Tecnologia Interfaccia dati distribuiti in fibra- la prima tecnologia di rete locale che utilizzava il cavo in fibra ottica come mezzo di trasmissione dati.
I tentativi di utilizzare la luce come mezzo per trasportare informazioni sono stati fatti per molto tempo: nel 1880, Alexander Bell brevettò un dispositivo che trasmetteva il parlato su una distanza fino a 200 metri utilizzando uno specchio che vibrava in sincronia con le onde sonore e modulava il riflesso leggero.
Il lavoro sull'uso della luce per trasmettere informazioni si è intensificato negli anni '60 in connessione con l'invenzione di un laser in grado di fornire una modulazione della luce a frequenze molto elevate, ovvero creare un canale a banda larga per la trasmissione un largo numero informazioni ad alta velocità. Più o meno nello stesso periodo, sono apparse fibre ottiche in grado di trasmettere la luce nei sistemi di cavi, in modo simile a come trasmettono i fili di rame segnali elettrici nei cavi tradizionali. Tuttavia, la perdita di luce in queste fibre era troppo grande per essere utilizzata come alternativa ai trefoli di rame. Fibre ottiche a basso costo per basse perdite di potenza segnale di luce e l'ampia larghezza di banda (fino a diversi GHz) è apparsa solo negli anni '70. All'inizio degli anni '80 inizia l'installazione industriale e l'esercizio dei canali di comunicazione in fibra ottica per i sistemi di telecomunicazioni territoriali.
Negli anni '80 è iniziata anche la realizzazione di tecnologie e dispositivi standard per l'utilizzo dei canali in fibra ottica nelle reti locali. I lavori per la generalizzazione dell'esperienza e lo sviluppo del primo standard in fibra ottica per reti locali si sono concentrati presso l'American National Standards Institute - ANSI, nell'ambito del comitato X3T9.5 creato a tale scopo.
Le versioni iniziali dei vari componenti dello standard FDDI furono sviluppate dal comitato X3T9.5 nel 1986-1988, e allo stesso tempo apparvero le prime apparecchiature: adattatori di rete, hub, bridge e router che supportano questo standard.
Al giorno d'oggi, la maggior parte delle tecnologie di rete supporta i cavi in fibra ottica come una delle opzioni. strato fisico, ma FDDI rimane il più maturo tecnologia ad alta velocità, i cui standard hanno superato la prova del tempo e sono ben consolidati, in modo che le apparecchiature di diversi produttori mostrino un buon grado di compatibilità
La tecnologia FDDI si basa in gran parte sulla tecnologia Token Ring, sviluppando e migliorando le sue idee principali. Gli sviluppatori della tecnologia FDDI si sono posti i seguenti obiettivi come massima priorità:
La rete FDDI è costruita sulla base di due anelli in fibra ottica, che costituiscono i percorsi di trasmissione dati principale e di backup tra i nodi della rete. L'uso di due anelli è il modo principale per aumentare la tolleranza ai guasti in una rete FDDI e i nodi che lo desiderano devono essere collegati a entrambi gli anelli. Nella normale modalità di funzionamento della rete, i dati passano attraverso tutti i nodi e tutte le sezioni del cavo dell'anello primario, pertanto questa modalità è chiamata modalità Attraverso- "attraverso" o "transito". La suoneria secondaria (Secondary) non è utilizzata in questa modalità.
In caso di qualche tipo di guasto in cui una parte dell'anello primario non è in grado di trasmettere dati (ad esempio, rottura di un cavo o guasto di un nodo), l'anello primario viene combinato con il secondario (figura 2.1), formando nuovamente un unico anello. Questa modalità di rete è chiamata Avvolgere, cioè anelli "pieghevoli" o "pieghevoli". L'operazione di piegatura viene eseguita dai concentratori e/o adattatori di rete FDI. Per semplificare questa procedura, i dati sull'anello primario vengono sempre trasmessi in senso antiorario e sul secondario in senso orario. Pertanto, quando un anello comune è formato da due anelli, i trasmettitori delle stazioni rimangono ancora collegati ai ricevitori delle stazioni vicine, il che rende possibile trasmettere e ricevere correttamente informazioni dalle stazioni vicine.
