ฟิสิคัลเลเยอร์ 100Base-FX - มัลติไฟเบอร์สองไฟเบอร์
ขณะที่ใช้อีเธอร์เน็ต 10 Mbps การเข้ารหัสแมนเชสเตอร์เพื่อแสดงข้อมูลระหว่างการส่งผ่านสายเคเบิลตามมาตรฐาน อีเธอร์เน็ตที่รวดเร็วกำหนดวิธีการเข้ารหัสอื่น - 4V/5V ในวิธีนี้ ข้อมูลเลเยอร์ย่อยของ MAC ทุก ๆ 4 บิตจะแสดงด้วย 5 บิต บิตซ้ำซ้อนอนุญาตให้ใช้รหัสที่เป็นไปได้โดยแสดงแต่ละบิตจากห้าบิตเป็นพัลส์ไฟฟ้าหรือออปติคัล การมีอยู่ของการผสมอักขระที่ต้องห้ามทำให้สามารถปฏิเสธอักขระที่ผิดพลาดได้ ซึ่งจะเพิ่มความเสถียรของเครือข่าย 100Base-FX/TX
หลังจากแปลงรหัส MAC ชิ้น 4 บิตเป็นชิ้น 5 บิต ระดับทางกายภาพจะต้องแสดงในรูปแบบของแสงหรือ สัญญาณไฟฟ้าในสายเคเบิลที่เชื่อมต่อโหนดเครือข่าย ข้อมูลจำเพาะ 100Base-FX และ 100Base-TX ใช้วิธีการเข้ารหัสทางกายภาพที่แตกต่างกันสำหรับสิ่งนี้ - NRZI และ MLT-3 ตามลำดับ (เช่นเดียวกับในเทคโนโลยี FDDI เมื่อทำงานผ่านใยแก้วนำแสงและสายคู่บิด)
เลเยอร์ทางกายภาพ 100Base-TX - คู่บิด UTP Cat 5 หรือ STP Type 1 สองคู่
ข้อมูลจำเพาะ 100Base-TX ใช้สายเคเบิลเป็นสื่อกลางในการส่งข้อมูล หมวดหมู่ UTPสายเคเบิล 5 หรือ STP ประเภท 1 ความยาวสูงสุดสายเคเบิลทั้งสองกรณี - 100 ม.
ความแตกต่างที่สำคัญจากข้อกำหนด 100Base-FX คือการใช้วิธีการ MLT-3 สำหรับการส่งสัญญาณส่วน 5 บิตของโค้ด 4V/5V ผ่านคู่บิด รวมถึงการมีอยู่ของฟังก์ชันการเจรจาต่อรองอัตโนมัติสำหรับการเลือกพอร์ต โหมดการทำงาน รูปแบบการเจรจาอัตโนมัติช่วยให้อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อทางกายภาพสองตัวที่รองรับมาตรฐานฟิสิคัลเลเยอร์หลายมาตรฐาน สามารถเลือกโหมดการทำงานที่ได้เปรียบที่สุด ซึ่งแตกต่างกันที่ความเร็วบิตและจำนวนคู่บิด
รูปแบบการเจรจาอัตโนมัติเป็นมาตรฐานเทคโนโลยี 100Base-T กำหนดไว้ 5 โหมดที่แตกต่างกันงานที่สามารถรองรับอุปกรณ์ 100Base-TX หรือ 100Base-T4 บนคู่บิด:
10Base-T ฟูลดูเพล็กซ์ - 2 คู่ประเภท 3;
100Base-TX - หมวด 5 2 คู่ (หรือประเภท 1A STP)
100Base-T4 - 4 คู่ประเภท 3;
100Base-TX ฟูลดูเพล็กซ์ - 2 คู่ประเภท 5 (หรือประเภท 1A STP)
โหมด 10Base-T มีลำดับความสำคัญต่ำสุดในระหว่างกระบวนการเจรจาและเต็มที่ โหมดดูเพล็กซ์ 100Base-T4 สูงที่สุด กระบวนการเจรจาเกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์เปิดอยู่ และยังสามารถเริ่มต้นได้ตลอดเวลาโดยโมดูลควบคุมอุปกรณ์
ฟิสิคัลเลเยอร์ 100Base-T4 - UTP Cat 3 Twisted pair, สี่คู่ ข้อกำหนด 100Base-T4 ได้รับการออกแบบมาเพื่ออนุญาตให้อีเธอร์เน็ตความเร็วสูงใช้การเดินสายคู่บิดเกลียวประเภท 3 ที่มีอยู่ ปริมาณงานเนื่องจากการส่งข้อมูลบิตสตรีมพร้อมกันผ่านสายเคเบิลทั้ง 4 คู่ ข้อมูลจำเพาะ 100Base-T4 ปรากฏช้ากว่าข้อกำหนดทางกายภาพเลเยอร์ Fast Ethernet อื่นๆ นักพัฒนาเทคโนโลยีนี้ต้องการสร้างข้อกำหนดทางกายภาพให้ใกล้เคียงกับข้อกำหนดของ 10Base-T และ 10Base-F เป็นหลัก ซึ่งทำงานบนสายข้อมูลสองสาย: สองคู่หรือสองเส้นใย เพื่อใช้งานกับคู่ที่บิดเบี้ยวสองคู่ เราต้องเปลี่ยนไปใช้มากกว่านี้ สายเคเบิลคุณภาพสูงหมวด 5
ในเวลาเดียวกัน นักพัฒนาเทคโนโลยี 100VG-AnyLAN ที่แข่งขันกันเริ่มแรกอาศัยการทำงานบนสายเคเบิลคู่บิดเกลียวประเภท 3; ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดไม่ใช่ต้นทุนมากนัก แต่เป็นความจริงที่ว่ามันถูกติดตั้งในอาคารส่วนใหญ่แล้ว ดังนั้น หลังจากการเปิดตัวข้อกำหนด 100Base-TX และ 100Base-FX นักพัฒนาเทคโนโลยี Fast Ethernet ได้ใช้ฟิสิคัลเลเยอร์เวอร์ชันของตนเองสำหรับสายเคเบิลคู่บิดเกลียวประเภท 3
แทนที่จะเข้ารหัส 4V/5V วิธีนี้ใช้การเข้ารหัส 8V/6T ซึ่งมีสเปกตรัมสัญญาณที่แคบกว่า และที่ความเร็ว 33 Mbit/s จะพอดีกับย่านความถี่ 16 MHz ของสายเคเบิลคู่บิดเกลียวประเภท 3 (เมื่อเข้ารหัส 4V/5V สเปกตรัมสัญญาณไม่พอดีกับย่านความถี่นี้) ข้อมูลระดับ MAC ทุก 8 บิตจะถูกเข้ารหัสด้วยสัญลักษณ์ไตรภาค 6 ตัว นั่นคือตัวเลขที่มีสามสถานะ ไตรภาคแต่ละหลักมีระยะเวลา 40 ns จากนั้นกลุ่มของตัวเลขที่ประกอบไปด้วย 6 หลักจะถูกส่งไปยังหนึ่งในสามคู่บิดเกลียวที่ส่งผ่านอย่างอิสระและตามลำดับ
คู่ที่สี่จะใช้เสมอเพื่อฟังความถี่พาหะเพื่อวัตถุประสงค์ในการตรวจจับการชนกัน อัตราการถ่ายโอนข้อมูลในแต่ละคู่การส่งทั้งสามคือ 33.3 Mbps ดังนั้นความเร็วรวมของโปรโตคอล 100Base-T4 คือ 100 Mbps ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากวิธีการเข้ารหัสที่นำมาใช้ อัตราการเปลี่ยนแปลงสัญญาณในแต่ละคู่จึงมีค่าเพียง 25 Mbaud ซึ่งอนุญาตให้ใช้คู่บิดประเภท 3
ข้อมูลจำเพาะ 100Base-TX ใช้สายเคเบิล UTP Category 5 หรือสายเคเบิล STP Type 1 เป็นสื่อในการส่งข้อมูล ความยาวสายเคเบิลสูงสุดในทั้งสองกรณีคือ 100 ม.
