В компьютерных сетей , Fast Ethernet физические уровни передачи трафика при номинальной скорости 100 Мбит / с. До Ethernet , скорость была 10 Мбит / с. Из физических уровней Fast Ethernet 100BASE-TX является наиболее распространенным.
Fast Ethernet был введен в 1995 году как IEEE 802.3u стандарт [1] и по- прежнему самый быстрый вариант Ethernet в течение трех лет до введения Gigabit Ethernet . [2] Акроним GE / FE иногда используется для обозначения устройств, поддерживающих оба стандарта. [3]
Номенклатура [ править ]
«100» в обозначении типа носителя относится к скорости передачи 100 Мбит / с, а «BASE» относится к передаче сигналов в основной полосе частот . Буква, следующая за дефисом («T» или «F»), относится к физической среде передачи сигнала (витая пара или оптоволокно соответственно), а последний символ («X», «4» и т. Д.) Относится к используемый метод линейного кода . Fast Ethernet иногда называют 100BASE-X , где «X» обозначает варианты FX и TX. [4]
Общий дизайн [ править ]
Fast Ethernet - это расширение стандарта 10-мегабитного Ethernet . Он работает по витой паре или оптоволоконному кабелю в топологии «звезда» , аналогичной стандарту IEEE 802.3i, называемому 10BASE-T , который сам является развитием 10BASE5 (802.3) и 10BASE2 (802.3a). Устройства Fast Ethernet, как правило, обратно совместимы с существующими системами 10BASE-T, что позволяет производить обновление по принципу plug-and-play с 10BASE-T. Большинство коммутаторов и других сетевых устройств с портами, поддерживающими Fast Ethernet, могут выполнять автосогласование , обнаруживая часть оборудования 10BASE-T и устанавливая для порта полудуплексный режим 10BASE-T, если оборудование 10BASE-T не может выполнить автосогласование самостоятельно. Стандарт определяет использованиеCSMA / CD для управления доступом к среде. Полнодуплексный режим также указан и на практике все современные сети используют Ethernet коммутаторы и работают в полнодуплексном режиме, даже в старых устройствах , которые используют полудуплексный все еще существуют.
Адаптер Fast Ethernet можно логически разделить на контроллер доступа к среде (MAC), который занимается проблемами доступности среды более высокого уровня, и интерфейс физического уровня ( PHY ). MAC обычно связан с PHY четырехбитным синхронным параллельным интерфейсом 25 МГц, известным как независимый от среды интерфейс (MII), или двухбитным вариантом 50 МГц, называемым сокращенным независимым от среды интерфейсом (RMII). В редких случаях MII может быть внешним соединением, но обычно это соединение между IC в сетевом адаптере или даже двумя секциями в одной IC. Спецификации написаны на основе предположения, что интерфейс между MAC и PHY будет MII, но они не требуют этого. Концентраторы Fast Ethernet или Ethernet могут использовать MII для подключения к нескольким PHY для своих различных интерфейсов.
MII фиксирует теоретическую максимальную скорость передачи данных для всех версий Fast Ethernet на уровне 100 Мбит / с. Скорость передачи информации, фактически наблюдаемая в реальных сетях, ниже теоретического максимума из-за необходимого заголовка и завершающей части (биты адресации и обнаружения ошибок) в каждом кадре Ethernet , а также необходимого межпакетного промежутка между передачами.
