Физическая среда передачи данных в сетях Ethernet

Мы продолжаем с вами разговор по курсу ICND1. Мы с вами обсудили то, что встречается в сетях вообще в принципе. Мы обсудили то, что сети состоят из сетевых устройств. Мы посмотрели то, как устроены, например, сетевые железки Cisco. И давайте посмотрим на то, с чем будут эти самые железки работать. Если мы перекладываем какие-то кусочки данных — как мы говорили, у нас есть маршрутизаторы, коммутаторы, они с одной стороны пакетик данных берут, с другой стороны пакетик данных выплёвывают, — то эти пакетики должны быть какой-то определённой формы с определённым содержанием. Вот на это мы сейчас и будем обращать внимание. Наиболее популярный способ отправки данных в современных сетях — это Ethernet. Я думаю, что я здесь вас не удивлю. Практически всё, что мы сейчас будем видеть глазками, это всё будет так или иначе Ethernet.

При этом Ethernet бывают разные. Иногда они бывают медные, как на рисунке нарисованы. Иногда они бывают оптические. Иногда они бывают коаксиальные. Не знаю, может быть, кто-то настолько старый, что застал коаксиальные провода. Но получается, что много разных вариантов, поверх чего они могут работать. Много разных скоростей, на которых оно может работать. Есть 10-мегабитный Ethernet, 100-мегабитный, гигабитный, 2,5, 5, 10, 25, 40, 100, 200, 400-гигабитный Ethernet. Это всё Ethernet. И получается, что у нас есть семейство протоколов, которые мы называем Ethernet, а дальше внутри этого семейства есть какие-то различия, чем-то они между собой различаются. Эти протоколы разные, но разные они на физическом уровне. На том уровне, как они формируют битики, отдельные нолики-единички, и, возможно, они добавляют какие-то служебные нолики-единички для своих задач. Но при этом у них одинаковый формат кадра, поэтому мы говорим, что это на самом деле одно семейство.

Мы не говорим, что это разные протоколы, мы говорим, что это похожие друг на друга протоколы одного семейства. Ethernet — наиболее популярное семейство протоколов, которым мы пользуемся сегодня. Де-факто это сегодня стандарт для современных сетей, для сетей предприятия. Не всегда это было так, раньше, кроме Ethernet, были и другие протоколы, которые можно было в локальной сети встретить. Более того, раньше и Ethernet был другой, он немножко отличался от того, чем мы сегодня пользуемся. И тот Ethernet, который был 20–30 лет назад, он, конечно, не похож на то, чем мы пользуемся сегодня. Он эволюционировал и, как следствие, стал во всех отношениях лучше, удобнее. И за счёт того, что он простой, удобный, сравнительно дешёвый, он и полюбился индустрии. И именно им мы сегодня будем пользоваться. На этом слайде вы можете видеть всякие разные даты.

Запоминать их не надо. Я просто для того, чтобы вы получили примерно общее представление, каких это всё годов, эти данные здесь показываю и рассказываю кратенькую историю этого протокола, чтобы вы просто понимали, насколько всё это древнее. И для того, чтобы вы понимали, насколько всё это древнее, я вам постараюсь рассказать, что ещё было в те годы. Потому что начинается здесь всё с 1973 года. 1973 год. Это, если вы посчитаете, 27 лет прошлого тысячелетия и, соответственно, ещё 19 лет нынешнего. Сколько получается? 27 и 19. 40 с небольшим лет. 46 лет назад он был изобретён. Это реально много. Ethernet в том виде, в котором его придумал Роберт Меткалф, сотрудник лаборатории Xerox, — это был протокол для обмена данными внутри локальной сети. При этом надо заметить, что такого понятия, как локальная сеть, в 1973 году вообще не особо существовало.

Это была экспериментальная разработка — а вдруг кому-то пригодится. В то время компьютеры были достаточно большие. Они занимали, условно говоря, комнату. В каждом доме их абсолютно не было. То, что каждый человек носит в кармане вычислительное устройство, которое по мощности заруливает то, чем наши деды отправляли спутники в космос, — такого не было. Компьютеров было единичное количество. Они все принадлежали крупным университетам или крупным каким-то заказчикам, например, государственным, которые на них считали ядерные бомбы. Этих компьютеров было штучное количество на всю планету. И такой задачи типа «давайте свяжем между собой 10 компьютеров, которые стоят в одной комнате» просто не существовало, потому что не было ни одной компании, у которой было бы 10 компьютеров просто рядом стоящих. Тем более в одной комнате, потому что сам компьютер занимал одну комнату. И вам надо было 10 комнат сделать, которые рядом друг с другом расположены, в которых 10 разных компьютеров стояло бы.

Но было понятно, что миниатюризация уже идёт своим чередом. И уже на тот момент было понятно, что рано или поздно персональные компьютеры появятся, что они начнут захватывать планету. И, как следствие, экспериментальные разработки позволяли подготовиться к тому, что миниатюризация создаст такие компьютеры, которые будут занимать существенно меньше, чем одну комнату. И, среди прочего, Роберт Меткалф занимается тем, что пытается связать между собой компьютеры, которые находятся рядышком. Раньше такой задачи просто не было, потому что когда у вас есть один компьютер, который стоит в условной Калифорнии, другой, который стоит в условной Флориде, вы связываете их между собой не по прямому проводу. Вы используете телефонные линии. У нас есть телефонная компания, которая и там, и там обеспечивает услугу телефонной связи. И поверх этих телефонных проводов мы поднимаем обычное телефонное соединение звуковое. И дальше поверх этого телефонного соединения уже гоняем какие-то данные, как-то мы их там закодили.

Понятное дело, что всё это будет работать не очень быстро, но на тот момент про большие скорости, которые характерны для нас сегодня, речи вообще в принципе не шло. Типичной скоростью передачи данных на тот момент было порядка 300 бит в секунду. Это прямо совсем мало по современным меркам. Если вы сегодня попытаетесь посидеть в интернете на скорости 300 бит в секунду, вы поймёте, что он просто не работает. Но тогда это было нормой. В 1975 году Меткалф получает патент на систему организации локальной сети. Если у вас есть несколько компьютеров, которые рядом между собой расположены, он получает патент — справку, если хотите, — на то, что это именно он придумал такую штуку, чтобы связать между собой несколько компьютеров, которые рядышком друг с другом расположены. Среди них нет ни одного какого-то ведущего компьютера, который более главный, чем все остальные. Все эти компьютеры абсолютно одинаковые, одноранговые, и они объединяются в единую сеть, поверх которой могут передавать данные.

Изначально Ethernet был придуман в расчёте на скорость 3 мегабита в секунду — сильно больше, чем можно было бы выжать по телефонным проводам. Но в 80-м году выпускается стандарт, который мы сегодня знаем под названием Ethernet, выпускается он консорциумом DIX: Digital — это компания, которая потом стала известна как DEC, Digital Equipment Corporation, — Intel, Xerox. И DIX — это тот консорциум, который выпустил на рынок технологию Ethernet и предложил её покупать. В тот момент уже эта технология действительно была востребована. В 80-м году уже появились первые персональные компьютеры Apple, которые можно было купить — прямо готовый компьютер в магазине с клавиатурой, с экраном, со всеми делами. И компьютеры для дома уже не были чем-то абсолютно диковинным. Да, это было всё-таки ещё редкое явление, но тем не менее они уже существовали. На них даже можно было какие-то бизнес-задачи делать.

Поэтому были компании, у которых эти компьютеры появлялись, причём в каких-то штучных количествах. Уже не было такого, что если у вас вообще есть компьютер, то он по определению один и занимает целую комнату. Нет, у вас в одной комнате могло быть несколько компьютеров, и Ethernet как раз вышел вовремя для того, чтобы предложить такие компьютеры соединять в единую сеть. На этот стандарт посмотрело сообщество инженеров и электроинженеров IEEE и сказало: хороший у вас протокол получился, давайте мы его стандартизируем, чтобы можно было продавать всё в массы. У нас будет стандартный протокол, который могут другие производители тоже поддерживать. И у нас будет протокол, который будет универсальный для всех. И выпускают стандарт, который называется IEEE 802.3. Примерно в этот же момент, в 1982 году, чуть-чуть пораньше, DIX выпускает версию Ethernet 2, которая фактически чуть лучше, чем оригинальный DIX Ethernet, но небольшие изменения в неё вошли.

В первую очередь, самое главное изменение, которое предложили в Ethernet 2, — это повышение скорости до 10 мегабит в секунду. Ethernet 2 работал на скорости 10 мегабит в секунду. И в 1983 году стандарт IEEE 802.3 — это фактически тот же самый Ethernet 2, только там небольшие переименования вышли, а так они близнецы-братья. Дальше. В 80-х годах тот Ethernet, который мы знаем сегодня по витой паре, его в принципе не было. Он был весь по коаксиальному проводу. Тот самый IEEE 802.3 — это так называемый толстый жёлтый коаксиал. Выглядело это всё так, что у вас тянется через всю комнату, через все компьютеры, один длинный провод. И в этот провод прямо натурально вкусываются, вклацываются такие железочки, называются вампирчики. Берёте длинный-длинный провод, и в этот провод, условно говоря, через каждые 5 метров вклацываются эти вампирчики, и вампирчики подключаете к компьютеру.

И получалось, что вы всем компьютерам даёте доступ к единой общей среде передачи данных. У толстого жёлтого коаксиала было ограничение на максимальную длину провода 500 метров, что в принципе было более чем достаточно для того, чтобы покрыть практически любое разумное расстояние в пределах, допустим, одного машинного зала. Если вам надо было там 50 компьютеров между собой соединить, вы прокладывали 500 метров провода и между компьютерами его как-то укладывали в одну длинную жёлтую змею. Он называется жёлтый коаксиал, потому что обычно этот самый коаксиальный провод был действительно ярко-жёлтого цвета. Дальше появился параллельно ещё так называемый тонкий коаксиал, который был чёрного цвета обычно, и он имел максимальное расстояние 200 метров. И там уже не было вампирчиков, там были T-коннекторы, терминаторы. Я картинку вам показываю. В 90-м году появляется Ethernet по витой паре.

И этот самый Ethernet по витой паре уже похож на то, что мы сегодня знаем. Единственное, что если в случае с коаксиалом получался один длинный провод, который тянется до всех узлов — он просто укладывался длинной змеёй, которая проходит через всех, — то с витой парой у нас есть такое устройство, которое находится где-то в условном центре сети, которое называется хаб, и дальше от этого хаба тянется отдельный провод до каждого отдельного компьютера. У нас получается визуально что-то больше похожее на звезду. Но с хабами это на самом деле не звезда, это всё равно одна большая общая шина. Электрически это всё равно один большой проводник. Хаб — это просто электрический разветвитель. Вы подаёте плюс 0,7 вольта на свой кусок провода, а дальше на всех остальных проводах те же самые плюс 0,7 вольта немедленно появляются. Это не то, что вы отправляете сигнал, а дальше хаб этот сигнал как-то модифицирует.

