Technológia Fiber Distributed Data Interface- az első helyi hálózati technológia, amely optikai kábelt használt adatátviteli közegként.
Régóta történtek kísérletek a fény információhordozó médiumként való felhasználására – még 1880-ban Alexander Bell szabadalmaztatott egy olyan eszközt, amely akár 200 méteres távolságra is továbbította a beszédet egy tükör segítségével, amely a hanghullámokkal szinkronban vibrált, és modulálta a visszavert hangot. fény.
A fény információátvitelre való felhasználásával kapcsolatos munka az 1960-as években felerősödött egy olyan lézer feltalálásával kapcsolatban, amely nagyon magas frekvencián képes fénymodulációt biztosítani, azaz szélessávú csatornát hoz létre az átvitelhez. egy nagy szám információ nagy sebességgel. Körülbelül ugyanebben az időben megjelentek az optikai szálak, amelyek a rézhuzalokhoz hasonlóan képesek a fényt továbbítani a kábelrendszerekben elektromos jelek hagyományos kábelekben. Azonban ezekben a szálakban a fényveszteség túl nagy volt ahhoz, hogy a rézszálak alternatívájaként lehessen használni. Olcsó optikai szálak az alacsony energiaveszteségért fényjelzésés a széles sávszélesség (akár több GHz-ig) csak az 1970-es években jelent meg. Az 1980-as évek elején megkezdődött a területi távközlési rendszerek üvegszálas kommunikációs csatornáinak ipari telepítése és üzemeltetése.
Az 1980-as években megkezdődött a szabványos technológiák és eszközök létrehozása az optikai csatornák helyi hálózatokban történő használatához. A tapasztalatok általánosításával és a helyi hálózatok első száloptikai szabványának kidolgozásával kapcsolatos munka az Amerikai Nemzeti Szabványügyi Intézetben (ANSI) összpontosult, az erre a célra létrehozott X3T9.5 bizottság keretein belül.
Az FDDI szabvány különböző összetevőinek kezdeti verzióit az X3T9.5 bizottság fejlesztette ki 1986-1988-ban, és ezzel egy időben megjelentek az első berendezések - hálózati adapterek, hubok, hidak és útválasztók, amelyek támogatják ezt a szabványt.
Manapság a legtöbb hálózati technológia támogatja az optikai kábeleket, mint az egyik opciót. fizikai réteg, de az FDDI továbbra is a legérettebb nagy sebességű technológia, amelyek szabványai kiállták az idő próbáját és jól megalapozottak, így a különböző gyártók berendezései jó fokú kompatibilitást mutatnak
Az FDDI technológia nagyrészt a Token Ring technológián alapul, fejlesztve és továbbfejlesztve annak fő gondolatait. Az FDDI technológia fejlesztői a következő célokat tűzték ki maguk elé a legmagasabb prioritásként:
Az FDDI hálózat két száloptikai gyűrűre épül, amelyek a hálózati csomópontok közötti fő és tartalék adatátviteli útvonalat képezik. A két gyűrű használata a fő módja a hibatűrés növelésének egy FDDI hálózatban, és az ezt használni kívánó csomópontokat mindkét gyűrűhöz csatlakoztatni kell. A normál hálózati üzemmódban az adatok az elsődleges gyűrű összes csomópontján és kábelének minden szakaszán áthaladnak, ezért ezt az üzemmódot üzemmódnak nevezzük. keresztül- "átmenő" vagy "tranzit". A másodlagos gyűrű (Másodlagos) nincs használatban ebben az üzemmódban.
Valamilyen típusú meghibásodás esetén, amikor az elsődleges gyűrű egy része nem tud adatot továbbítani (például kábelszakadás vagy csomópont meghibásodása), az elsődleges gyűrűt kombinálják a másodlagos gyűrűvel (2.1. ábra), és ismét egyetlen gyűrűt alkotnak. Ezt a hálózati módot hívják Betakar, azaz "összecsukható" vagy "összecsukható" gyűrűk. A hajtogatási műveletet a sűrítők és/vagy hálózati adapterek FDDI. Az eljárás leegyszerűsítése érdekében az elsődleges gyűrűre vonatkozó adatokat mindig az óramutató járásával ellentétes irányban, a másodlagoson pedig az óramutató járásával megegyezően továbbítják. Ezért amikor két gyűrűből közös gyűrűt alakítanak ki, az állomások adói továbbra is kapcsolatban maradnak a szomszédos állomások vevőivel, ami lehetővé teszi a szomszédos állomások információinak helyes továbbítását és fogadását.
Az FDDI szabványok nagy hangsúlyt fektetnek a különféle eljárásokra annak megállapítására, hogy a hálózat meghibásodott-e, majd szükség szerint újrakonfigurálják. Az FDDI hálózat elemeinek egyszeri meghibásodása esetén teljes mértékben vissza tudja állítani működőképességét. Több meghibásodás esetén a hálózat több részre bomlik csatlakoztatott hálózatok.
Rizs. 2.1. Az FDDI gyűrűk újrakonfigurálása meghibásodás esetén
Az FDDI hálózatokban a gyűrűket közös megosztott adatátviteli közegnek tekintik, ezért speciális hozzáférési módot határoztak meg számára. Ez a módszer nagyon közel áll a Token Ring hálózatok hozzáférési módszeréhez, és token (vagy token) gyűrű módszernek is nevezik - token ring (2.2. ábra, a).
Az állomás csak akkor kezdheti meg saját adatkereteinek továbbítását, ha az előző állomástól kapott egy speciális keretet - hozzáférési tokent (2.2. ábra, b). Ezt követően továbbíthatja a képkockáit, ha rendelkezik velük, egy ideig, amelyet token tartási időnek neveznek - Token Holding Time (THT). A THT idő lejárta után az állomásnak be kell fejeznie következő keretének adását, és át kell adnia a hozzáférési tokent a következő állomásnak. Ha a token elfogadásakor az állomásnak nincsenek hálózaton keresztül továbbítandó keretei, akkor azonnal sugározza a következő állomás tokenjét. Egy FDDI hálózatban minden állomásnak van egy upstream szomszédja és egy lefelé irányuló szomszédja, amelyet a fizikai kapcsolatai és az információátvitel iránya határoznak meg.
Rizs. 2.2. FDDI gyűrűs állomások keretfeldolgozása
A hálózat minden állomása folyamatosan fogadja az előző szomszéd által neki továbbított kereteket, és elemzi a célcímüket. Ha a célcím nem egyezik a sajátjával, akkor a keretet továbbítja a következő szomszédnak. Ez az eset az ábrán látható (2.2. ábra, c). Megjegyzendő, hogy ha az állomás rögzítette a tokent, és továbbítja a saját kereteit, akkor ezalatt az idő alatt nem sugározza a bejövő kereteket, hanem eltávolítja a hálózatból.
Ha a keret címe megegyezik az állomás címével, akkor átmásolja a keretet a belső pufferébe, ellenőrzi a helyességét (főleg ellenőrző összeggel), adatmezőjét további feldolgozásra átadja az FDDI feletti szint protokolljának (pl. IP). ), majd az eredeti keretet továbbítja a következő állomás hálózatán (2.2. ábra, d). A hálózatba továbbított keretben a célállomás három jelet vesz észre: címfelismerést, keretmásolást és a benne lévő hibák hiányát vagy meglétét.
Ezt követően a keret tovább halad a hálózaton, és minden csomópont sugározza. Az állomás, amely a hálózat keretének forrása, felelős azért, hogy a keretet eltávolítsa a hálózatból, miután az egy teljes kört megtett ismét eléri azt (2.2. ábra, e). Ebben az esetben a forrásállomás ellenőrzi a keret jeleit, hogy elérte-e a célállomást, és nem sérült-e. Az információs keretek visszaállításának folyamata nem az FDDI protokoll feladata, ezt magasabb rétegbeli protokolloknak kell kezelniük.