Gli standard FDDI pongono molta enfasi su varie procedure per determinare se una rete è guasta e quindi riconfigurarla secondo necessità. La rete FDDI può ripristinare completamente la sua operatività in caso di singoli guasti dei suoi elementi. Con più guasti, la rete si suddivide in più reti connesse.
Riso. 2.1. Riconfigurazione degli anelli FDDI in caso di guasto
Gli anelli nelle reti FDDI sono considerati un comune mezzo di trasmissione dati condiviso, quindi per esso è definito un metodo di accesso speciale. Questo metodo è molto vicino al metodo di accesso delle reti Token Ring ed è anche chiamato metodo token (o token) ring - token ring (Figura 2.2, a).
La stazione può iniziare a trasmettere i propri frame di dati solo se ha ricevuto un frame speciale dalla stazione precedente: un token di accesso (Figura 2.2, b). Dopodiché, può trasmettere i suoi frame, se li ha, per un tempo chiamato token hold time... Tempo di detenzione del token (THT). Dopo la scadenza del tempo THT, la stazione deve completare la trasmissione del frame successivo e passare il token di accesso alla stazione successiva. Se, al momento dell'accettazione del token, la stazione non ha frame da trasmettere sulla rete, allora trasmette immediatamente il token della stazione successiva. In una rete FDDI, ogni stazione ha un vicino a monte e un vicino a valle determinato dai suoi collegamenti fisici e dalla direzione del trasferimento delle informazioni.
Riso. 2.2. Elaborazione dei frame da parte delle ring station FDDI
Ogni stazione della rete riceve costantemente i frame trasmessi dal vicino precedente e ne analizza l'indirizzo di destinazione. Se l'indirizzo di destinazione non corrisponde al proprio, trasmette il frame al successivo vicino. Questo caso è mostrato nella figura (Figura 2.2, c). Va notato che se la stazione ha catturato il token e trasmette i propri frame, durante questo periodo di tempo non trasmette i frame in arrivo, ma li rimuove dalla rete.
Se l'indirizzo del frame corrisponde all'indirizzo della stazione, copia il frame nel suo buffer interno, ne verifica la correttezza (principalmente tramite checksum), passa il suo campo dati per l'ulteriore elaborazione al protocollo di livello superiore a FDDI (ad esempio, IP ), quindi trasmette il frame originale sulla rete della stazione successiva (Figura 2.2, d). In un frame trasmesso alla rete, la stazione di destinazione rileva tre segni: riconoscimento dell'indirizzo, copia del frame e assenza o presenza di errori in esso.
Successivamente, il frame continua a viaggiare attraverso la rete, trasmesso da ciascun nodo. La stazione, che è la sorgente del frame per la rete, è responsabile della rimozione del frame dalla rete dopo che, dopo aver compiuto un giro completo, la raggiunge di nuovo (Figura 2.2, e). In questo caso, la stazione di origine controlla i segni del frame, se ha raggiunto la stazione di destinazione e se è stato danneggiato. Il processo di ripristino dei frame di informazioni non è responsabilità del protocollo FDDI, questo dovrebbe essere gestito da protocolli di livello superiore.
La Figura 2.3 mostra la struttura dei protocolli della tecnologia FDDI rispetto al modello OSI a sette strati. FDDI definisce il protocollo del livello fisico e il protocollo MAC (Media Access Sublayer) del livello di collegamento. Come molte altre tecnologie LAN, FDDI utilizza il protocollo 802.2 Data Link Control (LLC) definito negli standard IEEE 802.2 e ISO 8802.2. FDDI utilizza il primo tipo di procedure LLC, in cui i nodi operano in modalità datagramma, senza connessione e senza recupero di frame persi o danneggiati.
Riso. 2.3. Struttura dei protocolli tecnologici FDDI
Il livello fisico è diviso in due sottolivelli: il sottolivello indipendente dai media PHY (fisico), e sottolivello dipendente dall'ambiente PMD (Dipendente dai supporti fisici). Il funzionamento di tutti i livelli è controllato dal protocollo di controllo della stazione SMT (Gestione Stazioni).
livello PMD fornisce i mezzi necessari per trasferire i dati da una stazione all'altra tramite fibra ottica. La sua specifica definisce:
La specifica TP-PMD definisce la possibilità di trasmettere dati tra stazioni su doppino intrecciato secondo il metodo MLT-3. Le specifiche del layer PMD e TP-PMD sono già state discusse nelle sezioni su Tecnologia veloce ethernet.
