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.
+ Ethernet physical layer A standard 8P8C (often called RJ45) connector used most commonly on category 5 cable, one of the types of cabling used in Ethernet networks Standard IEEE 802.3 (1983 onwards) Physical media Coaxial cable, twisted pair, optical fiber Network topology Point to point, star, bus Major variants 10BASE5, 10BASE2, 10BASE T, 100BASE TX, 1000BASE T, 10GBASE T Maximum distance 100 m (328 ft) over twisted pair, up to 100 km over optical fiber Mode of operation differential (balanced), optical, single ended Maximum bit rate 1 Mbit/s to 400 Gbit/s Voltage levels ± 2.5 V (over twisted pair) Common connector types 8P8C, LC, SC, ST
The physical layer specifications of the Ethernet family of computer network standards are published by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), which defines the electrical or optical properties and the transfer speed of the physical connection between a device and the network or between network devices. It is complemented by the MAC layer and the logical link layer. An implementation of a specific physical layer is commonly referred to as PHY. The Ethernet physical layer has evolved over its existence starting in 1980 and encompasses multiple physical media interfaces and several orders of magnitude of speed from 1 Mbit/s to 400 Gbit/s. The physical medium ranges from bulky coaxial cable to twisted pair and optical fiber with a standardized reach of up to 80 km. In general, network protocol stack software will work similarly on all physical layers. Many Ethernet adapters and switch ports support multiple speeds by using autonegotiation to set the speed and duplex for the best values supported by both connected devices. If autonegotiation fails, some multiple speed devices sense the speed used by their partner, but this may result in a duplex mismatch. With rare exceptions, a 100BASE TX port (10/100) also supports 10BASE T while a 1000BASE T port (10/100/1000) also supports 10BASE T and 100BASE TX. Most 10GBASE T ports also support 1000BASE T, some even 100BASE TX or 10BASE T. While autonegotiation can practically be relied on for Ethernet over twisted pair, few optical fiber ports support multiple speeds. In any case, even multi rate fiber interfaces only support a single wavelength (e. g. 850 nm for 1000BASE SX or 10GBASE SR). 10 Gigabit Ethernet was already used in both enterprise and carrier networks by 2007, with 40 Gbit/s and 100 Gigabit Ethernet ratified. In 2017, the fastest additions to the Ethernet family were 200 and 400 Gbit/s. Development of 800 Gbit/s and 1.6 Tbit/s Ethernet standards started in 2021.
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.
802.16—Standards for wireless metropolitan area networks (MANs), sold as WiMAX
Other special purpose physical layers include Avionics Full Duplex Switched Ethernet and TTEthernet.