Công nghệ Ethernet sử dụng cáp đồng trục (coaxial cable) có hình trạng dạng bus, tốc độ truyền là 10 Mbps. Sử dụng cặp dây xoắn, hình trạng hình sao, tốc độ truyền từ 10 đến 1000Mbps. Gigabyte Ethernet sử dụng cả sợi quang hay dây đồng xoắn, truyền với tốc độ 1 Gbps. Những công nghệ Ethernet này được chuẩn hoá bởi IEEE 802.3. Vì thế LAN Ethernet thường được gọi là 802.3 LAN. Tín hiệu truyền trên đường dây thường bị suy hao theo khoảng cách, do đó đến một khoảng cách nào đó sẽ mất tín hiệu, vì vậy cần phải có thiết bị tái tạo lại tín hiệu trước khi không nhận ra tín hiệu đó, thiết bị thực hiện chức năng này gọi là bộ lặp (Repeater). Bộ lặp là thiết bị tầng vật lý xử lý trên từng bit riêng lẻ chứ không phải trên khung dữ liệu. Khi tín hiệu (biểu diễn bit 0 hoặc 1) đến từ một cổng, bộ lặp tái tạo lại tín hiệu này bằng cách tăng cường độ năng lượng của tín hiệu và gửi tín hiệu đó qua tất cả các cổng còn lại. Bộ lặp được sử dụng rộng rãi trong LAN để mở rộng phạm vi mạng, bộ lặp không có khả năng cảm nhận sóng mang hay thực hiện bất kỳ một chức năng nào của CSMA/CD, nó chỉ tái tạo và gửi tín hiệu đến từ một cổng đến tất cả các cổng khác, kể cả trong trường hợp các cổng kia cũng đang có tín hiệu gửi đến.
Ethernet 10BASE2
Hình 8.9 Ethernet 10Base2
10Base2 là một công nghệ Ethernet rất phổ biến trong những năm 90 của thế kỷ trước. Số 10 trong 10base2 có nghĩa là tốc độ truyền tối đa là 10 Mbit/s, số 2 có ý nghĩa khoảng cách tối đa giữa hai trạm không có bộ lặp ở giữa không vượt quá 200m. Hình 8.9 minh họa mạng Ethernet 10BASE2 có hình trạng dạng bus, các Card mạng được kết nối trực tiếp vào một môi trường dùng chung - cáp đồng trục. Khi Card mạng gửi đi một khung dữ liệu, khung đó sẽ được truyền qua đầu nối chữ T, sau đó sẽ lan tỏa theo cả hai hướng của dây dẫn. Trên đường đi, mỗi Card mạng sẽ thu được các tín hiệu của khung dữ liệu đó. Khi đến điểm cuối cùng của dây dẫn, tất cả các tín hiệu sẽ bị kết cuối BNC hấp thụ. Nếu không có bộ lặp, độ dài tối đa của bus là 185m. Nếu bus có độ đài lớn hơn, suy hao tín hiệu sẽ làm hệ thống hoạt động không chính xác. Ngoài ra nếu không có repeater, số lượng nút tối đa là 30. Người ta sử dụng bộ lặp để nối các đoạn 10base2 liên tiếp nhau, mỗi đoạn có thể có 30 máy và dài không quá 185m.
Chỉ có thể sử dụng tối đa 4 bộ lặp, nếu nhiều hơn sẽ thường xuyên xảy ra xung đột.
Ethernet 10BaseT và 100BaseT
Hình 8.10 Hình trạng dạng sao 10BaseT và 100 BaseT
10BaseT và 100BaseT là hai công nghệ tương tự nhau, điểm khác biệt quan trọng nhất là tốc độ truyền của 10BaseT là 10Mbit/s trong khi tốc độ truyền của Ethernet 100BaseT là 100Mbit/s. 10BaseT và 100BaseT là công nghệ được sử dụng rất phổ biến hiện nay, chúng có topo dạng sao, như minh họa trên hình 8.10.