Livello PHY esegue la codifica e la decodifica dei dati che circolano tra il livello MAC e il livello PMD e fornisce anche la temporizzazione dei segnali informativi. La sua specifica definisce:
livello MACè responsabile del controllo dell'accesso alla rete, nonché della ricezione e dell'elaborazione dei frame di dati. Definisce i seguenti parametri:
livello SMT esegue tutte le funzioni di gestione e monitoraggio di tutti gli altri livelli dello stack del protocollo FDDI. Ogni nodo della rete FDDI partecipa alla gestione dell'anello. Pertanto, tutti gli host si scambiano speciali frame SMT per gestire la rete. La specifica SMT definisce quanto segue:
La tolleranza ai guasti delle reti FDDI è garantita controllando il livello SMT da altri livelli: utilizzando il livello PHY, i guasti di rete vengono eliminati per motivi fisici, ad esempio a causa di un'interruzione del cavo, e utilizzando il livello MAC, ad esempio i guasti della rete logica , la perdita del percorso di trasferimento del token interno desiderato e dei frame di dati tra le porte dell'hub.
La tabella seguente confronta la tecnologia FDDI con le tecnologie Ethernet e Token Ring.
| Caratteristica | FDI | Token Ring Ethernet |
| velocità in bit | 100 MB/sec | 10 Mb/s16 Mb/s |
| Topologia | doppio anello alberi |
Pneumatico/stellaStella/anello |
| Metodo di accesso | Quota di tempo giro d'affari simbolico |
Sistema di ridondanza CSMA/CDPriority |
| Mezzo di trasmissione dati |
Multimodale fibra ottica, non schermato doppino |
coassiale spesso, coassiale sottile, doppino, fibra ottica Twisted Pair schermato e non schermato, fibra ottica |
| Lunghezza massima della rete (senza bridge) | 200 km (100 km per anello) |
2500 m1000 m |
| Distanza massima tra i nodi | 2 km (-11 dB di perdita tra i nodi) |
2500 m 100 m |
| Massimo numero di nodi |
500 (1000 connessioni) | 1024260 per doppino schermato, 72 per ritorto non schermato coppie |
| Orologio e ripristino in caso di guasto |
Distribuito implementazione di clocking e failover |
UndefinedMonitor attivo |
Tutte le stazioni della rete FDDI sono suddivise in diverse tipologie secondo i seguenti criteri:
Se la stazione è connessa solo all'anello primario, questa opzione è chiamata connessione singola - Allegato Singolo SA(Figura 2.4, a). Se la stazione è collegata sia all'anello primario che a quello secondario, questa opzione è chiamata doppio collegamento - Doppio attaccamento, D.A.(Figura 2.4, b).
Riso. 2.4. Collegamento singolo (SA) e doppio (DA) delle postazioni
Ovviamente, una stazione può utilizzare le funzionalità fail-safe fornite da due anelli FDDI solo se è a doppia connessione.
Riso. 2.5. Riconfigurazione di stazioni a doppia connessione in caso di rottura del cavo
Come si può vedere dalla Figura 2.5, la reazione delle stazioni alla rottura del cavo è quella di modificare le modalità interne di trasmissione delle informazioni tra singoli componenti stazioni.
Per poter trasmettere i propri dati all'anello (e non solo ritrasmettere i dati delle stazioni vicine), la stazione deve disporre di almeno un nodo MAC con un proprio indirizzo MAC univoco. Le stazioni potrebbero non avere un singolo nodo MAC e, pertanto, partecipare solo al relay di frame estranei. Ma di solito tutte le stazioni su una rete FDDI, anche gli hub, hanno almeno un MAC. Gli hub utilizzano il nodo MAC per acquisire e generare frame di servizio, come frame di inizializzazione dell'anello, frame di ricerca di guasti dell'anello e simili.