ข้อมูลจำเพาะ 100Base-TX Fast Ethernet กำหนดวิธีการเข้ารหัสเป็น 4V/5V ในวิธีนี้ ข้อมูลเลเยอร์ย่อยของ MAC ทุก ๆ 4 บิต (เรียกว่าสัญลักษณ์) จะถูกแทนด้วย 5 บิต บิตที่ซ้ำซ้อนช่วยให้สามารถใช้รหัสที่เป็นไปได้เมื่อแต่ละบิตจากห้าบิตถูกแสดงเป็นพัลส์ไฟฟ้าหรือออปติคัล การมีอยู่ของการผสมสัญลักษณ์ที่ต้องห้ามทำให้สามารถปฏิเสธสัญลักษณ์ที่ผิดพลาดได้ ซึ่งจะเพิ่มความเสถียรของเครือข่ายด้วย l00Base-TX
หากต้องการแยกเฟรม Ethernet ออกจากสัญลักษณ์ Idle จะใช้สัญลักษณ์ Start Delimiter ผสมกัน (คู่ของสัญลักษณ์ J (11000) และ K (10001) ของโค้ด 4B/5B และหลังจากเสร็จสิ้นเฟรม T สัญลักษณ์จะถูกแทรกก่อนสัญลักษณ์ว่างอันแรก (รูปที่ 1.9)
ข้าว. 1.9
เมื่อรหัส MAC ขนาด 4 บิตถูกแปลงเป็นชิ้นขนาด 5 บิตของฟิสิคัลเลเยอร์แล้ว รหัสเหล่านั้นจะต้องแสดงเป็นสัญญาณแสงหรือไฟฟ้าในสายเคเบิลที่เชื่อมต่อกับโหนดเครือข่าย ข้อมูลจำเพาะ 100Base-TX ใช้วิธีการเข้ารหัสทางกายภาพ MLT-3 สำหรับสิ่งนี้
มีฟังก์ชั่น Auto-negotiation สำหรับเลือกโหมดการทำงานของพอร์ต รูปแบบการเจรจาอัตโนมัติช่วยให้อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อทางกายภาพสองตัวที่รองรับมาตรฐานฟิสิคัลเลเยอร์หลายมาตรฐาน สามารถเลือกโหมดการทำงานที่ได้เปรียบที่สุด ซึ่งแตกต่างกันที่ความเร็วบิตและจำนวนคู่บิด โดยทั่วไป ขั้นตอนการเจรจาอัตโนมัติจะเกิดขึ้นเมื่อคุณเชื่อมต่ออะแดปเตอร์เครือข่าย ซึ่งสามารถทำงานที่ความเร็ว 10 และ 100 Mbit/s ไปยังฮับหรือสวิตช์
รูปแบบการเจรจาอัตโนมัติที่อธิบายไว้ด้านล่างนี้เป็นมาตรฐานในเทคโนโลยี 100Base-T ในปัจจุบัน โครงการเจรจาอัตโนมัติที่ใช้เป็นมาตรฐานเดิมเสนอโดย National Semiconductor ภายใต้ชื่อ NWay
ปัจจุบันมีการกำหนดโหมดการทำงานที่แตกต่างกันทั้งหมด 5 โหมดซึ่งสามารถรองรับอุปกรณ์ l00Base-TX หรือ 100Base-T4 บนคู่บิด:
- 10Base-T - 2 คู่ประเภท 3;
- 10Base-T ฟูลดูเพล็กซ์ - 2 คู่ประเภท 3;
- 100Base-TX - หมวด 5 2 คู่ (หรือประเภท 1A STP)
- 100Base-T4 - 4 คู่ประเภท 3;
- 100Base-TX ฟูลดูเพล็กซ์ - 2 คู่ประเภท 5 (หรือประเภท 1A STP)
โหมด 10Base-T มีลำดับความสำคัญต่ำสุดในกระบวนการเจรจา และโหมดฟูลดูเพล็กซ์ 100Base-TX มีลำดับความสำคัญสูงสุด กระบวนการเจรจาเกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์เปิดอยู่ และยังสามารถเริ่มต้นได้ตลอดเวลาโดยโมดูลควบคุมอุปกรณ์
อุปกรณ์ที่เริ่มกระบวนการเจรจาอัตโนมัติจะส่งแพ็กเก็ต Fast Link Pulse Burst (FLP) พิเศษให้กับพันธมิตร ซึ่งประกอบด้วยคำ 8 บิตที่เข้ารหัสโหมดการโต้ตอบที่นำเสนอ โดยเริ่มจากลำดับความสำคัญสูงสุดที่โหนดนี้รองรับ
หากโหนดเพียร์รองรับฟังก์ชันการเจรจาอัตโนมัติและยังสามารถรองรับโหมดที่เสนอได้ โหนดนั้นจะตอบสนองด้วยพัลส์ FLP จำนวนมาก ซึ่งจะเป็นการยืนยัน โหมดนี้และนี่คือจุดที่การเจรจาสิ้นสุดลง หากโหนดพันธมิตรสามารถรองรับได้น้อยลง โหมดลำดับความสำคัญจากนั้นเขาก็ระบุมันในการตอบกลับและเลือกโหมดนี้ให้เป็นโหมดการทำงาน โหนดที่รองรับเฉพาะเทคโนโลยี l0Base-T จะส่งพัลส์แมนเชสเตอร์ทุกๆ 16 มิลลิวินาทีเพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของลิงก์ที่เชื่อมต่อกับโหนดข้างเคียง โหนดดังกล่าวไม่เข้าใจคำขอ FLP ที่โหนดที่มีฟังก์ชันการเจรจาอัตโนมัติสร้างขึ้น และยังคงส่งพัลส์ต่อไป โหนดที่ได้รับเฉพาะพัลส์ความต่อเนื่องของเส้นเพื่อตอบสนองต่อคำขอ FLP เข้าใจว่าโหนดสามารถทำงานได้โดยใช้มาตรฐาน 10Base-T เท่านั้น และตั้งค่าโหมดการทำงานนี้สำหรับตัวมันเอง
| อินเตอร์เฟซทางกายภาพ | 100Base-FX | 100Base-TX | 100Base-T4 |
| พอร์ตอุปกรณ์ | ดูเพล็กซ์ เอสซี | อาร์เจ-45 | อาร์เจ-45 |
| สื่อส่ง | ใยแก้วนำแสง | คู่บิด ยูทีพี แคท 5 |
สายคู่บิดเกลียว UTP Cat. 3,4,5 |
| แผนภาพสัญญาณ | 4B/5B | 4B/5B | 8B/6T |
| ระดับบิต การเข้ารหัส |
NRZI | MLT-3 | NRZI |
| จำนวนคู่ตีเกลียว/เส้นใย | 2 เส้นใย | 2 คู่บิด | 4 คู่บิด |
| ความยาวส่วน | สูงถึง 412 ม.(มม.) สูงสุด 2 กม. (มม.)* สูงสุด 100 กม. (ซม.)* |
สูงถึง 100 ม | สูงถึง 100 ม |
| การกำหนด:
mm - ไฟเบอร์มัลติโหมด, sm - ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว * - ระยะทางที่ระบุสามารถทำได้ด้วยโหมดการสื่อสารสองทางเท่านั้น |
|||
100Base-FX
มาตรฐานของอินเทอร์เฟซไฟเบอร์ออปติกนี้เหมือนกับมาตรฐาน FDDI PMD โดยสิ้นเชิง ซึ่งจะกล่าวถึงในรายละเอียดในบทที่ 6 ตัวเชื่อมต่อออปติคัลหลักของมาตรฐาน 100Base-FX คือ Duplex SC อินเทอร์เฟซช่วยให้ ช่องดูเพล็กซ์การสื่อสาร
100Base-TX
มาตรฐานของอินเทอร์เฟซทางกายภาพนี้จำเป็นต้องใช้สายเคเบิลคู่บิดเกลียวที่ไม่มีการหุ้มฉนวนประเภทไม่ต่ำกว่า 5 ซึ่งเหมือนกับมาตรฐาน FDDI UTP PMD โดยสิ้นเชิง ซึ่งจะกล่าวถึงในรายละเอียดในบทที่ 6 ด้วย พอร์ตทางกายภาพ RJ-45 เช่น ในมาตรฐาน 10Base-T มีสองประเภท: MDI (การ์ดเครือข่ายเวิร์กสเตชัน) และ MDI-X (ตัวทำซ้ำ Fast Ethernet, สวิตช์) อาจมีพอร์ต MDI เดียวบนตัวทวน Fast Ethernet สำหรับการส่งผ่านสายทองแดง จะใช้คู่ที่ 1 และ 3 ฟรี พอร์ต RJ-45 บนการ์ดเครือข่ายและบนสวิตช์สามารถรองรับร่วมกับโหมด 100Base-TX, โหมด 10Base-T หรือฟังก์ชันตรวจจับความเร็วอัตโนมัติ การ์ดเครือข่ายและสวิตช์สมัยใหม่ส่วนใหญ่รองรับฟังก์ชันนี้ผ่านพอร์ต RJ-45 และยังสามารถทำงานในโหมดดูเพล็กซ์เต็มรูปแบบได้อีกด้วย
100Base-T4
อินเทอร์เฟซประเภทนี้ช่วยให้คุณสามารถจัดเตรียมช่องทางการสื่อสารแบบฮาล์ฟดูเพล็กซ์ผ่านสายคู่บิด UTP Cat.3 และสูงกว่า มีความเป็นไปได้อย่างแน่นอนในการโอนกิจการจาก มาตรฐานอีเธอร์เน็ตสู่มาตรฐาน Fast Ethernet โดยไม่ต้องเปลี่ยนมาตรฐานที่มีอยู่เดิมอย่างสิ้นเชิง ระบบเคเบิลที่ใช้ UTP Cat.3 ควรถือเป็นข้อได้เปรียบหลักของมาตรฐานนี้
ต่างจากมาตรฐาน 100Base-TX ที่ใช้สายเคเบิลคู่บิดเกลียวเพียงสองคู่ในการส่งสัญญาณ มาตรฐาน 100Base-T4 จะใช้ทั้งสี่คู่ (รูปที่ 3a) นอกจากนี้เมื่อมีการสื่อสาร เวิร์กสเตชันและทวนสัญญาณผ่าน สายตรงข้อมูลจากเวิร์กสเตชันไปยังทวนสัญญาณจะผ่านคู่บิด 1, 3 และ 4 และใน ทิศทางย้อนกลับ- สำหรับคู่ที่ 2, 3 และ 4 คู่ที่ 1 และ 2 ใช้สำหรับการตรวจจับการชนกันคล้ายกับมาตรฐานอีเธอร์เน็ต อีกสองคู่ที่ 3 และ 4 ขึ้นอยู่กับคำสั่งสามารถสลับส่งสัญญาณไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งก็ได้ อัตราบิตต่อช่องคือ 33.33 Mbit/s
การเข้ารหัสอักขระ 8B/6Tหากใช้การเข้ารหัสแมนเชสเตอร์ อัตราบิตต่อคู่บิดจะเป็น 33.33 Mbps ซึ่งเกินขีดจำกัด 30 MHz สำหรับสายเคเบิลดังกล่าว การลดความถี่การมอดูเลตอย่างมีประสิทธิผลสามารถทำได้หากใช้โค้ด 3 ระดับ (แบบไตรภาค) แทนรหัสไบนารี่โดยตรง (2 ระดับ) รหัสนี้เรียกว่า 8B6Tซึ่งหมายความว่าก่อนที่การส่งจะเกิดขึ้น แต่ละชุดของไบนารี่บิต 8 บิต (อักขระ) จะถูกแปลงตามกฎบางอย่างเป็นสัญลักษณ์สามระดับ (3 ระดับ) จำนวน 6 ตัว จากตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ 3b คุณสามารถกำหนดความเร็วของสัญญาณสัญลักษณ์ 3 ระดับได้:
ซึ่งมีมูลค่าไม่เกินขีดจำกัดที่กำหนดไว้
