การทดลองทางเครือข่ายในครั้งแรกของ Metcalfe นี้ถูกเรียกว่า Alto Aloha Network ในปี 1973 Metcalfe ได้เปลี่ยนเป็น Ethernet ที่มีความชัดเจนของระบบและสนับสนุนการใช้คอมพิวเตอร์ในระบบใหม่ที่เปลี่ยนแปลงมาจากระบบ Aloha โดยเขาได้เลือกชื่อที่มาจาก Ether ซึ่งได้อธิบายถึงลักษณะสำคัญของระบบทางกายภาพ (เช่น สาย) ที่จะส่งข้อมูลไปยังหน่วยงาน ซึ่งมีความหมายเช่นเดียวกับ ether ที่ให้แสงสว่าง ที่เป็นการแพร่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอากาศ ดังนั้นจึงเกิด Ethernet ขึ้น

          โดยส่วนใหญ่ Ethernet ที่รวบรวมอยู่บน Thicknet coax เพราะเป็นการติดต่อเชื่อมโยงในตอนที่ Xerox ได้คิดค้นระบบ LAN การติดต่อเชื่อมโยงภายในองค์กรในอาคารเดียวกัน จะใช้สาย coax ที่เรียกว่า Thinnet ซึ่งจะต้องคำนึงถึงสื่อที่ใช้ในการเชื่อมโยงระหว่างคอมพิวเตอร์

          อย่างไรก็ตาม ในเครื่อง PC และ Macintosh ได้เปลี่ยนลักษณะการเชื่อมโยงทางภูมิศาสตร์ ซึ่งคอมพิวเตอร์ที่ใช้ติดต่อระหว่างหอพัก , บ้าน ได้ใช้สายโทรศัพท์ที่ต่อมาจากใต้ดินไปยัง desktop

OSI model จะประกอบด้วย function 7 ชั้น

1. physical layer (electrical, mechanical, optical)
2. data link layer (flow, standards, connections)
3. network layer (routing and switching of actual transmission)
4. transport layer ( transmission and transfer of data)
5. session layer (administrative control of transmission and transfer)
6. presentation layer (interpretation and data transformation)
7. application layer (system computing and user application)

          การใช้ OSI model ทำงานร่วมกับ protocol โดยมีการติดต่อระหว่าง layer ของชั้น 2 ชั้น หรืออาจเป็นชั้นเดียวกัน

Physical layer

          เป็น protocol สำหรับการส่งกระแสไฟฟ้าไปยังสื่อหรืออุปกรณ์ โดยจะส่งเป็น bit ต่อ bit จะควบคุมวงจรของไฟฟ้า และเครื่องกลที่ใช้ส่งข้อมูล โดยถูกจัดการโดย Ethernet transceivers , Ethernet controller แล้วต่อสายเข้าด้วยกัน

          OSI model จะไม่จำกัดการใช้อุปกรณ์ เพียงแต่การทำงานควรมีมาตรฐานภายใต้ protocol เช่น ผู้ขายคนหนึ่งตัดสินใจที่จะใช้ FDDI บน twisted-pair ในขณะที่อีกคนใช้ plastic optic fiber ที่เป็นแก้ว ซึ่งตามระเบียบการใช้ ควรใช้ twisted-pair Ethernet

          ในชั้นนี้จะเกี่ยวกับการส่งข้อมูลผ่านสื่อที่ใช้ใน network ไม่ว่าจะเป็นขนาด , ความหนา, หรือลักษณะอื่น ๆ ของอุปกรณ์ กระแสไฟฟ้า , เครื่องกล หรือความถี่ของสัญญาณ , สัญญาณแสงที่จะส่งระหว่างแต่ละอุปกรณ์ ได้แก่ twisted-pair ในสายโทรศัพท์ , สาย coaxial , wireless , optical fiber หรือ microwave

Data link layer

          เป็นการจัดการด้าน software มีการตรวจสอบ error , check อุปกรณ์รับส่งว่าสัมพันธ์กับข้อมูลที่จะส่งต่อกันหรือไม่ , การตรวจหา error และการแจ้งผล และการเชื่อมต่อระบบ logic

Network layer

          เป็นชั้นที่แบ่งแยกเขตแดนระหว่าง hardware กับ software ในชั้นนี้ทำงานเกี่ยวกับการสืบกาข้อมูล โดยการเปลี่ยนแปลง address ใน network , การควบคุมการไหลที่ใช้การแยกเป็นส่วนย่อย ๆ และแบ่งเป็น block , การจัดการของการชนกัน , การจัดการติดต่อ , และความก้าวหน้าของการส่งข้อมูล ตัวอย่างเช่น program ที่ใช้ใน Ethernet network ที่ใช้ในชั้นนี้ คือ The Internet Protocol (IP)

Transport layer

          จะควบคุมการส่งข้อมูล เป็นโปรแกรมที่เรียกว่า Transaction Control Protocol (TCP)

Session layer

          ติดต่อในระบบ LAN โดยจัดการเกี่ยวกับ address ของต้นทาง และปลายทาง เป็นการร่วมมือกันระหว่าง node โดยทั่วไปจะเรียกชั้นที่ 5 นี้ว่า session connection , exception reporting , coordination of send / receive mod

          จะส่งข้อมูลจาก application software ไปยัง network ในชั้น session ที่เป็น operating system เป็นการตรวจสอบรูปแบบของข้อมูลที่ส่ง เช่น ASCII , EBCDIC , TIF (Tagged Image Format) หรือรูปแบบของตัวเลขหรือ graphic อื่น ๆ , การเลือกใช้อุปกรณ์และการควบคุม , การบีบอัดข้อมูลหรือการเข้ารหัส