Vengono chiamate le stazioni che hanno un nodo MAC SM (MAC singolo) vengono chiamate le stazioni e le stazioni che hanno due nodi MAC DM (doppio MAC) stazioni.
Sono possibili le seguenti combinazioni di tipi di collegamento e numero di nodi MAC:
| SM/SA | La stazione ha un nodo MAC e si unisce solo all'anello primario. La stazione non può partecipare alla formazione di un anello comune di due. |
| SM/DA | La stazione ha un nodo MAC e si collega immediatamente all'anello primario e secondario. In modalità normale, può ricevere dati solo sull'anello primario, utilizzando il secondo per il failover. |
| DM/DA | La stazione ha due nodi MAC ed è collegata a due anelli. Può (potenzialmente) ricevere dati contemporaneamente su due anelli (modalità full duplex) e, in caso di guasti, partecipare alla riconfigurazione degli anelli. |
| DM/SA | La stazione ha due nodi MAC, ma è collegata solo all'anello primario. Combinazione illegale per la stazione finale, un caso speciale dell'hub. |
A seconda che la stazione sia un hub o una stazione terminale, vengono accettate le seguenti designazioni a seconda del tipo di collegamento:
SAS (stazione di collegamento singola)- stazione terminale con attacco singolo,
DAS (stazione di collegamento doppia)- stazione terminale con doppia connessione,
SAC (concentratore di attacco singolo)- hub con connessione singola,
DAC (Dual Attachment Concentrator)- mozzo con doppia connessione.
Lo standard FDDI descrive quattro tipi di porte che differiscono per scopo e capacità di connettersi tra loro per formare le configurazioni di rete corrette.
| Tipo di porta | Connessione | Scopo |
| UN | PI/SO - (Ingresso primario/Uscita secondario) Ingresso anello primario / Uscita anello secondario |
anelli |
| B | PO/SI - (Primary Out/Secondary In) Uscita anello primario/Ingresso anello secondario |
Collega i dispositivi con dual collegamento con il tronco anelli |
| M | Master-PI/PO |
Hub porta quello lo collega ai dispositivi con singola connessione; utilizza solo l'anello primario |
| S | Slave-PI/PO Ingresso anello primario/Uscita anello primario |
Connette un dispositivo a un singolo connessione a un hub; utilizza solo l'anello primario |
La Figura 2.6 mostra un uso tipico di diversi tipi di porte per collegare le stazioni SAS e DAS a un DAC.
Riso. 2.6. Utilizzo di diversi tipi di porte
Una connessione alla porta S-S è valida perché crea un anello primario isolato che collega solo due stazioni, ma normalmente non viene utilizzato.
La connessione delle porte M - M è vietata e connessioni AA, B-B, A-S, S-A, B-S, S-B - indesiderabili, poiché creano combinazioni inefficienti di anelli.
Connessioni tipo AM e B-M corrispondono al caso del cosiddetto Doppia connessione di homing quando un dispositivo con doppia connettività, ovvero le porte A e B, le utilizza per due connessioni all'anello primario tramite le porte M di un altro dispositivo.
Tale connessione è mostrata in figura 2.7.
Dispone di due hub, DAC4 e DAC5, collegati agli hub DAC1, DAC2 e DAC3 secondo lo schema Dual Homing.
Gli hub DAC1, DAC2 e DAC3 sono collegati nel solito modo a entrambi gli anelli, formando il root trunk della rete FDDI. Di solito tali concentratori sono chiamati nella letteratura in lingua inglese concentratori radicati .
Gli hub DAC4 e DAC5 sono collegati in modo ad albero. Potrebbe anche essere formato utilizzando gli hub SAC4 e SAC5, che in questo caso sarebbero collegati alla porta M degli hub root utilizzando l'S.
Il collegamento degli hub DAC in modo ad albero, ma utilizzando il Dual Homing, consente di aumentare la tolleranza ai guasti della rete e mantenere i vantaggi di una struttura multilivello ad albero.
Riso. 2.7. Doppia connessione di homing
DAC4 è collegato tramite modello classico doppio ritorno. Questo schema è progettato affinché tale hub abbia un solo nodo MAC. Quando le porte A e B del DAC4 sono collegate alle porte M del DAC1, viene stabilita una connessione fisica tra queste porte, costantemente monitorata dal livello PHY fisico. Tuttavia, solo la porta B viene attivata rispetto al flusso di frame sulla rete e la porta A rimane in uno stato logico di standby. La preferenza predefinita per la porta B è definita nello standard FDDI.
