,在一个同轴电缆总线网络中,你可以通过四个信号放大中继器互连多达五个电缆段。由于每个中继器只有两个端口,其间的电缆可以是一个服务多个节点的混合电缆段或者一个只连接两个节点的链路电缆段。这种设置表示10Base2网络的最大冲突域直径为185m的5倍(比1公里短不了多少);10Base5可以达到2500m。因此,这些总线技术适合于诸如连接独立楼宇之类的应用场合。相比之下,UTP网络只包含链路电缆段,因为它的中继器是多端口集线器。由于10BaseT规定了100m的最大电缆段长度,你可以将四个集线器配置得每个集线器之间相距100m,每个集线器再通过长达100m的链路电缆段为其节点服务。这种结构特别适合楼宇,用一个集线器服务每个连续的楼层。由于可以按照5-4-3约束条件来混合和匹配同轴电缆段和UTP电缆段,所以还可进一步提高灵活性。如果你考虑到为最大容许数量节点服务的最大电缆长度,则10BaseT的冲突域极限大约为2800m。
调制技术实现在铜线上以Gbps传输
尽管存在很多基于光纤的
以太网标准,但是成本的考虑仍然促进着铜媒体的发展。这里,物理层实现方法的进展使得兼容电缆系统如(5e类和6
类)的速度按数量级增长(参考文献2)。因此,实际上所有当今的PC联网硬件都具有双重的10/100Mbps传输速度。假如你的电缆能够胜任工作,则100BaseTX快速以太网硬件不做任何修改就可以与10BaseT一起运行。这种规范仍然是当今每一种IC格式的最流行的实现方法,其中包括来自Actel公司、Altera公司和Xilinx公司等可编程逻辑专业厂商的知识产权模块。帧格式保持不变,信令值也没有变化,例如一个时隙是512位时间或帧间隔是96位时间。但是,100BaseTX提高到10倍的信号速度以及随之而来的定时约束条件使其冲突域直径限制在相对不足205m以内。与10BaseT一样,快速以太网为了提供可选的全双工能力,采用独立的发送和接收线对。在这种情况下,每个电缆段都是在一台设备和一台以太网交换机之间的一个链路电缆段。使用交换机而不用集线器/中继器,可使这一电缆段与其他电缆段隔离开来,从而使每个电缆段实际上成为其自身的冲突域。相应地,这种策略是提高100BaseTX网络长度的关键所在。这也使得CSMA/CD机制是多余的,因为这种机制会被一个为全双工操作配置的交换机所忽略。
IEEE-802.3u规范采用三电平符号传输系统取代10BaseT的二电平曼彻斯特编码,能实现快速以太网的兼容性。这种方案采用一种最初为FDDI(光纤分布式
数据接口)系统开发的4B/5B编码。这种编码将4位数据半字节转换为5位编码,用以实现错误检测和增加控制码,例如数据流起始和终止定界符。将符号率提高到125 Mbps,可补偿4B/5B内在的20%数据传输效率,但是这种带宽增加所产生的频谱会被曼彻斯特编码扩展到数百兆赫。衰减损耗和EMC问题使这种方法无法使用,所以100BaseTX使用了MLT-3(多电平转换三电平)载波。
与曼彻斯特编码类似,MLT-3根据转换来进行位编码,但是将其输出压缩到一个能粗略仿真正弦波能量分布的三电平波形中。这三个电平连续地从+1变到0,再变到-1,然后再变回来,一个逻辑零可中止该序列,一个1可重新启动之(图3)。一个由1组成的长序列产生输出信号的最高频率,此时信号不断重复1、0、-1、0模式。这种模式的周期长度为四分之一时钟速率,这可使最差情况的能量成分降低到32.5 MHz。由于一个由零组成的长数据流产生的恒定输出,使得将接收器的读数据时钟与数据流难以同步,所以协议限制了这种序列,并且在没有数据时连续发送“空闲”信号。这些步骤还能保持电缆上的中点直流平衡,这是曼彻斯特编码的一个固有特性。这样的中点平衡可避免电缆上的直流偏移,否则就会累积起来造成信号失真,并使信号耦合变压器饱和。

图3,快速以太网的MLT-3编码是以太网首次尝试带宽缩小。 这种透明的10/100Mbps能力依赖于快速以太网的可选自动协商序列。该序列利用10BaseT的正常链路脉冲信号。这些信号可验证两个节点之间的链路完整性,并具有2ns的周期和16.8ns的间隔定时特性。修改协议,把一个16位数据包包括在内,而这种数据包又在一组具有与正常链路脉冲信号相同的定时的快速链路脉冲中包含一个链路编码字,这样做就能使10BaseT设备忽略链路编码字的选择符和技术能力域。在自动协商期间,设备对自身进行配置以便提供设备设计允许的从全双工1000BaseT到10BaseT的最佳性能水平。
正如IEEE-802.3ab所描述的,在UTP环境内,在高规格电缆线上运行1000BaseT也是可能的。为了后向兼容,这种千兆位以太网标准在半双工模式下支持CSMA/CD,它在结构上受到的制约与100-Base