PIE.Wikiの資料。イーサネット規格とインターフェース

イーサネットテクノロジーにより、さまざまな伝送メディアを使用できます。それぞれに標準のタイプ名があります。 XBaseY、どこ NS-伝送速度、Mbit / s（10、100、1000 ...）; ベース - キーワード（変調された伝送を示します）; Y-伝送媒体と通信範囲の従来の指定。最新バージョンのイーサネットはすべて、ツイストペアケーブルまたは光ファイバーとスタートポロジを使用しています。 星の中央配置リピーター（別名ハブ）またはスイッチにすることができます。 2つのノードのポイントツーポイント接続も可能です。古いバージョンの場合、同軸ケーブルはバストポロジによって特徴付けられ、その主な欠点はネットワーク全体の信頼性が低いことです。 10BaseFPパッシブ光バスのエキゾチックバージョンもあります。時々ネットワークは使用します メディアコンバーター（メディアコンバータ）インターフェイスタイプの変換。「ツイストペア」から光学系へのコンバーターが最もよく使用されます。シングルモードファイバーからマルチモードへのコンバーターも使用されます。

にとって イーサネット 10 Mbpsの速度では、次の標準が存在します。

? 10Base5-バストポロジの太い同軸ケーブルRG-8（50オーム）上のネットワーク。ケーブルセグメントの最大長は500mです。ネットワークアダプターケーブルリリース（4つのシールドツイストペア）によってケーブルに取り付けられたトランシーバーに接続されたAUIインターフェイスが必要です。現在、新しいネットワークには使用されていません（高価で、面倒で、効果がなく、見込みがありません）。

? 10Base2-バストポロジを備えた細い同軸ケーブルRG-58（50オーム）上のネットワーク。ケーブルセグメントの最大長は185 mです。接続するには、ネットワークアダプタにBNCインターフェイスコネクタ（またはトランシーバを備えたAUI）が必要です。これは（機器の観点から）最も安価なネットワークオプションです。開発の見通しはありません。

? 10BaseT-カテゴリ3以上のツイストペアネットワーク（2ペアのワイヤ）、ビーム長-100 mまで（カテゴリ5のケーブルでは、200 mの距離に到達できますが、これは推奨されません）。接続するには、ネットワークアダプタにRJ-45インターフェイスコネクタ（またはトランシーバを備えたAUI）が必要です。それ効果的なオプションネットワーク入門レベル、リピーターハブをスイッチに置き換えることで帯域幅を拡張できます。カテゴリ5以上のケーブルを使用すると、100 Mbps、さらには1000 Mbpsの速度で移動できます（カードとハブを交換する場合）。

? 10BaseFと FOIRL-光ファイバーケーブル（ファイバーのペア）上のネットワーク。接続するには、アダプタに光トランシーバがインストールされているAUIインターフェイスが必要です。最大1kmの範囲の安価なマルチモードトランシーバー（波長-850 nm）が使用されます。長距離（シングルモードファイバーでは数十キロメートル）の場合、シングルモードトランシーバー（1310 nm）が使用されます。これは、マルチモードファイバー（最大2 km）でも機能します。

ネットワークの場合 ファストイーサネット 100 Mbpsの速度では、次の標準が存在します。

? 100BaseTX-カテゴリ5以上のツイストペアネットワーク（2ペアのワイヤ）、ビーム長-100mまで。ネットワークアダプタはRJ-45コネクタを介して接続されます。これは、ノードをネットワークに接続するための一般的で最適な（価格/パフォーマンス）オプションです。高品質のケーブルを使用すると、1000 Mbit / sの速度に移動できます（カードとハブを交換する必要があります）。

? 100BaseT4-カテゴリ3以上のツイストペアネットワーク（4ペアのワイヤ）、ビーム長-100 mまで。RJ-45コネクタ、まれなオプション。

? 100BaseFX-光ファイバーケーブル（ファイバーのペア）上のネットワーク。マルチモードファイバー（最大2 km）で動作するシングルモードトランシーバー（1310 nm）を使用しました。全二重モードでの範囲は数十キロメートルです。

? 100BaseSX-安価なマルチモードトランシーバー（850 nm）を備えた光ファイバーケーブル上のネットワーク、範囲-最大300m。10BaseFと互換性があり、モードと速度（10/100）の自動ネゴシエーションがサポートされています。

ネットワークの場合 ギガビットイーサネット 1000 Mbpsの速度で、次の標準が存在します。

? 1000BaseCX-アクティブな機器を短い（最大25 m）STPケーブルまたは2軸ケーブルで接続します。

? 1000BaseT-最大100mの距離でのカテゴリ5以上のツイストペア（4ペア）による接続。RJ-45コネクタ。

? 1000BaseSX-マルチモードファイバのペアを介した接続、範囲-200〜500 m（ファイバパラメータによって異なります）。

? 1000BaseLX-シングルモードファイバーのペアを介した接続、範囲-最大50 km（トランシーバーのパラメーターによって異なります）。

上記では、ネットワーク内の各物理接続の長さに制限がありましたが、操作性（衝突解決プロトコルの信頼性の高い操作）のために、文献に詳細に記載されている追加の条件も満たす必要があります。衝突ドメインの直径を小さくする問題はスイッチを使用することで解決され、各接続の長さの衝突制限を克服することは、全二重通信モード（衝突自体がない）に切り替えることによって保証されます。 10Mビットネットワークの場合 イーサネット以下の条件を満たす必要があります。

