Кіріспе

Ethernet қосылысының сигнализация механизмі

Автокелісу – бұл бұрмаланған жұп арқылы Ethernet пайдаланатын сигнализация механизмі және процедурасы, оның арқасында екі қосылған құрылғы жылдамдық, дуплекс режимі және ағынды басқару сияқты ортақ тарату параметрлерін таңдайды. Осы процесте, қосылған құрылғылар бірінші кезекте осы параметрлерге қатысты мүмкіндіктерін бөліседі, содан кейін олар екеуі де қолдайтын ең жоғары өнімділікті тарату режимін таңдайды. Бұрмаланған жұп үшін автокелісу IEEE 802.3 стандартының 28-тармағында сипатталған және бастапқыда Fast Ethernet стандартында қосымша компонент болды. Ол 10BASE T пайдаланатын стандартты байланыс импульстерімен (NLP) кері үйлесімді. Протокол Gigabit Ethernet стандартында айтарлықтай кеңейтілді және бұрмаланған жұп арқылы 1000BASE T гигабит Ethernet үшін міндетті болып табылады. OSI моделінде автокелісу физикалық қабатта орналасқан.

Стандарттау және өзара іс-қимыл

1995 жылы Fast Ethernet стандарты жарияланды. Бұл, сол кабельдер үшін жаңа жылдамдық опциясын ұсынғандықтан, қосылған желілік адаптерлерге ең жақсы ортақ жұмыс режимін келісуге мүмкіндік берді. IEEE 802.3 стандартының 28-тармағында қамтылған автокелісу протоколы National Semiconductor компаниясының NWay деп аталатын патенттелген технологиясы негізінде әзірленді. Компания, өз жүйесін пайдалану үшін бір реттік лицензиялық төлемді талап ете отырып, кепілдеме хат берді. Кейіннен бұл патент құқығын басқа компания сатып алды. Автокелісу спецификациясының алғашқы нұсқасы, 1995 жылғы IEEE 802.3u Fast Ethernet стандартында, әртүрлі өндірушілерде әртүрліше іске асырылды, бұл өзара үйлесімсіздік мәселелеріне әкелді. Бұл мәселелер көптеген желі әкімшілерін әрбір желілік интерфейстің жылдамдығы мен дуплекс режимін қолмен орнатуға итермеледі. Дегенмен, қолмен конфигурациялау дуплекс қақтығыстарына алып келуі мүмкін. Мұндай қақтығыстарды анықтау қиын болуы мүмкін, себебі желі номиналды түрде жұмыс істей береді. Ping сияқты қарапайым желілік тест құралдары жарамды қосылымды көрсете алады. Алайда, дуплекс қақтығысының салдарынан болатын трансляцияны тоқтату және Ethernet кадрларын жоғалту желінің өнімділігіне елеулі әсер етеді. Дуплекс қақтығысы орын алған кезде, жартылай дуплекс режимін пайдаланатын жақ кешіккен соқтығысуларды хабарлайды, ал толық дуплекс режимін пайдаланатын жақ FCS қателерін хабарлайды. Автокелісу спецификациясы 1998 жылы IEEE 802.3 стандартының жаңа нұсқасында жақсартылды. 1999 жылы IEEE 802.3ab Gigabit Ethernet стандарты жарияланды, онда 1000BASE T үшін міндетті автокелісу талабы қойылды. Автокелісу 1000BASE TX және 10GBASE T іске асырулары үшін де міндетті болып табылады. Қазіргі уақытта көптеген желілік жабдық өндірушілері барлық кіру порттарында автокелісуді пайдалануды және оны заводтық параметрлерде қосуды ұсынады.

Функция

Автожаңарту бірнеше беру жылдамдықтарын, әртүрлі дуплекс режимдерін (жартылай дуплекс және толық дуплекс) және бірдей жылдамдықпен әртүрлі беру стандарттарын қолдай алатын құрылғылармен қолданылуы мүмкін (бірақ практикада әр жылдамдық үшін тек бір стандарт ғана кеңінен қолдау табады). Автожаңарту кезінде әрбір құрылғы өзінің технологиялық мүмкіндіктерін, яғни жұмыс істеудің мүмкін болатын режимдерін жариялайды. Ең жақсы ортақ режим таңдалады, жоғары жылдамдық төмен жылдамдыққа басым, ал бірдей жылдамдықпен толық дуплекс жартылай дуплекске басым. Автожаңартуды қолдайтын құрылғы, автожаңартуды қолдамайтын құрылғыға қосылғанда параллель анықтау қолданылады. Бұл құрылғы автожаңартуды қолдамаса немесе құрылғыда автожаңарту өшірілген болса болады. Мұндай жағдайда автожаңартуды қолдайтын құрылғы екінші құрылғымен жылдамдықты анықтап, сәйкестендіре алады. Бұл процедура дуплекс мүмкіндіктерін анықтай алмайды, сондықтан жартылай дуплекс әрқашан қолданылады. Жылдамдық пен дуплекс режимінен басқа, автожаңарту гигабит Ethernet үшін бас-құл параметрлерін жеткізу үшін де қолданылады.

