Интернет. Передача сигналов в Ethernet

Подробности
Категория: Интересно
Создано: 21.03.2018 13:26

Сигналы стандарта Ethernet закодированы с помощью системы манчестерского кодирования. Этот метод состоит в синхронизации процесса передачи/получения с помощью синхронизирующего сигнала, извлекаемого на принимающем конце. Кодирование осуществляется командой EXCLUSIUE-OR (исключающее ИЛИ), оперирующей с синхронизирующим сигналом частотой 20 МГц и потоком данных. В полученном сигнале, «0» представлен изменением от высокого к низкому в центре битового элемента, а «1» представлен изменением от низкого к высокому в центре битового элемента.

В начале битового элемента также могут быть изменения, но они игнорируются занимающим устройством. Изменения в каждом битовом элементе позволяют извлечь синхронизирующий сигнал и синхронизировать его с устройством передачи

В исходной спецификации Ethernet размах напряжения составлял от -0,225 до -1,825 вольт. Стандарт 802.3 устанавливает колебания от 0 до -2,05 вольт со временем подъема и падения 25 нс на скорости передачи 10 Мбит/с.

В основном, используется метод конкуренции. Каждый узел с помощью приемопередатчика подсоединен к шине. Приемопередатчик может одновременно вести и прием, и передачу.

Каждый узел в любое время может находиться в одном из трех состояний, а именно:

- состояние незанятости (режим ожидания);

- режим передачи;

- режим конкуренции.

В состоянии незанятости узел находится в режиме ожидания, отслеживая все проходящие потоки данных. В том случае, если ему нужно будет передать информацию, он будет выжидать до тех пор, пока на шине не прекратится активность, в этом заключается компонент структуры, называемый «контролем несущей». Рано или поздно, шина освободится, и, как только узел заметит это, он начнет передачу. В это время он находится в режиме передачи и одновременно передает информацию и ждет сигнала. Это происходит потому, что нет гарантии, что другой узел, расположенный в другом месте шины, тоже не начал передачу, заметив, что передача данных по шине прекратилась.

Через небольшой интервал времени, по мере того как два сигнала пойдут навстречу друг другу, произойдет конфликт сигналов. Очевидно, что на общей шине не могут сосуществовать две передачи, из-за отсутствия механизма, который помог бы «разделить» два смешавшихся аналоговых сигнала. Приемопередатчик быстро заметит возникший конфликт, так как он отслеживает и вход, и выход и замечает разницу. В этом случае, узел переходит в третье состояние - режим конкуренции. В течение короткого времени узел будет продолжать вести передачу - подавать сигнал наличия конфликта, чтобы убедиться в том, что второй транслирующий узел заметил конфликт, а затем запустит алгоритм отступления, чтобы определить, когда он должен опять попытаться передать ожидающие отправки блоки данных.

Конфликты являются нормальным явлением сети CSMA/CD. Отслеживание и обнаружение конфликтов - это способ, с помощью которого узел убеждается в том, что он получает эксклюзивный доступ к средствам совместного пользования. Единственная проблема может возникнуть в случае чрезмерного количества конфликтов. Попытки повторных передач ограничивают доступную полосу пропускания и замедляют систему.