          จะสนับสนุนการติดต่อระหว่างกัน การขนส่งข้อมูลและการจัดเตรียมพื้นที่ รวมทั้งการจัดการ file , การ print , e-mail

          Ethernet เป็นส่วนของ layer 1, 2 ของ OSI model ส่วน layer 3 – 7 ไม่ได้เป็นส่วนของ Ethernet แม้ว่า Ethernet จะเป็น package ของ TCP/ IP ซึ่ง TCP/IP มีการใช้ network – layer function ของ Ethernet โดยเมื่อใช้งานกับคอมพิวเตอร์แล้วจะทำให้จำกัดความเร็วและหน่วยความจำ ซึ่งเป็นข้อเสียเปรียบของ TCP/IP ในการใช้งาน

          Ethernet จะอยู่ในรูปแบบของ hardware ส่วน protocol จะอยู่ทางด้าน software ถูกสร้างขึ้นภายใต้พื้นฐานของ hardware ใน operating system ก็มีส่วนประกอบเป็น function ที่สร้างโดย Ethernet controller โดยความเกี่ยวข้องของ Ethernet อยู่ที่ความแตกต่างและขัดแย้งกันของ software อย่างไรก็ตาม Ethernet เป็นระบบที่ง่ายต่อการส่งข้อมูล และดูแลความสำคัญของ code โดยจะเชื่อมต่อกันทางสายโทรศัพท์แล้วต่อไปยัง application software ต่างกัน และมีระบบมาตรฐานที่สำคัญ

          ในมาตรฐานของ ISO จะพิจารณาการใช้ repeater, bridges , routers และ gateway ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อขยาย topology ของ network โดยแบ่งออกเป็นชั้น ๆ ดังนี้

OSI repeaters

          Repeater คือ อุปกรณ์ทวนสัญญาณ ใช้ในการเชื่อมสายสัญญาณ 2 จุดเข้าด้วยกัน เพื่อขยายสัญญาณให้แรงขึ้น

          Repeater สามารถติดใน network ด้วยรูปแบบหรือชนิดของ media ที่แตกต่างกัน บน Ethernet โดยจะติด repeater ในชั้นที่มีความยาวไม่เกิน 500 เมตร

          โดยจะต่อ repeater ในชั้นที่มี protocol เดียวกัน โดยส่งสัญญาณจาก network หนึ่งไปยังอีก network หนึ่ง

          smart repeater ( เช่น bridge หรือ router) ซึ่งใช้ในการปรับปรุงการติดต่อกันระหว่างชั้น รวมทั้งdata link , network , transport และชั้น session

          TCP/IP จะสอดคล้องกับ router fiber Ethernet ใช้เพื่อเก็บปริมาณการส่งข้อมูลของ internet address ใน routing table

OSI bridge

          การติดต่อใน Ethernet ในรูปแบบ digital ด้วย Ethernet แถบกว้างหรือ optical fiber

          bridge สามารถเปลี่ยนสัญญาณ digital ไปเป็น FM (frequency modulated) สัญญาณไฟฟ้าหรือสัญญาณเลเซอร์

          ในชั้น network, transport , session , presentation และ application ไม่ต้องใช้ bridge

          bridge ไม่ต้องตรวจสอบ protocol header ในชั้นที่ 2 โดยสามารถใช้ bridge เชื่อมต่อใน Ethernet ด้วยสายขนาดเล็กและถูก และสามารถใช้ bridge ในการเชื่อมต่อระหว่าง 2 segment ใน segment ที่ 3 ไม่สามารถใช้ bridge ได้ โดย bridge จะใช้เชื่อมเครือข่ายซึ่งใช้ protocol เดียวเข้าด้วยกัน

          Intelligent bridge ที่จะจำกัดการส่งถ่ายข้อมูลระหว่าง network 2 ชั้น โดย bridge จะจดจำ address , filter packets และมีการใช้ backbone เป็น function ที่เป็นเครือข่ายหลัก ในการสื่อสารข้อมูลเครือข่ายไปต่อเชื่อมกับเครือข่ายย่อย และสามารถรองรับการส่งถ่ายข้อมูลด้วยความเร็วสูง

           Router เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมเครือข่ายเข้าด้วยกันและทำหน้าที่เป็นตัวค้นหาเส้นทางเพื่อส่ง packet จากเครือข่ายหนึ่งไปยังอีกเครือข่ายหนึ่ง

           ใช้ติดต่อกันในชั้น network ซึ่งเป็นชั้นที่ 3 ซึ่งขึ้นอยู่กับ protocol โดยมี router ในการอ่าน protocol header แล้วเก็บเป็นชุดข้อมูลไปยัง segment อื่น ๆ

           router สามารถใช้ได้กับ protocol หลาย ๆ อันที่สามารถเชื่อมต่อกับ physical หรือ data link protocol แต่ไม่สามารถใช้ได้ใน transport, session , presentation และ application protocol

          Gateway คอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ซึ่งทำหน้าที่แปลง protocol ระหว่างเครือข่าย 2 เครือข่ายที่เชื่อมต่อกันแต่ใช้ protocol ต่างกัน

          Gateway เป็น OSI model ใช้เชื่อมต่อระหว่างเครือข่าย ซึ่งจะมีลักษณะที่แตกต่างทั้งสารสนเทศ , รูปแบบการนำเสนอ , ที่อยู่ต้นทางและที่อยู่ปลายทาง