同軸の場合-ルール「5-4-3」：5つ以下のセグメントは4つ以下のリピーターを接続でき、ステーション（アダプター）は3つ以下のセグメントで接続できます。

ツイストペア（およびオプティクス）の場合-ノードのペア間には4つ以下のリピーター（ハブ）を使用できます。

すべてのネットワークの場合：衝突ドメインの直径（ノードのペア間の「電気」ケーブルの長さ）は5kmを超えてはなりません。

衝突ドメイン内のノードの数は1024以下です（実際には、30-50以下である必要があります）。

ネットワークの場合 ファストイーサネット制限はより厳しくなります。

衝突ドメインの直径-205m以下。

衝突ドメイン内のリピーターの数は、2つ以下のクラスII、1つ以下のクラスIです。

V ギガビットイーサネットスイッチのみが使用されるため、接続長の制限のみが適用されます。

光接続の場合、使用されるコネクタはST、SC、MT-RJなどさまざまです。「太い」ケーブルと「細い」ケーブルの同軸コネクタは異なります（それぞれシリーズ「N」とBNC）。各同軸セグメントは50オームのターミネータで終端し、1点で接地する必要があることに注意してください。コンピュータの「回路アース」は同軸コネクタのシールドに電気的に接続されていないため、コンピュータのシャーシに接続されている金属部品がBNCコネクタに誤って触れないようにしてください。同軸ネットワークには適切な接地が必要であり、規則違反はアダプターのバーンアウトを伴います。

ツイストペアの場合、RJ-45コネクタが使用され（図10.1）、ネットワークアダプタコネクタ（MDIポート）のピン割り当てを表に示します。 10.1。 10BaseT、100BaseTX、および100BaseT4ハブのポートはMDIXポートであり、TX信号とRX信号が逆になっています。エンドノードをアクティブな機器のポートに接続するには（MDI-MDIXポートの接続、図10.2、 NS）「ストレート」ケーブルが使用されます（図10.3、 NS）、アダプタの直接接続用（MDI-MDI、図10.2、 NS）または2つの通信デバイス（MDIX-MDIX）を接続するには、「クロスオーバー」ケーブルを使用します（図10.3、 NS）。通信機器では、原則として、ポートの1つにMDI-MDIXスイッチまたは追加のコネクタが装備されています。

米。 10.1..。 RJ-45コネクタ： NS- フォーク、 NS-ソケット

表10.1..。イーサネットアダプタ用RJ-45コネクタ

コンタクト	10BaseT / 100BaseTX	100BaseT4	1000BaseTX
1	Tx +	Tx_D1 +	BI_D1 +
2	Tx-	Tx_D1-	BI_D1-
3	Rx +	Rx_D2 +	BI_D2 +
4	接続されていません	BI_D3 +	BI_D3 +
5	接続されていません	BI_D3-	BI_D3-
6	処方箋-	Rx_D2-	BI_D2-
7	接続されていません	BI_D4 +	BI_D4 +
8	接続されていません	BI_D4-	BI_D4-

米。 10.2..。 10BaseT / 100BaseTXネットワーク： NS- 星、 NS-ポイントツーポイント接続

米。 10.3..。イーサネットインターフェイスケーブル： NS- "真っ直ぐ"、 NS- "クロス"

V ローカルエリアネットワーク通常、ケーブル配線が使用され、固定ケーブルで構成され、プラグとパッチコードで終端されます。固定配線は、インターフェースコネクタのピンの「直接」接続を提供するように作られています。パッチコードはストレートまたはクロスオーバーにすることができます。ピン4、5、7、および8は100BaseT4および1000BaseTXにのみ必要ですが、10BaseTおよび100BaseTXと干渉しないため、ケーブルは1つであることに注意してください。

ギガビットイーサネット1000BaseTXは、ストレートケーブルのみを使用します。ユニバーサルポートはファストイーサネット互換です（自動ネゴシエート）。 2つのギガビットイーサネットポートをクロスケーブルで接続すると、100BaseTXモードで通信します。

上記のツイストペアイーサネットの実装では、 モードネゴシエーションプロトコル（自動ネゴシエーション）。物理接続やポートの初期化後に接続が確立されるたびに実行されます。プロトコルはサービスパルスの交換に基づいています（フレームとは異なります）送信情報）。このプロトコルにより、接続されたポートは、両方のポートで使用可能な最も効率的なモードを選択できます。モードの優先順位の降順：1000BaseT、100BaseTX全二重、100BaseT4、100BaseTX半二重、10BaseT全二重、10BaseT半二重。オートネゴシエーションプロトコルを無効にする（または実装しない）ことができます。その場合、ポートを構成するときに動作モードが強制されます。モードを切り替える機能は、ポートの名前に反映されます（たとえば、ファストイーサネット10/100）。100BaseT4モードのサポートは一般的ではありません。

光学オプションについては、マッチングプロトコルも登場していますが、さまざまなオプションで使用される波長の不一致の可能性があるため、その機能は制限されています。確かに、ここでは自動ネゴシエーションはそれほど必要ではありません。光接続がはるかに少ないため、慎重に計画され、頻繁に再構成されることはありません。

イーサネット標準（10 Mbit / s）は、AUI（Attachment Unit Interface）インターフェイスを定義します。このインターフェイスを使用して、トランシーバー（トランシーバー）を任意の伝送媒体のアダプターに接続できます。トランシーバーには、送信機、受信機、衝突検出器の端子回路が含まれています。 AUIインターフェイスのピン割り当てを表に示します。 10.2、ここではDB-15コネクタが使用されています（アダプタではメス、トランシーバではオス）。

表10.2..。イーサネットAUIコネクタ

コンタクト	信号
1	衝突
2	衝突+
3	送信+
4	受信（画面）
5	+を受け取る
6	DC電源GND
7	接続されていません
8	接続されていません
9	衝突 -
10	送信-
11	送信（画面）
12	受け取る -
13	DC電源（+ 12B）
14	DC電源（画面）
15	接続されていません

ファストイーサネット規格には、MII（Media Independent Interface）インターフェイスが含まれています。 MIIでは、受信機と送信機のデータは、コード化されていない形式で4ビットパラレルバス（10Mbpsと100Mbpsの速度でそれぞれ2.5と25MHzのクロック周波数）またはシリアルコード（10 Mbpsの場合）で送信されます。このインターフェースには、受信機と送信機の同期と制御、回線ステータス（キャリアの存在、衝突）、およびトランシーバーの制御レジスターと通信できるシリアル制御インターフェースSMI（セクション11.2を参照）の信号が含まれています。リムーバブルモジュール（40ピン、2列）を接続するための物理コネクタも特定されていますが、PCでは実際には発生しません。