A 2.3. ábra az FDDI technológiai protokollok felépítését mutatja a hétrétegű OSI modellel összehasonlítva. Az FDDI határozza meg a kapcsolati réteg fizikai réteg protokollját és médiahozzáférési alrétegének (MAC) protokollját. Sok más LAN-technológiához hasonlóan az FDDI is az IEEE 802.2 és ISO 8802.2 szabványokban meghatározott 802.2 Data Link Control (LLC) protokollt használja. Az FDDI az első típusú LLC eljárásokat használja, amelyekben a csomópontok datagram módban működnek - kapcsolat nélkül és az elveszett vagy sérült keretek helyreállítása nélkül.
Rizs. 2.3. Az FDDI technológiai protokollok felépítése
A fizikai réteg két alrétegre oszlik: a médiafüggetlen alrétegre PHY (fizikai),és környezetfüggő alréteg PMD (Physical Media Dependent). Minden szint működését az állomásvezérlő protokoll vezérli SMT (állomáskezelés).
PMD szinten biztosítja a szükséges eszközöket az adatok száloptikán keresztüli átviteléhez egyik állomásról a másikra. A specifikációja meghatározza:
A TP-PMD specifikáció meghatározza az állomások közötti adatátvitel lehetőségét csavart érpáron keresztül az MLT-3 módszerrel összhangban. A PMD és a TP-PMD réteg specifikációit már tárgyaltuk a következő részekben Gyors technológia Ethernet.
PHY szinten elvégzi a MAC réteg és a PMD réteg között keringő adatok kódolását és dekódolását, valamint az információs jelek időzítését is biztosítja. A specifikációja meghatározza:
MAC szinten felelős a hálózati hozzáférés szabályozásáért, valamint az adatkeretek fogadásáért és feldolgozásáért. A következő paramétereket határozza meg:
SMT szint ellátja az FDDI protokollverem összes többi rétegének kezelésével és felügyeletével kapcsolatos összes funkciót. Az FDDI hálózat minden csomópontja részt vesz a gyűrűkezelésben. Ezért minden gazdagép speciális SMT-kereteket cserél a hálózat kezelésére. Az SMT specifikáció a következőket határozza meg:
Az FDDI hálózatok hibatűrését az SMT réteg más rétegek általi vezérlése biztosítja: a PHY réteg használatával a hálózati hibák kiküszöbölése fizikai okokból, például kábelszakadás miatt, a MAC réteg használatával pedig logikai hálózati hibák, pl. , a kívánt belső token átviteli útvonal és az adatkeretek elvesztése a hub portok között.
Az alábbi táblázat összehasonlítja az FDDI technológiát az Ethernet és a Token Ring technológiákkal.
| Jellegzetes | FDDI | Ethernet Token Ring |
| bitsebesség | 100 Mb/s | 10 Mb/s16 Mb/s |
| Topológia | kettős gyűrű fák |
Gumiabroncs/csillagcsillag/gyűrű |
| Hozzáférés módja | Az idő megosztása jelképes forgalom |
CSMA/CDPriority foglalási rendszer |
| Átviteli közeg adat |
Multimód optikai szál, árnyékolatlan csavart érpár |
vastag koax, vékony koax, csavart érpár, optikai szál árnyékolt és árnyékolatlan csavart érpár, optikai szál |
| Maximális hálózathossz (hidak nélkül) | 200 km (gyűrűnként 100 km) |
2500 m1000 m |
| Maximális távolság a csomópontok között | 2 km (-11 dB veszteség csomópontok között) |
2500 m 100 m |
| Maximális csomópontok száma |
500 (1000 csatlakozás) | 1024260 árnyékolt csavart érpárhoz, 72 for árnyékolatlan csavart párok |
| Óra és hiba helyreállítása |
Megosztott az órajel és a feladatátvétel megvalósítása |
UndefinedActive Monitor |
Az FDDI hálózat összes állomása több típusra van osztva a következő kritériumok szerint:
Ha az állomás csak az elsődleges gyűrűhöz csatlakozik, akkor ezt az opciót egyetlen kapcsolatnak nevezik - Single Attachment SA(2.4. ábra, a). Ha az állomás az elsődleges és a másodlagos gyűrűhöz is kapcsolódik, akkor ezt az opciót kettős rögzítésnek nevezik - Dual Attachment, D.A.(2.4. ábra, b).
Rizs. 2.4. Az állomások egyszeres (SA) és kettős (DA) csatlakozása
Nyilvánvaló, hogy egy állomás csak akkor tudja használni a két FDDI csengetés által biztosított hibabiztos funkciókat, ha kettős csatlakozású.
Rizs. 2.5. Kettős csatlakozású állomások újrakonfigurálása kábelszakadás esetén
Amint a 2.5. ábrán látható, az állomások reakciója a kábelszakadásra az, hogy megváltoztatják az információ továbbításának belső módjait egyedi komponensekállomások.
Ahhoz, hogy a saját adatait továbbíthassa a gyűrűnek (és ne csak a szomszédos állomások adatait közvetítse), az állomásnak rendelkeznie kell legalább egy MAC csomóponttal, amelynek saját egyedi MAC címe van. Az állomásoknak nem lehet egyetlen MAC-csomópontja, ezért csak az idegen keretek továbbításában vesznek részt. De általában az FDDI hálózat minden állomásán, még a hubokon is, van legalább egy MAC. A hubok a MAC csomópontot használják szolgáltatási keretek rögzítésére és generálására, mint például gyűrű inicializálási keretek, gyűrűs hibakereső keretek és hasonlók.
Az egy MAC csomóponttal rendelkező állomásokat hívják SM (egyetlen MAC)állomások, és a két MAC csomóponttal rendelkező állomások hívódnak DM (kettős MAC)állomások.
A csatolási típusok és a MAC csomópontok számának alábbi kombinációi lehetségesek:
| SM/SA | Az állomásnak egy MAC csomópontja van, és csak az elsődleges gyűrűhöz csatlakozik. Az állomás nem vehet részt a kettő közös gyűrűjének kialakításában. |
| SM/DA | Az állomásnak egy MAC-csomópontja van, és azonnal csatlakozik az elsődleges és másodlagos gyűrűhöz. Normál módban csak az elsődleges gyűrűn tud adatokat fogadni, a másodikat használja a feladatátvételhez. |
| DM/DA | Az állomásnak két MAC csomópontja van, és két gyűrűhöz csatlakozik. Egyidejűleg két gyűrűn tud (potenciálisan) adatokat fogadni (full duplex mód), meghibásodás esetén részt venni a gyűrűk újrakonfigurálásában. |
| DM/SA | Az állomásnak két MAC csomópontja van, de csak az elsődleges gyűrűhöz csatlakozik. Illegális kombináció a végállomáshoz, a hub speciális esete. |
Attól függően, hogy az állomás hub vagy végállomás, a csatlakozás típusától függően a következő megnevezéseket fogadjuk el:
SAS (Single Attachment Station)- végállomás egyetlen csatlakozással,
DAS (kettős csatlakozási állomás)- végállomás kettős csatlakozással,
SAC (Single Attachment Concentrator)- hub egyetlen csatlakozással,
DAC (kettős csatlakozású koncentrátor)- hub dupla csatlakozással.
