光ファイバ電話を使用して編成されたサービス電話の光通信の最大長の計算
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DPS-038検出器とPIO-017を接続する線の最大長は、断面が1 5 mm2の銅線でできており、100オームです。 実際の状態でライン抵抗の値を調整するために、PIO-17で特別に設計されたトリミング抵抗が使用されます。 ライン抵抗は2オームである必要があります。 ライン抵抗が2オーム未満の場合、検出器は周囲温度の非常に低い上昇率でリレーをトリガーし、誤警報が発生する可能性があります。 ライン抵抗が2オームを超える場合、検出器によって開発されたTEMSはリレーが動作するには不十分であるか、火力がこれらの検出器によって制御される最大値を大幅に超える火災の場合にトリガーされます。
通信回線の最大長は14kmです。 専用の電話ペアが通信回線として機能します。
空気圧リモート伝送ラインの最大長は300mで、伝送パイプラインの内径は4〜6 mm、伝送ラインの慣性は30〜35秒です。
ラインの最大長さLの問題は、ラインの信頼できる動作が継続するワイヤ3の最大電気抵抗を決定することになります。 したがって、受信機と送信機が直径0 5 mmの銅線で接続されていると仮定すると、電気工学でよく知られている関係を使用して、線の長さLが28kmであると判断できます。 。
CPとCPの間の最大通信回線長は、60 km以下（専用の物理通信回線の場合）であり、無線チャネルの長さは30km以下です。
例として、テーブルで。 2.4は、ケーブルの種類に応じた通信回線の最大長を示しています。
場合によっては、ケースに短絡したときにシャットダウンが保証される最大ライン長に基づいて計算する方が便利です。
70年代に開発された水中通信システムは、最大400台の半導体増幅器で最大7200kmの回線長を可能にします。
EMの物理ユニットでは、次のことを決定する必要があります。データ伝送媒体のタイプと特性。 データ伝送媒体の構成部分のトポロジー。 SPT要素の寸法と設計および技術的特性。 モノチャネルライン上の送信機、受信機、リピーター、および回復された信号の数。 ステーション間の最大回線長。 受信機、送信機、カプラー、リピーター、およびエンコーダーの静的および動的特性-バイナリー信号をターナリーに、またはその逆にデコーダー。
EMの物理レベルでは、次のことを決定する必要があります。データ伝送媒体のタイプと特性。 データ伝送媒体の構成部分のトポロジー。 SPT要素の寸法と設計および技術的特性。 モノチャネルライン上の送信機、受信機、リピーター、および信号カプラーの数。 ステーション間の最大回線長。 受信機、送信機、カプラー、リピーター、およびコーダーの静的および動的特性-バイナリ信号からターナリへのデコーダ、およびその逆。
出力モジュール 離散信号（MVD）2位置制御信号のアクチュエータへの出力を実行します。 出力チャネルの数-8; 最大スイッチング電圧レベル-48V; 最大スイッチ電流-02 A; 最大スイッチング周波数-10kHz; 通信回線の最大長-3km。
したがって、たとえば、35kVの架空線の長さは35〜40kmを超えません。 6kVラインの最大長は5〜6kmです。 電圧値を選択または指定すると、負荷電流に応じて送電線の電線の断面積を選択し、その負荷電流での送電線の電圧損失を確認します。
双方向のオフィス電話を整理する場合 光通信 1つの波長の1つの光ファイバでは、Y字型スプリッタに基づく光差動システムを備えたFOTを使用する必要があります。 また、それぞれに 方向A-Bと B-線形光信号は、波長λ= 1310 nm、または波長λ= 1550nmのいずれかで送信されます。
これらの波長での減衰係数は異なることが知られています。
λ= 1310 nmでは、減衰係数はa = 0.34 dB / kmです。
λ= 1550 nmでは、減衰係数はa = 0.22 dB / kmです。
BOTの最大通信範囲を確保するには、λ= 1550 nmを使用することをお勧めしますが、このオプションを使用すると、BOTのコストが増加します。 したがって、λ= 1310nmの波長で動作するWOTがより普及しています。
VOTを使用した最大通信範囲の計算は、式[8]に従って実行されます。
E-HOTのエネルギーポテンシャル;
α（λ）[dB / km]-減衰係数 光ファイバ;
ℓov[km]-光ファイバーの最大長。
ars-光サービス通信を編成するスキームにおける光デタッチャブル接続（OPC）の完全な減衰。
azap.VOK = 3dB、動作期間（約25〜30年）の光ケーブルの減衰マージン。
Δ-測定値[dB]-測定デバイスの誤差は0.5dBです。
amakro [dB]はFOCのマクロベンディング損失であり、FOCが適切にインストールされている場合は無視できます。
ns（λ）は、ESCでの溶接継手の平均許容減衰です。
ℓページ水 -VOKの建設長さの平均の長さ（4 km）
エネルギーポテンシャルEは次の式で計算されます
E = rpr-rprm。 最小[dB]
ここで、pprは、BOTの出力での線形光信号の伝送レベルです。
rprm。 最小-最小 許容レベルこちらの入り口でのレセプション。
これらの値はで与えられます 技術特性ここ。
最新のVOTでは、ポテンシャルエネルギーの値はE≈50÷60dBmです。
通常、VOTの最大通信範囲は、マウントされたESCで運用サービス通信を編成するときに知る必要があります。
次に、計算では、この場合、4つの取り外し可能な光OPC接続を使用してOPCをESCの光配線盤ODFに接続することを考慮する必要があります。ESCの片側に2つのOPCと2つのOPCです。反対側に。
平均OPC減衰は約0.3dBです。 総減衰量ars = 1.2dB。
ESCの溶接継手の平均許容減衰量（λ）は、ESCの溶接継手の基準に従って決定されます。
波長λ= 1.31 µmの場合、値ans（λ）= 0.15 dB、波長λ= 1.55 µmの場合、値ans（λ）= 0.075dB。
例として、卒業証書の作業では、λ= 1310nmの波長でE = 50dBmのエネルギーポテンシャルを持つVOTの最大通信長が計算されました。
式に値を代入すると、波長λ=1.31μmに対して光ファイバーの最大長が得られます。
=
、4キロ。
FOTの通信の最大長は、FOCLルートの最大長によって決まります。これは、光ファイバーの長さよりも短くなります。
ℓtr.≈= 
.
飛行の最大長
一部の車では、飛行距離を制限する必要がある場合があります。 たとえば、運送会社が電気自動車を使用している場合、これらの車両が排出される前にデポに戻ることが重要です。 このオプションを使用すると、コーディネーターは特定の車両に必要な飛行距離を設定できます。
VeeRouteでの「最大飛行距離」オプションの仕組み
パラメータを設定できます 「飛行の最大長」一般設定またはフォームのいずれか "車".
基本設定で既存の車両の最大飛行距離を設定するには、に移動します。 "設定"タブを選択します "車"リストに "一般設定"..。 必要な車両を選択し、その車両の最大飛行距離をアカウントの単位（マイルまたはキロメートル）で設定して、変更を保存します。
図1.一般設定でのフライトの最大長の設定
この設定は、設定を変更するまで、この車両のデフォルトのままになります。
特定の日の車の最大走行距離を設定したり、最大距離の既存の値を編集したりする場合は、車のカードをクリックしてフォームを開きます "車"..。 アカウントの単位（マイルまたはキロメートル）で車両を最大移動距離に設定し、変更を保存します。
図2.「車」フォームでのフライトの最大長の設定
自動スケジュールの場合、VeeRouteは、開始から終了までに指定された最大距離を超えるフライトを作成しません。 フライトの最大長を超えたために注文をスケジュールできない場合、VeeRouteは注文がスケジュールされなかった理由を示します- 「飛行の許容長さを超えました」.
