Обзоры Обзоры 24.08.1999 в 21:00 comment

Стандарт 100Base-SX – последний кирпичик Fast Ethernet

author avatar
https://secure.gravatar.com/avatar/2f8d57cddfeb455ba418faa11ee01bb0?s=96&r=g&d=https://itc.ua/wp-content/uploads/2023/06/no-avatar.png *** https://secure.gravatar.com/avatar/2f8d57cddfeb455ba418faa11ee01bb0?s=96&r=g&d=https://itc.ua/wp-content/uploads/2023/06/no-avatar.png *** https://itc.ua/wp-content/themes/ITC_6.0/images/no-avatar.svg

ITC.UA

автор

     Оптоволоконные сети в нашем регионе, как и черная икра, не пользуются большим спросом. Однако там, где речь идет о безопасности информации, высокой помехозащищенности или о преодолении дистанционных ограничений топологии, другого выбора не представляется.

     Вряд ли будет ошибочным утверждение, что победное шествие технологии Ethernet началось с появлением стандартов 10Base-Т для витой пары. Одной из основных причин этого являлась укладка кабеля UTP 3 или UTP 5 в строящихся зданиях по умолчанию (речь, конечно, идет о Западе). Серия стандартов 10Base-F для оптоволокна явилась логическим расширением стандартов 10Base-Т. Но если инкрементная миграция к стандарту 100Base-T для сетей на витой паре, в общем, не представляла проблем, то это было не так в случае оптоволоконных сетей ввиду несовместимости соответствующих стандартов по длине волны: 850 нм для 10Base-F и 1300 мкм для 100Base-FX.

     В то же время инсталлированная база 10-мегабитовых оптоволоконных сетей Ethernet оказалась достаточной для оказания необходимого давления на индустрию. Попытки создать проект в рамках группы IEEE 802.3 для решения этой проблемы оказались безуспешными, и производители, заинтересованные в разработке соответствующего стандарта, организовали группу под эгидой TIA (Telecommunications Industry Association). Группа TIA надеется, что разрабатываемый ею стандарт, который называется 100Base-SX (S обозначает short wavelength), будет, в конечном счете, принят IEEE.

     По тем или иным причинам 10-мегабитовым оптоволоконным сетям Ethernet уделялось недостаточно внимания на страницах нашего еженедельника, и сейчас представился повод подробнее рассказать о данной технологии. Вероятнее всего для большинства наших читателей это будет иметь лишь исторический интерес, однако описание соответствующих стандартов не только восполнит пробел, но и поможет прояснить суть проблемы.

     Основные свойства оптического кабеля

     Прежде чем переходить к описанию стандартов 10Base-F, остановимся на некоторых особенностях строения и свойствах оптоволокна, необходимых для дальнейшего. Из конструктивных особенностей для нас важна только рабочая зона кабеля, а именно сердцевина и оболочка (не защитная). Сердцевина выполняется из кварцевого стекла или оптического пластика и имеет высокий коэффициент преломления. У оболочки, которая охватывает сердцевину, коэффициент преломления более низкий. Таким образом, луч, распространяющийся в сердцевине, испытывает на границе сред полное внутреннее отражение.

Онлайн-курс Pyton від Powercode academy.
Опануйте PYTHON з нуля та майте проект у своєму портфоліо вже через 4 місяця.
Приєднатися

     Существуют два основных типа оптоволоконного кабеля: одномодовый и многомодовый. Их оптические свойства определяются диаметром сердцевины. Наиболее характерные размеры: 8,3 мкм для одномодового волокна, 50 или 62,5 мкм для многомодового и 125 мкм для оболочки. Кабель маркируется двумя этими числами, указанными через косую (например, 8,3/125 — для одномодового волокна или 62,5/125 — для многомодового).

     По одномодовому оптоволокну без значительного затухания может распространяться луч одной определенной частоты (одна мода), в то время как по многомодовому — лучи из довольно большого диапазона частот (много мод).