อินเทอร์เฟซ 100Base-T4 มีข้อเสียเปรียบที่สำคัญประการหนึ่ง - ความเป็นไปไม่ได้ขั้นพื้นฐานในการรองรับโหมดการส่งข้อมูลแบบดูเพล็กซ์ และหากอยู่ระหว่างการก่อสร้าง เครือข่ายขนาดเล็ก Fast Ethernet ที่ใช้ตัวทำซ้ำ 100Base-TX ไม่มีข้อได้เปรียบเหนือ 100Base-T4 (มีโดเมนการชนกันซึ่งมีแบนด์วิดธ์ไม่เกิน 100 Mbit/s) จากนั้นเมื่อสร้างเครือข่ายโดยใช้สวิตช์ข้อเสียของ 100Base-T4 อินเทอร์เฟซจะชัดเจนและจริงจังมาก ดังนั้นอินเทอร์เฟซนี้จึงไม่แพร่หลายเท่ากับ 100Base-TX และ 100Base-FX
ไม่ใช้เครือข่ายใยแก้วนำแสงในภูมิภาคของเรา เช่น คาเวียร์สีดำ ไม่ได้ถูกนำมาใช้ เป็นที่ต้องการอย่างมาก- ว่าแต่ที่ไหน. เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับความปลอดภัยของข้อมูล การป้องกันสัญญาณรบกวนสูง หรือการเอาชนะข้อจำกัดด้านระยะทางของโทโพโลยี ไม่มีทางเลือกอื่น
มันไม่น่าจะเกิดขึ้น คำกล่าวที่ผิดพลาดช่างเป็นขบวนแห่งชัยชนะจริงๆ เทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตเริ่มต้นด้วยการถือกำเนิดของมาตรฐาน 10Base-T สำหรับสายคู่บิดเกลียว สาเหตุหลักประการหนึ่งคือการติดตั้งสายเคเบิล UTP 3 หรือ UTP 5 ในอาคารที่กำลังก่อสร้างโดยค่าเริ่มต้น (แน่นอนว่าเรากำลังพูดถึงตะวันตก) มาตรฐานใยแก้วนำแสงซีรีส์ 10Base-F เป็นส่วนขยายเชิงตรรกะของมาตรฐาน 10Base-T แต่ในขณะที่การโยกย้ายที่เพิ่มขึ้นไปยังมาตรฐาน 100Base-T สำหรับเครือข่ายคู่บิดโดยทั่วไปไม่เป็นปัญหา แต่นี่ไม่ใช่กรณีของเครือข่ายใยแก้วนำแสงเนื่องจากความไม่เข้ากันของมาตรฐานความยาวคลื่นที่เกี่ยวข้อง: 850 นาโนเมตรสำหรับ 10Base-F และ 1300 µm สำหรับ 100Base -เอฟเอ็กซ์
ขณะเดียวกันก็มีการติดตั้งฐานไฟเบอร์ออปติกขนาด 10 เมกะบิต เครือข่ายอีเทอร์เน็ตปรากฏว่ามีเพียงพอที่จะจัดหาให้ แรงกดดันที่ต้องการในอุตสาหกรรม ความพยายามในการสร้างโครงการภายในกลุ่ม IEEE 802.3 เพื่อแก้ไขปัญหานี้ไม่ประสบความสำเร็จและผู้ผลิตที่สนใจในการพัฒนามาตรฐานที่เกี่ยวข้องได้จัดกลุ่มภายใต้การอุปถัมภ์ของ TIA (สมาคมอุตสาหกรรมโทรคมนาคม) กลุ่ม TIA หวังว่ามาตรฐานที่กำลังพัฒนาซึ่งเรียกว่า 100Base-SX (S ย่อมาจากความยาวคลื่นสั้น) จะถูกนำมาใช้โดย IEEE ในที่สุด
ด้วยเหตุผลใดก็ตามเครือข่ายไฟเบอร์อีเทอร์เน็ตขนาด 10 เมกะบิตไม่ได้รับความสนใจเพียงพอในหน้านิตยสารรายสัปดาห์ของเรา และตอนนี้เป็นโอกาสที่จะพูดคุยรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้ เป็นไปได้มากว่าสำหรับผู้อ่านส่วนใหญ่ของเรา สิ่งนี้จะเป็นเพียงความสนใจทางประวัติศาสตร์เท่านั้น แต่คำอธิบายของมาตรฐานที่เกี่ยวข้องจะไม่เพียงเติมเต็มช่องว่างเท่านั้น แต่ยังช่วยชี้แจงสาระสำคัญของปัญหาด้วย
คุณสมบัติพื้นฐานของสายเคเบิลออปติก
ก่อนที่จะอธิบายคำอธิบายของมาตรฐาน 10Base-F ให้เราพิจารณาคุณสมบัติโครงสร้างและคุณสมบัติของใยแก้วนำแสงที่จำเป็นสำหรับการอภิปรายต่อไป จาก คุณสมบัติการออกแบบสำคัญสำหรับเราเท่านั้น พื้นที่ทำงานสายเคเบิล ได้แก่ แกนและเปลือก (ไม่ป้องกัน) แกนกลางทำจากแก้วควอทซ์หรือพลาสติกออปติกและมี ค่าสัมประสิทธิ์สูงการหักเหของแสง การหุ้มที่หุ้มแกนกลางมีดัชนีการหักเหของแสงต่ำกว่า ดังนั้นลำแสงที่แพร่กระจายในแกนกลางจะเกิดการสะท้อนภายในทั้งหมดที่ขอบเขตของตัวกลาง
สายเคเบิลใยแก้วนำแสงมีสองประเภทหลัก: โหมดเดียวและหลายโหมด คุณสมบัติทางแสงถูกกำหนดโดยเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนกลาง ขนาดโดยทั่วไปที่สุดคือ 8.3 µm สำหรับไฟเบอร์โหมดเดี่ยว 50 หรือ 62.5 µm สำหรับมัลติโหมด และ 125 µm สำหรับการหุ้ม สายเคเบิลจะมีเครื่องหมายตัวเลขสองตัวนี้ โดยระบุเป็นแนวเฉียง (เช่น 8.3/125 สำหรับไฟเบอร์โหมดเดี่ยว หรือ 62.5/125 สำหรับมัลติโหมด)
ใยแก้วนำแสงแบบโหมดเดียวสามารถแพร่กระจายลำแสงที่มีความถี่เฉพาะความถี่เดียว (โหมดเดียว) โดยไม่มีการลดทอนอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่เส้นใยแบบมัลติโหมดสามารถนำพารังสีจากช่วงความถี่ที่ค่อนข้างกว้าง (หลายโหมด)
ในกรณีของไฟเบอร์แบบโหมดเดี่ยวนั้นต่างจากรังสีเอกรงค์ ตัวส่งสัญญาณสำหรับไฟเบอร์มัลติโหมดจะปล่อยแสงในช่วงความถี่แคบที่แน่นอน รังสีเข้าสู่แกนกลางด้วยมุมที่ต่างกันเล็กน้อย ส่งผลให้ความยาวเส้นทางไม่ตรงกัน สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าพวกเขามาถึงผู้รับ เวลาที่ต่างกันทำให้เกิดเอฟเฟกต์ที่เรียกว่าการกระจายแบบโมดอล ซึ่งทำให้สัญญาณเสื่อมลง สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นในไฟเบอร์โหมดเดี่ยว จึงสามารถส่งสัญญาณในระยะทางที่ไกลกว่าได้ มัลติโหมดไฟเบอร์มีหน้าต่างโปร่งใสสองบานที่เรียกว่าหน้าต่างโปร่งใส กล่าวคือ ความยาวคลื่นสองช่วงที่มีการลดทอนค่อนข้างต่ำ: ความยาวคลื่นสั้น - ประมาณ 850 นาโนเมตร (เกณฑ์สเปกตรัมที่มองเห็นได้) และความยาวคลื่นยาว - ประมาณ 1300 นาโนเมตร (สเปกตรัมอินฟราเรด)
ประวัติโดยย่อของมาตรฐานออปติคัลอีเทอร์เน็ต
โปรดจำไว้ว่าเรากำลังพูดถึงเทคโนโลยีอีเธอร์เน็ต 10 เมกะบิต "ช้า" มาตรฐานออปติคอลแรกที่เรียกว่า Fiber Optic Inter-Repeater Link (FOIRL) ถูกนำมาใช้ในปี 1987 โดยเป็นส่วนหนึ่งของข้อกำหนดของรีพีตเตอร์ ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การสื่อสารแบบจุดต่อจุดระหว่างเครื่องทวนสัญญาณสองตัวที่ค่อนข้างไกล (สูงสุด 1 กม.) มาตรฐานรองรับปริมาณงาน 10 Mbps ผ่านมัลติโหมดสองตัว สายเคเบิลใยแก้วนำแสงก่อตัวเป็นช่องสัญญาณดูเพล็กซ์และใช้รังสีที่มีความยาว 850 นาโนเมตร
ไม่กี่ปีต่อมา มาตรฐาน 10Base-F ถูกนำมาใช้กับสื่อการส่งผ่านและความยาวคลื่นเดียวกัน ซึ่งเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับ FIORL ตัวระบุ 10Base-F อ้างถึงกลุ่มของเซ็กเมนต์แสงสามประเภท: 10Base-FL, 10Base-FB และ 10Base-FP ซึ่งเข้ากันไม่ได้ผ่านอินเทอร์เฟซแบบออปติคัล ตอนนี้เรามาดูคำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับพวกเขากันดีกว่า
10ฐาน-FL(Fiber Link) - พัฒนามาตรฐานมาทดแทน FOORL รองรับความยาวส่วนได้สูงสุด 2 กม. เทคโนโลยีนี้ช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์สองเครื่อง เครื่องทวนสัญญาณสองตัว หรือคอมพิวเตอร์หนึ่งเครื่องกับเครื่องทวนสัญญาณหนึ่งเครื่องได้ เซ็กเมนต์ 10Base-FL ทั้งหมดเป็นการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดพร้อมตัวรับส่งสัญญาณที่ปลายแต่ละด้าน คอมพิวเตอร์เชื่อมต่อกับสื่อส่งสัญญาณ (นิ้ว) กรณีทั่วไป- ต่อสายไฟเบอร์ออปติก 62.5/125 จำนวน 2 เส้น โดยใช้ตัวรับส่งสัญญาณภายนอก และ การ์ดเครือข่ายคอมพิวเตอร์ - ไปยังตัวรับส่งสัญญาณโดยใช้สายเคเบิล AUI (Attachment Unit Interface) การรับและส่งสัญญาณจะดำเนินการผ่านสายเคเบิลแยกกัน ซึ่งช่วยให้คุณสามารถจัดระเบียบช่องสัญญาณดูเพล็กซ์ได้ ในโหมดฟูลดูเพล็กซ์ 10Base-FL สามารถรองรับความยาวส่วนที่มากกว่า 2 กม. ได้ เนื่องจากไม่มีข้อจำกัดด้านเวลาที่เกิดจากความเป็นไปได้ที่จะเกิดการชนกันอีกต่อไป ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้ใยแก้วนำแสงมัลติโหมดคุณภาพสูง ความยาวส่วนจะสูงถึง 5 กม.