Нет, он просто позволяет его разветвить. Бывают хабы, которые пассивные. Вы можете сделать самостоятельно пассивный хаб, если у вас руки растут из нужного места и паяльник вы умеете держать в руках. Вы можете спаять хаб. Это абсолютно электрическое устройство. Это не электронное устройство, это именно электрическое устройство. Дальше. В 90-м году появляется, как уже сказано, 10BASE-T — 10-мегабитный Ethernet по витой паре. Примерно в то же время появляются первые свитчи. Изначально в Ethernet свитчей не было, изначально они там были не нужны, потому что был длинный жёлтый коаксиал, который протягивался через все компьютеры, и там коммутировать, свитчевать ничего было не нужно. В 90-м году выходит, соответственно, Ethernet по витой паре 10 BASE-T, он выходит на хабах, но свичей там ещё тоже не было. Примерно в те же годы начинается зарождение нового класса устройств,

про которые мы поговорим чуть попозже. Это те самые свичи. Тогда они ещё назывались бриджи. Далее. В 95-м году, спустя 5 лет, появляется стандарт 100 BASE-TX. Это стандарт 100-мегабитный Ethernet по витой паре. Тот, который мы знаем сегодня, чаще всего, когда мы говорим про Ethernet, мы имеем в виду Ethernet по витой паре. И 100-мегабитный Ethernet появился в 95-м году. Ещё через 4 года, спустя 5 лет после появления 10-мегабитного вышел 100-мегабитный Ethernet, спустя ещё 4 года выходит гигабитный Ethernet, спустя ещё 7 лет, примерно, видите, каждые 5-7 лет появляется следующее поколение. В 2006 году появляется стандарт 10 GBASE-T, который 10-гигабитный Ethernet по витой паре. И дальше индустрия спотыкается, потому что уже очень тяжело становится раскачать возможности этого медного провода, раскачать возможности чипов, которые бы отправляли данные на сверхвысоких скоростях.

Там какая только чёрная магия не применялась, но всё равно этот ритм соблюсти, что каждые 4, 5, 6, 7 лет выходит новая версия протокола, не смогли. Только спустя 10 лет, здесь написано примерно 2016 год, на самом деле точно 2016 год, выходит стандарт 802.3 BQ, который реализует 25- и 40-гигабитный Ethernet. Это реально следующее поколение, но видно уже, что в 10 раз поднять скорость уже не получается, что медные провода на таких скоростях просто не справляются. Поэтому следующее поколение Ethernet, которое вышло спустя 10 лет после предыдущего, по факту смогло повысить скорость только в 2,5 и 4 раза. Дальше. Что здесь ещё у нас есть? Я здесь показал только некоторые стандарты Ethernet, это коммерческое название стандарта, 10 BASE-T,

и названия у них в принципе говорящие. Сначала идёт циферка, это скорость, с которой она работает, дальше слово BASE обозначает, что — оно ничего не обозначает, не парьтесь. И буковка T в названии стандарта обозначает, что это twisted pair, то есть Ethernet по витой паре. На самом деле название стандарта у всех этих вариантов будет такое вот полное название IEEE, это Институт электроинженеров-электронщиков, и дальше точные цифры, 802.3i, 802.3u, 802.3ab, это корректное полное название стандарта. Если вдруг вам интересно или любопытно, 802 ничего специального не означает, это лишь обозначает номер комитета, который заседает и управляет телекоммуникациями в части компьютеров. Причём он зародился в 80-м году во втором месяце, поэтому 802 — это 80-й год, февраль месяц. И если мы говорим про 802.3,

эта тройка обозначает номер подкомитета, который занимается локальными сетями. И дальше уже этот подкомитет штампует конкретные стандарты, стандарт I, стандарт U, стандарт AB, стандарт N и так далее. Под этими названиями 802.3 чего-то там их особо никто не знает, все знают по вот этим названиям. Циферки вы можете встретить разве что в какой-нибудь тендерной документации. Это очень прикольный повод, когда вы пишете тендерную документацию, и, как правило, если у вас есть желание купить ровно то, что вы хотите, просто что-то хотите, и вы хотите купить ровно это, то вы пишете это человечески понятным языком. А если вы хотите купить кое-что, и чтобы это выиграл ровно тот, кто должен выиграть, то вы пишете тендерную документацию, как правило, очень непонятным языком. Чем больше вы там запутаете потенциального участника, тем лучше, потому что тот, кто надо, тот уже сразу всё понимает. Кто не надо, тот будет путаться и расковыривать все эти стандарты под кучками.

Очень популярная, по крайней мере, в России штука, когда тендерную документацию читаешь, как только видишь все эти 802.3, то, всё, 5, 10, это сразу понятно. В этот тендер можно не лезть, там уже всё схвачено. А если люди пишут нормально, хочу 10 гигабит, хочу гигабит по меди, значит, понятно, что никто там явно не заинтересован в том, чтобы купить что-то у конкретного поставщика, и можно за это побороться. Так. Ethernet, как уже было сказано, это не какой-то один протокол. Это целое семейство протоколов, у которых есть нечто общее. И есть некая проблема как раз с тем фактом, что у них есть кое-что общее. Проблема заключается в том, что у них одинаковый формат кадра. Одинаковый формат кадра и одинаковое поведение при отправке данных. Дело в том, что этот формат кадра и это поведение однозначно следовали

из того, какие задачи решали самые первые протоколы. Потому что формат был придуман под самый первый Ethernet, самый коаксиальный Ethernet по толстому жёлтому коаксиалу. Сегодня мы в целях совместимости стараемся использовать такой же формат кадра. При этом мы сознательно игнорируем тот факт, что на самом деле некоторые вещи в том заголовке, некоторые вещи в том поведении, они нам сегодня уже не сильно нужны. Тот Ethernet, который был по толстому жёлтому коаксиалу, и тот Ethernet, который мы знаем сегодня, например, по оптике, через свичи, это протоколы, которые устроены внутри себя — у них физика вся абсолютно разная. И то, как решались задачи в толстом жёлтом коаксиале, какие задачи вообще возникали в толстом жёлтом коаксиале, и какие задачи возникают сегодня при работе по 100-гигабитным оптическим линкам, это абсолютно разные наборы задач. И если по большому счёту смотреть, формат кадра, который есть в Ethernet, он хорошо решает задачи

в толстом жёлтом коаксиале, и он абсолютно не предназначен для решения задач в современной оптике, например. Но нам приходится изучать формат кадра для того, чтобы понимать, откуда у него растут ноги. И дальше мы просто вынуждены погружаться в эту некрофилию, в то, как был устроен толстый жёлтый коаксиал, несмотря на то, что в современных средах передачи данных мы всех этих атавизмов, для которых нужны определённые поля в заголовке Ethernet и почему именно в поведении Ethernet были выбраны определённые вещи, это нам сегодня на самом деле никак не пригодится. Но мы вынуждены иметь дело с этим, потому что оно именно так устроено, никак иначе. Оно было устроено так, потому что в своё время такую задачу было надо решать, а сегодня оно так устроено просто потому что договорились использовать везде одинаковый формат кадра, одинаковое поведение. Да, такое поведение уже никому не интересно, оно никому не нужно, но договорились, поэтому делаем именно так. Именно поэтому нам приходится изучать

старые версии протокола Ethernet, с которыми вы точно никогда не будете иметь дело, для того, чтобы понимать, откуда растут ноги у разных механизмов, которые сегодня всё ещё есть. Механизмы есть, а задач под них нет. Я вас немножко успокою. Сам коаксиал мы не будем уже особо изучать. Коаксиал — выглядело это примерно следующим образом. Была сетевая карта, она включалась в компьютер, и у неё был вот такой разъём. Этот разъём назывался BNC, байонетный коннектор. К нему защёлкивался T-коннектор, и дальше на этот T-коннектор надевались либо провода, у которых такие же BNC, байонетные разъёмы были. Эта штука надевалась либо сюда, либо сюда. И с другой стороны, на эту заглушку, на свободный конец, с одного конца змейки,

с другого конца змейки надевался терминатор. С зелёной шляпкой, как терминатор. Скорость у любого коаксиала была 10 мегабит в секунду. 10BASE5 — это 500-метровый Ethernet, который толстый жёлтый коаксиал. 10BASE2 — это 200-метровый коаксиал, точнее говоря, 180-метровый коаксиал. Максимальная длина провода коаксиального, составленного из отдельных сегментов, таких вот, она была 180 метров. Физически это всё представляло собой длинный-длинный-длинный провод. Одну большую общую шину. Всё, что вы подавали на этот провод, любое напряжение, условно говоря, подали плюс 0,7 вольт. Все эти 0,7 вольт увидели. Вы не можете сделать так, чтобы в провод вы подали 0,7 вольт, а кто-то увидел эти 0,7 вольт, а кто-то не увидел. Нет, все видят одинаково. Если говорить про современные средства организации канала, то это будет всё-таки не коаксиал,

чаще всего это будет либо витая пара, с которой вы наверняка сталкивались. Витая пара состоит из пар проводников, которые скручены между собой, и пары сами по себе тоже скручены. Чаще всего она выглядит примерно таким образом. Зачастую можно встретить в продаже витую пару, которая имеет четыре пары, раз пара, два пара, три пара и четыре пара. И каждая пара состоит из двух жил, двух проводников. Чаще всего они закодированы определённым образом по цвету: есть бело-оранжево-оранжевая пара, бело-синяя-синяя пара, бело-зелёная-зелёная пара и бело-коричнево-коричневая. Иногда можно встретить такой пластиковый разделитель, который делает так, чтобы эти пары не скрутились между собой слишком сильно, но и разделял бы их просто чисто физически. На конце у такой витой пары будет коннектор. Я думаю, что с ним вы

тоже так или иначе сталкивались. Коннектор чаще всего пластиковый. У него восемь контактов по числу жил. И иногда эту фишку коннектора называют неправильно RJ45. Нет, это не RJ45. Правильное название этого коннектора 8P8C. То есть восемь позиций под контакты, и все восемь контактов задействуют свои позиции. Дело в том, что RJ45, если вдруг вы встречали этот термин, это обжатие провода по определённому стандарту. С использованием такого коннектора, с использованием такой пары с таким цветовым кодированием, и когда определённые цвета соединяются с определёнными контактами. В принципе, можно себе представить тот же самый провод, ту же самую фишку, но обжатую по другой схеме, и она у вас будет тогда не RJ45. Например, если вы захотите, вы можете обжать этот же провод, эту же самую фишку, этот же самый провод, всё то же самое, только схема обжатия будет другая,