チュートリアル

衝突ドメインとは何ですか？
イーサネットに使用されるペアの数とその理由を教えてください。
どのペアが受信で、どのペアが送信ですか？
ネットワークセグメントの長さを制限するものは何ですか？
フレームを特定のサイズより小さくできないのはなぜですか？

これらの質問に対する答えがわからないが、怠惰すぎてこのトピックに関する標準や真面目な文献を読むことができない場合は、猫の下でお願いします。

これらは明白なことだと考える人もいれば、退屈で不必要な理論だと言う人もいます。それにもかかわらず、インタビューでは、定期的に同様の質問を聞くことができます。私の意見：8P8C圧着を手に取る必要がある人は誰でも、以下で説明する内容に注意する必要があります（このコネクタは通常誤ってRJ-45と呼ばれます）。私は学問的な深みのあるふりをしません。数式や表は控えます。また、線形コーディングは船外に残します。それは主に銅線についてであり、光学、tkについてではありません。それらは日常生活でより広まっています。

イーサネットテクノロジーは、OSIモデルの2つの下位層を同時に記述します。物理的およびチャネル。以下では、物理的なものについてのみ説明します。 2つの隣接するデバイス間でビットが転送される方法。

イーサネットテクノロジーは、XeroxPARCリサーチセンターの豊かな遺産の一部です。初期のバージョンのイーサネットは、伝送媒体として同軸ケーブルを使用していましたが、時間の経過とともに、ファイバーとツイストペアに完全に置き換えられました。ただし、同軸ケーブルの使用がイーサネットの動作を大きく左右することを理解することが重要です。ポイントは、同軸ケーブルが共有伝送媒体であるということです。共有環境の重要な機能：複数のインターフェースで同時に使用できますが、一度に送信できるのは1つだけです。同軸ケーブルを使用すると、アクティブな機器を使用せずに、2台のコンピューターだけでなく2台以上のコンピューターを相互に接続できます。このトポロジーはと呼ばれます タイヤ..。ただし、同じバス上の少なくとも2つのノードが同時に情報の送信を開始すると、それらの信号はオーバーラップし、他のノードの受信機は何も理解しません。この状況はと呼ばれます衝突、およびノードが共通の伝送媒体をめぐって競合するネットワークの部分は 衝突ドメイン..。衝突を認識するために、送信ノードは常に環境内の信号を監視し、自身の送信信号が観測された信号と異なる場合、衝突が記録されます。この場合、すべてのノードが送信を停止し、を介して送信を再開します。 ランダム時間間隔。

衝突ドメインの直径と最小フレームサイズ

ここで、図に示すネットワークで、ノードAとCが同時に送信を開始し、お互いの信号を受信する前に送信を終了するとどうなるかを想像してみましょう。これは、十分に短い送信メッセージと十分に長いケーブルで可能です。これは、学校のカリキュラムからわかるように、信号の伝搬速度はせいぜいC = 3 * 10 8 m / sであるためです。なぜなら各送信ノードは、メッセージの送信が終了した後にのみ反対の信号を受信します。衝突が発生したという事実は、どのノードによっても確立されません。つまり、フレームの再送信はありません。ただし、入力のノードBは信号の合計を受信し、それらのいずれも正しく受信できません。このような状況を防ぐために、衝突ドメインのサイズを制限し、最小フレームサイズ。これらの値が互いに直接比例していることを推測するのは難しくありません。送信される情報の量が最小フレームに達しない場合は、その名前をプレースホルダーとして変換できる特別なパッドフィールドのために増加します。

したがって、ネットワークセグメントの潜在的なサイズが大きいほど、小さなデータチャンクの転送により多くのオーバーヘッドが費やされます。開発者向けイーサネットテクノロジーこれら2つのパラメータの中間点を探す必要があり、最小フレームサイズは64バイトに設定されました。

ツイストペアおよび全二重動作

伝送媒体としてのツイストペアは、2つのノードしか接続できず、別々の媒体を使用して異なる方向に情報を伝送できるという点で、同軸ケーブルとは異なります。 1ペアは送信用（1.2ピン、通常はオレンジと白オレンジのワイヤー）で、もう1ペアは受信用（3,6ピン、通常は緑と白緑のワイヤー）です。アクティブなネットワーク機器では、その逆も同様です。中央の接点のペアが欠落していることに気付くのは難しくありません：4、5。このペアは特別に空けられたままです。同じソケットにRJ11を挿入すると、自由な接点だけが必要になります。したがって、LANや電話などに1本のケーブルと1本のソケットを使用できます。ケーブルのペアは、信号の相互影響を最小限に抑え、通信品質を向上させるように選択されています。 1つのペアのワイヤは、ペアの両方のワイヤに対する外部干渉の影響がほぼ同じになるように撚り合わされています。
同じタイプの2つのデバイス、たとえば2台のコンピューターを接続するには、いわゆるクロスオーバーケーブルを使用します。このケーブルでは、一方のペアが一方の接点1.2ともう一方の接点3.6を接続し、もう一方の接点を接続します。片側と1、2他。これは、受信機を送信機に接続するために必要です。ストレートケーブルを使用すると、受信機-受信機、送信機-送信機が得られます。今では、いくつかの古風な機器を使用する場合にのみ問題になります。最新の機器のほとんどすべてがAuto-MDIXをサポートしています。これは、インターフェイスが受信しているペアと送信しているペアを自動的に判別できるようにするテクノロジーです。