Az FDDI szabvány négyféle portot ír le, amelyek céljukban és egymáshoz való csatlakozási képességükben különböznek a megfelelő hálózati konfigurációk kialakításához.
| Port típusa | Kapcsolat | Célja |
| A | PI/SO – (elsődleges bemenet/másodlagos kimenet) Elsődleges gyűrű bemenet / másodlagos gyűrű kimenet |
gyűrűk |
| B | PO/SI – (elsődleges kimenet/másodlagos bemenet) Elsődleges gyűrű kimenet/másodlagos gyűrű bemenet |
Csatlakoztatja az eszközöket kettős kapcsolat a törzstel gyűrűk |
| M | Master-PI/PO |
Hub port -val rendelkező eszközökhöz csatlakoztatja egyetlen csatlakozás; csak az elsődleges gyűrűt használja |
| S | Slave-PI/PO Elsődleges gyűrű bemenet/elsődleges gyűrű kimenet |
Egy eszközt egyetlen készülékhez csatlakoztat hubhoz való csatlakozás; csak az elsődleges gyűrűt használja |
A 2.6. ábra a különböző típusú portok tipikus használatát mutatja SAS és DAS állomások DAC-hoz való csatlakoztatására.
Rizs. 2.6. Különböző típusú portok használata
Az S-S port kapcsolat érvényes, mert izolált elsődleges gyűrűt hoz létre, amely csak két állomást köt össze, de általában nem használják.
Az M - M portok csatlakoztatása tilos, ill csatlakozások A-A, B-B, A-S, S-A, B-S, S-B - nem kívánatos, mivel nem hatékony gyűrűkombinációkat hoznak létre.
Kapcsolatok A-M típusés B-M esetének felel meg az ún Kettős homing csatlakozások amikor egy kettős kapcsolattal rendelkező eszköz, azaz az A és B portot használja két csatlakozásra az elsődleges gyűrűhöz egy másik eszköz M portján keresztül.
Egy ilyen kapcsolat a 2.7. ábrán látható.
Két hubja van, a DAC4 és a DAC5, amelyek a DAC1, DAC2 és DAC3 hubokhoz csatlakoznak a Dual Homing séma szerint.
A DAC1, DAC2 és DAC3 hubok a szokásos módon csatlakoznak mindkét gyűrűhöz, az FDDI hálózat gyökértörzsét alkotva. Az angol nyelvű szakirodalomban általában ilyen koncentrátorokat neveznek gyökeres koncentrátorok .
A DAC4 és DAC5 hubok faszerűen vannak csatlakoztatva. SAC4 és SAC5 hubokkal is kialakítható, amelyek ebben az esetben a root hubok M-portjához kapcsolódnának az S segítségével.
A DAC hubok faszerű csatlakoztatása, de a Dual Homing használatával lehetővé teszi a hálózati hibatűrés növelését és a faszerű többszintű struktúra előnyeinek megőrzését.
Rizs. 2.7. Kettős elhelyezésű csatlakozás
A DAC4 ezen keresztül csatlakozik klasszikus séma kettős elhelyezés. Ezt a sémát úgy tervezték, hogy egy ilyen hubnak csak egy MAC csomópontja legyen. Amikor a DAC4 A és B portja a DAC1 M portjához csatlakozik, ezek között fizikai kapcsolat jön létre, amelyet a fizikai PHY réteg folyamatosan figyel. A hálózaton keresztüli keretáramlás tekintetében azonban csak a B port jelenik meg, és az A port logikai készenléti állapotban marad. A B port alapértelmezett preferenciáját az FDDI szabvány határozza meg.
Ha a B porton nem működik megfelelően a fizikai kapcsolat, a DAC4 hub készenléti állapotba helyezi, és aktívvá válik az A port, ezt követően a B port folyamatosan ellenőrzi a kommunikációs vonalának fizikai állapotát, és ha helyreáll, akkor ismét aktívvá válik.
A DAC5 hub is benne van a Dual Homing sémában, de teljesebb funkcionalitás az A tartalék port csatlakozásának vezérlésére. A DAC5 két MAC csomóponttal rendelkezik, így nem csak a B port aktív az elsődleges gyűrűben, amely a DAC3 M portjáról továbbítja a kereteket az elsődleges MAC csomópontnak, hanem az A port is aktív állapot, kereteket fogad ugyanarról az elsődleges gyűrűről, de az M DAC2 portról. Ez lehetővé teszi a másodlagos MAC csomópont számára, hogy folyamatosan figyelje a tartalék kapcsolat logikai állapotát.
Megjegyzendő, hogy a Dual Homing módot támogató eszközök többféleképpen is megvalósíthatók, így előfordulhat, hogy ezek a módok nem kompatibilisek a különböző gyártók között.
Amikor egy új állomás csatlakozik az FDDI hálózathoz, a hálózat ideiglenesen felfüggeszti a munkáját, átesik a gyűrű inicializálási folyamatán, melynek során az összes állomás megállapodik a gyűrű fő paramétereiben, amelyek közül a legfontosabb a token névleges forgási ideje gyűrű. Ez az eljárás bizonyos esetekben elkerülhető. Ilyen eset például egy új SAS állomás csatlakoztatása a hub M portjához az ún. "roaming" csomópont MAC (Roving MAC), amelyet helyi MAC csomópontnak is neveznek.
A 2.8. ábrán látható egy példa egy ilyen kapcsolatra.
Rizs. 2.8. Állomás csatlakoztatása egy roaming MAC csomóponthoz
A DM/DAC1 hubnak két MAC csomópontja van: az egyik az elsődleges gyűrű normál működésében vesz részt, a második, a helyi, az M portot a SAS3 állomással összekötő útvonalhoz csatlakozik. Ez az útvonal egy elszigetelt gyűrűt alkot, és a SAS3 állomás állapotának és paramétereinek helyi ellenőrzésére szolgál. Ha működőképes és paraméterei nem igénylik a főhálózat újrainicializálását, akkor a SAS3 állomás "simán" (sima beillesztés) bekerül az elsődleges gyűrű működésébe.
Az egyetlen kapcsolattal rendelkező állomás kikapcsolását a hub megfelelő M-portját kiszolgáló fizikai rétegbeli létesítmények azonnal észreveszik, és ezt a portot a hub SMT rétegének parancsára kiiktatják. a belső adatút a hubon keresztül. Ennek a ténynek nincs hatása a hálózat további hibatűrésére (2.9. ábra).
Rizs. 2.9. Optikai bypass kapcsoló
Ha kikapcsolja a tápfeszültséget a DAS állomáson vagy a DAC hub-on, akkor a hálózat, bár továbbra is működik, átvált Wrap állapotba, de a hibatűrési határ elvész, ami nem kívánatos. Ezért a kettős csatlakozású eszközökhöz ajánlott optikai bypass kapcsolók használata - Optical Bypass Switch, amelyek lehetővé teszik a bemeneti és kimeneti optikai szálak rövidre zárását, és az állomás megkerülését, ha az ki van kapcsolva. Az optikai bypass kapcsolót az állomás táplálja, és a legegyszerűbb esetben fényvisszaverő tükrökből vagy mozgó optikai szálból áll. Kikapcsolt állapotban egy ilyen kapcsoló megkerüli az állomást, és bekapcsolt állapotban az A és B portok bemeneteit az állomás belső PHY áramköreihez köti.
Vegye figyelembe a fizikai alréteget PMD (Physical Media Dependent réteg), az FDDI optikai szálra vonatkozó szabványban meghatározott - Fiber PMD.
Ez a specifikáció meghatározza az állomások közötti fizikai kapcsolatok létrehozásához szükséges hardverösszetevőket: optikai adók, optikai vevők, kábelparaméterek, optikai csatlakozók. Ezen elemek mindegyikénél fel vannak tüntetve azok a tervezési és optikai paraméterek, amelyek lehetővé teszik az állomások stabil kölcsönhatását bizonyos távolságokon.
