Podręcznik

Ethernet

Wprowadzenie do Ethernetu

• Historia i Rozwój: Ethernet, rozwinięty w latach 70. przez firmę Xerox PARC, stał się standardową technologią sieci LAN. Jego ewolucja od prostych systemów o prędkości 10 Mbps do zaawansowanych konfiguracji 10 Gbps i więcej, świadczy o elastyczności i skalowalności tej technologii.

• Zasada Działania: Ethernet wykorzystuje model CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) do zarządzania dostępem do medium transmisyjnego. Jest to metoda, która pozwala wielu urządzeniom na współdzielenie tego samego medium transmisyjnego (np. kabla miedzianego), przy minimalnym ryzyku kolizji danych.

Standardy i Konfiguracje Ethernetu

• Kable i Złącza: Ethernet może operować na różnych typach kabli, w tym skrętce miedzianej (kategoria 5e, 6, 6a) oraz światłowodach, z złączami typu RJ45 (dla kabli miedzianych) i różnymi złączami światłowodowymi.

• Prędkości Transmisji: Ethernet ewoluował od standardowych 10 Mbps (10BASE-T) do 100 Mbps (100BASE-TX), 1 Gbps (1000BASE-T), a nawet 10 Gbps (10GBASE-T) i wyższych prędkościach w nowoczesnych konfiguracjach.

• Protokoły i Ramki: Ethernet używa własnych formatów ramek do przesyłania danych, które zawierają adresy MAC, umożliwiając komunikację na poziomie warstwy łącza danych modelu OSI.

Zastosowania i Ograniczenia

• Wszechstronność: Ethernet jest używany w różnorodnych środowiskach, od małych domowych sieci do dużych przedsiębiorstw i centrów danych.

• Ograniczenia: Obejmują ograniczenia dystansu dla kabli miedzianych oraz potencjalne zakłócenia elektromagnetyczne.

Światłowody

Podstawy Technologii Światłowodowej

• Mechanizm Działania: Światłowody przesyłają dane za pomocą impulsów świetlnych, co umożliwia transmisję z bardzo wysoką prędkością i na długie dystanse bez znacznego tłumienia.

• Typy Światłowodów: Istnieją dwa główne typy: światłowody jednomodowe (dla bardzo długich dystansów) i wielomodowe (dla krótszych dystansów).

Zalety i Zastosowania Światłowodów

• Wysoka Przepustowość i Niezawodność: Światłowody oferują znacznie wyższe prędkości transmisji w porównaniu z tradycyjnymi kablami miedzianymi, sięgając nawet terabitów na sekundę, przy minimalnym tłumieniu i zakłóceniach.

• Długodystansowe Transmisje i Połączenia Sieciowe: Idealne do zastosowania w backbone'ach sieciowych, centrach danych, a także do połączeń międzykontynentalnych i w miejskich sieciach światłowodowych.

Technologie i Standardy Światłowodowe

• Standardy i Protokoły: Obejmują różne standardy światłowodowe, takie jak FDDI, a także nowsze technologie jak DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), które pozwalają na przesyłanie wielu sygnałów świetlnych jednocześnie w jednym włóknie.

• Rozwój i Innowacje: Stale rosnące wymagania dotyczące przepustowości sieci i szybkości transmisji danych napędzają rozwój nowych technologii światłowodowych.

ISDN (Integrated Services Digital Network)

Podstawy ISDN:

• ISDN to system telekomunikacyjny zapewniający jednoczesny transfer danych cyfrowych i usług głosowych. Został wprowadzony w latach 80. XX wieku jako ulepszenie analogowych linii telefonicznych.

• Pozwala na transmisję cyfrową przez tradycyjne miedziane linie telefoniczne, oferując lepszą jakość i szybkość niż tradycyjne połączenia analogowe.

Zastosowanie i Działanie:

• ISDN znajduje zastosowanie w małych i średnich przedsiębiorstwach do szybkiego dostępu do Internetu oraz usług głosowych.

• Zawiera dwa rodzaje kanałów: B (Bearer) dla danych i D (Data) dla sygnałowania i kontroli. Standardowe konfiguracje to BRI (Basic Rate Interface) i PRI (Primary Rate Interface).

T1 (oraz E1 w Europie)

Podstawy Technologii T1:

• T1 to format transmisji danych wykorzystujący dedykowane linie, charakterystyczny dla Ameryki Północnej. E1 jest jego odpowiednikiem w Europie.

• Oferuje stałą przepustowość 1.544 Mbps (T1) lub 2.048 Mbps (E1), podzieloną na 24 (T1) lub 32 (E1) kanały.

Zastosowanie T1/E1:

• T1 i E1 są często wykorzystywane w środowiskach korporacyjnych i przez dostawców usług telekomunikacyjnych do zapewnienia stabilnych połączeń głosowych i danych.

• Są idealne do zastosowań, które wymagają gwarantowanej przepustowości i niskiego opóźnienia.

DSL (Digital Subscriber Line)

Wprowadzenie do DSL:

• DSL to rodzina technologii wykorzystujących istniejące linie telefoniczne do dostarczania szybkiego dostępu do Internetu.

• Charakteryzuje się asymetryczną (ADSL) i symetryczną (SDSL) przepustowością, gdzie ADSL jest bardziej powszechna w użytku domowym.

Działanie i Zastosowanie:

• DSL wykorzystuje wyższe częstotliwości niż tradycyjne linie telefoniczne, umożliwiając jednoczesną transmisję danych i rozmów telefonicznych.

• Jest popularnym rozwiązaniem w domach i małych firmach ze względu na stosunkowo niski koszt i dobre prędkości transmisji.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

Charakterystyka ADSL:

• ADSL to najczęściej stosowana odmiana DSL, oferująca wyższe prędkości pobierania danych niż wysyłania. Idealna do zastosowań domowych, gdzie pobieranie danych (np. przeglądanie internetu, streaming wideo) jest częstsze niż wysyłanie.

• ADSL dzieli pasmo częstotliwości linii telefonicznej na trzy kanały: jeden dla danych, jeden dla głosu i jeden jako bufor.

Zastosowanie ADSL:

• ADSL jest powszechnie stosowana w domach ze względu na prostotę instalacji (wykorzystuje istniejące linie telefoniczne) i dobrą przepustowość w stosunku do kosztów.

• Wymaga zastosowania specjalnych modemów ADSL, które są w stanie oddzielić sygnały danych od rozmów telefonicznych.

Ethernet i światłowody stanowią dwa główne filary technologii transmisyjnych w medium przewodowym. Ethernet, z jego prostotą, niezawodnością i elastycznością, pozostaje standardem w sieciach LAN, podczas gdy światłowody oferują rozwiązania do zastosowań wymagających wysokiej przepustowości i długodystansowych połączeń. Rozwój tych technologii jest nieustanny, z nowymi innowacjami i ulepszeniami, które pojawiają się regularnie, aby sprostać rosnącym wymaganiom sieci komputerowych.

Na drugim końcu stoją znacznie wolniejsze technologie ISDN, DSL, ADSL. Te technologie transmisyjne w medium przewodowym, choć niektóre z nich mogą wydawać się przestarzałe, nadal odgrywają kluczową rolę w infrastrukturze telekomunikacyjnej na całym świecie. Oferują one stabilne i niezawodne połączenia, będąc odpowiednimi rozwiązaniami dla specyficznych potrzeb i aplikacji.