نادي الهلال السعودي - شبكة الزعيم - الموقع الرسمي - Ethernet ذات سرعة 10 ميجابت في الثانية

يطلق على شبكات Ethernet طراز 10BASE5 و10BASE2 و10BASE-T اسم Legacy Ethernet (شبكة Ethernet القديمة). والميزات الأربع المشتركة في شبكات Legacy Ethernet هي عوامل التوقيت وتنسيق الإطارات (frame) وعملية الإرسال وقاعدة التصميم الأساسية.

يوضح شكل معايير لكل من عمليات ال 10Mbps Ethernet. تعتبر 10Mbps Ethernet والنسخ الأبطأ غير متوافقة. تستعمل كل من محطات الاستقبال ثمانى بايتات من المعلومات الزمنية لتوقيت دائرة إستقبال المعلومات للمعلوماث التي يتم استقبالها. تشترك كل من 10BASE5 و10BASE2 و10BASE-T جميعًا في نفس عوامل التوقيت، كما هو موضح في الشكل (زمن 1 بت بسرعة 10 ميجابت في الثانية = 100 نانو ثانية = 0.1 مليون ثانية = واحد على عشرة مليون من الثانية.)

لكل سرعات ارسال ال Ethernet 1000 او اقل لا يمكن ان يكون زمن الإرسال اقل من الفاصل الزمني حيث ان الفاصل الزمنى اكثر من الوقت الذي تحتاجه المعلومات لتسير أطول مسافة ممكنة في مجال اصطدام لل Ethernet , ثم تصطدم في أخر لحظة بإرسال اخر, اضافة الى الوقت اللازم لرجوع التصادم الى المرسل.

وتحتوي كل من 10BASE5 و10BASE2 و10BASE-T على تنسيق إطارات (frame) مشترك.

إن عملية إرسال Legacy Ethernet (شبكة Ethernet القديمة) هي عملية متطابقة حتى الجزء السفلي من الطبقة المادية في نموذج OSI (الاتصال المتبادل بين الأنظمة المفتوحة). وأثناء مرور الإطار (frame) من طبقة MAC (التحكم في الوصول إلى الوسائط) الفرعية إلى الطبقة المادية، تحدث مزيد من العمليات قبل وضع البتات القادمة من الطبقة المادية على الوسيطة. ومن العمليات المهمة إشارة الخطأ في جودة الإشارة (SQE). خطأ في جودة الإشارة. عملية إرسال من وحدة إرسال واستقبال إلى وحدة التحكم لإعلام وحدة التحكم بما إذا كانت دوائر التصادم تقوم بوظيفتها أم لا. يسمى أيضًا نبضة. النبضه لحل الخطأ فى نسخ سابقه من Ethernet, حيث المضيف لا يعام اذا كان جهاز البث الإستقبالي متصل. ويتم دائمًا استخدام إشارة SQE في الإرسال مزدوج الاتجاه غير المتزامن، كما يمكن استخدامها في تشغيل الإرسال مزدوج الاتجاه المتزامن إذا تطلب الأمر ذلك. تنشط إشارة SQE (خطأ في جودة الإشارة) فى الحالات التاليه:

* في فترة تترواح من 4 إلى 8 ميكروثانية بعد عملية إرسال عادي، وذلك للإشارة إلى أن الإطار (frame) الخارجي قد تم إرساله بنجاح.
* عندما يكون هناك تصادم على الوسيطة
* عندما يكون هناك إشارة غير صحيحة على الوسيطة, كتشويش أو عمليات انعكاس ناتجة عن حدوث دائرة قِصَر للكبل.
* عند حدوث مقاطعة للإرسال

تأخذ جميع أشكال Ethernet ذات سرعة10 ميجابت في الثانية الثمانيات التي يتم استقبالها من طبقة MAC (التحكم في الوصول إلى الوسائط) الفرعية وتقوم بأداء عملية يُطلق عليها الترميز الخطي. يصف الترميز الخطي كيفية إرسال إشارات البتات بالفعل على السلك. وتتضمن أبسط عمليات الترميز خصائص توقيت وخصائص كهربائية غير مرغوب فيها. لذا فقد تم تصميم أكواد الخطوط بحيث تحتوي على خصائص إرسال مرغوب فيها. ويُطلق على هذا الشكل من الترميز والمستخدم في الأنظمة التي تعمل بسرعة 10 ميجابت في الثانية اسم ترميز Manchester.

