Etherneti füüsiline kiht

Allikas: Kuutõrvaja

Ethernet

Etherneti kaabel RJ45

Ethernet on Digital Equipment Corporation-i (DEC), Inteli ja Xeroxi initsiatiivil alates kaheksakümnendatest standartiseeritud paketipõhine võrgutehnoloogia IEEE 802.3. standardi nime all, mille füüsilise kihi seadmete omavaheliseks ühendamiseks kasutatakse palju erinevaid ühendusviise nn. koaksiaalkaabel, keeru paar, optiline fiiber. Seejuures protokoll ja edastatav andmepakett on üldiselt sama. Sõltuvalt kasutatavast edastusmeediast on edastuskiirused väga erinevad, alates 3Mbit/s kuni 100Gbit/s.

Erineva kiirusega võrgustandardite omavaheline erinevus tuleb sisse OSI(Open Systems Interconnection model) mudeli Andmeühenduse kihi(Data Link Layer) alamkihis MAC(Media Access Control).


Antud tehnoloogia standardid on kirjeldatud põhiliselt erinevate kiiruste alamversioonide kaupa: Link

Signaliseerimine ja bittide kodeerimine

Etherneti standard kasutab bittide kodeerimiseks ja sünkroniseerimiseks Manchester'i kodeeringut. Kodeeringus pakitakse kokku nii bittide sünkroniseerimine kui ka bitid ise. Seda tehakse välistav või tehte abil andmebiti ja vastava sünkroniseerimise hetkväärtusega. Keerupaari puhul kasutatakse diferentsiaalset signaliseerimist, ehk saatmise, kui ka vastuvõtmise jaoks on eraldi traadipaar, kus loogikanivoode tasemed on +/- 2.5V. Saatmise ja vastuvõtu keerupaare tähistatakse vastavalt Tx+, Tx- ja Rx+, Rx-.

Kodeeringu loogikatehe
Kodeerimine ajas

Pildil Kodeerimine ajas on kõige alumine signaal Manchester'i kodeeringu järgi formeeritud ja edastatud vastavasse edastusmeediasse nagu näiteks keerdpaar.

MAC: IEEE802.3 CSMA/CD

Etherneti võrk põhineb CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detetection) protokollil. Sellise protokolli tööpõhimõte on, et kui võrgu seade millel on midagi saata, kuulab ennem liinis olevat kandevsagedust, veendumaks, et keegi momendil ei saada midagi ning siis see seade alustab saatmist. Kui mingil hetkel mitu seadet otsustab korraga andmepaketti saata, siis võib tekkida olukord, kus need mõlemad seadmed kandevsagedust liinil ei tuvasta ja mõlemad otsustavad seega saata. Tekib saadetud andmepakettide kokkupõrge ja saatev seade tuvastab kokkupõrke, kui saatmise ajal tekib ootamatult kandevsagedus. Seejärel lõpetatakse saatmine ja oodatakse juhusliku aja ulatuses ja alustatakse saatmise protseduuri uuesti.


Etherneti seadmete tüübid

Etherneti keerupaari eelkäijaks oli koaksiaalkaabel, mis tähendas, et ühe füüsilise traadi külge oli ühendatud kõik kohaliku võrgu terminalid. Samas kaabli rike tähendas terve võrgu töö häirimist. Selle lahendamiseks on füüsiline meediakanal lõikudeks jaotatud erinevate seadmetega nagu HUB või swich, kus seadmete omavaheliseks ühendamiseks kasutatakse point-to-point tüüpi ühendust. P2P ühenduse puhul eristatakse kahte tüüpi seadmeid: DTE (Data Terminal Equipment), kui näiteks personaalarvuti ja DCE (Data Circuit-Terminating Equipment), kui näiteks HUB seade. Kahe erineva DTE-DCE seadme kokku ühendamiseks kasutatakse otsese ühendusega keerupaar kaablit nagu Category 3, 4 või 5 UTP kaabel RJ45 ühendusega, näiteks, kui ühendada personaalarvuti võrgukaart switchiga. Kahe sama tüüpi seadme kokku ühendamiseks tuleb kasutada ristatud (cross-over) tüüpi kaablit, nagu näiteks kahe personaalarvuti kokku ühendamisel või HUB seadmete kokku ühendamisel.


Keerupaari standard ja nõuded

Etherneti Patch kaabli värvistandard Link

Kahe erisugust tüüpi DTE-DCE võrguseadme kokku ühendamiseks kasutatakse üks-ühele ühendusviisi, kus traatide värvikodeering RJ-45 ühenduspesa jaoks vastab standarditele EIA/TIA T568A või EIA/TIA T568B. Kahe sama tüüpi võrguseadme jaoks tuleb kasutada ristatud keerupaari(Cross-over). Vabu juhtmepaare on võimalik kasutada PoE(Power over Ethernet) võimalusega võrguseadmete jaoks nende toite edastamiseks mööda sama kaablit. Standardi IEEE 802.3at Type 2 PoE plus lubab kanda üle võimsust 25,5W ehk 42.5 – 57.0 V voolutugevusega 600 mA läbi CAT5 tüüpi kaabli.

Kaabli tegemise õpetus Link

Ethernet 10BASE-T ja 100BASE-TX kiirusega võrgus võib olla maksimum kaabli pikkus kuni 100m ühe P2P ühenduse kohta. Seejuures kehtib ka miinimum kaabli pikkuse nõue 1m, kuna liiga lühikese kaabli puhul tekivad häired peegelduste tõttu.

Etherneti Ristatud keerupaari värvistandard Link

Viited

1)Ethernet

2)Ethernet physical layer

3)Manchester code

4)Ethernet (IEEE802.3)

5)Power over Ethernet