Se la connessione fisica sulla porta B non funziona correttamente, l'hub DAC4 la trasferisce in uno stato di standby e diventa attiva la porta A. Successivamente, la porta B controlla costantemente lo stato fisico della sua linea di comunicazione e, se viene ripristinata, torna attivo.
Anche l'hub DAC5 è incluso nello schema Dual Homing, ma con caratteristiche più complete funzionalità per controllare la connessione della porta di backup A. Il DAC5 ha due nodi MAC, quindi non solo la porta B è attiva nell'anello primario, trasmettendo frame al nodo MAC primario dalla porta M del DAC3, ma anche la porta A è anche nel stato attivo, ricevendo frame dallo stesso anello primario, ma dalla porta DAC2 M. Ciò consente al nodo MAC secondario di monitorare costantemente lo stato logico del collegamento di backup.
Va notato che i dispositivi che supportano la modalità Dual Homing possono essere implementati in diversi modi, quindi potrebbero esserci incompatibilità di queste modalità tra diversi produttori.
Quando una nuova stazione entra a far parte della rete FDDI, la rete sospende temporaneamente il proprio lavoro, passando attraverso il processo di inizializzazione dell'anello, durante il quale vengono concordati tra tutte le stazioni i principali parametri dell'anello, il più importante dei quali è il tempo nominale di rotazione del token attorno al squillo. Questa procedura può essere evitata in alcuni casi. Un esempio di tale caso è la connessione di una nuova stazione SAS alla porta M dell'hub con il cosiddetto MAC del nodo "roaming" (Roving MAC), che è anche chiamato il nodo MAC locale.
Un esempio di tale connessione è mostrato nella Figura 2.8.
Riso. 2.8. Collegamento di una stazione a un nodo MAC in roaming
L'hub DM/DAC1 ha due nodi MAC: uno è coinvolto nel normale funzionamento dell'anello primario e il secondo, locale, è collegato al percorso che collega la porta M alla stazione SAS3. Questo percorso forma un anello isolato e viene utilizzato per la verifica locale dello stato e dei parametri della stazione SAS3. Se è operativa ei suoi parametri non richiedono la reinizializzazione della rete principale, la stazione SAS3 è inclusa nel funzionamento dell'anello primario "senza problemi" (inserimento regolare).
Il fatto che una stazione con una sola connessione sia spenta sarà immediatamente notato dalle strutture del livello fisico che servono la corrispondente porta M dell'hub, e questa porta, al comando del livello SMT dell'hub, sarà bypassata lungo il percorso dati interno attraverso l'hub. Questo fatto non avrà alcun effetto sull'ulteriore tolleranza ai guasti della rete (Figura 2.9).
Riso. 2.9. Interruttore di bypass ottico
Se si spegne l'alimentazione alla stazione DAS o all'hub DAC, la rete, sebbene continuerà a funzionare, passerà allo stato Wrap, ma il margine di tolleranza agli errori andrà perso, il che è indesiderabile. Pertanto, per i dispositivi a doppia connessione, si consiglia di utilizzare interruttori di bypass ottici - Optical Bypass Switch, che consentono di cortocircuitare le fibre ottiche in ingresso e in uscita e bypassare la stazione se è spenta. L'interruttore di bypass ottico è alimentato dalla stazione ed è costituito, nel caso più semplice, da specchi riflettenti o da una fibra ottica mobile. Quando l'alimentazione è spenta, tale interruttore bypassa la stazione e, quando è accesa, collega gli ingressi delle porte A e B ai circuiti PHY interni della stazione.
Considera il sottostrato fisico PMD (livello dipendente dai supporti fisici), definito nello standard FDDI per la fibra ottica - Fibra PMD.
Questa specifica definisce i componenti hardware per la creazione di connessioni fisiche tra le stazioni: trasmettitori ottici, ricevitori ottici, parametri dei cavi, connettori ottici. Per ciascuno di questi elementi sono indicati parametri di progettazione e ottici che consentono alle stazioni di interagire stabilmente a determinate distanze.