Электрлік сигналдар

Автонегоциация 10BASE T құрылғыларында басқа құрылғымен байланыс бар екенін анықтау үшін қолданылатын импульстерге ұқсас импульстерге негізделген. Бұл байланыс тұтастығын тексеру (LIT) импульстері Ethernet құрылғылары кез келген кадрларды жібермегенде немесе қабылдамағанда жіберіледі. Олар – 100 номиналды ұзақтықты, 200 максималды импульстік енділікті, 16 уақыт аралығында, 8 уақыт ауытқуына төзімділікпен шығарылатын тек оң электр импульстері. Құрылғы 50–150 мс-қа дейін бірде-бір кадр немесе екі LIT импульсі қабылдамаса, байланыс бұзылғанын анықтайды. Бұл схеманың жұмыс істеуі үшін құрылғылар кез келген ақпаратты қабылдағанда да LIT импульстарын жіберуі керек. Автонегоциация спецификациясында бұл импульстерді қалыпты байланыс импульстері (NLP) деп атайды. Автонегоциациямен қолданылатын NLP әлі де бір полярлы, тек оң және номиналды ұзақтығы 100; бірақ әр LIT импульсі 17-ден 33 импульске дейін, 125 арақашықтықта жіберілетін импульстардан тұратын жарылыспен алмастырылады. Әрбір импульс жарылысы жылдам байланыс импульсі (FLP) жарылысы деп аталады. FLP жарылысының басталуы арасындағы уақыт аралығы NLP арасындағы уақыт аралығымен бірдей. FLP жарылысы 125 уақыт аралығында 14 толеранттылықпен 17 NLP-дан тұрады. Екі рет бір-біріне жалғасқан NLP-ның әрбір жұбының арасында (яғни импульс жұбының бірінші NLP-нен кейінгі 62,5 уақыт аралығында) қосымша оң импульс болуы мүмкін. Қосымша импульстің болуы логикалық 1-ді, оның болмауы логикалық 0-ді білдіреді. Нәтижесінде, әрбір FLP-де 16 биттік деректер сөзі болады. Бұл деректер сөзі сілтеме код сөзі (LCW) деп аталады. LCW биттері 0-ден 15-ке дейін нөмірленеді, мұнда 0 биті уақыт бойынша алғашқы импульске және 15 биті соңғы импульске сәйкес келеді.

Дюплекс сәйкессіздік

Дюплекстік сәйкессіздік екі қосылған құрылғы әртүрлі дуплекстік режимдерде конфигурацияланған кезде пайда болады. Мысалы, егер біреуі автокелісу үшін конфигурацияланса, ал екіншісі толық дуплекс (автокелісусіз) тұрақты жұмыс режиміне ие болса, мұндай жағдай тууы мүмкін. Мұндай жағдайларда автокелісу құрылғысы жұмыс жылдамдығын дұрыс анықтайды, бірақ дуплекс режимін дұрыс анықтай алмайды. Нәтижесінде, ол жылдамдықты дұрыс орнатады, бірақ жартылай дуплекс режимін қабылдайды. Егер бір құрылғы толық дуплекс режимінде, ал екіншісі жартылай дуплекс режимінде жұмыс істесе, байланыс тек өте төмен өнімділікпен ғана сенімді жұмыс істейді. Толық дуплекс құрылғысы деректерді қабылдау кезінде де жібере алады. Дегенмен, егер жартылай дуплекс құрылғысы деректерді жіберіп жатқанда қабылдаса, ол соқтығысуды сезінеді және деректерді жіберуді тоқтатады, содан кейін кадрды қайта жіберуге тырысады. Толық дуплекс құрылғысы тоқтатылған хабарламалар бойынша фреймді тексеру тізбегінің (FCS) қателерін хабарлайды. Уақытына байланысты, жартылай дуплекс құрылғысы кешіккен соқтығысуды сезіне алады, ол CSMA/CD-нің қалыпты салдары емес, қатты қате ретінде қарастырылады және кадрды қайта жіберуге тырыспауы мүмкін. Толық дуплекс құрылғысы ешқандай соқтығысуды байқамайды және кадр қатесіз қабылданды деп есептейді. Жарым дуплекс жағынан хабарланған (кешіккен) соқтығысулар мен толық дуплекс жағынан хабарланған FCS қателерінің бұл комбинациясы дуплекстік сәйкессіздік бар екенін көрсетеді.