Τι είναι το Ethernet;

Απαιτούνται υπολογιστές και δρομολογητές για οποιοδήποτε δίκτυο υπολογιστών. Δημιουργούν και διαδίδουν κίνηση δικτύου, αντίστοιχα. Ωστόσο, τίποτα από αυτά δεν είναι δυνατό χωρίς κάποιο μέσο επικοινωνίας. Το Wi-Fi είναι το κυρίαρχο πρότυπο στον ασύρματο χώρο, τουλάχιστον για οικιακή και εταιρική δικτύωση.

Η ασύρματη δικτύωση μπορεί να είναι πολύ βολική για χρήση με συσκευές που πρέπει να μπορούν να μετακινούνται ενώ είναι συνδεδεμένες. Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει για όλες τις συσκευές. Οι επιτραπέζιοι υπολογιστές σπάνια μετακινούνται και ακόμη και τότε, δεν χρησιμοποιούνται κατά τη μετακίνηση. Ενώ μπορούν να συνδεθούν σε δίκτυο μέσω Wi-Fi, υπάρχει μια καλύτερη επιλογή.

Η ασύρματη δικτύωση πρέπει να αντιμετωπίσει την υποβάθμιση του σήματος λόγω εμποδίων όπως οι τοίχοι. Λειτουργεί επίσης ως ένας ενιαίος τομέας μετάδοσης, που σημαίνει ότι όλες οι συσκευές λαμβάνουν όλη την κίνηση δικτύου και επιλέγουν να αγνοούν αυτήν την κίνηση που δεν απευθύνεται σε αυτές. Ένα ενσύρματο δίκτυο δεν χρειάζεται απαραίτητα να αντιμετωπίσει αυτά τα ζητήματα. Το μόνο μειονέκτημα είναι ότι οι συνδεδεμένες συσκευές πρέπει να είναι φυσικά καλωδιωμένες στο δίκτυο. Αυτό είναι καλό για επιτραπέζιους υπολογιστές και γενικά αποδεκτό για φορητούς υπολογιστές, αλλά είναι φονικό για τα κινητά τηλέφωνα.

Το κυρίαρχο πρότυπο για τα ενσύρματα δίκτυα ονομάζεται Ethernet. Χρησιμοποιείται σε οικιακά δίκτυα, εταιρικά δίκτυα, συστήματα υπερυπολογιστών και συσκευές αυτοκινήτου. Τα πρότυπα Ethernet είναι επί του παρόντος διαθέσιμα για ταχύτητες δικτύου έως και 40 Gb/s.

Σημείωση: Οι ταχύτητες δικτύου αναφέρονται συνήθως σε μονάδες megabit ανά δευτερόλεπτο ή gigabit ανά δευτερόλεπτο. Αυτό διαφέρει από τα megabyte και τα gigabyte. Τα byte αποτελούνται από 8 bit, επομένως χρειάζονται 8 δευτερόλεπτα για μια σύνδεση megabit για τη μεταφορά ενός megabyte. Οι μονάδες που χρησιμοποιούν bytes σημειώνονται πάντα με κεφαλαίο "B". Τα bits, η μικρότερη μονάδα, χρησιμοποιούν πεζό «b».

Προέλευση

Το Ethernet αναπτύχθηκε για πρώτη φορά στα μέσα της δεκαετίας του 1970 στο Xerox PARC. Το αρχικό σχέδιο είχε εύρος ζώνης 2,94 Mb/s. Στη συνέχεια, αυτό αναβαθμίστηκε στα 10 Mb/s, την ταχύτητα με την οποία το Ethernet κυκλοφόρησε για πρώτη φορά στο εμπόριο το 1980. Η IEEE το τυποποίησε επίσης ως 802.3 το 1983. Το πρώιμο πρότυπο 10BASE5 χρησιμοποιούσε "παχύ" ομοαξονικό καλώδιο, το οποίο ήταν σχετικά ακριβό. Το 10BASE2 τυποποιήθηκε το 1985 χρησιμοποιώντας λεπτότερη, φθηνότερη ομοαξονική καλωδίωση για μείωση του κόστους υλοποίησης. Αυτή η μείωση του κόστους ήταν σημαντική καθώς τα περισσότερα κτίρια είχαν μόνο την καλωδίωση συνεστραμμένου ζεύγους που χρησιμοποιούνταν για την τηλεφωνία και χρειαζόταν να λειτουργούν τα ομοαξονικά καλώδια από την αρχή.