A fizikai kapcsolat az FDDI hálózat alapvető építőköve. Egy tipikus fizikai kapcsolati struktúra látható a 2.10. ábrán.
Rizs. 2.10. Az FDDI hálózat fizikai csatlakozása
Minden fizikai kapcsolat két fizikai kapcsolatból áll - elsődleges és másodlagos. Ezek a kommunikációk egyirányúak – az adatok az egyik PHY-eszköz adójától egy másik PHY-eszköz vevőjéhez kerülnek továbbításra.
A Fibre PMD szabvány nem határoz meg kifejezetten távolságkorlátokat az egyetlen fizikai kapcsolaton keresztül együttműködő eszközpár között.
Ehelyett a szabvány meghatározza az optikai teljesítményveszteség maximális szintjét két, ugyanazon a fizikai kapcsolaton keresztül kommunikáló állomás között. Ez a szint -11 dB, ahol
dB = 10 log P 2 /P 1 ,
és P1 a jelerősség az adóállomáson, és P2- jelerősség a vevőállomás bemenetén. Mivel a teljesítmény csökken, amikor a jelet a kábelen továbbítják, a csillapítás negatív.
A Fiber PMD kábel csillapítási paraméterei és a kereskedelemben kapható csatlakozók szerint a -11 dB-es csillapítás érdekében a szomszédos csomópontok közötti optikai kábel hossza nem haladhatja meg a 2 km-t.
A csomópontok közötti fizikai kapcsolat helyessége pontosabban kiszámítható a kábel, a csatlakozók, a kábeltüskék által bevezetett pontos csillapítási jellemzők, valamint az adóteljesítmény és a vevő érzékenységének figyelembevételével.
A Fibre PMD szabvány a következő fizikai csatlakozási elemek paraméterhatárait határozza meg (az úgynevezett FDDI Power Budget):
Az optikai jelek teljesítményének abszolút értékeit (az adó kimenetére és a vevő bemenetére) decibelben mérik az 1 milliwatt (mW) szabványos teljesítményhez viszonyítva, és dBm-ben jelölik:
dBm = 10 log P/1,
ahol hatalom R milliwattban is mérve.
A táblázatban szereplő értékekből látható, hogy az állomások közötti -11 dB-es maximális veszteség az adó (-20 dBm) és a vevő (-31 dBm) teljesítményhatárok legrosszabb kombinációjának felel meg.
A Fiber PMD szabvány fő kábeltípusa egy többmódusú kábel, amelynek magátmérője 62,5 µm, és a fényvisszaverő köpeny átmérője 125 µm. A Fibre PMD specifikáció nem határozza meg a kábel csillapítására vonatkozó követelményeket dB/km-ben, hanem csak -11 dB általános csillapítási követelményt ír elő a kábellel és csatlakozókkal összekapcsolt állomások között. A kábel sávszélessége nem lehet rosszabb, mint 500 MHz/km.
Az alap kábeltípuson kívül a Fibre PMD specifikáció lehetővé teszi 50 µm, 85 µm és 100 µm magátmérőjű többmódusú kábelek használatát.
A Fibre PMD szabvány az optikai csatlakozókat csatlakozóként határozza meg. MIC (Media Interface Connector). A MIC csatlakozó a MIC csatlakozóhoz csatlakoztatott kábel 2 szálát a MIC aljzathoz csatlakoztatott állomás port 2 szálához köti. Csak a MIC-aljzat tervezési paraméterei szabványosak, és minden olyan MIC-dugó használható, amely a szabványos MIC-aljzatokhoz illeszkedik.
A Fibre PMD specifikáció nem határozza meg a veszteség szintjét a MIC csatlakozóban. Ez a szint a gyártó dolga, a lényeg, hogy megtartsák megengedett szint-11 dB veszteség a teljes fizikai kapcsolaton keresztül.
A csatlakozók hibás csatlakoztatásának elkerülése érdekében a MIC-csatlakozókat úgy kell rögzíteni, hogy jelezzék a port típusát. Négy azonosított különféle típusok kulcs:
Az ilyen típusú csatlakozók kulcstípusai a 2.11. ábrán láthatók.
Rizs. 2.11. MIC csatlakozó gombok
A MIC csatlakozók mellett a kereskedelemben kapható ST és SC csatlakozók is használhatók.
Fényforrásként fénykibocsátó diódák (LED) vagy 1,3 µm hullámhosszú lézerdiódák használhatók.
A többmódusú kábel mellett jobb minőségű egymódusú kábel is használható. (Single Mode Fiber, SMF)és SMF-MIC csatlakozók ehhez a kábelhez. Ebben az esetben a szomszédos csomópontok közötti fizikai kapcsolat hatótávolsága a kábel, a csatlakozók és a csatlakozások minőségétől függően akár 40-60 km-re is megnőhet. Az SMF-PMD specifikációban meghatározott követelmények az adó kimenetére és a vevő bemeneti teljesítményére ugyanazok, mint az egymódusú kábelre.
A Fibre PMD specifikáció megköveteli, hogy ez a réteg végrehajtsa a Signal_Detect funkciót annak meghatározására, hogy vannak-e optikai jelek az állomás fizikai kapcsolatának bemenetén. Ez a jel a PHY rétegbe kerül, ahol a Line State Detect funkció használja (2.12. ábra).
A PMD réteg a PHY számára jelzi az optikai Signal_Detect jel jelenlétét, ha a teljesítmény bemeneti jel meghaladja a -43,5 dBm-t, és eltávolítja, ha ez a teljesítmény -45 dBm-re vagy az alá csökken. Így van egy 1,5 dBm-es hiszterézis, amely megakadályozza a vonalállapot gyakori változását, amikor a bemeneti jel teljesítménye -45 dBm körül ingadozik.
Rizs. 2.12. PMD bemeneti jel észlelési funkciója
FDDI hálózat
Az FDDI (Fiber Distributed Data Interface) szabványt az American National Standards Institute ANSI javasolta (ANSI X3T9.5 specifikáció). Ezután elfogadták az ISO 9314 szabványt, amely megfelel az ANSI előírásoknak.
Az FDDI szabvány eredetileg a nagy átviteli sebességre (100 Mbps) és a legígéretesebb optikai kábel használatára összpontosított. Az optikai szál átviteli közegként való megválasztása meghatározta az új hálózat olyan előnyeit, mint a nagy zajvédelem, az információátvitel maximális titkossága és az előfizetők kiváló galvanikus leválasztása. A nagy átviteli sebesség sok olyan feladatot tesz lehetővé, amelyek lassabb hálózatokkal nem lehetségesek, például valós idejű képátvitel. Ezenkívül az optikai kábel könnyen megoldja az adatok több kilométeres távolságra történő továbbításának problémáját újraadás nélkül, ami lehetővé teszi nagy hálózatok kiépítését, akár egész városokat is lefedve, miközben a helyi hálózatok minden előnyével rendelkezik (különösen alacsony hiba mérték). Mindez meghatározta az FDDI hálózat népszerűségét, bár még nem olyan elterjedt, mint az Ethernet és a Token-Ring.
Az FDDI szabvány jelentős előnyökkel rendelkezik az összes korábban tárgyalt hálózattal szemben. Például egy Fast Ethernet hálózat azonos 100 Mb/s sávszélességgel nem egyezik meg az FDDI-vel a megengedett hálózatméretek tekintetében. Ezenkívül az FDDI marker hozzáférési módszer a CSMA / CD-vel ellentétben garantált hozzáférési időt és konfliktusmentességet biztosít bármely terhelési szinten.
