Standardy i działanie
Najbardziej popularne standardy komunikacji sieciowej zawarte w specyfikacji IEEE 802.3 to:
-
10Base-2 - Thin Ethernet, oparty na cienkim kablu koncetrycznym o grubości 5mm, 10 Mb/s, mało wrażliwy na zakłócenia, odporny na uszkodzenia, maks. odległość między stacjami to 185 m, niewygodny w instalacji i rozbudowie, sieć nieodporna na awarie, trudno zlokalizować usterkę;
-
100Base-T - UTP (Unshielded Twisted-Pair cable), czyli skrętka, 100 Mb/s; jest to 8 przewodów skręconych po dwa (4 pary) (zdefiniowane w standardzie EIA/TIA 586 i ISO IS11801). Wyróżnia się kilka kategorii skrętki, z których najpopularniejsza jest kategoria CAT 5 i 5e. Pozwala ona łatwo tworzyć, rozbudowywać i diagnozować sieci, ale długość kabla łączącego stacje ograniczona jest do 100 m. Do zakończenia kabla w sieciach Ethernet stosowana jest końcówka RJ-45, przy czym wyróżnia się połączenia zgodne i krzyżowe (cross-over). Kolejność przewodów definiują dwie normy:
-
EIA/TIA 568A - biało-zielony, zielony, biało-pomarańczowy, niebieski, biało-niebieski, pomarańczowy, biało-brązowy, brązowy;
-
EIA/TIA 586B - biało-pomarańczowy, pomarańczowy, biało-zielony, niebieski, biało-niebieski, zielony, biało-brązowy, brązowy.
-
1000Base-T - skrętka, 1 Gb;
-
100Base-FX - światłowód (Fiber Optic Cable), 100 Mb/s;
-
1000Base-FX - światłowód (Fiber Optic Cable), 1000 Mb/s.
[Base - od ang. baseband, oznacza, że medium transmisyjne przeznaczone jest do obsługi jednej usługi.]
Technologia Ethernet opiera się na trzech zasadach oznaczanych skrótem CSMA/CD:
-
Multiple access (MA, wielodostęp) - oznacza, że wszystkie stacje odwołują się niezależnie od siebie do wspólnego nośnika;
-
Carrier sense (CS, rozpoznanie stanu kanału) - przed rozpoczęciem transmisji stacja sprawdza, czy nośnik jest wolny, jeżeli nie, czeka aż wykryta transmisja zostanie zakończona (plus dodatkowo czas odstępu międzyramkowego (IFG - interframe gap)) i ponawia wysyłanie danych;
-
Collision detection (CD, wykrywanie kolizji) - jeżeli w trakcie transmisji stacja wykryje kolizję, zrywa transmisję i wysyła sygnał błędu przez tzw. czas wymuszenia kolizji (3,2 µs), czeka 9,6 µs oraz przypadkowy okres czasu (wyznaczany w procesie binary backoff) i podejmuje kolejną próbę wysłania danych.
Aby mechanizm CD funkcjonował właściwie, podwojony czas propagacji (czas przebiegu sygnału między dwoma skrajnymi stacjami sieci) musi być mniejszy od tzw. szczeliny czasowej S (slot time), czyli czasu potrzebnego na wysłanie 512 bitów (w sieciach Ethernet 10 i 100 Mb/s) oraz 4096 bitów (w sieciach 1 Gb/s). Długość szczeliny czasowej wyznacza więc również rozmiar najmniejszej ramki ethernetowej na 64 bajty (512 bitów). Omawiany mechanizm ogranicza także maksymalną rozpiętość sieci, która w przypadku standardu 100Base-T (Fast Ethernet) wynosi 200 m.