и у вас провод превратится в RJ48, который используется для цифровой телефонии. Эта штука у нас может быть использована, например, для Ethernet, а вот это — для E1. Пожалуйста, тот же самый провод, тот же самый коннектор, только цвета поменяли. Поэтому RJ45 эту фишку называть некорректно. RJ45 она становится только тогда, когда с обеих сторон в этот провод обжали по определённой схеме. И тогда она становится RJ45. Естественно, что у провода витой пары есть два конца. Один конец с одной стороны, другой конец с другой стороны, поэтому нам надо каким-то образом, если мы хотим соединить больше, чем два устройства, например, три или четыре, использовать какой-то разветвитель. И примерно так оно и выглядит, что у нас есть какая-то железочка, в которую можно эти самые патчкорды или провода понавтыкать и соединить в единую сеть больше, чем два устройства. Скорость, на которой можно передавать данные по витой паре, она по факту от 10 мегабит до 40 гигабит может быть. Но

больше, чем гигабит по витой паре обычно не передают. Можно встретить 10 гигабит, но очень редко. 25 и 40 в стандарте есть, а по факту их никто не использует, потому что под них особо нет задач. Чаще всего, если мы говорим про витую пару, она нужна для того, чтобы подключать обычных абонентов. У обычных абонентов негде взять скорость 40 гигабит в секунду, им просто столько не нужно. Обычному абоненту более чем достаточно гигабита, поэтому гигабитные линки вполне устраивают эту витую пару. И чаще всего мы работаем именно с ней. Чем витая пара хороша? Во-первых, она дешёвая, сам провод сравнительно дешёвый, очень легко обжимается. Если у вас руки растут оттуда, откуда надо, не оттуда же, откуда ноги, то вы можете взять провод, взять обжимку — кримпер, взять эту фишечку, они продаются буквально везде, и самостоятельно обжать этот самый патчкорд.

Дешёвый кабель, дешёвый коннектор и дешёвые чипы, которые используют эту самую витую пару, всё дешёвое, всё достаточно стойкое к повреждениям. Поэтому по коннектору можно ногами ходить, по проводу можно ногами ходить, можно колёсиками стульев ездить. Он, скорее всего, не перебьётся, и поэтому он очень популярный везде. Недостатком витой пары является её металлическая сущность. Когда у вас есть длинный провод, он помимо того, что будет проводить сигнал от одного узла до другого, также будет являться замечательной антенной. И когда у вас слишком длинный провод, он будет ловить очень сильно какие-то внешние наводки. Оригинальный сигнал, который вы в этот провод отправляете, с ростом длины, через которую он должен пройти, будет всё сильнее и сильнее затухать, а когда вы делаете длинный провод, антенна всё увеличивается, и внешних наводок становится всё больше и больше. Поэтому чем больше у вас длина провода, тем хуже соотношение сигнал-шум, тем меньше оно.

И в какой-то момент у вас шума становится слишком много, а сигнала становится слишком мало. И вы на другом конце провода с большей вероятностью поймаете Европу Плюс, чем сигнал, который изначально отправитель посылал. Поэтому максимальная длина у витой пары ограничена. Какого-то прямо стандарта на то, что вот столько можно, а столько уже нельзя, нет. Но обычно, когда говорят про витую пару в Ethernet, предполагается ограничение в 100 метров. Это разумное расстояние, на такое расстояние вы можете сравнительно легко этот самый провод проложить. В предприятиях для обычных абонентов как раз обычно, ещё раз подчеркну, можно где-то на этаже разместить шкафчик, в него поставить свитч и 100-метровый провод дотянуть до каждого абонента. Витая пара бывает разная, она бывает получше, похуже, она бывает с экраном, без экрана, и вам не то чтобы для экзамена, но, по крайней мере, просто для реальной жизни

определённо стоит разбираться в том, какая она бывает. Самая простая витуха — это UTP, Unshielded Twisted Pair. Это просто витая пара, как на картинке была показана. Бывает экранированная витая пара. Давайте я попробую схематично изобразить: вот это у нас одна пара, это другая пара, это у нас третья пара, и вот так у нас четвёртая пара идёт. И они все находятся в одной рубашке. Вы можете взять и обернуть отдельные пары в экран из фольги, так что каждая пара будет завёрнута в свою отдельную металлизированную трубочку. И как следствие, у вас не будет наводка с одной пары влиять на другую пару. Если вы это сделаете, то такая витая пара будет называться U/FTP или Shielded Twisted Pair, когда на каждой паре идёт отдельный экран. Бывает ещё Screened Twisted Pair, это не каждая отдельная пара,

завёрнутая в трубочку из фольги, а весь провод в целом, весь кабель завёрнут в отдельную фольгированную трубочку, то есть под рубашкой идёт одна фольга на всех сразу. Бывает и то, и другое. Если вы берёте Shielded Twisted Pair, когда экран на каждой паре, это U/FTP. Первая буква — это обозначение, есть ли экран на всём кабеле в целом. Вторая после дроби буква означает, есть ли экран на каждой отдельной паре. Пардон. Сначала идёт первая буква — это на всём кабеле, а вторая — на отдельных парах. U/FTP — значит Unscreened, Foiled Twisted Pair. И Screened Twisted Pair — это F, первая буква обозначает экран на всём кабеле, а вторая — на отдельных парах. F/UTP — Foiled, Unshielded Twisted Pair. Или Screened. Бывает и такое, и такое. Что и снаружи экран есть, и на каждой отдельной паре тоже экран есть.

Это по экранам. И в каких случаях вам может пригодиться витая пара с экранами? Во-первых, вы должны знать, что если вы используете витую пару с экранами, то вы должны её обязательно использовать везде. У вас все составляющие канала между абонентами должны быть экранированы. У вас должен быть экранированный коннектор, у вас должны быть экранированы кабели, у вас должны быть экранированы патч-панели, и в каком-то месте вы должны будете это всё дело заземлить. У вас должен быть длинный экран, состоящий из отдельных сегментов разных коннекторов, кусочков провода. Ровно в одном месте вы его должны будете заземлить. Если вы используете кабель, у которого есть и экраны на парах, и на кабеле, то в каком-то месте вам эти экраны следует соединить в одном, не в нескольких местах. Далее. По качеству. Зачем нужно использовать экранированную витую пару? Казалось бы, если есть просто витая пара и витая пара с экраном, почему нам не везде использовать витую пару с экраном? Дело в том, что, во-первых, она дороже, а во-вторых, она не везде нужна. Если вы используете передачу сигнала на небольшое расстояние, скорее всего, она вам просто не нужна, потому что Ethernet справится и без неё. Если вы знаете, что вам придётся проложить, например, сегмент кабеля Ethernet рядом с каким-то силовым проводом, где, возможно, большие наводки, в этом случае вы можете использовать экранированный провод, потому что он вас немножко спасёт от наводок.

Не сказать, чтобы он прямо сильно спасёт, но в какой-то степени спасёт. И может быть такое, что один и тот же участок пути на обычной витой паре с другого конца линк не поднимается, а на экранированном проводе он поднимется. Рассчитывать на это не стоит. Вы можете, конечно, заранее заложить в проект то, что в каком-то месте придётся пройти трассу рядом с силовым кабелем, поэтому там имеет смысл заложить экранированный провод. В принципе, с большой вероятностью и неэкранированный провод там тоже бы сошёл. Но если вы хотите подстелить соломки, то можно использовать экранированный провод.

Про возможные варианты категории провода. Опять же, вы когда в магазин ходили, если вы когда-нибудь покупали витую пару или даже просто вертели в руках патч-корд, вы видели на нём наверняка буквы «категория» и дальше какая-то циферка: 5, 5E, 6. Что это такое? Это натуральное качество меди, из которой сделан провод, и оно определяет то, какую полосу частот этот провод через себя может пропустить при заданных свойствах линка. Если у вас совсем маленькое расстояние, на которое надо передать сигнал, в принципе, вы можете этот сигнал передать, скорее всего, на проводе любой категории. В принципе, по бельевым верёвкам тоже будет работать. Но если вам нужно передавать сигнал на большое расстояние, то вам следует выбрать медь почище. И все эти категории исходят из того, что на линке порядка 100 метров у вас будет хорошо пропускаться определённый диапазон частот.

Кабель категории 3 будет позволять пропускать через себя полосу 16 МГц. И он пригоден только для работы 10-мегабитного Ethernet. И когда 10-мегабитный Ethernet по этой паре создавали, его создавали именно исходя из того, что линки будут категории 3. Если вы хотите пропускать 100-мегабитный Ethernet, вам потребуется пятая категория. Это полоса 100 МГц, что с запасом по отношению к требованиям 100-мегабитного Ethernet, потому что он по факту потребляет только 30 МГц полосы. И есть ещё категория 5E, которая по сути своей та же самая пятёрка. Она не лучше, не хуже по качеству меди. Но кабель категории 5E, у него есть контролируемый шаг завивки. У категории 5 обычной, без E, провода завиваются абы как.

А у 5E есть ограничение на то, как должны завиваться отдельные пары. У них разный шаг завивки на разных парах. Можно увидеть, что, например, зелёная пара перекручена достаточно сильно, или синяя пара перекручена сильно, а шаг завивки, например, у коричневой пары достаточно большой. Дальше. Шестая категория — это полоса частот 250 МГц. И она нужна не для гигабита. Частое заблуждение, что пятая категория — это провод, который нужен для 100 мегабит. И есть очень популярное заблуждение, что шестая категория нужна для гигабита. Нет, это не так. На самом деле пятая категория подходит и для гигабита тоже. Гигабит создавался для того, чтобы работать по пятой категории. Как уже было сказано, 100-мегабитный стандарт по факту эксплуатирует сильно меньше, чем 100 МГц, которые предлагает категория 5. Он потребляет порядка 30 МГц.

И гигабит использует все 100 МГц, которые ему дают, плюс ещё с использованием чёрной магии дополнительно повышает полосу пропускания. Поэтому 100 МГц полосы более чем достаточно. Шестая категория используется для 10 Гбит. Но шестая категория просто без дополнительных буквок — это 250 МГц. Она не позволяет передать сигнал на 100 метров, если мы говорим про 10 Гбит. Она позволяет передать сигнал порядка 50 метров максимум. И дальше сигнал деградирует слишком сильно. Если вам нужно передавать 10 Гбит на большое расстояние, то вам требуется провод категории 6A, у которого полоса 500 МГц. И обязательно экран. На таких расстояниях, на таких скоростях экран безусловно будет нужен. Седьмую категорию мало кто использует. И в Ethernet она вообще нигде не задействована.