Az FDDI hálózat alapvető műszaki jellemzői.
A hálózati előfizetők maximális száma 1000.
A hálózati gyűrű maximális hossza 20 (100) kilométer.
A hálózati előfizetők közötti maximális távolság 2 kilométer.
Az átviteli közeg egy többmódusú optikai kábel (lehetséges elektromos csavart érpár használata).
A hozzáférési mód marker.
Információátviteli sebesség - 100 Mbps (200 Mbps duplex átviteli mód esetén).
Lehetőség van egymódusú kábel használatára is, ebben az esetben az előfizetők közötti távolság elérheti a 45 kilométert, a gyűrű teljes hossza pedig 200 kilométer.
Keretformátumok
Rizs. Információs keretformátum (Frame) és jelölőformátum (Token)
A mezők célja:
A preambulum a szinkronizálásra szolgál. Kezdetben 64 bitet tartalmaz, de az előfizetők, amelyeken keresztül a csomag áthalad, megváltoztathatják a méretét.
A kezdő határoló (SD-Start Delimiter) a keret elejét jelző jel funkcióját látja el.
A vezérlő bájt (FC - Frame Control) információkat tartalmaz a csomagról (címmező mérete, szinkron / aszinkron átvitel, csomag típusa - szolgáltatás vagy információ, parancskód).
A vevő- és forráscímek (SA - Source Address és DA - Destination Address) lehetnek 6 bájtosak (hasonlóan az Ethernethez és a Token-Ringhez) vagy 2 bájtosak.
Az adatmező (Data) változó hosszúságú (0 és 4478 bájt között). A szolgáltatási (parancs) csomagokban az adatmező hossza nulla.
A Frame Check Sequence (FCS) mező a csomag (CRC) 32 bites ciklikus ellenőrző összegét tartalmazza.
A véghatároló (ED - End Delimiter) határozza meg a keret végét.
A keretállapot (FS) bájt tartalmaz egy hibaészlelési bitet, egy címfelismerő bitet és egy másolási bitet (hasonlóan a Token-Ringhez).
Az FDDI hálózati vezérlő bájt formátuma (3. ábra):
A csomagosztály bitje határozza meg, hogy a csomag szinkron vagy aszinkron.
A címhossz bit határozza meg, hogy melyik címet (6 bájtos vagy 2 bájtos) használja ez a csomag.
A Csomagtípus mező (két bit) határozza meg, hogy a csomag vezérlőcsomag-e vagy információs csomag.
A parancskód mező (négy bit) jelzi, hogy a vevőnek melyik parancsot kell végrehajtania (ha vezérlőcsomagról van szó).
Rizs. 3. Control byte formátum
Hálózat kiépítése
Az FDDI szabvány az IEEE 802.5 (Token-Ring) nemzetközi szabvány által biztosított token hozzáférési módszeren alapult. Az FDDI hálózat topológiája kettős gyűrű, ahol a hálózat két többirányú száloptikai kábelt használ. A két gyűrű használata a fő módja a hibatűrés növelésének egy FDDI hálózatban, és az ezt használni kívánó csomópontokat mindkét gyűrűhöz csatlakoztatni kell. A normál hálózati működési módban az adatok áthaladnak az elsődleges (elsődleges) gyűrű összes csomópontján és kábelének minden szakaszán, ezért ezt az üzemmódot Thru módnak nevezik - "átmenő" vagy "átmenet". A másodlagos gyűrű (Másodlagos) nincs használatban ebben az üzemmódban. Ezek a gyűrűk átviteli redundanciát biztosítanak egymásnak, vagyis ha az egyik gyűrűn valamilyen probléma jelentkezik, akkor a másik is bekerül az átvitelbe. Az FDDI maga is felismeri és kiküszöböli a felmerült problémákat. Ezt a hálózati működési módot "összecsukható" vagy "összecsukható" gyűrűknek nevezik. A hajtogatást hubok és/vagy FDDI hálózati adapterek hajtják végre. Az eljárás leegyszerűsítése érdekében az elsődleges gyűrűre vonatkozó adatokat mindig az óramutató járásával ellentétes irányban, a másodlagoson pedig az óramutató járásával megegyezően továbbítják. Ezért amikor két gyűrűből közös gyűrűt alakítanak ki, az állomások adói továbbra is kapcsolatban maradnak a szomszédos állomások vevőivel, ami lehetővé teszi a szomszédos állomások információinak helyes továbbítását és fogadását. 
Ez a megoldás lehetővé teszi az információ teljes duplex átvitelét is (egyidejűleg két irányban), kétszer akkora, 200 Mbps effektív sebességgel (mindegyik csatorna 100 Mbps sebességgel működik). Csillaggyűrű topológiát is használnak a gyűrűben lévő huboknál (mint a Token-Ringnél).
Az FDDI szabvány a nagy hálózati rugalmasság elérése érdekében kétféle előfizető bevonását írja elő a ringbe:
Az A osztályú előfizetők (állomások) (kettős csatlakozású előfizetők, DAS) a hálózat mindkét (belső és külső) gyűrűjére csatlakoznak. Ebben az esetben megvalósul a 200 Mbps sebességig terjedő csere vagy redundáns hálózati kábel lehetősége (ha a főkábel sérült, tartalék kábelt használnak). Az ebbe az osztályba tartozó berendezéseket a hálózat sebesség szempontjából legkritikusabb részein használják.
A B osztályú előfizetők (állomások) (egykapcsolatos előfizetők, SAS -) csak a hálózat egyik (külső) gyűrűjéhez csatlakoznak. Egyszerűbbek és olcsóbbak, mint az A osztályú adapterek, de nem rendelkeznek a képességeikkel. Csak egy hubon vagy egy bypass kapcsolón keresztül csatlakoztathatók a hálózathoz, amely baleset esetén kikapcsolja őket.
Az előfizetők (számítógépek, terminálok stb.) mellett a hálózat kommunikációs hubokat is használ, amelyek beépítése lehetővé teszi az összes csatlakozási pont egy helyen történő összegyűjtését a hálózat működésének figyelése, a hibák diagnosztizálása és az újrakonfigurálás egyszerűsítése érdekében. Különböző típusú kábelek (például száloptikai kábel és sodrott érpár) használatakor a hub az elektromos jelek optikai jelekké történő átalakítását is ellátja, és fordítva. A hubok kettős csatlakozással (DAC) és egykapcsolattal (SAC) is kaphatók.
ábrán látható egy példa egy FDDI hálózati konfigurációra. 4 
Rizs. 4. FDDI hálózati konfigurációs példa
Az információátadás elve
Az FDDI az úgynevezett többszörös token átadást használja.
Egy állomás csak akkor kezdheti meg saját adatkereteinek küldését, ha kapott egy tokent (access tokent) egy előző állomástól. Ezt követően képes továbbítani a kereteit, ha van ilyen, egy ideig, amelyet token hold time -nak (THT) neveznek. A THT idő lejárta után az állomásnak be kell fejeznie következő keretének adását, és át kell adnia a hozzáférési tokent a következő állomásnak. Ha a token elfogadásakor az állomásnak nincsenek hálózaton keresztül továbbítandó keretei, akkor azonnal sugározza a következő állomás tokenjét.
Az elküldeni kívánó előfizető az egyes csomagokat követő tokenre vár.
Amikor a token megérkezik, az előfizető eltávolítja azt a hálózatból, és továbbítja a csomagját.
Közvetlenül a csomag elküldése után az előfizető új tokent küld.
A hálózat minden állomása folyamatosan fogadja az előző szomszéd által neki továbbított kereteket, és elemzi a célcímüket. Ha a célcím nem egyezik a sajátjával, akkor a keretet továbbítja a következő szomszédnak.