Медь [ править ]
| Штырь | Пара | Проволока | Цвет |
|---|---|---|---|
| 1 | 2 | + / подсказка | белый / оранжевый |
| 2 | 2 | - / кольцо | апельсин |
| 3 | 3 | + / подсказка | белый / зеленый |
| 4 | 1 | - / кольцо | синий |
| 5 | 1 | + / подсказка | белый / синий |
| 6 | 3 | - / кольцо | зеленый |
| 7 | 4 | + / подсказка | белый / коричневый |
| 8 | 4 | - / кольцо | коричневый |
100BASE-T - это любой из нескольких стандартов Fast Ethernet для кабелей витой пары , включая: 100BASE-TX (100 Мбит / с по двухпарному кабелю Cat5 или лучше), 100BASE-T4 (100 Мбит / с по четырехпарному кабелю Cat3 или выше. кабель, не функционирует), 100BASE-T2 (100 Мбит / с по двухпарному кабелю Cat3 или лучше, также не функционирует). Длина сегмента для кабеля 100BASE-T ограничена 100 метрами (328 футов) (такое же ограничение, как у 10BASE-T и Gigabit Ethernet ). Все они соответствуют стандартам IEEE 802.3 (утвержден в 1995 г.). Почти все установки 100BASE-T - 100BASE-TX.
| Имя | Стандарт | Положение дел | Середина | Код строки | Указанное расстояние |
|---|---|---|---|---|---|
| 100BASE ‑ TX | IEEE 802.3u | Текущий | Две витые пары ( Cat-5, Cat-5e , Cat-6 , Cat-7 ) | 4B5B | 100 метров |
| 100BASE ‑ T1 | IEEE 802.3bw-2015, статья 96 | Текущий | Одна витая пара ( Cat-3 ) | ПАМ 3 | 15 метров |
| 100BASE ‑ T2 | IEEE 802.3y | наследие | Две витые пары ( Cat-3 ) | ПАМ 5 | 100 метров |
| 100BASE-T4 | IEEE 802.3u | наследие | Кабель с четырьмя витыми парами ( Cat-3 ) | ПАМ 3 | 100 метров |
100BASE-TX [ править ]
100BASE-TX является преобладающей формой Fast Ethernet и работает по двум парам проводов внутри кабеля категории 5 или выше. Каждый сегмент сети может иметь максимальное расстояние до 100 метров (328 футов). Одна пара используется для каждого направления, обеспечивая полнодуплексный режим с пропускной способностью 100 Мбит / с в каждом направлении.
Как и 10BASE-T , активные пары в стандартном соединении оканчиваются на контактах 1, 2, 3 и 6. Поскольку типичный кабель категории 5 содержит 4 пары, он может поддерживать два канала 100BASE-TX с переходником проводки. [5] Обычная разводка кабелей соответствует стандартам оконечной нагрузки ANSI / TIA-568 , T568A или T568B. Это помещает активные пары в оранжевую и зеленую пары ( канонические вторая и третья пары).
Конфигурация сетей 100BASE-TX очень похожа на 10BASE-T. При использовании для построения локальной сети устройства в сети (компьютеры, принтеры и т. Д.) Обычно подключаются к концентратору или коммутатору , образуя звездообразную сеть . В качестве альтернативы можно напрямую подключить два устройства с помощью перекрестного кабеля . В современном оборудовании перекрестные кабели, как правило, не требуются, поскольку большая часть оборудования поддерживает автоматическое согласование вместе с автоматическим определением полярности MDI-X для выбора и согласования скорости, дуплекса и сопряжения.