図3.注文がスケジュールされない理由：フライトの許可された長さを超えました
手動計画では、車両の距離が最大ルート距離を超えると、VeeRouteは車両カードとに警告を表示します "しっぽ"フライト：
図4.最大距離を超えたことに関するVeeRouteの警告（カーカード）
図5.フライトの最大長（フライトの「テール」）を超えることに関するVeeRouteの警告
まれな真面目なビジネスマン、プロのプログラマー、またはシステムオペレーターは、通常の電話回線、モデム、コンピューターネットワークなどの強力で迅速かつ便利な組み合わせを使用せずに、本格的な仕事を想像することはできません。 最初の2つのコンポーネントは、ユーザー間の情報交換の新しい組織の技術的な側面にすぎませんが、コンピューターネットワークは、コンピューターとモデムの異なる所有者を統合し、無秩序に課せられた要件と高速情報サービスの要求を体系化および管理するグローバルなアイデアです。商業的オファーの処理、個人の機密通信のサービスなど。 NS。 現在、毎年何度も増加する情報の流れの中で、銀行の構造、貿易および仲介会社、政府機関、その他の組織が最新のコンピューターとコンピューターネットワークなしで明確に相互作用することを想像することはほとんど不可能です。 そうでなければ、紙の文書処理業者と宅配便業者の巨大なスタッフを維持する必要があり、そのようなシステムの信頼性と動作速度は、モデム通信やコンピュータネットワークによって提供されるものよりも大幅に低くなります。 しかし、重要な情報メッセージの送信が1分遅れると、目に見える金銭的損失や画像のクラッシュが発生する可能性があります。 コンピュータ技術の進化は、 コンピューターネットワーク..。 コンピューティングネットワークは、相互接続され、調整されて機能するソフトウェアおよびハードウェアコンポーネントの複雑な複合体です。 ハードウェアコンプレックス- ソフトウェアツールネットワークは、階層化されたモデルで記述できます。 ネットワークの中心には、さまざまなクラスのコンピューターを含むハードウェア層があります。 ネットワーク内のコンピューターのセットは、ネットワークによって解決されるさまざまなタスクのセットに対応している必要があります。 第2層は、ローカルエリアネットワークを構築するために必要なさまざまなネットワーク機器と、グローバルネットワークと通信するための通信機器です。 通信機器は、データ処理の主要な要素であるコンピューターと同じくらい重要な役割を果たします。 第3層は、ネットワークのソフトウェア基盤を構成するオペレーティングシステムです。 ネットワーク構造を構築するときは、これがどれほど効果的かを考慮することが重要です。 オペレーティング・システムデータのセキュリティと保護などを確保できる限り、ネットワーク上の他のオペレーティングシステムと対話できます。ネットワークツールの最上位層は、ネットワークデータベース、メールシステム、データアーカイブツールなどのさまざまなネットワークアプリケーションです。など。さまざまなネットワークアプリケーションの互換性を知ることが重要です。 今日、コンピュータネットワークの使用は企業に多くの機会を与えます。 企業でコンピュータネットワークを使用する最終的な目標は、その作業の効率を高めることです。これは、たとえば、企業の利益を増やすことで表現できます。 機関の仕事にLANを導入する問題（企業にとっての新しい機会の出現を考慮に入れる）をより深く検討すると、これからさらにいくつかの利点が得られます。 分散システム、したがって集中型システムに対するネットワークの概念上の利点は、並列計算を実行できることです。これにより、パフォーマンスが向上します。 このようなシステムは、集中型システムよりもパフォーマンスとコストの比率が高くなります。 次の利点は、ユーザーによるデータとデバイスの共有です：カラープリンター、プロッター、モデム、光ディスク。 最近、ネットワーク展開のもう1つの推進力が支配的になり、コストのかかるリソースを共有する際のコスト削減よりもはるかに重要になっています。 この動機は、ネットワークユーザーに広範な企業情報への迅速なアクセスを提供したいという願望でした。 ネットワークを使用すると、コミュニケーションが改善されます。 企業の従業員とその顧客およびサプライヤーとの間の情報交換および相互作用のプロセスを改善するため。 ネットワークは、企業が電話やメールなどの他の形式の通信を使用する必要性を減らします。 多くの場合、企業内のコンピュータネットワークは、電子メールを整理する可能性があるために展開されます。 もちろん、コンピュータネットワークには独自の問題があります（互換性の難しさ） ソフトウェア、信頼性とパフォーマンスの確保を考慮した、通信チャネルを介したメッセージの転送に関する問題）が、効率の主な証拠は、それらが広く配布されているという明白な事実です。 数百のワークステーションと数十のサーバーを備えた大規模なネットワークがますます増えています。 2.分析。 部門ネットワーク、軍団ネットワーク、および軍団を相互に接続するネットワークの3つのレベルの組織を持つネットワークを設計する必要があります。 各建物には3つのフロアがあり、各フロアには複数の部門があり、各部門には特定の数のコンピューターがあります。 機関の最大トラフィックは250Mbpsです。 サーバーは全部で4台あります。1号館は2号館、3号館から4号館に電話下水道で接続されており、1号館、2号館、3、4号館は無線で1号館と3号館を接続しています。 48Kbpsの速度でインターネット接続を提供する必要があります。 3キロの距離で。 設計、最大のパフォーマンス、情報保護、最小のコストの観点から、それだけの価値はありません。ワイヤレス接続。
特徴的なプロパティの中で ワイヤレステクノロジー最も明白なのはモビリティの可能性です . モバイル（そうでなければモバイル）加入者を接続することの不可能性は、純粋なケーブルネットワーク（つまり、両方のネットワークバックボーンでケーブルを使用し、加入者を接続するネットワーク）の根本的に克服できない制限です。 この制限は、通常の電話とファクシミリの両方の通信、およびデータ送信など、あらゆるタイプの通信に適用されます。 この制限は、経済的というよりも技術的な性質を持っているため、他のすべての国と同じ程度にロシアに適用されます。 無線技術の使用により、この制限を取り除くことが可能になり、モバイルセルラーおよびトランクネットワークの急速な発展を引き起こしました。 モバイルネットワークは、データ伝送ではなく主に音声電話に使用されており、この傾向は続いています。 ただし、状況によっては、データを転送するときにモビリティが必要になります。 以下では、この機会が建物内または1つの機関の領域で特別な手段によってどのように実現されるかを検討します。 限られた場所をゆっくりと移動するとき。 （車で）高速で移動する場合、または長距離を移動する場合、低速でデータを送信する無線手段のみが習得されています（通常の電話ケーブルの優れた最新のモデムよりも数倍低くなります）。 ロシアでは、このような低速無線設備のうち、すでにモバイルが使用されています 携帯電話特殊なセルラーモデム、およびさまざまなタイプの無線モデムを備えています。 別の利点 ワイヤレスネットワーク技術的ではありませんが、本質的に純粋に経済的です。 これは、ケーブルを引っ張るのが経済的に非現実的であることが判明した場合の、ネットワークへのリモート加入者の接続に関係します。 これらは、人口がまばらな（そして、原則としてアクセスできない）領域に散在する加入者、または遠隔地または到達困難な地点にグループ化された加入者のいずれかです。 最初のケースでは、加入者アクセスケーブルを敷設または一時停止することは経済的に不便です。2番目のケースでは、トランクケーブル（「バックボーン」）です。 電話チャネルは混雑しており、無料のケーブルルートがないため、電波の送信機と受信機の助けを借りて形成される地上または衛星通信の無線チャネルを使用する必要があります。 沢山あります 他の種類使用する周波数範囲とチャネル範囲の両方が異なる無線チャネル。 短波長、中波長、および長波長の帯域は、使用する信号変調のタイプのAM帯域とも呼ばれ、長距離通信を提供しますが、データレートは低くなります。 より高速なチャネルは、周波数変調を特徴とする超短波帯と超高周波数帯で動作するチャネルです。 実装する 無線建物間では無線モデムを使用することができます。キャンパスの建物のレイアウトを図に示します。 町の建物のレイアウト 部門によるステーションの配布
