Основные понятия

Ethernet стала одной из самых популярных технологий передачи данных по локальным сетям. В настоящее время она применяется практически во всех корпоративных сетях и в подавляющем большинстве небольших локальных сетей. Поскольку технология Ethernet пользуется огромной популярностью, было выпущено несколько ее вариантов. И хотя первоначальная схема подключения компьютеров к сети постепенно вытесняется новыми, более совершенными схемами, ее понимание поможет нам разобраться в принципах работы сети и уяснить некоторые важные конструкторские решения. Поэтому сначала мы рассмотрим первоначальную схему подключения компьютеров к сети, а затем обсудим ее варианты. Официально оригинальная технология Ethernet называется 10ВASE5. Для подключения абонентов сети в ней применяется толстый коаксиальный кабель, поперечное сечение которого показано на рисунке 2.1.

Рис. 2.1. Поперечное сечение коаксиального кабеля

Кабель называется средой передачи данных или эфиром (ether) и является полностью пассивным элементом. Все активные электронные компоненты, необходимые для функционирования сети, сосредоточены в платах сетевого интерфейса, установленных в компьютерах. Диаметр кабеля Ethernet составляет 12,7 мм (0,5 “), а длина сегмента может достигать 500 м. Для того чтобы предотвратить отражение радиосигнала на концах кабеля, между центральной жилой и экраном подключают согласующие резисторы, сопротивление которых равно волновому сопротивлению кабеля.

Для подключения компьютера к оригинальному кабелю Ethernet требовалось специальное устройство, называемое трансивером, или приемопередатчиком. Физически подключение трансивера ко внутренней жиле коаксиального кабеля Ethernet осуществлялось через небольшое отверстие, проделанное в наружной оболочке. Специалисты для такого типа подключения часто используют термин отвод (tap). Обычно в трансивере устанавливали небольшие металлические штыри, с помощью которых осуществлялся электрический контакт с центральной жилой и металлической оплеткой экрана. Некоторые производители предлагали для подключения трансивера использовать специальные Т-образные ответвители. При этом кабель разрезался на небольшие сегменты, и на его концах устанавливались коаксиальные разъемы.

Для подключения компьютера к оригинальному кабелю Ethernet требовалось два основных электронных компонента: трансивер и плата сетевого интерфейса.

С помощью трансивера компьютер подключался к центральной жиле и экрану коаксиального кабеля. В его функции входили прием и отправка сигналов в передающую среду. Плата сетевого интерфейса, или сетевой адаптер, подключался непосредственно к системной шине компьютера (например, вставлялся в один из свободных слотов расширения материнской платы) и трансиверу.

Трансивер представлял собой небольшое электронное устройство, обычно располагавшееся в непосредственной близости от кабеля. Кроме аналоговой части, которая принимала и отправляла электрические сигналы в кабель, в состав трансивера входил цифровой блок, с помощью которого выполнялся обмен данными с компьютером. Трансивер улавливал аналоговые электрические сигналы, проходящие по кабелю, выделял из них цифровые данные и отправлял их в компьютер, а также выполнял обратное преобразование цифровых данных, полученных от компьютера в аналоговые и отправлял их в эфир.

Трансивер подключался к сетевому адаптеру компьютера с помощью специального интерфейсного кабеля подключаемых устройств, или АUI-кабеля (attachment unit interface). На техническом языке АUI-кабель назывался кабелем трансивера. Он состоял из ряда проводников, по которым проходили электрические сигналы управления трансивером, пакеты передаваемых и принимаемых данных, а также подавалось напряжение питания, необходимое для работы трансивера.

Каждый сетевой адаптер управлял одним трансивером согласно командам, получаемым от программного обеспечения компьютера. С точки зрения операционной системы, сетевой интерфейс представлял собой устройство ввода-вывода, на которое от компьютера поступали команды передачи данных и сами данные. Плата сетевого интерфейса передавала эти данные трансиверу и далее в эфир, генерировала сигнал прерывания процессору после выполнения операции и сообщала о состоянии сетевого устройства. По сравнению с трансивером, представлявшим собой довольно простое устройство, плата сетевого интерфейса была существенно сложнее. В некоторых платах интерфейса использовался встроенный микропроцессор, который управлял обменом информацией между памятью компьютера и эфиром.

На практике, в организациях, где использовалась оригинальная технология Ethernet для офисных применений, коаксиальный кабель прокладывался под потолком помещений. В местах, где располагались компьютеры, организовывались точки подключения к общему кабелю.