С 100BASE-TX аппаратных средств, исходные биты, представлены 4 бита шириной работает на частоте 25 МГц в MII, пройти через 4B5B двоичного кодирования , чтобы генерировать серию 0 и 1 символов с тактовой частотой 125 МГц на скорости передачи символов . Кодирование 4B5B обеспечивает выравнивание постоянного тока и формирование спектра. Как и в случае 100BASE-FX, биты затем передаются на уровень подключения физического носителя с использованием кодирования NRZI . Однако 100BASE-TX вводит дополнительный, зависящий от среды подуровень, который использует MLT-3 в качестве окончательного кодирования потока данных перед передачей, что приводит к максимальной основной частоте 31,25 МГц. Процедура заимствована из спецификаций ANSI X3.263 FDDI с небольшими изменениями.[6]
100BASE-T1 [ править ]
В 100BASE-T1 [7] данные передаются по одной медной паре, 3 бита на символ, каждый из которых передается как кодовая пара с использованием PAM3. Он поддерживает только полнодуплексный режим, передавая одновременно в обоих направлениях. Кабель витой пары должен поддерживать 66 МГц при максимальной длине 15 м. Конкретный соединитель не определен. Стандарт предназначен для автомобильных приложений или для интеграции Fast Ethernet в другое приложение. Он был разработан как BroadR-Reach до стандартизации IEEE. [8]
100BASE-T2 [ править ]
| Символ | Уровень линейного сигнала |
|---|---|
| 000 | 0 |
| 001 | +1 |
| 010 | −1 |
| 011 | −2 |
| 100 (ESC) | +2 |
В стандарте 100BASE-T2 , стандартизированном в IEEE 802.3y, данные передаются по двум медным парам, но эти пары должны быть только категории 3, а не категории 5, требуемой 100BASE-TX. Данные передаются и принимаются по обеим парам одновременно [9], что позволяет работать в полнодуплексном режиме. При передаче используется 4 бита на символ. 4-битный символ расширяется до двух 3-битных символов посредством нетривиальной процедуры скремблирования, основанной на регистре сдвига с линейной обратной связью . [10]Это необходимо для выравнивания полосы пропускания и спектра излучения сигнала, а также для согласования свойств линии передачи. Преобразование исходных битов в коды символов непостоянно во времени и имеет довольно большой период (проявляющийся как псевдослучайная последовательность). Окончательное преобразование символов в уровни модуляции линии PAM-5 подчиняется таблице справа. 100BASE-T2 не получил широкого распространения, но технология, разработанная для него, используется в 1000BASE-T. [11]
100BASE-T4 [ править ]
100BASE-T4 была ранней реализацией Fast Ethernet. Для этого требуются четыре витые медные пары витой пары голосового качества , что является более низким производительностью по сравнению с кабелем категории 5, используемым в 100BASE-TX. Максимальное расстояние ограничено 100 метрами. Одна пара зарезервирована для передачи, одна для приема, а оставшиеся две переключают направление. Тот факт, что для передачи в каждом направлении используются 3 пары, делает 100BASE-T4 по сути полудуплексным.
Очень необычный код 8B6T используется для преобразования 8 битов данных в 6 цифр с основанием 3 (формирование сигнала возможно, поскольку 6-значных чисел с основанием 3 почти в три раза больше, чем 8-значных чисел с основанием 2) . Два результирующих 3-значных символа base-3 отправляются параллельно по 3 парам с использованием 3-уровневой амплитудно - импульсной модуляции (PAM-3).
100BASE-T4 не получил широкого распространения, но некоторые технологии, разработанные для него, используются в 1000BASE-T . [11]
100BaseVG [ править ]
Предложенная и проданная Hewlett Packard , 100BaseVG была альтернативной конструкцией, использующей кабели категории 3 и концепцию токена вместо CSMA / CD. Он был намечен для стандартизации как IEEE 802.12, но быстро исчез, когда стал популярным коммутируемый 100BASE-TX.
