Несмотря на то, что
теоретически возможно подключение
к одному кабелю (сегменту) витой
пары более чем двух устройств, работающих
в симплексном режиме, такая схема
никогда не применяется для Ethernet, в отличие от работы с коаксиальным
кабелем. Поэтому все сети на витой паре
используют топологию «звезда», в то время
как сети на коаксиальном кабеле построены
на топологии «шина». Терминаторы для
работы по витой паре встроены в каждое
устройство, и применять дополнительные
внешние терминаторы в линии не нужно.
- 10BASE-T, IEEE 802.3i — для передачи данных используется 4 провода кабеля витой пары (две скрученные пары) категории-3 или категории-5. Максимальная длина сегмента 100 метров.
- FOIRL — (акроним от англ. Fiber-optic inter-repeater link). Базовый стандарт для технологии Ethernet, использующий для передачи данных оптический кабель. Максимальное расстояние передачи данных без повторителя 1 км.
- 10BASE-F, IEEE 802.3j — Основной термин для обозначения семейства 10 Мбит/с ethernet-стандартов, использующих оптический кабель на расстоянии до 2 километров: 10BASE-FL, 10BASE-FB и 10BASE-FP. Из перечисленного только 10BASE-FL получил широкое распространение.
- 10BASE-FL (Fiber Link) — Улучшенная версия стандарта FOIRL. Улучшение коснулось увеличения длины сегмента до 2 км.
- 10BASE-FB (Fiber Backbone) — Сейчас неиспользуемый стандарт, предназначался для объединения повторителей в магистраль.
- 10BASE-FP (Fiber Passive) — Топология «пассивная звезда», в которой не нужны повторители — никогда не применялся.
Быстрый Ethernet (Fast Ethernet, 100 Мбит/с)
- 100BASE-T — общий термин для обозначения стандартов, использующих в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента до 100 метров. Включает в себя стандарты 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.
- 100BASE-TX, IEEE 802.3u — развитие стандарта 10BASE-T для использования в сетях топологии «звезда». Задействована витая пара категории 5, фактически используются только две неэкранированные пары проводников, поддерживается дуплексная передача данных, расстояние до 100 м.
- 100BASE-T4 — стандарт, использующий витую пару категории 3. Задействованы все четыре пары проводников, передача данных идёт в полудуплексе. Практически не используется.
- 100BASE-T2 — стандарт, использующий витую пару категории 3. Задействованы только две пары проводников. Поддерживается полный дуплекс, когда сигналы распространяются в противоположных направлениях по каждой паре. Скорость передачи в одном направлении — 50 Мбит/с. Практически не используется.
- 100BASE-FX — стандарт, использующий многомодовое волокно. Максимальная длина сегмента 400 метров в полудуплексе (для гарантированного обнаружения коллизий) или 2 километра в полном дуплексе.
- 100BASE-SX — стандарт, использующий многомодовое волокно. Максимальная длина ограничена только величиной затухания в оптическом кабеле и мощностью передатчиков, по разным материалам от 2х до 10 километров.
- 100BASE-FX
WDM — стандарт, использующий одномодовое волокно. Максимальная длина ограничена только величиной затухания в волоконно-оптическом кабеле и мощностью передатчиков. 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.
Гигабитный Ethernet (Gigabit Ethernet,
1 Гбит/с)
- 1000BASE-T, IEEE 802.3ab — стандарт, использующий витую пару категорий 5e. В передаче данных участвуют 4 пары. Скорость передачи данных — 250 Мбит/с по одной паре. Используется метод кодирования PAM5, частота основной гармоники 62,5 МГц. Расстояние до 100 метров
- 1000BASE-TX был создан Ассоциацией Телекоммуникационной Промышленности (англ. Telecommunications Industry Association, TIA) и опубликован в марте 2001 года как «Спецификация физического уровня дуплексного Ethernet 1000 Мб/с (1000BASE-TX) симметричных кабельных систем категории 6 (ANSI/TIA/EIA-854-2001)» (англ.«A Full Duplex Ethernet Specification for 1000 Mbit/s (1000BASE-TX)
Operating Over Category 6 Balanced Twisted-Pair Cabling (ANSI/TIA/EIA-854-2001)»). Стандарт, использует раздельную приёмо-передачу (по одной паре в каждом направлении), что существенно упрощает конструкцию приёмопередающих устройств. Ещё одним существенным отличием 1000BASE-TX является отсутствие схемы цифровой компенсации наводок и возвратных помех, в результате чего сложность, уровень энергопотребления и цена процессоров становится ниже, чем у процессоров стандарта 1000BASE-T. Но, как следствие, для стабильной работы по такой технологии требуется кабельная система высокого качества, поэтому 1000BASE-TX может использовать только кабель 6 категории. На основе данного стандарта создано большое количество продуктов для промышленных сетей.
