Введение

Электрические или оптические свойства между сетевыми устройствами + физический слой Ethernet Стандартный разъем 8P8C (часто называемый RJ45), используемый чаще всего на кабелях категории 5, один из типов кабелей, используемых в сетях Ethernet Стандарт IEEE 802.3 (1983 г. и далее) Физические носители Коаксиальный кабель, скрученная пара, оптическая волокна Топология сети Точка к точке, звезда, шина Основные варианты 10BASE5, 10BASE2, 10BASE T, 100BASE TX, 1000BASE T, 10GBASE T Максимальное расстояние 100 м (328 футов) по скрученной паре, до 100 км по оптической волокне Режим работы дифференциальный (сбалансированный), оптический, одноконтактный Максимальная скорость бита 1 Мбит/с до 400 Гбит/с Уровни напряжения ± 2,5 В (скрученная) Общие типы разъемов 8P8C, LC, ST Физический слой сети компьютеров Сетевого стандартов сети Ethernet публикуются Институтом электрических стандартов и определяет скорость связи между электрическими и оптическими устройствами (IEElektronics Engine), которые определяют физические свойства и скорость передачи электрической связи между устройствами и оптической парой (или оптической сетью). Он дополнен слоем MAC и слоем логической связи. Реализация конкретного физического слоя обычно называется PHY. Физический уровень Ethernet развивался в течение своего существования, начиная с 1980 года, и охватывает несколько физических медиа-интерфейсов и несколько порядков величины скорости от 1 Мбит/с до 400 Гбит/с. Физическая среда варьируется от громоздкого коаксиального кабеля до витой пары и оптического волокна со стандартизированной дальностью до 80 км. В целом, программное обеспечение стека сетевых протоколов будет работать аналогично на всех физических слоях. Многие адаптеры Ethernet и коммутаторы поддерживают несколько скоростей, используя автономную переговорную систему для установки скорости и дуплекса для наилучших значений, поддерживаемых обоими подключенными устройствами. Если автопереговоры не удаются, некоторые устройства с несколькими скоростями обнаруживают скорость, используемую их партнером, но это может привести к дуплексному несоответствию. За редкими исключениями, порт 100BASE TX (10/100) также поддерживает 10BASE T, в то время как порт 1000BASE T (10/100/1000) также поддерживает 10BASE T и 100BASE TX. Большинство портов 10GBASE T также поддерживают 1000BASE T, некоторые даже 100BASE TX или 10BASE T. Хотя для Ethernet через скрученную пару практически можно полагаться на автопереговоры, немногие порты оптических волокон поддерживают несколько скоростей. В любом случае, даже многоскоростные волоконные интерфейсы поддерживают только одну длину волны (например, 850 нм для 1000BASE SX или 10GBASE SR). 10 Гбит Ethernet уже использовался как в корпоративных, так и в сетях операторов к 2007 году, с 40 Гбит/с и 100 Гбит Ethernet ратифицированными. В 2017 году самые быстрые дополнения к семейству Ethernet были 200 и 400 Гбит/с. Разработка стандартов Ethernet 800 Гбит/с и 1,6 Тбит/с началась в 2021 году.

Физические слои

В следующих разделах приведен краткий обзор официальных типов носителей Ethernet. В дополнение к этим официальным стандартам многие поставщики внедрили проприетарные типы носителей по различным причинам - часто для поддержки более длинных расстояний по волоконно-оптическим кабелям.

Минимальные длины кабелей

Некоторые волоконные соединения имеют минимальную длину кабеля из-за ограничений максимального уровня на полученные сигналы. Для портов, предназначенных для использования на больших расстояниях, может потребоваться атенвуатор сигнала, если они используются в здании. Для установки 10BASE2, работающей по коаксиальному кабелю RG 58, требуется минимум 0,5 м между станциями, подключенными к сетевому кабелю, чтобы свести к минимуму отражения. Установки 10BASE T, 100BASE T и 1000BASE T, работающие на кабелях с витой парой, используют звездную топологию. Для этих сетей не требуется минимальная длина кабеля.

Сопутствующие стандарты

Некоторые сетевые стандарты не являются частью стандарта IEEE 802.3 Ethernet, но поддерживают формат Ethernet-кадра и способны взаимодействовать с ним. LattisNetA SynOptics пре-стандартная витая пара 10 Мбит/с вариант. 100BaseVGРанний претендент на 100 Мбит/с Ethernet. Он проходит через четыре пары кабелей категории 3, но не имел коммерческого успеха. TIA 100BASE SXПродвигается Ассоциацией телекоммуникационной промышленности. 100BASE SX является альтернативной реализацией 100 Мбит/с Ethernet по волоконному каналу; он несовместим с официальным стандартом 100BASE FX. Его основная особенность - совместимость с 10BASE FL, поддерживающая автономную переговорную операцию между 10 и 100 Мбит/с - особенность, отсутствующая в официальных стандартах из-за использования различных длин волн светодиодов. Он был нацелен на установленную базу 10 Мбит/с волоконных сетей. TIA 1000BASE TXПродвигаемая Ассоциацией индустрии телекоммуникаций, это была коммерческая неудача. 1000BASE TX использует более простой протокол, чем официальный стандарт 1000BASE T, поэтому электроника может быть дешевле, но требует кабеля категории 6. G. hnСтандарт, разработанный ITU T и продвигаемый HomeGrid Forum для высокоскоростных (до 1 Гбит/с) локальных сетей, используемых в бытовых сетях (коаксиальные кабели, линии электропередач и телефонные линии). G. hn определяет уровень конвергенции протокола приложения (APC), который принимает рамки Ethernet и инкапсулирует их в MSDU G. hn. Другие сетевые стандарты не используют формат Ethernet-кадра, но все равно могут быть подключены к Ethernet с использованием мостового подключения на основе MAC. 802.11Стандарты для беспроводных локальных сетей (LAN), продаваемых как Wi Fi 802.16Стандарты для беспроводных сетей метрополитенских районов (MAN), продаваемых как WiMAX Другие специальные физические слои включают Avionics Full Duplex Switched Ethernet и TTEthernet.