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3構造スキームの変形の選択と正当化
上記のすべてに続いて、ファストイーサネットおよびギガビットイーサネットテクノロジに基づいたネットワークを設計します。ファストイーサネット
ファストイーサネットは、CSMACDデータ伝送方式（衝突検出を備えたCarrier Sense Multiple Access）を使用します。 ファストイーサネットは、15160バイトのパケットサイズを使用します。 さらに、ファストイーサネットは、接続されたデバイス間の距離に100メートル以下の制限を課します。 輻輳を減らすために、ファストイーサネットネットワークはセグメントに分割され、ブリッジとルーターを使用して接続されます。 現在、サーバーを接続する中央バックボーンを構築する場合、スイッチドファストイーサネットが使用されます。 高速イーサネットスイッチは、パケットの宛先となるポートを個別に判別できる高速マルチポートブリッジと考えることができます。 スイッチはパケットヘッダーを調べて、この物理アドレスでこのサブスクライバまたはそのサブスクライバがどこにあるかを判断するテーブルを作成します。 これにより、パッケージの範囲を制限し、正しいポートにのみ送信することでオーバーフローの可能性を減らすことができます。 ブロードキャストパケットのみがすべてのポートに送信されます。 公式の803.u規格は、ファストイーサネット物理層の3つの異なる仕様を確立しています。 公式の803.u規格は、ファストイーサネット物理層の3つの異なる仕様を確立しています。 100Base-TX-シールドなしツイストペアUTPカテゴリ5またはシールド付きツイストペアSTPType1の2ペアケーブル用。 100BaseTX規格には、UTPまたはSTPの2つのペアが必要です。 1つのペアは送信用で、もう1つのペアは受信用です。 2つの主要なケーブル規格がこれらの要件を満たしています。IBMのEIA / TIA-568UTPカテゴリ5とSTPタイプ1です。 100BaseTXでは、ネットワークサーバーを操作するときに全二重モードを提供すること、および8芯ケーブルの4つのペアのうち2つだけを使用することは魅力的です。他の2つのペアは空いたままであり、将来的に使用できます。ネットワークの機能を拡張します。 短所：このケーブルは他の8芯ケーブルよりも高価であり、カテゴリ5の要件を満たすパンチスルー、コネクタ、およびパッチパネルも必要です。全二重をサポートするには、全二重スイッチを取り付ける必要があります。 100Base-T4-シールドなしツイストペアUTPカテゴリ3、4、または5の4ペアケーブル用。 100BaseTは、10Mbpsから100Mbpsまでの帯域幅を持つ10BaseT標準の拡張です。 100BaseT規格には、キャリアセンスマルチアクセスCSMA / CD衝突検出プロトコルが含まれています。 100BaseT4は、8線ケーブルの4つのペアすべてを使用します。1つは送信用、1つは受信用、残りの2つは送信と受信の両方に使用します。 したがって、100BaseT4では、データの受信と送信の両方を3つのペアで実行できます。 100Mbpsを3つのペアに拡張します。 100BaseT4は信号の周波数を下げるため、信号を送信するには低品質のケーブルで十分です。 100BaseT4ネットワークの場合、カテゴリ3およびカテゴリ5 UTPケーブルと、カテゴリ5UTPおよびタイプ1STPケーブルが適しています。10BaseTでは、ハブとワークステーション間の距離は100メートルを超えてはなりません。 カプラー（リピーター）は追加の遅延を導入するため、ノード間の実際の動作距離はさらに短くなる可能性があります。 欠点は、100BaseT4が4つのペアすべてを必要とし、全二重がこのプロトコルでサポートされていないことです。 100Base-FX-マルチモード光ファイバーケーブルの場合、2本のファイバーが使用されます。 ファストイーサネットには、62.5ミクロンのコアと125ミクロンのクラッドを備えたマルチモードファイバの標準も含まれています。 100BaseFX規格は、主にバックボーンに焦点を当てています。同じ建物内でファストイーサネットリピーターを接続するためのものです。 光ファイバの従来の利点は、100BaseFX規格に固有のものです。つまり、電磁ノイズに対する耐性、データ保護の向上、およびネットワークデバイス間の長距離です。ギガビットイーサネット。
そのため、情報の流れが増えることで、イーサネット規格の伝送速度を上げる必要が出てきました。 ギガビットイーサネット仕様は、IEEE 802.3委員会によって提案され、開発が承認されています。 1996年5月、3Com、Cisco、Bay Networks、Compaq、Intelなどのいくつかの主要なネットワーク機器メーカーがギガビットイーサネットアライアンスを結成しました。 当初、アライアンスには11社が含まれていました。 1998年の初めに、アライアンスにはすでに100社を超える企業が含まれていました。 1998年6月29日、IEEE802.3z規格が採用されました。 802.3z仕様では、シングルモードおよびマルチモード光ファイバ（1000Base-LXおよび1000Base-FXインターフェイス）、および最大25メートルの距離でのシールド付きツイストペアSTPカテゴリ5（1000Base-CXインターフェイス）の使用について説明しています。 1000Base-CXインターフェースは、セグメント長が短いため、普及していません。 現在まで、このタイプのインターフェースを備えたデバイスはありません。 セグメント長を長くしようとすると、データ送信中にエラーの数が増加し、エラー訂正コードの開発が必要になりました。 1年後に採用された結果の仕様802.3abは、最大100メートルの距離でのシールドなしツイストペアUTPの使用を定義しています（1000Base-Tインターフェイス）。 ギガビットイーサネットは、その前身であるイーサネットおよびファストイーサネットと同じCSMA / CD転送プロトコルを使用します。 このプロトコルは、最大セグメント長を定義します。 802.3仕様のCSMA / CDの最小フレームサイズは64バイトです。 ステーション間の最大距離を決定するのは最小フレームサイズです。 この距離は、衝突ドメインの直径とも呼ばれます。 このようなフレームの送信時間は51.2μsまたは512W（ビット時間-1ビットの送信に必要な時間）です。 したがって、信号がリモートノードに到達して戻るのにかかる時間は512Wを超えてはなりません。 このとき、イーサネットネットワークの最大長が決まります。 ファストイーサネットの場合、伝送速度は増加し、フレーム伝送時間は5.12μsに減少します。 フレームブロードキャストが終了する前にすべての衝突を検出するには、フレーム長を増やすか、最大セグメント長を減らします。 