Kaj je Ethernet?

Za vsako računalniško omrežje so potrebni računalniki in usmerjevalniki. Ustvarjajo oziroma širijo omrežni promet. Vendar nič od tega ni mogoče brez neke oblike komunikacijskega medija. Wi-Fi je prevladujoči standard v brezžičnem prostoru, vsaj za domače in poslovno omrežje.

Brezžično omrežje je lahko zelo priročno za uporabo z napravami, ki morajo imeti možnost premikanja, ko so povezane. Vendar to ne velja za vse naprave. Namizni računalniki se redko selijo, pa tudi takrat se med selitvijo ne uporabljajo. Čeprav jih je mogoče povezati v omrežje prek Wi-Fi, obstaja boljša možnost.

Brezžično omrežje se mora soočiti z poslabšanjem signala zaradi ovir, kot so zidovi. Deluje tudi kot ena oddajna domena, kar pomeni, da vse naprave prejmejo ves omrežni promet in se odločijo, da bodo prezrle promet, ki ni namenjen njim. Ni nujno, da se žično omrežje ukvarja s temi težavami. Edina slaba stran je, da morajo biti povezane naprave fizično povezane v omrežje. To je v redu za namizne računalnike in na splošno sprejemljivo za prenosnike, vendar je za mobilne telefone ubijalsko.

Prevladujoči standard za žična omrežja se imenuje Ethernet. Uporablja se v domačih omrežjih, omrežjih podjetij, superračunalniških sistemih in avtomobilskih napravah. Standardi Ethernet so trenutno na voljo za omrežne hitrosti do 40 Gb/s.

Opomba: Hitrosti omrežja so običajno navedene v megabitih na sekundo ali gigabitih na sekundo. To se razlikuje od megabajtov in gigabajtov. Bajti so sestavljeni iz 8 bitov, tako da megabitna povezava potrebuje 8 sekund za prenos megabajta. Enote, ki uporabljajo bajte, so vedno označene z veliko črko »B«. Biti, manjše enote, uporabljajo malo črko "b."

Izvori

Ethernet je bil prvič razvit sredi sedemdesetih let prejšnjega stoletja v podjetju Xerox PARC. Prvotna zasnova je imela pasovno širino 2,94 Mb/s. To je bilo nato nadgrajeno na 10 Mb/s, hitrost, s katero je bil Ethernet prvič komercializiran leta 1980. IEEE ga je leta 1983 tudi standardiziral kot 802.3. Zgodnji standard 10BASE5 je uporabljal "debel" koaksialni kabel, ki je bil relativno drag. 10BASE2 je bil standardiziran leta 1985 z uporabo tanjših, cenejših koaksialnih kablov za zmanjšanje stroškov implementacije. To znižanje stroškov je bilo občutno, saj je večina zgradb imela samo kable s prepletenimi paricami, ki se uporabljajo za telefonijo, in je bilo treba koaksialne kable napeljati od začetka.

Namig: Zapis XBASE-X je nekoliko okoren, vendar ima nekaj logike. Prva številka označuje razred hitrosti omrežja. Na primer, 10BASE5 ima omrežno hitrost razreda 10Mb/s. Drugi X se uporablja nekoliko bolj ohlapno, vendar na splošno označuje vrsto kabla. Kabel 10BASE2 je ožji od kabla 10BASE5. 100BASET namesto koaksialnega uporablja kabel s prepleteno parico.

Leta 1987 je standard 1BASE5 ponudil prvo različico etherneta, ki je uporabljala kable s prepletenimi paricami. Čeprav je bil komercialno neuspešen, je ta standard postavil osnovo za prihodnji razvoj. Leta 1990 je bil 10BASE-T standardiziran. Bil je moden zaradi svoje hitrosti in podpore obstoječi kabelski infrastrukturi.

Preklopite na Twisted Pair

Medtem ko je bil eden od glavnih razlogov za prehod s koaksialnega kabla na sukani par ta, da je bil kabel s sukanim parom že široko uporabljen, to ni bil edini razlog za njegov uspeh. Standardi koaksialnih kablov so bili v bistvu en skupni kabel. Vsi prenosi drugih naprav iz katere koli naprave so bili vidni, čeprav naj bi omrežne kartice izpustile promet, ki ni namenjen njihovi napravi.

