Мережева карта Ethernet з інтерфейсом “вита пара” і швидкістю 10 (або 100) мегабіт має 8-контактний роз’єм. З них використовуються тільки чотири контакту: перший,другий, третій і шостий. З них парами є контакти 1 2, і 3 6.

Інтерфейс побудований таким чином: одна з пар працює в однусторону, інша в іншу. Hавороченние мережеві карти вміють одночаснопередавати і приймати інформацію (full duplex). Однак, в нашому випадкувін не буде використовуватися – карта буде працювати в напівдуплексному режимі. При включенні карта “домовляється” з видаленим пристроєм про те, чи є full duplex чи ні. У разі хаба вона відразу зрозуміє, що його немає.

Напівдуплексний режим працює інакше: коли карта передає інформацію,прийшов на вхід сигнал дає їй зрозуміти, що якась ще карта вирішила передати інформацію одночасно з нашою. Ця ситуація називається колізією. У цьому випадку карта зупиняє передачу, і повторює її через деякий випадковий проміжок часу. Оскільки з великою ймовірністю вони почнуть другу спробу в різний час, то “не встигла” карта побачить, що почалася передача, і почне приймати інформацію, відклавши передану в свій буфер для наступної спроби.

Оскільки мережа строется з фізичної топології “спільна шина”, то передавана одним комп’ютером інформація повинна досягти всіх інших.Таким чином, хаб повинен забезпечити розповсюдження інформації. Hо одночасно з цим передана інформація не повинна потрапити на вхід передавального її комп’ютера, інакше він прийме її за колізію і не зможе нічого передати взагалі.

Отже, ми можемо сформулювати завдання хаба: він повинен поширювати передану інформацію на всі підключені до нього комп’ютери, окрім передавального (тобто, щоб не було луни). Найпростіший випадок: два комп’ютера. Тут вони просто з’єднуються безпосередньо: 1 і 2 – до 3 і 6 сусіда.

Тепер переходимо до випадків, коли разом з’єднуються три комп’ютери ібільше. Hеобходимо забезпечити, щоб передаваний сигнал не повертався назад.

Розглянемо резисторний міст, що з чотирьох резисторів однакового опору, що утворюють квадрат. Якщо на протилежні вершини цього квадрата подати якийсь сигнал, то різниця потенціалів на решти двох вершинах буде дорівнює нулю. До протилежних вершин підключаємо вихід мережевої компа, до залишився двом (теж протилежним) – вхід. Мережевої не побачить власного сигналу, тобто наша мета досягнута. В дійсності сигнал може бути – він визначається розкидом опорів резисторів. Тому, чим на більшукількість компів робиться пасивний хаб, тим менше повинен бути розкид.

Опір цих резисторів теж не “від ліхтаря”. Воно має бути цілком певним: підключивши омметр до будь двом протилежним вершин, повинні вийти 100 ом. Це хвильовий опір применяющейся в Ethernet витої пари. Якщо опір буде відмінним від 100 ом, будуть виникати ефекти віддзеркалення сигналу, які зроблять мережу непрацездатною. Практичного сенсу “хаб на один комп” не має, тому він розглянутий тільки для ілюстрації принципу.

Тепер розглянемо хаб на N компів. У загальному випадку це така схема, яка з точки зору кожного з інтерфейсів (входу і виходу для конкретного компа) являє собою резистивний міст. Однак, входи всіх інших компів підключені таким чином, що при сигнал з компа 1на компи від 2 до N-таки проходить, хоч і ослаблена резистивним дільником.

Найпростіший варіант такої схеми – кільце з резисторів (міст з 4 резисторів – окремий випадок кільця). У разі кільця кількість резисторів дорівнює N * 4, а опір кожного резистора відповідно 100 / N.

Для трьох компів це буде 12 резисторів по 33.3 Ом кожний.

Кільце робиться таким чином, що кожен комп підключається до вершин квадрата, сторона якого утворюється рівною кількістю резисторів. Для трьох компів це означає, що підключення йде в точках, віддалених один від одного на три резистора. До протилежних вершин чіпляється вихід, до решти протилежним – вхід. Решта компи чіпляються зі зміщенням на один резистор кожен.

Для більшої кількості компів можна точно так само застосовувати кільце, але воно тут не ефективно. Для чотирьох компів, наприклад, більш ефективною буде тривимірна фігура з шістнадцятьма вершинами. Представити її можна як два перетинають один одного куба однакового розміру, вершина кожного з яких як би стирчить з грані іншого. Для ще більшої кількості інтерфейсів фігури можуть бути багатовимірними.

Примітка: абсолютно не обов’язково монтувати 4-портовий хаб в вигляді кулі 🙂 Можна і просто на друкованій платі. Однак в якості наочного посібника або екзотичного прикраси квартири кулястий хабможе стати в нагоді 🙂

Кількість інтерфейсів можна нарощувати таким чином теоретично нескінченно. Однак практично виникає наступна проблема: Ethernet-карти розраховані на цілком певний рівень вхідного сигналу, з якого випливає цілком конкретний межа довжини кабелю (Стандартом визначається 100 метрів). Конструкція ж з дванадцяти резисторів послаблює сигнал на одну третину, що ідентично ослаблення, вноситься приблизно 0.58 * X метрів кабелю. Це означає, що сумарна довжинакабелю між будь-якими двома комп’ютерами для гарантованої роботи мережі повинна становити не більше 100-0.58 * X метрів. До речі, слід бути уважним при збірці “кільцевого” хаба – при неправильному підключеннідо кільця можлива ситуація, коли все начебто працює, але реально ослаблення буде вже втричі.

При подальшому збільшенні кількості інтерфейсів ослаблення збільшується. Подолати це можна, наприклад, “підкрутивши” в мережевої вихідний рівень або чутливість.

Автор: Денис Сотченко (2:5020 / 1301.70)

Від себе хочу додати: Мені прийшло кілька листів з повідомленнямпро те, що даний пристрій не працює. Проблема вирішується елементарно: необхідно перехрестити пари проводів.