Восьмую категорию чистую тоже никто не использует. Есть категория 8.1, которая предлагается для 40-гигабитного Ethernet. Но девайсов под это дело пока ещё нет, несмотря на то, что стандарт уже почти три года. Поэтому можно считать, что седьмая и восьмая категории не нужны. Седьмая вообще не нужна, восьмая особо не нужна. Запоминать стандарты не обязательно все, которые есть. Но некоторые всё-таки имеет смысл запомнить, по крайней мере, ключевые стандарты, которые используются в современном мире. 10BASE-T — это 10 мегабит по витой паре. 100BASE-TX — обратите внимание на буковку T; есть ещё стандарт просто 100BASE-T — это другой стандарт. 100BASE-TX — это тот стандарт, который чаще всего используется, когда мы говорим про 100 мегабит по витой паре. Категории витой пары обошли по времени потребности оборудования. Да, обошли. Равно как и стандарты, которые в принципе созданы для Ethernet, они тоже обошли по времени и потребности, и оборудование, и всё на свете. Сначала выходит стандарт, потом выходит стандарт на саму медь, и только после этого появляется оборудование, которое использует стандартные протоколы, стандартное качество проводов.

Провода уже есть, их можно купить — просто покупаете медную катанку нужной категории, и всё. А вот оборудование, которое бы работало на скоростях 40 гигабит, его по факту нет. Просто потому, что рынок не сильно им интересуется. Так, 100BASE-TX, как уже было сказано, это 100 мегабит, тот, которым мы сегодня пользуемся. 1000BASE-T, опять же, без буковки X. Здесь буковка X есть, а здесь её нету. 1000BASE-T — это гигабит по витой паре, которым мы опять же пользуемся сегодня. Есть и другие стандарты и в 100 мегабитах, и в гигабите. Например, в 100 мегабитах ещё популярный стандарт есть 100BASE-T4. Это тоже 100 мегабит, тоже по такой же витой паре. Коннектор у него точно такой же, но он электрически другой, и он решает немножко другие задачи.

Сейчас я быстренько пробегусь по всем названиям, потом расскажу, чем эти стандарты друг от друга отличаются. В гигабите то же самое. Есть 1000BASE-T, которым мы пользуемся сегодня, и есть 1000BASE-TX. Буква X вылезла. Это другой стандарт. Он электрически несовместим с обычным гигабитом. Да, коннектор тот же самый, да, провода те же самые, да, визуально он абсолютно точно такой же. Но он другой. И если вы возьмёте обычный гигабит и воткнёте его в железку с 1000BASE-TX, они не заведутся. Это два разных стандарта. Они не похожи друг на друга. У них общего только то, что это Ethernet, что гигабит, и что они все по витой паре работают. А то, как они отправляют сигналы, — это всё разное. Дальше. NBASE-T — новая фича, которую вы можете видеть у некоторых производителей, в том числе у Cisco. Это стандарт, который позволяет передавать либо 2,5, либо 5 гигабит в секунду по существующим проводам.

Он в 2,5 или в 5 раз быстрее, чем обычный гигабит. И можно встретить в современном мире свитчи и интерфейсы на компьютерах, которые эту штуку поддерживают. 10 гигабит по витой паре — 10GBASE-T. Довольно редкая штука, потому что 10-гигабитки всё-таки чаще всего используются по оптике. И 40GBASE-T — это 40 гигабит по меди, экстремально редкая вещь. Даже если они и есть в природе, я их не видел никогда, даже не видел в продаже. Теперь давайте пробежимся по всем этим стандартам: зачем они нужны, чем они отличаются друг от друга. Со скоростью всё понятно, я уже про неё всё рассказал, поэтому скорость сейчас разбирать не буду. 10BASE-T, как уже было сказано, создавался для работы по бельевым верёвкам третьей категории. И он задействует по факту только две пары из четырёх.

Несмотря на то, что коннектор у нас 8P8C, то есть в нём 8 контактов, и предполагается, что вы все 8 задействуете, по факту 10BASE-T задействовал только две пары из четырёх. И это было вполне осознанное действие. Дело в том, что у 10BASE-T задействовались только те пары, которые не были задействованы под цифровую телефонию. И если вы хотели работать с телефонией, то вы могли по одному и тому же проводу пустить и Ethernet, и цифровую телефонию. И вы могли взять и в одном проводе развести две розетки — одну для телефона, другую для компьютера, и у вас оно бы работало. Подход был, конечно, такой себе. Потому что люди, которые стали смотреть на то, что есть две пары, начали думать: а давайте мы будем класть провода не четырёхпарные, как это предусмотрено стандартом, а двухпарные — всё равно же там только две пары используются.

Мы тем самым немножко сэкономим на проводах. И в итоге да, были люди, которые так и сделали, которые вместо четырёхпарных проводов стали класть двухпарники, потому что оно всё равно уже работает. Какая разница? Максимальное расстояние — 100 метров. На самом деле, если вы используете третью категорию — 100 метров, а если вы используете провод более высокой категории, с более чистой медью, то оно раскачивается и до существенно больших расстояний. По своей практике могу сказать, что если вы берёте хороший медный, настоящий медный провод 5E категории с 10-мегабитным Ethernet, он работает на расстояниях до 300 метров. Можно взять просто целиком бухту 305 метров, с одной стороны обжать, с другой стороны обжать, и оно будет работать. Но это не точно в том смысле, что у меня был такой опыт, что я действительно это делал, оно действительно работало, а будет ли это работать в конкретных

условиях, в конкретном линке, в конкретном здании с конкретной трассой — ничего сказать не могу. На 100 метрах должно работать. Так, можно ли ещё раз про длину, почему звёздочка — не уловил? Длина как раз именно в том смысле, звёздочка здесь, что это не какая-то жёстко прибитая гвоздями длина, что на 99 метрах точно должно работать, а на 101 метре уже точно не должно работать. Дело в том, что по стандарту указано, что есть конкретная трасса, и на этой конкретной трассе есть конкретные помехи, есть конкретный кабель, который лежит с конкретными свойствами, с конкретной чистотой меди. Поэтому эти 100 метров, которые здесь написаны, — это длина, на которой оно по идее на сферической сети в вакууме должно работать. Исходя из которой стандарт писался. Стандарт писался таким образом, чтобы на абстрактном

куске кабеля длиной 100 метров это действительно бы заводилось. Если вы возьмёте и проложите этот кусок кабеля вдоль силовой трассы и включите в эту силовую трассу сварочный аппарат, я вам гарантирую, что у вас не будет работать даже не на 100 метрах, а на 10 метрах. Если вы возьмёте в лабораторных условиях, в чистом помещении, защищённом от электромагнитных помех, возьмёте и 500 метров размотаете этого кабеля, то оно скорее всего на 500 метрах тоже будет работать, потому что помех-то нету. Поэтому эти 100 метров — это усреднённая длина, на которой оно должно работать, исходя из которой вы можете такую психологическую границу себе поставить, что меньше 100 метров должно работать, больше 100 метров — не факт. Реальность, как уже было сказано, может быть как более мягкой, так и более жесткой.

Может быть такое, что и на 40 метрах уже не работает, а может быть такое, что и на 200 метрах работает. Опять же, все зависит от качества кабеля, все зависит от внешних условий, которые у вас есть. В стандарте нигде 100 метров не написано. В стандарте написаны параметры затухания сигнала, которые обеспечивает ваша трасса, и параметры перекрестных наводок, которые они обеспечивают. Я более чем уверен, что вы чаще оперируете все-таки длиной кабеля, а не параметрами перекрестных наводок на дальнем конце. Так что 100 метров — это, назовем это, рекомендованная длина. В абстрактных усредненных условиях она должна быть пограничной между работой и неработой. Так. 100BASE-TX. Стандарт, который создавался исходя из того, что уже были развертывания 10BASE-T. Поэтому кто-то уже закопал в стену провода третьей категории, кто-то уже закопал провода пятой категории,

потому что они, в принципе, не сильно дороже были. Но достаточно много было людей, которые закопали провода именно двухпарники, а не четырехпарники. Потому что по стандартам в 10BASE-T было написано: кладите четырехпарники. Люди, когда видели, что он работает по двум парам, стали закладывать двухпарники. Поэтому, когда вышел 100BASE-TX, авторы этого стандарта исходили из того, что очень много людей, очень много компаний по факту в нарушение стандарта использовали 10BASE-T по двум парам. Поэтому они исходили из того, что им тоже надо всеми правдами и неправдами обойтись всего лишь двумя парами. И 100BASE-TX как раз исходил из этой логики, что мы берем две пары более качественного провода пятой категории и раскачиваем его до 100BASE-TX. В принципе, не то чтобы что-то невозможное, но там было применено не только увеличение частоты в 10 раз,

потому что третья категория пропускает 16 МГц, а пятая категория пропускает 100 МГц. Из них, мы знаем, по факту было съедено только 30–31. Но там с помощью черной магии и уплотнения, с использованием хитрых физических приемов, было достигнуто увеличение производительности в 10 раз. Может быть такое, что если у вас на одном и том же линке 100 Мбит не заводится, 10 Мбит заведется, потому что 10 Мбит существенно проще с физической точки зрения. Там черной магии существенно меньше. При этом были люди, которые верили, что в стены не было закопано много-много двухпарных проводов. Были люди, которые говорили: у нас были настоящие нормальные пользователи, которые в стену закапывали провода третьей категории, причем четырехпарники, так, как это было предусмотрено по стандарту. Поэтому появился альтернативный конкурирующий стандарт, который назывался 100BASE-T4.

Он как раз исходил из того, что у кого-то есть четырехпарники третьей категории, которые уже есть в стенах, поверх которых неплохо было бы запускать более скоростные соединения. И 100BASE-T4 использовал все четыре пары, и он работал по проводам третьей категории. Но выстрелил 100BASE-TX. Дальше. 100BASE-TX предусматривал, что провода будут пятой категории. В принципе, он неплохо работал и по третьей категории. Просто не на 100 метрах. На 80, на 60. В подавляющем большинстве случаев это не страшно, потому что если вы смотрите на то, как у вас выглядит большая часть обычных предприятий, там чаще всего все линки будут порядка 50–60 метров максимум. Просто этажи так устроены, что 40 пользователей, которые могут забить целиком 48-портовый свитч, они как раз примерно на расстоянии

30 метров от свитча будут сидеть максимум. И пока вы там обходите всякие углы, набирается линк 50 метров. Если вам надо протянуть провод на большее расстояние, то, скорее всего, просто удобнее поставить будет другой свитч где-то поближе. И 100BASE-TX позволил достаточно легко обновиться, люди сначала инвестировали деньги в структурированные кабельные сети для 10BASE-T, а потом через 5 лет вышел новый стандарт, который использовал существующую кабельную инфраструктуру. И люди просто купили новые свитчи, в какой-то момент обновили свой парк компьютерного железа, и они смогли воспользоваться преимуществами нового стандарта фактически бесплатно. Не пришлось провода новые перекладывать. И за это Ethernet очень полюбили. Когда выходил Gigabit 1000BASE-T, старались действовать в той же логике — не менять провода, которые уже были заложены в стены, и постараться обойтись тем, что уже есть.