ファストイーサネットは、イーサネットと同じ最小フレームサイズを維持しました。 同時に、互換性は維持されましたが、衝突ドメインの直径は大幅に減少しました。 ギガビットイーサネットの場合、伝送速度は10倍になります。 したがって、同じ長さのパケットの送信時間が短縮される。 最小フレームサイズを変更しない場合、最大セグメント長は20メートルに短縮されます。 この場合、1000Base-CX規格のように、この機器は広く使用されていません。 そのため、フレームブロードキャスト時間を4096Wtに増やすことにしました。 これはファストイーサネットの8倍です。 ただし、最小フレームサイズは、以前の標準との互換性のために同じに保たれています。 フレームのサイズを大きくする代わりに、「キャリア拡張」と呼ばれる追加のフィールドがフレームに追加されました。 キャリアの拡張はサービス情報を運びません。 運河を埋め、衝突ドメインの直径を大きくするように設計されています。 フレームサイズが512バイト未満の場合、拡張フィールドは最大512バイトまでパディングします。 フレームサイズが512バイトを超える場合、拡張フィールドは追加されません。 このソリューションには1つの大きな欠点があります。特に、多数の短いフレームを送信する場合、チャネル帯域幅のほとんどが無駄になります。 そのため、NbaseCommunicationsはパケットバーストと呼ばれる技術を提案しました。 その意味は次のとおりです。 ステーションに複数の短いフレームがある場合、それらの最初のフレームには最大512バイトのキャリア拡張フィールドが埋め込まれて送信されます。 後続のフレームは、拡張シンボルで埋められた最小フレーム間距離96バイトで次に送信されます。 その結果、使用可能なすべてのパケットの送信が完了するまで、他のデバイスはキューにウェッジできません。 このような「キュー」の最大サイズは1518バイトです。 したがって、衝突は、媒体の拡張によって補完された、最初の元のフレームの送信の段階でのみ発生する可能性があります。 これにより、特に高負荷の場合にネットワークのパフォーマンスが向上します。 メーカーは現在、あらゆる種類のギガビットイーサネット機器を製造しています。 ネットワークアダプタ、スイッチ、ハブ、コンバーター。 1年前に光ファイバーの規格が採用されたため、現在製造されている機器のほとんどは光ファイバー用のインターフェースを備えています。 ギガビットイーサネットを使用する際の主な問題は、マルチモードファイバケーブルの差動信号遅延に関連しています。 その結果、信号タイミング障害が発生し、ギガビットイーサネットを介してデータを送信できる最大距離が制限されます。 ギガビットイーサネットでは、8B / 10Bエンコーディングを考慮に入れると、1Gbpsのデータ転送速度が得られます。 ギガビットイーサネット仕様は、もともと3つの伝送メディアに提供されていました。 1000BaseLX長波長レーザーを備えた1300nmシングルモードおよびマルチモード光ファイバーケーブル、長い幹線、建物および建物の複合体用。 最大長マルチモードケーブル550m、s 繊維径 62.5μm、および550 m s 繊維径 50ミクロン。 シングルモードの場合 最大長 5 km、s 繊維径は9ミクロンです。 1000BaseSX短くて安価な幹線用の短波長レーザー（850 nm）を備えたマルチモード光ケーブル、 最大長 220 m、s 繊維径 62.5μm、および500 m s 繊維径 50ミクロン。 1000BaseCX制御室とサーバールームでの機器相互接続用の対称シールド付き短い150オーム銅ケーブル。 最大長25m。 1000BaseT 4ペアのカテゴリ5シールドなしツイストペアケーブル用。このグループの名前は803.2abです。 最大長 100 m。データ送信に2つのペアのみが使用される100Base-Tとは異なり、ここでは4つのペアすべてが使用されます。 1ペアの伝送速度は125Mbpsで、合計500Mbpsになります。 1 Gbpsの速度を実現するために、「二重二重」（二重二重）技術が使用されました。 その本質は次のとおりです。 通常、このラインに沿って伝搬する信号のエッジの1つは、1つのペアを介して情報を送信するために使用されます。 つまり、情報の送信は一方向にしか行えません。つまり、1つのペアは情報の受信または送信にのみ使用できます。 二重二重は、両方の信号エッジの使用を意味します。つまり、1つのペアを介した情報の送信は2つの方向で同時に発生します。 したがって、1つのペアのスループットは250Mbpsに増加します。 ただし、4ペアケーブルの3つの隣接するペアの影響によって引き起こされるクロストークが影響を及ぼし始め、受信機と送信機のエラー数が大幅に増加します。 エラーの数を減らすために、5レベルのパルス振幅コーディング方式PAM-5が提案されました。 広く使用されている4レベルのコーディングは、着信ビットをペアで処理します。 つまり、11、00、10、01の4つの異なる組み合わせがあります。送信機は、ビットの各ペアを送信信号の独自の電圧レベルと一致させることができます。 これにより、変調周波数を250MHzから125MHzに下げることができます。 第5層を追加することで、コードの冗長性を確保し、受信時のエラーを修正することが可能になります。 これにより、信号対雑音比が向上し、クロストークの影響が減少します。 クロストークに加えて、4ペアの二重伝送では、これまでどの仕様でも定義されていなかった2つのパラメータが導入されます。 これらは、等レベル遠端漏話（ELFEXT）と反射減衰量です。 ELFEXTは、減衰を考慮して、ラインの反対側の端でのクロストークの量を推定します。 この正規化された値は、線の長さに関係なく、両側で測定する必要があります。 反射減衰量は、ラインインピーダンスの公称値からの偏差を特徴づけ、入力信号と反射信号の比率です。 主な技術を確認したら、プロジェクトに戻りましょう。 状態が無料なので 電話ケーブルまた、ケーブルを敷設する場所があり、町の規模の距離が小さいため、ワイヤレスネットワークの使用はお勧めできません。 したがって、より適切な技術に焦点を当てます。 さまざまな技術に関する情報を注意深く分析した結果、水平および垂直サブシステムのネットワークは、ファストイーサネットおよびギガビットイーサネット技術に基づいて編成できるという結論に達しました。 4.ケーブルシステムの設計 ケーブルシステムは、あらゆるネットワークの基盤です。 ケーブルシステムの品質に対する高い要件への答えは、一連のスイッチング要素（ケーブル、コネクタ、コネクタ、クロスオーバーパネル、およびキャビネット）である構造化ケーブルシステムと、それらを共同で使用するための技術でした。これにより、コンピュータネットワークで定期的で簡単に拡張可能な通信構造を作成できます。... ケーブル機器の概要ケーブル： 1.ツイストペア（UTP / STP、シールドなし/シールド付きツイストペア）は、現在、ローカルエリアネットワークでの信号伝送の最も一般的な媒体です。 UTP / STPケーブルは、イーサネット、トークンリング、およびARCnetネットワークで使用されます。 それらは、カテゴリ（帯域幅に応じて）および導体のタイプ（フレキシブルまたはソリッド）によって異なります。 5番目のカテゴリのケーブルには、原則として、ペアでツイストされた8本の導体があります（つまり、4ペア）。 すべてのケーブルは4ペアで構成されています（2つはファイル転送用、他の2つは音声用）。 RJ-45プラグとソケットは、ケーブルを機器に接続するために使用されます。 また、周波数が最大200 MHzのカテゴリ6、および周波数が最大600 MHzのカテゴリ7のケーブルも登場しましたが、これらは必然的にシールドされています。 