質問が発生します。共有メディアがない場合、ツイストペアを介したイーサネットのセグメント長の制限はどこから来るのでしょうか。これは、最初のツイストペアネットワークがハブを使用していたためです。ハブ（つまり、マルチ入力リピータ）は、複数のイーサネットポートを備え、受信したパケットを、パケットの送信元のポートを除くすべてのポートにブロードキャストするデバイスです。したがって、コンセントレータが2つのポートから同時に信号を受信し始めた場合、他のポートに何をブロードキャストするかがわからず、衝突でした。同じことが、オプティクス（10Base-FL）を使用した最初のイーサネットネットワークにも当てはまりました。

4ペアのうち2つしか使用されていないのに、なぜ4ペアケーブルを使用するのでしょうか。合理的な質問です。これを行う理由は次のとおりです。

4ペアケーブルは、2ペアケーブルよりも機械的に信頼性があります。
すでに4ペアすべてを使用しているギガビットイーサネットまたは100BaseT4に切り替える場合は、4ペアケーブルを変更する必要はありません。
1つのペアが中断された場合は、代わりに空きペアを使用して、ケーブルを再配置しないでください。
Power overEthernetテクノロジーを使用する機能

それにもかかわらず、実際には、2ペアケーブルを使用するか、一度に2台のコンピューターを接続するか、1本の4ペアケーブルを使用するか、無料のペアを使用して電話を接続することがよくあります。

ギガビットイーサネット

以前のバージョンとは異なり、ギガビットイーサネットは常に4ペアすべてを同時に送信するために使用します。また、一度に2方向に。さらに、情報は通常の2つのレベル（0と1）ではなく、4つのレベル（00,01,10,11）でエンコードされます。それらの。任意の時点での電圧レベルは、一度に1ビットではなく2ビットをエンコードします。これは、変調周波数を250MHzから125MHzに下げるために行われます。さらに、コードの冗長性を作成するために5番目のレベルが追加されました。受信エラーの修正が可能です。このタイプのコーディングは、5レベルパルス振幅コーディング（PAM-5）と呼ばれます。また、すべてのペアを使用するために 同時にネットワークアダプタは、送受信するために、全信号から自身の送信信号を差し引いて、反対側から送信された信号を受信します。したがって、全二重モードは1つのチャネルで実現されます。

さらに

10ギガビットイーサネットすでにプロバイダー全体で使用されていますが、SOHOセグメントでは使用されていません。どうやら十分なギガビットイーサネットがあります。 10GBEは、波長圧縮の有無にかかわらず、シングルモードおよびマルチモードファイバー、InfiniBandコネクタ付きの銅ケーブルおよびツイストペア 10GBASE-TまたはIEEE802.3an-2006標準。

40ギガビットイーサネット（または 40GbE）および100ギガビットイーサネット（または 100GbE）。これらの規格の開発は2010年7月に完了しました。現在、Cisco、Juniper Networks、Huaweiなどのネットワーク機器の大手メーカーは、これらのテクノロジーをサポートする最初のルーターの開発とリリースにすでに取り組んでいます。タグを追加する

イーサネット規格は、物理層での有線接続と電気信号を定義しています。
フレームとメディアアクセス制御プロトコル-OSIモデルのリンク層。イーサネットは主に
IEEE802.3標準で説明されています。イーサネットは、真ん中で最も普及しているLANテクノロジーになりました
前世紀の90年代、Arcnet、FDDI、トークンリングなどの古いテクノロジーに取って代わりました。

創造の歴史

イーサネットテクノロジーは、XeroxPARCの初期のプロジェクトの多くと連携して開発されました。
イーサネットは1973年5月22日、ロバートメトカーフが発明したときに一般的に認められています。
イーサネット技術の可能性についてPARCの責任者にメモを書きました。しかし、法的権利
Metcalfeは数年後に技術を受け取りました。 1976年に彼と彼のアシスタントのデビッドボッグス
「イーサネット：ローカルコンピュータネットワークの分散パケット交換」というタイトルのパンフレットを発行しました。

Metcalfeは1979年にXeroxを去り、コンピューターとローカルを宣伝するために3Comを設立しました。
コンピュータネットワーク（LAN）。彼は、DEC、Intel、Xeroxに協力して開発するよう説得することができました。
イーサネット標準（DIX）。この規格は、1980年9月30日に最初に公開されました。彼は始めました
トークンリングとARCNETという2つの主要な特許技術との競争-間もなく登場
イーサネット製品の波に埋もれています。闘争の過程で、3Comがメインの会社になりました
この業界では。

テクノロジー

最初のバージョン（イーサネットv1.0およびイーサネットv2.0）の標準では、伝送媒体としてそれを指定しています
同軸ケーブルを使用し、後にツイストペアと光を使用できるようになりました
ケーブル。

移行の理由は次のとおりです。

デュプレックスモードで動作する機能。
「ツイストペア」ケーブルの低コスト。
ケーブル障害が発生した場合のネットワークの信頼性が高くなります。
差動信号を使用する場合の高いノイズ耐性。
低電力ノード、たとえばIP電話（Power over Ethernet、POE標準）へのケーブルによる電力供給の可能性。
ネットワークノード間のガルバニック接続（電流の流れ）の欠如。原則としてコンピュータの接地がないロシアの状況で同軸ケーブルを使用する場合、同軸ケーブルの使用はしばしばネットワークカードの故障を伴い、時にはシステムユニットの完全な「バーンアウト」さえも伴いました。。

光ケーブルに移行した理由は、リピーターなしでセグメント長を長くする必要があったためです。

アクセス制御方式（ネットワークオンの場合）-Carrier Sense MultipleAccessおよび
衝突検出（CSMA / CD、衝突検出を備えたCarrier Senseマルチアクセス）、ボーレート
データ10Mbit / s、72〜1526バイトのパケットサイズ、データのエンコード方法について説明します。労働時間
半二重、つまり、ノードは情報の送受信を同時に行うことはできません。のノード数
1つの共有ネットワークセグメントは、1024ワークステーションの制限に制限されています（仕様
物理層は、たとえば、薄い同軸セグメントに対して、より厳しい制限を設定できます。
30台以下のワークステーションを接続でき、100台以下を厚い同軸セグメントに接続できます）。しかし
1つの共有セグメント上に構築されたネットワークは、到達するずっと前に無効になります
主に半二重動作によるノード数の制限値。

