ما هو IEEE 802.3؟مراجعة شاملة للمواصفات

1. الخلفية والتطور

تحدد معيار IEEE 802.3 إيثرنت على كل من التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) و الطبقة الفيزيائية (PHY) . إنه يدعم تصميم وتنفيذ شبكات LAN السلكية على مستوى العالم، والتي تمتد بسرعات من 1 ميجابت/ثانية إلى 400 جيجابت/ثانية. تستخدم بروتوكول MAC الأساسي CSMA/CD في البيئات المشتركة والتشغيل المزدوج الكامل عند التبديل - مع الحفاظ على التوافق عبر المراجعات وتضمين التحديثات لتجميع الارتباط، وإيثرنت الموفرة للطاقة (EEE)، وأنواع PoE.

2. متغيرات الطبقة الفيزيائية الرئيسية IEEE 802.3

• IEEE 802.3ab (1000BASE-T) – صدق في 1999، يتيح معيار Gigabit Ethernet هذا 1 جيجابت في الثانية عبر كابلات Cat 5/5e/6 UTP باستخدام أربعة أزواج، وتشفير PAM-5، وتقنيات إلغاء الصدى. يبلغ طول الرابط النموذجي 100 متر.
• IEEE 802.3z (1000BASE-X والمتغيرات) – تمت الموافقة عليه في 1998، يتكون معيار Gigabit هذا القائم على الألياف الضوئية من 1000BASE-SX (متعدد الأوضاع)، LX (أحادي الوضع)، و CX (تشغيلات نحاسية قصيرة محمية).

3. مقياس سرعة إيثرنت والملحقات

بدءًا من 10BASE-T (10 ميجابت في الثانية)، تطور المعيار من خلال إيثرنت السريع و جيجابت إيثرنت، والتقدم إلى 10GBASE-T و 40/100G، وحتى 400 جيجابت/ثانية. معلم بارز:

IEEE 802.3ba (2010) – قدم متغيرات 40 جيجابت في الثانية و 100 جيجابت في الثانية عبر اللوحات الخلفية الضوئية والنحاسية.

4. إيثرنت الموفرة للطاقة (EEE)

IEEE 802.3az (2010) – أضفت حالات خمول منخفضة الطاقة في PHYs لخفض استهلاك الطاقة خلال فترات حركة المرور المنخفضة، مع الحفاظ على التوافق مع الأجهزة الموجودة.

5. معايير الطاقة عبر الإيثرنت (PoE)

تتضمن معايير إيثرنت الآن توصيل الطاقة عبر كابلات الزوج الملتوي:

• IEEE 802.3af (PoE، 2003) – يوفر ما يصل إلى 15.4 واط لكل منفذ؛ يضمن 12.95 واط في الجهاز (PD).
• IEEE 802.3at (PoE+، 2009) – يعزز الإخراج إلى 30 واط، مع 25.5 واط يتم تسليمها إلى PD؛ متوافق مع الإصدارات السابقة مع 802.3af.
• IEEE 802.3bt (PoE++، النوع 3 و 4، 2018) – يقدم ما يصل إلى 90 واط باستخدام جميع الأزواج الأربعة: النوع 3 ≈ 51 واط، النوع 4 ≈ 71–90 واط.

تم توحيد PoE أحادي الزوج (PoDL) لتطبيقات السيارات/الصناعية في IEEE 802.3bu (2016).

6. تجميع الارتباط والتفاوض التلقائي

تجميع الارتباط:
تم تحديده في الأصل بواسطة IEEE 802.3ad (2000)، يتيح تجميع الارتباط دمج منافذ إيثرنت فعلية متعددة في رابط منطقي واحد، مما يوفر كلاً من توسيع نطاق النطاق الترددي والتكرار.

ملحوظة: منذ 2008، تم نقل المعيار إلى IEEE 802.1AX، والذي حل محل 802.3ad بالكامل. أصبحت مواصفات 802.3ad الآن قديمة ولم تعد قيد الصيانة كمعيار مستقل.

التفاوض التلقائي:
يسمح التفاوض التلقائي للأجهزة بتحديد واختيار أعلى سرعة ووضع مزدوج مدعومين بشكل متبادل تلقائيًا (على سبيل المثال، 40G → 25G → 10G → 1000BASE-T).

7. لماذا يهم IEEE 802.3 في تصميم الشبكة

• قابلية التشغيل البيني عبر الشركات المصنعة للأجهزة.
• قابلية التوسع، ودعم الترقية من ميغابايت إلى سرعات تيرابايت.
• بنية MAC موحدة، وإدارة متسقة عبر السرعات.
• الابتكار المستمر: إنتاجية أعلى، وتوفير الطاقة، وPoE مدمج.

8. LINK-PP والامتثال لـ IEEE 802.3

LINK-PP تصمم وتصنع موصلات PoE RJ45 و محولات PoE LAN التي تتوافق تمامًا مع مواصفات IEEE 802.3، مما يضمن أداءً موثوقًا به وتوافقًا وسلامة في تطبيقات المؤسسات والصناعية. يضمن هذا الامتثال أن منتجات LINK-PP تندمج بسلاسة في شبكات إيثرنت القياسية مع توفير كفاءة عالية للأجهزة التي تعمل بالطاقة عبر PoE.

جدول ملخص لمتغيرات IEEE 802.3 الرئيسية

الخلاصة

من إيثرنت السريع المبكر إلى العمود الفقري الحديث متعدد المئات من الجيجابت، يظل معيار IEEE 802.3 هو العمود الفقري لشبكات LAN السلكية. إن توسعها المستمر - الذي يشمل السرعات الأعلى، وتحسينات الكفاءة، وقدرات PoE، وتجميع المنافذ المتعددة - يحافظ على الشبكات قوية وقابلة للتشغيل المتبادل وجاهزة للمستقبل. يجب على المهندسين الذين يصممون البنية التحتية للشبكات إتقان متغيرات IEEE 802.3 المختلفة لتحسين الأداء وإدارة توصيل الطاقة وضمان قابلية التوسع على المدى الطويل.