カテゴリ5ツイストペア構造のケーブルは、非常に柔軟に使用できます。 その考え方は次のとおりです。 それぞれについて 職場少なくとも2つ（3つを推奨）の4ペアRJ-45ソケットが取り付けられています。 それらのそれぞれは、断面またはパッチ（特別な部屋に設置されたパネル）、サーバールームに5番目のカテゴリの個別のケーブルで接続されています。 この部屋には、すべての職場、市内の電話入力、グローバルネットワークに接続するための専用回線などからケーブルが持ち込まれています。 もちろん、部屋にはサーバーだけでなく、オフィスのPBX、警報システム、その他の通信機器も設置されています。 すべての職場からのケーブルが共通のパネルにまとめられているため、職場をLANに接続するためにも、電話などにも、どのコンセントも使用できます。 職場の2つのコンセントがコンピューターとプリンターに接続され、3つ目が電話交換機に接続されているとします。 作業の過程で、職場からプリンターを取り外し、代わりに2台目の電話を設置する必要がありました。 これ以上簡単なことはありません。対応するコンセントのパッチコードがハブから切断され、ダイヤルアップスイッチに切り替えられます。これは、ネットワーク管理者から数分以内で完了します。 2.光ファイバーケーブル光ファイバケーブルは、ローカルネットワークおよびテレフォニーにとって最も有望で最もパフォーマンスの高い信号伝搬媒体です。 V ローカルエリアネットワーク光ファイバケーブルは、ATMおよびFDDIプロトコルに使用されます。 光ファイバは、その名前が示すように、光放射のパルスを使用して信号を送信します。 光源には半導体レーザーとLEDが使用されています。 光ファイバは、シングルモードとマルチモードに分類されます。 シングルモードファイバは非常に細く、直径は約10ミクロンです。 このため、ファイバを通過する光パルスは、ファイバの内面で反射されることが少なくなり、減衰が少なくなります。 その結果、シングルモードファイバは、リピータを使用せずに長距離を提供します。 シングルモードファイバの理論上の帯域幅は10Gbpsです。 その主な欠点は、コストが高く、インストールが非常に複雑になることです。 シングルモードファイバは、主にテレフォニーで使用されます。 マルチモードファイバの直径は50または62.5ミクロンと大きくなっています。 このタイプのファイバーは、コンピューターネットワークで最も一般的に使用されています。 マルチモードファイバの減衰が大きいことは、光の分散が大きいことで説明されます。これにより、スループットが大幅に低下します。理論的には、2.5 Gbit / sです。 光ケーブルをアクティブな機器に接続するには、特別なコネクタが使用されます。 最も一般的に使用されるコネクタタイプは次のとおりです。SMAはネジ山付きコネクタです。 最初に標準化されて以来最も一般的でしたが、現在ではその使用は減少しています。 STはバヨネットタイプのコネクタです。 より正確で信頼性の高い接続を提供するため、最も人気があります。 FC-PC-このコネクタタイプは、ネジコネクタとバヨネットコネクタを組み合わせたものです。 STほど人気はありませんが、SMAコネクタとSTコネクタの最高品質を兼ね備えています。 SC-このクイックコネクタは市場で人気を集めています。 パッチパネル、または接続パネルは、19インチプレートに取り付けられたRJ-45コンセントのグループです。 これは、機器（ハブ、サーバー、ソース）が配置されるユニバーサル通信ラック（ラック）の標準サイズです。 無停電電源装置 NS。）。 パネルの裏側には、ケーブルが取り付けられているコネクタが取り付けられています。 撚り線のある柔軟な導体を備えたケーブルは、パッチコードとして使用されます。つまり、ソケットとネットワークボード間、または接続パネルまたは配線盤のソケット間をケーブルで接続します。 実線のケーブル-実際のケーブルシステムを敷設するため。 これらのケーブルへのコネクタとソケットの取り付けは完全に同じですが、通常、単芯導体のケーブルはユーザーワークステーションのソケット、接続パネル、および断面に取り付けられ、コネクタはフレキシブル接続ケーブルに取り付けられます。 コネクタ：通常、次のタイプのコネクタが使用されます。RJ-11およびRJ-12-6ピンのコネクタ。 前者は通常電話で使用されます 一般的用途-そのようなコネクタは、輸入された電話のコードにあります。 2つ目は通常、オフィスのミニ自動電話交換機で動作するように設計された電話、およびケーブルをARCnetネットワークカードに接続するために使用されます。 RJ-45は、ケーブルをイーサネットネットワークカードに接続したり、パッチパネルを接続したりするために一般的に使用される8ピンコネクタです。ファストイーサネットの物理層規格。
100BASE-TNS -シールドなしツイストペアUTPカテゴリ5またはシールド付きツイストペアSTPタイプ1の2ペアケーブルの場合（最大長は100m、データ転送速度は100Mb / s）。 100 ベース-T4 -カテゴリ3、4、または5のシールドなしツイストペアUTPケーブルの4ペアケーブルの場合（最大長は100m、データ転送速度は100Mb / s）。 100 ベース-FX -マルチモード光ファイバーケーブルの場合、2本のファイバーが使用されます。 これら3つのテクノロジーのうち、カテゴリ5のシールドなしツイストペア（100 Base-TX）が主要なケーブルシステムとして使用されます。 委託条件によると、情報保護はないため、シールド付きツイストペアを使用する必要はありません。 また、このプロジェクトでは、ワークステーションをハブに接続したり、ハブを光ファイバースイッチに接続したりする必要はありません。 これは、ツイストペアケーブルが光ファイバーよりもはるかに安価で設置が簡単なためです。 キャンパスサブシステムを敷設する際には、光ファイバーケーブル（トランクタイプ）を使用することが提案されています。 それはあなたが長距離に到達することを可能にし、外部の影響からそれを保護する高度に保護されたシェルを持っています。構造化ケーブルシステム
上記のすべてに続いて、コースプロジェクトの技術的要件を満たす構造化ケーブルシステムを作成します。 構造化されたケーブルシステムは、メインバックボーンとそこからの多数のブランチを使用して階層的に構築されています。 構内配線システムの一般的な階層構造には、次のものが含まれます。水平サブシステム（フロア内）。 垂直サブシステム（建物内）; キャンパスサブシステム（複数の建物がある1つの領域内）。 混沌としたケーブルの代わりに構造化されたケーブルシステムを使用すると、企業に多くの利点がもたらされます。構造化ケーブルシステムには、次のものが含まれます。1。水平サブシステム（フロア内）。 1.1。 加入者部分; 1.2。 静止部分; 1.3。 スイッチング部分; 2.垂直サブシステム（フロア間）。 3.キャンパスのサブシステム（複数の建物がある1つの領域内）。 水平サブシステムは、各ユーザーコンセントに配線する必要があるため、多数のケーブル分岐が特徴です。 そのため、横配線に使用するケーブルは、分岐の利便性や屋内敷設の利便性への要求が高まっています。 ケーブルを選択する際には、帯域幅、距離、物理的セキュリティ、電磁干渉耐性、コストなどの特性が考慮されます。 水平サブシステム、つまり階建てのサブシステムは、次の3つの部分に分けることができます。 加入者部分パッチコードで接続されたRJ-45ソケットで構成されています。静止部分
これは、ソケットをネットワーク機器を備えたキャビネットに接続するパッチコードです。スイッチング部
これは、スイッチとパッチパネルのコンセントの間のパッチコードです。垂直サブシステム