يعتمد ترميز Manchester على اتجاه انتقال الحافة في وسط إطار التوقيت لتحديد القيمة الثنائية لفترة البت هذه. يحتوي الشكل الموجي العلوي على حافة هابطة لذا تتم ترجمتها كقيمة 0 ثنائية. ويعرض الشكل الموجي الثاني حافة صاعدة، ولذا تتم ترجمتها كقيمة 1 ثنائية. في الشكل الموجي الثالث، يوجد تسلسل ثنائي متغير. مع وجود البيانات الثنائية المتغيرة، لا توجد حاجة للعودة إلى مستوى الجهد السابق. كما هو واضح من الشكلين الموجيين الثالث والرابع في الرسم، يُشار إلى قيم البت الثنائية باتجاه التغيير أثناء أية فترة بت محددة. لا تعد مستويات جهد الشكل الموجي عند بداية أو نهاية أية فترة بت من عوامل تحديد القيم الثنائية.

تتمتع Legacy Ethernet (شبكة Ethernet القديمة) بميزات بنيوية مشتركة. وتحتوي الشبكات في المعتاد على أنواع متعددة من الوسائط. ويضمن المعيار الحفاظ على إمكانية التشغيل المتداخل. إن التصميم البنيوي الكلي هو أكثر العوامل أهمية عند تنفيذ شبكة وسائط مختلطة. وتزيد سهولة تجاوز حدود فترة التأخر القصوى مع زيادة حجم الشبكة. وتستند حدود التوقيت على أساس عوامل مثل:

* طول الكبل وفترة تأخر الإرسال الخاصة به
* فترة تأخر أجهزة التكرار (repeater)
* فترة تأخر جهاز الإرسال والاستقبال
* انكماش الفجوة بين الإطارات (frame)
* فترات التأخر ضمن المحطة

تعمل Ethernet ذات سرعة 10 ميجابت في الثانية ضمن حدود التوقيت التي توفرها سلسلة من خمسة مقاطع بحد أقصى مفصولة بأربعة أجهزة تكرار (repeater) بحد أقصى. وهذا ما يُعرف بقاعدة 5-4-3. لا يمكن توصيل أكثر من أربعة أجهزة تكرار (repeater) في سلسلة بين أي محطتين بعيدتين. كما لا يمكن أن توجد أكثر من ثلاثة مقاطع (segment) ممتلئة بين أية محطتين بعيدتين.

لقد تمت تهيئة مواصفات IEEE 802.3ae بحيث تشمل الإرسال مزدوج الاتجاه المتزامن بسرعة 10 جيجابت في الثانية عبر كبل الألياف الضوئية. إن أوجه الشبه الأساسية بين 802.3ae و802.3 - وهي Ethernet الأصلية - ملحوظة. وتتطور 10-Gigabit Ethernet (شبكة Ethernet ذات سرعة 10 جيجابت في الثانية) (10GbE) ليس فقط لشبكات LAN (الشبكة المحلية)، ولكن أيضًا لشبكات MAN (شبكة الاتصال عبر المدن) وWAN (الشبكة الواسعة).

من خلال تنسيق الإطارات (frame) والمواصفات الأخرى للطبقة الثانية لشبكات Ethernet المتوافقة مع المعايير السابقة، بإمكان 10GbE (شبكة Ethernet ذات سرعة 10 جيجابت في الثانية) توفير احتياجات عرض النطاق الترددي المتزايدة القابلة للتشغيل المتداخل مع البنية الأساسية الموجودة للشبكة.

وسيظهر تغير كبير في مفاهيم شبكات Ethernet مع ظهور 10GbE (شبكة Ethernet ذات سرعة 10 جيجابت في الثانية). يُنظر إلى Ethernet بشكل تقليدي على أنها تقنية LAN (شبكة محلية)، أما معايير الطبقة المادية لشبكة 10GbE (شبكة Ethernet ذات سرعة 10 جيجابت في الثانية) فتسمح بالامتداد لمسافة تصل إلى 40 كيلومتر عبر ألياف أحادية الوضع بالإضافة إلى التوافق مع الشبكة الضوئية المتزامنة (SONET) وشبكات التسلسل الهرمي الرقمي المتزامن (SDH). إن التشغيل على مسافة 40 كيلومتر يجعل 10GbE تقنية قابلة للتطبيق في MAN (شبكة الاتصال عبر المدن). والتوافق مع شبكات SONET/SDH (الشبكة الضوئية المتزامنة/التسلسل الهرمي الرقمي المتزامن) التي تعمل بسرعات تصل إلى OC-192 (بمقدار 9.584640 جيجابت في الثانية) يجعل 10GbE (شبكة Ethernet ذات سرعة 10 جيجابت في الثانية) تقنية WAN (شبكة واسعة) قابلة للتطبيق. كما قد تتنافس 10GbE (شبكة Ethernet ذات سرعة 10 جيجابت في الثانية) أيضًا مع ATM (وضع النقل غير المتزامن) لتطبيقات معينة.

