Hva er Ethernet?

Datamaskiner og rutere kreves for alle datanettverk. De genererer og sprer nettverkstrafikk, henholdsvis. Men ingenting av dette er mulig uten en eller annen form for kommunikasjonsmedium. Wi-Fi er den dominerende standarden i det trådløse området, i det minste for hjemme- og bedriftsnettverk.

Trådløst nettverk kan være veldig praktisk å bruke med enheter som må kunne bevege seg mens de er tilkoblet. Dette er imidlertid ikke tilfellet for alle enheter. Stasjonære datamaskiner flyttes sjelden, og selv da blir de ikke brukt mens de flyttes. Selv om de kan kobles sammen via Wi-Fi, er det et bedre alternativ.

Trådløst nettverk må håndtere signalforringelse på grunn av hindringer som vegger. Den fungerer også som et enkelt kringkastingsdomene, noe som betyr at alle enheter mottar all nettverkstrafikk og velger å ignorere den trafikken som ikke er rettet mot dem. Et kablet nettverk trenger ikke nødvendigvis å håndtere disse problemene. Den eneste ulempen er at tilkoblede enheter må fysisk kobles inn i nettverket. Dette er greit for stasjonære datamaskiner og generelt akseptabelt for bærbare datamaskiner, men det er en morder for mobiltelefoner.

Den dominerende standarden for kablede nettverk kalles Ethernet. Den brukes i hjemmenettverk, bedriftsnettverk, superdatasystemer og bilenheter. Ethernet-standarder er for øyeblikket tilgjengelige for nettverkshastigheter på opptil 40 Gb/s.

Merk: Nettverkshastigheter er vanligvis oppført i enheter på megabit per sekund eller gigabit per sekund. Dette er forskjellig fra megabyte og gigabyte. Byte er laget av 8 biter, så det tar 8 sekunder for en megabit-tilkobling å overføre en megabyte. Enheter som bruker byte er alltid merket med stor "B". Bits, den mindre enheten, bruker en liten "b."

Opprinnelse

Ethernet ble først utviklet på midten av 1970-tallet ved Xerox PARC. Den originale designen hadde en båndbredde på 2,94 Mb/s. Dette ble deretter oppgradert til 10Mb/s, hastigheten som Ethernet først ble kommersialisert med i 1980. IEEE standardiserte det også som 802.3 i 1983. Den tidlige 10BASE5-standarden brukte "tykk" koaksialkabel, som var relativt dyr. 10BASE2 ble standardisert i 1985 med tynnere, billigere koaksialkabling for å redusere implementeringskostnadene. Denne kostnadsreduksjonen var betydelig ettersom de fleste bygninger bare hadde tvunnet par-kabling brukt til telefoni og trengte å kjøre koaksialkablene fra bunnen av.

Tips: XBASE-X-notasjonen er noe klønete, men har en viss logikk. Det første tallet angir klassen for nettverkshastighet. For eksempel har 10BASE5 en nettverkshastighet på 10Mb/s klasse. Den andre X er litt mer løst brukt, men angir generelt kabeltypen. 10BASE2-kabelen er smalere enn 10BASE5-kabelen. 100BASET bruker en tvunnet parkabel i stedet for koaksial.

I 1987 tilbød 1BASE5-standarden den første versjonen av Ethernet som brukte tvunnet kabling. Selv om den var en kommersiell fiasko, satte denne standarden grunnlaget for fremtidig utvikling. I 1990 ble 10BASE-T standardisert. Den var trendy takket være dens hastighet og støtte for eksisterende kabelinfrastruktur.

Bytt til Twisted Pair

Mens en av hovedårsakene til overgangen fra koaksialkabel til tvunnet par var at kabling med tvunnet par allerede var vidt implementert, var det ikke den eneste grunnen til suksessen. Koaksialkabelstandardene var i hovedsak én delt kabel. Alle andre enheters overføringer fra en hvilken som helst enhet ble sett, selv om nettverkskortene skulle slippe trafikk som ikke var ment for enheten deres.

