فناوریهای شبکه سیمی (اترنت)
مفاهیم Fast Ethernet,Ethernet,Gigabit Ethernet مربوط به فناوریهای شبکه سیمی (اترنت) و مفاهیم انتقال داده هستند. در این مطلب به آنها میپردازیم .
- Ethernet (اترنت) – استاندارد پایه
- Fast Ethernet (اترنت سریع) – نسل دوم
- گیگابیت اترنت (Gigabit Ethernet) – نسل سوم
این سه فناوری، نسلهای مختلف استاندارد اترنت (IEEE 802.3) برای شبکههای سیمی هستند که سرعت و کارایی را در طول زمان ارتقا دادهاند.
۱. Ethernet (اترنت) – نسل اولیه
اترنت چیست؟
یک فناوری استاندارد برای اتصال دستگاهها در شبکههای محلی (LAN) با استفاده از کابلها (معمولاً twisted pair یا فیبر نوری).
نسخه اصلی:
- سرعت: ۱۰ مگابیت بر ثانیه (10 Mbps)
- استاندارد: اساساً مبتنی بر IEEE 802.3 (نسخه اولیه ۱۰BASE5 و ۱۰BASE2 و سپس ۱۰BASE-T).
- کابل: معمولاً کابلهای کواکسیال یا CAT3
- توپولوژی: از گذرگاه (Bus) به ستارهای (Star) روی سوئیچ/هاب تغییر کرد.
- کاربرد اصلی: در اواخر دهه ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ برای اتصالات اولیه LAN. امروزه منسوخ شده و جایگزین شده است.
مثل چیست؟
یک جاده روستایی قدیمی که ماشینها با سرعت محدود حرکت میکنند.
۲. Fast Ethernet (اترنت سریع) – نسل دوم
اترنت سریع چیست؟
نسخه بهبود یافته اترنت با سرعت ۱۰ برابر بیشتر.
مشخصات:
- سرعت: ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه (100 Mbps)
- استاندارد: IEEE 802.3u
- کابل: CAT5 یا بهتر – عمدتاً از کابل UTP Cat5 یا بهتر (حداقل Cat5) استفاده میکند. استاندارد معروف آن 100BASE-TX است.
- سازگاری: معمولاً سازگار با عقب (به 10 Mbps تنزل میکند)
- کاربرد اصلی: استاندارد غالب در شبکههای اداری و خانگی از اواخر دهه ۱۹۹۰ تا اواسط دهه ۲۰۰۰. هنوز هم در برخی تجهیزات قدیمی یا برای اتصالات کماهمیت دیده میشود.
مثل چیست؟
همان جاده اما گستردهتر و با سرعت مجاز بالاتر.
۳. گیگابیت اترنت (Gigabit Ethernet) – نسل سوم
- استاندارد: IEEE 802.3ab (برای سیمهای مسی – 1000BASE-T) و IEEE 802.3z (برای فیبر نوری – 1000BASE-SX/LX).
- سرعت: ۱۰۰۰ مگابیت بر ثانیه (1 Gbps). (۱۰ برابر سریعتر از فست اترنت).
- محیط انتقال:
- مس: حداقل کابل UTP Cat5e (ترجیحاً Cat6 یا بالاتر) برای 1000BASE-T. از تمام ۴ زوج سیم استفاده میکند.
- فیبر نوری: برای فواصل طولانیتر و کاربردهای با کارایی بالا.
- سازگاری: سازگار با عقب با فست اترنت و اترنت معمولی. اغلب از قابلیت Auto-Negotiation برای انتخاب بالاترین سرعت مشترک با دستگاه مقابل استفاده میکند.
- کاربرد اصلی: استاندارد اصلی و پایه در بیشتر شبکههای اداری، مراکز داده و اتصالات کاربر نهایی از دهه ۲۰۰۰ به بعد. امروزه حداقل قابلیت اکثر مادربردها، سوئیچها و روترهای جدید است.
