Hallo, im Rahmen unseres Berufsschulunterrichts haben wir Aufgaben für Zuhause bekommen, die wir abgeben sollen. Aufgabe meiner Gruppe ist es, die Leistungsmerkmale von Netzwerkkarten herauszuarbeiten und zu vergleichen. Mein erster Gedanke war, das Datenblatt einer 0815-Netzwerkkarte zu analysieren. Da habe ich dann Informationen wie die Folgenden gefunden: IEEE 802.1p (Traffic Prioritization) IEEE 802.1q (VLAN Tagging) IEEE 802.3 (10Base-T Ethernet) IEEE 802.3u (100Base-TX Fast Ethernet) IEEE 802.3ab (1000Base-T Gigabit Ethernet) IEEE 802.3x (Flusskontrolle für Vollduplexmodus Hier habe ich aber die Rückmeldung vom Lehrer erhalten, dass dies keine Leistungsmerkmale, die nur auf die Netzwerkkarte zutreffen, seien und wir uns die Spezifikationen (10Base-T, 1000Base-T, 10GBase-T) mit den Informationen der einzelnen Schülergruppen erst im Anschluss erarbeiten wollen. Konkret heißt das, dass meine Gruppe Informationen zur Netzwerkkarte liefert, eine andere Gruppe Informationen zu Datenkabel und eine dritte Gruppe zu Kopplungselementen. Ich habe daraufhin tiefer in die Spezifikationen reingeschaut und wollte wissen, welche Punkte speziell der Netzwerkkarte zuzuschreiben sind. Da war ich erstmal überrascht, wie viele Informationen so eine Spezifikation liefert. Unter anderem geht es dort ja um Datenkabel, Bandbreiten, Entfernungen, Modulationsverfahren, Leitungscodes, Datenübertragungsraten etc. Welche Punkte davon zur Netzwerkkarte gehören kann ich gar nicht beurteilen. Aus einem anderen Frage, die ich hier im Forum mal erstellt habe, ist mir in Erinnerung geblieben, dass jede Netzwerkkarte ein PHY besitzt. Wenn ich nun Datenblätter diverser Ethernet-PHYs betrachte, erhalte ich eine Vielzahl von Informationen. Hier könnten sich Leistungsmerkmale verstecken. Ich habe dann ein Datenblatte eines 1000Base-T-Ethernet-PHYs (http://www.ti.com/document-viewer/DP83TC811S-Q1/datasheet/timing-requirements-a-1504735674-timingreq#a_1504735674_TimingReq) genauer unter die Lupe genommen. Viel verstehe ich nicht von den Infos, die dort stehen. Interessant finde ich aber die MII-Timing-Angaben TX_CLK (24 ns) und RX_CLK (24 ns) sowie die Angaben zum Output Clock (25 MHz). Meine Frage lautet: Liege ich richtig mit der Annahmne, dass man aus diesen Werten die Bandbreite und die Symbolrate für das Senden und Empfangen eines Ethernet-Adapters ableiten kann? Wenn die Periodendauer TX_CLK 24 ns beträgt, dann beträgt die Bandbreite 41,67 MHz und die Symbolrate 20,83 MBaud. Mit diesen Werten könnte ich gut einen quantitativen Vergleich zwischen Netzwerkkarten durchführen und auch ein bisschen interessanten Input beisteuern. Möglicherweise habe ich diese Kennzahlen auch nur einfach falsch interpretiert. Könnt Ihr mir hier vielleicht helfen?
