Zwycięski Ethernet (cz.1)

Minimalna długość ramki Ethernet wynosi 64 bajty. Ograniczenie to jest konieczne - stacja ekspediująca w sieć ramkę nie może bowiem zakończyć aktywności, zanim pierwszy bit tej ramki dotrze do stacji docelowej. Wynika to z prostego założenia - minimalny czas potrzebny na wykrycie kolizji jest czasem, w jakim sygnał przemierza cały odcinek łącza. Ten minimalny czas jest nazywany Slot Time (mierzony w mikrosekundach), można też podać liczbę bajtów (Slot Size), które można przesłać w danym przedziale czasu przez sieć Ethernet. W sieciach Ethernet parametr Slot Size wynosi 64 bajty i długość ramki nie może zejść poniżej tej wartości.

Zwycięski Ethernet (cz.1)

Konwerter GBIC

Wraz ze wzrostem szybkości transmisji danych (mierzonej w bitach na sekundę) jest rzeczą oczywistą, że czas potrzebny na przesłanie ramki ulega skróceniu. Jeśli długość ramki (przy zachowaniu tej samej długości łącza) nie zmienia się, to stacja nadająca dane robi to tak szybko, że nie jest w stanie wykrywać kolizji. Aby nie dopuścić to tego, należało zwiększyć parametr Slot Time (czyli zwiększyć minimalną długość ramki) lub obniżyć długość łącza. W sieci Fast Ethernet maksymalną długość łącza zmniejszono do 100 metrów, dzięki czemu parametr Slot Time (minimalna długość ramki) pozostał taki sam, jak w sieci Ethernet.

W wypadku sieci Gigabit Ethernet można było zmniejszyć długość łącza do 10 metrów, aby pozostawić taką samą, minimalną długość ramki (64 bajty). Nie wchodziło to oczywiście w grę, gdyż łącze o maksymalnej długości 10 metrów nie zadowala nikogo. Pozostało więc rozwiązanie polegające na zwiększeniu minimalnej długości ramki. Dlatego parametr Slot Size wynosi w sieci Gigabit Ethernet 512 bajtów. Projektanci sieci Gigabit Ethernet chcieli jednak, aby technologia była kompatybilna z Ethernetem i Fast Ethernetem. Dlatego zdecydowano się nie zmieniać (a w danym przypadku nie zwiększać) parametru definiującego minimalną długość ramki (czy też, mówiąc konkretnie, obszaru zajmowanego przez pola: SFD, DA, SA, typ/długość i DANE), a posłużyć się rozszerzeniem Carrier Extension. Dzięki takiej operacji minimalna długość obszaru zajmowanego przez dane i bity kontrolne pozostała w sieciach Ethernet, Fast Ethernet i Gigabit Ethernet taka sama - 64 bajty.

Zwycięski Ethernet (cz.1)

Rozszerzenie Carrier Extension w sieciach gigabitowych

Jeśli dane wstawiane do ramki gigabitowej zajmują mniej niż 512 bajtów, to jest ona powiększana do tej długości przez dodanie bitów rozszerzenia. Są to specjalne znaki, a cały proces nosi nazwę Carrier Extension. Cała taka rozszerzona ramka jest traktowana przez stacje Gigabit Ethernet jako collision window (okno kolizji). Jednak parametr kontrolujący poprawność transmisji (FSC - Frame Check Sequence) jest obliczany przed dodaniem bitów rozszerzenia, które są usuwane z ramki po dotarciu do stacji przeznaczenia - dopiero wtedy przystępuje ona do sprawdzania FSC. Dzięki takiemu rozwiązaniu podwarstwa LLC nie wie nawet, że jest coś takiego jak Carrier Extension.

Jak widać, Carrier Extension jest dość prostym rozwiązaniem, mającym jednak jedną zasadniczą wadę - bity rozszerzenia zajmują niemałą część przepustowości łącza. Niekiedy zdarza się tak, że 448 bajtów w ramce to nic innego, jak bity rozszerzenia. Transmitując przez sieć Gigabit Ethernet dużo bardzo krótkich pakietów, nie zauważymy nawet tego, że mamy do czynienia z łączem pracującym dziesięć razy szybciej niż Fast Ethernet. Powód - duża część łącza jest zajmowana przez bity rozszerzenia.

1000Base-T

Standard 1000BASE-T pozwala stosować okablowanie kategorii 5, spełniające wymogi specyfikacji ANSI/TIA/EIA-568A (1995) oraz nowsze kable kategorii 5e. Sieci 1000BASE-T używają wszystkich czterech par skrętki kategorii 5. Szybkość 1000 Mb/s jest uzyskiwana przez równoległe wysyłanie i odbieranie strumieni danych 250 Mb/s przez każdą z czterech par skrętki (4 x 250 Mb/s = 1 Gb/s). Dla porównania - sieci 100BASE-TX używają dwóch par: jedna transmituje dane, a druga odbiera. Sieci Fast Ethernet z okablowaniem miedzianym (100BASE-TX) osiągają szybkość 100 Mb/s, wysyłając zakodowane znaki z szybkością 125 megabodów. Szybkość taka jest niezbędna, ponieważ schemat kodowania stosowany w sieciach 100BASE-TX (kodowanie 4B/5B) angażuje prawie 25 procent przepustowości na znaki kontrolne, a różnica między szybkościami 100 Mb/s i 125 megabodów to właśnie 25 procent. Chociaż sieci 1000BASE-T używają innego schematu kodowania (pięciopoziomowe kodowanie PAM5), są zgodne w warstwie fizycznej z sieciami 100BASE-FX.


TOP 200