И в 1000BASE-T исходили из логики вида: «У нас уже есть провода пятой категории, давайте мы постараемся обойтись только ими». Там уже двухпарниками обойтись было никак нельзя, поэтому 1000BASE-T использует провода пятой категории, но все четыре пары. Опять же, с применением черной магии удалось в те самые 100 МГц впихнуть гигабит данных. Причем все четыре пары одновременно и на отправку, и на прием идут. Вы по одному и тому же проводу одновременно и отправляете, и принимаете сигнал. Там очень интересно. Но опять же, это черная магия, которая доступна только тем, кто в школе не прогуливал физику. Я прогуливал, поэтому я в ней не очень хорошо разбираюсь. Далее. Разве не надо было кабель заменить с третьей до пятой категории при переходе с десятки на сотку? Не обязательно. Дело в том, что кабель третьей категории и кабель пятой категории — это просто про чистоту меди, насколько она чистая.

Если у вас медь не очень чистая, это означает, что в ней чуть больше примесей, чуть больше примесей кислорода чаще всего. Её там не 99.95% меди, а 99.5% меди. Разница может быть в 10 раз, но это все равно большая часть меди и меньшая часть кислорода. Поэтому третья от пятой категории с точки зрения потребительских свойств отличается не сильно. Поэтому вы можете использовать гигабит по третьей категории. Просто он не будет работать на 100 метрах, на которые он предназначен, исходя из которых он планировался. Он, может быть, будет уже деградировать настолько сильно, что на 50–60 метровых линках будет страдать. И при переходе с десятки на сотку выяснилось, что по третьей категории тоже нормально работает 100-мегабитный Ethernet. Он работает нормально и раскачивается, например, до 80 метров вполне неплохо.

Поэтому какой смысл менять провод с третьей до пятой категории? Класть чуть более чистую медь ради чего? Ради ничего. Поэтому те, кто в свое время заложил провода третьей категории, они нормально до сотки обновились, несмотря на то, что сотка формально требует пятую категорию. Те, кто строил сети в тот момент, когда сотка уже вышла, они уже закладывали пятую категорию, и было очень мало людей, которые в начале 90-х годов купили в свое время баржу провода третьей категории, построили СКС, а потом в 2000 году решили обновиться до гигабита. В такой ситуации, если вы когда-то третью категорию купили, построили сеть на десятке, потом обновились до сотки, оно худо-бедно работало, а потом решили обновиться до гигабита — да, гигабит уже по трешке хреново работает. А сотка по трешке приемлемо работает, поэтому обновляться там было необязательно. И когда люди обновлялись

с сотки до гигабита, они тоже фактически не обязаны были обновлять кабельную инфраструктуру, оно и так работало. Единственное, что те, кто в свое время заложились под телефонию и использовали две пары вместо четырех под Ethernet, две пары под телефонку, у них, конечно, возникли проблемы. Гигабит требует четыре пары. Был также альтернативный стандарт, который сказал, что да, у нас, конечно, есть провода, те самые, которые в стенах заложены, но провода эти пятой категории, и для того, чтобы выжать из пятой категории, из имеющихся 100 МГц, полноценный гигабит, надо применить очень черную вендорскую магию, и приемопередатчики уже становятся слишком сложными, поэтому с чисто физической точки зрения 1000BASE-T — да, действительно, трансиверы там получались на первых порах довольно дорогие. Для того чтобы обойти этот момент, был предложен конкурирующий стандарт

1000BASE-TX, у которого были очень дешевые приемопередатчики, но при этом требовались провода более высокой категории. И 1000BASE-TX рассчитан на то, что у вас будут провода шестой категории, но трансиверы при этом сильно дешевле. Стандарт был выпущен, и внезапно оказалось, что он никому не особо интересен, потому что, во-первых, всем интересно работать по существующим проводам, а во-вторых, миниатюризация и конвейерное производство привели к тому, что трансиверы 1000BASE-T стали достаточно дешевыми, и по факту никто не заинтересовался стандартом 1000BASE-TX. Опять же, он несовместим с 1000BASE-T, это другой стандарт, который визуально очень похож, но другой. И по факту он не выстрелил. Выстрелил 1000BASE-T. Дальше. NBASE-T тоже так же выглядит,

как и гигабит обычный, но работает либо по пятерке на двух с половиной гигабитах, либо по шестерке на пяти гигабитах. Использует все четыре пары. Ну и десятка, она изначально создавалась для шестой категории, потом выяснилось, что для шестой категории работает не очень хорошо, максимум на 50 метров раскачивается примерно. Поэтому было предложено использовать её в обязательном порядке с экраном, с проводом шестой категории. И вот там-то он на 100 метров раскачивается нормально. И 40-гигабитный Ethernet, как уже было сказано, сравнивать на новый стандарт, в реальности не существующий, требует провода восьмой категории и тоже четыре пары. Вы будете работать с теми, которые выделены жирненьким. Поэтому надо будет знать, ещё 10 BST, просто полезно знать, что он был когда-то и что в принципе он существует. И 100 BST, его надо будет знать, 1000 BST, его надо будет знать и N BST. Это с некоторой вероятностью

будущее того, что вас ждёт через пять лет. Соответственно, надо знать приблизительно то, что раньше Ethernet работали всего по двум парам, нынешние версии работают по четырём парам. Максимальное расстояние, я думаю, 100 метров уже примерно освоили. Дальше. Про фишку для витой пары я уже говорил, что она правильно называется 8P8C, у неё есть 8 позиций под контакты, все контакты задействованы. Вы можете в принципе аналогичные коннекторы увидеть в других применениях, например, в телефоне. Если вы возьмёте аналоговый телефон, посмотрите, он чаще всего будет подключаться очень похожей фишкой, но правильное название у этих фишек будет либо 6P4C, иногда 6P2C, соответственно, 6 позиций под контакты, она не такая широкая, у неё нет этого разъёма, этой пластинки и этой пластинки. То есть 6 позиций.

И по факту, либо только две центральные пластинки задействованы, либо все четыре тоже центральные. И две вот эти, они просто залиты пластиком, то есть они недоступны. И соответственно, есть ещё фишка 4P2C. 6P4C и 6P2C используются для подключения телефонных аппаратов, и 4P2C используется для подключения телефонных трубок. Довольно характерные у неё разъёмы, совсем маленькие по толщине. RJ45, как я уже сказал, становится эта фишка только в момент, когда она насажена на провод и обжата. Причём обжат кабель с обеих сторон определённым образом. Этот самый определённый образ для Ethernet будет зафиксирован в стандарте TIA/EIA-568.

И соответственно, у неё есть ревизии A, B или C. Номера ревизии для нас не актуальны, они ничего интересного нам не скажут. Во всех ревизиях там запятые просто местами поменяли. Но сам стандарт называется TIA/EIA-568. У него есть две таблицы внутри самого стандарта. T568A и T568B. Эти таблицы говорят следующее. Если, например, взять A для примера, у нас первая пластинка на фишке, та, которая первая, которая подмечена цифрой 1, должна соответствовать бело-зелёному проводу. Вторая пластинка, второй контакт должен соответствовать зелёному проводу. Третья пластинка — бело-оранжевый, четвёртая — синий, пятая — бело-синий, шестой — оранжевый, седьмой — бело-коричневый, и восьмой — коричневый. Это стандарт T568A, не стандарт, а таблица T568A. Если вы берёте с обеих сторон, обжимаете провод по таблице T568A, то у вас получается так называемый прямой кабель, straight cable, и это как раз провод,

обжатый по схеме RJ45. Если вы возьмёте вторую таблицу, T568B, она будет очень похожа на первую, но соответственно, будет различаться в той части, что у неё перепутаны зелёные и оранжевые пары. Бело-оранжевый, оранжевый, бело-зелёный, синий, бело-синий, зелёный, бело-коричневый, коричневый. И опять же, если вы с обеих сторон обжимаете одинаково, то у вас получится так называемый прямой кабель, что первый контакт на левой фишке соответствует первому контакту на правой фишке. И там либо бело-оранжевый, либо бело-зелёный провод будет их соединять. Если вы возьмёте таблицу T568A с одной стороны и T568B с другой стороны и обожмёте, то у вас получится так называемый кроссоверный кабель. То есть первый контакт с одной стороны будет соответствовать третьему контакту с другой стороны. Они как раз перепутаны, оранжево-зелёные. И второй контакт с одной стороны

будет соответствовать шестому контакту с другой стороны. Зачем такая штука сделана? Мы сейчас чуть дальше посмотрим, как будет устроен Ethernet, но в принципе там есть, как уже было сказано, в 10 BST четыре жилы. Из них две использовались для отправки данных и две для приёма данных. На двух жилах вы отправляли, вы подавали на них какое-то напряжение, а на двух жилах вы слушали, есть ли какое-то напряжение, потому что вы ожидали, что кто-то другой будет эти данные посылать. И соответственно, если вы брали, допустим, Hub, у него есть несколько разъёмов, и вы в эти разъёмы соответственно посылали сигналы какие-то. Два компьютера, как мог, так нарисовал, с одной стороны и с другой стороны тоже компьютеры. Они подключаются один в один порт, другой в другой порт. Один из компьютеров посылает данные на первую, вторую пару, на первую, вторую жилу, и соответственно, получает данные на третью и шестую жилу.

И соответственно, то же самое Второй компьютер. Он отправляет данные на первую, вторую жилу и принимает данные на третью, шестую жилу. Соответственно, если вы используете какое-то устройство сетеобразующее, например, Hub, то у вас оно должно быть устроено следующим образом. Вы используете его с обычными прямыми проводами. Соответственно, первая и вторая жилы, которые отправляют данные от компьютера к Hub, они должны быть на этом Hub приёмником. У него там, где передатчик на первой, второй жиле у обычного компьютера, там у Hub приёмник, и, соответственно, на первой и второй жиле он будет находиться. В то же время, для того, чтобы отправить данные в сторону компьютера, который будет слушать данные на третьей, шестой жилах, на третьей, шестой жилах, для того, чтобы с прямым проводом это всё работало, там должен быть передатчик. Поэтому на Hub Ethernet и на обычном компьютере Ethernet-разъёмы

они немножко разные. Они визуально одинаковые, фишки там одинаковые, но электрически они различаются. У обычного компьютера на первой, второй жиле передатчик, на третьей, шестой приёмник, а у Hub на первой, и соединяете между собой два компьютера напрямую, то есть вы избавляетесь от хаба. Давайте хаб убираем. Так, сейчас я попытаюсь стереть всё это аккуратненько. У вас на компьютере, соответственно, первая, вторая, третья, шестая жилы, они в любом случае именно такие, как и есть. Здесь передатчик, здесь приёмник. Но если мы берём и соединяем их проводом, то получается, что мы сигнал с одной стороны, с левого компьютера посылаем на первую и вторую жилу, и надо его как-то приземлить на третью и шестую жилу соседа. Для этого нам прямой провод совсем никак не подходит. Иначе мы своим передатчиком будем передавать сигнал на передатчик соседа. Он там не слушает ничего, он слушает другими жилами. Именно для этого используется кроссоверный кабель, у которого перепутаны первая и третья,

