Сети Ethernet 10Base T используют в качестве среды две неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP).
Конечные узлы соединяются по топологию «точка-точка» со специальным устройством - многопортовым повторителем с помощью двух крученных пар. Одной крученной пары нужно для передачи данных от станции к повторителю (выход Тх сетевого адаптера), а другая – для передачи данных от повторителя к станции (вход Rx сетевого адаптера). Многопортовые повторители в этом случае обычно называются концентраторами (англоязычные сроки – hub или concentrator). Концентратор осуществляет функции повторителя сигналов на всех отрезках крученных пар, подключенных к его портам, так что образуется единственная среда передачи данные логический моноканал (логическая общая шина).
Повторитель обнаруживает коллизию в сегменте в случае одновременной передачи сигналов по нескольким своим Rx-входах и посылает jam-последовательность на все свои Тх-выходы. Стандарт определяет битовую скорость передачи данные 10 Мбит/с и максимальное расстояние отрезка крученный пары между двумя непосредственно связанными узлами (станциями и концентраторами) не больше 100 м при наличии крученный пары качества не ниже категории 3. Это расстояние определяется полосой пропускания крученный пары - на длине 100 м она позволяет передавать данные со скоростью 10 Мбит/с при использовании манчестерского кода.
Концентраторы 10Base-T можно соединять друг с другом с помощью тех же портов, которые предназначены для подключения конечных узлов. При этом нужно позаботиться о том, чтобы передатчик и приемник одного порта были соединены соответственно с приемником и передатчиком другого порта.
Для обеспечения синхронизации станций при реализации процедур доступа CSMA/CD и надежного распознавания станциями коллизий в стандарте определено максимально число концентраторов между любыми двумя станциями сети, а именно - 4. Это правило зовется «правило 4-х хабов» и оно замещает «правило 5-4-3», что применяется к коаксиальным сетям.
Общее количество станций в сети Ethernet 10BaseT не должно превышать общий предел в 1024, и для данного типа физического уровня это количество действительно можно достичь. Для этого достаточно создать двухуровневую иерархию концентраторов, расположив на нижнем уровне достаточное количество концентраторов с общим количеством портов 1024. Конечные узлы нужно подключить к портам концентраторов нижнего уровня. Правило 4-х хабов при этом выполняется - между любыми конечными узлами будет ровно 3 концентратора.
Сети, построенные на основе стандарта 10Base-T, владеют в сравнении с коаксиальными вариантами Ethernet многими преимуществами. Эти преимущества связаны с делением общего физического кабеля на отдельные кабельные отрезки, подключенные к центральному коммуникационному устройству. И хотя логично эти отрезки как и раньше образуют общую деленную среду, их физическое деление позволяет контролировать их состояние и отключать в случае обрыва, короткого замыкания или неисправности сетевого адаптера на индивидуальной основе. Это обстоятельство существенно облегчает эксплуатацию больших сетей Ethernet, потому что концентратор обычно автоматически выполняет такие функции, сообщая при этом администратору сети о возникшей проблеме.
В стандарте 10Base-T определена процедура тестирования физической работоспособности двух отрезков крученной пары, которые соединяют трансивер конечного узла и порт повторителя. Эта процедура называется тестом связывания (link test), и она основана на передаче каждые 16 мс специальных импульсов J и К манчестерского кода между передатчиком и приемником каждой крученный пары. Если тест не проходит, то порт блокируется и отключает проблемный узел от сети. Потому что кодов J и К являются запрещенными при передаче кадров, то тесту последовательности не влияют на работу алгоритма доступа к среде.
Появление между конечными узлами активного устройства, которое может контролировать работу узлов и изолировать от сети некорректно работающие, является главным преимуществом технологии 10Base-T в сравнении со сложными в эксплуатации коаксиальными сетями. Благодаря концентраторам сеть Ethernet приобрела некоторые черты отказоустойчивой системы.
Рис. 7.4 Структура сети стандарта 10Base-Т