          กลุ่มของข้อมูลที่ส่งภายใน Ethernet เรียกว่า frame ใน 12 bytes แรกของทุก ๆ frame จะมี 6 bytes ที่เป็น destination address (ของผู้รับ) และ 6 bytes ถัดไปจะเป็น source address (ของผู้ส่ง) ในแต่ละ adapter card ของ Ethernet จะมากับการติดตั้ง address (เป็น address ของผู้จัดการ)

          ในเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถระบุความต้องการในการใช้ address number ที่แตกต่างแทนกันได้ โดยเรียกว่า locally administered address มีคุณสมบัติในการควบคุมที่เป็น address เกี่ยวกับการก่อสร้างอาคาร , ที่อยู่ , ห้อง , เครื่องจักร , วงจรไฟฟ้า หรือระบบโทรศัพท์

          ใน source address ของแต่ละ frame จะต้องประกอบด้วย address เพียง 1 (universal หรือ local ) ที่จะส่งไปใน card ส่วนที่ destination address จะมี field ที่เป็น multicast ซึ่งเป็นการส่งข้อมูลไปยังสถานีปลายทางในเครือข่ายโดยเจาะจงสถานีซึ่งเป็นสถานีในกลุ่ม

          Ethernet adapter จะรับ frame ของ destination address ที่ตรงกับ unique address (หรือ address ที่เลือกไว้) หรือ destination address ที่แสดงด้วยข้อความของ multicast โดย frame ที่ได้รับจะปรากฎในระบบ LAN ถ้ามีการติดตั้งระบบ security แล้วการทำงานของ smart hub จะนำ frame ให้กับ destination address ซึ่งเป็นของสถานีอื่น ๆ

1. Ethernet II หรือ DIX
2. IEEE 802.3 หรือ 802.2
3. SNAP

        ก่อนที่จะมีการพัฒนาทางด้านมาตรฐาน Xerox ได้มีการจัดการเกี่ยวกับข้อตกลงทาง Ethernet ที่ผู้ขายจะพัฒนา protocol โดย Xerox จะกำหนด 2 bytes ถูกประกาศโดย XNS , DECNET , IP และ Novell IPX โดยเริ่มจาก Ethernet frame สั้น ๆ ที่ต้องเพิ่มศูนย์ใน 64 bytes ซึ่งแต่ละ protocol ระดับสูงจะต้องการทั้งข้อความขนาดเล็ก หรือเท่ากับขนาดของ field ที่แยกข้อมูลจากการเพิ่ม

        ตัวอย่าง field แต่ละชนิด

        0x0600 XNS (Xerox)

        0x0800 IP (The Internet protocol)

         คณะกรรมการของ IEEE 802 ได้พัฒนา protocol ที่ทำงานเพื่อเข้าถึงอุปกรณ์ของ LAN ที่ให้มีการตรวจหาการชนกัน Ethernet ขนาด 10 Mb จะต้องการ packet ขนาดเล็ก 64 bytes ในแต่ละข้อความสั้น ๆ จะต้องมีการเพิ่มค่า 0 ซึ่งการเพิ่มข้อความนี้จะไม่เกี่ยวข้องกับ media อื่น ๆ ใน LAN ซึ่งในลำดับของ Ethernet สามารถสับเปลี่ยนกับระบบ LAN ชนิดอื่นได้ โดยพิจารณาที่ความยาวของ field ที่ใช้แยกข้อมูลสำคัญออกจากส่วนที่เพิ่ม

         มาตรฐานของ DIX ไม่จำเป็นต้องพิจารณาถึงความยาวของ field เพราะว่าผู้ขาย protocol ได้กำหนดความยาวของ field ไว้แล้ว อย่างไรก็ตามมาตรฐาน 802 ไม่ได้ขึ้นอยู่กับโปรแกรม ซึ่งมาตรฐาน 802.3 จะถูกแทนที่ type field ขนาด 2 byte ด้วย length field 2 byte

         Xerox ไม่ได้กำหนดค่าสำคัญของเลขฐาน 10 ภายใต้ 1500 โดย packet ขนาดสูงสุดของ Ethernet จะเป็น 1500 bytes ที่ไม่ขัดแย้งหรือทับกับของ DIX และมาตรฐาน 802 โดยข้อมูลในเครือข่ายของ Ethernet จะมี type field และ length field มีขนาดน้อยกว่า 1500 ในรูปแบบของ 802.3 ส่วน DIX จะมีค่า field มากกว่า 1500

         คณะกรรมการของ 802 ได้สร้าง field ใหม่ที่ใช้แทน type โดย header 802.2 จะตามด้วย header ของ 802.3 (โดยการเปรียบเทียบ field ใน token ring )

         protocol แบบเก่าของ DIX จะใช้ 802.2 header ขนาด 3 bytes ควบคุมชนิดการส่งข้อมูล , header 4 bytes จะระบุการเชื่อมโยงข้อมูลใหม่

SNAP

         IEEE ได้ออก protocol ที่ขัดแย้งกัน โดยเขาเชื่อว่าไม่จำเป็นต้องใช้บริการใหม่ และ การเปลี่ยนแปลงโดยใน 1 byte ของ SAP ไม่ต้องแทนที่ด้วย 2 byte ของ type field ดังนั้น มาตรฐาน 802.2 ตกลงที่จะสร้าง version ใหม่ของ 802.2 header ให้เป็นมาตรฐาน โดยจัดให้อยู่ในรูปของ DIX

        ทั้ง NDIS และ ODI ใช้เพื่อสนับสนุน Novell IPX , IBM SNA , DECNET , Appletalk , TCP/IP และ NEIBIOS ซึ่งเครื่องโดยส่วนใหญ่จะมี operating system ที่ก้าวหน้าแต่จำกัดที่ memory ของ software