     В отличие от монохромного излучения, в случае одномодового волокна передатчик для многомодового волокна излучает свет в некотором узком диапазоне частот. Лучи входят в сердцевину под слегка отличающимися углами, в результате чего длины их путей не совпадают. Это приводит к тому, что к приемнику они приходят в разное время, формируя эффект, называемый модальной дисперсией, который вызывает деградацию сигнала. Этого не происходит в одномодовом волокне, поэтому оно способно передавать сигнал на более длинные дистанции. Многомодовое волокно имеет два так называемых окна прозрачности, т. е. две длины волны с относительно низкой величиной затухания: коротковолновое — около 850 нм (порог видимого спектра) и длинноволновое — приблизительно 1300 нм (инфракрасный спектр).

     Краткая история оптических стандартов Ethernet

     Будем помнить, что речь идет о "медленной", 10-мегабитовой технологии Ethernet. Первый оптический стандарт, который назывался Fiber Optic Inter-Repeater Link (FOIRL), был принят в 1987 г. и являлся частью спецификации репитера. Он был разработан с целью обеспечить связь типа точка—точка между двумя относительно далеко (до 1 км) отстоящими репитерами. Стандарт поддерживал пропускную способность 10 Mbps по двум многомодовым оптоволоконным кабелям, образующим дуплексный канал, и использовал излучение длиной 850 нм.

Онлайн-курс Pyton від Powercode academy.
Опануйте PYTHON з нуля та майте проект у своєму портфоліо вже через 4 місяця.
Приєднатися

     Несколькими годами позже был принят стандарт 10Base-F с такими же средой передачи и длиной волны, обратносовместимый с FOIRL. Идентификатор 10Base-F относился к группе из трех типов оптических сегментов: 10Base-FL, 10Base-FB и 10Base-FP, которые были несовместимы друг с другом по оптическим интерфейсам. Перейдем теперь к краткому их описанию.

     10Base-FL (Fiber Link) — стандарт разрабатывался для замены FOIRL. Он поддерживает длину сегмента до 2 км. Эта технология позволяет связать два компьютера, два репитера или компьютер и репитер. Все сегменты 10Base-FL являются соединениями типа точка—точка с трансивером на каждом конце. Компьютер подсоединяется к среде передачи (в типичном случае — к двум оптоволоконным кабелям 62,5/125) с помощью внешнего трансивера, а сетевая карта компьютера — к трансиверу с помощью кабеля AUI (Attachment Unit Interface). Прием и передача ведутся по отдельным кабелям, что позволяет опционально организовать дуплексный канал. В дуплексном режиме 10Base-FL может поддерживать длину сегмента более 2 км, так как не существует больше временных ограничений, накладываемых возможностью коллизий. К примеру, при использовании высококачественного многомодового оптоволокна длина сегмента может достигать 5 км.

     10Base-FB (Fiber Backbone) — эта технология разрабатывалась исключительно для соединения двух репитеров и не допускала непосредственного соединения компьютера и репитера. Кроме того, что она поддерживала длину индивидуального сегмента до 2 км, технология позволяла увеличить количество репитеров, которое могло быть использовано в сети. Это достигалось с помощью специального синхронизирующего протокола. Стандарт использовал те же типы кабеля и коннекторы, что и 10Base-FL, однако порты репитеров этих двух типов не могли быть прямо соединены из-за различия сигнальных протоколов. 10Base-FB не поддерживал также дуплексный режим.

     10Base-FP (Fiber Passive) — реализация данной спецификации представляет собой систему пассивной звезды. Ее "луч" может достигать длины 500 м, а хаб — связывать до 33 компьютеров. Поскольку хаб не требует питания, то эта технология идеально подходит для мест, куда нельзя подвести электричество. Устройство получает оптический сигнал от специального трансивера 10Base-FP и распределяет его равномерно по всем остальным трансиверам, подключенным к нему, включая и тот, от которого получен сигнал. Технология не поддерживает дуплексный режим и вообще не получила широкого распространения.

