Mis on Ethernet?

Iga arvutivõrgu jaoks on vaja arvuteid ja ruutereid. Need genereerivad ja levitavad vastavalt võrguliiklust. Kuid ükski neist pole võimalik ilma mingi suhtlusvahendita. Wi-Fi on traadita ühenduses domineeriv standard, vähemalt kodu- ja ettevõttevõrgus.

Traadita võrk võib olla väga mugav kasutada seadmetega, mis peavad saama ühenduse ajal liikuda. See ei kehti siiski kõigi seadmete puhul. Lauaarvuteid liigutatakse harva ja isegi siis ei kasutata neid teisaldamise ajal. Kuigi neid saab Wi-Fi kaudu võrku ühendada, on parem valik.

Traadita võrgud peavad tegelema signaali halvenemisega takistuste, näiteks seinte tõttu. See toimib ka ühe edastusdomeenina, mis tähendab, et kõik seadmed võtavad vastu kogu võrguliikluse ja otsustavad ignoreerida seda liiklust, mis pole neile suunatud. Traadiga võrk ei pea tingimata nende probleemidega tegelema. Ainus miinus on see, et ühendatud seadmed peavad olema füüsiliselt võrku ühendatud. See sobib hästi lauaarvutite jaoks ja üldiselt vastuvõetav sülearvutite jaoks, kuid mobiiltelefonide jaoks on see tapja.

Juhtmega võrkude domineerivat standardit nimetatakse Ethernetiks. Seda kasutatakse koduvõrkudes, ettevõtete võrkudes, superarvutisüsteemides ja autoseadmetes. Etherneti standardid on praegu saadaval kuni 40 Gb/s võrgu kiirustele.

Märkus. Võrgukiirused on tavaliselt loetletud megabittides sekundis või gigabittides sekundis. See erineb megabaitidest ja gigabaitidest. Baitid koosnevad 8 bitist, seega kulub megabitisel ühendusel megabaidi ülekandmiseks 8 sekundit. Baite kasutavad ühikud tähistatakse alati suure tähega "B". Bitid, väiksem ühik, kasutavad väiketähti "b".

Päritolu

Ethernet töötati esmakordselt välja 1970. aastate keskel ettevõttes Xerox PARC. Algse disaini ribalaius oli 2,94 Mb/s. Seejärel täiendati seda kiirusele 10 Mb/s, mis on kiirus, millega Ethernet esmakordselt turule tuli 1980. aastal. IEEE standardis selle ka 1983. aastal 802.3-ks. Varajases 10BASE5 standardis kasutati "jämedat" koaksiaalkaablit, mis oli suhteliselt kallis. 10BASE2 standarditi 1985. aastal, kasutades rakenduskulude vähendamiseks õhemat ja odavamat koaksiaalkaablit. See kulude vähenemine oli märkimisväärne, kuna enamikus hoonetes oli ainult telefoniside jaoks kasutatav keerdpaarkaabeldus ja mida oli vaja koaksiaalkaablite nullist käivitamiseks.

Näpunäide: XBASE-X tähistus on mõnevõrra kohmakas, kuid sellel on teatud loogika. Esimene number näitab võrgu kiiruse klassi. Näiteks 10BASE5 on 10Mb/s klassi võrgukiirusega. Teist X-i kasutatakse veidi lõdvemalt, kuid üldiselt märgitakse ära kaabli tüüp. 10BASE2 kaabel on kitsam kui 10BASE5 kaabel. 100BASET kasutab koaksiaalkaabli asemel keerdpaarkaablit.

1987. aastal pakkus 1BASE5 standard Etherneti esimest versiooni, mis kasutas keerdpaarkaablit. Kuigi see standard oli äriline ebaõnnestumine, pani see aluse edasistele arengutele. 1990. aastal standarditi 10BASE-T. See oli trendikas tänu oma kiirusele ja olemasoleva kaabelinfrastruktuuri toele.

Lülituge keerdpaarile

Kuigi koaksiaalkaablilt keerdpaaridele ülemineku üks peamisi põhjuseid oli see, et keerdpaarkaabeldust oli juba laialdaselt rakendatud, ei olnud see selle edu ainus põhjus. Koaksiaalkaabli standardid olid sisuliselt üks jagatud kaabel. Kõigi teiste seadmete edastusi mis tahes seadmest nähti, kuigi võrgukaardid pidid vähendama liiklust, mis polnud nende seadmele mõeldud.

