第4章 100M快速以太网组网技术

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125Mb/s NRZI MII TXD 发送数据 MLT-3编 码 4位数据 当前半位元组 4B/5B编码器 5B数据 并-串转 换 扰码器
100BASE-TX 数据编码及发送
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8B6T码 8B6T码
8B(100Mbps) 8B(100Mbps)
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4B/5B码 4B/5B码
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MLTMLT-3编码
对双绞线的100BASETX来说,为减少线路上的辐射, 对双绞线的100BASETX来说,为减少线路上的辐射, 100BASETX来说 对4B/5B编码后的信号进一步采用MLT-3编码处理,步骤 4B/5B编码后的信号进一步采用MLT- 编码处理, 编码后的信号进一步采用MLT 如下: 如下: NRZI信号转换回 信号转换回NRZ 1) 将NRZI信号转换回NRZ 2) 置乱:对比特流进行置乱处理,产生均匀的频谱分 置乱:对比特流进行置乱处理, 布 编码: 3) 编码:用三级电平表达二进制数
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预备知识: 预备知识:NRZ 和 NRZI
0 NRZ 1 0 0 1 1 0
NRZI
NRZI码有很好的接收可靠性 NRZI码有很好的接收可靠性
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预备知识: 预备知识:波特率和比特率
波特率: 波特率:线路上信号每秒变化的次数 单位: 单位:波特 baud 注意与比特率(又称信号传送速率) 注意与比特率(又称信号传送速率)的区别 比特率:每秒传输二进制数据的位数 比特率: 单位:比特/ 单位:比特/秒 bps 波特率与比特率的关系: 波特率与比特率的关系: C = B log n 2 C :比特率 B:波特率 n:调制电平数或线路的状态数,为2的整数倍 调制电平数或线路的状态数, 希望在低波特率的情况下获得高的比特率, 希望在低波特率的情况下获得高的比特率,这样能降 低对线路的要求. 低对线路的要求.
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4.4 快速以太网系统的跨距
100M以太网的传送速率是10M以太网的10 100M以太网的传送速率是10M以太网的10 以太网的传送速率是10M以太网的 倍,所以同样的帧长度在100M以太网中的发送时 所以同样的帧长度在100M以太网中的发送时 100M 间只有10M以太网的1/10 10M以太网的1/10. 间只有10M以太网的1/10. 根据前一章的分析, 根据前一章的分析,可知跨距与最小帧长 度的关系,所以在快速以太网中跨距近似为10M 10M以 度的关系,所以在快速以太网中跨距近似为10M以 太网的1/10 1/10. 太网的1/10. HUB
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4.1 快速以太网体系结构
1. 物理层标准 不同介质的标准
MAC子层 MAC子层 100BASETX 100BASEFX 100BASET4 100BASET2 2对5类UTP 光纤 4对3类UTP 2对3类UTP
4种不同的100Mb/s以太网物理层 种不同的100Mb/s以太网物理层 100Mb/s
因 Lmin/R = Slot time, = S/v 所以 得:
Lmin/R = 2 (S/v+ tPHY+N ×t中继器)
1 S= v(Lmin /R – 2tPHY – 2N 2
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×t中继器 )
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光纤介质的快速以太网跨距
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10Mb/s或100Mb/s自适应 4.5.2 10Mb/s或100Mb/s自适应
通过FLP协商 通过FLP协商 通过FLP 通过FLP与NLP协商 通过FLP与NLP协商 通过FLP
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4.6 组网典型连接解决方案
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协商过程
当端口相连,并加电后,双方就通过LCW进行协 当端口相连,并加电后,双方就通过LCW进行协 LCW 协商完成后,FLP就不再出现 就不再出现. 商,协商完成后,FLP就不再出现. 自动协商优先级如下: 自动协商优先级如下:
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《计算机组网原理》 计算机组网原理》
原理篇
第四章 100Mb/s快速以太网组网技术 100Mb/s快速以太网组网技术 马范援
fyma@sjtu.edu.cn
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笫3章重点回顾 章重点回顾
以太网工作原理 CSMA/CD 碰撞槽时间及最小帧长度的计算 曼彻斯特编码的原理及优点 10BaseT的技术特点 的技术特点 集线器工作原理及功能
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± 8ms
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FLP(快速链路脉冲) FLP(快速链路脉冲)
100M以太网来自百度文库用于自动协商 100M以太网中用于自动协商
17~33个脉冲 17~33个脉冲
}
}
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± 8ms
奇数编号的脉冲为时钟脉冲,用于同步. 奇数编号的脉冲为时钟脉冲,用于同步. 奇数编号的脉冲为时钟脉冲 偶数编号的脉冲为数据脉冲,共16个脉冲(2,4,6……32), 偶数编号的脉冲为数据脉冲, 16个脉冲 个脉冲( 32), 偶数编号的脉冲为数据脉冲 32 构成一个16位的LCW 链路代码字). 16位的LCW( 构成一个16位的LCW(链路代码字). 时钟脉冲总是存在. 时钟脉冲总是存在. 数据脉冲中LCW的值为1 则脉冲出现;LCW的值为 LCW的值为 的值为0 数据脉冲中LCW的值为1,则脉冲出现;LCW的值为0,则脉 冲不出现. 冲不出现.