и вторая, и шестая жила. То, что мы подаём на первую и вторую жилу, приземляется на третью и шестую. То, что мы подаём с другой стороны на первую и вторую жилу, тоже приземляется на третью и шестую. Получается, что мы передаём своим передатчиком на приёмник соседа, если мы соединены с ним напрямую отдельным проводом. Тогда провод должен быть кроссоверный, и всё будет работать. Забегая немножко вперёд, скажу, что эта штука работала только в первые, наверное, 10 лет существования Ethernet по витой паре. Дальше придумали механизм, с помощью которого вы могли не заботиться о том, какой кабель вы взяли, кого с кем не соединяли, вы везде можете использовать прямые провода, и схема самого интерфейса автоматически определит, не надо ли поменять местами первую, вторую и третью и шестую жилы. Вы можете использовать в такой ситуации сегодня прямой провод, но на одном из компьютеров просто сам чип сообразит, что сосед присылает данные на наш передатчик,

поэтому нам надо взять и автоматически перевернуть эти жилы, чтобы получить там приёмник. Это происходит автоматически внутри самого чипа. Если вдруг вам интересно, то схема, которая раньше была, имела следующий вид. В обычных абонентах, в обычных компьютерах интерфейс назывался MDI, Media Device Interface. А на хабах, вот здесь я хаб стёр, но он здесь мог бы быть, соответственно, эти порты, которые электрически немножко отличались от обычных интерфейсов, они назывались MDX. Media Device, но перевёрнутый, Exchange. И на некоторых моделях этих самых хабов у вас был переключатель. MDI slash X. Вы могли взять тумблер, просто переставить в одно положение или в другое положение. У вас на одном, как правило, порту можно было выбрать, в какой схеме он работает. Либо в одной, либо в другой.

Либо на первой и второй жиле передатчик, на третьей и шестой приёмник, либо на первой и второй приёмник, на третьей и шестой передатчик. Но сегодня мы не пользуемся всеми этими штуками, потому что сегодня практически все интерфейсы у нас будут поддерживать фичу, которая называется Auto MDI slash X. Auto MDI X — это как раз автоматическое переворачивание передатчика и приёмника при необходимости для того, чтобы можно было взаимодействовать на двух узлах. Сегодня все узлы это поддерживают. Вам сегодня уже не нужно париться о том, что электрически там кто-то с чем-то несовместимый. Нам нужно где-то прямые кабели, где-то перевёрнутые иметь. Но когда-то давным-давно это было актуально. Так, как уже было сказано, первые Ethernet были построены по меди на хабах. И у нас для соединения двух обычных узлов требовался перевёрнутый провод, кроссовер, чтобы наш передатчик замыкался на приёмник соседа. И, соответственно, передатчик соседа замыкался бы на

наш приёмник. А при работе с хабами, там, где у нас на обычном узле передатчик, у него, соответственно, был бы приёмник. И эта схема как раз отличала хаб чисто электрически от обычного абонента. При этом, если вы использовали хабы, то они были устроены следующим образом. Все, что вы посылаете в сторону хаба, все сигналы, которые вы посылаете в сторону хаба, они разлетаются на все остальные узлы. Вы подаёте там, допустим, плюс 0,7 вольта на свою первую-третью пару. Эти плюс 0,7 вольта видят все остальные на своих приёмниках. Плюс 0,7 вольта здесь. Плюс 0,7 вольта здесь. Но вы при этом обратно сами свой сигнал не получаете. Обратно оно не приходит. Вы там слышите пустоту. Как раз это позволяло определять коллизию. Если вы начинаете подавать плюс 0,7 вольта с одной стороны, и кто-то другой начинает подавать минус 0,7 вольта с другой стороны, вы вместо

пустоты будете слышать что-то ещё. И это как раз будет означать коллизию. Так. Виктор написал, слышал про в кавычках стандарт обжимки, провода в любом порядке, лишь бы был одинаковый порядок на концах, говорят, будет работать. Правда ли это? Да, правда. На небольших скоростях, 10BASE-T и 100BASE-TX, действительно, они дифферентны, им всё равно, в каком порядке вы их будете обжимать. 1000BASE-T на небольших расстояниях тоже будет работать. Но на больших расстояниях 1000BASE-T ожидает увидеть контролируемый шаг завивки на разных парах. Поэтому, если вы возьмёте другую цветовую схему и обожмёте провода не в том порядке, в котором их ожидает увидеть 1000BASE-T, то он может работать не совсем корректно. Делать четыре телефона из одной витой пары — работает. С телефонами, да, всё проще. Телефоны просто намного проще устроены. Ethernet существенно более сложный, чем телефония, тем более чем аналоговая. Речь идёт про то, что если вы возьмёте витую

пару, у неё там четыре пары жил: бело-оранжевая — оранжевая, бело-зелёная — зелёная, бело-коричневая — коричневая, бело-синяя — синяя. И если вы берёте 1000BASE-T на длинных линках, то они будут ожидать, что у вас на, допустим, первой-второй паре будет либо бело-зелёная — зелёная пара, либо бело-оранжевая — оранжевая. И если они там этого не увидят, то они не смогут правильно высчитать, какие оригинальные сигналы были на каждой паре. Потому что они используют то, что определённый шаг завивки есть на этих разных парах. Они с использованием хитрой математики вычисляют, какой оригинальный сигнал был, насколько сильно он деградировал, как сильно сигнал с каждой пары повлиял на все остальные пары. Поэтому если вы работаете на небольших скоростях, 10 мегабит или 100 мегабит, действительно, вы можете обжимать их абсолютно как попало. На больших скоростях следует использовать правильные схемы обжатия по стандарту.

Так. Да, хаб — это не какое-то умное устройство. Единственная логика, которую хаб реализует, это то, что сигнал, который отправляется на хаб, разбрасывается по всем остальным узлам, но при этом не возвращается обратно. Делается это исключительно с помощью обычных электрических устройств. Никакой хитрой электроники там нету. Ещё раз повторюсь, что хаб можно сделать пассивным, который не будет потреблять электричество. Вы при наличии рук из нужного места и паяльника и определённого количества компонентов можете спаять хаб самостоятельно. Дальше. Что ещё в мире бывает? Бывает оптика. Оптические провода, они состоят из стекла. Стекло, в принципе, обычно считается, что это довольно хрупкая вещь, но тем не менее оптический провод устроен таким образом, чтобы он мог вполне гнуться. Он достаточно прочный, он достаточно устойчивый ко внешним воздействиям, но, естественно, молотком бить по нему не надо.

Какие-то достаточно несильные воздействия он вполне себе терпит. Например, согнуть его в колечко — никаких проблем вообще не возникает. В моей практике были случаи, когда по оптическому проводу ходили, по таким патчкордикам ходили, когда такие патчкордики били дверями стойки металлическими, ничего, нормально работали. Но, конечно, это не штатное их поведение, и по-хорошему с оптикой нужно обращаться несколько более бережно, чем с витой парой. Чем хороша оптика? Тем, что она может передавать данные на большие расстояния. У меди у нас есть ограничение в те самые 100 метров, психологическая отметка. Может быть, иногда может работать чуть дальше, но это уже не точно. Оптика может работать на больших расстояниях. При определённых условиях, мы сейчас не говорим про Ethernet, при определённых условиях оптика может передавать сигнал на тысячи километров. Трансатлантические кабели, они как раз

оптические все, и они используют хитрую схему накачки, при которой сигнал передаётся с одного конца на другой, действительно, через тысячи километров, и не сильно деградирует в процессе. В Ethernet мы такие хитрые схемы не используем, но стандарты, которые для Ethernet придумали по оптике, они, в принципе, передают сигнал на расстояние до сотни километров. Десятки километров. Десятки до сотни. Можно передавать сигнал на очень высокой скорости. Опять же, максимальные скорости, которые сейчас достигнуты в лабораторных условиях, это сотни терабит в секунду. Для Ethernet столько не надо, но реальные стандарты, которые сейчас есть по оптике, это 200 и 400 гигабит в секунду. Не мега, гигабит. Это скорости, которые сейчас индустрия может переваривать, и для одного линка 400 гигабит — это довольно неплохие показатели.

Оптика редко встречается прямо в маленьких сетях. Небольшие сети, условно говоря, на 50 пользователей, вам там незачем оптику иметь. Как только у вас появляется, допустим, несколько зданий, как только у вас появляется необходимость подключиться к, допустим, нескольким провайдерам, Там оптика начинает заводиться. Но это уже чуть больше в сторону больших сетей закос будет, чем в сторону маленьких сетей. Оптический кабель будет устроен следующим образом. У него есть та самая стеклянная часть, которая сделана из двух разных сортов стекла. Есть сердцевинка, центральная часть, и есть оболочка, наружная часть. Она тоже стеклянная. Сердцевинка совсем тоненькая. Она имеет размер от 7 до 60 микрон. Но чаще всего она порядка 9 микрон. Это совсем-совсем тоненькая. Её, в принципе, глазом можно увидеть, но тяжело. И дальше вокруг неё идёт оболочка — кладинг.

Это 125 микрон. И она вплотную прилегает к сердцевине. Визуально отличить сердцевину от оболочки нельзя. Это всё одно и то же. Глазом воспринимается как один и тот же кусок стекла. Учитывая, что это всё совсем мелкое, вы там ничего отдельно глазами не увидите. Но эти два стекла разные. У них разные показатели преломления. А если вы помните, что у нас есть две среды с разными показателями преломления, то на границе этих двух сред у нас происходит либо отражение сигнала, либо преломление. Показатели преломления этих сортов стекла выбраны таким образом, что у нас происходит полное отражение без преломления. Кто в школе хорошо на физику ходил, помнит, что у нас есть граница между двумя средами. И если луч падает на какую-то поверхность, разделяющую две среды, он может либо отразиться, и тогда угол падения равен углу отражения, либо преломиться и уйти куда-то внутрь.

Он может уйти внутрь сильнее или уйти внутрь слабее. То, куда он именно уйдёт, в какую сторону, зависит как раз от разницы между показателями преломления. Если разница между показателями преломления достаточно большая, то может быть такое, что угол преломления станет полностью нулевым, разница в показателях преломления будет значительной, и тогда фактически никакого преломления не будет, будет полное отражение. Получается, что оптический кабель устроен таким образом, что сорта стекла подобраны именно так, что у нас полностью происходит отражение без преломления, и, как следствие, практически без потерь сигнал — то, что с одной стороны в световод зашло, с другой стороны оно всё и вышло. Небольшие потери всё-таки есть из-за двух параметров. Первое — релеевское рассеяние, что в среде всё равно у нас какое-то затухание происходит само по себе из-за того, что свет проходит через материю. И второе — это инфракрасное поглощение, но это как раз можно побороть.