10ฐาน-FB(Fiber Backbone) - เทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาสำหรับการเชื่อมต่อรีพีทเตอร์สองตัวโดยเฉพาะและไม่อนุญาตให้มีการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างคอมพิวเตอร์กับรีพีทเตอร์ นอกเหนือจากการรองรับความยาวของแต่ละเซ็กเมนต์สูงสุด 2 กม. แล้ว เทคโนโลยียังทำให้สามารถเพิ่มจำนวนรีพีทเตอร์ที่สามารถใช้ในเครือข่ายได้อีกด้วย ทำได้โดยใช้โปรโตคอลการซิงโครไนซ์พิเศษ มาตรฐานใช้สายเคเบิลประเภทและตัวเชื่อมต่อเดียวกันกับ 10Base-FL อย่างไรก็ตามพอร์ตของรีพีทเตอร์ทั้งสองประเภทไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงได้เนื่องจากโปรโตคอลการส่งสัญญาณต่างกัน 10Base-FB ยังไม่รองรับโหมดฟูลดูเพล็กซ์
10ฐาน-FP(Fiber Passive) - การดำเนินการตามข้อกำหนดนี้จะเป็นระบบดาวแบบพาสซีฟ “ลำแสง” ของมันมีความยาวได้ 500 ม. และฮับสามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ได้สูงสุด 33 เครื่อง เนื่องจากฮับไม่ต้องการพลังงาน เทคโนโลยีนี้จึงเหมาะสำหรับสถานที่ที่ไม่สามารถจ่ายไฟฟ้าได้ เครื่องก็รับ สัญญาณแสงจากตัวรับส่งสัญญาณ 10Base-FP พิเศษและกระจายตัวรับส่งสัญญาณอื่น ๆ ที่เชื่อมต่ออยู่อย่างสม่ำเสมอ รวมถึงตัวรับส่งสัญญาณที่ได้รับด้วย เทคโนโลยีนี้ไม่รองรับโหมดดูเพล็กซ์และไม่ได้ใช้อย่างแพร่หลายเลย
ต่อไปนี้เป็นบทสรุปโดยย่อว่าฐานการติดตั้งของเครือข่ายไฟเบอร์ออปติกอีเธอร์เน็ตขนาด 10 เมกะบิตนั้นเป็นอย่างไรจากมุมมองทางเทคโนโลยี มีอุปสรรคสามประการในการโยกย้ายไปยัง Fast Ethernet ในสถานการณ์นี้:
มาตรฐาน 10Base-FL และ 100Base-FX เข้ากันไม่ได้ในช่วงความยาวคลื่น (850 และ 1300 nm ตามลำดับ)
ความไม่เข้ากันไม่อนุญาตให้ใช้รูปแบบการเจรจาอัตโนมัติซึ่งจำเป็นสำหรับการย้ายถิ่นส่วนเพิ่ม
ต้นทุนเริ่มต้นในการปรับใช้เครือข่ายบนมัลติไฟเบอร์นั้นสูงกว่าในกรณีของการเดินสายทองแดง
แน่นอนว่ามีคำถามที่ยุติธรรมเกิดขึ้น: เหตุใดในการพัฒนามาตรฐานใยแก้วนำแสง Fast Ethernet 100Base-FX ความยาวคลื่น 850 นาโนเมตรจึงไม่ถูกนำมาใช้เพื่อความเข้ากันได้ แต่ความจริงก็คือเมื่อคณะกรรมการมาตรฐานเริ่มทำงานกับ Fast Ethernet ในช่วงต้นทศวรรษที่ 90 เทคโนโลยี 100 Mbps ก็มีอยู่แล้ว โดยใช้สายคู่บิดและใยแก้วนำแสงเป็นสื่อในการส่งสัญญาณ นี่คือ FDDI สะดวก (และใช้งานได้จริง) ในการใช้เทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว ดังนั้นมาตรฐาน Fast Ethernet 100Base-TX (twisted pair) และ 100Base-FX (ไฟเบอร์) จึงใช้ฟิสิคัลเลเยอร์ FDDI เดียวกัน ซึ่งระบุความยาวคลื่น 1300 nm
มาตรฐาน 100Base-SX
แรงจูงใจหลักในการพัฒนามาตรฐานใหม่คือการจัดให้มีการโยกย้ายที่เพิ่มขึ้น (และลดต้นทุน) ไปยัง Fast Ethernet สำหรับเครือข่ายไฟเบอร์อีเธอร์เน็ตรุ่นก่อนหน้า ตามที่ระบุไว้ข้างต้นมาตรฐาน 100Base-FX ไม่รองรับความยาวคลื่น 850 นาโนเมตรซึ่งดูไร้สาระโดยสิ้นเชิงเนื่องจากส่วนประกอบออปติคอลสำหรับเทคโนโลยี 10 และ 100 Mbps นั้นเหมือนกันโดยสิ้นเชิง ซึ่งหมายความว่าตัวรับส่งสัญญาณสำหรับทั้งสองเทคโนโลยีมีราคาใกล้เคียงกันโดยประมาณโดยมีความเร็วที่รองรับต่างกันสิบเท่า
มาตรฐาน 100Base-SX ที่เสนอประกอบด้วยสองส่วนหลัก ส่วนแรกอธิบายเลเยอร์ย่อยที่ขึ้นอยู่กับสื่อการส่งผ่านทางกายภาพ - Physical Medium Dependent (PMD) ให้ความเร็วในการรับส่งข้อมูล 100 Mbps และใช้แสงที่มีความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร (ระบุ) ข้อกำหนดหลักของมาตรฐานมีดังนี้:
ประเภทไฟเบอร์ - มัลติโหมด 50/125 หรือ 62.5/125
การลดทอนสูงสุด - 3.75 dB/km;
ย่านความถี่ขั้นต่ำ - 160 MHz ต่อ 1 กม.
ประเภทตัวเชื่อมต่อ - ST หรือ SC;
ระยะทางขั้นต่ำ - 500 ม.