     Вот вкратце то, что представляла собой с технологической точки зрения инсталлированная база оптоволоконных 10-мегабитовых сетей Ethernet. Для миграции к Fast Ethernet в этой ситуации имелись три препятствия:

стандарты 10Base-FL и 100Base-FX несовместимы по длине волны (850 и 1300 нм, соответственно);

несовместимость не позволяла использовать схему автосогласования (autonegotiation), которая требуется для инкрементной миграции;

первоначальная стоимость разворачивания сетей на многомодовом оптоволокне выше, чем в случае медной проводки.

     Конечно, возникает справедливый вопрос: почему же при разработке оптоволоконных стандартов Fast Ethernet 100Base-FX не была принята с целью совместимости длина волны 850 нм? А дело в том, что, когда в начале 90-х комитет стандартов начал работу над Fast Ethernet, уже существовала технология 100 Mbps, использующая в качестве среды передачи витую пару и оптоволокно. Это FDDI. Было удобно (и целесообразно) применить проверенную технологию. Поэтому стандарты Fast Ethernet 100Base-ТX (витая пара) и 100Base-FX (оптоволокно) используют один и тот же физический уровень FDDI, который предписывает длину волны 1300 нм.

     Стандарт 100Base-SX

     Основной мотивацией для разработки нового стандарта было обеспечение инкрементной миграции (и тем самым снижение стоимости) к Fast Ethernet для оптоволоконных сетей Ethernet предыдущего поколения. Как уже отмечалось выше, стандарт 100Base-FX не поддерживает длину волны 850 нм, что выглядит совершенно нелепо, так как оптические компоненты для технологий 10 и 100 Mbps совершенно идентичны. Это значит, что трансиверы для обеих технологий имеют примерно одинаковую стоимость при десятикратной разнице в поддерживаемых скоростях.

     Предлагаемый стандарт 100Base-SX состоит из двух основных частей. Первая часть описывает подуровень, зависимый от физической среды передачи, — Physical Medium Dependent (PMD). Он предусматривает скорость передачи 100 Mbps и использование света с длиной волны 850 нм (номинально). Основные требования стандарта следующие:

тип оптоволокна — многомодовое, 50/125 или 62,5/125;

максимальное затухание — 3,75 дБ/км;

минимальная модальная полоса — 160 MHz на 1 км;

тип коннекторов — ST или SC;

минимальная дистанция — 500 м.

     Вторая часть относится к сигнализации на физическом уровне (в смысле протокола), с помощью которой должен обеспечиваться режим автосогласования. Как и в случае для витой пары, эта часть является опциональной.

     Вследствие дистанционных ограничений стандарт не рассматривается как решение для магистрали, хотя, конечно, ничто не препятствует его использованию для этой цели в случае небольших расстояний.

     Первое голосование по предлагаемому стандарту (SP-4360) состоялось в TIA в конце февраля 1999 г. С этого момента каких-либо технических проблем не предвидится. Ратификация стандарта ожидается в конце этого года. Предлагаемый стандарт поддерживают более 25 компаний. Некоторые из них уже выпустили продукты, удовлетворяющие предварительной версии, многие находятся в процессе разработки. По очевидным причинам эта технология вряд ли найдет широкое применение в нашем регионе, однако те организации, которые в свое время установили сети 10Base-FL, могут значительно сэкономить, проявив необходимое терпение.

Продолжается конкурс авторов ИТС. Напиши статью о развитии игр, гейминг и игровые девайсы и выигрывай профессиональный игровой руль Logitech G923 Racing Wheel, или одну из низкопрофильных игровых клавиатур Logitech G815 LIGHTSYNC RGB Mechanical Gaming Keyboard!


Loading comments...

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: