100BASE-TX (100Base-TX)
Technologia 100BASE-TX (100Base-TX) to jedna z metod wchodzących w skład standardu Ethernet, umożliwiająca przesył danych w sieciach lokalnych z prędkością 100 Mb/s. Dzięki dziesięciokrotnemu zwiększeniu prędkości w porównaniu do wcześniejszych standardów, jest określana jako Fast Ethernet.
100Base-TX funkcjonuje w pierwszej warstwie modelu sieci OSI/ISO, czyli warstwie fizycznej, ponieważ koncentruje się wyłącznie na fizycznym połączeniu między urządzeniami. Medium transmisyjnym jest miedziana skrętka nieekranowana UTP lub FTP kategorii 5 lub 6, zakończona złączem 8P8C (często mylnie nazywanym RJ-45).
Nazwa standardu odzwierciedla jego kluczowe parametry: liczba 100 oznacza prędkość transmisji wyrażoną w Mb/s, „Base” wskazuje na transmisję cyfrową w paśmie podstawowym, natomiast TX odnosi się do miedzianej skrętki kategorii 5e lub wyższej. Istnieją również technologie, które wykorzystują skrętkę niższej kategorii do przesyłania danych z prędkością 100 Mb/s, oznaczone literą T oraz innymi symbolami.
Specyfika skrętki nieekranowanej
Skrętka nieekranowana UTP (ang. Unshielded Twisted Pair) składa się z czterech par skręconych żył miedzianych. W przeciwieństwie do skrętki ekranowanej STP, nie posiada ona ekranowania. Każda żyła jest pokryta materiałem izolacyjnym, a każda para jest ze sobą skręcona. Kabel ten opiera się na efekcie zniesienia w skręconej parze przewodów. Aby ograniczyć przesłuchy między parami, liczba skręceń w każdej z nich jest różna. Mimo to, ten typ kabla jest bardziej narażony na degradację jakości sygnału z powodu zakłóceń EMI (interferencja elektromagnetyczna) i RFI (zakłócenia radiowe).
Zgodnie ze standardem EIA/TIA 568, istnieją dwa sposoby ułożenia żył w zakończeniu kabla złączem 8P8C (mylnie nazywanym RJ-45) – typ A i B. Kabel z końcówkami typu A lub B to kabel prosty, natomiast kabel z jedną końcówką A i drugą B to kabel skrzyżowany.
Kable proste (ang. straight-through) są używane do łączenia:
- Koncentratora z przełącznikiem
- Koncentratora z routerem
- Przełącznika z routerem
- Routera z komputerem
- Komputera z przełącznikiem
- Komputera z koncentratorem
Kable skrzyżowane (ang. crossover) są stosowane do łączenia:
- Koncentratora z koncentratorem
- Przełącznika z przełącznikiem
- Routera z routerem
- Komputera z komputerem
Dotyczy to starszych generacji urządzeń; kabel skrzyżowany nie jest konieczny, gdy urządzenia obsługują funkcję Auto MDI-MDIX.
Transmisja danych
Do przesyłania danych wykorzystywane są dwie oddzielne pary przewodów skrętki. Żyły 1 i 2 (druga para) przesyłają dane z komputera (TX), a żyły 3 i 6 (trzecia para) odbierają dane (RX). Pary działają niezależnie w trybie pełnego dupleksu, z prędkością transmisji 100 Mb/s.
Pozostałe dwie pary przewodów w kablu kategorii 5e nie są wykorzystywane. Mogą być użyte np. do stworzenia drugiego łącza 100BASE-TX, dwóch analogowych linii telefonicznych lub do zasilania urządzeń sieciowych (PoE), takich jak kamery IP. Z powodów ekonomicznych, dla urządzeń działających jedynie w standardzie 10BASE-T/100BASE-TX, często spotyka się kable z jedynie dwiema parami przewodów.
Dane do przesłania są kodowane za pomocą kodu 4B5B, a następnie konwertowane na jedno z trzech napięć między przewodami pary przy użyciu kodu MLT-3 (Multi Link Transmit – 3). Przesył danych odbywa się z częstotliwością zegara 125 MHz, co odpowiada transmisji danych wejściowych z prędkością 100 Mb/s. Zastosowanie kodowania MLT-3 powoduje, że maksymalna częstotliwość podstawowa sygnału w łączu wynosi 31,25 MHz.
Transmisja sygnału cyfrowego po skrętce nieekranowanej generuje zakłócenia radiowe w zakresie fal ultrakrótkich.
Kolejność żył
Jak widać, oba typy różnią się jedynie zamianą miejscami pary pomarańczowej z zieloną.
Maksymalny zasięg
Technologia 100Base-TX jest stosowana w sieciach o topologii gwiazdy. Przyjmuje się, że maksymalna długość kabla między urządzeniami, która nie powoduje wytłumienia sygnału, wynosi 100 metrów (jednak w praktyce, przy użyciu nowoczesnych urządzeń sieciowych, odległość ta może wynosić nawet 150 metrów). Aby połączyć urządzenia na większe odległości, można zastosować wtórniki, jednak należy pamiętać, że wprowadzają one opóźnienia w transmisji. Dzięki wtórnikom można zwiększyć dystans między urządzeniami do 200 metrów. Jednak między dwoma wtórnikami można użyć kabla jedynie o długości 5 metrów, co oznacza, że korzystając z dwóch wtórników, łączny dystans zwiększy się jedynie do 205 metrów.
Dzięki temu, że skrętka nieekranowana UTP jest najtańszym i najłatwiej dostępnym medium, a prędkość 100 Mb/s stała się obecnie standardem w sieciach lokalnych, technologia 100Base-TX jest najczęściej wybierana przez użytkowników Ethernetu. Niemniej jednak, z uwagi na możliwość wykorzystania tego samego okablowania (skrętka kat. 5e) oraz coraz tańszych urządzeń sieciowych dla Gigabit Ethernetu, ten standard transmisji od początku drugiej dekady XXI wieku coraz mocniej ustępuje miejsca starszemu już Fast Ethernetowi.