ส่วนที่สองเกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณที่ชั้นกายภาพ (ในแง่โปรโตคอล) โดยต้องรับประกันโหมดการเจรจาอัตโนมัติ เช่นเดียวกับคู่บิดเกลียว ส่วนนี้เป็นทางเลือก
เนื่องจากข้อจำกัดด้านระยะทาง มาตรฐานจึงไม่ถือว่าเป็นโซลูชันแกนหลัก แม้ว่าแน่นอนว่าไม่มีสิ่งใดขัดขวางการใช้งานเพื่อจุดประสงค์นี้ในกรณีของระยะทางสั้นๆ
การลงคะแนนเสียงครั้งแรกในมาตรฐานที่เสนอ (SP-4360) เกิดขึ้นที่ TIA ในปลายเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2542 นับตั้งแต่นั้นมา ไม่มี ปัญหาทางเทคนิคไม่คาดหวัง คาดว่าจะให้สัตยาบันมาตรฐานในปลายปีนี้ มาตรฐานที่นำเสนอได้รับการสนับสนุนจากบริษัทมากกว่า 25 แห่ง บางส่วนได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์ก่อนวางจำหน่ายแล้ว และอีกหลายรายการอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา ด้วยเหตุผลที่ชัดเจน เทคโนโลยีนี้ไม่น่าจะมีการใช้อย่างแพร่หลายในภูมิภาคของเรา แต่สำหรับองค์กรที่เคยติดตั้งเครือข่าย 10Base-FL ในอดีต การประหยัดได้มากสามารถทำได้ด้วยความอดทนที่จำเป็น
อีเธอร์เน็ตที่รวดเร็ว
Fast Ethernet - ข้อกำหนด IEEE 802.3 u ซึ่งนำมาใช้อย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 26 ตุลาคม 2538 กำหนดมาตรฐานโปรโตคอล เลเยอร์ลิงก์สำหรับเครือข่ายที่ทำงานโดยใช้ทั้งสายทองแดงและสายไฟเบอร์ออปติกที่ความเร็ว 100 Mb/s ข้อมูลจำเพาะใหม่เป็นผู้สืบทอดต่อมาตรฐานอีเธอร์เน็ต IEEE 802.3 โดยใช้รูปแบบเฟรมเดียวกัน กลไกการเข้าถึงสื่อ CSMA/CD และโทโพโลยีแบบดาว วิวัฒนาการดังกล่าวส่งผลกระทบต่อองค์ประกอบการกำหนดค่าเลเยอร์ทางกายภาพหลายตัวที่มีความจุเพิ่มขึ้น รวมถึงประเภทสายเคเบิล ความยาวส่วน และจำนวนฮับ
โครงสร้างอีเธอร์เน็ตที่รวดเร็ว
เพื่อให้เข้าใจการทำงานได้ดีขึ้นและเข้าใจปฏิสัมพันธ์ขององค์ประกอบ Fast Ethernet มาดูรูปที่ 1 กัน
รูปที่ 1. ระบบ Fast Ethernet
เลเยอร์ย่อยการควบคุมลิงก์แบบลอจิคัล (LLC)
ในข้อกำหนด IEEE 802.3 u ฟังก์ชันเลเยอร์ลิงก์จะแบ่งออกเป็นเลเยอร์ย่อยสองเลเยอร์: ตัวควบคุม การเชื่อมต่อแบบลอจิคัล(LLC) และ Media Access Layer (MAC) ซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง LLC ซึ่งมีการกำหนดหน้าที่ไว้ มาตรฐานอีอีอีจริงๆ แล้ว 802.2 ให้การเชื่อมต่อโครงข่ายกับโปรโตคอลมากกว่า ระดับสูง, (เช่น ด้วย IP หรือ IPX) ซึ่งให้บริการการสื่อสารต่างๆ:
- บริการที่ไม่มีการเชื่อมต่อและการยืนยันการรับบริการง่ายๆ ที่ไม่มีการควบคุมการไหลของข้อมูลหรือการควบคุมข้อผิดพลาด และไม่รับประกันการส่งข้อมูลที่ถูกต้อง
- บริการที่ใช้การเชื่อมต่ออย่างแน่นอน บริการที่เชื่อถือได้ซึ่งรับประกันการส่งข้อมูลที่ถูกต้องโดยการสร้างการเชื่อมต่อกับระบบรับก่อนที่การส่งข้อมูลจะเริ่มขึ้น และใช้กลไกการควบคุมข้อผิดพลาดและการควบคุมการไหลของข้อมูล
- บริการไร้การเชื่อมต่อพร้อมการยืนยันการรับสัญญาณบริการที่ซับซ้อนปานกลางที่ใช้ข้อความตอบรับเพื่อรับประกันการจัดส่ง แต่ไม่ได้สร้างการเชื่อมต่อก่อนที่จะส่งข้อมูล
บนระบบการส่ง ข้อมูลที่ส่งผ่านจากโปรโตคอลเลเยอร์เครือข่ายจะถูกห่อหุ้มในชั้นแรกโดยเลเยอร์ย่อย LLC มาตรฐานเรียกพวกเขาว่า Protocol Data Unit (PDU) เมื่อ PDU ถูกส่งผ่านไปยังเลเยอร์ย่อยของ MAC ซึ่งจะถูกล้อมรอบด้วยข้อมูลส่วนหัวและโพสต์อีกครั้ง จากจุดนั้นในทางเทคนิคสามารถเรียกว่าเฟรมได้ สำหรับแพ็กเก็ตอีเทอร์เน็ต หมายความว่าเฟรม 802.3 มีส่วนหัว LLC ขนาดสามไบต์ นอกเหนือจากข้อมูล Network Layer ดังนั้นความยาวข้อมูลสูงสุดที่อนุญาตในแต่ละแพ็กเก็ตจึงลดลงจาก 1500 เป็น 1497 ไบต์
ส่วนหัวของ LLC ประกอบด้วยสามฟิลด์:
ในบางกรณี เฟรมของ LLC มีบทบาทรองในกระบวนการสื่อสารเครือข่าย ตัวอย่างเช่น บนเครือข่ายที่ใช้ TCP/IP ร่วมกับโปรโตคอลอื่นๆ ฟังก์ชันเดียวของ LLC อาจอนุญาตให้เฟรม 802.3 มีส่วนหัว SNAP เช่น Ethertype ซึ่งระบุโปรโตคอล Network Layer ที่ควรส่งเฟรมไป ในกรณีนี้ PDU ของ LLC ทั้งหมดจะใช้รูปแบบข้อมูลที่ไม่มีหมายเลข อย่างไรก็ตาม โปรโตคอลระดับสูงอื่นๆ ต้องการบริการขั้นสูงเพิ่มเติมจาก LLC ตัวอย่างเช่น เซสชัน NetBIOS และโปรโตคอล NetWare หลายตัวใช้บริการ LLC ที่มุ่งเน้นการเชื่อมต่ออย่างกว้างขวางมากขึ้น
ส่วนหัวของ SNAP
ระบบรับจำเป็นต้องพิจารณาว่าโปรโตคอล Network Layer ใดที่ควรรับข้อมูลขาเข้า แพ็กเก็ต 802.3 ภายใน LLC PDU ใช้โปรโตคอลอื่นที่เรียกว่า ย่อยเครือข่ายเข้าถึงพิธีสาร (SNAP (โปรโตคอลการเข้าถึงเครือข่ายย่อย)
ส่วนหัว SNAP มีความยาว 5 ไบต์และตั้งอยู่ต่อจากส่วนหัว LLC ในช่องข้อมูลของเฟรม 802.3 ดังแสดงในรูป ส่วนหัวประกอบด้วยสองฟิลด์
รหัสองค์กรรหัสองค์กรหรือผู้จำหน่ายคือช่องขนาด 3 ไบต์ซึ่งรับค่าเดียวกันกับ 3 ไบต์แรกของที่อยู่ MAC ของผู้ส่งในส่วนหัว 802.3
รหัสท้องถิ่นรหัสท้องถิ่นเป็นฟิลด์ขนาด 2 ไบต์ซึ่งมีฟังก์ชันการทำงานเทียบเท่ากับฟิลด์ Ethertype ในส่วนหัวของ Ethernet II
ชั้นย่อยการเจรจาต่อรอง
ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ Fast Ethernet เป็นมาตรฐานที่ได้รับการพัฒนา ต้องแปลง MAC ที่ออกแบบมาสำหรับอินเทอร์เฟซ AUI สำหรับอินเทอร์เฟซ MII ที่ใช้ใน Fast Ethernet ซึ่งเป็นสิ่งที่เลเยอร์ย่อยนี้ได้รับการออกแบบมา
การควบคุมการเข้าถึงสื่อ (MAC)
แต่ละโหนดบนเครือข่าย Fast Ethernet มีตัวควบคุมการเข้าถึงสื่อ (สื่อเข้าถึงคอนโทรลเลอร์- แมค) MAC เป็นกุญแจสำคัญใน Fast Ethernet และมีวัตถุประสงค์สามประการ:
สิ่งสำคัญที่สุดของการมอบหมาย MAC ทั้งสามงานคืองานแรก สำหรับใครก็ตาม เทคโนโลยีเครือข่ายซึ่งใช้ สภาพแวดล้อมทั่วไป,กฎการเข้าถึงสื่อซึ่งกำหนดว่าโหนดสามารถส่งได้เมื่อใดเป็นคุณลักษณะหลัก คณะกรรมการ IEEE หลายแห่งมีส่วนร่วมในการพัฒนากฎเกณฑ์สำหรับการเข้าถึงสื่อ คณะกรรมการ 802.3 ซึ่งมักเรียกว่าคณะกรรมการอีเธอร์เน็ต กำหนดมาตรฐาน LAN ที่ใช้กฎที่เรียกว่า สสส./ซีดี(Carrier Sense Multiple Access พร้อม Collision Detection - การเข้าถึงหลายรายการด้วย Carrier Sensing และ Collision Detection)
CSMS/CD เป็นกฎการเข้าถึงสื่อสำหรับทั้งอีเทอร์เน็ตและอีเทอร์เน็ตแบบเร็ว อยู่ในบริเวณนี้ที่เทคโนโลยีทั้งสองเกิดขึ้นพร้อมกันอย่างสมบูรณ์
เนื่องจากโหนดทั้งหมดใน Fast Ethernet ใช้สื่อเดียวกัน จึงสามารถส่งข้อมูลได้เมื่อถึงตาเท่านั้น คิวนี้ถูกกำหนดโดยกฎ CSMA/CD
ซีเอสเอ็มเอ/ซีดี
ตัวควบคุม Fast Ethernet MAC จะฟังผู้ให้บริการก่อนที่จะส่งสัญญาณ ผู้ให้บริการมีอยู่เฉพาะเมื่อมีโหนดอื่นกำลังส่งสัญญาณเท่านั้น เลเยอร์ PHY ตรวจจับการมีอยู่ของผู้ให้บริการและสร้างข้อความไปยัง MAC การมีอยู่ของพาหะบ่งชี้ว่าสื่อไม่ว่างและโหนดการฟัง (หรือโหนด) จะต้องยอมจำนนต่อตัวส่งสัญญาณ
MAC ที่มีเฟรมที่จะส่งต้องรอระยะเวลาขั้นต่ำหลังจากสิ้นสุดเฟรมก่อนหน้าก่อนจึงจะส่งสัญญาณได้ ครั้งนี้เรียกว่า ช่องว่างระหว่างแพ็กเก็ต(IPG, interpacket gap) และคงอยู่ 0.96 ไมโครวินาที นั่นคือหนึ่งในสิบของเวลาในการส่งข้อมูลของแพ็กเก็ตอีเทอร์เน็ตปกติที่ความเร็ว 10 Mbit/s (IPG เป็นช่วงเวลาเดียวที่กำหนดเป็นไมโครวินาทีเสมอ ไม่ใช่ในเวลาบิต ) รูปที่ 2.