- 1000BASE-X — общий термин для обозначения стандартов со сменными приёмопередатчиками GBIC или SFP.
- 1000BASE-SX, IEEE 802.3z — стандарт, использующий многомодовое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров.
- 1000BASE-LX, IEEE 802.3z — стандарт, использующий одномодовое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя зависит только от типа используемых приемопередатчиков и, как правило, составляет от 5 до 50 километров.
- 1000BASE-CX — стандарт для коротких расстояний (до 25 метров), использующий твинаксиальный
кабель с волновым сопротивлением 75 Ом (каждый из двух волноводов). Заменён стандартом 1000BASE-T и сейчас не используется.
- 1000BASE-LH (Long Haul) — стандарт, использующий одномодовое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 километров.
10-гигабитный Ethernet (Ethernet 10G, 10 Гбит/с)
Новый стандарт 10-гигабитного
Ethernet включает в себя семь стандартов
физической среды для LAN, MAN и WAN. В настоящее время он описывается поправкой IEEE 802.3ae и должен войти в следующую ревизию стандарта IEEE 802.3.
- 10GBASE-CX4 — технология 10-гигабитного Ethernet для коротких расстояний (до 15 метров), используется медный кабель CX4 и коннекторы InfiniBand.
- 10GBASE-SR — технология 10-гигабитного Ethernet для коротких расстояний (до 26 или 82 метров, в зависимости от типа кабеля), используется многомодовое волокно. Он также поддерживает расстояния до 300 метров с использованием нового многомодового волокна (2000 МГц/км).
- 10GBASE-LX4 — использует уплотнение по длине
волны для поддержки расстояний от 240 до 300 метров по многомодовому волокну. Также поддерживает расстояния до 10 километров при использовании одномодового волокна.
- 10GBASE-LR и 10GBASE-ER — эти стандарты поддерживают расстояния до 10 и 40 километров соответственно.
- 10GBASE-SW, 10GBASE-LW и 10GBASE-EW — эти стандарты используют физический интерфейс, совместимый по скорости и формату данных с интерфейсом OC-192 / STM-64 SONET/SDH. Они подобны стандартам 10GBASE-SR, 10GBASE-LR и 10GBASE-ER соответственно, так как используют те же самые типы кабелей и расстояния передачи.
- 10GBASE-T, IEEE 802.3an-2006 — принят в июне 2006 года после 4 лет разработки. Использует витую пару категории 6 (максимальное расстояние 55 метров) и 6а (максимальное расстояние 100 метров).
- 10GBASE-KR
Компания Harting заявила
о создании первого в мире 10-гигабитного
соединителя RJ-45, не требующего инструментов
для монтажа — HARTING
RJ Industrial 10G.
40-гигабитный и 100-гигабитный Ethernet
Согласно наблюдениям
Группы 802.3ba, требования к полосе пропускания
для вычислительных задач и приложений
ядра сети растут с разными скоростями,
что определяет необходимость двух
соответствующих стандартов для
следующих поколений Ethernet — 40 Gigabit Ethernet (или 40GbE) и 100 Gigabit Ethernet (или 100GbE).
В настоящее время серверы, высокопроизводительные вычислительные кластеры, блейд-системы, SAN и NAS используют технологии 1GbE и 10GbE, при этом
в 2007 и 2008 гг. был отмечен значительный
рост последней.
Перспективы
О Terabit Ethernet (так упрощенно называют технологию Ethernet
со скоростью передачи 1 ТБит/с) стало известно
в 2008 году из заявления создателя Ethernet Боба Меткалфа
на конференции OFC который предположил, что технология
будет разработана к 2015 году, правда, не выразив при этом какой-либо
уверенности, ведь для этого придется
решить немало проблем. Однако, по его
мнению, ключевой технологией, которая
может обслужить дальнейший рост трафика,
станет одна из разработанных в предыдущем
десятилетии — DWDM.
«Чтобы реализовать Ethernet
1 ТБит/с, необходимо преодолеть множество
ограничений, включая 1550-нанометровые
лазеры и модуляцию с частотой 15 ГГц. Для будущей
сети нужны новые схемы модуляции, а также
новое оптоволокно, новые лазеры, в общем,
все новое, — сказал Меткалф. — Неясно
также, какая сетевая архитектура потребуется
для её поддержки. Возможно, оптические
сети будущего должны будут использовать
волокно с вакуумной сердцевиной или углеродные
волокна вместо кварцевых. Операторы должны
будут внедрять больше полностью оптических
устройств и оптику в свободном пространстве
(безволоконную). Боб Меткалф» .