Волоконная оптика [ править ]
| MMF FDDI 62,5 / 125 мкм (1987) | MMF OM1 62,5 / 125 мкм (1989) | MMF OM2 50/125 мкм (1998) | MMF OM3 50/125 мкм (2003) | MMF OM4 50/125 мкм (2008 г.) | MMF OM5 50/125 мкм (2016) | SMF OS1 9/125 мкм (1998) | SMF OS2 9/125 мкм (2000) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 160 МГц · км @ 850 нм | 200 МГц · км @ 850 нм | 500 МГц · км @ 850 нм | 1500 МГц · км @ 850 нм | 3500 МГц · км @ 850 нм | 3500 МГц · км при 850 нм и 1850 МГц · км при 950 нм | 1 дБ / км при 1300/1550 нм | 0,4 дБ / км при 1300/1550 нм |
| Имя | Стандарт | Положение дел | Средства массовой информации | Коннектор | Модуль трансивера | Вылет (км) | Количество СМИ | Переулки | Примечания |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fast Ethernet - ( Скорость передачи данных : 100 Мбит / с - Линейный код : 4B5B × NRZ-I - Line скорость: 125 MBd - полный дуплекс / полудуплекс) | |||||||||
| 100BASE ‑FX | 802.3u-1995 пункты 24, 26 | Текущий | Волокно 1300 нм | ST SC MT-RJ MIC (FDDI) | Нет данных | FDDI: 2 (FDX) | 2 | 1 | [12] макс. 412 м для полудуплексных соединений для обнаружения столкновений; спецификация во многом заимствована из FDDI. Модальная полоса пропускания : 800 МГц · км [13] |
| OM1: 4 | |||||||||
| 50/125: 5 | |||||||||
| 100BASE ‑LFX | проприетарный (не IEEE) | Текущий | Волокно 1310 нм | LC (SFP) ST SC | SFP | OM1: 2 | 2 | 1 | зависящий от производителя лазерный передатчик FP Полнодуплексный модальный диапазон: 800 МГц · км [14] |
| OM2: 2 | |||||||||
| 62,5 / 125: 4 | |||||||||
| 50/125: 4 | |||||||||
| OSx: 40 [13] | |||||||||
| 100BASE-SX | TIA-785 (2000 г.) | наследие | Волокно 850 нм | ST, SC, LC | Нет данных | OM1: 0,3 | 2 | 1 | Совместное использование оптики с 10BASE-FL , что позволяет использовать схему автосогласования и использовать оптоволоконные адаптеры 10/100. |
| OM2: 0,3 | |||||||||
| 100BASE-LX10 | 802.3ah-2004 пункт 58 | Текущий} | Волокно 1310 нм | LC | SFP | OSx: 10 | 2 | 1 | Полнодуплексный режим обычно обозначается просто как -LX [15] |
| 100BASE-BX10 | Текущий | Волоконно TX: 1310 нм RX: 1550 нм | 1 | Только полнодуплексный режим; Оптический мультиплексор, используемый для разделения сигналов TX и RX на разные длины волн. | |||||
| 100BASE ‑EX | проприетарный (не IEEE) | Текущий | Волокно 1310 нм | SC LC | SFP GBIC | OSx: 40 | 2 | 1 | зависит от поставщика [16] |
| 100BASE ‑ZX | проприетарный (не IEEE) | Текущий | Волокно 1550 нм | SC LC | SFP GBIC | OSx: 80 | 2 | 1 | зависит от поставщика [17] |
Порты Fast Ethernet SFP [ править ]
Скорость Fast Ethernet доступна не на всех портах SFP [18], но поддерживается некоторыми устройствами. [19] [20] Не следует предполагать, что порт SFP для Gigabit Ethernet имеет обратную совместимость с Fast Ethernet.
Оптическая совместимость [ править ]
Чтобы иметь возможность взаимодействия, необходимо соответствие некоторым критериям: [21]
- Кодировка строки
- Длина волны [а]
- Дуплексный режим
- Количество СМИ
- Тип и размер носителя
100BASE-X Ethernet не имеет обратной совместимости с 10BASE-F и прямой совместимости с 1000BASE-X .
100BASE-FX [ править ]
100BASE-FX - это версия Fast Ethernet по оптоволокну . Подуровень 100BASE-FX, зависящий от физической среды (PMD), определяется PMD FDDI , [23] поэтому 100BASE-FX несовместим с 10BASE-FL , версией 10 Мбит / с по оптоволокну.
