Стандартные сегменты Ethernet

Как уже отмечалось, существует несколько стандартных сегментов сети Ethernet/Fast Ethernet. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки, области применения. При установке сети необходимо сделать обоснованный выбор оборудования, с тем чтобы потом не пришлось тратить значительные суммы на его замену.

Аппаратура 10BASE5

Стандарт 10BASE5 определяет сегмент Ethernet на основе толстого коаксиального кабеля с топологией шина длиной до 500 метров.

Толстый коаксиальный кабель – это классический тип кабеля, который использовался в сети Ethernet с самого начала. В настоящее время он не столь широко распространен, хотя и обеспечивает максимальную протяженность сети с топологией шина. Это связано в первую очередь с большими трудностями монтажа аппаратуры и сравнительно высокой ее стоимостью.

Толстый коаксиальный кабель представляет собой 50-омный кабель диаметром около 1 сантиметра и отличается высокой жесткостью. Он имеет два основных типа оболочки: стандартная PVC желтого цвета (например,кабель Belden 9880) и тефлоновая Teflon оранжево-коричневого цвета (например, кабель Belden 89880). Широко распространен толстый кабель типа RG-11, другой тип – RG-8 (отличие состоит в том, что у RG-11 посеребрена центральная жила). Диаметр центральной жилы – около 2 мм. Толстый кабель – это самая дорогая среда передачи (примерно втрое дороже, чем другие типы). Тем не менее, толстый кабель обладает лучшей помехоустойчивостью, меньшим затуханием и высокой механической прочностью.

По стандарту к одному сегменту (длиной до 500 метров) допустимо подключение не более 100 абонентов. Расстояния между точками их подключения не должно быть меньше, чем 2,5 метра, иначе возникают искажения передаваемых сигналов. Для удобства пользователя на оболочку кабеля часто наносятся черные полоски через каждые 2,5 метра.

Аппаратные средства 10BASE5 представлены на рис. 11.1. Они включают в себя кабель, разъемы, терминаторы, трансиверы и трансиверные кабели. Трансивер представляет собой активный приемопередатчик с детектором коллизий и высоковольтной (до 5 кВ) гальванической развязкой. Кроме того, в трансивере предусмотрена защита от затянувшейся передачи (jabber), подробнее эта функция будет рассмотрена в следующей главе. Трансивер может иметь светодиодные индикаторы питания, передачи, приема и наличия коллизий.

Рис. 11.1. Аппаратура 10BASE5

Для соединения кусков толстого коаксиального кабеля между собой, а также терминаторов с таким кабелем используются разъемы N-типа, установка которых довольно сложна и требует специальных инструментов (в противном случае возможны искажения сигналов на стыках). Два разъема N-типа для увеличения длины кабеля могут соединяться с помощью Barrel-коннекторов.

При выполнении сегмента сети на базе толстого кабеля желательно использовать один кусок кабеля или брать все его куски из одной партии одного производителя. Иначе на стыках разнородных кабелей могут быть искажения сигналов. Если кабель сегмента образуется из нескольких кусков, то с целью снижения отражений сигнала рекомендуется применять куски длиной 23,4 метра, 70,2 метра и 117 метров (с погрешностью 0,5 метра). Никаких ответвлений и разветвлений толстого кабеля не допускается.

На обоих концах кабеля сегмента должны быть установлены 50-омные терминаторы N-типа, один (и только один) из которых надо заземлить.

Толстый кабель никогда не подводят непосредственно к компьютеру сети, это сложно и неудобно для использования, так как компьютеры нельзя будет переместить. Его прокладывают по стене или по полу помещения. Для присоединения сетевых адаптеров к толстому кабелю служат специальные трансиверы (см. рис. 11.2).

Рис. 11.2. Подсоединение адаптера к толстому кабелю

Трансивер ( MAU, Medium Attachment Unit – устройство присоединения к среде) устанавливается непосредственно на толстом кабеле и связывается с адаптером трансиверным кабелем.

