Wozu dient die Auto-Negotiation in einem SFP-Transceiver?

2020-06-01

Auto-Negotiation ist eine Funktion, die es zwei Netzwerken mit unterschiedlicher Geschwindigkeit ermöglicht, zu kommunizieren, indem sie sich auf eine Geschwindigkeit einstellt, die für beide Netzwerke geeignet ist. Ein Switch hat beispielsweise einen 1Gbps (Gigabit Ethernet) Port, der mit dem 100Mbps (Fast Ethernet) Port eines anderen Switches verbunden ist. Die Portgeschwindigkeit an beiden Enden sollte gleich sein, um die Verbindung herzustellen. Das Auto-Negotiation-Protokoll teilt sich die Übertragungsgeschwindigkeit, den Status des Duplexmodus und die Durchflusskontrollinformationen der beiden Ports. Nach Erhalt der Informationen über die genannten Parameter passen die Ports ihre Pegel entsprechend den Fähigkeiten des gegenüberliegenden Endports an. Das Paket des Auto-Negotiation-Protokolls enthält die folgenden Informationen:

Bit 0: Gerät unterstützt 10BASE-T
Bit 1: Das Gerät unterstützt 10BASE-T im Vollduplexbetrieb.
Bit 2: Gerät unterstützt 100BASE-TX
Bit 3: Gerät unterstützt 100BASE-TX in Vollduplex
Bit 4: Gerät unterstützt 100BASE-T4
Bit 5: pause
Bit 6: asymmetrische pause für vollduplex
Bit 7: reserviert

Zusätzlich zu den obigen Bits wird eine zusätzliche 5-Bit-Nachricht an das übertragene Paket angehängt. Diese 5 Bits werden als Selektorbits bezeichnet. Die Auswahlbits bestimmen die Art der Nachricht, die vom Auto-Negotiation-Protokoll gesendet wird.

Die Entscheidung, welchen Geschwindigkeits- und Duplexmodus zu wählen ist, basiert auf einer in Tabelle 1 angegebenen Priorität.

*Priority*	*Speed and Duplex Mode*
1	10GBASE-T FULL DUPLEX
2	1000BASE-T FULL DUPLEX
3	1000BASE-T HALF DUPLEX
4	100BASE-T2 FULL DUPLEX
5	100BASE-TX FULL DUPLEX
6	100BASE-T2 HALF DUPLEX
7	100BASE-T4 HALF DUPLEX
8	100BASE-TX HALF DUPLEX
9	10BASE-T FULL DUPLEX
10	10BASE-T HALF DUPLEX

Table 1: Auto-Negotiation Priority

An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass das Auto-Negotiation-Protokoll nur über Ethernet über Kupferleitungen unterstützt wird; daher können nur die BASE-T SFP-Transceiver Auto-Negotiation unterstützen. Fiber-Transceiver arbeiten nur mit einer Geschwindigkeit. Im nächsten Abschnitt werden wir einige Szenarien besprechen, in denen Switches kommunizieren, um die richtige Geschwindigkeit und den richtigen Duplexmodus mit Hilfe des Auto-Negotiation-Protokolls zu implementieren.

Beispiele

Switch 1 hat einen 100BASE-T Vollduplex-SFP-Transceiver, der in einem seiner Ports installiert ist, der Transceiver unterstützt Auto-Negotiation. Es wird mit einem Kupferanschluss 10BASE-T am Schalter 2 über ein Kupfer-Patchkabel verbunden. Wie werden der Switch 1 und der Switch 2 kommunizieren, um die richtige Portgeschwindigkeit und den Duplexmodus einzustellen, um die Datenverbindung herzustellen?

Erläuterung

Switch 1 sendet das in Tabelle 2 definierte Paket an Switch 2.

Bit #	Bit 0	Bit 1	Bit 2	Bit 3	Bit 4	Bit 5	Bit 6	Bit 7
Value	1	1	1	1	0	0	0	0

Table 2: Switch 1 Message Code

Switch 2 nach dem Empfangen der obigen Nachricht bestimmt, dass der Switch 1 bis zu 100 Mbit/s Vollduplexverbindung unterstützen kann. Schalter 2 sendet den in Tabelle 3 angegebenen Nachrichtencode als Antwort an Schalter 1.

Bit #	Bit 0	Bit 1	Bit 2	Bit 3	Bit 4	Bit 5	Bit 6	Bit 7
Value	1	1	0	0	0	0	0	0

Table 3: Switch 2 Message Code

Switch 1 stellt seine Portgeschwindigkeit und den Duplexmodus auf die höchste unterstützte Technologie durch Switch 2 ein. In diesem Fall sind es 10Mbps. Switch 2 stellt auch seine Portgeschwindigkeit und den Duplexmodus auf den höchsten von ihm selbst unterstützten Wert ein, da er die Geschwindigkeit nicht auf 100 Mbit/s einstellen kann, die am anderen Ende unterstützt werden.

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