Ha a keret címe megegyezik az állomás címével, akkor átmásolja a keretet a belső pufferébe, ellenőrzi a helyességét (főleg ellenőrző összeggel), majd az eredeti keretet továbbítja a következő állomás hálózatán. A hálózatba továbbított keretben a célállomás három jelet vesz észre: címfelismerést, keretmásolást és a benne lévő hibák hiányát vagy meglétét.
Miután a gyűrű körül visszakapta a csomagját, a küldő előfizető megsemmisíti azt. A csomag állapota mezőben információkat tartalmaz arról, hogy voltak-e hibák, és hogy a vevő megkapta-e a csomagot.
Összegzésképpen meg kell jegyezni, hogy az FDDI nyilvánvaló előnyei ellenére ezt a hálózatot nem széles körben használják, ami elsősorban a berendezés magas költségének köszönhető. Az FDDI fő hatóköre jelenleg az alap, gerinchálózatok (Backbone), amelyek több hálózatot egyesítenek. Az FDDI-t olyan nagy teljesítményű munkaállomások vagy szerverek csatlakoztatására is használják, amelyek nagy sebességű adatcserét igényelnek.
Az FDDI (Fiber Distributed Data Interface) szabvány, vagy inkább készlet hálózati szabványok, elsősorban a 100 Mbps sebességű optikai kábelen keresztüli adatátvitelre összpontosított. Az FDDI szabvány specifikációinak túlnyomó részét az X3T9.5 (ANSI) problémacsoport fejlesztette ki az 1980-as évek második felében. Az FDDI optikai szálat használó helyi hálózattá vált átviteli közegként.
Jelenleg a legtöbb hálózati technológia támogatja a száloptikai interfészt mint a fizikai réteg opcióit, de az FDDI továbbra is a legelterjedtebb nagysebességű technológia, amelynek szabványai kiállták az idő próbáját és jól beváltak, és a különböző gyártók berendezései is ezt mutatják. jó fokú kompatibilitás.
Az FDDI technológia fejlesztése során a következő célokat tűzték ki prioritásként:
- Az adatátvitel bitsebességének növelése 100 Mbps-ig;
— Növekvő hálózati hibatűrés a szabványos helyreállítási eljárásoknak köszönhetően különféle hibák után – kábelkárosodás, a hálózati csomópont nem megfelelő működése, nagyfokú interferencia fellépése a vonalon stb.;
- Maximalizálja a potenciális átviteli sebességet mind aszinkron, mind szinkron ütemezésekkel.
Az FDDI technológia nagyrészt a Token Ring technológián alapul, fejlesztve és továbbfejlesztve annak fő gondolatait. Az FDDI protokoll is jelentős eltéréseket mutat a Token Ringtől. Ezek a különbségek a nagy sebességű információátvitel támogatásához szükséges követelményekhez kapcsolódnak, hosszútáv valamint az aszinkron adatátvitel mellett szinkron átvitel lebonyolításának képessége. Az FDDI és az IEEE 802.5 Token Ring közötti tokenvezérlő protokollok két fő különbsége a következő:
- Token Ringben a kereteket továbbító állomás megtartja a tokent, amíg az összes elküldött csomagot meg nem kapja. Az FDDI-ben az állomás közvetlenül a keret (keretek) átvitelének végén engedi el a tokent;
- Az FDDI nem használja a Token Ring által a rendszererőforrások lefoglalására használt prioritási és foglalási mezőket.
táblázatban. 6.1. az FDDI hálózat főbb jellemzői vannak feltüntetve.
6.1. táblázat. Az FDDI hálózat főbb jellemzői
|
Átviteli sebesség |
|
|
A környezeti hozzáférés típusa |
jelző |
|
Maximális adatkeret mérete |
|
| Az állomások maximális száma | |
| Az állomások közötti maximális távolság | 2 km (többmódusú optikai szál) 20 km* (egymódusú optikai szál) 100 m (UTP Cat.5 UTP) 100 m (IBM árnyékolt csavart érpár, 1. típus) |
| Maximális marker bejárási útvonal hossza | 200 km |
| Maximális hálózathossz a gyűrű topológiához (körzet) | 100 km** (dupla FDDI hurok) |
|
Optikai szál (többmódusú, egymódusú), csavart érpár (UTP Cat.5, IBM Type 1) |
* Egyes gyártók akár 50 km-es átviteli távolságra is gyártanak berendezéseket.
** A megadott hosszúság mellett a hálózat továbbra is megfelelően fog működni és megőrzi az integritást, ha egyetlen csengetés megszakad, vagy ha az egyik csengőállomás ki van kapcsolva (WRAP mód) - miközben a marker bypass útvonal hossza nem haladja meg a 200 km.
Az FDDI hálózat klasszikus változata két száloptikai gyűrűre (dupla gyűrű) épül fel, amelyeken a fényjel ellentétes irányban terjed, 6.1 a ábra. Mindegyik csomópont csatlakozik mindkét gyűrű fogadására és továbbítására. Ez a gyűrű fizikai topológia valósítja meg a hálózati hibatűrés növelésének fő módját. Normál üzemben az adatok csak az egyik gyűrűn haladnak állomásról állomásra, ezt nevezzük elsődleges gyűrűnek. A határozottság érdekében az adatok mozgásának iránya az elsődleges gyűrűben az óramutató járásával ellentétes irányban van beállítva. Az adatút az FDDI hálózat logikai topológiáját tükrözi, amely mindig egy gyűrű. Minden állomás, kivéve az adó- és vevőállomásokat, újraküldi az adatokat, és végpontok között működik. A másodlagos gyűrű (másodlagos) redundáns, és a hálózat normál működése során nem használják adatátvitelre, bár a gyűrű integritásának folyamatos ellenőrzésére szolgál.
Rizs. 6.1. Kétgyűrűs FDDI: a) normál működés; b) hullámos gyűrű mód (WRAP)
Bármilyen hálózati meghibásodás esetén, amikor az elsődleges gyűrű egy része nem tud adatot továbbítani (például kábelszakadás, valamelyik csomópont meghibásodása vagy megszakadása), a másodlagos gyűrű aktiválódik adatátvitelre, ami kiegészíti az elsődleges, ismét egyetlen logikai adatgyűrűt alkotva, ábra. 6.1 b. Ezt a hálózati működési módot WRAP-nak, azaz a gyűrű „hajtogatásának” nevezik. hálózati eszközök a probléma forrásának mindkét oldalán található (sérült kábel vagy meghibásodott állomás/hub). Ezeken az eszközökön keresztül kombinálják az elsődleges és a másodlagos gyűrűket. Így az FDDI hálózat elemeinek egyszeri meghibásodása esetén teljes mértékben vissza tudja állítani működőképességét és integritását. A hiba elhárítása után a hálózat automatikusan normál működésre vált, adatátvitel csak az elsődleges gyűrűn történik.
Az FDDI szabvány nagy figyelmet fordít a különféle eljárásokra, amelyek egy elosztott vezérlési mechanizmusnak köszönhetően lehetővé teszik a hálózati hiba 5 jelenlétének megállapítását, majd a szükséges újrakonfigurálás elvégzését. Többszöri meghibásodás esetén a hálózat több nem kapcsolódó hálózatra bomlik fel – a hálózat mikroszegmentált.
Az FDDI hálózat működése a logikai gyűrűhöz való determinisztikus token hozzáférésen alapul. Először a gyűrű inicializálása történik, melynek során egy speciális rövidített szolgáltatási adatcsomagot, egy tokent bocsátanak ki az egyik állomás gyűrűjébe. Miután a marker elkezdett keringeni a gyűrű körül, az állomások információt cserélhetnek.