         Carrier Sense เป็นส่วนที่ใช้ก่อนจะมีการส่งข้อมูล โดยสถานีจะตรวจสอบอีกสถานีหนึ่งที่จะส่งไป ถ้ามีความพร้อมก็จะส่งไปทันที โดยที่ระบบ LAN จะมีการรอเพื่อให้สถานีสามารถเริ่มส่งข้อมูลไปได้

         การส่งข้อมูลของ Ethernet จะส่งข้อมูลในอัตรา 10 Mbps โดย bit จะถูกส่งใน 100 nanoseconds per bit โดยแสงและไฟฟ้าจะเดินทาง 1 ฟุต ใน 1 nanosecond โดยสัญญาณไฟฟ้าใน 1 bit แรก จะเดินทาง 100 ฟุต แล้วหลังจากนั้นสถานีก็จะส่ง bit ที่สองถัดไป อย่างไรก็ตามสาย Ethernet สามารถส่งไปได้มากกว่า 100 ฟุต โดยระหว่าง 2 สถานี จะสามารถส่งได้ 250 ฟุต โดยทั้ง 2 จะเริ่มส่งในเวลาเดียวกัน และเป็นช่องในการส่ง bit ที่ 3 ที่เป็นสัญญาณจากสถานี โดยถ้าจะเพิ่มสื่อใหม่เข้าไป (เช่น fiber optic cable) และ smarter electronics

       เพื่อขยายความสามารถของ LAN ให้มากกว่า 50 microsecond

1. ใช้ repeater ในการรับข้อมูลทันทีที่ส่งมาอีกในแต่ละ bit โดยไม่ขึ้นกับหน่วยความจำและ protocol ที่อาจเกิดการซ้ำซ้อนจนกลายเป็นการชนกัน
2. ตัวรับข้อความในหน่วยความจำ ซึ่งถ้าข้อความถูกทำลายจากการชนกันหรือเสียงรบกวนก็ไม่ต้องสนใจ ถ้าเกิดข้อความที่ส่งระหว่าง 2 สถานี อยู่ในสายเดียวกันก็ต้องทิ้งไปเช่นกัน ไม่เช่นนั้นข้อความที่เรียงอยู่ก็จะถูกส่งใหม่ด้วยสายของ Ethernet อื่น โดยจะไม่มีเลขที่อยู่แน่นอนใน client และ server
3. การทำงานของ router ที่ใช้รับส่งข้อความ จะอยู่บนเลขที่ที่รู้จักกันดีใน client หรือ server ที่แต่ละเครื่องจะมีการส่งข้อความในสายเดียวกัน แล้วก็ส่งข้อความจาก router ไปในเลขที่อีกส่วนหนึ่ง หรืออีก subnetwork ซึ่ง routing จะมี function ที่ระบุในแต่ละ protocol

 

        มาตรฐานของ Ethernet network จะประกอบด้วย baseband ( การสื่อสารข้อมูลแบบ digital ) และ broadband ซึ่งตามมาตรฐานแล้วสามารถใช้สื่ออุปกรณ์ได้หลายรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็น baseband cable (Thicknet coaxial cable , Thinnet ) , multiple-channel broadband Ethernet ( cable , optical fiber ) และมีวิธีแปลงข้อมูลได้หลายแบบ

        ในตระกูลของ Ethernet จะมีทั้ง coax และ optical fiber จะสามารถติดตั้งได้กับ network ที่มีระยะทางไกล โดยสามารถเพิ่มช่องความจุ หรือช่องความเร็วของการส่งสัญญาณได้ เรียกว่า broadband เพราะมีช่วงของความถี่มากกว่า baseband โดย broadband coax cable จะมี function คล้ายกับที่มีอยู่ใน baseband แม้ว่า baseband จะเป็นสายที่มีขนาดใหญ่ แต่ optical fiber cable เป็นเส้นเล็กและเบากว่าแล้วไม่ได้บรรจุด้วยโลหะนั้น baseband จะถูกติดตั้งเพื่อแก้ปัญหาการเกิด long-haul หรือระบบความปลอดภัย ส่วน fiber จะใช้ติดต่อในระยะทางไกล ๆ

         broadband cable จะติดดับการสื่อสารแบบ analog แม้ว่า optical fiber broadband จะส่งข้อมูลแบบ digital ได้ดีก็ตาม การส่งข้อมูลก็ไม่คำนึงถึงรูปแบบของ Ethernet ที่ใช้ติดต่อสื่อสารในแต่ละ node ซึ่งเป็นผลให้ broadband network สามารถส่งเสียง , ภาพ และสัญญาณข้อมูล ได้ในระยะทางไกลกว่า baseband แม้ว่าการพัฒนาของ broadband จะได้รับการรองรับมากกว่า baseband ที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยผู้ขาย

Twisted-pair Ethernet

         มีรูปแบบ topology เป็นแบบ star topology Ethernet ซึ่งมีการเพิ่มรูปแบบจากการคิดของผู้ขายที่มีประสบการณ์ด้าน twisted-pair network