torben_25 schrieb: > Viel verstehe ich nicht von den Infos, die dort stehen. Interessant > finde ich aber die MII-Timing-Angaben TX_CLK (24 ns) und RX_CLK (24 ns) > sowie die Angaben zum Output Clock (25 MHz). Das mit den 24ns ist Unsinn. Du musst in die mittlere Spalte schauen, das ist der Nominalwert, 20ns, und der Kehrwert davon sind eben die 25 MHz. Heißt also für MII: Alle 20ns geht ein 4-Bit Wort in den PHY, wird dort in ein 5-Bit Wort umgesetzt, und dieses 5-Bit Wort wird dann mit einem Nominaltakt von 125MHz über die Leitung geschickt. Bei Vollduplex-Betrieb, was heutzutage der Normalfall ist, passiert das gleiche in der Gegenrichtung. Das ist bei allen Fast Ethernet Karten gleich. Wenn Du weniger Pins haben willst, nimmst Du RMII. Da hast Du nur noch zwei Datenleitungen pro Richtung, aber dafür die doppelte Taktrate. Spart 4 Pins ein. fchk
Moin, Ich wuerd' mich mal noch nicht gleich zu sehr in die Eigenschaften von irgendwelchen internen Interfaces stuerzen. Der PHY muss auch - gerade bei Netzwerkkarten fuer den PC nicht immemr ein separater Chip sein. Guck' dir vielleicht mal 2 "Allerwelts" Ethernetchips an, die auf Allerweltsnetzwerkkarten verbaut sind/waren. z.B. den Realtek RTL8139, der ist eher simpel und billig - da gabs die komplette Netzwerkkarte mit dem drauf fuer < EUR 10.-- z.B. der Intel i210 ist schon etwas komplexer. Die unterscheiden sich z.B. in so Sachen wie: Max. unterstuetzte Geschwindigkeit, Checksum-offloading, PTP Timestamping. Dann gaebs noch so exotische Superspeziaalgeschichten, wie z.B. die DTA-2162 von DekTec - da kann man im Gegensatz zu vielen "normalen" Netzwerkkarten den Absendezeitpunkt eines Pakets ziemlich genau bestimmen. Gruss WK
Frank K. schrieb: > Heißt also für MII: Alle 20ns geht ein 4-Bit Wort in den PHY, wird dort > in ein 5-Bit Wort umgesetzt, und dieses 5-Bit Wort wird dann mit einem > Nominaltakt von 125MHz über die Leitung geschickt. Danke für die Antwort. Meinst du 25 MHz bei MII?
Dergute W. schrieb: > Ich wuerd' mich mal noch nicht gleich zu sehr in die Eigenschaften von > irgendwelchen internen Interfaces stuerzen. Der PHY muss auch - gerade > bei Netzwerkkarten fuer den PC nicht immemr ein separater Chip sein Das verstehe ich nicht. Was heißt, der PHY muss kein separater Chip sein?
torben_25 schrieb: > Frank K. schrieb: >> Heißt also für MII: Alle 20ns geht ein 4-Bit Wort in den PHY, wird dort >> in ein 5-Bit Wort umgesetzt, und dieses 5-Bit Wort wird dann mit einem >> Nominaltakt von 125MHz über die Leitung geschickt. > > Danke für die Antwort. Meinst du 25 MHz bei MII? ja
torben_25 schrieb: > Dergute W. schrieb: >> Ich wuerd' mich mal noch nicht gleich zu sehr in die Eigenschaften von >> irgendwelchen internen Interfaces stuerzen. Der PHY muss auch - gerade >> bei Netzwerkkarten fuer den PC nicht immemr ein separater Chip sein > > Das verstehe ich nicht. Was heißt, der PHY muss kein separater Chip > sein? Du hast normalerweise einen Digitalteil, den MAC, und einen Analogteil, den PHY. Der MAC ist das, was das Betriebssystem als Ethernet-Controllerchip sieht. Der PHY macht die Ankoppelung des Digitalteils an das Übertragungsmedium, sei es Twisted Pair, Glasfaser, oder früher 50 Ohm Koaxkabel. Der PHY enthält viele analoge Schaltungsteile, die es erfordern, dass der Chip in einem anderen Halbleiterprozess gefertigt werden muss als der MAC, der oft Bestandteil eines Prozessors oder Chipsatzes ist. Aufgrund der unterschiedlichen Ferigungstechnologien ist der PHY fast immer ein separates Stück Silizium, entweder als extra IC, oder mit dem Hauptprozessor zusammen in einem IC-Gehäuse untergebracht. Es gibt aber auch Ausnahmen, hauptsächlich bei 10MBit-Controllerchips wie Microchip ENC28J60 oder dem PIC18F67J60. Hier sind die digitalen Strukturen noch nicht so schnell, und deswegen kann man da MAC und PHY auf ein Stück Silizium packen. Gegenbeispiel ist z.B. TI TM4C129E, wo tatsächlich zwei Siliziumchips in einem IC-Gehäuse eingegossen sind. fchk PS: Bei CAN ist es genauso: Der eigentliche CAN-Controller ist im Prozessor mit drin, der PHY ("Transceiver") ist immer ein separates Silizium-Stückchen.