1995年には、IEEE802.3uファストイーサネット規格が100Mbit / sの速度で採用され、それが可能になりました。
全二重動作。 1997年には、IEEE802.3zギガビットイーサネット規格が高速で採用されました。
送信用に1000Mbps 光ファイバ 2年後、ツイストペアを介した伝送。

イーサネットの種類

データ転送速度と伝送媒体に応じて、いくつかの技術オプションがあります。
スタックの転送方法に関係なくネットワークプロトコルプログラムはほとんど同じように機能します
以下にリストされているすべてのオプション。

ほとんどのイーサネットカードおよびその他のデバイスは、複数のボーレートをサポートしています。
速度とデュプレックスのオートネゴシエーションを使用して、最高のパフォーマンスを実現します
2つのデバイス間の接続。自動検出が失敗した場合、速度は次のように調整されます
パートナーであり、半二重伝送が有効になっています。たとえば、デバイスにイーサネットポートが存在する
10/100は、10BASE-Tおよび100BASE-TXテクノロジ、およびポートを使用して作業できることを意味します。
イーサネット10/100 / 1000-10BASE-T、100BASE-TX、および1000BASE-T標準をサポートします。
初期のイーサネット変更

Xeroxイーサネット-独自のテクノロジー、3Mbpsの速度、バージョン1とバージョン2の2つのバージョンのフレーム形式で存在最新バージョンまだ広く使われています。
10BROAD36-普及していない。遠距離恋愛を可能にする最初の基準の1つ。使用されているものと同様の広帯域変調技術を使用
ケーブルモデムで。データ伝送媒体として同軸ケーブルを使用した。
1BASE5-StarLANとも呼ばれ、ツイストペアケーブルを使用するイーサネットテクノロジーの最初の変更でした。 1 Mbit / sの速度で動作しましたが、商用利用は見つかりませんでした。

10Mbpsイーサネット

10BASE5、IEEE 802.3（「シックイーサネット」とも呼ばれます）は、データ転送速度が10Mbpsのテクノロジの最初の開発でした。初期のIEEE規格に従い、最大セグメント長が500メートルの50オーム同軸ケーブル（RG-8）を使用しています。
10BASE2、IEEE 802.3a（「シンイーサネット」と呼ばれる）-RG-58ケーブルが使用され、最大セグメント長は185メートルで、コンピュータを相互に接続してケーブルをネットワークに接続しました
カードにはTコネクタが必要であり、ケーブルにはBNCコネクタが必要です。それぞれにターミネータが必要です
終わり。長年にわたり、この規格はイーサネットテクノロジーの主要な規格でした。
StarLAN 10-10Mbpsでのデータ伝送にツイストペアケーブルを使用した最初の設計。

その後、10BASE-T標準に進化しました。

理論的には以上の接続が可能であるという事実にもかかわらず
シンプレックスモードで動作する2つのデバイス、このようなスキームはイーサネットでは使用されません。
での作業との違い。したがって、すべてのツイストペアネットワークはスタートポロジを使用します。
一方、同軸ケーブルネットワークはバストポロジに基づいています。作業用ターミネーター
ツイストペアケーブルは各デバイスに組み込まれており、ラインで追加の外部ターミネータを使用する必要はありません。

10BASE-T、IEEE 802.3i-カテゴリ3またはカテゴリ5の4本のツイストペアケーブル（ツイストペア）がデータ伝送に使用されます。セグメントの最大長は100メートルです。
FOIRL-（光ファイバーインターリピーターリンクの頭字語）。データ伝送に光ケーブルを使用するイーサネット技術の基本規格。リピーターなしの最大データ伝送距離は1kmです。
10BASE-F、IEEE 802.3j-最大2km離れた光ケーブルを使用する10Mbpsイーサネット規格のファミリの主な用語：10BASE-FL、10BASE-FB、および10BASE-FP。上記のうち、広く使用されているのは10BASE-FLのみです。
10BASE-FL（ファイバーリンク）-FOIRL標準の改良版。改善は、2kmまでのセグメント長の増加に関するものでした。
10BASE-FB（ファイバーバックボーン）-現在は未使用の標準であり、リピーターをバックボーンに結合することを目的としていました。
10BASE-FP（ファイバーパッシブ）-リピーターを必要としないパッシブスタートポロジ-は使用されたことがありません。

ファストイーサネット（ファストイーサネット、100 Mbps）

100BASE-Tは、データ伝送媒体として使用される規格の総称です。最大100メートルのセグメント長。 100BASE-TX、100BASE-T4、および100BASE-T2標準が含まれています。
100BASE-TX、IEEE 802.3uは、スターネットワークで使用するための10BASE-T標準の進化形です。カテゴリ5のツイストペアが使用されます。実際には、シールドされていない導体のペアが2つだけ使用され、最大100mの距離で全二重データ伝送がサポートされます。
100BASE-T4は、カテゴリ3のツイストペアを使用する標準です。4対の導体すべてが含まれ、データ伝送は半二重です。実際には使用されません。
100BASE-T2は、カテゴリ3のツイストペア規格です。2対の導体のみが使用されます。全二重がサポートされており、信号は各ペアで反対方向に伝搬します。一方向の伝送速度は50Mbpsです。実際には使用されません。
100BASE-SXは、マルチモードファイバを使用する標準です。最大セグメント長は、半二重で400メートル（衝突検出を保証するため）、または全二重で2キロメートルです。
100BASE-FXは、シングルモードファイバを使用した標準です。最大長は制限されています
2xから10までのさまざまな材料に応じた、光ケーブルの減衰量と送信機の電力
キロメートル
100BASE-FX WDMは、シングルモードファイバを使用する標準です。最大長は制限されています
光ファイバケーブルの減衰量と送信機の電力。 2つのインターフェースがあります
タイプ、送信機の波長が異なり、数字（波長）または1つのラテン語でマークされています
文字A（1310）またはB（1550）。ペアのインターフェースのみがペアで動作できます：片側の送信機
1310 nmで、その他の場合-1550nmで。