100m 100m 100m
HUB
5m
HUB
100m
PC 200米 200米
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PC
PC 205米 205米
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PC
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根据第3章的计算并考虑 个中继 根据第 章的计算并考虑N个中继 章的计算并考虑 器的延迟时间
Slot time = 2( τ +
tPHY +N × t中继器)
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等价拓扑结构
SW
光纤 第 1层
HUB
UTP 100m
HUB
HUB
SW
UTP 100m
第 2层
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第 3层
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第 4层
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�
最常用的是5类非屏蔽双绞线UTP和光纤 最常用的是5类非屏蔽双绞线UTP和光纤 UTP
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2 编码 降低波特率 TX和 FX:4B/5B码 二对线) 100BASE TX和100BASE FX:4B/5B码(二对线) 100M * 5/4 = 125 M baud T4:8B6T码 四对线) 100BASE T4:8B6T码(四对线) 100M * 6/8 * 1/3 = 25 M baud T2: 二对线) 100BASE T2:PAM 5 * 5 (二对线) 25 M baud
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100Mb/s快速以太网组网技术 第四章 100Mb/s快速以太网组网技术
100Mbps以太网又称快速以太网. 100Mbps以太网又称快速以太网. 以太网又称快速以太网 100Mbps以太网的帧格式 CSMA/CD工作方式与 以太网的帧格式, 100Mbps以太网的帧格式,CSMA/CD工作方式与 10Mbps以太网完全一致 以太网完全一致. 10Mbps以太网完全一致. 物理层标准 编码 跨距 10Mbps与100Mbps自适应 10Mbps与100Mbps自适应
8B6T 编码器
6T( boud) 6T(25M boud)
分路器
6T( boud) 6T(25M boud) 6T( boud) 6T(25M boud)
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4.2 快速以太网系统组成
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快速以太网与10BASET/FL 10BASET/FL性能比较 4.3 快速以太网与10BASET/FL性能比较
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自动协商与10Mb/s 100Mb/s自适应功能 10Mb/s或 4.5 自动协商与10Mb/s或100Mb/s自适应功能
网卡,HUB,交换机端口可自动适应10Mb/s和100Mb/s速率. 网卡,HUB,交换机端口可自动适应10Mb/s和100Mb/s速率. 10Mb/s 速率 4.5.1 自动协商 两个通信端口之间通过特殊的编码脉冲进行协商. 两个通信端口之间通过特殊的编码脉冲进行协商. NLP(正常链路脉冲): NLP(正常链路脉冲): 10M以太网中用于链路完整性测试 10M以太网中用于链路完整性测试
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本章重点
100M以太网与 以太网与10M以太网的兼容性 以太网与 以太网的兼容性 100M以太网为什么采用新的编码 以太网为什么采用新的编码 100M以太网的网段长度(即跨距) 以太网的网段长度( 以太网的网段长度 即跨距) 自动协商机制
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在光纤介质中为什么加了中继器反而使跨距缩短? 在光纤介质中为什么加了中继器反而使跨距缩短? 根据前章分析,跨距与碰撞检测时间相关, 根据前章分析,跨距与碰撞检测时间相关,即与 信号在介质上传播的时间相关.增加中继器后, 信号在介质上传播的时间相关.增加中继器后, 中继器上有延迟时间,占用了介质上的传播时间, 中继器上有延迟时间,占用了介质上的传播时间, 因而介质长度减少,缩短了跨距. 因而介质长度减少,缩短了跨距. 双工方式工作时,因没有碰撞冲突, 双工方式工作时,因没有碰撞冲突,不需考虑碰 撞检测时间,跨距仅受信号传播衰减的影响, 撞检测时间,跨距仅受信号传播衰减的影响,所 以跨距可增加到2km 2km. 以跨距可增加到2km.