Чем больше у нас длина провода, тем больше у нас будет затухание. Это само собой разумеется. Плюс затухание будет не одинаковое на разных длинах волны. При разных длинах волны затухание будет разным. Сорта стекла, из которых подбирают оптические составы, бывают разные, и они бывают разные не просто в зависимости друг от друга, какие у них показатели преломления будут. Они ещё с использованием хитрой химической магии будут подбираться таким образом, чтобы обеспечить минимальное затухание на тех длинах волны, которые характерны для оптических соединений. Как правило, там 1310 нанометров, 1550 нанометров — такие характерные длины волны. Специальным образом химики стараются разработать составы, на которых на этих длинах волн затухание будет небольшим. И если им удаётся сделать такие составы, то они как раз очень в оптике и используются.

Составы, которые получается создать для того, чтобы на определённых длинах волны обеспечивалось минимальное затухание, будут называться специальным словом — окно прозрачности. Окно прозрачности — это та самая длина волны, на которой с помощью хитрой магии удалось снизить затухание. Этих окон прозрачности сейчас придумано ограниченное количество — пять штук, если мне память не изменяет. Чаще всего длины волны подбираются такие — либо 1310, либо 1550 нанометров. Дальше всё это стекло закрывается защитным, или сначала лаковым слоем. Весь этот кусочек стекла будет в диаметре 125 микрон. Это практически как маленький-маленький человеческий волосок. И дальше всё это дело закрывается лаком. Лак в два раза больше. У него 250 микрон. Это четверть миллиметра. Это уже, в принципе, пальцами вполне себе ощутимо.

И этот лак как раз препятствует тому, чтобы стекло физически повреждалось. Пока у вас есть лаковый слой на этом стеклянном волоске, его можно гнуть, его можно… не то чтобы прямо вязать в узел, конечно, но с ним можно обращаться довольно неаккуратно. Если вы лак снимаете, например, для того, чтобы сварить оптику, то стекло становится очень хрупким и на него лучше даже не дышать. Именно лаковый слой на самом деле обеспечивает физическую защиту этого стеклянного волокна. Дальше поверх всего этого ставится защитный элемент. Чисто физическая защита самого лакового слоя и стеклянного волокна, которая нужна, чтобы вы могли, условно говоря, ходить по этому волокну, и оно бы не сломалось. Там, как правило, либо пластик какой-то, либо что-то ещё, армирование. И дальше снаружи идёт внешняя оболочка, которая просто глазом видна, потому что вы можете руками потрогать.

Чаще всего вы трогаете именно внешнюю оболочку. Оптика бывает двух видов — одномодовая и многомодовая. И те, кто не сталкивался ни с одной, ни с другой, думают, что в одном случае есть много чего-то, а в другом случае есть одно чего-то. И много — это всегда хорошо, а одно — это чего-то плохо. Как в анекдоте: дайте мне таблеток от жадности, побольше, побольше. На самом деле разница между ними будет следующая. Многомодовая оптика позволяет через один провод передать несколько одновременных пучков света. И вы можете в нескольких этих пучках света закодировать несколько разных кусочков информации, если хотите. Вы можете одновременно по одному волокну передавать 2–4 бита. Каждый пучок света будет называться специальным словом — мода. И несколько мод излучений вы можете подавать в провод. Очень условно говоря, вы можете под разными углами светить в этот провод. На самом деле это не так, но чтобы проиллюстрировать.

Вы можете под разными углами светить в провод, и можно будет поймать на приёмнике, если вы светите сначала под таким углом, потом под таким. Вы можете поймать один пучок, который выходит так, другой, который выходит так. И получить два разных, не связанных между собой пучка. И прочитать их друг от друга независимо. Проблема в том, что такой способ передать сигнал — несколько одновременных пучков света светить в один и тот же световод — работает только на небольших расстояниях. Максимальная длина для многомода, которая реально может быть использована, — это порядка 500 метров. Всё, что больше, уже начинает сильно деградировать сигнал, потому что если вы светите под одним углом, то у вас проходит одно расстояние сигнала. Если вы светите под другим углом, у вас проходит меньше расстояния сигнала. Получается, что с одной стороны вы посветили в одно и то же время, а с другой стороны фронт волны выходит в разное время, и сигнал сильно деградирует при передаче по многомоду.

Поэтому максимальная длина у многомода — до 500 метров. Для того чтобы можно было попасть под разными углами в этот световод, само стекло, сам световод делается достаточно большим — большой диаметр сердцевинки, порядка 50–60 микрон. За счёт того, что длина максимально небольшая, часто производители стремятся схалявить, и вместо того чтобы делать полноценное стеклянное волокно, говорят: всё равно 500 метров, давайте мы сделаем пластиковое волокно, оно ещё меньше по длине будет, там 200 метров, например. Но зато нам будет всё это дело намного дешевле. За счёт того, что часто производители делают пластиковые волокна, там по факту можно встретить светодиодные излучатели, потому что 200 метров даже пластика пробить можно и светодиодом. И получается, что многомодовая оптика намного-намного дешевле в производстве. И трансиверы дешёвые, и сами провода дешёвые, и всё дешёвое, но расстояние небольшое.

Если же речь идёт про одномод, то в одномоде все эти халявы с одновременно несколькими пучками света уже не проходят. Одномодовая оптика изначально создана для того, чтобы светить в провод только одним пучком света. Здесь просто мы светим в пучок света, и дальше как бы он там ни ходил, как бы ни искривлялся, как бы ни преломлялся, он всё равно с другой стороны выйдет тоже только один. И поймать его с другой стороны уже проблем особых не будет. Для того чтобы подать один пучок света в волновод, достаточно небольшой диаметр иметь. Малый диаметр сердцевины — порядка 8 микрон. Максимальная длина кабеля зависит от мощности передатчика, чувствительности приёмников. Но, в принципе, в Ethernet раскачивается до 100 километров. На самом деле ограничено всё это не столько километражом, сколько так называемым оптическим бюджетом. Когда есть передатчик, он, как правило, уже будет лазерный, и в кварцевое волокно оно всё будет светить.

У него есть светилка, фонарик — это один глазик, и чувствительный приёмник, в котором он ловит свет с другой стороны. Обычно для того чтобы соединить два девайса, нужно два волокна. В одно вы светите, а в другое вам светят. И попадает всё это дело на ваш приёмник. Оптический бюджет — это, условно говоря, разница между мощностью передатчика и чувствительностью приёмника. Сколько там децибел этой разницы есть. И когда сигнал проходит через оптическую среду, через провод, он затухает. И он затухать может ровно на эту самую разницу. Если он затухает меньше, чем на разницу, мы его можем прочитать. Если он затухает больше, чем на разницу, мы его прочитать не можем. И мощности передатчиков, которые эти самые 100 километров будут развивать, достаточно большие, а чувствительность приёмника будет тоже высокая. Если вам нужно передать сигнал на меньшее расстояние, вы можете купить просто более дешёвый трансивер с меньшей мощностью передатчика, с меньшей чувствительностью приёмника и радоваться жизни.

В оптике, даже чисто в Ethernet, есть вагон и маленькая тележка стандартов. Здесь краткий список того, что более-менее часто встречается и стандартизировано. Кроме того, есть ещё нестандартные варианты. Что здесь имеет смысл знать? Первое. 100 Base FX. Довольно часто встречается во всяких индустриальных применениях, типа станков и прочего. Это стандарт, который предусматривает работу по многомоду на расстоянии по двум волокнам — в одно светим, из другого получаем сигнал — на скорости 100 мегабит в секунду, и в зависимости от качества волокна он раскачивается до 2 километров. Передатчики-приёмники там, как правило, подбираются исходя из цифры 2 километра. Если вы увидите 100 Base FX WDM, то он будет работать по одномоду и работает по одному волокну. Там в одно волокно вы и светите туда, и светите обратно. Просто на разных длинах волны. 1550 и 1310 нанометров — в одну сторону передача, в другую сторону приём.

Эти штуки таким образом устроены. Но зато одно волокно всего требуется. Вам не надо два волокна прокладывать. Дальше. 1000 Base SX и 1000 Base LX. Как запомнить, что это, и как оно расшифровывается? 1000 — я думаю, что вы догадаетесь, как расшифровывается. SX и LX — почему это такие буквы, и как их запомнить? Очень просто. Short, long. Маленькое расстояние — многомод. Большое расстояние — одномод. Два волокна в каждую сторону. Многомод на расстоянии 500 метров, одномод на расстоянии 5 километров. Есть ещё LX10 и BX10. Разница между ними в следующем. Они оба работают по одномоду. LX10 — это просто более мощная версия LX. LX обычно работает на 5 километров, LX10 работает на 10 километров. BX10 тоже работает на 10 километров, но по одному волокну.

Используется Wave Division Multiplexing, когда мы на разных длинах волн посылаем сигнал в разные стороны. BX10 в одну сторону пуляет сигнал на 1550, в другую сторону на 1310. У этой штуки, в WDM, будут разные трансиверы. В одну сторону будет передача на 1550 и приём на 1310. И в другую сторону будет передача на 1310 и приём на 1550. Если вдруг вы будете покупать такой стандарт, учтите, что они продаются парами, как правило, эти трансиверы. Вы покупаете коробочку, в которой две, условно говоря, SFP-шки лежат. Они парные, и при этом не одинаковые. 10 гигабит. 10G Base, и дальше та же самая буковка S и L. Я думаю, что вы уже догадываетесь. S — это Short по многомоду.

