Аппаратура 10BASE2 | Аппаратура 10BASE-T | Аппаратура 10BASE-FL

Апаратура 10BASE2

Тонкий коаксиальный кабель отличается от толстого вдвое меньшей тол­щиной (диаметр около 5 мм), значительно большей гибкостью, большим удобством монтажа, меньшей стоимостью (примерно в три раза дешевле толстого). Не удивительно, что сети на его основе получили гораздо боль­шее распространение. Тонкий кабель, как и толстый, имеет волновое сопротивление 50 Ом и требует такого же 50-омного оконечного согласова­ния. Если толстый кабель обязательно должен быть надежно закреплен, например, на стене или на полу помещения, то тонкий кабель вполне мо­жет быть проложен навесным монтажом, что позволяет довольно просто перемещать компьютеры в пределах помещения.

Самым большим недостатком тонкого кабеля является меньшая допус­тимая длина сегмента (до 185 м). Иногда, правда, изготовители сетевых адаптеров указывают допустимую длину сегмента 200 м или даже 300 м. В последнем случае может оказаться, что такие сетевые адаптеры не спо­собны связываться с адаптерами других типов, так как используют не­стандартные уровни сигналов. Наиболее распространенный тип тонкого коаксиального кабеля - это RG-58 A/U.

Аппаратура для работы с тонким кабелем гораздо проще, чем в случае толстого кабеля. Помимо сетевых адаптеров, требуются только кабели соответствующей длины, разъемы, Т-коннекторы и терминаторы (один с заземлением). Между каждой парой абонентов прокладывается отдельный кусок кабеля с двумя байонетными разъемами типа BNC на концах. Минимальная длина куска кабеля (минимальное расстояние меж­ду абонентами) - 0,5 метра. Допускается, хотя и не рекомендуется, со­единение кусков кабеля между собой с помощью BNC 1-коннекторов (Barrel-коннекторов). Разъемы на кабель могут припаиваться, но чаще устанавливаются с помощью специального обжимного инструмента, при­чем надо следить, чтобы обжимной инструмент соответствовал марке выбранного разъема.

На плате адаптера должен находиться BNC-разъем, к которому присое­диняется BNC Т-коннектор, соединяющий плату с двумя кусками кабеля. При этом если в структуре сетевого адаптера предусмотрено переключение режимов (тумблерами или перемычками) «Ethernet -Cheapernet», надо переключить адаптер в режим «Cheapernet» (это рас­пространенное название сегмента 10BASE2 вообще и тонкого коаксиаль­ного кабеля в частности). Гальваническую развязку осуществляет сам адаптер, напряжение изоляции составляет 100 В, что значительно мень­ше, чем в случае толстого кабеля.

Кому-то может показаться удобным включить, между разъемом адапте­ра и BNC Т-коннектором отрезок кабеля и расположить весь соедини­тельный узел (Т-коннектор и два BNC разъема) подальше от адаптера и компьютера. В принципе это допускается, но стандарт определяет, что длина такого вставленного отрезка кабеля не должна превышать 4 см.

Отметим, что разъемы отечественного производства типа СР-50 вообще-то подходят для соединения с импортными разъемами BNC. Однако со­всем небольшое отличие в размерах этих разъемов приводит к тому, что их соединение требует значительных физических усилий, опасных для целости адаптера, так что лучше все-таки придерживаться одного типа разъемов, тем более что стоят сейчас разъемы не так уж много (около по­ловины доллара).

Если вся сеть выполняется на тонком кабеле, то, согласно стандарту, ко­личество сегментов не должно превышать пяти (таким образом, общая длина сети составит 925 м, потребуется четыре репитера). Максимальное количество абонентов на одном сегменте (включая репитеры) не должно быть больше 30, то есть общее число абонентов в сети на базе тонкого ка­беля в принципе не может быть больше 150.