          เป็นรูปที่แสดงถึงสาย twisted -pair ที่ถูกเรียกว่า twisted-pair เพราะจะมีส่วนห่อหุ้มเส้นด้านในอยู่ 4,6 หรือ 8 เส้นที่พันเป็นเกลียวในแต่ละอัน ซึ่งการพันเกลียวกันนั้นทำให้เกิดสัญญาณ crosstalk น้อย

          crosstalk คือ การแทรกแซงกันของสัญญาณระหว่างสายสัญญาณที่อยู่ชิดติดกัน

Wireless Ethernet

          Network ระบบ baseband wireless จะส่งสัญญาณ infrared หรือความถี่ของคลื่นวิทยุ function ของ Ethernet จะอยู่ภายใน baseband มีการส่งสัญญาณผ่านอากาศและผนัง โดยมีการใช้ spread-spectrum technology (SST) ที่มีความถี่หลายระดับ แล้วนำสัญญาณไปในช่อง baseband ซึ่งความแตกต่างระหว่างสาย coaxial network และ wireless network จะอยู่ที่อุปกรณ์ ไม่ได้อยู่ที่การติดต่อ

          เทคโนโลยีของ infrared จะจำกัดการติดตั้งแบบ line-of-sight และเกิดการขัดแย้งระหว่างตัวส่งด้วย infrared โดยตัวรับและส่งจะเห็นข้อมูลซึ่งกันและกัน ความถี่คลื่นวิทยุเหมาะมากสำหรับการติดตั้งในพื้นที่แคบ ๆ และเป็น single baseband network จะส่งสัญญาณโดยใช้ช่องสัญญาณเดียว

 แสดงหน่วยรับและส่งแบบ wireless

Broadband Ethernet

          Broadband network ใช้ bandwidth ช่วงกว้าง มีความเร็วสูง และขนาดพื้นที่ใหญ่กว่า baseband network แต่มีราคาสูงกว่า

          โดยอุปกรณ์ที่จะใช้ส่งมีความแตกต่างไปจาก baseband และ Ethernet protocol สามารถส่งไปได้ใน baseband และติดต่อโดยผ่าน bridge เพราะ broadband จะใช้อุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่ แข็งแรง และห่อหุ้มด้วยวัสดุที่ดีกว่า และสามารถป้องกันการแทรกสอดของสัญญาณด้วยการส่ง ที่มีความมั่นคงสูงและความปลอดภัยของข้อมูล

          Broadband สามารถใช้ได้กับ เสียง , ข้อมูล , ภาพ และ digital หรือ analog ที่มีความถี่ต่างกันได้ แสดงลักษณะของสาย broadband และข้อดี – ข้อเสีย

Optical Fiber Ethernet

          Optical fiber Ethernet เป็นการติดต่อระหว่างสัญญาณ 2 สถานี เพื่อเพิ่มความสามารถให้กับ Ethernet

          Optical fiber network มีลักษณะการส่งสัญญาณ เช่นเดียวกับสาย broadband แต่ที่แตกต่างกัน คือ ราคาที่แพงกว่า , ยากต่อการ debug , บำรุงรักษา แต่สามารถขยาย network ได้กว้าง , ส่งข้อมูลได้รวดเร็ว , ใช้ได้กับพื้นที่กว้าง และยังไม่มีเสียงรบกวน หรือสัญญาณ crosstalk , มีระบบความปลอดภัยที่ดี

          Hardware ที่ใช้สำหรับ Ethernet มีจำนวนน้อย ซึ่งโดยส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปแบบของตัวส่งสัญญาณแบบ node – base wireless ที่จะตัดส่วนที่ไม่จำเป็นออกไป รูปแบบที่ใช้กันคือ backbone cable (เป็นการสื่อสารข้อมูลเครือข่ายแตกไปต่อเชื่อมกับเครือข่ายย่อย โดยส่งถ่ายข้อมูลด้วยความเร็วสูง) หรือสายเชื่อมต่อทุก node โดย cable หรือ wire ก็จะมีทั้ง coaxial cable , twisted – pair , wire bundles และ telephone modular jumper หรือ optical fiber

          สาย coaxial ที่ใช้โดยส่วนใหญ่เนื่องมาจากคุณสมบัติที่สามารถขยายความสามารถของผลิตภัณฑ์ได้และในเรื่องราคา สายที่นิยมใช้ได้แก่ RG – 50 , RG - 59, RG-225 มีความต้านทาน 50 โอห์ม ซึ่งหมายถึงมีความสามารถในการป้องกันสิ่งภายนอกได้ดี มีลักษณะบางเล็กและราคาถูก

          UTP ( Unshielded Twisted-Pair) เป็นสายของ Ethernet ที่ถูกออกแบบเป็น UTP-3, UTP-4 หรือ STP-3

          สายแบบ Shield ได้รับการพัฒนาและสามารถทำงานได้ระยะเวลานานกว่าแบบ Unshielded wire bundle เนื่องจากมีสัญญาณการรบกวนน้อย , สัญญาณการตัดขาดน้อย และลดการส่งสัญญาณลง

          ทั้ง coaxial cable และ twisted-pair , wiring bundle สามารถเชื่อมต่อได้ง่าย โดย twisted-pair จะมี hub ที่ใช้เชื่อมต่ออยู่กับสาย coax ในขณะที่สัญญาณใน coax ถูกส่งต่อไปยัง coaxial cable ที่อยู่ใกล้กัน ที่ถูกนำส่งไปจากสายอากาศ สัญญาณใน twisted-pair จะเป็น DC ส่วนใน coaxial cable จะมีแกนกลางเป็น shield ซึ่งเป็นสาย ground

          twisted-pair จะประกอบด้วย 2 ส่วน ส่วนแรกจะส่งสัญญาณจากตัวส่งสัญญาณในรูปการทำงานของ DC เชื่อมต่อไปยังวงจรรับ แล้ววงจรรับก็จะส่งต่อไปยัง node อื่น ๆ

