Ethernet, nebo 10Base5 a 10Base2?

Klasický desetimegabitový Ethernet lze provozovat na různých druzích kabeláže - přechod mezi nimi však přece jen vyžaduje určité změny ve způsobu jeho fungování. Pro každý druh použitelné kabeláže proto existuje samostatný dílčí standard a dokonce i samostatné pojmenování. Konkrétně: 10Base5, 10Base2 (ale třeba také 10BaseT či 10Broad36).

Původní koncepce Ethernetu, tak jak vznikla ve středisku PARC společnosti Xerox za asistence firem Intel a Digital (viz minule), předpokládala použití tzv. tlustého koaxiálního kabelu. Říkalo se mu také "Yellow Cable" (pro jeho charakteristickou žlutou barvu). Hlavní ale byl jeho velký průměr (cca 1 cm) a z něj vyplývající malá ohebnost, která dosti komplikovala instalaci kabelů. Výhodou naopak byla možnost vytvářet na takovém kabelu odbočky, a to až v délce 50 metrů (pomocí tzv. drop kabelu). Vše ukazuje obrázek: tlustý koaxiální kabel se v místě odbočky opatřil speciální "krabičkou" (tzv. transceiverem) a z ní pak mohl vést drop kabel až do vzdálenosti 50 metrů k připojenému koncovému uzlu.

Připojení uzlů v Ethernetu s tlustým koaxiálním kabelem

Bylo to možné díky tomu, že zmíněný transceiver byl zařízením, které obsahovalo potřebné elektronické obvody pro příjem a vysílání po koaxiálním kabelu - proto mohl mít drop kabel tak velkou délku (až 50 metrů). Ze stejného důvodu se délka drop kabelu (resp. délka všech drop kabelů) nezapočítávala do celkové délky segmentu, která je shora ohraničena. V konkrétním případě popisovaného tlustého koaxiálního kabelu má toto omezení hodnotu 500 metrů - souvislý koaxiální segment tedy nesmí být delší než 500 metrů.

Co je 10Base5?

Pro historicky nejstarší verzi Ethernetu (s vlastnostmi kabeláže naznačenými v předchozím odstavci) se začalo používat označení 10Base5. První číslo "10" vyjadřuje nominální přenosovou rychlost, a to v megabitech za sekundu. Tato klasické verze Ethernetu tedy pracuje s přenosovou rychlostí 10 megabitů za sekundu. Druhé slovíčko "Base" vyjadřuje skutečnost, že přenos po koaxiálním kabelu se děje tzv. v základním pásmu (jako tzv. baseband přenos). Protipólem by byl tzv. širokopásmový (broadband) přenos, kdy je přenášený signál modulován na jiný signál, který médiem prochází lépe. Existuje sice i taková verze Ethernetu, která takový "broadband" přenos používá (a je označována jako 10Broad36), ale dnes již není příliš aktuální.

Zpět tedy k verzi 10Base5. Její poslední číslice, 5, vyjadřuje maximální délku souvislého kabelového segmentu, měřenou ve stovkách metrů (zde tedy 500 metrů). připomeňme si ještě jednou, že se jedná o délku bez započítání tzv. drop kabelů - s využitím jejich maximální délky je možné "dosáhnout" až na vzdálenost 600 metrů (500 metrů, plus 2x 50 metrů). Neznamená to samozřejmě, že by nebylo možné "dosáhnout" Ethernetem na ještě větší vzdálenost - pouze to nejde jedním souvislým kabelovým segmentem. V případě potřeby je možné použít více kabelových segmentů a ty mezi sebou propojit pomocí tzv. opakovačů (repeaterů). Ani těch však nesmí být libovolně mnoho (mezi libovolnými uzly nesmí být více než dva).