ギガビットイーサネット（ギガビットイーサネット、1 Gbps）

1000BASE-T、IEEE 802.3abは、カテゴリ5eツイストペアケーブル規格です。 4ペアがデータ転送に関与します。データ転送速度は、1ペアで250Mbpsです。コーディング方法はPAM5、基本周波数は62.5MHzです。 100メートルまでの距離
1000BASE-TXは、電気通信工業会によって作成されました。
業界団体、TIA）および2001年3月に「物理層仕様」として公開されました。
デュプレックスイーサネット1000Mbps（1000BASE-TX）対称Cat6ケーブル
（ANSI / TIA / EIA-854-2001） "（eng。" 1000 Mbis / sの全二重イーサネット仕様（1000BASE-TX）
カテゴリ6のバランスの取れたツイストペアケーブル（ANSI / TIA / EIA-854-2001） "）で動作します。標準、使用
個別の受信と送信（各方向に1ペア）により、設計が大幅に簡素化されます
トランシーバーデバイス。 1000BASE-TXのもう1つの重要な違いは、回路がないことです。
ピックアップとリターンノイズのデジタル補正により、複雑さ、消費電力が発生します
プロセッサの価格は1000BASE-Tプロセッサよりも低くなります。しかし、結果として、
この技術の安定した運用にはケーブルシステムが必要です高品質だから1000BASE-TX
カテゴリ6ケーブルのみを使用できます。ベースこの規格のほとんど作成されていません
1000BASE-TXは1000BASE-T標準よりも単純なプロトコルを使用しているため、
よりシンプルな電子機器を使用してください。
1000BASE-Xは、プラガブルGBICまたはSFPトランシーバーを備えた規格の総称です。
1000BASE-SX、IEEE 802.3zは、マルチモードファイバを使用する標準です。通過距離
550メートルまでのリピーターなしの信号。
1000BASE-LX、IEEE 802.3zは、シングルモードファイバを使用する標準です。通過距離
5キロメートルまでのリピーターなしの信号。
中古。
1000BASE-CX-二軸ケーブルを使用した短距離（最大25メートル）の標準
75オームの特性インピーダンス（2つの導波管のそれぞれ）。 1000BASE-T標準に置き換えられ、廃止されました
中古。
1000BASE-LH（Long Haul）は、シングルモードファイバーを使用する標準です。通過距離
100キロメートルまでのリピーターなしの信号。

10ギガビットイーサネット

新しい10ギガビットイーサネット規格には次のものが含まれます セブン LAN、MAN、および
WAN。現在、IEEE 802.3aeの修正でカバーされており、次のリビジョンに含める必要があります。
IEEE802.3標準。

10GBASE-CX4-CX4銅ケーブルとInfiniBandコネクタを使用した短距離（最大15メートル）向けの10ギガビットイーサネットテクノロジー。
10GBASE-SR-短距離用の10ギガビットイーサネットテクノロジー（最大26メートルまたは82メートル、インチ
ケーブルの種類によっては、マルチモードファイバが使用されます。また、最大300の距離をサポートします
新しいマルチモードファイバー（2000 MHz / km）を使用したメーター。
10GBASE-LX4-波長分割多重を使用して、マルチモードファイバで240〜300メートルの距離をサポートします。シングルモードを使用する場合、最大10kmの距離もサポートします
繊維。
10GBASE-LRおよび10GBASE-ER-これらの規格は、最大10kmおよび40kmの距離をサポートします
それぞれ。
10GBASE-SW、10GBASE-LW、および10GBASE-EW-これらの標準は、互換性のある物理インターフェイスを使用します
OC-192 / STM-64 SONET / SDHインターフェイスを使用した速度とデータ形式による。それらは10GBASE-SR標準に似ています。
同じケーブルタイプと伝送距離を使用しているため、それぞれ10GBASE-LRと10GBASE-ER。
10GBASE-T、IEEE802.3an-2006-4年間の開発の後、2006年6月に採用されました。用途
シールド付きツイストペア。距離-100メートルまで。

歴史

イーサネットテクノロジーは、XeroxPARCの初期のプロジェクトの多くと連携して開発されました。イーサネットは1973年5月22日、ロバートメトカーフ（ ロバート・メトカーフ）イーサネット技術の可能性についてPARCの責任者にメモを書きました。しかし、メトカーフは数年後に技術に対する法的権利を取得しました。 1976年、彼と彼のアシスタントであるDavid Boggsは、「イーサネット：ローカルコンピュータネットワークの分散パケット交換」というタイトルのパンフレットを発行しました。 R. M. Metcalfeと D.R.ボッグス..。イーサネット：ローカルコンピュータネットワーク用の分散パケット交換。 // ACM Communications、19（5）：395-404、1976年7月。

Metcalfeは1979年にXeroxを去り、コンピューターとローカルエリアネットワーク（LAN）を宣伝するために3Comを設立しました。彼は、DEC、Intel、Xeroxが協力してイーサネット標準（DIX）を開発するように説得することができました。この規格は、1980年9月30日に最初に公開されました。トークンリングとアークネットという2つの主要な特許技術との競争が始まり、すぐにイーサネット製品の波に埋もれてしまいました。その過程で、3Comは業界の主要企業になりました。

テクノロジー

最初のバージョン（イーサネットv1.0およびイーサネットv2.0）の標準では、同軸ケーブルを伝送媒体として使用することが規定されており、後にツイストペアケーブルと光ケーブルを使用できるようになりました。

一般的なタイプのイーサネットは、10Base2、100BaseTXなどとして指定されています。ここで、最初の要素は伝送速度Mbpsを示します。 2番目の要素：

ベース-直接（変調されていない）送信、
Broad-周波数分割多重化を備えたブロードバンドケーブルを使用します。

3番目の要素：数百メートル単位の丸みを帯びたケーブル長（10Base2-185 m、10Base5-500 m）または伝送媒体（T、TX、T2、T4-ツイストペア、FX、FL、FB、SXおよびLX-光ファイバー、CX -ギガビットイーサネット用のツイストケーブル）。