Συμβουλή: Ο συμβολισμός XBASE-X είναι κάπως αδέξιος αλλά έχει κάποια λογική. Ο πρώτος αριθμός υποδεικνύει την κατηγορία ταχύτητας δικτύου. Για παράδειγμα, το 10BASE5 έχει ταχύτητα δικτύου κλάσης 10 Mb/s. Το δεύτερο X χρησιμοποιείται ελαφρώς πιο χαλαρά, αλλά γενικά σημειώνει τον τύπο του καλωδίου. Το καλώδιο 10BASE2 είναι στενότερο από το καλώδιο 10BASE5. Το 100BASET χρησιμοποιεί καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους αντί για ομοαξονικό.

Το 1987 το πρότυπο 1BASE5 πρόσφερε την πρώτη έκδοση του Ethernet που χρησιμοποιούσε καλωδίωση συνεστραμμένου ζεύγους. Αν και αποτελεί εμπορική αποτυχία, αυτό το πρότυπο έθεσε τη βάση για μελλοντικές εξελίξεις. Το 1990 τυποποιήθηκε το 10BASE-T. Ήταν μοντέρνο χάρη στην ταχύτητα και την υποστήριξή του για την υπάρχουσα καλωδιακή υποδομή.

Μετάβαση στο Twisted Pair

Ενώ ένας από τους κύριους λόγους για τη μετάβαση από το ομοαξονικό καλώδιο στο συνεστραμμένο ζεύγος ήταν ότι η καλωδίωση συνεστραμμένου ζεύγους είχε ήδη εφαρμοστεί ευρέως, δεν ήταν ο μόνος λόγος για την επιτυχία της. Τα πρότυπα ομοαξονικών καλωδίων ήταν ουσιαστικά ένα κοινό καλώδιο. Οι μεταδόσεις όλων των άλλων συσκευών από οποιαδήποτε συσκευή φάνηκαν, αν και οι κάρτες δικτύου υποτίθεται ότι μειώνουν την κυκλοφορία που δεν προοριζόταν για τη συσκευή τους.

Αυτό σήμαινε ότι όλοι οι κεντρικοί υπολογιστές μοιράζονταν το εύρος ζώνης και ότι ένα ζήτημα θα μπορούσε να επηρεάσει ολόκληρο το δίκτυο. Οι συγκρούσεις σημάτων στο δίκτυο σήμαιναν ότι τα συγκρουόμενα πλαίσια έπρεπε να αναμεταδοθούν.

Τα καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους επέτρεψαν τη μετάβαση στην τοπολογία αστεριού, όπου κάθε συσκευή είχε την αποκλειστική σύνδεσή της με το δρομολογητή ή έναν διακόπτη. Ο τομέας σύγκρουσης συντομεύτηκε από ολόκληρο το δίκτυο σε κάθε σύνδεσμο. Επίσης, επέτρεψε σε δύο συσκευές να επικοινωνούν με κορυφαίες ταχύτητες δικτύου, ενώ δεν καταναλώνουν όλο το εύρος ζώνης για άλλες συσκευές.

Αυτή η σχεδιαστική επιλογή επέτρεψε να αυξηθούν περαιτέρω οι ταχύτητες, να είναι δυνατά πιο εκτεταμένα δίκτυα και να είναι δυνατά μεγαλύτερα μήκη καλωδίων. Η καλωδίωση συνεστραμμένου ζεύγους εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για ηλεκτρικά καλώδια ethernet, αν και υπάρχουν πρότυπα και για συνδέσεις οπτικών ινών.

Άλλα Πρότυπα

Το Ethernet είναι ένα ευρύ σύνολο προτύπων που απαιτούνται για να λειτουργήσει το όλο θέμα. Οι τύποι των καλωδίων είναι τυποποιημένοι, οι φυσικοί σύνδεσμοι, οι μέθοδοι σηματοδότησης, ο χειρισμός σύγκρουσης και η διευθυνσιοδότηση. Για παράδειγμα, τα καλώδια τυποποιούνται σε κατηγορίες με βάση το εύρος ζώνης για το μήκος του καλωδίου. Οι ακριβείς λεπτομέρειες, όπως η θωράκιση και τα υλικά, επαφίονται στον κατασκευαστή. Αυτό σημαίνει ότι ενώ τα πρότυπα μπορεί να αναφέρουν μέγιστη διαδρομή καλωδίου 100 μέτρων, ένα καλώδιο υψηλής ποιότητας μπορεί να λειτουργεί σε μεγαλύτερες αποστάσεις.