Zwischen Mainboard und MAC kann dann noch ein mehr oder weniger "intelligenter" Chip liegen, der Daten puffert und priorisiert, um die CPU des Mainboardes zu entlasten. Ich erinnere mich, dass wir damit in den 90er Jahren die Leistung einiger Server erheblich steigern konnten.
torben_25 schrieb: > Aufgabe meiner Gruppe ist es, die > Leistungsmerkmale von Netzwerkkarten herauszuarbeiten und zu > vergleichen. > Hier habe ich aber die Rückmeldung vom Lehrer erhalten, dass dies keine > Leistungsmerkmale, Ehrlich, ich habe keine Ahnung was dein Lehrer unter Leistungsmerkmalen versteht. Ich habe extra mal in den Duden reingesehen ob ich eine falsche Definition im Kopf habe. Nö, da steht "Merkmal eines elektrischen Gerätes ..., das eine besondere Leistung darstellt ... erbringt". Also eine extrem weite Definition. Das kann alles sein. > die nur auf die Netzwerkkarte zutreffen, seien und > wir uns Ich meine du kannst dich jetzt durch die mechanischen, elektrischen, funktionalen und prozeduralen Merkmale einer Netzwerkkarte[1] durcharbeiten, aber was um Himmelswillen hat dein Lehrer im Kopf? Gewicht, Stromverbrauch, Steckverbindungen, Abmessungen, Businterface, Intelligenz, Hardware-/Softwareimplementierung, Übertragungsmedium, Farbe und Blinken der LEDs[2] ...? Die unterstützten Standards scheinen für ihn ja nicht dazu zu gehören, aber genau das sind sehr wichtige Merkmale. Gibt es vielleicht in eurem Lehrbuch eine Diskussion über Leistungsmerkmale von Netzwerkkarten und dein Lehrer hat die Information daraus ohne Nachdenken verwurstet? > die Spezifikationen (10Base-T, 1000Base-T, 10GBase-T) mit den > Informationen der einzelnen Schülergruppen erst im Anschluss erarbeiten > wollen. Stellt er sich vor, dass ihr mit den Leistungsmerkmalen so etwas wie Autoquartett[3] spielt? > Da war ich erstmal überrascht, wie viele Informationen so eine > Spezifikation liefert. Bei den Standards[4] kommen schnell mehrere tausend Seiten pro Standard zusammen. > Unter anderem geht es dort ja um Datenkabel, > Bandbreiten, Entfernungen, Modulationsverfahren, Leitungscodes, > Datenübertragungsraten etc. Welche Punkte davon zur Netzwerkkarte > gehören kann ich gar nicht beurteilen. Vieles muss bei allen beteiligten Komponenten stimmen. Daher verstehe ich deinen Lehrer nicht. > Aus einem anderen Frage, die ich hier im Forum mal erstellt habe, ist > mir in Erinnerung geblieben, dass jede Netzwerkkarte ein PHY besitzt. Das ist jetzt der typische innere Aufbau. Eine besondere Leistung (Leistungsmerkmal) ist das aber nicht. > Mit diesen Werten könnte ich gut einen quantitativen Vergleich zwischen > Netzwerkkarten durchführen Nicht wirklich, weil Dinge wie Timing in Standards festgelegt werden und daher, wenn es um den selben Übertragungsstandard geht, gleich sind. > Könnt Ihr mir hier vielleicht helfen? Solange dein Lehrer sich nicht klar ausdrückt was er meint bist du angeschmiert. Versuch irgendwas auf gut Glück aus den oben genannten Bereichen (mechanisch, elektrisch, funktional, prozedural). xxxxxxxxxx [1] Alleine der Begriff Netzwerkkarte ... :( Das hat man mittlerweile zu Netzwerkadapter verallgemeinert, weil in vielen Systemen gar keine separate Karte mehr drin ist. [2] Die sind übrigens gernormt. Nur hält sich mittlerweile nicht mehr jeder dran. [3] https://de.wikipedia.org/wiki/Supertrumpf [4] https://ieeexplore.ieee.org/browse/standards/get-program/page/series?id=68
Frank K. schrieb: > Du hast normalerweise einen Digitalteil, den MAC, und einen Analogteil, > den PHY. Der MAC ist das, was das Betriebssystem als > Ethernet-Controllerchip sieht. Der PHY macht die Ankoppelung des > Digitalteils an das Übertragungsmedium, sei es Twisted Pair, Glasfaser, > oder früher 50 Ohm Koaxkabel. Kann ich daraus schlussfolgern, dass der PHY auf LAN-Adaptern (Netzwerkkarte), die in für Desktop-PCs verbaut sind, enthalten ist und dass dieser die Datenübertragungsrate bestimmt? Der Media Access Controller ist dann Bestandteil des Chipsatzes?