ツイストペアに切り替えた理由は次のとおりです。

デュプレックスモードで動作する機能。
「ツイストペア」ケーブルの低コスト。
ケーブル障害が発生した場合のネットワークの信頼性が高くなります。
差動信号を使用する場合の高いノイズ耐性。
低電力ノード、たとえばIP電話（Power over Ethernet、POE標準）へのケーブルによる電力供給の可能性。
ネットワークノード間のガルバニック接続（電流の流れ）の欠如。原則としてコンピュータの接地がないロシアの状況で同軸ケーブルを使用する場合、同軸ケーブルの使用はしばしばネットワークカードの故障を伴い、時にはシステムユニットの完全な「バーンアウト」さえも伴いました。。

光ケーブルに移行した理由は、リピーターなしでセグメント長を長くする必要があったためです。

アクセス制御方式（同軸ケーブル上のネットワーク用）-キャリアセンスと衝突検出を備えたマルチアクセス（CSMA / CD、衝突検出を備えたキャリアセンスマルチアクセス）、データレート10 Mbit / s、パケットサイズ72〜1526バイト、記述データエンコーディング方法。動作モードは半二重です。つまり、ノードは情報の送受信を同時に行うことはできません。 1つの共有ネットワークセグメント内のノード数は、1024台のワークステーションの制限値によって制限されます（物理層の仕様により、より厳しい制限を設定できます。たとえば、30台以下のワークステーションを薄い同軸セグメントに接続でき、100台以下です。厚い同軸セグメントに）。ただし、単一の共有セグメント上に構築されたネットワークは、主に半二重動作のために、ノード数の制限に達するずっと前に無効になります。

ほとんどのイーサネットカードおよびその他のデバイスは、速度とデュプレックスの自動ネゴシエーションを使用して複数のボーレートをサポートし、2つのデバイス間で可能な限り最良の接続を実現します。自動検知が機能しない場合は、速度がパートナーに合わせて調整され、半二重伝送がオンになります。たとえば、デバイスにイーサネット10/100ポートが存在するということは、10BASE-Tおよび100BASE-TXテクノロジーを使用して動作できることを意味し、イーサネット10/100/1000ポートは10BASE-T、100BASE-TX、および1000BASE-をサポートします。 NS。

初期のイーサネット変更

ゼロックスイーサネット-元のテクノロジーである3Mbit / sは、バージョン1とバージョン2の2つのバージョンで存在し、最新バージョンのフレーム形式が現在でも広く使用されています。
10BROAD36-広く配布されませんでした。遠距離恋愛を可能にする最初の基準の1つ。ケーブルモデムで使用されているものと同様のブロードバンド変調技術を使用しました。データ伝送媒体として同軸ケーブルを使用した。
1BASE5-StarLANとも呼ばれ、ツイストペアケーブルを使用するイーサネットテクノロジーの最初の変更でした。 1 Mbit / sの速度で動作しましたが、商用利用は見つかりませんでした。

10Mbpsイーサネット

10BASE5、IEEE 802.3（「シックイーサネット」とも呼ばれます）は、データ転送速度が10Mbpsのテクノロジの最初の開発でした。初期のIEEE規格に従い、最大セグメント長が500メートルの50オーム同軸ケーブル（RG-8）を使用しています。
10BASE2、IEEE 802.3a（「シンイーサネット」と呼ばれる）-RG-58ケーブルが使用され、最大セグメント長は200メートルで、コンピュータが相互に接続され、ケーブルがネットワークカード Tコネクタが必要で、ケーブルにはBNCコネクタが必要です。両端にターミネータが必要です。長年にわたり、この規格はイーサネットテクノロジーの主要な規格でした。
StarLAN 10-10 Mbit / sの速度でのデータ伝送にツイストペアケーブルを使用した最初の開発。その後、10BASE-T標準に進化しました。

シンプレックスモードで動作する3つ以上のデバイスを1つのツイストペアケーブル（セグメント）に接続することは理論的には可能ですが、同軸ケーブルを使用する場合とは対照的に、このような方式はイーサネットには使用されません。したがって、すべてのツイストペアネットワークはスタートポロジを使用しますが、同軸ネットワークはバストポロジを使用します。ツイストペアターミネータは各デバイスに組み込まれており、回線上で追加の外部ターミネータを使用する必要はありません。

10BASE-T、IEEE 802.3i-データ伝送には、カテゴリ3またはカテゴリ5のツイストペアケーブルの4本のワイヤ（2本のツイストペア）が使用されます。セグメントの最大長は100メートルです。
FOIRL-（光ファイバーインターリピーターリンクの頭字語）。データ伝送に光ケーブルを使用するイーサネット技術の基本規格。リピーターなしの最大データ伝送距離は1kmです。
10BASE-F、IEEE802.3j-最大2km離れた光ファイバケーブルを使用する10Mbpsイーサネット規格のファミリの主要な用語：10BASE-FL、10BASE-FB、および10BASE-FP。上記のうち、広く使用されているのは10BASE-FLのみです。
10BASE-FL（ファイバーリンク）-FOIRL標準の改良版。改善は、2kmまでのセグメント長の増加に関するものでした。
10BASE-FB（ファイバーバックボーン）-現在は未使用の標準であり、リピーターをバックボーンに結合することを目的としていました。
10BASE-FP（ファイバーパッシブ）-リピーターを必要としないパッシブスタートポロジ-使用されることはありません。

