Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 6.6: Ethernet

Hệ thống 
thông tin công nghiệp
5/5/2006
6.6 Ethernet
26.6 Ethernet © 2006 - HMS
6.6 Ethernet
1. Giới thiệu chung
2. Kiến trúc giao thức
3. Cấu trúc mạng và KT truyền dẫn
4. Cơ chế giao tiếp
5. Cấu trúc bức ₫iện
6. Một số tiến bộ công nghệ
36.6 Ethernet © 2006 - HMS
1. Giới thiệu chung
ƒ Ethernet là kiểu mạng cục bộ (LAN) lần ₫ầu tiên do 
hãng Xerox phát triển, ₫ược sử dụng rộng rãi nhất 
hiện nay. 
ƒ Ethernet chỉ là mạng cấp dưới (lớp vật lý và một 
phần lớp liên kết dữ liệu
ƒ Chuẩn hóa IEEE 802.3
ƒ Các phiên bản sau: Fast Ethernet (IEEE 802.3u), 
Wireless Ethernet (IEEE 802.11), Gigabit 
Ethernet,..
ƒ Các dạng mở rộng, sử dụng trong công nghiệp: 
High-Speed Ethernet, Ethernet/IP, Industrial 
Ethernet,...
46.6 Ethernet © 2006 - HMS
Trọng tâm bài giảng
ƒ Trả lời các câu hỏi:
— Ethernet có gì khác/₫ặc biệt so với các hệ thống mạng 
khác?
— Tại sao Ethernet lại ₫ược sử dụng phổ biến? 
ƒ Làm rõ ưu ₫iểm và nhược ₫iểm của Ethernet.
ƒ Những ưu nhược ₫iểm ₫ó xuất phát từ ₫âu?
ƒ Biện pháp nào ₫ược áp dụng ₫ể khắc phục các 
nhược ₫iểm của Ethernet 
ƒ Khả năng ứng dụng của Ethernet trong công 
nghiệp, ₫ặc biệt là trong các hệ thống ₫iều khiển
56.6 Ethernet © 2006 - HMS
2. Kiến trúc giao thức
2b LLC 802.2
2a MAC
1 Vật lý • • •
CSMA/
CD
802.1 802.3 802.14
Ethernet
Giao thức cấp cao
(VD TCP/IP, NetBUI, 
IPX/SPX...)
LLC Logic Link Control
MAC Medium Access Control
66.6 Ethernet © 2006 - HMS
3. Cấu trúc mạng và KT truyền dẫn
ƒ Logic: Cấu trúc bus
ƒ Vật lý: Đường thẳng hoặc hình sao
ƒ Mã hóa Manchester, truyền chênh lệch ₫ối xứng (±0,85V)
ƒ Phương tiện truyền dẫn:
— Cáp ₫ồng trục: 10BASE2 (cáp mỏng), 10BASE5 (cáp dầy)
— Đôi dây xoắn: 10BASE-T, 100BASE-T4, 100BASE-TX
— Cáp quang: 10BASE-F, 100BASE-FX,..
10BASE5
Tốc độ truyền 
(Mbit/s)
Khoảng cách truyền (100m) với cáp đồng trục
T cho đôi dây xoắn, F cho cáp quang
Truyền dải cơ sở
(baseband)
76.6 Ethernet © 2006 - HMS
Tên hiệu Loại cáp Chiều dài ₫oạn tối 
₫a
Số trạm tối 
₫a/₫oạn
10BASE5 Cáp ₫ồng trục dầy 500 m 100
10BASE2 Cáp ₫ồng trục mỏng 200 m 30
10BASE-T Đôi dây xoắn 100 m 1024
10BASE-F Cáp quang 2000 m 1024
Bộ thu phát
Tap Cáp thu phát
(a) 10BASE5
Bộ nối 
T
(b) 10BASE2
Lõi
Đôi dây xoắn
Hub
(c) 10BASE-T
86.6 Ethernet © 2006 - HMS
4. Cơ chế giao tiếp
ƒ Truy nhập bus: CSMA/CD
ƒ Cơ chế giao tiếp chủ yếu: Tay ₫ôi (peer-to-peer), tự
do, không cần ₫ặt cấu hình trước (giao thức cấp 
trên có thể yêu cầu ₫ặt cấu hình)
ƒ Hỗ trợ gửi ₫ồng loạt (broadcast) và gửi theo nhóm 
(multicast):
— Bit ₫ầu tiên của ₫ịa chỉ nhận = 1: gửi ₫ồng lọat hoặc gửi 
theo nhóm
— Tất cả các bit = 1: gửi ₫ồng loạt
ƒ Địa chỉ MAC: 48 bit, bit 46 phân biệt giữa ₫ịa chỉ
toàn cục và ₫ịa chỉ cục bộ => bao nhiêu ₫ịa chỉ có
thể dùng ₫ược?
96.6 Ethernet © 2006 - HMS
5. Cấu trúc bức ₫iện
7 byte 1 byte 2/6 byte 2/6 byte 2 byte 46-1500 byte 4 byte
Mở ₫ầu 
(555..5H)
SFD 
(D5H)
Địa chỉ 
₫ích
Địa chỉ
nguồn
Độ dài/ 
Kiểu gói
Dữ liệu PAD FCS
Đa thức phát cho mã CRC:
G(x) = x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1
106.6 Ethernet © 2006 - HMS
6. Các tiến bộ công nghệ mới
ƒ Tốc ₫ộ truyền cao: 100Mbit/s, Gbit/s
ƒ Switching Ethernet
ƒ Bổ sung giao thức cấp trên phù hợp với ứng dụng 
công nghiệp
ƒ Linh kiện, thiết bị mạng phù hợp với yêu cầu 
trong công nghiệp
HUB
SWITCH