Минимальный набор оборудования для односегментной сети на тонком кабеле должен включать в себя следующие элементы:
• сетевые адаптеры (по числу объединяемых в сеть компью­теров);
• отрезки кабеля с BNC-разъемами на обоих концах, общая длина которых достаточна для объединения всех компью­теров;
• BNC Т-коннекторы (по числу сетевых адаптеров);
• один BNC терминатор без заземления;
• один BNC терминатор с заземлением.
Если сеть строится из нескольких сегментов с использованием репите­ров и концентраторов, то надо учитывать, что некоторые концентраторы имеют встроенные 50-омные терминаторы (иногда - отключаемые), что упрощает проблемы согласования. Если же таких встроенных термина­торов нет, то надо использовать внешние терминаторы на каждом конце каждого сегмента, и тогда перечисленная аппаратура будет требоваться для каждого сегмента.
Отметим, что в принципе возможна реализация какого-то сегмента сети на базе отрезков кабелей разного типа (толстого и тонкого). В этом случае для расчета допустимой длины сегмента кабеля рекомендуется пользо­ваться следующим простым соотношением:
(3,28 • Lтн )+ Lтл < 500 м,
где Lтн и Lтл — соответственно длина тонкого и толстого кабеля. Однако лучше все-таки использовать точный расчет работоспособности сети, ко­торый описан в специальной главе книги.
До недавнего времени аппаратура 10BASE2 была самой популярной. Ка­бели, разъемы, адаптеры для нее выпускались наибольшим количеством производителей, что приводило к регулярному снижению цен. Но сейчас ее все больше вытесняет 10BASE-T, порой совершенно неоправданно, ведь для небольших сетей 10BASE2 обычно представляет собой самое деше­вое и удобное решение. В случае, когда удобнее «шина», а не «пассивная звезда», сегменты 10BASE2 целесообразно включать и в сложные сети с несколькими концентраторами.

