Hvað er Ethernet?

Tölvur og beinar eru nauðsynlegar fyrir hvaða tölvunet sem er. Þeir búa til og dreifa netumferð, í sömu röð. Hins vegar er ekkert af því mögulegt án einhvers konar samskiptamiðils. Wi-Fi er ríkjandi staðall í þráðlausa rýminu, að minnsta kosti fyrir heimili og fyrirtæki net.

Þráðlaust net getur verið mjög þægilegt til notkunar með tækjum sem þurfa að geta hreyft sig á meðan þau eru tengd. Þetta á þó ekki við um öll tæki. Borðtölvur eru sjaldan færðar til og jafnvel þá eru þær ekki notaðar á meðan þær eru fluttar. Þó að hægt sé að tengja þau í gegnum Wi-Fi, þá er betri kostur.

Þráðlaust net þarf að takast á við niðurbrot merkja vegna hindrana eins og veggja. Það virkar líka sem eitt útsendingarlén, sem þýðir að öll tæki fá alla netumferð og velja að hunsa þá umferð sem er ekki beint að þeim. Þráðlaust net þarf ekki endilega að takast á við þessi mál. Eini gallinn er sá að tengd tæki verða að vera líkamlega tengd við netið. Þetta er fínt fyrir borðtölvur og almennt ásættanlegt fyrir fartölvur, en það er morðingi fyrir farsíma.

Ríkjandi staðall fyrir hlerunarnetkerfi er kallað Ethernet. Það er notað í heimanetum, fyrirtækjanetum, ofurtölvukerfum og bílatækjum. Ethernet staðlar eru nú fáanlegir fyrir nethraða allt að 40Gb/s.

Athugið: Nethraði er venjulega skráður í megabitum á sekúndu eða gigabitum á sekúndu. Þetta er frábrugðið megabætum og gígabætum. Bæti eru gerð úr 8 bitum, þannig að það tekur 8 sekúndur fyrir megabita tengingu að flytja megabæt. Einingar sem nota bæti eru alltaf táknaðar með stóru „B“. Bitar, minni einingin, nota lágstafi „b“.

Uppruni

Ethernet var fyrst þróað um miðjan áttunda áratuginn hjá Xerox PARC. Upprunalega hönnunin var með 2,94Mb/s bandbreidd. Þetta var síðan uppfært í 10Mb/s, hraðann sem Ethernet var fyrst sett á markað árið 1980. IEEE staðlaði það einnig sem 802.3 árið 1983. Snemma 10BASE5 staðallinn notaði „þykkan“ kóaxkapal, sem var tiltölulega dýr. 10BASE2 var staðlað árið 1985 með því að nota þynnri, ódýrari coax snúru til að draga úr útfærslukostnaði. Þessi kostnaðarlækkun var umtalsverð þar sem flestar byggingar voru aðeins með snúnu pari snúru sem notaðar voru fyrir símkerfi og þurftu að keyra kóaxkapalana frá grunni.

Ábending: XBASE-X merkingin er nokkuð klaufaleg en hefur nokkra rökfræði. Fyrsta talan gefur til kynna flokk nethraða. Til dæmis er 10BASE5 með 10Mb/s nethraða. Annað X er örlítið lausara notað en gefur almennt til kynna snúrugerðina. 10BASE2 kapallinn er þrengri en 10BASE5 kapallinn. 100BASET notar snúið par snúru frekar en koaxial.

Árið 1987 bauð 1BASE5 staðallinn upp á fyrstu útgáfuna af Ethernet til að nota snúna par kapal. Þó að það hafi verið viðskiptabrestur, lagði þessi staðall grunninn að framtíðarþróun. Árið 1990 var 10BASE-T staðlað. Það var töff þökk sé hraða sínum og stuðningi við núverandi kapalinnviði.

Skiptu yfir í Twisted Pair

Þó að ein helsta ástæðan fyrir því að skipt var úr koax snúru yfir í snúið par hafi verið að snúið par kapall hafi þegar verið útfært víða, var það ekki eina ástæðan fyrir velgengni þess. Koax snúrustaðlarnir voru í meginatriðum einn sameiginlegur kapall. Allar sendingar annarra tækja frá hvaða tæki sem er, sáust, þó að netkortin áttu að draga úr umferð sem ekki var ætluð tækinu þeirra.