建物の床を接続する垂直ケーブルは、水平ケーブルよりも長距離で高速にデータを送信する必要があります。 それはより長いケーブル長で構成され、分岐の数は水平サブシステムよりもはるかに少なくなります。 インストールを簡単にするために、ここではカテゴリ5ツイストペアを使用します。キャンパスサブシステム。
キャンパスサブシステムは、いくつかの建物の相互接続です。このサブシステムでは、光ファイバーシングルモードケーブルに基づいてケーブルシステムを構築するのが最適です。 と 電子回路 A1-2204フォーマットの図面に記載されています。 5.ネットワーク機器の選択。 今日、ネットワーク機器を製造している企業はたくさんあります。 最も人気のあるのは、3COM、Cisco、Allied Telesyn、ATI、D-Linkなどです。 企業の多様性により、機器の選択が困難になっています。 いくつかの会社は長い間製造していて、一流であり、彼らの製品に高い価格を課しています。 あまり知られていない他のものは、より低い価格を請求しますが、品質もより低くなる可能性があります。 それぞれの新会社とその製品の出現は、市場での競争を激化させ、機器の価格を下げることにつながります。 ネットワークへのアクセスが容易になっています。 3COMは、あらゆる種類のネットワーク機器を製造しています。 これは、ローカルエリアネットワーク用の機器の全体的な供給で第1位です。 CISCOは、ネットワーク製品市場でルーターとハブのメーカーとして知られています。 最近、ワークグループの切り替えがうまく機能しています。 これらの企業は、他の企業よりも低価格で製品を販売しています。 ケーブル接続図を分析した後、次の機器が必要です。ハブ：5ポート10/100ベースTX-4 8ポート10/100ベースTX-13 16ポート10/100ベースTX-21合計48スイッチ：12-ポートファストイーサネット10/100ベースTX（UTP / STP）+8ファイバーポート-54ポート10/100ベースTX-38ポート10/100ベースTX112合計 ケーブル：・パッチ-コードシールドなしツイストペア5猫。 1m ..、合計613・パッチ-コードシールドなしツイストペア5猫。 5メートル。 固定ケーブルUTP5カテゴリ約7000メートル、パッチ-RJ-45 UTP 5カテゴリ用壁パネルインターネットアクセス用27個Mbps（-----）、 ネットワークアダプタ： 1000Mbpsのサーバーの場合-4; 100Mbpsのワークステーションの場合-356; 1000Mbpsのワークステーションの場合-180 ネットワーク機器用キャビネット： 600w 600d 12U 22個用キャビネット、600w 600d 24U 3個用キャビネット、600w 600d 36U 1個用キャビネット、 接続するための機器 インターネット：・モデム.. 56 Kbps、・ルーター56 Kbps ネットワーク機器の市場を調査した結果、ネットワーク構築の初期課題である以下の企業を満足させる機器を見つけ、プロジェクトに使用することにしました。 選択した機器のブランドは、次のセクションで示されます。 6.機器のコストの計算。機器名 | 固い | 量 | 価格 | 合計 |
|
| 濃縮器 | |||||
| スイッチハブ816VX16ポート10 / 100Mbミニケース | ElNet | 14 | 2316 | 32424 | |
| スイッチハブ824DX-CS24ポート10 / 100Mb RM | ElNet | 14 | 4398 | 61572 | |
| スイッチハブ808XS8ポート10 / 100Mbミニケース | ElNet | 16 | 943 | 15088 | |
| スイッチハブ810CG10 / 100 / 1000Mb | ElNet | ||||
スイッチ |
|||||
| Office Connectデュアルスピードスイッチ16794（8つの10BASE-T / 100BASE-TXポート） | 3Com | 8 | 3191 | 25528 | |
| SwitchGX2226WM 24 * 10 / 100TX +2ギガビットポート | コンペックス | 3 | 19806 | 59418 | |
| ネットワークアダプタ | |||||
| 3C996B-T 10/100 / 1000PCI-XサーバーNIC | 3COM | 154 | 4557 | 701778 | |
| ネット320X-R（Realtek）PCI10 / 100小売 | エリーン | 366 | 169 | 61854 | |
| 30 | |||||
ネットワーク機器用キャビネット |
|||||
| ウォールキャビネット310（19 "、17U、570x815x400、着色ガラスドア） | IMnet | 12 | 8443 | 101316 | |
モデム |
|||||
| TFM-560Rモデム（V.90、PCMCIA、リアルポート） | TrendNet | 1 | 1940 | 1940 | |
ルーター |
|||||
| Cisco 1601 | シスコ | 1 | 32522 | 32522 | |
ケーブルシステム |
|||||
| RJ-45ソケット5猫。 | -- | 539 | 54 | 29106 | |
| ケーブル、ツイストペアUTP 5、m | -- | 7000 | 6 | 42000 | |
| 光ファイバケーブル | -- | ||||
| パッチコードUTP5、3m | -- | 599 | 36 | 21564 | |
| パッチパネル19 "、12xRJ-45 UTP 5 | -- | 12 | 726 | 8712 | |
| 合計： | 1216174 | ||||
| 位置 指定 | 名前 | 番号 |
| A1、A2。 A12 | ネットワーク機器付きウォールキャビネット600w 600d 12u | 12 |
| X1..X539 | RJ-45ソケット | 539 |
| A1 | 4 | |
| A2 | 2 | |
| A2 | 2 | |
| A3 | ElNetスイッチハブ816VX16ポート10 / 100Mbミニケース | 2 |
| A3 | ElNetスイッチハブ808XS8ポート10 / 100Mbミニケース | 2 |
| A4 | ElNetスイッチハブ824DX-CS24ポート10 / 100Mb RM | 4 |
| A5 | ElNetスイッチハブ808XS8ポート10 / 100Mbミニケース | 4 |
| A6 | ElNetスイッチハブ816VX16ポート10 / 100Mbミニケース | 2 |
| A6 | ElNetスイッチハブ824DX-CS24ポート10 / 100Mb RM | 2 |
| A7 | ElNetスイッチハブ808XS8ポート10 / 100Mbミニケース | 4 |
| A8 | ElNetスイッチハブ816VX16ポート10 / 100Mbミニケース | 2 |
| A8 | ElNetスイッチハブ824DX-CS24ポート10 / 100Mb RM | 2 |
| A9 | ElNetスイッチハブ808XS8ポート10 / 100Mbミニケース | 2 |
| A9 | ElNetスイッチハブ824DX-CS24ポート10 / 100Mb RM | 2 |
| A10 | ElNetスイッチハブ816VX16ポート10 / 100Mbミニケース | 2 |
| A10 | ElNetスイッチハブ824DX-CS24ポート10 / 100Mb RM | 2 |
| A11 | ElNetスイッチハブ808XS8ポート10 / 100Mbミニケース | 2 |
