電腦網路與連結技術:第八章 Fast Ethernet 網路   上一頁           下一頁

 

翻轉工作室:粘添壽

 

8-4 Fast Ethernet 基本原理

首先我們來探討 Fast Ethernet 網路製作的基本原理。原來 Ethernet 的匯流排架構(10Base510Base2),不論在網路佈線或管理方面都非常困難,因此,Fast Ethernet 採用集線器的佈線方式(如 10BaseT)。思考如何在 10BaseT 的架構上來提昇傳輸速率,但必須保留原來的通訊協定。在 IEEE 802.3 協定裡最重要的規範如下:

為達到碰撞偵測功能,而將網路最遠之間的來回延遲(Round-Trip Propagation Delay)時間規範為51.2 μs,也稱為一個時槽(Time slot)。

最小訊框時間為一個時槽 51.2 us。最小訊框長度為:

最小訊框長度 =(時槽)×(傳輸速率)

 = (51.2 × 10-6) × (10 × 106) = 512 bits = 64 Bytes

由上式可知,Fast Ethernet 除了要保留原來 IEEE 802.3 的特性外,也要符合最小訊框長度 512 位元的限制。在最小訊框長度不變的前提下,增加了傳輸速率,便需要減少延遲時間(使其小於 51.2 us),亦是縮短線路傳輸距離來減少延遲時間。Fast Ethernet 就以10BaseT 網路為基礎,而要達到 100 Mbps 的傳輸速率,可以從下列幾個因素來思考:

(1) 縮短整個網路連線距離:10BaseT最遠距離是 500 公尺,如果僅採縮短距離來達到 100 Mbps,其連線距離只剩下 50 公尺。這當然不可行,我們還必須再利用其他技術來彌補,於 Fast Ethernet 的規範裡,其最遠距離是 205 公尺。

(2) 提高傳輸線品質,以減少訊號傳遞時間的延遲,就可以保留較長的傳輸距離。為了網路佈線的可行姓,Fast Ethernet 還是希望保留 10BaseT 的特性,工作站和集線器之間的最遠距離為 100 公尺,因而採用第五級無遮蔽式雙絞線(Cat-5 UTP),並改變傳輸技術,此規範稱為 100BaseTx。。

(3) 當然採用光纖為傳輸媒介,不但可以提高傳輸速率,也可以延伸傳輸距離,但大多使用於集線器之間的中繼連線,此規範稱為 100BaseFx

(4) 如果保留原來的傳輸媒介(Cat-3 UTP)不作任何變更,以增加工作站和集線器之間連線的數量,也可以提高傳輸速率。原來 10BaseT 連線就有 4 對線,但只用到其中 2 對線。如 4 對線都使用的話,也是提昇速率的方法之一,此規範稱之為 100BaseT4

(5) 除了改變傳輸媒介並不能滿足 Fast Ethernet 的要求(205 公尺),還必須改變編碼技術和訊號傳輸技術。

(6) 如果我們要在保留 10BaseT 網路的特性(傳輸媒介、編碼技術、訊號傳輸)的前提下,達到高速網路的話。另一種方法是提高集線器(Hub)的能力,每一部工作站都連接到集線器,如將集線器更改為交換器,也是提昇整個網路傳輸速率的方法之一,此規範稱之為 Ethernet Switch

以上我們所考慮之提高速率的方法,大多是提昇傳輸媒介傳輸速率,或使用較多的傳輸媒介來分攤傳輸率(在實體層上變更)。基本上,都沒有修改到原來 CSMA/CD 的通訊協定和訊框格式。因此,Fast Ethernet 完全可以和原來 Ethernet 網路相容,亦可在同一網路上混合架設。這也是,Fast Ethernet 能夠以最快速度切入市場的主要原因。

 

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