ファストイーサネット（ファストイーサネット、100 Mbps）

100BASE-Tツイストペアをデータ伝送媒体として使用する規格の総称です。最大100メートルのセグメント長。 100BASE-TX、100BASE-T4、および100BASE-T2標準が含まれています。
100BASE-TX、IEEE 802.3uは、スターネットワークで使用するための10BASE-T標準の進化形です。カテゴリ5のツイストペアが使用されます。実際には、シールドされていない導体のペアが2つだけ使用され、最大100mの距離で全二重データ伝送がサポートされます。
100BASE-T4-カテゴリ3のツイストペアを使用する標準。4対の導体すべてが含まれ、データ伝送は半二重です。実際には使用されません。
100BASE-T2-カテゴリ3のツイストペアを使用する標準。2対の導体のみが含まれます。全二重がサポートされており、信号は各ペアで反対方向に伝搬します。一方向の伝送速度は50Mbpsです。実際には使用されません。
100BASE-SXマルチモードファイバを使用した標準です。最大セグメント長は、半二重で400メートル（衝突検出を保証するため）、または全二重で2キロメートルです。
100BASE-FXシングルモードファイバを使用した標準です。最大長は、光ファイバーケーブルの減衰と送信機の電力によってのみ制限されます。
100BASE-FX WDMシングルモードファイバを使用した標準です。最大長は、光ファイバーケーブルの減衰と送信機の電力によってのみ制限されます。インターフェイスには2つのタイプがあり、送信機の波長が異なり、数字（波長）または1つのラテン文字A（1310）またはB（1550）のいずれかでマークされています。ペアのインターフェイスのみがペアで機能します。一方の送信機は1310nmで、もう一方の送信機は1550nmです。

ファストイーサネット

ファストイーサネット（IEEE802.3u、100BASE-X）は、従来のイーサネット（10 Mbit / s）とは対照的に、最大100 Mbit / sの速度でのコンピュータネットワークでのデータ伝送の標準セットです。

ギガビットイーサネット（ギガビットイーサネット、1 Gbps）

1000BASE-T IEEE 802.3abは、カテゴリ5eツイストペアケーブルを使用する標準です。 4つのペアすべてがデータ転送に関与します。データレートは1ペアで250Mbps、符号化方式はPAM5、基本周波数は62.5MHzです。
1000BASE-TX電気通信工業会（eng。 電気通信工業会、TIA）および2001年3月に、デュプレックスイーサネット1000 Mbps（1000BASE-TX）カテゴリ6対称ケーブルシステム（ANSI / TIA / EIA-854-2001）の物理層仕様として公開されました。 「カテゴリ6バランスツイストペアケーブル（ANSI / TIA / EIA-854-2001）で動作する1000 Mbis / s（1000BASE-TX）の全二重イーサネット仕様」）。この規格では、送信と受信を別々に使用しており（送信用に1ペア、受信用に1ペア、データはペアごとに500 Mbit / sの速度で送信されます）、トランシーバーデバイスの設計が大幅に簡素化されます。しかし、結果として、この技術で安定した動作を実現するには、高品質のケーブルシステムが必要であるため、1000BASE-TXはカテゴリ6ケーブルしか使用できません。 1000BASE-TXのもう1つの重要な違いは、ピックアップとリターンノイズ用のデジタル補償回路がないことです。その結果、プロセッサの複雑さ、消費電力レベル、および価格が1000BASE-Tプロセッサよりも低くなります。 1000BASE-TXは1000BASE-T標準よりも単純なプロトコルを使用しているため、より単純な電子機器を使用できますが、この標準に基づく製品は実質的にありません。
1000BASE-Xプラグ可能なGBICまたはSFPトランシーバーを備えた規格の総称です。
1000BASE-SX、IEEE 802.3zは、マルチモードファイバを使用する標準です。リピーターなしの信号伝送範囲は最大550メートルです。
1000BASE-LX IEEE 802.3zは、シングルモードファイバを使用する標準です。リピーターなしの信号伝送範囲は最大80キロメートルです。
1000BASE-CX-特性インピーダンスが150オームのTwinaxケーブルを使用した短距離（最大25メートル）の標準。 1000BASE-T標準に置き換えられ、現在は使用されていません。
1000BASE-LH（長距離）は、シングルモードファイバを使用する標準です。リピーターなしの信号伝送範囲は最大100キロメートルです。

10ギガビットイーサネット

新しい10ギガビットイーサネット規格には、LAN、MAN、およびWAN用の7つの物理メディア規格が含まれています。現在、IEEE 802.3aeの修正でカバーされており、IEEE802.3標準の次のリビジョンに含める必要があります。

10GBASE-CX4-CX4銅ケーブルとInfiniBandコネクタを使用した短距離（最大15メートル）用の10ギガビットイーサネットテクノロジー。
10GBASE-SR-マルチモードファイバーを使用した、短距離（ケーブルの種類に応じて最大26メートルまたは82メートル）用の10ギガビットイーサネットテクノロジー。また、新しいマルチモードファイバー（2000 MHz / km）を使用して最大300メートルの距離をサポートします。
10GBASE-LX4-波長分割多重を使用して、マルチモードファイバで240〜300メートルの距離をサポートします。シングルモードファイバを使用する場合、最大10kmの距離もサポートします。
10GBASE-LRと 10GBASE-ER-これらの標準は、それぞれ最大10kmと40kmの距離をサポートします。
10GBASE-SW, 10GBASE-LWと 10GBASE-EW-これらの規格は、OC-192 / STM-64 SONET / SDHインターフェイスと互換性のある速度とデータ形式の物理インターフェイスを使用しています。これらは、同じケーブルタイプと伝送距離を使用するため、それぞれ10GBASE-SR、10GBASE-LR、および10GBASE-ER規格に類似しています。
10GBASE-T、IEEE802.3an-2006-4年間の開発の後、2006年6月に採用されました。シールド付きツイストペアケーブルを使用しています。距離-100メートルまで。

10ギガビットイーサネット規格はまだ若いため、上記の伝送メディア規格のどれが実際に市場で需要があるかを理解するには時間がかかります。 10ギガビット/秒はまだ制限ではありません。 1000Gイーサネット以上の開発はすでに進行中です。

PIE.Wikiの資料。 イーサネット規格とインターフェース