Layer 2 - 100Mbps Ethernet

Technik

Die Norm IEEE 802.3u definiert 100Mbps Ethernet. Die Datenpakete werden nach dem CSMA/CD Prinzip übertragen. Die Signalübertragung erfolgt technisch im Baseband und wird 100Base genannt. Je nach Übertragungsmedium wird dieser 100Base Betrieb weiter unterschieden:
10Base-TX
wird für Punkt-zu-Punkt Verbindungen bis 100m eingesetzt. Es werden zwei Adernpaare zur Kommunikation benötigt. Geeignet ist geschrimtes oder ungeschirmtes Kabel ab Kategorie fünf. Eigentlich kann Cat 5 Kabel die Frequenzen um 125Mhz nicht verkraften, deshalb wird durch eine Multi-Level-Transmission (MLT3) die Trägerfrequenz auf 41.6Mhz zurückgesetzt. Vierpaariges Kabel gestattet den Full-Duplex-Betrieb mit 200Mbps.
10Base-T4
wird für Punkt-zu-Punkt Verbindungen bis 100m eingesetzt. Es werden vier Adernpaare zur Kommunikation benötigt. Geeignet ist geschrimtes oder ungeschirmtes Kabel ab Kategorie drei. Die Ausnutzung von drei Doppeladern zur Übertragung und der vierten Doppelader zur Collisionserkennung reduziert die Trägerfrequenz auf 25MHz. Es ist nur Halb-Duplex-Betrieb möglich.
10Base-FX
Der Einsatz von Lichtwellenleiter soll helfen größere Entfernungen zu überbrücken. Im Halb-Duplex-Betrieb einer Multimodefaser sind Entfernungen bis zu 412m spezifiziert. Im Full-Duplex-Betrieb kann die Multimodefaser bis zu 2km und die Singlemode-Faser bis zu 10km überbrücken.

Strukturregeln

Um das CSMA/CD Protokoll einhalten zu können muß eine Kollision wirklich innerhalb der Laufzeit eines Paketes aus 576 Signalfolgen, also innerhalb von 5,76 µs jede Station erreicht haben. Anderenfalls bemerken die sendenden Stationen den Datenverlust durch die Kollision nicht.

Aus dieser Restriktion ergibt sich die maximale Größe einer Collision-Domain, bis zu der Netze aufgebaut werden können. Verzögerungszeiten entstehen durch die Signallaufzeiten auf den Kabeln und durch eingesetzte Repeater (Hubs). Aufgrund der sehr kurzen maximalen Laufzeit werden zwei Typen von Repeatern unterschieden: Class-I Repeater verzögern die Signalaufbereitung um höchstens 0,7µs. Während Class-II-Repeater weniger als 0,46µs benötigen.

Zwischen zwei beliebigen Stationen darf nur ein Class-I-Repeater oder höchstens zwei Class-II-Repeater stehen. Das Interrepeater-Kabel darf für 100Base-T nicht länger als fünf Meter sein.

Insgesamt können max. 1023 Stationen in einer Collision-Domain angeschlossen sein.

Will man ein Netz über die Grenzen einer Collision-Domain hinaus ausdehnen, so müssen Bridges oder höher angesiedelte Netztrenner dazwischengeschaltet werden.

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