| A11 | ElNetスイッチハブ816VX16ポート10 / 100Mbミニケース | 2 |
| A12 | ElNetスイッチハブ810CG10 / 100 / 1000Mb 8 +1ギガビット+ 1extポートスイッチ（デスクトップメタルケース） | 4 |
| A1、A2、A4、A5、A7、A8、A10、A11 | 3Com Office Connectデュアルスピードスイッチ16794（8 10BASE-T / 100BASE-TXポート） | 8 |
| A3、A6、A9 | CompexスイッチSGX2226WM24 * 10 / 100TX +2ギガビットポート | 3 |
| A1、A2、A4、A5、A6、A7、A8、A9 | Eline-Net 320X-R（Realtek）PCI10 / 100小売 | 366 |
| A3 | FastEthernet 320X-R FullDuplex PCI 10/100 | 30 |
| A12 | 3COM 3C996B-T 10/100 / 1000PCI-XサーバーNIC | 154 |
| A12 | Cisco1601ルータ | 1 |
| A12 | TrendNet TFM-560Rモデム（V.90、PCMCIA、リアルポート） | 1 |
| A3、A12 | Compex WP11A-Eワイヤレスアクセスポイント（2.4GHz、IEEE802.11b、11Mbps、ブリッジング） | 2 |
| A1、A2.A12 | パッチパネルUTP、16個のRJ45ポート、5e、19インチ、1U | 12 |
トリッキーな質問の記事を準備しているときに、興味深い質問に出くわしました。イーサネットセグメントの長さの100メートルの制限はどこから来たのですか。 理解を深めるために、プロセスの物理学と論理を深く掘り下げる必要がありました。 ケーブルの長さが長いと、減衰が始まり、データが歪むとよく言われます。 そして、一般的に、これは真実です。 しかし、これには他の理由もあります。 この記事でそれらを検討してみましょう。
CSMA / CD
その理由はCSMA / CDテクノロジーにあります- 衝突検出を備えたキャリアセンスマルチアクセス..。 突然誰かが知らない場合、これは、複数のステーションが接続されている1つのバス（1つのデータ伝送媒体）がある場合です（ マルチアクセス）。 各駅はバスの状態を監視しています-別の駅からの信号がありますか（ キャリアセンス）。 突然2つのデバイスが同時に送信を開始した場合は、両方がそれを検出する必要があります（ 衝突検出）。 はい、これはすべて半二重ネットワークに関するものです。 したがって、あなたの視線が明るい10ギガビットの未来だけに焦点を合わせている場合、この記事はあなたには向いていません。 まず第一に、媒体中の信号の伝送速度は、適用される規格にまったく依存しないことを皆さんに理解してもらいたいと思います。 イーサネット（10Mb / s）でも10ギガビットイーサネットでも、銅ケーブルのパルス伝搬速度は光速の約2/3です。 彼らが1つのホリバースレッドでどれほどクールに書いたか：あなたは速くまたはゆっくり話すことができますが、音速はこれから変わりません。 それでは、CSMA / CDの本質に目を向けましょう。 最近のネットワークでは、共通バスがなくなり、ほとんどの場合、すべてのデバイスが全二重モードで動作するため、衝突は除外されます。 つまり、1本のケーブルの端に2つのノードしかなく、受信と送信のために別々のペアがあります。 したがって、CSMA / CDメカニズムは10ギガビットイーサネットではなくなりました。 ただし、たとえばRIPを研究するのと同じように、それを検討することは有用です。RIPは、もはや誰も必要としないようですが、距離ベクトルルーティングプロトコルの動作原理を完全に示しています。 したがって、共通バスに3つのデバイスが接続されていると仮定します。 PC 1はPC3へのデータ送信を開始します（バスへのパルスをトリガーします）。 もちろん、共通バスでは、信号はPC3だけでなく、すべての人に送信されます。 PK2も送信したいのですが、ケーブルに興奮が見られて期待しています。 PC1からPC3への信号が通過すると、PC2は送信を開始できます。
これは、CarrierSenseがどのように機能するかの例です。 PC2は、回線上の信号を確認している間は送信しません。今、状況は異なります。 PC1はPC3へのデータ送信を開始しました。 そして、信号がPK2に到達する時間がなかったので、彼はまた送信を開始することにしました。 途中のどこかで、信号が交差して劣化しました。 PC1とPC2はしわくちゃの信号を受信し、このデータを再送信する必要があることに気づきました。 各ステーションは、待機期間をランダムに選択して、同時に送信を再開しないようにします。
これは、衝突検出がどのように機能するかの例です。 1つのステーションがバスを占有するのを防ぐために、フレーム間に96ビット（12バイト）のギャップがあります。これは、フレーム間ギャップ（IFG）と呼ばれます。 つまり、たとえば、PC1はフレームを送信してから、しばらく待機します（96ビットの送信にかかる時間）。 そして、次のものなどを送信します。 PC2が送信したい場合は、この間隔で送信します。 また、PK3なども順番に。 共通バスがなく、2つのステーションが2つの端に接続され、半二重モードでデータを送信する1本のケーブルがある場合にも同じルールが機能します。 つまり、一度にデータを送信できるのはそのうちの1つだけです。 回線が解放されるとすぐにPC2を送信し、PC1に送信します。回線は解放され、PC2に送信します。 つまり、たとえばTDDのように、特定の伝送ギャップが各端に割り当てられている場合、明確な時間同期はありません。 したがって、帯域幅のより柔軟な使用が実現されます。PC1が何も送信したくない場合、PC2は順番を待っている間アイドル状態になりません。
問題
あなたがそのような厄介な状況を想像したらどうしますか？ 
つまり、PC1はデータの一部の転送を終了しましたが、まだPC2に到達していません。 後者は回線上の信号を認識せず、送信を開始します。 バム！ 事故の真っ最中のどこか。 データが間違っていて、信号がPC1とPC2に到達しました。 しかし、違いに注意してください-PC2は衝突があったことに気づき、データの送信を停止しましたが、PC1は何も理解していませんでした-彼の送信はすでに終了していました。 実際、彼は壊れたデータを受け取ったばかりで、いわばフレームを送信するタスクを完了しました。 しかし、データは実際には失われました。PC3は、衝突によって歪んだ信号も受信しました。 後で、OSIステップのはるか上で、TCPはデータの欠如に気づき、この情報を再要求します。 しかし、どれだけの時間が無駄になるか想像してみてください。
ちなみに、インターフェイスのCRCエラーの数が増えると（これは衝突の確かな兆候です）、壊れたフレームが発生します。 これは、おそらく、異なる端でのインターフェースの動作モードが合意されていないことを意味します。
