快速以太网

介绍

　　快速以太网是LAN传输标准，它提供100Mbps的速率（也叫做100BASE-T10）。现在的使用10BASE-T网卡的工作站可以接入快速以太网。（每个工作站能够接收的速率还是10Mbps）。

　　IEEE标准化组织开始研究提高以太网速度的时候，他们发现有两种方法可以用。一种是是在原来的以太网上提速，让他达到100M就行了。保持原来的介质访问控制机制CSMA/CD不变。这种方法产生的以太网就是100BASE-T快速以太网。另一种方法是采用新的介质访问控制机制，一种基于HUB的控制机制，它是请求优先式的。这种机制下系统不但可以传输标准的以太帧，还可以传输令牌环网的帧。这种方法现在被称为100VG-AnyLAN。IEEE决定为两种方法都创建标准，100BASE-T快速以太网标准是原来802.3的一部分，而100VG-AnyLAN则是IEEE 802.12了。

发展史

　　随着信息技术的快速发展，特别是INTERNET和多媒体技术的发展，网络数据流量迅速增加，原有的10Mbps速率LAN已难以满足通信要求，从而对更高速率的LAN产品提出了迫切需求。

　　1993年10月以前，对于要求10Mbps以上数据流量的LAN应用，只有光纤分布式数据接口（FDDI）可供选择，它是一种价格非常昂贵的、基于100Mpbs光缆的LAN。

　　1991年8月Howard Charney、Larry Birenbaum等成立了Grand Junction公司，并立即投入了100Mbps以太网的开发。1993年10月，Grand Junction公司推出了世界上台快速以太网集线器Fast Switch 10/100和网络接口卡Fast NIC 100.随后Intel、SynOptics、3COM、Bay Networks等公司亦相继推出自己的快速以太网装置。与此同时，IEEE802工程组亦对100Mbps以太网的各种标准，如100BASE-TX、100BASE-T4、MII、中继器、全双工等标准进行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u规范，开始了快速以太网的时代。

相关技术

　　快速以太网具体包括两种技术：100BASE－T和100VG－AnyLAN。

　　100BASE－T

　　100BASE－T是由DEC、Sun、Intel、3Com、SMC等公司组成的高速以太网联盟提出的。其目标是加快100BASE－T的速度。许多厂商在1994年底就开始推出与100BASE－T有关的产品。高速以太网联盟同时建立了工业标准的测试规程来保证各个厂商生产的100BASE－T产品的互操作性。

　　100BASE－T的一个显着特性是它尽可能地采用了IEEE802．3以太网的成熟技术。因而，它很容易被移植到传统的标准以太网环境中。

　　100BASE－T和传统的以太网的不同之处在物理层。原10Mbps以太网的附属单元接口由新的媒体无关接口所代替，接口下采用的物理媒体也相应地发生了变化。

　　为了在5类非屏蔽双绞线上传输超过100Mbps的数据流，100BASE－T采用了多级电平方式MLT－3，信道编码则采用了4B/5B编码方法。同时为了方便用户网络从10Mbps升级到100Mbps，100BASE－T标准还包括有自动速度侦听功能。这个功能使一个适配器或交换机能以10Mbps和100Mbps两种速度发送，并以另一端的设备所能达到的最快的速度进行工作。

　　100VG－AnyLAN

　　100VG－AnyLAN是基于100BASE－VG的技术，这里VG代表声音级（VoiceGrade），表示采用音频非屏蔽双绞线作为物理媒体。美国联邦通信委员会规定非屏蔽双绞线上的信号频率必须低于30MHz,为了利用现有音频非屏蔽双绞线传输100Mbps的数据流，100VG－AnyLAN采用了四重信号技术。这种技术在每个节点和集线器间连接有4对非屏蔽双绞线，信息分四路在4对双绞线上同时传输，进行半双工通信。由于目前采用4对非屏蔽双绞线的较多，所以100VG－AnyLAN又被称为4－UTP100VG－AnyLAN。

　　100VG－AnyLAN的网络拓扑结构与100BASE－T相同，都为星形结构。

　　在信道上，100VG－AnyLAN采用了5B/6B、不归零制和扰码技术，这组技术不但编码效率高，并且增强了数据抗噪声和抗错码的能力，简化了定时恢复电路的实现。

　　100VG－AnyLAN的MAC层和以太网采用的CSMA/CD完全不同，它是采用需求优先权访问方法。这种方法实质上是一种轮流访问方式。它避免了冲突的发生，而且能保证用户等待时间不超过其余各用户各发送一帧信息所需时间之和，确保了网络在重负荷时的时延性能。另外，为了满足不同业务不同的服务要求，100VG－AnyLAN还采用了优先级机制，因此，它适合于实时业务传输和多媒体信息传输。

　　100VG－AnyLAN的不足之处是其MAC层与以太网不兼容，因而现有大量10Mbps以太网的用户难于向100VG－AnyLAN过渡。另外，该技术虽然在初期得到IBM、AT&T和HP等公司的推动和支持，但目前还只有HP等少数公司提供有关产品。

架构

　　上图表示了三种可以用于快速以太网的介质类型。其中100代表传输速率为100Mbps，而BASE代表基带传输。而T4代表用了四根双绞线，这个在上面的定义中已经定义中给出了说明，这四根线是语音级的（3类双绞线）。而TX，指用两根双绞线，这两根双绞线是数据级的（5类双绞线）。至于FX则是光纤。我们把100BASE-TX和100BASE-FX统称为100BASE-X标准。这个标准使得不但可以在普通的语音线路上传输100Mbps数据，而且可以在新介质上传输100Mbps数据。

　　上图表示了用于进行100M连接的组件，有一些网络的组件可能不一样，但是基本的框架就象上图一样。

　　在图的右边，物理介质用于传输在计算机间传输信号。这个介质可以是上面所说的任何一种介质。用户可以通过介质相关接口（MDI）和介质相连。这个东西是一个8针的双绞线连接器或光纤接口。

　　在图中的第二个设备是物理层设备（Physical Layer Device，PHY）这个设备执行了和10Mbps以太网中transceiver一样的功能。它可以是一个集成于网络设备以太端口的电路（此时用户是看不到它的），也可以是一个独立的安装在MII线缆上的设备。

　　MII是一个可选的组件，它提供了提供了将连接介质访问控制功能连接到PHY的方法。MII可以支持10Mbps或100Mbps速率，这样就可以使设备连接到10BASE-T或100BASE-T网络上。MII可以在不同的介质上发送不同的信号，这信号的不同对网络设备中的以太芯片来说是透明的。MII在其中进行了转换。MII提供了40针的连接头，线缆，使网络设备可以连接到不同的介质上，为网络连接提供了的灵活性。MII可以通过40针的MII连接器和一条MII线缆连接到transceiver上。线缆的长度不得大于0.5m。当然，如果transceiver允许也可以不使用中间线缆。