อีเธอร์เน็ตคืออะไร?

คอมพิวเตอร์และเราเตอร์จำเป็นสำหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ใดๆ พวกเขาสร้างและเผยแพร่ทราฟฟิกเครือข่ายตามลำดับ อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้ไม่มีทางเป็นไปได้เลยหากไม่มีสื่อในการสื่อสารบางรูปแบบ Wi-Fi เป็นมาตรฐานที่โดดเด่นในพื้นที่ไร้สาย อย่างน้อยก็สำหรับเครือข่ายในบ้านและองค์กร

เครือข่ายไร้สายสะดวกมากสำหรับการใช้งานกับอุปกรณ์ที่ต้องเคลื่อนที่ได้ขณะเชื่อมต่อ นี่ไม่ใช่กรณีสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมด คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะมักไม่ค่อยถูกเคลื่อนย้าย และแม้ว่าจะไม่ได้ใช้งานในขณะที่กำลังเคลื่อนย้ายก็ตาม แม้ว่าจะสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายผ่าน Wi-Fi ได้ แต่ก็มีตัวเลือกที่ดีกว่า

เครือข่ายไร้สายต้องรับมือกับสัญญาณที่ลดลงเนื่องจากสิ่งกีดขวาง เช่น ผนัง นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นโดเมนกระจายสัญญาณเดียว หมายความว่าอุปกรณ์ทั้งหมดรับทราฟฟิกเครือข่ายทั้งหมดและเลือกที่จะเพิกเฉยต่อทราฟฟิกที่ไม่ได้มุ่งเป้าไปที่พวกมัน เครือข่ายแบบใช้สายไม่จำเป็นต้องจัดการกับปัญหาเหล่านี้ ข้อเสียเพียงอย่างเดียวคืออุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจะต้องต่อสายเคเบิลเข้ากับเครือข่าย วิธีนี้ใช้ได้สำหรับคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปและโดยทั่วไปยอมรับได้สำหรับแล็ปท็อป แต่นี่เป็นสิ่งที่ไม่ดีสำหรับโทรศัพท์มือถือ

มาตรฐานที่โดดเด่นสำหรับเครือข่ายแบบใช้สายเรียกว่าอีเธอร์เน็ต ใช้ในเครือข่ายภายในบ้าน เครือข่ายองค์กร ระบบซูเปอร์คอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ยานยนต์ ขณะนี้มาตรฐานอีเธอร์เน็ตมีให้บริการสำหรับเครือข่ายความเร็วสูงสุด 40Gb/s

หมายเหตุ:โดยทั่วไปความเร็วของเครือข่ายจะแสดงเป็นหน่วยเมกะบิตต่อวินาทีหรือกิกะบิตต่อวินาที ซึ่งแตกต่างจากเมกะไบต์และกิกะไบต์ ไบต์ประกอบด้วย 8 บิต ดังนั้นการเชื่อมต่อหนึ่งเมกะบิตจึงใช้เวลา 8 วินาทีในการถ่ายโอนเมกะไบต์ หน่วยที่ใช้ไบต์จะแสดงด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ "B" เสมอ Bits ซึ่งเป็นหน่วยที่เล็กกว่า ใช้ตัวพิมพ์เล็ก “b”

ต้นกำเนิด

Ethernet ได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรกในช่วงกลางทศวรรษ 1970 ที่ Xerox PARC การออกแบบเดิมมีแบนด์วิธ 2.94Mb/s จากนั้นจึงอัปเกรดเป็น 10Mb/s ซึ่งเป็นความเร็วที่อีเธอร์เน็ตเริ่มวางจำหน่ายครั้งแรกในปี 1980 นอกจากนี้ IEEE ยังกำหนดมาตรฐานให้เป็น 802.3 ในปี 1983 มาตรฐาน 10BASE5 รุ่นแรกใช้สายโคแอกเชียล "หนา" ซึ่งมีราคาค่อนข้างแพง 10BASE2 ได้รับการกำหนดมาตรฐานในปี 1985 โดยใช้สายโคแอกเชียลที่บางลงและราคาถูกลงเพื่อลดต้นทุนการใช้งาน การลดต้นทุนนี้มีความสำคัญเนื่องจากอาคารส่วนใหญ่มีเพียงสายคู่บิดเกลียวที่ใช้สำหรับโทรศัพท์ และจำเป็นต้องเดินสายโคแอกเชียลตั้งแต่เริ่มต้น