イーサネットに1つの条件が導入されたという状況を正確に除外します。つまり、データの最初のビットがバスの最も遠い側で受信された時点で、ステーションはまだ最後のビットを送信する必要はありません。 つまり、フレームは、いわばバスの全長にわたって伸びている必要があります。 これは最も一般的な説明ですが、実際には多少異なります。バスの送信者から最も遠い部分で衝突が発生した場合、この衝突に関する情報は、送信者が最後のビットを送信する前でも送信者に届くはずです。 ちなみに、これは最初に与えられた条件と比較して2倍の違いです。 これにより、衝突が発生した場合でも、すべての参加者が明確に知ることができます。 そして、これはとてもクールです。 しかし、これはどのように達成できますか？ そしてここで、セグメントの長さの問題に近づきます。 しかし、長さに関する質問に答える前に、ネットワークの理論に少し突入し、最初にビット時間の概念を導入する必要があります（「ビット時間」という用語は理解できませんでした）。 この値は、水曜日にインターフェイスが1ビットを起動するのにかかる時間を意味します。 つまり、ファストイーサネットが1秒あたり100,000,000ビットをケーブルに送信する場合、ビット時間は1b / 100,000,000 b / s = 10 ^ -8sまたは10ナノ秒になります。 10ナノ秒ごとに、ファストイーサネットポートは水曜日に1ビットを送信できます。 比較すると、ギガビットイーサネットはナノ秒ごとに1ビットを送信しますが、古いダイヤルアップモデムは18マイクロ秒ごとに1ビットを送信する可能性があります。 連射メタルストームMK5は、理論的には60マイクロ秒ごとに1発の弾丸を発射することができます。 カラシニコフ機関銃は100ミリ秒ごとに1発の弾丸を発射します。
IFGについて話す場合、ステーションは各フレームを送信する前に正確に96ビット時間一時停止する必要があります。 たとえば、ファストイーサネットは960ナノ秒（0.96マイクロ秒）待機し、ギガビットイーサネットは96ナノ秒待機する必要があります。
したがって、条件を満たすために、量子時間またはスロット時間の概念が導入されます。これは、ネットワークを介してイーサネットに送信できるデータブロックの最小サイズです。 そして、セグメント全体に広がるのはこのクォンタムです。 イーサネットおよびファストイーサネットの場合、最小サイズが選択されます-64バイト-512ビット。 これを送信するには、FEポートに10 ns * 512 = 5120nsまたは5.12μsが必要です。
したがって、最小イーサネットフレームサイズの64バイト制限。
つまり、64バイトのデータブロックは、バスに沿って移動し、衝突の場合に送信者に戻るために5.12μsを持ちます。 額の距離を計算してみましょう：（5.12 * 10 ^ -6）*（2/3 * 3 * 10 ^ 8）/ 2 = 512メートル。 式を説明しましょう：移動時間（5.12μsを秒に変換）* 2/3光速（銅媒体内の信号の伝播速度（m / s））を2で割って-を予測するために信号が送信者に戻る必要がある場合の衝突の最悪のケース。 数字はおなじみのようです-500メートルですが、問題はファストイーサネットの制限がハブまで100メートル（最も遠いステーションまで200メートル）であるということです。 ここで、ハブとリピーターの遅延が発生します。 それらはすべて計算され、最終的な式で考慮されていると言われていますが、100メートルの結果でこの計算式をいくら見つけようとしても、痕跡は失われます。 その結果、制限の原因はわかっていますが、100という数字がどこから来たのかはわかりません。
ギガビットイーサネット
ギガビットイーサネットを開発する際、非常に重要な問題が発生しました。1ビットの伝送時間はすでに1 nsであり、1つのデータを伝送するのに0.512μsしかかかりませんでした。 額で計算するときでさえ、遅延を考慮しない私の式は、50メートルの長さであることがわかります（そして、これらの値を考慮に入れると、20メートル）。 非常に少ないため、距離を短くする代わりに（イーサネット->ファストイーサネット遷移の場合のように）、最小データサイズを512バイト（4096ビット）に増やすことが決定されました。 データのそのような部分の送信時間はほぼ同じままでした-4秒対5。もちろん、そのようなサイズのデータをダイヤルできるとは限らない別の瞬間があります-4 KBのデータ、したがって、フレーム、FCSフィールドの後に、不足している量のデータが追加されます。 ずっと前に共通バスを放棄したことを考えると、受信と送信のための別々の環境があり、そのような衝突はなく、すべて松葉杖のように見えます。 したがって、10ギガビットイーサネット規格では、CSMA / CDメカニズムは完全に廃止されました。
長さの制限を克服する
したがって、上記のすべては、レガシーの半二重共通バスネットワーク用でした。 これは現在の瞬間とどのように関係していますか？ 数キロメートルのUTPを引くことはできますか、それともできませんか？ 残念ながら、100メートルの制限にはまだ別の性質があります。 通常のケーブルで120メートルでも、ほとんどの場合、多くのスイッチはリンクを取得できません。 これは、スイッチポートの電力とケーブルの品質の両方によるものです。 ポイントは、減衰、干渉、および送信中の信号の歪みにあります。 通常のツイストペアは電磁干渉の影響を受けやすく、保護を保証するものではありません 送信情報..。 しかし、まず最初に、減衰を見てみましょう。 私たちの典型的なUTPコイルは1メートルあたり最低27ターンで、100MHzの周波数でデータを送信します。 いわゆる線形減衰は、媒体の各メートルでの信号の減衰です。 規格によると、減衰は24dBを超えてはなりません。 通常のUTPケーブルの場合、この値は平均して約22 dBです。これは、元の信号が158倍減衰することを意味します。 4.5メートルごとに1dBの減衰が発生することがわかります。 150メートルのケーブル長を使用すると、減衰はすでに約33 dBになり、元の信号は1995分の1に減少します。 これはすでに非常に重要です。 これに加えて、ペアの相互影響-クロストークが追加されます。 これは、並列導体で干渉が発生した場合のプロセスの名前です。つまり、エネルギーの一部が隣接するケーブルの電流を励起するために費やされます。 近くを通過できる電源ケーブルからの干渉の可能性を考慮に入れると、100メートルの制限は完全に論理的になります。
では、なぜ同軸ネットワークにそのような制限がなかったのでしょうか。 実際のところ、ケーブルの減衰はケーブルの抵抗/セクションと周波数に依存します。 FatEthernetが2.17mmコアケーブルを使用していることを思い出してください。 さらに、同軸ケーブル上のイーサネットは10MHzの周波数で動作しました。 また、周波数が高いほど、減衰が大きくなります。 なぜアナログ無線信号は、このような便利なコイルではなく、厚いフィーダーを介してアンテナに送信されると思いますか？ ちなみに、ベースという言葉は イーサネット規格 Basebandの略で、一度に1つのデバイスのみがメディアを介してデータを送信できることを示します。変調/多重化は使用されません。 対照的に、ブロードバンドはいくつかを課します 異なる信号一方のキャリアでは、キャリアからの個別の信号がそれぞれ抽出されます。
実際、減衰はケーブルの特性と品質によるものであるため、より適切なケーブルを使用することで、はるかに楽しい結果を得ることができます。 たとえば、P-296またはP-270ケーブルを使用すると、300メートルのラインでも克服できます。 もちろん、これは全二重で100 Mb / sです。 ギガビットの場合、すでに他の要件があります。 また、一般に、伝送速度が速いほど、より多くのパラメータを考慮する必要があります。したがって、10ギガビットイーサネットでは、銅線メディアは名目上のみサポートされ、光ファイバが推奨されます。
結果とリンク
一般に、上記のすべてを合計すると、100メートルの数値は十分なマージンがあり、ケーブルの半二重でも動作を保証します。 最高品質..。 これは、CSMA / CDメカニズムの減衰と動作によって引き起こされます。 記事で使用されているデータ。
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