استانداردهای اترنت برای کابل مسی
این مقاله به استانداردهای انواع شبکه های اترنت پرداخته است. به خاطر داشته باشید که تفاوت مهم فن آوری های تشریح شده توسط استانداردهای IEEE در چگونگی کد گذاری سیگنال ها در لایه ی فیزیکی آنها است. البته باید گفت شیوه های کد گذاری فراتر از مباحث این کتاب است، با این وجود روش های کد گذاری روی بازدهی حداکثر استاندارد، طول بخش شبکه و نیازمندی های کابل کشی تأثیر گذارند.
10Base-T یکی از استانداردهای معروف شبکه ی اترنت بود که جایگزین فن آوری های Thicknet و Thinnet پیش از خود شد. در 10Base-T، 10 به حداکثر بازدهی یعنی 10Mbps،Base به استفاده از باند پایه و T به رسانه ی زوج به هم تابیده ی قابل استفاده در شبکه اشاره دارد. در شبکه ی10Base-T از یک جفت سیم درون کابل UTP برای ارسال و از جفت دیگر برای دریافت داده استفاده می شود. این دو جفت سیم به شبکه های10Base-T اجازه می دهند تا انتقال دو طرفه را پیاده سازی کنند. شبکه ی10Base-T به کابل دسته ی 3 (Cat3) و یا بالاتر نیاز دارد.
گره های عضو شبکه ی اترنت10Base-T به یک دستگاه مرکزی در مدل ستاره متصل می شوند و به همین خاطر هر کابل شبکه تنها دو دستگاه را به هم متصل می کند. این ویژگی، شبکه ی 10Base-T را نسبت به شبکه های10Base-2 و10Base-5 در برابر خطا مقاوم تر و رفع عیب آنرا ساده تر کرده است.
10Base-T از قانون 3-4-5 شبکه پیروی می کند. این قانون بیانگر این است که بین دو گره متصل به هم، شبکه نمی تواند دارای بیشتر از 5 بخش شبکه و 4 دستگاه تکرار کننده بوده و تنها 3 بخش از این 5 بخش قابل استفاده می باشند. حداکثر طول یک بخش10Base-T، 100 متر است. برای بالا بردن این فاصله باید شبکه ی ستاره ای را به یک هاب یا سوییچ دیگر متصل کرد که در این حالت فرمی از همبندی های پیچیده به وجود می آید. با این شیوه حداکثر می توان پنج بخش شبکه را به شکل متوالی (حداکثر 500 متر) به هم متصل کرد. شکل زیر شبکه ی اترنت 10Base-T و حداکثر طول بخش ها را نشان می دهد.
100Base-T (اترنت سریع) با گسترش شبکه و سنگین شدن ترافیک آن، محدودیت های شبکه های قدیمی اترنت 10Base-T دست و پاگیر شد. نیاز به شبکه های محلی سریع تر موجب شد تا فن آوری10Base-T جای خود را به شبکه های اترنت100Base-T که به اترنت سریع نیز شناخته می شود دهد. 100Base-T توسط استاندارد IEEE802.3u تعریف و شبکه های محلی را قادر به انتقال داده با نرخ 100Mbps بدون نیاز به سرمایه گذاری هنگفت در زیر ساخت جدید می کند. 100Base-T از انتقال باند پایه، همان همبندی ستاره ی 10Base-T و رابط های RJ-45 استفاده می کند و بسته به نوع فن آوری 100Base-T به کابل های دسته ی 3، دسته ی 5 و یا UTP نیاز دارد. مانند 10Base-T، گره های عضو شبکه ی 10Base-T در همبندی ستاره پیکر بندی می شوند. با این وجود بر خلاف شبکه های اترنت10Base-T، شبکه های 10Mbps، شبکه های 100Mbps از قانون 3-4-5 پیروی نمی کنند. به خاطر این که این شبکه ها از تجهیزات سریع تری استفاده می کنند، برای دوری از بروز خطا باید گره هابه هم نزدیک تر شوند. در شبکه های 100Base-T حداکثر می توان به دو تکرار کننده، سه بخش شبکه را متصل کرد.طول هر بخش حداکثر 100 متر می باشد؛ بنابراین مانند شکل زیر بیشترین فاصله ی بین دو گره 300 متر است.
استاندارد رایج برای محاسبه ی توان عملیاتی یا بازدهی 100Base-T با استفاده از کابل های زوج به هم تابیده، 100Base-TX است. در مقایسه با 10Base-T، این نوع شبکه، سیگنال ها را 10 برابر سریع تر و متراکم تر در واحد زمان انتقال می دهد. 100Base-TX به کابل های دسته ی 5 یا بالاتر نیاز دارد. در کابل های مورد استفاده از هر دو جفت سیم برای دریافت و انتقال داده استفاده می شود و با توجه به ظرفیت های انتقال دو طرفه، پهنای باند شبکه های 100Base-T به دو برابر یعنی 200Mbps افزایش پیدا کرده است.
1000Base-T افزایش حجم داده ها و تعداد کاربران استفاده کننده از این داده ها موجب شده تا 100Base-T نیز پاسخ گوی نیاز بسیاری از شبکه ها نباشد. به همین خاطر فن آوری اترنت نوعی انتقال داده با سرعت 1Gbps که به اترنت گیگابیت معروف است را معرفی کرد. 1000Base-T استانداری برای دستیابی به بازدهی 10 برابری نسبت به شبکه های اترنت استفاده کننده از کابل های مسی است که توسط استاندارد IEEE 802.3ab ارائه شده است. در 1000Base-TX، 1000 به 1000 مگابیت یا گیگا بیت بر ثانیه، Base به انتقال باند پایه و T به مبتنی بودن بر کابل زوج به هم تابیده اشاره دارد. با استفاده از چهار جفت سیم در دسته ی 5 (Cat 5) یا دسته های بالاتر، 1000Base-T به توان عملیاتی بالائی در ارسال و دریافت داده ها دست پیدا کرده است. 1000Base-T از شمای کد گذاری متفاوتی نسبت به 100Base-T استفاده می کند. یکی از توانایی ها بسیار عالی 1000Base-T این است که از کابل کشی دسته ی 5 استفاده می کند و به راحتی می توان با اضافه کردن فن آوری 1Gbps به شبکه ی 100Base-T با کمترین وقفه خدمت دهی آنرا به 1000Base-T تبدیل کرد. طول بخش در شبکه های 1000Base-T حداکثر 100 متر می باشد و تنها می توان از یک تکرار کننده استفاده کرد. بنابراین حداکثر فاصله ی بین دو گره در این شبکه ها 200 متر است.
10GBase-T در سال 2006، IEEE استاندارد 802.3an را برای انتقال 10Gbps روی کابل های زوج به هم تابیده یا 10Gbase-t ارائه کرد و فشار محدودیت های رسانه ی زوج به هم تابیده را در هم شکست. برای دست یابی به این نرخ انتقال باور نکردنی باید از کابل های دسته ی 6 و 7 استفاده شود و مانند استانداردهای دیگر شبکه، طول هر بخش در شبکه های 10Gbase-t حداکثر 100 متر می باشد. بارزترین مزیت 10Gbase-t این است که با هزینه ی بسیار پایین تر از کابل فیبر نوری به نرخ انتقال داده ای خیلی سریعی می توان دست پیدا کرد. شاید نتوان از این فن آوری برای شبکه های بین شهری به خاطر محدودیت فاصله استفاده کرد ولی گزینه ی بسیار مناسبی برای اتصال دستگاه ها، رایانه های خدمتگزار و پایانه های کاری به شبکه محسوب می شود.