Dette betydde at alle verter delte båndbredden og at ett problem kunne påvirke hele nettverket. Signalkollisjoner i nettverket gjorde at de kolliderende rammene måtte sendes på nytt.

Twisted pair-kabling tillot en svitsj til stjernetopologien, der hver enhet hadde sin dedikerte kobling til ruteren eller en svitsj. Kollisjonsdomenet ble forkortet fra hele nettverket til hver lenke. Det tillot også to enheter å kommunisere med høye nettverkshastigheter mens de ikke brukte all båndbredden for andre enheter.

Dette designvalget gjorde det mulig å øke hastighetene ytterligere, for at mer omfattende nettverk ble mulig, og for lengre kabellengder. Twisted pair-kabler brukes fortsatt for elektriske Ethernet-kabler, selv om det også finnes standarder for fiberoptiske tilkoblinger.

Andre standarder

Ethernet er et bredt sammensurium av standarder som kreves for å få det hele til å fungere. Typene kabler er standardiserte, fysiske kontakter, signaleringsmetoder, kollisjonshåndtering og adressering. For eksempel er kabler standardisert i kategorier basert på båndbredde for lengden på kabelen. De nøyaktige spesifikasjonene, som skjerming og materialer, er opp til produsenten. Dette betyr at mens standardene kan angi en maksimal kabellengde på 100m, kan en kabel av høy kvalitet være i stand til å fungere over lengre avstander.

Fysiske kontakter er godt standardiserte, med 8P8C-kontakten som den nesten universelle ethernet-kontakten. Noen varianter tilbys, inkludert en for bruk i tøffe miljøer og en designet for fiberoptiske forbindelser. 8P8C-kontakten har åtte pinner, hvorav hastigheter ved og under 100BASETX bare bruker 4.

Dette gjør at de andre fire kablene kan brukes som valgfritt for å gi strøm, i en standard kalt Power over Ethernet eller PoE. Den største ulempen med kontakten er den spinkle låsetappen som er relativt lett å bryte og, når den er brutt, kan den la kabelen være upålitelig løs.

Standardiserte signaleringsmetoder inkluderer standard spenningsnivåer, antall tvunnede par i en kabel, bølgelengden til laseren som brukes, bruk av enkelt- eller multimodusfiber og bruk av halv- eller full-dupleks. Ethernet bruker 48-biters MAC-adresser for å rute nettverkstrafikk. Denne metoden er så godt standardisert at noen andre teknologier bruker den og er inter-kompatible, inkludert Wi-Fi og Wi-Max.

Gjeldende bruk

De fleste hjemmenettverk som bruker en kablet tilkobling vil bruke en Cat5e-kabel, som kan overføre opptil 2,5 GBASE-T. Imidlertid vil de fleste hjemmenettverk sannsynligvis operere på FastEthernet ( 100BASE-TX ) eller gigabit ethernet ( 1000BASE-T ), som Cat5e er mer enn i stand til å håndtere.

Tips: Det er henholdsvis 2,5 Gb/s, 100 Mb/s og 1000 Mb/s.

40GBASE-T er den nåværende raskeste Ethernet-standarden med hastigheter på 40 Gb/s. Dette ble bare standardisert i 2016 og tilbyr datahastigheter som bare kan brukes i bedriftsdatasentermiljøer, så det er ikke så mye brukt ennå. I tillegg krever 40GBASE-T en Cat8-kabel for å gi tilstrekkelig båndbredde.

Konklusjon

Ethernet er en samling standarder som stort sett kan gjenkjennes direkte av Ethernet-kabelen. Ethernet-kabler kommer i klasser, med Cat5e som den primære standarden for sluttbrukere siden den støtter båndbredder på opptil 2,5 Gb/s. Standardene definerer ikke bare hvordan du fysisk kobler enheter over et nettverk, men også hvordan du overfører data. Ethernet er den dominerende kablede nettverksstandarden.