รูปที่ 2. ช่องว่างระหว่างแพ็กเก็ต
หลังจากแพ็กเก็ต 1 สิ้นสุดลง โหนด LAN ทั้งหมดจะต้องรอเวลา IPG ก่อนจึงจะสามารถส่งข้อมูลได้ ช่วงเวลาระหว่างแพ็กเก็ต 1 และ 2, 2 และ 3 ในรูป 2 คือเวลา IPG หลังจากที่แพ็กเก็ต 3 ส่งสัญญาณเสร็จสิ้นแล้ว ไม่มีโหนดใดที่มีการประมวลผล ดังนั้นช่วงเวลาระหว่างแพ็กเก็ต 3 และ 4 จึงยาวกว่า IPG
โหนดเครือข่ายทั้งหมดจะต้องปฏิบัติตามกฎเหล่านี้ แม้ว่าโหนดจะมีหลายเฟรมที่ต้องส่งและโหนดนี้เป็นโหนดเดียวที่ส่งสัญญาณ ดังนั้นหลังจากส่งแต่ละแพ็กเก็ตแล้วจะต้องรอ อย่างน้อย, เวลาไอพีจี
นี่คือส่วน CSMA ของกฎการเข้าถึงสื่อ Fast Ethernet กล่าวโดยสรุปคือ โหนดจำนวนมากสามารถเข้าถึงตัวกลางและใช้ตัวพาเพื่อตรวจสอบการใช้งานได้
เครือข่ายทดลองในช่วงแรกๆ ใช้กฎเหล่านี้ทุกประการ และเครือข่ายดังกล่าวก็ทำงานได้ดีมาก อย่างไรก็ตาม การใช้เพียง CSMA เท่านั้นที่สร้างปัญหา บ่อยครั้งที่สองโหนดเริ่มส่งพร้อมกันซึ่งมีแพ็กเก็ตสำหรับส่งและรอเวลา IPG ซึ่งนำไปสู่ความเสียหายของข้อมูลทั้งสองด้าน ภาวะนี้เรียกว่า การชนกัน(การปะทะกัน) หรือความขัดแย้ง
เพื่อเอาชนะอุปสรรคนี้ โปรโตคอลในยุคเริ่มแรกจึงใช้กลไกที่ค่อนข้างง่าย แพ็กเก็ตถูกแบ่งออกเป็นสองประเภท: คำสั่งและปฏิกิริยา ทุกคำสั่งที่ส่งโดยโหนดจำเป็นต้องมีการตอบสนอง หากไม่ได้รับการตอบกลับเป็นระยะเวลาหนึ่ง (เรียกว่าระยะหมดเวลา) หลังจากส่งคำสั่งแล้ว คำสั่งเดิมก็จะถูกออกอีกครั้ง กรณีนี้อาจเกิดขึ้นหลายครั้ง (จำนวนการหมดเวลาสูงสุด) ก่อนที่โหนดผู้ส่งจะบันทึกข้อผิดพลาด
โครงการนี้สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่ไม่เกินเท่านั้น จุดใดจุดหนึ่ง- การเกิดขึ้นของข้อขัดแย้งส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลงอย่างมาก (โดยปกติจะวัดเป็นไบต์ต่อวินาที) เนื่องจากโหนดมักจะไม่ได้ใช้งานเพื่อรอการตอบสนองต่อคำสั่งที่ไม่เคยไปถึงปลายทาง ความแออัดของเครือข่ายและการเพิ่มจำนวนโหนดเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเพิ่มขึ้นของจำนวนข้อขัดแย้ง ส่งผลให้ประสิทธิภาพของเครือข่ายลดลง
นักออกแบบเครือข่ายในยุคแรกพบวิธีแก้ปัญหานี้อย่างรวดเร็ว: แต่ละโหนดจะต้องตรวจสอบว่าแพ็กเก็ตที่ส่งหายไปโดยการตรวจจับการชนกัน (แทนที่จะรอการตอบสนองที่ไม่เคยเกิดขึ้น) ซึ่งหมายความว่าแพ็กเก็ตที่สูญหายเนื่องจากการชนกันจะต้องถูกส่งอีกครั้งทันทีก่อนที่การหมดเวลาจะหมดลง หากโหนดส่งบิตสุดท้ายของแพ็กเก็ตโดยไม่ทำให้เกิดการชนกัน แสดงว่าแพ็กเก็ตนั้นถูกส่งสำเร็จ
วิธีการตรวจจับพาหะสามารถใช้ร่วมกับฟังก์ชันการตรวจจับการชนได้ดี การชนกันยังคงเกิดขึ้น แต่สิ่งนี้จะไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเครือข่าย เนื่องจากโหนดจะกำจัดพวกมันอย่างรวดเร็ว กลุ่ม DIX ได้พัฒนากฎการเข้าถึงสำหรับสื่อ CSMA/CD สำหรับอีเธอร์เน็ต และได้จัดทำกฎเหล่านี้อย่างเป็นทางการในรูปแบบ อัลกอริธึมอย่างง่าย- รูปที่ 3
รูปที่ 3 อัลกอริธึมปฏิบัติการ CSMA/CD
อุปกรณ์เลเยอร์ทางกายภาพ (PHY)
เนื่องจาก Fast Ethernet สามารถใช้สายเคเบิลได้หลากหลายประเภท แต่ละสภาพแวดล้อมจึงต้องมีลักษณะเฉพาะตัว ก่อนการแปลงสัญญาณ. จำเป็นต้องมีการแปลงเพื่อให้การรับส่งข้อมูลมีประสิทธิภาพ: เพื่อให้โค้ดที่ส่งทนต่อการรบกวน การสูญเสียที่เป็นไปได้หรือการบิดเบือนของแต่ละองค์ประกอบ (บอด) เพื่อให้แน่ใจว่ามีการซิงโครไนซ์เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาในด้านการส่งหรือรับอย่างมีประสิทธิภาพ
การเข้ารหัสชั้นย่อย (PCS)
เข้ารหัส/ถอดรหัสข้อมูลที่มาจาก/สู่เลเยอร์ MAC โดยใช้อัลกอริธึมหรือ .
ระดับย่อยของการเชื่อมต่อทางกายภาพและการพึ่งพาสภาพแวดล้อมทางกายภาพ (PMA และ PMD)
เลเยอร์ย่อย PMA และ PMD สื่อสารระหว่างเลเยอร์ย่อย PSC และอินเทอร์เฟซ MDI โดยให้การสร้างตามวิธีการเข้ารหัสทางกายภาพ: หรือ
เลเยอร์ย่อยการเจรจาอัตโนมัติ (AUTONEG)
เลเยอร์ย่อย autonegotiation ช่วยให้พอร์ตสื่อสารสองพอร์ตสามารถเลือกพอร์ตได้มากที่สุดโดยอัตโนมัติ โหมดที่มีประสิทธิภาพการทำงาน: ฟูลดูเพล็กซ์หรือฮาล์ฟดูเพล็กซ์ 10 หรือ 100 Mb/s ชั้นทางกายภาพ
มาตรฐาน Fast Ethernet กำหนดสื่อส่งสัญญาณอีเธอร์เน็ต 100 Mbps สามประเภท
- 100Base-TX - สายคู่บิดเกลียวสองเส้น การส่งข้อมูลจะดำเนินการตามมาตรฐานสำหรับการส่งข้อมูลในตัวกลางทางกายภาพที่บิดเบี้ยวซึ่งพัฒนาโดย ANSI (American National Standards Institute - American National Standards Institute) สายเคเบิลข้อมูลแบบบิดสามารถมีชีลด์หรือไม่มีชีลด์ได้ ใช้อัลกอริธึมการเข้ารหัสข้อมูล 4V/5V และวิธีการเข้ารหัสทางกายภาพ MLT-3
- 100Base-FX - สายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกสองคอร์ การส่งสัญญาณยังดำเนินการตามมาตรฐานการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติกที่พัฒนาโดย ANSI ใช้อัลกอริธึมการเข้ารหัสข้อมูล 4V/5V และวิธีการเข้ารหัสทางกายภาพ NRZI
ข้อมูลจำเพาะ 100Base-TX และ 100Base-FX เรียกอีกอย่างว่า 100Base-X
- 100Base-T4 เป็นข้อกำหนดเฉพาะที่พัฒนาโดยคณะกรรมการ IEEE 802.3u ตามข้อกำหนดนี้ การส่งข้อมูลจะดำเนินการผ่านคู่บิดสี่คู่ สายโทรศัพท์ซึ่งเรียกว่าสายเคเบิล UTP ประเภท 3 ซึ่งใช้อัลกอริธึมการเข้ารหัสข้อมูล 8V/6T และวิธีการเข้ารหัสทางกายภาพ NRZI
นอกจากนี้ มาตรฐาน Fast Ethernet ยังมีคำแนะนำสำหรับการใช้สายคู่บิดเกลียวหุ้มฉนวนประเภท 1 ซึ่งก็คือ สายเคเบิลมาตรฐานแบบดั้งเดิมที่ใช้ในเครือข่าย แหวนโทเค็น- องค์กรสนับสนุนและคำแนะนำสำหรับการใช้งาน สายเอสทีพีในเครือข่าย Fast Ethernet ให้เส้นทางไปยัง Fast Ethernet สำหรับลูกค้าที่มีสายเคเบิล STP
