Ethernet

Lokálna sieť Ethernet so zbernicovou architektúrou bola vyvinutá v polovici 70-tych rokov firmou Xerox a neskôr bola štandardizovaná firmami Xerox, Intel a DEC pre siete v administratíve (je označovaná ako norma DIX).
Prenosovým médiom pôvodnej siete Ethernet je koaxiálny kábel o charakteristickej impedancii 50 ohmov, výhodou kábla s nižšou charakteristickou impedanciou než je bežnejších 75 ohm je vyššia odolnosť proti parazitným kapacitám konektorov a proti vplyvu vonkajšieho rušenia. Dáta sú prenášané v základnom pásme v kóde Manchester, rýchlosť prenosu je 10 Mb/s.

Základom siete je segment - zbernica o dĺžke najviac 500m na ktorú sa dá pripojiť až 100 staníc. Rozsiahlejšie siete sa dajú vytvoriť prepojovaním segmentov pomocou retranslátorov (opakovačov) - limitom je 1024 staníc a vzdialenosť medzi najvzdialenejšími stanicami (merané po médiu) 2,5 km.
Stanica je k segmentu pripojená prostredníctvom tranceiveru (kombinácia vysielača a prijímača signálu média), ktorý je pripevnený priamo na kábel. Tranceiver je spojený so stanicou päťnásobnou točenou dvojlinkou na vzdialenosť až 50m. Rozhranie je označované ako AUI (Attachment Unit Interface).

__Lokálna sieť Ethernet__
Riadenie siete odpovedá metóde CSMA/CD. Stanica, ktorá behom vysielania zistí kolíziu na médiu preruší vysielanie paketu a odošle špeciálnu postupnosť (jam). Táto postupnosť je navrhnutá tak, aby vyvolala indikáciu kolízie aj u ostatných staníc. Výsledkom je uvoľnenie média všetkými stanicami najneskôr do doby odpovedajúcemu súčtu dvojnásobku doby šírenia signálu sieťou a doby vysielania kolíznej postupnosti. Tento súčet sa označuje ako kolízny slot.
Zaujímavé je riadenie intenzity opakovania. Pri zistení kolízie je ďalší pokus plánovaný na r-tý kolízny slot, kde r je náhodne zvolené číslo z intervalu 0 je mensie r je mensie pripadne = 2k ; exponent k je odvodený z počtu neúspešných pokusov o odoslanie paketu n, k=min (n,10). Táto metóda riadenia je označovaná ako "exponential back- off".

Štruktúra rámca odpovedá obr.3.23. Adresa stanice má dĺžku 48 bitov a je pre každý radič jedinečná. Dátová časť rámca ma dĺžku 46 až 1500 znakov, dĺžka najkratšieho rámca odpovedá dĺžke kolízneho slotu (512 bitov).
Za upozornenie stojí, že formát rámca podľa normy DIX sa líši od formátu rámca podľa IEEE 802.3. Zatiaľ čo IEEE Ethernet uvádza v hlavičke dĺžku LCC bloku, DIX Ethernet tu uvádza identifikáciu sieťového protokolu.

Lokálna sieť Ethernet dovoľuje využiť kapacitu média na 80 až 95% (podľa dĺžky správ) pri záťaži väčšej ako 50% však silno rastie doba prenosu. Podstatnou nevýhodou siete Ethernet je použitie drahého kvalitného koaxiálneho kábla, ktorý je nutný pre spoľahlivú funkciu detektora kolízie.
IEE 802.3 (Ethernet, Cheapernet, Starlan, Twisted Pair Ethernet)