نکات کلیدی و مقایسه
| ویژگی | اترنت (10BASE-T) | فست اترنت (100BASE-TX) | گیگابیت اترنت (1000BASE-T) |
|---|---|---|---|
| سرعت نامی | 10 Mbps | 100 Mbps | 1000 Mbps (1 Gbps) |
| استاندارد IEEE | 802.3 (بخشهای اولیه) | 802.3u | 802.3ab (برای مس) |
| کابل معمول | UTP Cat3/Cat5 | UTP Cat5 | UTP Cat5e (حداقل), Cat6 بهتر است |
| تعداد زوج سیم استفاده شده | ۲ زوج (از ۴ زوج) | ۲ زوج (از ۴ زوج) | ۴ زوج (همه زوجها) |
| فاصله حداکثر (مس) | ۱۰۰ متر | ۱۰۰ متر | ۱۰۰ متر |
| زمان غالب بودن | دهه ۱۹۸۰-۱۹۹۰ | دهه ۱۹۹۰-۲۰۰۰ | دهه ۲۰۰۰ تا حال حاضر |
وضعیت امروزی
| فناوری | وضعیت | کاربرد معمول |
|---|---|---|
| Ethernet (10Mbps) | منسوخ | فقط در تجهیزات بسیار قدیمی |
| Fast Ethernet (100Mbps) | در حال انقراض | برخی پرینترها، دستگاههای IoT |
| Gigabit Ethernet (1000Mbps) | استاندارد فعلی | بیشتر کامپیوترها، سوئیچها |
| 10 Gigabit Ethernet | در حال گسترش | مراکز داده، ارتباطات backbone |
روش های ارتباط در شبکه
سه حالت ارتباط:
- Simplex (ساده): فقط یک جهت (مانند رادیو)
- Half Duplex (نیمه دوبلکس): در هر لحظه فقط یک جهت (مانند بیسیم یا چراغقوه)
- Full Duplex (تمام دوبلکس): همزمان هر دو جهت
Full Duplex (تمام دوبلکس)
تمام دوبلکس چیست؟
روشی از ارتباط که به دستگاه اجازه میدهد همزمان هم ارسال و هم دریافت داده داشته باشد.
- مثال دو طرفه کامل : مکالمه تلفنی که هر دو طرف میتوانند همزمان صحبت کنند
نکات فنی مهم
Auto-negotiation (مذاکره خودکار):
دستگاههای امروزی به طور خودکار:
- بهترین سرعت ممکن را انتخاب میکنند (10/100/1000 Mbps)
- حالت duplex را تنظیم میکنند (معمولاً Full Duplex)
مشکل رایج: Duplex Mismatch
وقتی یک طرف روی Full Duplex و طرف دیگر روی Half Duplex تنظیم شود:
- نتیجه: کندی شدید، packet loss، collision بالا
- راه حل: روی Auto-negotiation بگذارید یا هر دو را دستی یکسان تنظیم کنید
پارامترهای کلیدی در کابلکشی:
- نوع کابل: CAT5e حداقل برای Fast Ethernet
- طول کابل: حداکثر 100 متر بدون تقویت کننده
- نوع کانکتور: RJ-45 استاندارد
جمعبندی به زبان ساده:
جمعبندی
- اترنت پایه و اساس را بنا نهاد.
- فست اترنت با افزایش سرعت به ۱۰۰ مگابیت، شبکهها را عملیاتیتر کرد.
- گیگابیت اترنت با رسیدن به سرعت ۱ گیگابیت، پاسخگوی نیازهای امروزی مانند انتقال فایلهای حجیم، ویدئوهای با کیفیت بالا و virtualisation شد.
امروزه گیگابیت اترنت حداقل استاندارد قابل قبول برای اکثر شبکههای جدید است و استانداردهای بالاتر مانند 10 Gigabit Ethernet (10GbE) و 40/100GbE برای backbone شبکهها و مراکز داده در حال گسترش هستند.
- اترنت: “پدربزرگ” شبکههای سیمی با سرعت 10 مگابیت
- اترنت سریع: “پسر” اترنت با سرعت 100 مگابیت
- تمام دوبلکس: “توانایی صحبت و گوش دادن همزمان”
مثال کاربردی:
یک خط تلفن خانگی را در نظر بگیرید:
- اترنت: مثل خط تلفن قدیمی با سیم نازک
- اترنت سریع: مثل خط تلفن با سیم ضخیمتر
- تمام دوبلکس: مثل این که بتوانید همزمان صحبت کنید و بشنوید
در یک جمله: Fast Ethernet نسخه سریعتر Ethernet است، و Full Duplex روشی است که این ارتباطات میتوانند دوطرفه و همزمان جریان داشته باشند.
