оптическому волокну на длине волны 1310 нм и 1550 нм. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются либо цифрами (длина волны), либо одной латинской буквой A(1310) или B(1550). В паре могут работать только парные интерфейсы: с одной стороны передатчик на 1310 нм, а с другой — на 1550 нм.

См. также

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

Физический интерфейс	100Base-FX	100Base-TX	100Base-T4***
Порт устройства	Duplex SC	RJ-45	RJ-45
Среда передачи	Оптическое волокно	Витая пара UTP Cat.5 (5e)	Витая пара UTP Cat. 3,4,5
Сигнальная схема	4B/5B	4B/5B	8B/6T
Битовое кодирование	NRZI	MLT-3	NRZI
Число витых пар/волокон	2 волокна	2 витых пары	4 витых пары
Протяженность сегмента*	До 412 м (МмВ), до 2 км, дуплекс (МмВ), до 100 км (ОмВ)*	До 100 м	До 100 м

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.

Ссылки

Ethernet-семейство технологий локальных сетей
Скорости	10 Mbits/sec: (10BASE-5, 10BASE-2, 10BASE-T) · Fast Ethernet · Гигабитный Ethernet · 10-гигабитный Ethernet · 100-гигабитный Ethernet · Терабитный Ethernet
General	IEEE 802.3 · Ethernet physical layer · Autonegotiation · Industrial Ethernet · Power over Ethernet · EtherType · Ethernet Alliance · Ethernet in the first mile
Исторические	CSMA/CD · StarLAN · 10BROAD36 · 10BASE-FB · 10BASE-FL · 100BaseVG · LattisNet · Long Reach Ethernet
Оборудование	Medium Dependent Interface · MII · GMII · 10 Gigabit Media Independent Interface · XAUI · XFP · SFP+
Все статьи об Ethernet

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Fast Ethernet» в других словарях:

Fast Ethernet — o Ethernet de alta velocidad es el nombre de una serie de estándares de IEEE de redes Ethernet de 100 Mbps (megabits por segundo). El nombre Ethernet viene del concepto físico de ether. En su momento el prefijo fast se le agregó para… … Wikipedia Español

Fast Ethernet — est une dénomination pour décrire une variété de technologies utilisées pour implémenter le standard Ethernet (Implémentation au niveau de la couche PHY et de la sous couche MAC) à des débits jusqu à 100 Mbits/s. Fast Ethernet améliore le… … Wikipédia en Français

Fast Ethernet — o Ethernet de alta velocidad es el nombre de una serie de estándares de IEEE de redes Ethernet de 100 Mbps. En su momento el prefijo fast se le agregó para diferenciarlas de la Ethernet regular de 10 Mbps. Fast Ethernet no es hoy por hoy la más… … Enciclopedia Universal

Fast Ethernet — Fast Ethernet, Variante des Ethernets mit einer Datenübertragungsrate bis ca. 100 Mbit/s … Universal-Lexikon

Fast Ethernet — In diesem Artikel oder Abschnitt fehlen folgende wichtige Informationen: Metro Ethernet. Du kannst Wikipedia helfen, indem du sie recherchierst und einfügst … Deutsch Wikipedia

Fast Ethernet — In computer networking, Fast Ethernet is a collective term for a number of Ethernet standards that carry traffic at the nominal rate of 100 Mbit/s, against the original Ethernet speed of 10 Mbit/s. Of the 100 megabit Ethernet standards 100baseTX… … Wikipedia

Fast Ethernet — A term applied to the IEEE 802.3 Higher Speed Ethernet Study Group proposals, which were originally developed by Grand Junction Networks, 3Com, SynOptics, Intel, and others. Also known as 100BaseT. Fast Ethernet modifies the existing… … Dictionary of networking

Fast\ Ethernet — Neuerer Standard des Ethernets. Fast Ethernet (100BaseT) ermöglicht eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von bis zu 100 Megabit pro Sekunde (Mbps). 100BaseTX Ethernet … Online-Wörterbuch Deutsch-Lexikon

Fast Ethernet — ● np. loc. m. ►NET Version de Ethernet qui tourne à 100 Mbps. Voir aussi 100baseT … Dictionnaire d’informatique francophone

Источник

Оптоволоконный кабель 100base fx

Иллюстрированный самоучитель по локальным сетям

Аппаратура 100BASE-FX