          Ethernet ถูกออกแบบเป็นคลื่นสัญญาณ ซึ่งถ้าเกิดใน twisted-pair ก็จะเป็นสัญญาณไฟฟ้า โดย coax จะทำงานได้ดีกว่า twisted-pair และแบบ shield ก็จะทำงานได้ดีกว่าแบบ unshield twisted-pair

          Wireless , coaxial cable , twisted-pair หรือ optical fiber จะส่งใน 2 ช่องทาง ระหว่างกลุ่มช่องที่ส่งข้อมูลจะมี packet Ethernet frame เป็นตัวส่งถ่ายข้อมูล

          ในแต่ละ node จะมีการรับและส่งด้วยอุปกรณ์ ไม่ว่าจะเป็นโทรศัพท์ , อุปกรณ์ที่ใช้ควบคุมการส่งสัญญาณ ( coaxial cable , twisted-pair wire , wireless หรือ optical fiber) อุปกรณ์ที่ใช้ส่ง-รับสัญญาณ เรียกว่า transceiver และมีตัวควบคุมการสื่อสารที่เรียกว่า Ethernet controller จะมี function เชื่อมต่อกับสถานี ซึ่งทั้ง 2 ส่วนจะเชื่อมต่อกันระหว่าง computer กับ network

Transceiver functionality

• Receive signal
• Transmit signal
• Broadcast jam signal
• Test for reception
• Test for jam (collision)
• Test for heartbeat
• Test for carrier sense
• Transmit preamble
• Transmit delay signal
• Sense collision

• Convert serial-parallel and parallel-serial
• Transmit and receive buffering
• Frame packets
• Encode and decode broadcast signals
• Recognize address
• Detect errors and collision
• Generate and parse preamble
• Provide carrier sense and deference
• Generate timing for backoff and retransmission
• Filter collision fragments
• Generate and verify frame check sequences
• Filter signal noise and lack of signal differentiation
• Filter alignment errors and overruns
• Limit data rate to prevent overruns
• Manage receive and transmit links
• Build and disassemble frame
• Request retransmission

          การจำกัดนี้ถูกกำหนดโดย clock rate , ความเร็วของการส่งสัญญาณไฟฟ้าและความยาวของ cable           coaxial cable ประกอบด้วย segment โดยแบ่งเป็นส่วนย่อย ๆ มีความยาวไม่เกิน 500 เมตร ระหว่าง transceiver โดยจะไม่อนุญาตให้ใช้เกินจากที่กำหนด

          ซึ่งถ้าต้องการระยะทางที่เพิ่มขึ้นก็จะต้องใช้ repeater เป็นตัวเชื่อมระหว่าง 2 สถานี โดย repeater ไม่สามารถวางในตำแหน่งปลายทางของแต่ละ segment ได้

           Twisted-pair มีความยาวมากสุด 250 เมตร ระหว่างแต่ละ node ซึ่งจะต้องมี hub และ NAU unit ที่แข็งแรงและแยกสัญญาณได้ดี

           ส่วนการต่อของ coaxial link เป็นการต่อแบบ point – to – point โดยเชื่อมต่อระหว่างสถานี

           ถ้าการเชื่อมต่อระยะทางไม่น้อยกว่า 2.5 เมตร โดย transceiver จะแบ่งพื้นที่ที่มากกว่า 1500 เมตร ด้วย repeater ซึ่งแต่ละ segment มีได้มากกว่า 100 transceiver ในแต่ละ coaxial segment ซึ่งถ้า transceiver อยู่ใกล้กันมากก็จะเกิดการ collision

           การติดตั้ง Ethernet ต้องมีทั้งการวางแผนและการติดตั้งอุปกรณ์ที่ดี ซึ่งในที่นี้จะกล่าวถึงกระบวนการวางแผน โดยอุปกรณ์ที่ใช้ประกอบด้วย twisted-pair และ coaxial cable ซึ่งจะต้องมีตัว connector โดยอาจจะเป็น end connector , barrel connector หรือ terminator โดยจะอยู่ในรูปของ hub และ bus boards ซึ่งมีการ implement และ operation ด้วยพื้นฐานตามหัวข้อต่อไปนี้

• Network design configurations
• Network user needs
• Physical plant limitations
• Power protection
• Network installation
• Compatibility
• ANSI , CCITT , IEEE , and OSI standards
• Cable connector integrity
• Network profilling
• Network blueprinting

          การออกแบบทางด้าน network เป็นปัญหาที่ซับซ้อน จากการขยายออกไปอย่างกว้างขวาง มีความจุไม่เพียงพอ ใช้อุปกรณ์ที่ไม่ถูกต้องและความไม่ทันสมัยของอุปกรณ์ด้านความถี่ โดยการออกแบบจะต้องเข้าใจความต้องการขององค์กรว่าต้องการ network ที่มีการทำงานแบบใดก่อนจะวางแผนทำ ด้วยการวิเคราะห์งานออกเป็นส่วนย่อย ๆ ต้องเข้าใจด้วยว่าใครเป็นผู้ใช้ network แต่ละผู้ใช้ต้องการใช้อุปกรณ์ใดบ้าง และถ้าองค์กรมีการขยายงานจะต้องทำอย่างไร

          โดยมีการตั้งคำถามของการออกแบบ network และ maintenance ดังนี้

• Who will use the network?
• What load will each user place upon the network?
• What access to devices should each user have?
• What individual growth is anticipated?
• What centralized resources are needed?
• What load can the network sustain?
• What peak loads are sustainable?
• What spare parts are needed?
• What outside expertise is available?
• What other networks must interface with Ethernet?
• How will a network conform to physical plant limitations?