100BASE-FX по-прежнему используется для существующей установки многомодового волокна, где не требуется большая скорость, например, в установках промышленной автоматизации. [13]
100BASE-LFX [ править ]
100BASE-LFX - нестандартный термин для обозначения передачи Fast Ethernet. Он очень похож на 100BASE-FX, но позволяет достигать больших расстояний до 4-5 км по паре многомодовых волокон за счет использования лазерного передатчика Фабри – Перо [24], работающего на длине волны 1310 нм. Ослабление сигнала на километр на длине волны 1300 нм составляет примерно половину потерь на длине волны 850 нм. [25] [26]
100BASE-SX [ править ]
100BASE-SX - это версия Fast Ethernet по оптоволокну, стандартизованная в TIA / EIA-785-1-2002. Это более дешевая альтернатива 100BASE-FX для работы на меньшем расстоянии. Из-за более короткой длины волны (850 нм) и меньшего поддерживаемого расстояния в 100BASE-SX используются менее дорогие оптические компоненты (светодиоды вместо лазеров).
Поскольку он использует ту же длину волны, что и 10BASE-FL , версия Ethernet 10 Мбит / с по оптоволокну, 100BASE-SX может быть обратно совместима с 10BASE-FL. Стоимость и совместимость делают 100BASE-SX привлекательным вариантом для тех, кто переходит с 10BASE-FL и не требует больших расстояний.
100BASE-LX10 [ править ]
100BASE-LX10 - это версия Fast Ethernet по оптическому волокну, стандартизованная в пункте 58 802.3ah-2004. Она имеет радиус действия 10 км по паре одномодовых волокон.
100BASE-BX10 [ править ]
100BASE-BX10 - это версия Fast Ethernet по оптическому волокну, стандартизованная в пункте 58 стандарта 802.3ah-2004. Он использует оптический мультиплексор для разделения сигналов TX и RX на разные длины волн в одном и том же волокне. Он имеет радиус действия 10 км по одной нити одномодового волокна.
100BASE-EX [ править ]
100BASE-EX очень похож на 100BASE-LX10, но обеспечивает более длинные расстояния до 40 км по паре одномодовых волокон за счет более качественной оптики, чем LX10, работающий на лазерах с длиной волны 1310 нм. 100BASE-EX - это не формальный стандарт, а общепринятый термин. [16] Иногда его называют 100BASE-LH (long haul), и его легко перепутать с 100BASE-LX10 или 100BASE-ZX, поскольку использование -LX (10), -LH, -EX и -ZX неоднозначно. между поставщиками.
100BASE-ZX [ править ]
100BASE-ZX - нестандартный, но многовендерный термин [17] [ необходим лучший источник ] для обозначения передачи Fast Ethernet с использованием длины волны 1550 нм для достижения расстояний не менее 70 км по одномодовому оптоволокну. Некоторые поставщики указывают расстояния до 160 км по одномодовому оптоволокну, иногда называемому 100BASE-EZX. Диапазоны более 80 км в значительной степени зависят от потерь на трассе используемого волокна, в частности, показателя затухания в дБ на км, количества и качества разъемов / коммутационных панелей и стыков, расположенных между приемопередатчиками. [27]
См. Также [ править ]
- Список пропускной способности устройства
Примечания [ править ]
- ^ Некоторые типы оптики могут работать с несоответствием длины волны. [22]
Ссылки [ править ]
- ^ IEEE 802.3u-1995 . IEEE . 26 октября 1995 г. doi : 10.1109 / IEEESTD.1995.7974916 . ISBN 978-0-7381-0276-4.
- ^ Х. Фрейзер (2002) [1998]. «Стандарт 802.3z Gigabit Ethernet». Сеть IEEE . IEEE. 12 (3): 6–7. DOI : 10.1109 / 65.690946 .
- ^ «Комбинация модулей OC3 / STM1 GE / FE - Руководство по модулю ERX 10.3.x» . Juniper Networks .
- ^ «Съемные модули Cisco 100BASE-X в компактном корпусе для приложений Fast Ethernet» . Cisco.
- ^ "Адаптеры CAT5E" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 07.07.2014 . Проверено 17 декабря 2012 .