Trong topo hình sao có một thiết bị trung tâm được gọi là hub (đôi khi gọi là bộ tập trung – concentrator), thực chất đó là bộ lặp nhiều cổng. Card mạng trên mỗi nút có kết nối trực tiếp đến hub. Kết nối này gồm hai lặp dây đồng xoắn đôi, một để truyền và một để nhận. Tại mỗi đầu của kết nôi có một bộ nối theo chuẩn RJ-45 – tương tự như đầu nối chuẩn RJ-11 được sử dụng cho điện thoại thông thường. Chữ “T” trong 10BaseT và 100BaseT là viết tắt của “Twisted pair” nghĩa là cặp dây xoắn.
Đối với 10BaseT và 100BaseT, khoảng cách tối đa giữa Card mạng và hub là 100m, vì vậy độ dài lớn nhất giữa hai nút là 200m. Khoảng cách này có thể được tăng nếu sử dụng các thiết bị như hub, bridge, switch. Về bản chất, bộ tập trung và bộ lặp giống nhau vì khi nhận được tín hiệu từ Card mạng chúng đều gửi tín hiệu đó đến tất cả các Card mạng khác. Theo cách này, mỗi Card mạng có thể cảm nhận kênh truyền để xác định liệu kênh truyền có rỗi không và đồng thời phát hiện xung đột trong khi đang truyền dữ liệu.
Nhiều Card mạng Ethernet hỗ trợ các tốc độ 10/100 Mbps, tức là chúng ta có thể sử dụng được dùng cả hai kiểu Ethernet: 10BaseT và 100BaseT. 10BaseT, đặc trưng của nó là sử dụng cáp xoắn kiểu 5. Khác 10Base2 và 10BaseT, 100BaseT không sử dụng phương pháp mã hoá Manchester sử dụng phương pháp 4B5B có hiệu suất cao hơn: mỗi nhóm 5 chu kỳ đồng hồ được sử
dụng để mã hóa 4 bit và cung cấp đủ thông tin cho phép đồng bộ hoá đồng hồ. Cả hai công nghệ 10BaseT và 100BaseT đều có thể sử dụng cáp quang, tuy giá thành cao nhưng khả năng chống nhiễu tốt.
Gigabit Ethernet
Gigabit Ethernet là sự mở rộng của chuẩn Ethernet 10BaseT và 100BaseT. Với tốc độ truyền lên tới 1000 Mbit/s, Gigabit Ethernet vẫn duy trì khả năng tương thích hoàn toàn với các thiết bị Ethernet kiểu cũ. Chuẩn Gigabit Ethernet (IEEE802.3x), thực hiện các công việc sau:
- Sử dụng khuôn dạng khung Ethernet chuẩn, tương thích với công nghệ 10BaseT và 100BaseT . Điều này cho phép dễ dàng tích hợp Gigabit Ethernet vào các cơ sở đã cài đặt các thiết bị Ethernet.
- Cho phép đường truyền điểm-điểm cũng như kênh truyền quảng bá. Đường truyền điểm-điểm dùng switch trong khi kênh truyền quảng bá sử dụng hub giống 10BaseT và 100BaseT.
- Sử dụng CSMA/CD cho kênh truyền quảng bá dùng chung. Để đạt được hiệu suất mong muốn, khoảng cách lớn nhất giữa các nút bị hạn chế chặt chẽ. - Kênh truyền điểm-điểm có đặc tính song công, mỗi hướng truyền với tốc độ
1 Gbps.
Giống như 10BaseT và 100BaseT, Ethernet Gigabit có hình trạng dạng sao, Gigabit Ethernet thường được sử dụng trên các trục chính kết nối nhiều mạng cục bộ Ethernet 10BaseT và 100BaseT. Gigabit Ethernet có thể sử dụng loại cáp 5UTP hoặc cáp quang.