Οι φυσικές υποδοχές είναι καλά τυποποιημένες, με την υποδοχή 8P8C να είναι η σχεδόν καθολική υποδοχή ethernet. Προσφέρονται ορισμένες παραλλαγές, συμπεριλαμβανομένης μιας για χρήση σε σκληρά περιβάλλοντα και μιας σχεδιασμένης για συνδέσεις οπτικών ινών. Η υποδοχή 8P8C έχει οκτώ ακίδες, εκ των οποίων οι ταχύτητες κάτω από 100BASETX χρησιμοποιούν μόνο 4.

Αυτό επιτρέπει στα άλλα τέσσερα καλώδια να χρησιμοποιούνται προαιρετικά για παροχή ρεύματος, σε ένα πρότυπο που ονομάζεται Power over Ethernet ή PoE. Το κύριο μειονέκτημα του βύσματος είναι η σαθρή γλωττίδα ασφάλισης που σπάει σχετικά εύκολα και, μόλις σπάσει, μπορεί να αφήσει το καλώδιο αναξιόπιστα χαλαρό.

Οι τυποποιημένες μέθοδοι σηματοδότησης περιλαμβάνουν τυπικά επίπεδα τάσης, τον αριθμό των συνεστραμμένων ζευγών σε ένα καλώδιο, το μήκος κύματος του χρησιμοποιούμενου λέιζερ, τη χρήση ίνας μονής ή πολλαπλής λειτουργίας και τη χρήση μισής ή πλήρους διπλής όψης. Το Ethernet χρησιμοποιεί διευθύνσεις MAC 48-bit για τη δρομολόγηση της κυκλοφορίας του δικτύου. Αυτή η μέθοδος είναι τόσο καλά τυποποιημένη που ορισμένες άλλες τεχνολογίες τη χρησιμοποιούν και είναι διασυμβατές, συμπεριλαμβανομένων των Wi-Fi και Wi-Max.

Τρέχουσα χρήση

Τα περισσότερα οικιακά δίκτυα που χρησιμοποιούν καλωδιακή σύνδεση θα χρησιμοποιούν καλώδιο Cat5e, ικανό να εκπέμπει έως και 2,5 GBASE-T. Ωστόσο, τα περισσότερα οικιακά δίκτυα πιθανότατα θα λειτουργούν σε FastEthernet ( 100BASE-TX ) ή gigabit ethernet ( 1000BASE-T ), τα οποία το Cat5e είναι περισσότερο από ικανό να χειριστεί.

Συμβουλή: Είναι 2,5Gb/s, 100Mb/s και 1000Mb/s αντίστοιχα.

Το 40GBASE-T είναι το τρέχον πιο γρήγορο πρότυπο ethernet με ταχύτητες 40Gb/s. Αυτό τυποποιήθηκε μόλις το 2016 και προσφέρει ταχύτητες δεδομένων που μπορούν πραγματικά να χρησιμοποιηθούν μόνο σε περιβάλλοντα εταιρικών κέντρων δεδομένων, επομένως δεν χρησιμοποιείται ακόμη τόσο ευρέως. Επιπλέον, το 40GBASE-T απαιτεί καλώδιο Cat8 για να παρέχει επαρκές εύρος ζώνης.

συμπέρασμα

Το Ethernet είναι μια συλλογή προτύπων που είναι κυρίως άμεσα αναγνωρίσιμα από το καλώδιο ethernet. Τα καλώδια Ethernet διατίθενται σε κατηγορίες, με το Cat5e να είναι το κύριο πρότυπο για τους τελικούς χρήστες καθώς υποστηρίζει εύρη ζώνης έως και 2,5 Gb/s. Τα πρότυπα δεν καθορίζουν μόνο τον τρόπο φυσικής σύνδεσης συσκευών μέσω δικτύου αλλά και τον τρόπο μεταφοράς δεδομένων. Το Ethernet είναι το κυρίαρχο πρότυπο ενσύρματης δικτύωσης.