ข้อมูลจำเพาะ Fast Ethernet ยังมีกลไกการเจรจาอัตโนมัติที่ช่วยให้พอร์ตโฮสต์กำหนดค่าตัวเองโดยอัตโนมัติเป็นอัตราข้อมูล 10 หรือ 100 Mbit/s กลไกนี้ขึ้นอยู่กับการแลกเปลี่ยนชุดของแพ็กเก็ตกับฮับหรือพอร์ตสวิตช์
สภาพแวดล้อม 100Base-TX
สื่อการส่งผ่าน 100Base-TX ใช้คู่ตีเกลียวสองคู่ โดยคู่หนึ่งใช้ในการส่งข้อมูลและอีกคู่ใช้ในการรับข้อมูล เนื่องจากข้อกำหนด ANSI TP - PMD มีทั้งสายคู่ตีเกลียวแบบมีชีลด์และไม่มีการชีลด์ ข้อมูลจำเพาะ 100Base-TX จึงรวมการรองรับสายเคเบิลคู่บิดเกลียวทั้งแบบไม่มีชีลด์และชีลด์ ประเภท 1 และ 7
ขั้วต่อ MDI (อินเทอร์เฟซขึ้นอยู่กับปานกลาง)
อินเทอร์เฟซลิงก์ 100Base-TX สามารถเป็นหนึ่งในสองประเภท ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม สำหรับสายเคเบิลคู่บิดเกลียวที่ไม่มีการหุ้มฉนวน ขั้วต่อ MDI ต้องเป็นขั้วต่อ RJ 45 Category 5 แปดพิน ขั้วต่อนี้ยังใช้ในเครือข่าย 10Base-T อีกด้วย ซึ่งให้ความเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับสายเคเบิลประเภท 5 ที่มีฉนวนหุ้มอยู่ ขั้วต่อ MDI ต้องใช้ตัวเชื่อมต่อ IBM Type 1 STP ซึ่งเป็นตัวเชื่อมต่อ DB9 ที่มีการป้องกัน ตัวเชื่อมต่อนี้มักจะใช้ในเครือข่าย Token Ring
สายเคเบิล UTP ประเภท 5(e)
อินเทอร์เฟซสื่อ UTP 100Base-TX ใช้สายสองคู่ เพื่อลดสัญญาณรบกวนและความผิดเพี้ยนของสัญญาณที่อาจเกิดขึ้น ไม่ควรใช้สายไฟอีก 4 เส้นในการส่งสัญญาณใดๆ สัญญาณการส่งและรับสำหรับแต่ละคู่จะมีโพลาไรซ์ โดยสายหนึ่งจะส่งสัญญาณบวก (+) และอีกสายหนึ่งจะส่งสัญญาณลบ (-) รหัสสีของสายเคเบิลและหมายเลขพินของตัวเชื่อมต่อสำหรับเครือข่าย 100Base-TX แสดงไว้ในตาราง 1. แม้ว่าเลเยอร์ 100Base-TX PHY ได้รับการพัฒนาหลังจากการนำมาตรฐาน ANSI TP-PMD มาใช้ แต่หมายเลขพินของตัวเชื่อมต่อ RJ 45 ก็เปลี่ยนไปเพื่อให้ตรงกับการเดินสายที่ใช้อยู่แล้วในมาตรฐาน 10Base-T มาตรฐาน ANSI TP-PMD ใช้พิน 7 และ 9 เพื่อรับข้อมูลในขณะที่มาตรฐาน 100Base-TX และ 10Base-T ใช้พิน 3 และ 6 เพื่อจุดประสงค์นี้ T และเชื่อมต่อเข้ากับสาย Category 5 เดียวกันโดยไม่ต้องเปลี่ยนสายไฟ ในขั้วต่อ RJ 45 คู่สายที่ใช้เชื่อมต่อกับพิน 1, 2 และ 3, 6 สำหรับ การเชื่อมต่อที่ถูกต้องสายไฟควรได้รับคำแนะนำจากพวกเขา รหัสสี.
ตารางที่ 1. การกำหนดพินของตัวเชื่อมต่อเอ็มดีไอสายเคเบิลUTP100Base-TX
โหนดสื่อสารกันโดยการแลกเปลี่ยนเฟรม ใน Fast Ethernet เฟรมเป็นหน่วยพื้นฐานของการสื่อสารผ่านเครือข่าย - ข้อมูลใด ๆ ที่ถ่ายโอนระหว่างโหนดจะถูกวางไว้ในเขตข้อมูลของหนึ่งเฟรมขึ้นไป การส่งต่อเฟรมจากโหนดหนึ่งไปยังอีกโหนดหนึ่งสามารถทำได้เฉพาะในกรณีที่มีวิธีระบุโหนดเครือข่ายทั้งหมดโดยไม่ซ้ำกัน ดังนั้นแต่ละโหนดบน LAN จึงมีที่อยู่ที่เรียกว่าที่อยู่ MAC ของมัน ที่อยู่นี้ไม่ซ้ำกัน: ไม่มีสองโหนด เครือข่ายท้องถิ่นไม่สามารถมีที่อยู่ MAC เดียวกันได้ ยิ่งไปกว่านั้นไม่มีเลย เทคโนโลยีแลน(ยกเว้น ARCNet) ไม่มีสองโหนดในโลกที่สามารถมีที่อยู่ MAC เดียวกันได้ เฟรมใดๆ ก็ตามประกอบด้วยข้อมูลหลักอย่างน้อยสามส่วน ได้แก่ ที่อยู่ของผู้รับ ที่อยู่ของผู้ส่ง และข้อมูล บางเฟรมมีช่องอื่น แต่ต้องระบุเพียงสามช่องในรายการเท่านั้น รูปที่ 4 แสดงโครงสร้างเฟรม Fast Ethernet
รูปที่ 4 โครงสร้างเฟรมเร็วอีเทอร์เน็ต
- ที่อยู่ของผู้รับ- ระบุที่อยู่ของโหนดที่ได้รับข้อมูล
- ที่อยู่ของผู้ส่ง- ระบุที่อยู่ของโหนดที่ส่งข้อมูล
- ความยาว/ประเภท(L/T - ความยาว/ประเภท) - มีข้อมูลเกี่ยวกับประเภทของข้อมูลที่ส่ง
- การตรวจสอบเฟรม(PCS - Frame Check Sequence) - ออกแบบมาเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของเฟรมที่ได้รับจากโหนดรับ
ขนาดเฟรมขั้นต่ำคือ 64 ออคเต็ต หรือ 512 บิต (terms ออคเต็ตและ ไบต์ -คำพ้องความหมาย) ขนาดเฟรมสูงสุดคือ 1518 ออคเต็ต หรือ 12144 บิต
การกำหนดที่อยู่เฟรม
แต่ละโหนดบนเครือข่าย Fast Ethernet มี หมายเลขที่ไม่ซ้ำซึ่งเรียกว่าที่อยู่ MAC หรือที่อยู่โฮสต์ หมายเลขนี้ประกอบด้วย 48 บิต (6 ไบต์) ซึ่งถูกกำหนดให้กับอินเทอร์เฟซเครือข่ายระหว่างการผลิตอุปกรณ์ และถูกตั้งโปรแกรมไว้ระหว่างกระบวนการเริ่มต้น ดังนั้นอินเทอร์เฟซเครือข่ายของ LAN ทั้งหมด ยกเว้น ARCNet ซึ่งใช้ที่อยู่ 8 บิตที่กำหนดโดยผู้ดูแลระบบเครือข่าย มีที่อยู่ MAC ที่ไม่ซ้ำกันในตัว แตกต่างจากที่อยู่ MAC อื่น ๆ ทั้งหมดบนโลกและได้รับมอบหมายจากผู้ผลิตใน ข้อตกลงกับ IEEE
เพื่อให้ง่ายต่อการจัดการอินเทอร์เฟซเครือข่าย IEEE ได้เสนอให้แบ่งฟิลด์ที่อยู่ 48 บิตออกเป็นสี่ส่วน ดังแสดงในรูปที่ 5 สองบิตแรกของที่อยู่ (บิต 0 และ 1) คือแฟล็กประเภทที่อยู่ ค่าของแฟล็กจะกำหนดวิธีการตีความส่วนที่อยู่ (บิต 2 - 47)
รูปที่ 5 รูปแบบที่อยู่ MAC
บิต I/G เรียกว่า ช่องทำเครื่องหมายที่อยู่ส่วนบุคคล/กลุ่มและแสดงที่อยู่ประเภทใด (รายบุคคลหรือกลุ่ม) ที่อยู่แบบผู้รับเดียวถูกกำหนดให้กับอินเทอร์เฟซเดียว (หรือโหนด) บนเครือข่ายเท่านั้น ที่อยู่ที่บิต I/G ตั้งค่าเป็น 0 คือ ที่อยู่ MACหรือ ที่อยู่โหนดหากบิต I/O ถูกตั้งค่าเป็น 1 แสดงว่าที่อยู่นั้นเป็นของกลุ่มและมักจะถูกเรียก ที่อยู่หลายจุด(ที่อยู่แบบหลายผู้รับ) หรือ ที่อยู่ที่ทำงาน(ที่อยู่ที่ทำงาน) ที่อยู่กลุ่มสามารถกำหนดให้กับอินเทอร์เฟซเครือข่าย LAN ตั้งแต่หนึ่งรายการขึ้นไป เฟรมที่ส่งไปยังที่อยู่มัลติคาสต์จะได้รับหรือคัดลอกโดยอินเทอร์เฟซเครือข่าย LAN ทั้งหมดที่มี ที่อยู่แบบหลายผู้รับอนุญาตให้ส่งเฟรมไปยังชุดย่อยของโหนดบนเครือข่ายท้องถิ่น หากบิต I/O ถูกตั้งค่าเป็น 1 บิต 46 ถึง 0 จะถือเป็นที่อยู่แบบหลายผู้รับ แทนที่จะเป็นช่อง U/L, OUI และ OUA ของที่อยู่ปกติ บิต U/L เรียกว่า ธงควบคุมสากล/ท้องถิ่นและกำหนดวิธีกำหนดที่อยู่ให้กับอินเทอร์เฟซเครือข่าย หากทั้งบิต I/O และ U/L ถูกตั้งค่าเป็น 0 ที่อยู่จะเป็นตัวระบุ 48 บิตเฉพาะที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้