เคล็ดลับ:สัญกรณ์ XBASE-X ค่อนข้างเงอะงะแต่มีเหตุผลบางอย่าง ตัวเลขแรกระบุระดับของความเร็วเครือข่าย ตัวอย่างเช่น 10BASE5 มีความเร็วเครือข่ายระดับ 10Mb/s X ตัวที่สองใช้หลวมกว่าเล็กน้อย แต่โดยทั่วไปจะระบุประเภทสายเคเบิล สายเคเบิล 10BASE2 แคบกว่าสายเคเบิล 10BASE5 100BASET ใช้สายคู่บิดเกลียวแทนโคแอกเชียล

ในปี พ.ศ. 2530 มาตรฐาน 1BASE5 ได้นำเสนออีเธอร์เน็ตเวอร์ชันแรกเพื่อใช้สายเคเบิลคู่บิดเกลียว แม้ว่าความล้มเหลวในเชิงพาณิชย์ มาตรฐานนี้จะกำหนดพื้นฐานสำหรับการพัฒนาในอนาคต ในปี 1990 10BASE-T ได้รับมาตรฐาน เป็นที่นิยมเนื่องจากความเร็วและการรองรับโครงสร้างพื้นฐานของสายเคเบิลที่มีอยู่

เปลี่ยนเป็นสายคู่บิดเกลียว

ในขณะที่เหตุผลหลักประการหนึ่งที่ทำให้เปลี่ยนจากสายโคแอกเชียลเป็นสายคู่บิดเกลียวคือสายคู่บิดเกลียวถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายแล้ว แต่นั่นไม่ใช่เหตุผลเดียวที่ทำให้ประสบความสำเร็จ มาตรฐานสายโคแอกเชียลเป็นสายเดียวที่ใช้ร่วมกัน มีการเห็นการส่งสัญญาณของอุปกรณ์อื่น ๆ ทั้งหมดจากอุปกรณ์ใด ๆ แม้ว่าการ์ดเครือข่ายควรจะลดการรับส่งข้อมูลที่ไม่ได้หมายถึงอุปกรณ์ของพวกเขา

ซึ่งหมายความว่าทุกโฮสต์ใช้แบนด์วิธร่วมกัน และปัญหาเดียวอาจส่งผลต่อเครือข่ายทั้งหมด การชนกันของสัญญาณในเครือข่ายหมายความว่าจำเป็นต้องส่งสัญญาณเฟรมที่ชนกันอีกครั้ง

การเดินสายแบบคู่บิดเกลียวช่วยให้สามารถสลับไปยังโทโพโลยีแบบดาวได้ โดยที่อุปกรณ์แต่ละชิ้นมีลิงก์เฉพาะไปยังเราเตอร์หรือสวิตช์ โดเมนการชนถูกย่อจากเครือข่ายทั้งหมดไปยังแต่ละลิงก์ นอกจากนี้ยังอนุญาตให้อุปกรณ์สองเครื่องสื่อสารด้วยความเร็วสูงสุดของเครือข่ายในขณะที่ไม่ใช้แบนด์วิธทั้งหมดสำหรับอุปกรณ์อื่น

ตัวเลือกการออกแบบนี้ทำให้สามารถเพิ่มความเร็วได้มากขึ้น เพื่อให้ได้เครือข่ายที่กว้างขวางมากขึ้น และสำหรับความยาวสายเคเบิลที่ยาวขึ้น สายคู่บิดเกลียวยังคงใช้สำหรับสายอีเทอร์เน็ตไฟฟ้า แม้ว่าจะมีมาตรฐานสำหรับการเชื่อมต่อไฟเบอร์ออปติกด้วยก็ตาม

มาตรฐานอื่นๆ

อีเธอร์เน็ตเป็นกลุ่มมาตรฐานที่จำเป็นเพื่อให้สิ่งทั้งหมดทำงานได้ ประเภทของสายเคเบิลเป็นแบบมาตรฐาน ตัวเชื่อมต่อทางกายภาพ วิธีการส่งสัญญาณ การจัดการการชนกัน และการกำหนดแอดเดรส ตัวอย่างเช่น สายเคเบิลได้รับการกำหนดมาตรฐานเป็นหมวดหมู่ตามแบนด์วิดท์สำหรับความยาวของสายเคเบิล รายละเอียดเฉพาะที่แน่นอน เช่น การหุ้มและวัสดุนั้นขึ้นอยู่กับผู้ผลิต ซึ่งหมายความว่าในขณะที่มาตรฐานอาจระบุการเดินสายเคเบิลสูงสุด 100 ม. แต่สายเคเบิลคุณภาพสูงอาจใช้งานได้ในระยะทางที่ไกลกว่า