1.3 Технология Wi-Fi
Wi-Fi — торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11. Под аббревиатурой Wi-Fi (от английского
словосочетания Wireless Fidelity, которое можно
дословно перевести как «высокая точность
беспроводной передачи данных») в настоящее
время развивается целое семейство стандартов
передачи цифровых потоков данных по радиоканалам.
Любое оборудование, соответствующее
стандарту IEEE 802.11, может быть протестировано в Wi-Fi Alliance и получить соответствующий сертификат
и право нанесения логотипа Wi-Fi.
Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent Technologies и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально
для систем кассового обслуживания, были
выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали
скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с.
Создатель Wi-Fi — Вик Хейз (Vic Hayes) находился в команде,
участвовавшей в разработке таких стандартов,
как IEEE 802.11b, IEEE 802.11a и IEEE 802.11g. В 2003 году Вик ушёл из Agere Systems. Agere Systems не смогла конкурировать на
равных в тяжёлых рыночных условиях, несмотря
на то, что её продукция занимала нишу
дешёвых Wi-Fi решений. 802.11abg all-in-one чипсет
от Agere (кодовое имя: WARP) плохо продавался,
и Agere Systems решила уйти с рынка Wi-Fi в конце 2004 года.
Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. Его
применение позволяет повысить скорость
передачи данных практически вчетверо
по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна
54 Мбит/с), при условии использования в
режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n.
Теоретически 802.11n способен обеспечить
скорость передачи данных до 600 Мбит/с.
27 июля 2011 года Институт инженеров
электротехники и электроники (IEEE) выпустил официальную версию стандарта IEEE 802.22. Системы и устройства, поддерживающие
этот стандарт, позволят передавать данные
на скорости до 22 Мб/с в радиусе 100 км от
ближайшего передатчика.
Термин «Wi-Fi» изначально
был придуман как игра слов для
привлечения внимания потребителя
«намёком» на Hi-Fi (англ. High Fidelity — высокая точность). Несмотря
на то, что поначалу в некоторых пресс-релизах
WECA фигурировало словосочетание «Wireless
Fidelity» («беспроводная точность»), на данный
момент от такой формулировки отказались,
и термин «Wi-Fi» никак не расшифровывается.
Принцип работы
Обычно схема Wi-Fi сети
содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов
в режиме точка-точка (Ad-hoc), когда точка доступа не используется,
а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой
идентификатор сети (SSID (англ.)русск.) с помощью специальных сигнальных пакетов
на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому
0,1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи
данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить,
возможно ли подключение к данной точке
доступа. При попадании в зону действия
двух точек доступа с идентичными SSID приёмник
может выбирать между ними на основании
данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi
даёт клиенту полную свободу при выборе
критериев длясоединения. Более подробно принцип работы описан
в официальном тексте стандарта.
Однако, стандарт не описывает
всех аспектов построения беспроводных
локальных сетей Wi-Fi. Поэтому каждый
производитель оборудования решает
эту задачу по-своему, применяя те подходы,
которые он считает наилучшими с той или иной
точки зрения. Поэтому возникает необходимость
классификации способов построения беспроводных
локальных сетей.
По способу объединения
точек доступа в единую систему
можно выделить:
- Автономные точки доступа (называются также самостоятельные, децентрализованные, умные)
- Точки доступа, работающие под управлением контроллера (называются также «легковесные», централизованные)
- Бесконтроллерные, но не автономные (управляемые без контроллера)
По способу организации
и управления радиоканалами можно выделить беспроводные
локальные сети:
- Со статическими настройками радиоканалов
- С динамическими (адаптивными) настройками радиоканалов
- Со «слоистой» или многослойной структурой радиоканалов
Преимущества
- Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и/или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями.
- Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам.
- Wi-Fi устройства широко распространены на рынке. Гарантируется совместимость оборудования благодаря обязательной сертификации оборудования с логотипом Wi-Fi.
- Мобильность. Вы больше не привязаны к одному месту и можете пользоваться Интернетом в комфортной для вас обстановке.
- В пределах Wi-Fi зоны в сеть Интернет могут выходить несколько пользователей с компьютеров, ноутбуков, телефонов и т. д.
- Излучение от Wi-Fi устройств в момент передачи данных на порядок (в 10 раз) меньше, чем у сотового телефона.