Kako deluje Ethernet

Ethernet je omrežna tehnologija, ki omogoča medsebojno komunikacijo med računalniki in drugimi napravami v istem omrežju. Za razliko od brezžične komunikacije signali prehajajo skozi žice v omrežju Ethernet. To je vrsta omrežja, ki stoji za lokalna omrežja (LAN), Metropolitan Area Networks (MAN) in Wide Area Networks (WAN). Ker povpraševanje po hitrejših omrežnih hitrostih še narašča, tudi tehnologije Ethernet še naprej dosegajo nove višine. V prejšnjih dneh je Osnovni Ethernet standard je bil široko uveden, vendar je bila hitrost, s katero je plazil, počasnih 10 Mb / s. Hitrost Etherneta se je kasneje znatno povečala na 100 Mb / s Hitri Ethernet standard. Čeprav je Fast Ethernet še vedno najpogostejši standard, ki se danes uporablja, standardi, ki podpirajo hitrejše hitrosti, kot je Gigabitni Ethernet, ki lahko prenaša do 1000 Mbps ali 1Gbps, in 10 gigabitni Ethernet se že izvajajo, zlasti v velikih panogah.

Kako deluje Ethernet

Vsaka naprava v omrežju Ethernet ima kartico Ethernet, bolj znano kot NIC (krmilnik omrežnega vmesnika). Te naprave se imenujejo vozlišča, in se pogovarjajo z uporabo protokoli. V okviru mreženja je protokol jezik komunikacije med povezanimi napravami. Vozlišča komunicirajo prek okvirjev, kosov informacij, ki jih vozlišča pošiljajo kot kratka sporočila. Okvirji prenašajo informacije, ki jih vozlišče pošilja drugemu vozlišču. Če je protokol jezik, so okviri stavki. Ethernet protokol določa nabor pravil za izdelavo okvirjev, vsak okvir pa ima cilj in izvorni naslov za identifikacijo pošiljatelja in prejemnika okvira. Nobeno vozlišče nima enakega naslova. Naprave so med seboj povezane prek Ethernet kablov, imenovanih tudi srednje.

Signali se med potovanjem skozi kabel običajno oslabijo. Nekateri signali se lahko celo izgubijo, če je kabel predolg. Da bi ohranili kakovost, je treba signal ojačati. V omrežju Ethernet se ti ojačevalniki imenujejo ponavljalniki. Ponavljalniki ali ojačevalniki signala so elektronske naprave, ki ojačujejo in nato ponovno oddajajo signal. Ti repetitorji so nameščeni v določenih intervalih v omrežju Ethernet.

Trkajoči signali

Pogosta težava v omrežjih Ethernet je trčenje signalov, ki se zgodi, ko dva ali več računalnikov hkrati pošljeta podatke. CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) učinkovito rešuje to mrežno dilemo. S Carrier Sense, računalnik preveri, ali se žica uporablja, preden pošlje informacije, ki se uporabijo, ko več računalnikov uporablja isto povezavo, torej Večkratni dostop. Ko naprave v omrežju istočasno pošljejo informacije, bodo te trčile in ne bodo uspešno poslane. Zaznavanje trkov je zmožnost naprav v omrežju, da zaznajo, da so tudi druge naprave pošiljale informacije drugim napravam. Ko se to zgodi, bodo omenjene naprave počakale naključno, nato pa poskusite znova poslati informacije.

Ethernet kabli

Ethernet kabli povezujejo vse naprave v omrežju. Trenutno sta na voljo dve vrsti Ethernet kablov: Twisted Pair in Fiber Optics. Vrsta uporabljenih kablov določa delovanje omrežja.

Kabli z zvitimi pari

Ethernet kabli iz sukanega para so narejeni iz bakrenih žic, ki so zvite v parih in so povezane v plastični pokrov. Konci kablov so zatesnjeni v priključku RJ45. Kabli zvit pari obstajajo že od začetka omrežja Ethernet in so razvrščeni po več kategorijah.

Prvi kabel, uporabljen v omrežju Ethernet, je bil 1. kategorija kabel, ki se je pogosto uporabljal v sedemdesetih letih. Ta kabel, znan tudi kot koaksialni kabel, je sestavljen iz zvitih telefonskih žic, ovitih v plastični plašč. Kasnejše ponovitve so izboljšale frekvence in zmogljivosti. Vendar pa je šele leta 1995 prišlo do pomembnega preskoka v frekvenci in hitrosti. 5. kategorija kabli imajo frekvenco več kot 100MHz in veliko hitrejšo hitrost 100Mbps. Kmalu je bila kategorija 5e oz Mačka 5e uveden je bil kabel, ki je potisnil hitrost na 1Gbps. The 6. kategorija kabel je izšel na začetku 21. stoletja. Kabli Cat 6, ki delujejo na 250 MHz, lahko prenašajo podatke s hitrostjo 1 Gbps na 330 čevljev in hitrostjo 10 Gbps na razdalji več kot 150 čevljev. Kabli Cat 6 imajo tudi zaščito za zmanjšanje motenj. Izboljšana mačka 6, Mačka 6A kabel deluje na 500MHz in zagotavlja 1Gbps nad 330 čevljev. Kategorija 7 je naslednja v kabelski lestvi, z višjo frekvenco 600MHz in izjemno zmogljivostjo 10Gbps nad 330 čevljev. Za izboljšanje izolacije je vsak par žic zaščiten, drugi ščit pa pokriva celoten snop žice, kar dodatno zmanjša motnje. Kabel Cat 7 je bil izboljšan na Mačka 7A, ki prenaša 1 GHz z neverjetno hitrostjo 40 Gbps nad 165 čevljev. Seznam se podaljšuje, zadnji dodatek v skupino pa je Kategorija 8 kabel, ki deluje pri najvišji frekvenci 2GHz in hitrosti 40Gbps. Cat 7 in Cat 8 se večinoma uporabljata v strežniških sobah in podatkovnih centrih, kjer je potrebna najvišja hitrost.

Optični kabli

Dandanes je optična vlakna v središču pozornosti na področju mreženja. Iz steklenih vlaken lahko optična vlakna zagotavljajo veliko boljše lastnosti kot tradicionalne bakrene žice. Optični kabli lahko obdelajo 10Gbps podatkov na velikih razdaljah od 1000 do 6000 čevljev. To odpravlja potrebo po ojačevalcih signala. Optična vlakna so tudi za razliko od bakrenih kablov imuna na motnje, saj namesto elektrike prenašajo svetlobo. Signal je zato bolj zanesljiv pri optičnih kablih.

Prednosti Etherneta

Ethernet se kljub porastu brezžičnih komunikacij še vedno široko uporablja po vsem svetu. Z novejšo tehnologijo, ki se je sčasoma razvila, Ethernet še naprej skrbi za potrebe večine omrežij, zlasti za potrebe po hitrosti. Ethernet je tudi zanesljivejši od svojega brezžičnega računalnika. Ker podatki potujejo po kablih in ne po zraku, je manj možnosti za prekinitev zaradi radijskih frekvenc in drugih signalov. Zanesljivost, učinkovitost, varnost podatkov in hitrejše hitrosti so le nekatere od številnih prednosti omrežja Ethernet, ki se še vedno pogosto uporablja v današnjih omrežnih prostorih.