ตัวเชื่อมต่อทางกายภาพมีมาตรฐานที่ดี โดยตัวเชื่อมต่อ 8P8C เป็นตัวเชื่อมต่ออีเทอร์เน็ตแบบเกือบสากล มีบางรุ่นให้เลือก รวมถึงรุ่นสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง และรุ่นที่ออกแบบมาสำหรับการเชื่อมต่อไฟเบอร์ออปติก ตัวเชื่อมต่อ 8P8C มีแปดพิน ซึ่งความเร็วที่และต่ำกว่า 100BASETX ใช้เพียง 4 พิน

สิ่งนี้ทำให้สามารถเลือกใช้สายเคเบิลอีกสี่สายเพื่อจ่ายไฟในมาตรฐานที่เรียกว่า Power over Ethernet หรือ PoE ข้อเสียที่สำคัญของขั้วต่อคือแถบล็อคที่บอบบางซึ่งค่อนข้างจะหักได้ง่าย และเมื่อหักแล้วอาจทำให้สายหลุดหลวมได้

วิธีการส่งสัญญาณที่เป็นมาตรฐานประกอบด้วยระดับแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน จำนวนคู่บิดเกลียวในสายเคเบิล ความยาวคลื่นของเลเซอร์ที่ใช้ การใช้ไฟเบอร์โหมดเดียวหรือหลายโหมด และการใช้ฮาล์ฟดูเพล็กซ์หรือฟูลดูเพล็กซ์ อีเธอร์เน็ตใช้ที่อยู่ MAC 48 บิตเพื่อกำหนดเส้นทางการรับส่งข้อมูลเครือข่าย วิธีนี้ได้มาตรฐานอย่างดีจนเทคโนโลยีอื่นๆ บางอย่างใช้และเข้ากันได้ รวมถึง Wi-Fi และ Wi-Max

การใช้งานปัจจุบัน

เครือข่ายในบ้านส่วนใหญ่ที่ใช้การเชื่อมต่อแบบใช้สายจะใช้สาย Cat5e ซึ่งสามารถส่งข้อมูลได้สูงสุด 2.5GBASE-T อย่างไรก็ตาม เครือข่ายในบ้านส่วนใหญ่จะทำงานบน FastEthernet ( 100BASE-TX ) หรือกิกะบิตอีเทอร์เน็ต ( 1000BASE-T ) ซึ่ง Cat5e มีความสามารถมากกว่าที่จะจัดการได้

เคล็ดลับ:นั่นคือ 2.5Gb/s, 100Mb/s และ 1,000Mb/s ตามลำดับ

40GBASE-T เป็นมาตรฐานอีเธอร์เน็ตที่เร็วที่สุดในปัจจุบันด้วยความเร็ว 40Gb/s นี่เป็นมาตรฐานเฉพาะในปี 2559 และให้ความเร็วข้อมูลที่ใช้งานได้จริงในสภาพแวดล้อมศูนย์ข้อมูลขององค์กรเท่านั้น ดังนั้นจึงยังไม่มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย นอกจากนี้ 40GBASE-T ยังต้องใช้สายเคเบิล Cat8 เพื่อให้แบนด์วิธเพียงพอ

บทสรุป

อีเธอร์เน็ตคือชุดของมาตรฐานที่ส่วนใหญ่รู้จักโดยตรงจากสายเคเบิลอีเธอร์เน็ต สายเคเบิลอีเธอร์เน็ตมาในคลาส โดย Cat5e เป็นมาตรฐานหลักสำหรับผู้ใช้เนื่องจากรองรับแบนด์วิดท์สูงถึง 2.5Gb/s มาตรฐานนี้ไม่เพียงแต่กำหนดวิธีเชื่อมต่ออุปกรณ์ผ่านเครือข่าย แต่ยังรวมถึงวิธีการถ่ายโอนข้อมูลด้วย อีเธอร์เน็ตเป็นมาตรฐานเครือข่ายแบบมีสายที่โดดเด่น