See tähendas, et kõik hostid jagasid ribalaiust ja üks probleem võib mõjutada kogu võrku. Signaalide kokkupõrked võrgus tähendasid, et põrkuvad kaadrid tuli uuesti edastada.

Keerdpaarkaabeldus võimaldas lülituda tähe topoloogiale, kus igal seadmel oli oma spetsiaalne link ruuteri või lülitiga. Kokkupõrke domeen lühendati kogu võrgust iga lingini. Samuti võimaldas see kahel seadmel suhelda võrgu tippkiirusel, kuid ei tarbinud kogu ribalaiust teiste seadmete jaoks.

See disainivalik võimaldas kiirust veelgi suurendada, et oleks võimalikud ulatuslikumad võrgud ja pikemad kaablid. Elektriliste Etherneti kaablite jaoks kasutatakse endiselt keerdpaarkaablit, kuigi standardid on olemas ka fiiberoptiliste ühenduste jaoks.

Muud standardid

Ethernet on lai standardite kogum, mis on vajalik kogu asja toimimiseks. Kaablite tüübid on standardiseeritud, füüsilised pistikud, signaalimismeetodid, kokkupõrke käsitlemine ja adresseerimine. Näiteks on kaablid standardiseeritud kategooriatesse, mis põhinevad kaabli pikkuse ribalaiusel. Täpsed andmed, nagu varjestus ja materjalid, on jäetud tootja otsustada. See tähendab, et kuigi standardite järgi võib kaabli maksimaalne pikkus olla 100 m, võib kvaliteetne kaabel olla suuteline töötama ka pikematel vahemaadel.

Füüsilised pistikud on hästi standardiseeritud, 8P8C pistik on peaaegu universaalne Etherneti pistik. Pakutakse mõningaid variante, sealhulgas karmides keskkondades kasutamiseks mõeldud ja fiiberoptiliste ühenduste jaoks mõeldud variante. 8P8C pistikul on kaheksa kontakti, millest kiirustel 100BASETX ja alla selle kasutatakse ainult 4.

See võimaldab valikuliselt kasutada ka ülejäänud nelja kaablit toite andmiseks standardis Power over Ethernet või PoE. Pistiku peamiseks miinuseks on õhuke lukustuslapp, mida on suhteliselt lihtne murda ja kui see puruneb, võib see kaabli ebausaldusväärselt lahti jätta.

Standardiseeritud signaalimismeetodid hõlmavad standardseid pingetasemeid, keerdpaaride arvu kaablis, kasutatava laseri lainepikkust, ühe- või mitmemoodilise kiu kasutamist ja pool- või täisdupleksi kasutamist. Ethernet kasutab võrguliikluse suunamiseks 48-bitiseid MAC-aadresse. See meetod on nii hästi standardiseeritud, et mõned teised tehnoloogiad kasutavad seda ja on omavahel ühilduvad, sealhulgas Wi-Fi ja Wi-Max.

Praegune kasutus

Enamik koduvõrke, mis kasutavad kaabelühendust, kasutavad Cat5e-kaablit, mis on võimeline edastama kuni 2,5 GBASE-T. Kuid enamik koduvõrke töötab tõenäoliselt FastEtherneti ( 100BASE-TX ) või gigabitise Etherneti ( 1000BASE-T ) kaudu, millega Cat5e on enam kui võimeline hakkama saama.

Näpunäide: see on vastavalt 2,5 Gb/s, 100 Mb/s ja 1000 Mb/s.

40GBASE-T on praegune kiireim Etherneti standard kiirusega 40 Gb/s. See standardiseeriti alles 2016. aastal ja pakub andmesidekiirust, mis on tõesti kasutatav ainult ettevõtte andmekeskuste keskkondades, seega pole seda veel nii laialdaselt kasutatud. Lisaks vajab 40GBASE-T piisava ribalaiuse tagamiseks Cat8 kaablit.

Järeldus

Ethernet on standardite kogum, mis on enamasti otse Etherneti kaabli järgi äratuntav. Etherneti kaablid on klassides, Cat5e on lõppkasutajate jaoks peamine standard, kuna see toetab ribalaiust kuni 2,5 Gb/s. Standardid ei määratle mitte ainult seadmete füüsilist ühendamist võrgu kaudu, vaid ka andmete edastamist. Ethernet on domineeriv traadiga võrgu standard.