باختصار، ما هي أوجه الشبه والاختلاف بين 10GbE (شبكة Ethernet ذات سرعة 10 جيجابت في الثانية) والأنواع الأخرى من Ethernet؟

* إن تنسيق الإطار (frame) متطابق في كلا النوعين، مما يسمح بالتشغيل المتداخل بين جميع الأنواع القديمة والسريعة وذات سرعة 10 جيجابت في الثانية، وذلك بدون إعادة إنشاء الإطارات (frame) أو تحويلات البروتوكولات.
* زمن البت هو الآن 0.1 نانو ثانية. وتتدرج جميع المتغيرات الزمنية الأخرى وفقـًا لذلك.
* ونظرًا لاستخدام اتصالات ألياف الإرسال مزدوج الاتجاه المتزامن فقط، فليس من الضروري إجراء كشف CSMA/CD (الكشف عن التصادم بوصول متعدد ذي حساسية للحامل).
* يتم في الغالب الحفاظ على الطبقات الفرعية الخاصة بمواصفة IEEE 802.3 والموجودة ضمن الطبقتين الأولى والثانية في OSI (الاتصال المتبادل بين الأنظمة المفتوحة)، مع قليل من الإضافات لاستيعاب ارتباطات الألياف التي يبلغ طولها 40 كيلومتر والتشغيل المتداخل مع تقنيات SONET/SDH (الشبكة الضوئية المتزامنة/التسلسل الهرمي الرقمي المتزامن).
* وأصبح من الممكن تصميم شبكات Ethernet مباشرة تتميز بالمرونة والكفاءة وإمكانية الاعتماد عليها وقلة تكلفتها.
* بإمكان TCP/IP (بروتوكول التحكم في الإرسال/بروتوكول الإنترنت) العمل عبر شبكات LAN (الشبكة المحلية) وMAN (شبكة الاتصال عبر المدن) وWAN (الشبكة الواسعة) بإحدى طرق النقل الخاصة بالطبقة الثانية.

المعيار الأساسي الذي يحكم CSMA/CD (الكشف عن التصادم بوصول متعدد ذي حساسية للحامل) هو IEEE 802.3. ويحكم ملحق IEEE 802.3 ـ الذي يسمى 802.3ae ـ عائلة 10GbE (شبكة Ethernet ذات سرعة 10 جيجابت في الثانية). وكما هو الحال مع التقنيات الحديثة، يتم حاليًا التفكير في مجموعة متنوعة من عمليات التنفيذ التي تشمل:

* 10GBASE-SR – مصممة للمسافات القصيرة عبر الألياف متعددة الأوضاع المثبتة بالفعل، وتدعم نطاقًا يترواح ما بين 26 و82 مترًا
* 10GBASE-LX4 – تستخدم تجميعًا بتقسيم الطول الموجي (WDM)، وتدعم مسافة تتراوح من 240 مترًا إلى 300 متر عبر الألياف متعددة الأوضاع المثبتة بالفعل، ومسافة 10 كيلومترات عبر الألياف أحادية الوضع
* 10GBASE-LR و10GBASE-ER – يدعمان مسافة تتراوح ما بين 10 كيلومترات و40 كيلومترًا عبر الألياف أحادية الوضع
* 10GBASE-SW و10GBASE-LW و10GBASE-EW – تعرف جميعًا باسم 10BASE-W وقد تم تصميمها للعمل مع أجهزة SONET/SDH WAN (شبكة واسعة لشبكة ضوئية متزامنة/تسلسل هرمي رقمي متزامن) للوحدة النمطية للنقل المتزامن (STM) طراز OC-192.

وتعمل مجموعة عمل IEEE 802.3ae واتحاد شبكات Ethernet ذات سرعة 10 جيجابت (10 GEA) لوضع معايير قياسية لهذه التقنيات التي ظهرت مؤخرًا.

وقد تم وضع معيار شبكات Ethernet بسرعة 10 جيجابت في الثانية (IEEE 802.3ae) في يونيو 2002. وهو بروتوكول إرسال مزدوج الاتجاه متزامن يستخدم الألياف الضوئية فقط كوسيطة إرسال. وتعتمد أقصى مسافات إرسال على نوع الألياف الجاري استخدامه. عند استخدام الألياف أحادية الوضع كوسيطة إرسال، ستكون أقصى مسافة إرسال هي 40 كيلومترًا (25 ميلاً). وقد بدأت بعض المناقشات بين أعضاء IEEE (معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات) والتي تقترح إمكانية وضع معايير لشبكات Ethernet ذات سرعة 40 و80 وحتى 100 جيجابت في الثانية.