Ce este Ethernet?

Calculatoarele și routerele sunt necesare pentru orice rețea de calculatoare. Acestea generează și, respectiv, propaga trafic de rețea. Cu toate acestea, nimic din toate acestea nu este posibil fără o formă de mediu de comunicare. Wi-Fi este standardul dominant în spațiul wireless, cel puțin pentru rețelele de acasă și de întreprindere.

Rețelele wireless pot fi foarte convenabile pentru utilizarea cu dispozitive care trebuie să se poată mișca în timp ce sunt conectate. Totuși, acesta nu este cazul pentru toate dispozitivele. Calculatoarele desktop sunt rar mutate și, chiar și atunci, nu sunt folosite în timp ce sunt mutate. Deși pot fi conectate în rețea prin Wi-Fi, există o opțiune mai bună.

Rețelele wireless trebuie să facă față degradării semnalului din cauza obstacolelor, cum ar fi pereții. De asemenea, acționează ca un singur domeniu de difuzare, ceea ce înseamnă că toate dispozitivele primesc tot traficul de rețea și aleg să ignore acel trafic care nu este destinat lor. O rețea cu fir nu trebuie neapărat să se ocupe de aceste probleme. Singurul dezavantaj este că dispozitivele conectate trebuie să fie conectate fizic în rețea. Acest lucru este bine pentru computerele desktop și, în general, acceptabil pentru laptopuri, dar este un ucigaș pentru telefoanele mobile.

Standardul dominant pentru rețelele cu fir se numește Ethernet. Este utilizat în rețelele de acasă, rețelele de întreprindere, sistemele de supercomputer și dispozitivele auto. Standardele Ethernet sunt disponibile în prezent pentru viteze de rețea de până la 40 Gb/s.

Notă: Vitezele rețelei sunt de obicei afișate în unități de megabiți pe secundă sau gigabiți pe secundă. Acesta este diferit de megaocteți și gigaocteți. Octeții sunt formați din 8 biți, deci este nevoie de 8 secunde pentru ca o conexiune megabiți să transfere un megaoctet. Unitățile care folosesc octeți sunt întotdeauna notate cu „B” majuscul. Biții, unitatea mai mică, folosesc un „b”.

Originile

Ethernet a fost dezvoltat pentru prima dată la mijlocul anilor 1970 la Xerox PARC. Designul original avea o lățime de bandă de 2,94 Mb/s. Acesta a fost apoi actualizat la 10 Mb/s, viteza cu care Ethernet a fost comercializat pentru prima dată în 1980. IEEE l-a standardizat, de asemenea, ca 802.3 în 1983. Standardul timpuriu 10BASE5 folosea cablu coaxial „gros”, care era relativ scump. 10BASE2 a fost standardizat în 1985 folosind cabluri coaxiale mai subțiri și mai ieftine pentru a reduce costurile de implementare. Această reducere a costurilor a fost semnificativă, deoarece majoritatea clădirilor aveau doar cablarea pereche răsucită folosită pentru telefonie și trebuia să ruleze cablurile coaxiale de la zero.

Sfat: Notația XBASE-X este oarecum stângace, dar are o anumită logică. Primul număr indică clasa de viteză a rețelei. De exemplu, 10BASE5 are o viteză de rețea de 10 Mb/s. Al doilea X ​​este puțin mai puțin folosit, dar notează în general tipul de cablu. Cablul 10BASE2 este mai îngust decât cablul 10BASE5. 100BASET folosește un cablu cu pereche răsucită, nu coaxial.

În 1987, standardul 1BASE5 a oferit prima versiune de Ethernet care folosea cabluri cu perechi răsucite. Deși un eșec comercial, acest standard a pus bazele dezvoltărilor viitoare. În 1990 10BASE-T a fost standardizat. A fost la modă datorită vitezei și suportului pentru infrastructura de cablu existentă.

Comutați la Twisted Pair

Deși unul dintre principalele motive pentru trecerea de la cablul coaxial la pereche răsucită a fost faptul că cablarea cu pereche răsucită era deja implementată pe scară largă, nu a fost singurul motiv pentru succesul său. Standardele de cablu coaxial erau în esență un singur cablu partajat. Au fost văzute transmisiile tuturor celorlalte dispozitive de pe orice dispozitiv, deși plăcile de rețea trebuiau să reducă traficul care nu era destinat dispozitivului lor.