Moin, torben_25 schrieb: > Kann ich daraus schlussfolgern, dass der PHY auf LAN-Adaptern > (Netzwerkkarte), die in für Desktop-PCs verbaut sind, enthalten ist und > dass dieser die Datenübertragungsrate bestimmt? Ja, der PHY im Kaefer auf der Netzwerkkarte hat bestimmte Geschwindigkeiten eingebaut (meist 2..3 von denen hier: 10/100/1000/10000MBit/sec), die er unterstuetzt. Welche dann tatsaechlich hergenommen wird, legst du entweder durch Treibereinstellungen fest oder der PHY kaspert das mit dem PHY am anderen Ende des angeschlossenen Netzwerkkabels aus, wenn die sich zum ersten Mal "sehen" (z.b. nach Kabelstoepseln oder Poweron). Das heist dann Autonegotiation. > Der Media Access > Controller ist dann Bestandteil des Chipsatzes? Normalerweise ist das im PC nicht so. Da sitzt der MAC auch im selben Chip auf der Netzwerkkarte wie der PHY. Weiterhin sitzen in dem Chip oft noch ein paar kleine RAM-Puffer (nur ein paar KByte) und das Interface Richtung PC (also PCI, PCIe oder bei Exoten vielleicht auch USB). Weiterhin ggf. noch alle moeglichen Gimmicks, wie Checksum-offloading, Timestamping, I2C/SPI-Interface (zu dem kleinen 8-fuessigen Flashbaustein der oft auf der Netzwerkkarte ist, um z.b. MAC-Adresse zu speichern), DMA Controller... Bei Nicht-PCs, also z.B. irgendwelchen ARM basierten SoCs in Einplatinencomputern, Tablets, Settopboxen, Mediaplayern, etc. ist es oefter so, dass der MAC im SoC sitzt und der PHY ein eigener, einzelner Baustein ist. Diese beiden Moeglichkeiten sind aber eher historisch gewachsen, oder ggf. aus kaufmaennischen Gruenden. Mit der Prozessorarchitektur oder dem Anwendungsfall hat das technisch nix zu tun. Gruss WK
torben_25 schrieb: > Frank K. schrieb: >> Du hast normalerweise einen Digitalteil, den MAC, und einen Analogteil, >> den PHY. Der MAC ist das, was das Betriebssystem als >> Ethernet-Controllerchip sieht. Der PHY macht die Ankoppelung des >> Digitalteils an das Übertragungsmedium, sei es Twisted Pair, Glasfaser, >> oder früher 50 Ohm Koaxkabel. > > Kann ich daraus schlussfolgern, dass der PHY auf LAN-Adaptern > (Netzwerkkarte), die in für Desktop-PCs verbaut sind, enthalten ist und > dass dieser die Datenübertragungsrate bestimmt? Der Media Access > Controller ist dann Bestandteil des Chipsatzes? Nein. PCIe-Netzwerkkarten enthalten IMMER MAC und PHY. Ausnahmslos. Du kannst einen PHY nicht per PCIe anbinden. Bei Onboard-Interfaces kann der MAC im Chipsatz enthalten sein. Wenn Du im Geräte Manager z.B. einen Intel i219 siehst, dann ist dieser Chip nur ein externer PHY, der einen in der Southbridge enthaltenen MAC verwendet. Ein i210 oder i211 ist hingegen ein per PCIe angebundener MAC+PHY Chip. fchk
Michael Gugelhupf schrieb: > aber was um Himmelswillen hat dein Lehrer im Kopf? Ich habe das dumpfe Gefühl, dass der TO in die falsche Richtung rennt. Die Lehreraussage ist dann eher als "korrekt, Thema verfehlt, durchgefallen, setzen" zu verstehen, nicht als "du erzählst Unsinn". Wenn dann noch kleinere Missverständnisse und Ungenauigkeiten dazukommen... Unter "Leistungsmerkmale" auf Berufsschulniveau würde ich erstmal sowas wie maximale Geschwindigkeit, PC-Interface, Halb/Vollduplex, VLAN-Tagging, MAC-Filterung, TCP/IP-Beschleuniger, Multicast-Fähigkeit etc. sehen. Also alles das, was man nutzen kann, um verschiedene Netzwerkadapter zu vergleichen. "Brauche ich eine e1000-Karte für meinen Server oder reicht eine rtl8169 auch aus? Kann ich die rtl8139 hier auch nehmen, und was ist mit der 3c509 da?" - das ist real relevantes Wissen und passt auch mit "eine Gruppe die Karte, eine Gruppe die Kabel, eine Gruppe die Steckverbinder" zusammen. Die Feinheiten von MAC und PHY, Modulationen und Frequenzen, Treiberentwicklung und Störstrahlung passen vom Niveau nicht in eine Berufsschule.
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