Þetta þýddi að allir gestgjafar deildu bandbreiddinni og að eitt mál gæti haft áhrif á allt netið. Merkjaárekstrar í netkerfinu þýddu að senda þurfti árekstur ramma aftur.

Snúin pör kaðall leyfði að skipta yfir í staðfræði stjarna, þar sem hvert tæki hafði sérstakan tengil við beininn eða rofa. Áreksturslénið var stytt úr öllu netinu í hvern hlekk. Það gerði einnig tveimur tækjum kleift að eiga samskipti á hámarkshraða netsins á meðan þau neyttu ekki allrar bandbreiddarinnar fyrir önnur tæki.

Þetta hönnunarval gerði kleift að auka hraðann enn frekar, til að víðtækari netkerfi væri möguleg og lengri kapallengd væri möguleg. Twisted pair kaðall er enn notað fyrir rafmagns ethernet snúrur, þó staðlar séu til fyrir ljósleiðaratengingar líka.

Aðrir staðlar

Ethernet er víðtæk samsteypa staðla sem þarf til að allt virki. Tegundir snúrunnar eru staðlaðar, líkamleg tengi, merkjaaðferðir, meðhöndlun áreksturs og heimilisfang. Til dæmis eru kaplar staðlaðar í flokka sem byggjast á bandbreidd fyrir lengd kapalsins. Nákvæmar upplýsingar, svo sem hlífar og efni, eru í höndum framleiðandans. Þetta þýðir að þó staðlarnir kunni að skrá hámarks kapalhlaup upp á 100m, gæti hágæða kapall verið fær um að starfa yfir lengri vegalengdir.

Líkamleg tengi eru vel stöðluð, þar sem 8P8C tengið er nánast alhliða ethernet tengið. Sum afbrigði eru í boði, þar á meðal eitt til notkunar í erfiðu umhverfi og eitt hannað fyrir ljósleiðaratengingar. 8P8C tengið hefur átta pinna, þar af hraða við og undir 100BASETX nota aðeins 4.

Þetta gerir kleift að nota hinar fjórar snúrurnar valfrjálst til að veita orku, í staðli sem kallast Power over Ethernet eða PoE. Helsti ókosturinn við tengið er þunnur læsiflipi sem er tiltölulega auðvelt að brjóta og þegar hann er brotinn getur hann skilið kapalinn óáreiðanlega lausan.

Staðlaðar merkjaaðferðir fela í sér staðlaða spennustig, fjölda snúinna para í snúru, bylgjulengd leysisins sem notaður er, notkun ein- eða fjölstillinga trefja og notkun á hálf- eða fullri tvíhliða. Ethernet notar 48 bita MAC vistföng til að beina netumferð. Þessi aðferð er svo vel stöðluð að sum önnur tækni notar hana og er samhæf, þar á meðal Wi-Fi og Wi-Max.

Núverandi notkun

Flest heimanet sem nota kapaltengingu munu nota Cat5e snúru, sem getur sent allt að 2,5GBASE-T. Hins vegar munu líklega flest heimanet starfa á FastEthernet ( 100BASE-TX ) eða gígabit ethernet ( 1000BASE-T ), sem Cat5e er meira en fær um að höndla.

Ábending: Það er 2,5Gb/s, 100Mb/s og 1000Mb/s í sömu röð.

40GBASE-T er núverandi hraðasta Ethernet staðallinn með hraða upp á 40Gb/s. Þetta var aðeins staðlað árið 2016 og býður upp á gagnahraða sem aðeins er raunverulega nothæfur í fyrirtækjagagnaverum, svo það er ekki mikið notað ennþá. Að auki þarf 40GBASE-T Cat8 snúru til að veita næga bandbreidd.

Niðurstaða

Ethernet er safn staðla sem flestir þekkja beint af Ethernet snúrunni. Ethernet snúrur koma í flokkum, þar sem Cat5e er aðal staðall fyrir notendur þar sem það styður bandbreidd allt að 2,5Gb/s. Staðlarnir skilgreina ekki aðeins hvernig á að tengja tæki líkamlega yfir net heldur einnig hvernig á að flytja gögn. Ethernet er ríkjandi hlerunarbúnaðarstaðall.