1、2019/10/14,上海交通大学计算机系,1,计算机组网原理 原理篇,第四章 100Mb/s快速以太网组网技术马范援 ,2019/10/14,上海交通大学计算机系,2,笫3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 集线器工作原理及功能,2019/10/14,上海交通大学计算机系,3,本章重点100M以太网与10M以太网的兼容性 100M以太网为什么采用新的编码 100M以太网的网段长度（即跨距） 自动协商机制,2019/10/14,上海交通大学计算机系,4,第四章 100Mb/s快速以太网组网技术,100Mbps
2、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10Mbps以太网完全一致。 物理层标准 编码 跨距 10Mbps与100Mbps自适应,2019/10/14,上海交通大学计算机系,5,物理层标准不同介质的标准,最常用的是5类非屏蔽双绞线UTP和光纤,4.1 快速以太网体系结构,4种不同的100Mb/s以太网物理层,2019/10/14,上海交通大学计算机系,6,编码降低波特率,100BASE TX和100BASE FX：4B/5B码（二对线）100M * 5/4 = 125 M baud 100BASE T4：8B6T码（四对线）100M * 6/8 * 1/3
3、 = 25 M baud 100BASE T2：PAM 5 * 5 （二对线）25 M baud,2019/10/14,上海交通大学计算机系,7,NRZI码有很好的接收可靠性,预备知识：NRZ 和 NRZI,2019/10/14,上海交通大学计算机系,8,波特率：线路上信号每秒变化的次数单位：波特 baud 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单位：比特/秒 bps波特率与比特率的关系： 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。,预备知识：波特率和比特率,2019/10
4、/14,上海交通大学计算机系,9,4B/5B码,2019/10/14,上海交通大学计算机系,10,MLT-3编码,对双绞线的100BASETX来说，为减少线路上的辐射， 对4B/5B编码后的信号进一步采用MLT-3编码处理，步骤 如下：将NRZI信号转换回NRZ 置乱：对比特流进行置乱处理，产生均匀的频谱分布 编码：用三级电平表达二进制数,2019/10/14,上海交通大学计算机系,11,100BASE-TX 数据编码及发送,2019/10/14,上海交通大学计算机系,12,8B6T码,2019/10/14,上海交通大学计算机系,13,4.2 快速以太网系统组成,2019/10/14,上海交通
5、大学计算机系,14,4.3 快速以太网与10BASET/FL性能比较,2019/10/14,上海交通大学计算机系,15,4.4 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倍，所以同样的帧长度在100M以太网中的发送时间只有10M以太网的1/10。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以太网的1/10。,2019/10/14,上海交通大学计算机系,16,根据第3章的计算并考虑N个中继器的延迟时间 Slot time = 2( + tPHY +N t中继器) 因 Lmin/R = Slot time， = S/v 所以 Lmin/R
6、 = 2 (S/v+ tPHY+N t中继器) 得：S= v(Lmin /R 2tPHY 2N t中继器 ),2019/10/14,上海交通大学计算机系,17,光纤介质的快速以太网跨距,2019/10/14,上海交通大学计算机系,18,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，即与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，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，不需考虑碰撞检测时间，跨距仅受信号传播衰减的影响，所以跨距可增加到2km。,2019/10/14,上海交通大学计算机系,19,4.
7、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。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。NLP（正常链路脉冲）： 10M以太网中用于链路完整性测试,16,8ms,2019/10/14,上海交通大学计算机系,20,FLP（快速链路脉冲）,100M以太网中用于自动协商,奇数编号的脉冲为时钟脉冲，用于同步。 偶数编号的脉冲为数据脉冲，共16个脉冲（2、4、632），构成一个16位的LCW（链路代码字）。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0，则脉冲不出现。,2019/10/14,上海交通大学计算机系,21,协商过程,当端口相连，并加电后，双方就通过LCW进行协商，协商完成后，FLP就不再出现。 自动协商优先级如下：,2019/10/14,上海交通大学计算机系,22,4.5.2 10Mb/s或100Mb/s自适应,通过FLP协商 通过FLP与NLP协商,2019/10/14,上海交通大学计算机系,23,4.6 组网典型连接解决方案,2019/10/14,上海交通大学计算机系,24,等价拓扑结构,