Для присоединения трансиверов к толстому кабелю чаще всего используются специальные соединительные устройства, предложенные корпорацией AMP, которые не требуют разрезания кабеля в точке присоединения, а просто прокалывают оболочку и изоляцию кабеля и обеспечивают механическое и электрическое соединение как с оплеткой, так и с центральной жилой кабеля. Они носят названия "вампиров". Другой тип соединителя требует разрезания кабеля и установки на оба конца разъемов, поэтому он гораздо менее популярен.

Трансиверный кабель представляет собой гибкий многопроводный кабель диаметром около 1 см, содержащий четыре экранированные витые пары. Длина обычного трансиверного кабеля может достигать 50 метров, а более тонкого и гибкого офисного варианта—12,5 метров, то есть обеспечивается достаточная свобода перемещения компьютеров. На концах трансиверного кабеля устанавливаются 15-контактные разъемы (DIX-разъемы типа "вилка", DB-15P). Трансиверный кабель называется также AUI кабелем (Attachment Unit Interface) или Drop кабелем, спусковым кабелем, а его разъемы – AUI разъемами. Трансивер работает от внутреннего источника питания компьютера и должен потреблять ток не более 0,5 А от источника +12 В.

Сетевой адаптер, работающий с толстым кабелем, должен иметь внешний 15-контактный AUI -разъем (разъем DIX типа "розетка", DB-15S). Назначение контактов этого разъема приведено в табл. 11.1.

Для связи используются три витые экранированные пары проводов,служащие для передачи трех дифференциальных сигналов:

• передаваемая адаптером в сеть информация (TX+,TX- и TX экран);
• принимаемая из сети в адаптер информация (RX+, RX- и RX экран);
• сигнал наличия коллизии из трансивера в адаптер (CD+, CD- и CD экран).

Провод питания также экранируется для уменьшения влияния внешних наводок. Гальваническая развязка в данном случае осуществляется внутри трансивера. Напряжение пробоя изоляции между абонентами составляет до 5 киловольт.

Если в структуре сетевого адаптера предусмотрено переключение (тумблерами или перемычками) "Ethernet – Cheapernet", надо переключить его в режим "Ethernet" (то есть 10BASE5 ). Ведь именно сегмент 10BASE5 считается изначальным стандартным типом Ethernet.

Схема соединения компьютеров сегмента сети на толстом кабеле показана на рис. 11.3.

Рис. 11.3. Соединение компьютеров сети толстым кабелем

Максимальное количество сегментов при реализации всей сети только на толстом коаксиальном кабеле не должно превышать пяти (общая длина сети – 2,5 километра). Соответственно для соединения пяти сегментов потребуется четыре репитера. При этом должно применяться так называемое правило "5-4-3", то есть не более 5 сегментов, не более 4 репитеров и не более 3 сегментов, к которым могут быть присоединены компьютеры (рис. 11.4).

Рис. 11.4. Соединение сегментов 10BASE5 по правилу "5-4-3"

Минимальный набор оборудования для односегментной сети на толстом кабеле включает в себя следующие элементы:

• сетевые адаптеры (по числу объединяемых в сеть компьютеров) с AUI разъемами;
• толстый кабель с разъемами N-типа на концах, общая длина которого достаточна для объединения всех компьютеров сети;
• трансиверные кабели с 15-контактными AUI разъемами на концах длиной от компьютера до толстого кабеля (по количеству сетевых адаптеров);
• трансиверы (по количеству сетевых адаптеров);
• два Barrel-коннектора N-типа для присоединения терминаторов на концах кабеля;
• один N-терминатор без заземления;
• один N-терминатор с заземлением.

В настоящее время аппаратура 10BASE-5 практически не используется, но в некоторых случаях она еще применяется для организации базовой (Backbone) сети. Доля сетевых адаптеров с AUI разъемами сейчас не превышает 5%.