Aceasta însemna că toate gazdele au partajat lățimea de bandă și că o problemă ar putea afecta întreaga rețea. Ciocnirile de semnal în rețea au însemnat că cadrele care se ciocneau trebuiau retransmise.

Cablarea perechii răsucite a permis o comutare la topologia stea, unde fiecare dispozitiv avea legătura sa dedicată la router sau un comutator. Domeniul de coliziune a fost scurtat de la întreaga rețea la fiecare legătură. De asemenea, a permis două dispozitive să comunice la viteze de vârf ale rețelei, fără a consuma toată lățimea de bandă pentru alte dispozitive.

Această alegere de proiectare a permis ca vitezele să fie crescute în continuare, pentru a fi posibile rețele mai extinse și pentru a fi posibile lungimi mai mari de cablu. Cablările perechi răsucite sunt încă folosite pentru cablurile electrice Ethernet, deși există standarde și pentru conexiunile cu fibră optică.

Alte standarde

Ethernet este un conglomerat larg de standarde necesare pentru ca totul să funcționeze. Tipurile de cabluri sunt standardizate, conectori fizici, metode de semnalizare, tratare a coliziunilor și adresare. De exemplu, cablurile sunt standardizate în categorii bazate pe lățimea de bandă pentru lungimea cablului. Specificul exact, cum ar fi ecranarea și materialele, sunt lăsate la latitudinea producătorului. Aceasta înseamnă că, în timp ce standardele pot enumera o lungime maximă de cablu de 100 m, un cablu de înaltă calitate poate fi capabil să funcționeze pe distanțe mai lungi.

Conectorii fizici sunt bine standardizați, conectorul 8P8C fiind conectorul ethernet aproape universal. Sunt oferite unele variante, inclusiv una pentru utilizare în medii dure și una concepută pentru conexiuni prin fibră optică. Conectorul 8P8C are opt pini, dintre care viteze la și sub 100BASETX folosesc doar 4.

Acest lucru permite ca celelalte patru cabluri să fie utilizate opțional pentru a furniza energie, într-un standard numit Power over Ethernet sau PoE. Principalul dezavantaj al conectorului este urechea subțire de blocare, care este relativ ușor de spart și, odată ruptă, poate lăsa cablul slăbit nesigur.

Metodele de semnalizare standardizate includ niveluri standard de tensiune, numărul de perechi răsucite dintr-un cablu, lungimea de undă a laserului utilizat, utilizarea fibrei monomodale sau multimodale și utilizarea semi-duplexului sau full-duplex. Ethernet folosește adrese MAC pe 48 de biți pentru a ruta traficul de rețea. Această metodă este atât de bine standardizată încât alte tehnologii o folosesc și sunt inter-compatibile, inclusiv Wi-Fi și Wi-Max.

Utilizare curentă

Majoritatea rețelelor de acasă care folosesc o conexiune prin cablu vor folosi un cablu Cat5e, capabil să transmită până la 2,5GBASE-T. Cu toate acestea, majoritatea rețelelor de acasă vor funcționa probabil pe FastEthernet ( 100BASE-TX ) sau gigabit Ethernet ( 1000BASE-T ), pe care Cat5e este mai mult decât capabil să le gestioneze.

Sfat: Adică 2,5 Gb/s, 100 Mb/s și, respectiv, 1000 Mb/s.

40GBASE-T este cel mai rapid standard ethernet actual, cu viteze de 40 Gb/s. Acesta a fost standardizat abia în 2016 și oferă viteze de date utilizabile cu adevărat doar în mediile de centre de date de întreprindere, așa că nu este încă atât de utilizat pe scară largă. În plus, 40GBASE-T necesită un cablu Cat8 pentru a oferi o lățime de bandă suficientă.

Concluzie

Ethernet este o colecție de standarde, în cea mai mare parte direct recunoscute prin cablul ethernet. Cablurile Ethernet vin în clase, Cat5e fiind standardul principal pentru utilizatorii finali, deoarece acceptă lățimi de bandă de până la 2,5 Gb/s. Standardele nu definesc doar modul de conectare fizică a dispozitivelor printr-o rețea, ci și modul de transfer de date. Ethernet este standardul dominant de rețea cu fir.