Amíg nincs adatátvitel állomásról állomásra, csak egy token kering, ábra. 6.2 a, amelynek vételekor az állomás információtovábbítási képességet szerez. Egy FDDI hálózatban minden állomásnak van egy upstream szomszédja és egy lefelé irányuló szomszédja, amelyet a fizikai kapcsolatai és az információátvitel iránya határoznak meg. A klasszikus változatban ezt az elsődleges gyűrű határozza meg. Az információ továbbítása legfeljebb 4500 bájt hosszúságú adatcsomagok, úgynevezett keretek formájában történik. Ha a token vételekor az állomásnak nincs továbbítandó adata, akkor a tokent vétele után azonnal továbbsugározza a gyűrű mentén. Igény esetén az állomás, miután megkapta a tokent, továbbíthatja azt, és ennek megfelelően kereteket küldhet a TNT token tartási időnek nevezett ideig (6.2 b. ábra). A TNT idő lejárta után az állomásnak be kell fejeznie következő keretének adását, és el kell küldenie (fel kell engednie) a következő állomás tokenjét, ábra. 6.2 c. Mindig csak egy állomás tud információt továbbítani, mégpedig az, amelyik rögzítette a markert.
Rizs. 6.2. Adatátvitel
Minden hálózati állomás beolvassa a vett keretek címmezőit. Abban az esetben, ha az állomás saját címe - a MAC-cím - eltér a fogadó címmezőjétől, az állomás egyszerűen továbbítja a keretet a gyűrű mentén, 3. ábra. 6.2 d) Ha az állomás saját címe megegyezik a fogadott keretben lévő célcím mezővel, az állomás a belső pufferébe másol adott keret, ellenőrzi annak helyességét (ellenőrző összeggel), adatmezőjét további feldolgozásra átadja egy magasabb szintű protokollnak (például IP), majd a következő állomás hálózatán továbbítja az eredeti keretet (6.2 e ábra), miután három jel elhelyezése a keret speciális mezőiben: Címfelismerés, keretmásolás és nincs vagy hiba a keretben.
Továbbá a keretek csomópontról csomópontra sugározva visszatérnek az eredeti állomásra, amely a forrásuk volt. A forrás állomás minden egyes kerethez ellenőrzi a keret jeleit, hogy elérte-e a célállomást és sérült-e, és ha minden rendben van, akkor ezt a keretet megszünteti (6.2 e ábra), felszabadítva a hálózati erőforrásokat, vagy egyébként megpróbálja újraküldeni. Mindenesetre a keret törlésének funkciója ahhoz az állomáshoz van hozzárendelve, amelyik a forrása volt.
A token hozzáférés az egyik leghatékonyabb megoldás. Ennek köszönhetően az FDDI gyűrű valós teljesítménye nagy terhelés mellett eléri a 95%-ot. Például egy Ethernet hálózat teljesítménye (az ütközési tartományon belül) növekvő terhelés mellett eléri a sávszélesség 30%-át.
Az FDDI marker- és keretformátumokat, a gyűrű inicializálási eljárást, valamint a normál adatátviteli módban a hálózati erőforrások kiosztásának kérdéseit a 6.7. pont tárgyalja.
Az FDDI szabvány összetevő szintjeit és az e szintek által ellátott főbb funkciókat az 1. ábra mutatja. 6.3.
Sok más LAN-technológiához hasonlóan az FDDI technológia is az IEEE 802.2 és ISO 8802.2 szabványokban meghatározott 802.2 adatkapcsolat-vezérlési (LLC) protokollt használja, az FDDI az LLC eljárások első típusát használja, amelyekben a csomópontok datagram módban működnek - kapcsolatok létrehozása és nem. elveszett vagy sérült képkockák helyreállítása.
Rizs. 6.3. Az FDDI szabvány összetevői
Kezdetben (1988-ra) a következő szinteket szabványosították (az FDDI vonatkozó ANSI / ISO dokumentumok neveit a 6.2. táblázat tartalmazza):
- PMD (fizikai közegfüggő) - a fizikai réteg alsó alszintje. Előírásai meghatározzák az optikai adó-vevők átviteli közegére (többmódusú optikai kábelre) vonatkozó követelményeket (teljesítmény és üzemi hullámhossz 1300 nm), az állomások közötti legnagyobb megengedett távolságot (2 km), a csatlakozó típusokat, az optikai bypass kapcsolók működését. (optikai bypass kapcsolók), valamint a jelek optikai szálakban történő megjelenítése.
- PHY (fizikai) - a fizikai réteg felső alrétege. Meghatározza a MAC réteg és a PMD réteg közötti adatkódolási és dekódolási sémát, a szinkronizálási sémát és a speciális vezérlőkaraktereket. A specifikáció a következőket tartalmazza: információ kódolás a 4V/5V séma szerint; jel időzítési szabályok; a 125 MHz-es órajel-frekvencia stabilitására vonatkozó követelmények; szabályok az információk párhuzamos formából soros formába konvertálására.
- MAC (media access control) - a médiumhoz való hozzáférés szabályozásának szintje. Ez a szint határozza meg: token-kezelési folyamatokat (átviteli protokoll, token rögzítési és továbbítási szabályok); adatkeretek kialakítása, fogadása és feldolgozása (címzésük, hibafelismerésük és helyreállításuk 32 bites ellenőrző összeg ellenőrzése alapján); sávszélesség-allokációs mechanizmusok a csomópontok között.
— SMT (állomáskezelés) — állomásfelügyeleti szint. Ez a speciális átfogó réteg határozza meg: ennek a rétegnek a kommunikációs protokolljait
Technológia Fiber Distributed Data Interface- az első helyi hálózati technológia, amely optikai kábelt használt adatátviteli közegként.
Régóta történtek kísérletek a fény információhordozó médiumként való felhasználására – még 1880-ban Alexander Bell szabadalmaztatott egy olyan eszközt, amely akár 200 méteres távolságra is továbbította a beszédet egy tükör segítségével, amely a hanghullámokkal szinkronban vibrált, és modulálta a visszavert hangot. fény.
Az 1960-as években a lézer feltalálásával kapcsolatban felerősödött a fény felhasználása információtovábbításra, amely nagyon magas frekvencián képes modulálni a fényt, azaz szélessávú csatornát hozott létre nagy mennyiségű információ nagy sebességű továbbítására. Körülbelül ugyanebben az időben megjelentek az optikai szálak, amelyek fényt közvetítenek a kábelrendszerekben, hasonlóan ahhoz, ahogy a hagyományos kábelekben a rézhuzalok továbbítják az elektromos jeleket. Azonban ezekben a szálakban a fényveszteség túl nagy volt ahhoz, hogy a rézszálak alternatívájaként lehessen használni. Az alacsony fényű jelteljesítmény-veszteséget és széles sávszélességet (akár több GHz-ig) biztosító, olcsó optikai szálak csak az 1970-es években jelentek meg. Az 1980-as évek elején megkezdődött a területi távközlési rendszerek üvegszálas kommunikációs csatornáinak ipari telepítése és üzemeltetése.
Az 1980-as években megkezdődött a szabványos technológiák és eszközök létrehozása az optikai csatornák helyi hálózatokban történő használatához. A tapasztalatok általánosításával és a helyi hálózatok első száloptikai szabványának kidolgozásával kapcsolatos munka az Amerikai Nemzeti Szabványügyi Intézetben (ANSI) összpontosult, az erre a célra létrehozott X3T9.5 bizottság keretein belül.