OUI (ตัวระบุเฉพาะขององค์กร - ตัวระบุเฉพาะขององค์กร) IEEE กำหนด OUI หนึ่งรายการขึ้นไปให้กับผู้ผลิตอะแดปเตอร์เครือข่ายและอินเทอร์เฟซแต่ละราย ผู้ผลิตแต่ละรายมีหน้าที่รับผิดชอบในการกำหนด OUA ที่ถูกต้อง (ที่อยู่เฉพาะขององค์กร - ที่อยู่เฉพาะขององค์กร)ซึ่งอุปกรณ์ใด ๆ ที่เขาสร้างขึ้นจะต้องมี
เมื่อตั้งค่าบิต U/L ที่อยู่จะถูกควบคุมภายในเครื่อง ซึ่งหมายความว่าผู้ผลิตอินเทอร์เฟซเครือข่ายไม่ได้ตั้งค่าไว้ องค์กรใดๆ สามารถสร้างที่อยู่ MAC ของตนเองสำหรับอินเทอร์เฟซเครือข่ายโดยการตั้งค่าบิต U/L เป็น 1 และบิต 2 ถึง 47 เป็นค่าที่เลือกไว้ อินเตอร์เฟซเครือข่ายเมื่อได้รับเฟรมแล้วให้ถอดรหัสที่อยู่ของผู้รับก่อน เมื่อบิต I/O ในที่อยู่ถูกตั้งค่าไว้ เลเยอร์ MAC จะได้รับเฟรมก็ต่อเมื่อที่อยู่ปลายทางอยู่ในรายการที่โฮสต์ดูแลไว้ เทคนิคนี้ช่วยให้โหนดหนึ่งส่งเฟรมไปยังหลายโหนดได้
มีที่อยู่หลายจุดพิเศษที่เรียกว่า ที่อยู่ออกอากาศในที่อยู่การออกอากาศ IEEE 48 บิต บิตทั้งหมดจะถูกตั้งค่าเป็น 1 หากเฟรมถูกส่งด้วยที่อยู่การออกอากาศปลายทาง โหนดทั้งหมดบนเครือข่ายจะได้รับและประมวลผล
ความยาว/ประเภทของฟิลด์
ช่อง L/T (ความยาว/ประเภท) ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันสองประการ:
- เพื่อกำหนดความยาวของฟิลด์ข้อมูลเฟรม โดยไม่รวมช่องว่างภายใน
- เพื่อระบุประเภทข้อมูลในช่องข้อมูล
ค่าฟิลด์ L/T ซึ่งอยู่ระหว่าง 0 ถึง 1500 คือความยาวของฟิลด์ข้อมูลเฟรม ค่าที่สูงกว่าบ่งบอกถึงประเภทโปรโตคอล
โดยทั่วไป ฟิลด์ L/T เป็นส่วนที่เหลืออยู่ในอดีตของการกำหนดมาตรฐานอีเธอร์เน็ตใน IEEE ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาหลายประการเกี่ยวกับความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ที่เปิดตัวก่อนปี 1983 ในปัจจุบัน อีเทอร์เน็ตและฟาสต์อีเธอร์เน็ต ไม่เคยใช้ฟิลด์ L/T ฟิลด์ที่ระบุทำหน้าที่ประสานงานกับซอฟต์แวร์ที่ประมวลผลเฟรมเท่านั้น (นั่นคือกับโปรโตคอล) แต่เพียงผู้เดียวจริงๆ วัตถุประสงค์มาตรฐานฟิลด์ L/T คือการใช้ฟิลด์ความยาว - ข้อกำหนด 802.3 ไม่ได้กล่าวถึงการใช้งานที่เป็นไปได้เป็นฟิลด์ประเภทข้อมูลด้วยซ้ำ สถานะมาตรฐาน: "เฟรมที่มีค่าฟิลด์ความยาวมากกว่าที่ระบุไว้ในข้อ 4.4.2 อาจถูกละเว้น ละทิ้ง หรือใช้แบบส่วนตัว การใช้เฟรมเหล่านี้อยู่นอกขอบเขตของมาตรฐานนี้"
เพื่อสรุปสิ่งที่กล่าวไว้ เราสังเกตว่าช่อง L/T เป็นกลไกหลักในการดำเนินการนี้ ประเภทเฟรมเฟรม Fast Ethernet และ Ethernet ที่ระบุความยาวโดยค่าของฟิลด์ L/T (ค่า L/T 802.3 เฟรมซึ่งประเภทข้อมูลถูกกำหนดโดยค่าของฟิลด์เดียวกัน (ค่า L/T > 1500) เรียกว่าเฟรม อีเทอร์เน็ต- ครั้งที่สองหรือ ดิกซ์.
เขตข้อมูล
ในช่องข้อมูลมีข้อมูลที่โหนดหนึ่งส่งไปยังอีกโหนดหนึ่ง แตกต่างจากฟิลด์อื่นๆ ที่เก็บข้อมูลเฉพาะเจาะจง ฟิลด์ข้อมูลสามารถมีข้อมูลได้เกือบทุกชนิด ตราบใดที่มีขนาดอย่างน้อย 46 และไม่เกิน 1,500 ไบต์ โปรโตคอลจะกำหนดวิธีการจัดรูปแบบและตีความเนื้อหาของช่องข้อมูล
หากจำเป็นต้องส่งข้อมูลที่มีความยาวน้อยกว่า 46 ไบต์ เลเยอร์ LLC จะเพิ่มไบต์ด้วยค่าที่ไม่รู้จัก ซึ่งเรียกว่า ข้อมูลไม่มีนัยสำคัญ(ข้อมูลแผ่น) เป็นผลให้ความยาวของฟิลด์กลายเป็น 46 ไบต์
หากเฟรมเป็นประเภท 802.3 ช่อง L/T จะระบุจำนวนข้อมูลที่ถูกต้อง ตัวอย่างเช่น หากส่งข้อความขนาด 12 ไบต์ ฟิลด์ L/T จะเก็บค่า 12 และฟิลด์ข้อมูลจะมีไบต์ที่ไม่มีนัยสำคัญเพิ่มเติมอีก 34 ไบต์ การเพิ่มไบต์ที่ไม่มีนัยสำคัญจะเริ่มต้นเลเยอร์ Fast Ethernet LLC และโดยปกติจะนำไปใช้ในฮาร์ดแวร์
สิ่งอำนวยความสะดวกระดับ MAC ไม่ได้ตั้งค่าเนื้อหาของฟิลด์ L/T - ตั้งค่าดังกล่าว ซอฟต์แวร์- การตั้งค่าของฟิลด์นี้มักกระทำโดยไดรเวอร์อินเทอร์เฟซเครือข่าย
การตรวจสอบเฟรม
การตรวจสอบเฟรม (PCS - ลำดับการตรวจสอบเฟรม) ช่วยให้คุณมั่นใจได้ว่าเฟรมที่ได้รับจะไม่เสียหาย เมื่อสร้างเฟรมส่งที่ระดับ MAC จะมีวิธีพิเศษ สูตรทางคณิตศาสตร์ ซีอาร์ซี(Cyclic Redundancy Check) ออกแบบมาเพื่อคำนวณค่า 32 บิต ค่าผลลัพธ์จะถูกวางไว้ในช่อง FCS ของเฟรม อินพุตขององค์ประกอบเลเยอร์ MAC ที่คำนวณ CRC คือค่าของไบต์ทั้งหมดของเฟรม ฟิลด์ FCS เป็นกลไกการตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดหลักและสำคัญที่สุดใน Fast Ethernet เริ่มต้นจากไบต์แรกของที่อยู่ผู้รับและลงท้ายด้วยไบต์สุดท้ายของช่องข้อมูล
ค่าฟิลด์ DSAP และ SSAP
ค่า DSAP/SSAP | คำอธิบาย |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Indiv LLC Sublayer Mgt |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Group LLC Sublayer Mgt |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
การควบคุมเส้นทาง SNA |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
สงวนไว้ (DOD IP) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISO CLNS คือ 8473 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
อัลกอริธึมการเข้ารหัส 8B6T จะแปลงออคเต็ตข้อมูล 8 บิต (8B) ให้เป็นอักขระไตรภาค 6 บิต (6T) กลุ่มรหัส 6T ได้รับการออกแบบมาให้ส่งแบบขนานผ่านสายเคเบิลคู่บิดเกลียวสามคู่ ดังนั้นอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่มีประสิทธิภาพบนคู่บิดแต่ละคู่คือหนึ่งในสามของ 100 Mbps ซึ่งก็คือ 33.33 Mbps อัตราสัญลักษณ์ไตรภาคของคู่บิดแต่ละคู่คือ 6/8 ของ 33.3 Mbit/s ซึ่งสอดคล้องกับ ความถี่สัญญาณนาฬิกา 25 เมกะเฮิรตซ์ นี่คือความถี่ที่ตัวจับเวลาอินเทอร์เฟซ MP ทำงาน ต่างจากสัญญาณไบนารี่ซึ่งมีสองระดับ สัญญาณไตรภาคที่ส่งผ่านแต่ละคู่สามารถมีได้สามระดับ
ตารางการเข้ารหัสอักขระ
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
