第五章高速网络技术

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1、第五章高速网络技术5.1高速以太网5.1.1100BASE-T从10Mbps以太网到100BaseT非常简单，无需对软件和上层协议进行任何修改，无需对网络用户进行任何新的培训。l采用和10Mbps以太网相同的帧结构。l以太网帧的最小帧长仍然为64个字节。l缩短了网络所能覆盖的范围，从原来10Base5的2500米缩短为只有大概200米左右。l采用相同的媒体访问控制协议CSMA/CD（具有冲突检测的载波侦听多路访问）。100BaseT采用星型拓扑结构。100BaseT支持多达4种传输介质，包括：100BaseTX、100BaseFX、100BaseT4和100BaseT2

2、。100BaseT支持介质的自动协商。nIEEE以太网标准/工作组n物理介质选择l100BaseX包括100BaseTx和100BaseFx，两结点间使用两条物理链路：一条用来传输，一条用来接收。Ø100BASE-TX采用2对5类以上UTP或STPØ100BASE-FX使用1对光纤。Ø100BASE-T4使用4对3类以上UTP，其中3对用于数据传输Ø100BASET2采用2对3类以上UTP，采用PAM5编码来获得100Mbps的速率。n连接接口单元AUIl10Mbps以太网采用AUI接口来连接介质无关的控制器和介质相关的收发器Ø早期10Base5的设计中，由于电气方面的

3、原因，收发器与同轴电缆在物理上必须连接到一起，这样控制器和收发器之间就必须通过相应的接口连接。Ø物理层协议在收发器中实现，包括信号在传输媒体的收发以及冲突检测功能。l控制器实现MAC逻辑，采用高集成度数字逻辑实现，完全从物理介质的细节中隔离出来。l控制器主要采用数字技术，而收发器包含了模拟部件，两者之间存在一条逻辑分界线。AUI接口中的控制器包括总线接口、缓冲区、MAC逻辑以及曼彻斯特编码解码器Ø10BaseT也采用类似于10Base5的设计，采用低效（编码效率只有50％）的曼彻斯特编码。n介质无关接口MIIl100Base-T通过MII（MediaIndependen

4、tInterface）连接控制器和收发器，要求能够支持10Mbps和100Mbps的收发器，支持多种传输介质，而每种介质各自使用不同的编码方案编码器移到了收发器端。lMII接口共40针，提供了控制器和收发器之间的接口。lMII可以驱动一个比较短（最长50米）的屏蔽电缆，这种使得控制器和收发器可以从物理上分割开来n100BASE-TXl使用两对屏蔽双绞线STP或者两对五类以上的非屏蔽双绞线，一对用来传输，一对用来接收。l100BaseTX限制所连接的双绞线电缆的长度为最多100米。lMLT-3编码方案：Ø4B/5B中将4位数据一起编码，每4位数据被编成5位信号。Ø4B5B

5、编码确保编码后的比特流不会出现连续多个0的情形。Ø为了获得100Mbps的数据速率，需要125Mbps的信号速率。ØNRZI采用差分编码，通过跳变来表示1，从而在连续多个1的情况下也有信号的跳变，从而可以进行同步。Ø5类UTP支持的频率范围有限，如果125MHz的信号通过5类UTP传输时会导致信号的大幅衰减。ØMLT-3的基本思想是：采用3级的信号电平并通过相应的编码方法将传输信号的能量集中在30MHz以下，由此减少了由于干扰而产生的问题。lMLT-3编码Ø对于每个1都有一次跳变Ø采用3种电平：正电压(+V)、负电压(－V)、零电压(0)。Ø如果下一个输入位是0，下一位

6、输出值与前面的那一位一样。Ø如果下一个输入位是1，下一位输出值将包含一个跳变。Ø如果前一位的输出是＋V或－V，下一位的输出是0；Ø如果前一位的输出是0，下一位的输出是非0。其符号与最近的那个非0输出的符号相反。10011110000101110111+V-V0l100BaseTx采用MLT-3进行编码的基本步骤：Ø把4B5B/NRZI信号转变回NRZ信号Ø经过扰频技术产生一个更一致的频谱分布Ø避免出现连续多个0或者连续多个1Ø在数据流增加一些随机性Ø扰频一般是通过多项式的除法和乘法运算来实现Ø扰频后的比特流采用MLT-3编码Ø100BASE-FX使用两条光纤。一条用于发

7、送，一条用于接收。Ø100BASE-FX限制媒体的跨段距离（连接的网段中最长的直径）最长可达415米。Ø100BaseFX采用4B/5B-NRZI码编码方案Ø采用了强度调制技术：1用一个光脉冲表示，0用无脉冲或极小强度的光脉冲表示。n集线器/转发器l通过集线器连接的所有站点处在同一个冲突域中。l100BASE-T标准定义了两种转发器，用罗马数字表示。ØI类转发器用于连接不同的物理介质。由于不同物理介质所采用的编码方案的不同，要将一种信号转换成另一种信号，转发器内部的时延相对来说要长一些，一个冲突域中只能有一个I类转发器。ØII类转发器只限