          การสร้าง network ควรเริ่มจากส่วนเล็ก ๆ แยกงานออกเป็นส่วน ๆ โดยมี twisted-pair concentrator ,wireless transmitters , cable connectors และ coaxial backbone เป็นเครื่องมือในการแยกแต่ละส่วนของ network แล้ว complement อุปกรณ์ด้วย gateway , repeater และ subnetwork เพื่อแบ่งขนาดของ network ที่ซับซ้อนให้เป็นกลุ่มย่อย เพื่อง่ายต่อการแก้ปัญหาและทดสอบ

          เมื่อออกแบบ network แล้ว อธิบายถึงความแตกต่างใน ISO หรือระบุ Ethernet ในส่วนที่ไม่สอดคล้องกัน

          หลีกเลี่ยงการเชื่อม network ที่มี interface cards , transceivers , controller และสถานีที่มีจุดประสงค์การใช้งานต่างกันไว้ด้วยกัน เช่น PCs ที่ทำงานด้วย MS Window จะมีปัญหาถ้าใช้กับสถานีของ SUN

ออกแบบหัวข้อที่ผู้ใช้ต้องการ

          การออกแบบ network ต้องดูที่ความต้องการใช้งานของ network ชนิดของข้อมูลที่ส่งถ่ายกันว่ามีความเหมาะสมเพียงใด ระยะทางระหว่างอุปกรณ์ โดยพิจารณาจาก outline การออกแบบดังนี้

           ปัจจัยที่เพิ่มขึ้นสำหรับ Ethernet ก่อนติดตั้งควรศึกษาถึงราคาของ cable ซึ่ง cable ที่มีราคาแพงจะมีลักษณะพิเศษคือกันไฟได้ และถ้าอุณหภูมิสูงจะไม่ทำให้เกิดการลุกไหม้ ซึ่งในที่นี้ควรจะติดตั้งด้วย twisted-pair wiring bundle หรือใช้สายที่ไม่เคยใช้มาก่อน

Physical Plant Limitation

           การ share ทรัพยากรเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลกันภายใน computer network ในการสร้างแบบเก่า ไม่มีการวางแผนการสร้างที่ซับซ้อนมากนัก ซึ่งไม่มีการจำกัดการติดตั้งไม่ว่าจะเป็นชนิดของอุปกรณ์ที่ใช้ แต่มีข้อจำกัดในเรื่องความเพียงพอของ wiring ไม่ว่าการออกแบบโครงสร้างจะขาดพื้นที่หรือไม่ก็มีแบบการออกแบบ network ที่จำกัด แต่ก็สามารถสร้างได้ด้วยความระมัดระวัง เช่น

           twisted-pair ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมีการ far-link matching ในทิศทางที่ต่างกัน หรือการแสดงภาพก็ไม่อาจจะ reroute , เพิ่มหรือ maintain ได้มากนัก

           coax สามารถใช้ได้ในสถาปัตยกรรมแบบ linear bus ที่มีความยืดหยุ่นพอสมควร

           location ของคอมพิวเตอร์ในพื้นที่เป็นส่วนย่อยในพื้นที่ของ host โดยจะต้องเลือก location ที่สายสามารถเข้าถึงได้ดี โดยต้องคำนึงถึงความปลอดภัย สะดวกในการ locked และควบคุมอุณหภูมิให้คงที่ , การ Overheating และความชื้นที่เพิ่มขึ้น

          เป็นลักษณะของ baseband cable

          A : PVC coaxial cable

          B : Teflon coaxial cable

          C : Cheapernet , Thinnet หรือ ARCnet

          D : twisted-pair wiring bundle

          Cheapernet เป็นลักษณะอีกแบบหนึ่งของ Thinnet และมีการใช้งานเหมือนกับ cable และทั้ง PVC และ Teflon ต้องมีเส้นผ่าศูนย์กลางที่เหมือนกัน และเข้ากันได้พอดี การติดตั้งในแต่ละส่วนที่เชื่อมต่อกันด้วยเส้นผ่าศูนย์กลางที่แตกต่างกันเพราะจากการกดที่แตกต่างเป็นสาเหตุให้สัญญาณสะท้อนจากจุดเชื่อมโยง

Network Cable Sectioning

          Network ไม่ระบุถึงความยาวของ coax cable หรือ twisted-pair wire ที่จะเพียงพอต่อการใช้งาน การแบ่งความยาวจะช่วยทำให้สะดวกในการข้ามไปยังกลางแผงสำหรับเป็นที่พักสายก่อนที่จะเชื่อมเข้าสู่เครือข่ายหรืออุปกรณ์เครือข่ายต่อไป โดยจะไม่พบว่าเกิดการลดประสิทธิภาพลงในกรณีที่มีการติดตั้ง มีการทดสอบ twisted-pair โดยการ route wire bund ไปยังแต่ละ patch parel เพื่อความสะดวก

          ในระบบเครือข่ายของ coaxial มี end connector ประกอบในแต่ละ coax section โดยมี 2 หรือ 3 ส่วนที่ใช้เชื่อมต่อกันด้วย barrel connector เพื่อให้เป็น Ethernet coaxial segment ที่สมบูรณ์แบบ

          ปัญหาที่เกิดจากการส่งถ่ายข้อมูลด้วย Ethernet โดยส่วนใหญ่จะเกี่ยวกับความยาวและ network ที่ยุ่งยาก network ที่มีความยาวก็ให้ติดตั้งไปตามเพดาน และผนังแล้วลงมายังพื้นของอาคาร