- ^ «100BASE-TX PMD (и MDI) определяется путем включения стандарта FDDI TP-PMD, ANSI X3.263: 1995 (TP-PMD), посредством ссылки, с изменениями, указанными ниже». (раздел 25.2 IEEE802.3-2002).
- ^ IEEE 802.3bw-2015 пункт 96
- ^ Junko Yoshida (2015-12-01). «В соответствии со стандартами IEEE Ethernet выходит на рынок в 2016 году» . EETimes . Проверено 6 октября 2016 .
- ^ Роберт Брейер и Шон Райли (1999). Коммутируемый, быстрый и гигабитный Ethernet . Macmillan Technical Publishing. п. 107.
- ^ IEEE 802.3y
- ^ a b c Чарльз Э. Сперджен (2014). Ethernet: Полное руководство (2-е изд.). O'Reilly Media. ISBN 978-1-4493-6184-6.
- ^ «Введение в Fast Ethernet» (PDF) . Contemporary Control Systems, Inc. 2001-11-01 . Проверено 25 августа 2018 .
- ^ a b c "Техническое описание EDS-408A-MM-ST" . MOXA. 2019-08-06 . Проверено 21 марта 2020 .
- ^ "Техническое описание для серии SFP-1FE" (PDF) . MOXA. 2018-10-12 . Проверено 21 марта 2020 .
- ^ "Приемопередатчик Cisco GLC-FE-100LX 100BASE-LX10 SFP (mini-GBIC)" . FS.com . Проверено 21 марта 2020 года .
- ^ a b «Приемопередатчик GLC-FE-100EX 100BASE-EX SFP (mini-GBIC)» . FS.com . Проверено 21 марта 2020 года .
- ^ a b "FS-GLC-FE-100ZX 100BASE-ZX" . FS.com . FS.com . Проверено 21 марта 2020 года .
- ^ "Спецификация Cisco серии 350" . Cisco . Дата обращения 22 марта 2020 .
- ^ "Cisco 100BASE-X SFP Data Sheet" . Cisco . Проверено 26 марта 2020 года .
- ^ "Трансивер FS GLC-GE-100FX" . ФС . Проверено 26 марта 2020 года .
- ^ «Несовместимость волокон? - Ars Technica OpenForum» . arstechnica.com . 2006-06-06 . Проверено 29 марта 2020 года .[ самостоятельно опубликованный источник? ]
- ^ «Все, что вы всегда хотели знать об оптических сетях - но боялись спросить» (PDF) . archive.nanog.org . Ричард Стинберген . Проверено 30 марта 2020 .
- ^ IEEE 802.3 пункт 26.2 Функциональные спецификации
- ^ "Техническое описание для SFP-100FX-31" . FS.com . Проверено 21 марта 2020 .
- ^ «Волокно базы знаний» . Fluke Networks . 28 февраля 2014 . Проверено 8 апреля 2020 .
- ^ «Различия между номенклатурами оптоволоконных кабелей OM1, OM2, OM3, OM4, OS1, OS2» (PDF) . stl.tech . Проверено 8 апреля 2020 .
- ^ "SFP15160FE0B / SFP / 100BASE-eZX" . Skylane Optics . Архивировано из оригинального 19 августа 2020 года . Проверено 21 марта 2020 года .
Внешние ссылки [ править ]
- Распространенные варианты аппаратного обеспечения 100 Мбит / с
- Происхождение и история Ethernet
- Сайт предложения 100BASE-SX Fast Ethernet
- Сравнение наборов микросхем Fast Ethernet
- Стандарты IEEE802.3 скачать бесплатно
- Техническое описание ProCurve Networking 100BASE-FX
| vтеEthernet семейство вычислительных сетей локальных технологий | |
|---|---|
| Скорости |
|
| Общий |
|
| Организации |
|
| Средства массовой информации |
|
| Исторический |
|
| Приложения |
|
| Трансиверы |
|
| Интерфейсы |
|
| |
Категория
Commons