To je pomenilo, da si vsi gostitelji delijo pasovno širino in da lahko ena težava vpliva na celotno omrežje. Trki signalov v omrežju so pomenili, da je treba sličice, ki trčijo, ponovno poslati.

Kabli s prepletenimi paricami so omogočili preklop na zvezdno topologijo, kjer je imela vsaka naprava svojo namensko povezavo z usmerjevalnikom ali stikalom. Domena kolizije je bila skrajšana s celotnega omrežja na vsako povezavo. Dvema napravama je tudi omogočilo komunikacijo pri najvišjih omrežnih hitrostih, medtem ko druge naprave niso porabile vse pasovne širine.

Ta izbira zasnove je omogočila nadaljnje povečanje hitrosti, da so bila možna obsežnejša omrežja in daljše dolžine kablov. Kabli z zvitimi paricami se še vedno uporabljajo za električne kable ethernet, čeprav obstajajo standardi tudi za povezave z optičnimi vlakni.

Drugi standardi

Ethernet je obsežen konglomerat standardov, ki so potrebni za delovanje celotnega sistema. Tipi kablov so standardizirani, fizični konektorji, metode signalizacije, obravnavanje kolizij in naslavljanje. Na primer, kabli so standardizirani v kategorije glede na pasovno širino za dolžino kabla. Natančne podrobnosti, kot so zaščita in materiali, so prepuščene proizvajalcu. To pomeni, da čeprav lahko standardi navajajo največjo dolžino kabla 100 m, lahko visokokakovosten kabel deluje na daljših razdaljah.

Fizični konektorji so dobro standardizirani, pri čemer je konektor 8P8C skoraj univerzalni ethernetni konektor. Na voljo je nekaj različic, vključno z eno za uporabo v težkih okoljih in eno, zasnovano za povezave z optičnimi vlakni. Priključek 8P8C ima osem zatičev, od katerih hitrosti pri in pod 100BASETX uporabljajo samo 4.

To omogoča, da se drugi štirje kabli po želji uporabljajo za zagotavljanje napajanja v standardu, imenovanem Power over Ethernet ali PoE. Glavna slaba stran konektorja je šibak zaklepni jeziček, ki ga je razmeroma enostavno zlomiti in ko se zlomi, lahko pusti kabel nezanesljivo ohlapen.

Standardizirane metode signalizacije vključujejo standardne nivoje napetosti, število prepletenih paric v kablu, valovno dolžino uporabljenega laserja, uporabo eno- ali večmodnega vlakna ter uporabo pol- ali polnega dupleksa. Ethernet za usmerjanje omrežnega prometa uporablja 48-bitne naslove MAC. Ta metoda je tako dobro standardizirana, da jo uporabljajo nekatere druge tehnologije in so medsebojno združljive, vključno z Wi-Fi in Wi-Max.

Trenutna uporaba

Večina domačih omrežij, ki uporabljajo kabelsko povezavo, bo uporabljala kabel Cat5e, ki lahko prenaša do 2,5 GBASE-T. Vendar bo večina domačih omrežij verjetno delovala na FastEthernet ( 100BASE-TX ) ali gigabitnem ethernetu ( 1000BASE-T ), ki ga Cat5e več kot zmore.

Nasvet: To je 2,5 Gb/s, 100 Mb/s in 1000 Mb/s.

40GBASE-T je trenutno najhitrejši ethernetni standard s hitrostjo 40 Gb/s. To je bilo standardizirano šele leta 2016 in ponuja podatkovne hitrosti, ki so resnično uporabne samo v okoljih podatkovnih centrov podjetij, zato še ni tako široko uporabljeno. Poleg tega 40GBASE-T zahteva kabel Cat8, da zagotovi zadostno pasovno širino.

Zaključek

Ethernet je zbirka standardov, ki jih večinoma neposredno prepoznamo po ethernetnem kablu. Ethernetni kabli so na voljo v razredih, pri čemer je Cat5e primarni standard za končne uporabnike, saj podpira pasovne širine do 2,5 Gb/s. Standardi ne določajo le, kako fizično povezati naprave prek omrežja, temveč tudi, kako prenašati podatke. Ethernet je prevladujoč standard žičnega omrežja.