Connectors

          Ethernet มีชิ้นส่วนที่เป็นมาตรฐานและสามารถพัฒนาในการติดตั้งได้นั่นคือ N-type , BNC end connector ไม่ว่าจะเป็น barrel connector ซึ่งในบางครั้งก็เรียกว่า coupler และ terminator plugs

          N-type connector และ terminator มีขนาดพอ ๆ กับ PVC หรือ Teflon ในขณะที่ BNC จะมีขนาดประมาณ Thinnet coax cable

          เป็นมาตรฐานของ connector ที่มีทั้งชิ้นส่วนที่เป็น male end connector และ female-barrel connector ซึ่งเป็น 2 ส่วนที่ใช้เชื่อมต่อกับ coax cable

Network Terminator

          Ethernet network มีลักษณะเฉพาะที่เรียกว่า Terminator คือหัวต่อที่ใช้ปิดปลายสาย coaxial เพื่อใช้เป็นตัวดูดซับสัญญาณและป้องกันการตีกลับของสัญญาณที่ไปไม่ถึงผู้รับ เมื่อสัญญาณใน Ethernet มาถึง endpoint สัญญาณก็จะส่งไปยัง transceiver ใน network ที่มีการอ่านอยู่แล้ว โดยที่ nonterminate ยังไม่ได้ทำงาน โดยต้องต่อกับความต้านทาง

          ซึ่ง Ethernet จะส่งสัญญาณตีกลับมาจาก endpoint และส่งสัญญาณไปพร้อมกับพลังงานไปยัง transceiver

          ในการ terminated segment จะมีสัญญาณที่ส่งจาก transmitting node ด้วย 2 ทาง ซึ่งถ้ามีการตอบกลับมาแสดงว่าการ jam ใน network มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นจาก transceiver ที่มากกว่า 1 สัญญาณ

           ถึงแม้ว่า twisted-pair เป็น network electronic ที่ใช้ hub ในการส่งสัญญาณ termination function และ wireless RF network จะส่งสัญญาณด้วยอัตราประมาณ 1.25 ถึง 14 MBPS ซึ่งจะขึ้นอยู่กับสื่อที่ใช้ และการตัดสัญญาณที่อยู่นอก phase สัญญาณคลี่นความถี่วิทยุ จะไม่ได้รับการตอบกลับไปยัง network ที่ส่งไปแสดงว่าสัญญาณนั้นถูก default

           เมื่อมีการติดตั้ง coaxial cable อุปกรณ์ที่ใช้ควบคุม network จะต้องมีการ access เข้าไปยัง cable ซึ่ง baseband cable ต้องใช้ transceiver ในการ access สัญญาณ และ tap ในการติดต่อไปยัง cable ซึ่งทั้ง transceiver และ tap ก็คือ media access unit (MAU)

Taps

           เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ access ไปยัง copper conductor และ grounds ของ braided cable shield ซึ่งมี 3 แบบ คือ

           เป็นกล่องเล็ก ๆ ภายใน computer circuit card ซึ่ง transceiver จะเชื่อมต่อกับ tap unit และ access กับ tap probes

           Transceiver drop cable เชื่อมต่อกับ transceiver ด้วย workstation ตัว drop cable เรียกอีกอย่างว่า Attachment Unit Interface (AUI) ซึ่งมีความยาวไม่เกิน 50 เมตร

           แม้ว่า controller จะสร้างอยู่ใน loop-back แต่ก็มีความยาวซึ่งไม่สามารถแน่ใจได้ว่า controller จะส่งสัญญาณได้ด้วยตัวเอง

           โดยลักษณะของ PVC และ Teflon AUI cable จะคล้ายกับ PVC และ Teflon coaxial cable

           Slide latch แบบ 25-gauge ทำด้วย aluminum โดยไม่จำกัดเรื่องความยาว แต่ตัด slide latch และ free D-connectors เป็นการเชื่อมต่อที่ทำงานไม่ดี หรือทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการส่งและการติดต่อของ transceiver Jackscrews และ female lock nut จะช่วยแก้ปัญหาที่เกิดขึ้น

           Retrofitting jackscrews และ female lock nut เป็นอุปกรณ์เพิ่มที่ช่วย network ในเรื่อง downtime (ระยะเวลาที่ระบบไม่สามารถทำงานได้หรือเวลาในการหยุดระบบ) โดย jackscrew และ lock nut จะเชื่อมต่อกันโดยไม่มีผลกระทบกับส่วนที่มีอยู่

10BASE – T

           twisted-pair wiring ไม่เป็น simpler technology เพราะใช้สายมากกว่า coaxial cable ซึ่งเป็น package ที่พัฒนาเป็น transceiver controller function อยู่ภายใน เรียกว่า Network Interface Card(NIC) หรือ tri – port adapter board โดยมี 4 เส้นที่เชื่อมต่อกับ card โดยตรง มีโครงสร้างแบบ star มีความสำคัญในด้านจดจำการติดต่อ cable ที่ไม่มีการทับสาย แม้ว่าสัญญาณที่ส่งไปยังผู้รับเป็น electronic

           NIC และ port แต่ละ port ใน hub ได้แบ่งแยกตัวส่งและตัวรับออกจากกัน

Cable Routing

           Route คือ การค้นหาเส้นทางเพื่อส่ง packet จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง มีความสามารถในการ access ใน workstation ที่ minimize drop-cable length หรือ twisted-pair lengths มีความสามารถในการขยายสัญญาณได้อย่างเพียงพอ โดย route cable เป็นอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กในการติดตั้งที่มีประโยชน์