Az FDDI szabvány különböző összetevőinek kezdeti verzióit az X3T9.5 bizottság fejlesztette ki 1986-1988-ban, és ezzel egy időben megjelentek az első berendezések - hálózati adapterek, hubok, hidak és útválasztók, amelyek támogatják ezt a szabványt.
Jelenleg a legtöbb hálózati technológia támogatja az optikai kábeleket, mint a fizikai réteg egyik lehetőségét, de az FDDI továbbra is a legelterjedtebb nagysebességű technológia, amelynek szabványai kiállták az idő próbáját és jól beváltak, így a különböző gyártók berendezései jó fokú kompatibilitást mutat
Az FDDI technológia nagyrészt a Token Ring technológián alapul, fejlesztve és továbbfejlesztve annak fő gondolatait. Az FDDI technológia fejlesztői a következő célokat tűzték ki maguk elé a legmagasabb prioritásként:
Az FDDI hálózat két száloptikai gyűrűre épül, amelyek a hálózati csomópontok közötti fő és tartalék adatátviteli útvonalat képezik. A két gyűrű használata a fő módja a hibatűrés növelésének egy FDDI hálózatban, és az ezt használni kívánó csomópontokat mindkét gyűrűhöz csatlakoztatni kell. A normál hálózati üzemmódban az adatok az elsődleges gyűrű összes csomópontján és kábelének minden szakaszán áthaladnak, ezért ezt az üzemmódot üzemmódnak nevezzük. keresztül- "átmenő" vagy "tranzit". A másodlagos gyűrű (Másodlagos) nincs használatban ebben az üzemmódban.
Valamilyen típusú meghibásodás esetén, amikor az elsődleges gyűrű egy része nem tud adatot továbbítani (például kábelszakadás vagy csomópont meghibásodása), az elsődleges gyűrűt kombinálják a másodlagos gyűrűvel (2.1. ábra), és ismét egyetlen gyűrűt alkotnak. Ezt a hálózati módot hívják Betakar, azaz "összecsukható" vagy "összecsukható" gyűrűk. A hajtogatást hubok és/vagy FDDI hálózati adapterek hajtják végre. Az eljárás leegyszerűsítése érdekében az elsődleges gyűrűre vonatkozó adatokat mindig az óramutató járásával ellentétes irányban, a másodlagoson pedig az óramutató járásával megegyezően továbbítják. Ezért amikor két gyűrűből közös gyűrűt alakítanak ki, az állomások adói továbbra is kapcsolatban maradnak a szomszédos állomások vevőivel, ami lehetővé teszi a szomszédos állomások információinak helyes továbbítását és fogadását.
Az FDDI szabványok nagy hangsúlyt fektetnek a különféle eljárásokra annak megállapítására, hogy a hálózat meghibásodott-e, majd szükség szerint újrakonfigurálják. Az FDDI hálózat elemeinek egyszeri meghibásodása esetén teljes mértékben vissza tudja állítani működőképességét. Többszöri meghibásodás esetén a hálózat több független hálózatra bomlik fel.
Rizs. 2.1. Az FDDI gyűrűk újrakonfigurálása meghibásodás esetén
Az FDDI hálózatokban a gyűrűket közös megosztott adatátviteli közegnek tekintik, ezért speciális hozzáférési módot határoztak meg számára. Ez a módszer nagyon közel áll a Token Ring hálózatok hozzáférési módszeréhez, és token (vagy token) gyűrű módszernek is nevezik - token ring (2.2. ábra, a).
Az állomás csak akkor kezdheti meg saját adatkereteinek továbbítását, ha az előző állomástól kapott egy speciális keretet - hozzáférési tokent (2.2. ábra, b). Ezt követően továbbíthatja a képkockáit, ha rendelkezik velük, egy ideig, amelyet token tartási időnek neveznek - Token Holding Time (THT). A THT idő lejárta után az állomásnak be kell fejeznie következő keretének adását, és át kell adnia a hozzáférési tokent a következő állomásnak. Ha a token elfogadásakor az állomásnak nincsenek hálózaton keresztül továbbítandó keretei, akkor azonnal sugározza a következő állomás tokenjét. Egy FDDI hálózatban minden állomásnak van egy upstream szomszédja és egy lefelé irányuló szomszédja, amelyet a fizikai kapcsolatai és az információátvitel iránya határoznak meg.
Rizs. 2.2. FDDI gyűrűs állomások keretfeldolgozása
A hálózat minden állomása folyamatosan fogadja az előző szomszéd által neki továbbított kereteket, és elemzi a célcímüket. Ha a célcím nem egyezik a sajátjával, akkor a keretet továbbítja a következő szomszédnak. Ez az eset az ábrán látható (2.2. ábra, c). Megjegyzendő, hogy ha az állomás rögzítette a tokent, és továbbítja a saját kereteit, akkor ezalatt az idő alatt nem sugározza a bejövő kereteket, hanem eltávolítja a hálózatból.
Ha a keret címe megegyezik az állomás címével, akkor átmásolja a keretet a belső pufferébe, ellenőrzi a helyességét (főleg ellenőrző összeggel), adatmezőjét további feldolgozásra átadja az FDDI feletti szint protokolljának (pl. IP). ), majd az eredeti keretet továbbítja a következő állomás hálózatán (2.2. ábra, d). A hálózatba továbbított keretben a célállomás három jelet vesz észre: címfelismerést, keretmásolást és a benne lévő hibák hiányát vagy meglétét.
Ezt követően a keret tovább halad a hálózaton, és minden csomópont sugározza. Az állomás, amely a hálózat keretének forrása, felelős azért, hogy a keretet eltávolítsa a hálózatból, miután az egy teljes kört megtett ismét eléri azt (2.2. ábra, e). Ebben az esetben a forrásállomás ellenőrzi a keret jeleit, hogy elérte-e a célállomást, és nem sérült-e. Az információs keretek visszaállításának folyamata nem az FDDI protokoll feladata, ezt magasabb rétegbeli protokolloknak kell kezelniük.
A 2.3. ábra az FDDI technológiai protokollok felépítését mutatja a hétrétegű OSI modellel összehasonlítva. Az FDDI határozza meg a kapcsolati réteg fizikai réteg protokollját és médiahozzáférési alrétegének (MAC) protokollját. Sok más LAN-technológiához hasonlóan az FDDI is az IEEE 802.2 és ISO 8802.2 szabványokban meghatározott 802.2 Data Link Control (LLC) protokollt használja. Az FDDI az első típusú LLC eljárásokat használja, amelyekben a csomópontok datagram módban működnek - kapcsolat nélkül és az elveszett vagy sérült keretek helyreállítása nélkül.
Rizs. 2.3. Az FDDI technológiai protokollok felépítése
A fizikai réteg két alrétegre oszlik: a médiafüggetlen alrétegre PHY (fizikai),és környezetfüggő alréteg PMD (Physical Media Dependent). Minden szint működését az állomásvezérlő protokoll vezérli SMT (állomáskezelés).
PMD szinten biztosítja a szükséges eszközöket az adatok száloptikán keresztüli átviteléhez egyik állomásról a másikra. A specifikációja meghatározza:
A TP-PMD specifikáció meghatározza az állomások közötti adatátvitel lehetőségét csavart érpáron keresztül az MLT-3 módszerrel összhangban. A PMD és TP-PMD réteg specifikációit már tárgyaltuk a Fast Ethernet szakaszokban.
PHY szinten elvégzi a MAC réteg és a PMD réteg között keringő adatok kódolását és dekódolását, valamint az információs jelek időzítését is biztosítja. A specifikációja meghatározza:
MAC szinten felelős a hálózati hozzáférés szabályozásáért, valamint az adatkeretek fogadásáért és feldolgozásáért. A következő paramétereket határozza meg.