Аппаратура 10BASE-T

Сеть Ethernet на базе витой пары развивается с 1990 года и становится все более популярной. Во многом это объясняется модой, а вовсе не пре­имуществами витой пары. Ведь оборудование для нее обычно дороже, чем для 10BASE2. Однако 10BASE-T действительно имеет важные достоин­ства, главное из которых состоит в возможности плавного перехода на Fast Ethernet, чего не могут обеспечить сегменты на коаксиальном кабе­ле. Повреждение одного из кабелей не ведет к выходу из строя всей сети. Отказы оборудования проще локализовать. К тому же монтаж сети на витой паре проще. Удобно и то, что к каждому компьютеру подходит толь­ко один кабель, а не два, как в случае 10BASE2.
В сегменте 10BASE-T передача сигналов осуществляется по двум витым парам проводов, каждая из которых передает только в одну сторону (одна пара - передающая, другая - принимающая). Кабелем, содержащим та­кие двойные витые пары, каждый из абонентов сети присоединяется к концентратору (хабу), использование которого в данном случае в отли­чие от рассмотренных ранее обязательно. Концентратор производит сме­шение сигналов от абонентов для реализации метода доступа CSMA/CD, то есть в данном случае реализуется топология «пассивная звезда», которая, как уже отмечалось, равноценна топологии «шина».
Длина соединительного кабеля между адаптером и концентратором не должна превышать 100 метров, что часто накладывает существенные ог­раничения на размещение компьютеров. Кабель используется гибкий, диаметром около 6 мм. Из четырех витых пар, входящих в кабель, ис­пользуются только две. Наиболее распространенный тип кабеля - это ка­бель EIA/TIA категории 3. Но в настоящее время рекомендуется исполь­зовать более качественный кабель категории 5 (или даже выше), который позволяет без проблем переходить на Fast Ethernet. Популярен кабель марки AWG 22-26. Ни в коем случае нельзя применять телефонные кабе­ли, в которых провода не образуют витых пар, так как это вызывает на­рушения в работе сети.
Кабели присоединяются к адаптеру и к концентратору 8-контактными разъемами типа RJ-45, внешне похожими на обычные телефон­ные разъемы, в которых используются только четыре контакта. Монтаж и обслуживание неэкранированных кабелей с витыми парами (UTP-кабелей) гораздо проще, чем коаксиальных кабелей, так как они не имеют металлической оплетки. Что касается стоимости кабеля, то UTP-кабели стоят примерно вдвое дешевле, чем тонкий коаксиальный кабель, но при этом надо учитывать, что в случае топологии пассивная звезда кабеля обычно требуется гораздо больше, чем при топологии шина.
Передача по витым парам ведется дифференциальными сигналами с це­лью увеличения помехоустойчивости сети, то есть ни один из проводов этих витых пар не заземляется. В отличие от сегментов с коаксиальным кабелем пользователю не надо ни использовать внешние терминаторы, ни заземлять кабель, достаточно всего лишь обеспечить заземление ком­пьютеров сети.
В сети 10BASE-T применяются два вида соединения проводов кабеля. Если надо объединить в сеть всего два компьютера, то можно обой­тись вообще без концентратора, применив так называемый перекрест­ный кабель (crossover cable), который соединяет передающие контакты одного разъема RJ-45 с приемными контактами другого разъема RJ-45 и наоборот. А для соединения компьютеров с концентратором обычно ис­пользуется прямой кабель (direct cable), в котором соединяются между собой одинаковые контакты обоих разъемов. На такой прямой кабель рас­считано большинство концентраторов. Надо, правда, учитывать, что иногда перекрестное соединение имеется внутри порта концентратора (стан­дарт рекомендует помечать такой порт буквой «X»), так что, выполняя соединения в сети, надо быть очень аккуратным. Надо еще учитывать, что кабель, соединяющий два концентратора через обычные порты, дол­жен быть перекрестным. А вот кабель, соединяющий специальный рас­ширительный порт одного концентратора (UpLink) с нормальным портом другого концентратора, должен быть прямым.
Следует также отметить такую особенность адаптеров и концентраторов, рассчитанных на работу с витой парой, как наличие в них встроенного кон­троля правильности соединения сети. При отсутствии передачи информа­ции они периодически передают тестовые импульсы (NLP - Normal Link Pulse), по наличию которых на приемном конце определяется целостность кабеля. Для визуального контроля правильности соединений предусмот­рены специальные светодиоды «Link», которые горят при правильном со­единении аппаратуры. Это очень удобно и выгодно отличает сегмент 10BASE-T от 10BASE2 и 10BASE5, где подобная функция из-за шинной структуры в принципе не может быть предусмотрена.
Минимальный набор оборудования для сети на витой паре включает в себя следующие элементы:                          
• сетевые адаптеры (по числу объединяемых в сеть компью­теров), имеющие UTP-разъемы RJ-45;
• отрезки кабеля с разъемами RJ-45 на обоих концах (по чис­лу объединяемых компьютеров);
• один концентратор, имеющий столько UTP-портов с разъе­мами RJ-45, сколько необходимо объединить компьютеров.

Аппаратура 10BASE-FL

Широко использовать оптоволоконный кабель в Ethernet начали сравни­тельно недавно. Его применение позволило сразу же значительно увели­чить допустимую длину сегмента и существенно повысить помехоустой­чивость передачи. Немаловажна также и полная гальваническая развязка компьютеров сети, которая достигается здесь без всякой дополнитель­ной аппаратуры, просто в силу специфики среды передачи. Еще одно пре­имущество оптоволоконных кабелей состоит в возможности плавного пе­рехода на Fast Ethernet, так как пропускная способность оптоволокна позволяет достигнуть не только 100 Мбит/с, но и более высоких скорос­тей передачи.

Передача информации в данном случае идет по двум оптоволоконным кабелям, передающим сигналы в разные стороны (как и в 10BASE-T). Иногда используются двухпроводные оптоволоконные кабели, содержа­щие два кабеля в общей внешней оболочке, но чаще - два одиночных ка­беля. Вопреки распространенному мнению, стоимость оптоволоконного кабеля не слишком высока (она близка к стоимости тонкого коаксиально­го кабеля). Правда, в целом аппаратура в данном случае оказывается за­метно дороже, так как требует использования дорогих оптоволоконных трансиверов.

Аппаратура 10BASE-FL имеет сходство как с аппаратурой 10BASE5 (здесь тоже применяются внешние трансиверы, соединенные с адапте­ром трансиверным кабелем, так и с аппаратурой 10BASE-T, здесь так­же применяется топология «пассивная звезда» и два разнонаправленных кабеля).