Zbenicová sieť odpovedajúca doporučeniu IEE 802.3 je normalizovanou verziou siete Ethernet. Norma definuje viac verzií siete líšiacej sa použitým médiom, rozmerom siete a prenosovou rýchlosťou, tieto verzie sú označované ako Ethernet, Cheapernet a Starlan.
__Ethernet(10BASE)__ - Thick Ethernet používa ako médium špeciálny koaxiálny kábel o impedancii 50 ohm a priemeru 10 mm, dĺžka segmentu môže byť až 500 m a dá sa naňho pripojiť najviac 100 staníc vzdialených od seba najmenej 2,5 m. Stanice sú rovnako ako u DIX Ethernetu pripojené pomocou tranceiveru. Medzi dvoma stanicami na rôznych segmentoch môžu byť najviac 4 retranslátory. Prenosová rýchlosť je 10 Mb/s. Od normy DIX sa 10BASE5 líši formátom rámca.
__Cheapernet(10BASE2)__ - Thin Ethernet používa ako médium lacný tenký koaxiálny kábel o impedancii 50 ohm a priemere 5 mm. Proti silnému káblu odpadá oddelený tranceiver, koaxiálny kábel je pripojený konektorom BNC (presnejšie T - rozbočkou) priamo na vstavaný tranceiver. Dĺžka segmentu je obmedzená na 185 m (niektorí výrobcovia dovoľujú až 450 m za predpokladu osadenia segmentu iba ich stanicami s presnejšie definovanými medzami indikátoru kolízie) a dá sa na neho pripojiť najviac 30 staníc vzdialených od seba najmenej 0.5 m. Medzi dvoma stanicami na rôznych segmentoch môžu byť najviac 4 retranslátory. Prenosová rýchlosť je 10 Mb/s.

__Starlan(1BASE5)__ - používala ako médium dvojicu netienených točených dvojliniek, stanice sú na rozdiel od sietí Ethernet a Cheapernet pripojené hviezdicovo ku koncentrátoru. Prípojné vedenie má dĺžku do 250 m, rozsiahlejšie siete sa dajú vytvárať prepojením koncentrátorov hviezdicovo medzi sebou. Limitom je päť úrovní (najväčšia vzdialenosť medzi stanicami je 2500m). Nevýhodou je nízka prenosová rýchlosť 1 Mb/s a tým aj obtiažnosť kombinácie s inými variantmi Ethernetu.
__Twisted Pair Ethernet(10BASE-T)__ - je nová varianta Ethernetu, má podobne ako Starlan hviezdicovú topológiu a opiera sa taktiež o dvojitú netienenú točenú dvojlinku (UTP). Prenosová rýchlosť je však štandardných 10Mb/s, vzdialenosť medzi stanicou a koncentrátorom (opakovačom) je však iba 100m. To obmedzuje najvyššiu vzdialenosť v sieti 10BASE-T na 500 m (pre najviac 4 opakovače medzi stanicami). Opakovače dovoľujú obvykle 8 až 16 staníc naviac a sú vybavené štandardným rozhraním tranceiveru prípadne rozhraním segmentu 10BASE2. Opakovače sa dajú teda prepojiť so zbernicovými segmentmi 10BASE5 a 10BASE2 alebo optickými vláknami na väčšiu vzdialenosť (do 1000m).

__Širokopásmový Ethernet(10BROAD36)__ - je určený pre priemyslové prostredie a používa ako médium koaxiálny kábel s impedanciou 75 ohm pre káblovú TV. Modemy používajú diferenciálnu fázovú moduláciu, dátový signál NRZ je skramblovaný. Výsledné frekvenčné pásmo má šírku 14 MHZ. Detekcia kolízie sa opiera o počutie vlastného vysielania v spätnom kábli alebo pásme, kolízia je ostatným staniciam indikovaná po vyhradenom kanáli o šírke 4 MHZ. Výhodou technológie je dĺžka segmentu obmedzená až maximálnou vzdialenosťou stanice od koreňa (1800m).

Označenie technológií, ktoré sme uvádzali v zátvorkách odpovedajú konvencii noriem IEEE 802. Prvé číslo udáva prenosovú rýchlosť v Mb/s. Kód BASE hovorí, že sa jedná o sieť pracujúcu v základnom pásme, kód BROAD, že sa jedná o sieť širokopásmovú. Posledné číslo udáva dĺžku segmentu v stovkách metrov.
__Optický Ethernet(10BASE-F) __- dovoľuje v ostávajúcich sieťach prepojiť (a elektricky izolovať) prostredníctvom retranslátorov vzdialenejšie segmenty (bežne na 1 km). S využitím univerzálnych viacvstupových retranslátorov sa dajú ľahko realizovať optické siete s hviezdicovou topológiou