Za zmínku určitě stojí i potřeba opatřit oba konce každého koaxiálního segmentu zvláštním zakončovacím členem (tzv. terminátorem). Po obvodové stránce jde o obyčejný ohmický odpor ve stejné velikosti, jakou má impedance použitého koaxiálního kabelu, tj. 50 Ohmů. Vysvětlení dokáže poskytnout již elementární fyzika, konkrétně její poučka o odrazu vlnění na volném konci vedení - pokud by signál dorazil na konec kabelu bez potřebného zakončení, odrazil by se a vracel zpět, přičemž by interferoval se signálem přicházejícím v opačném směru. Správné zakončení (zmíněným zakončovacím členem) naštěstí dokáže nežádoucím odrazům zabránit. Na druhé straně je třeba dodat, že když někdo na zakončovací členy zapomene, nesmí se divit, že náhle nepřenese ani bit.

Co je 10Base2?

Nevýhodou Ethernetu ve verzi 10Base5 byly jednak mechanické vlastnosti použitého koaxiálního kabelu (jeho tloušťka a špatná ohebnost), jednak i jeho poměrně vysoká cena. Lidé se proto začali poohlížet po jiném druhu kabeláže, který by tyto negativní vlastnosti neměl. Volba nakonec padla na koaxiální kabel zhruba polovičního průměru (tedy cca 0,5 cm), který je výrazně ohebnější a také lacinější.

Přechod na tento druh kabelu se však nemohl obejít bez určitých ústupků. Tenčí kabel totiž více tlumí přenášený signál a také je citlivější na další negativní vlivy. Obecně pak má horší přenosové vlastnosti než tlustý koaxiální kabel. Pokud měla být zachována stejná přenosová rychlost (10 Mbps), nutně se muselo "ubrat" někde jinde - konkrétně v dosahu. Varianta Ethernetu na tzv. tenkém koaxiálním kabelu povoluje maximální délku souvislého kabelového segmentu 200 metrů. Proto také dostala označení 10Base2 (kde číslice 2 vyjadřuje dosah ve stovkách metrů). Takto vymezený dosah je ale pouze zaokrouhlením skutečné maximální hodnoty, kterou je 185 metrů!

Konektor ve tvaru písmene T, realizující odbočku

S přechodem z tlustého na tenký koaxiální kabel však došlo ještě k jedné velmi důležité změně. Tou je migrace transceiverů. Zatímco u verze 10Base5 se předpokládalo, že transceiver (obsahující nezbytné obvody pro příjem a vysílání po společně sdíleném médiu) je samostatnou "krabičkou", u verze 10Base2 se již očekává, že je zabudován (zaintegrován) do síťového adaptéru. Tím pádem zmizel ze světa i tzv. drop kabel, aby se pod stejným jménem (ale s jiným významem) objevil posléze znovu. Z hlediska vedení koaxiálního kabelu to nyní znamená, že je nutné jej přivést až k síťovému adaptéru koncového počítače. Teprve zde lze vytvořit odbočku "minimálním možným" způsobem, pomocí speciálního konektoru ve tvaru písmene T.

Tím došlo k dalšímu faktickému zkrácení dosahu koaxiálního kabelu. Jestliže dříve bylo možné vést tlustý kabel "páteřním" způsobem a k jednotlivým koncovým uzlům "dotáhnout" drop kabely, nyní je nutné dovést celý koaxiální kabel až přímo ke koncovému uzlu, třeba i za cenu celých kabelových smyček (viz obrázek). Zatímco tedy dříve se jednalo o 500 metrů téměř "vzdušnou čarou", nyní jde o 185 metrů "skutečné trasy". Na druhou stranu je toto řešení cenově úspornější nejen kvůli ceně kabelu, ale také proto, že transceivery zaintegrované do síťových karet jsou výrazně lacinější a také spolehlivější než transceivery v samostatném provedení. A pokud je třeba překlenout větší vzdálenost, dají se použít opakovače. O nich ale zase až příště.

Připojení uzlů v Ethernetu s tenkým koaxiálním kabelem