Опять же, в зависимости от качества волокна, в зависимости от ваших трансиверов, в зависимости от очень многих показателей, вы можете ожидать расстояние для этой штуки, для кабеля, например, категории M2, порядка десятков метров, 80 метров здесь. Long range — это по одномоду, соответственно, оно примерно на 10 километров рассчитано. Опять же, смотрите оптический бюджет на ваши трансиверы, и смотрите затухание, которое обеспечивает ваша линия. Если вы купите оптику, сам кабель, который дает большое затухание, вы получите существенно меньше расстояния, чем ожидаете. У меня был случай. Я работал в провайдере, и у нас было достаточно много оптики зарыто в землю, потому что мы порядка 2000 километров оптики имели в Москве и области, и потребовалось расшириться, и наши закупщики купили баржу, я не шучу, реальную баржу оптики, какой-то супер-мега дешёвой

на складе в Америке, и привезли её. И внезапно выяснилось, что эта оптика, она, конечно, хорошая, но только у неё не было окон прозрачности в каких-то разумных диапазонах. На тех частотах, на которых мы планировали использовать, 1310–1550, она давала какое-то колоссальное затухание. И для того, чтобы пробить сигнал хотя бы на 5 километров, нам приходилось использовать SFP-шки, трансиверы, которые были рассчитаны на 20 километров. Чтобы на 20 километров пробить сигнал, нам приходилось использовать SFP-шки, которые были на 40 или на 100. И вы должны будете исходить из того, что эти цифры очень сильно ориентировочны, и они исходят из того, что у вас, А, хороший кабель, Б, правильно руки растут из нужного места у сварщиков, С, что вы покупаете нормальные SFP-шки трансивера. Исходя из этого, получается, что вам, может быть, даже удастся

превзойти эти цифры. Но это средние цифры в вакууме. Ещё есть 10G-BASE ER, это Extended Range, до 40 километров. Всё это по одномоду. Две жилы туда-обратно. 40 гигабит SR и LR, знакомые нам буквы Short Range и Long Range. Short Range 125 метров, это по максимальной категории провода OM4. Не верьте, если вдруг вы попытаетесь взять OM2 кабель и пропустить по нему 40 гигабит. 40 гигабит по OM4 только работает, и до 120 метров, до 100 метров получится его прокинуть. Long Range, соответственно, 10 километров. Такая стандартная величина, из которой все исходят. 100G-BASE SR4, Short Range, категория кабеля OM4 или OM5. 100G-BASE ER,

это... Есть ещё 100G-BASE LR и 100G-BASE ER. Это 10 и 40 километров соответственно. OM4 и OM2. Это буквально следующий слайд. То, что у нас есть категории витой пары, категории 3-4-5, вы уже знаете. На самом деле такая же штука есть и для оптики, что кабели различаются по качеству, само стекло различается по качеству. Насколько оно качественное, насколько оно чистое, насколько высокое затухание оно обеспечивает. Для многомодовых кабелей есть, на самом деле, здесь ещё есть OM5, пять категорий кабеля. OM1 вы сразу можете вычёркивать, это американский стандарт, он совсем плохой, у него диаметр сердцевины 62 микрона, и вы его даже не встретите нигде. Поэтому, по факту, то, что вы можете купить на рынке, это OM2, OM3 или OM4. OM5, по факту, тяжело встретить и не сильно нужно. OM2 на 80 метрах

даёт вам 10 гигабит. OM3 на тех же самых 10 гигабитах даёт 300 метров, он достаточно сильно отличается и сильно увеличивает максимальное расстояние, на которое вы можете пробить сигнал. Если вы возьмёте 40 гигабит, то на 100 метров можно его будет пропихнуть. Опять же, 100 метров это приблизительное. Надо смотреть конкретную трассу, свойства затухания, сколько там мест сварки, сколько там контактов используется. Считается оптический бюджет, это не то, что точно, прямо гарантированно на 100 метрах оно будет работать. Не будет. OM4 это ещё более качественный провод. 400 метров для 10 гигабит, 150 метров для 40 гигабит. OM5 это для 100 гигабит, 100G-Base. Так. С одномодом. Я не думаю,

что вам когда-нибудь придётся иметь с ним дело, но тем не менее, он тоже различается. Есть OS1 и OS2. Первая категория это чуть похуже, вторая чуть получше. Буквы А, Б, С и Д. Есть 652 категория А, 652 категория Б, 652 категория С, 652 категория Д. А и Б это стандарты качества провода, и если вы берёте стандарт качества А и Б, это только может быть в кабеле OS1. С и Д может быть и там, и там. Это чуть более чистый провод. Чаще всего вы будете видеть именно такие обозначения, типа G652C, G652D. OS1 это кабели, как правило, я не нашёл русский перевод, tight buffered, они прямо так обозначаются. Если вы в магазин пойдёте, они так и будут писаться. Tight buffered, это каждое волокно у вас будет идти в свою отдельную рубашечку. И всё это дело будет заполнено гидрофобным гелем.

Максимальное расстояние, на котором вы реально можете работать с кабелем такой категории, это приблизительно в районе двух километров. Эти провода создавались из расчёта, чтобы делать линки до двух километров. Дело в том, что у них достаточно высокое затухание идёт, порядка одного децибела на километр. И если вы делаете два километра, у вас получается два децибела затухания на самом кабеле, плюс места сварки, если они есть, плюс на всех коннекторах у вас будет какое-то затухание. Скорее всего, вы просто оптический бюджет на линках порядка таких цифр весь свой изъедите. Соответственно, эти кабели, опять же, дешевле, и они достаточно просты в монтаже,

назовём это так. Кабели OS2 — это то, с чем работают провайдеры. Они лучше по качеству. Они будут называться loose tube. Это значит, что у вас внутри этого модуля, видите, вот эта рыжая штуковина, это модуль называется. Сами волокна, которые в лаке идут, они лежат все вместе вперемешку, и они все заполнены гидрофобным гелем, то есть у вас внутри одного модуля, внутри одной рубашки сразу несколько волокон идёт. И эта штука лучше справляется со всякой влажностью и прочим, но с ней работать чуть более геморройно. Эти кабели, как правило, обеспечивают меньшее затухание, как следствие, они работают на больших расстояниях, то есть для них типичное расстояние для Ethernet — это 10 километров, если вам нужно протягивать сигнал, вы, скорее всего, кабели такие и возьмёте. Если вам нужно будет, допустим, 40 километров протянуть сигнал, 100 километров, то вы будете брать максимальный кабель максимально высокой категории, это будет

G652D, в таком духе. Вряд ли вам с этим придётся работать, но просто знайте, что кабели бывают разные, что они различаются по качеству, если вдруг вас провайдер или кто-то ещё будет спрашивать, что вы хотите, например, чтобы мы, как провайдер, выполнили для вас работы по протягиванию оптики между двумя зданиями, какую оптику вы хотите, вы должны будете понимать, что вы там должны будете запускать, если вы будете 10 гигабит запускать, то вам, наверное, имеет смысл у OM3 попросить, потому что 300 метров — это более-менее разумная цифра, скорее всего, даже если у вас расстояние поменьше будет, вы такой оптический бюджет сможете обеспечить, чтобы это всё работало, а вот на OM2 эти 80 метров — это разве только внутри одного здания может хватить, и то не факт. На концах у оптического кабеля будут коннекторы, и в отличие, опять же, от медного Ethernet, где у нас был один-единственный коннектор,

который применялся вообще во всех случаях, в случае с оптикой всё плохо, потому что коннекторов вагон и маленькая тележка, здесь показаны некоторые наиболее популярные. FC — это такой разъёмчик, просто воткнул, и он работает. LC и SC — это разъёмы, которые с защёлкой, бывают обычные или дуплексные, когда у вас два разъёма рядышком идут, учитывая, что для оптики, как правило, у нас два волокна, они конструктивно просто в одном корпусе соединены два, и два волокна дальше уходят куда-то туда. Вот пример SC дуплексного разъёма, вы втыкаете, и получается, что вы не можете вытащить, допустим, волокно на передачу, не вытащив тем самым волокно для приёма. У вас они одновременно будут вставляться или вытаскиваться. Очень популярен в индустриальных всяких применениях байонетный разъём ST, и довольно частая штука в высокоскоростных линиях — разъём MT, MT-RJ,

у него 12 глазиков, здесь видно эти точечки, которые здесь идут, это 12 посадочных мест под оптику. По факту, не все 12 могут быть задействованы, может быть задействовано 2 или 4, но могут быть задействованы и все 12. Зоопарк, никакого стандартного варианта нету, как следствие, у вас много разных стандартов оптики, много разных форматов передачи данных по ним, много разных разъёмов, поэтому никто не делает оптическое железо уже с готовыми разъёмами, с готовыми стандартами. Все делают железо с универсальной дырочкой, дырочка под переходники. И переходники бывают чаще всего либо SFP гигабитные, либо SFP+ 10-гигабитные, либо QSFP+ 40-гигабитные. Есть ещё экзотика всякая, но она вам вряд ли пригодится. На картинке показан пример, это SFP, small form-factor pluggable, возможно это SFP+, я не знаю, они конструктивно одинаково выглядят. Просто, чтобы вы понимали, здесь спичка лежит,

то есть эта штука примерно размером с мизинец. Вы её вставляете в дырку под SFP и в неё уже вставляете оптический провод. И она обеспечивает вам преобразование из универсального 10-гигабитного или гигабитного интерфейса SFP-шного в, соответственно, 1000BASE-SX. Эти самые SFP-шки — это просто аналоговый преобразователь. В них никакой особой логики нету. Но есть нюанс. У неё есть микросхемка, она простенькая, маленькая. Она сообщает число. Когда вы втыкаете SFP-шку в разъём, switch, как правило, switch или роутер, он может опросить эту SFP-шку и прочитать то число, которое в ней записано. И на основании этого числа он может опознать, кто выпустил эту SFP-шку

и какой она модели, условно говоря. Это не какая-то хитрая логика, не какой-то хитрый преобразователь, который внутри есть. Это просто флешка, на которой лежит число. И когда вы вставляете, например, SFP-шку в цисковский switch, он считывает число из этой SFP-шки и ожидает увидеть те числа, которые сама Cisco записывает в свои SFP-шки, свои фирменные. Если он видит какое-то другое число, он говорит: ты в меня воткнул какую-то чужую SFP-шку, я не буду работать. Купи фирменную SFP-шку, и тогда всё будет хорошо. А фишка в том, что обычная SFP-шка, просто обычная, она стоит там типа 10 баксов, ну, 15. Это вот ровно столько, сколько стоит сам адаптер, сам преобразователь, стоимость самого железа. Ровно та же SFP-шка, только с наклейкой циска, она абсолютно идентична по железу, но только наклейка на ней правильная. Она стоит 1000 долларов, и я не шучу. То есть разница там примерно такая, то есть там на полтора

порядка два порядка разницы. Поэтому, да, естественно, что циска не хочет упускать такой кусочек рынка и заставляет пользователя покупать фирменные SFP-шки. Но есть нюанс. Вы можете выполнить команду service unsupported transceiver, и тогда циски перестанут хотеть использовать только свои собственные SFP-шки, но при этом вы лишаетесь гарантии. Поэтому вы должны сами будете для себя решить, соответственно, что вы хотите. Есть некоторое количество продавцов, которые позволяют купить вам китайские SFP-шки с прошитыми нужными числами. То есть вы покупаете SFP-шку, просите продавца прошить ее определенным образом, и он вам там внутрь нее записывает число, которое вы попросите. Ну, то есть вы говорите, например, я буду покупать у тебя SFP-шку для того, чтобы использовать ее в свечах циска. Он вам прописывает, соответственно, прошивку циски. Это никак не влияет на работу. Это только исключительно маркетинговое соображение, чтобы с вас стрясти побольше денег,

не более того. Самая SFP-шка, она абсолютно тупая, в ней нет никакой логики, это чисто электрическое устройство. Так. Наверное, это все, что я хотел рассказать про физику в Эзернете. Давайте дальше поговорим про логическую связь, которая в нем есть. в Эзернете.