Оптоволоконный трансивер называется FOMAU (Fiber Optic MAU). Он выполняет все функции обычного трансивера (MAU), но, кроме того, пре­образует электрический сигнал в оптический при передаче и обратно при приеме. FOMAU также формирует и контролирует сигнал целостности линии связи, передаваемый в паузах между передаваемыми пакетами. Целостность линии связи, как и в случае 10BASE-T, индицируется светодиодами «Link». Для присоединения трансивера к адаптеру применя­ется стандартный АШ - кабель, такой же, как и в случае 10BASE5, но длина его не должна превышать 25м.

Длина оптоволоконных кабелей, соединяющих трансивер и концен­тратор, может достигать 2 км без применения каких бы то ни было рет­рансляторов. Таким образом, возможно объединение в локальную сеть компьютеров, находящихся в разных зданиях, сильно разнесенных тер­риториально.

Первоначально оптоволоконная связь применялась преимущественно для связи между репитерами. Поэтому первый стандарт FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link), разработанный в начале восьмидесятых, предполагал как раз связь между двумя репитерами на расстояние до 1000 метров. Затем были разработаны оптоволоконные трансиверы для подключения к репитеру отдельных компьютеров и стандарт 10BASE-F, включающий в себя три типа сегментов.
• 10BASE-FL -  заменил старый стандарт FOIRL. Он наиболее распространен в настоящее время. Он обеспечивает связь между двумя компьютерами, между двумя репитерами или между компьютером и репитером. Максимальное расстоя­ние - до 2000 м.
• 10BASE-FB - предназначен для синхронного обмена между несколькими репитерами с целью образования базовой рас­пределенной репитерной системы. Максимальное рас­стояние - до 2000 м. Широкого распространения не полу­чил.
• 10BASE-FP - предназначен для объединения в топологию «пассивная звезда» без использования репитеров до 33 ком­пьютеров (для этого применяются специальные оптические разветвители). Максимальное расстояние от компьютера до разветвителя - до 500 м. Такое сокращение допустимого расстояния объясняется сильным затуханием в разветвителе. Широкого распространения этот тип сегмента также не получил.

Стандартный оптоволоконный кабель 10BASE-FL должен иметь на обо­их концах оптоволоконные байонетные ST-разъемы, (стандарт BFOC/2.5). Присоединение этого разъема к трансиверу или концентратору не сложнее, чем BNC-разъема в сети 10BASE2. Исполь­зуются также разъемы типа SC, присоединяемые подобно RJ-45 путем простого вставления в гнездо. Разъемы SC обычно жестко соединены по два для двух кабелей. Существуют также разъемы типа MIC FDDI, подобно разъемам SC вставляемые в гнездо. При покупке оборудо­вания надо следить за соответствием разъемов, установленных на кабе­ле, и ответных разъемов трансиверов или концентраторов.

В соответствии со стандартом, в 10BASE-FL используется мультимодовый кабель и свет с длиной волны 850 нм, хотя в перспективе не исключен переход на одномодовый кабель. Суммарные оптические потери в сегменте (как в кабеле, так и в разъеме) не должны превышать 12,5 дБ. При этом потери в кабеле составляют около 4-5 дБ на километр длины кабеля, а потери в разъеме - от 0,5 до 2,0 дБ (эта величина сильно зависит от каче­ства установки разъема). Только при таких величинах потерь можно га­рантировать устойчивую связь на предельной длине кабеля. На практи­ке лучше не рисковать и брать длину кабеля процентов на десять меньше предельной.

Минимальный набор оборудования для соединения оптоволоконным ка­белем двух компьютеров включает в себя следующие элементы:

• два сетевых адаптера с трансиверными разъемами;
• два оптоволоконных трансивера (FOMAU);
• два трансиверных кабеля;
• два оптоволоконных кабеля с ST-разъемами (или с SC или с MIC разъемами) на концах.

Если требуется соединить больше двух компьютеров, то надо использо­вать концентратор, имеющий оптоволоконные порты. Каждый компью­тер снабжается трансивером и трансиверным кабелем, а также двумя оп­товолоконными кабелями с соответствующими разъемами.