La connessione fisica è l'elemento costitutivo di base di una rete FDDI. Una tipica struttura di connessione fisica è mostrata nella Figura 2.10.
Riso. 2.10. Connessione fisica della rete FDDI
Ogni connessione fisica è costituita da due collegamenti fisici: primario e secondario. Queste comunicazioni sono unidirezionali: i dati vengono trasmessi dal trasmettitore di un dispositivo PHY al ricevitore di un altro dispositivo PHY.
Lo standard Fiber PMD non definisce esplicitamente i limiti di distanza tra una coppia di dispositivi cooperanti su un singolo collegamento fisico.
Invece, lo standard definisce un livello massimo di perdita di potenza ottica tra due stazioni che comunicano sullo stesso collegamento fisico. Questo livello è -11 dB, dove
dB = 10 log P 2 / P 1 ,
E P1è la potenza del segnale alla stazione trasmittente, e P2- intensità del segnale all'ingresso della stazione ricevente. Poiché la potenza diminuisce man mano che il segnale viene trasmesso sul cavo, l'attenuazione è negativa.
In base ai parametri di attenuazione del cavo Fiber PMD e ai connettori disponibili in commercio, si ritiene che per fornire un'attenuazione di -11 dB, la lunghezza del cavo ottico tra nodi adiacenti non debba superare i 2 km.
La correttezza della connessione fisica tra i nodi può essere calcolata in modo più accurato tenendo conto delle esatte caratteristiche di attenuazione introdotte dal cavo, dai connettori, dai picchi del cavo, nonché dalla potenza del trasmettitore e dalla sensibilità del ricevitore.
Lo standard Fiber PMD definisce i seguenti limiti dei parametri degli elementi di connessione fisica (chiamati FDDI Power Budget):
I valori assoluti della potenza dei segnali ottici (per l'uscita del trasmettitore e per l'ingresso del ricevitore) sono misurati in decibel rispetto alla potenza standard di 1 milliwatt (mW) e sono indicati come dBm:
dBm = 10 log P/1,
dove il potere R misurato anche in milliwatt.
Si può vedere dai valori della tabella che la massima perdita tra le stazioni di -11 dB corrisponde alla peggiore combinazione di limiti di potenza del trasmettitore (-20 dBm) e del ricevitore (-31 dBm).
Il tipo principale di cavo per lo standard Fiber PMD è un cavo multimodale con un diametro del nucleo di 62,5 µm e un diametro della guaina riflettente di 125 µm. La specifica Fiber PMD non specifica i requisiti per l'attenuazione del cavo in dB per km, ma richiede solo un requisito di attenuazione complessiva di -11 dB tra le stazioni collegate tramite cavo e connettori. La larghezza di banda del cavo non deve essere inferiore a 500 MHz per km.
Oltre al tipo di cavo di base, la specifica Fiber PMD consente l'utilizzo di cavi multimodali con un diametro del nucleo di 50 µm, 85 µm e 100 µm.
Lo standard Fiber PMD definisce i connettori ottici come connettori. MIC (connettore interfaccia multimediale). Il connettore MIC collega le 2 fibre del cavo collegato alla presa MIC alle 2 fibre della porta della stazione collegata alla presa MIC. Solo i parametri di progettazione delle prese MIC sono standardizzati e tutti i connettori MIC che si adattano alle prese MIC standard sono considerati utilizzabili.
La specifica Fiber PMD non definisce il livello di perdita nel connettore MIC. Questo livello è l'attività del produttore, l'importante è mantenerlo livello ammissibile-11 dB di perdita sull'intera connessione fisica.
I connettori MIC devono essere codificati per indicare il tipo di porta per evitare collegamenti errati dei connettori. Quattro identificati vari tipi chiave:
I tipi di chiave per questi tipi di connettori sono mostrati nella Figura 2.11.
Riso. 2.11. Chiavi presa MIC
Oltre ai connettori MIC, è possibile utilizzare connettori ST e SC disponibili in commercio.
Come sorgente luminosa possono essere utilizzati diodi emettitori di luce (LED) o diodi laser con una lunghezza d'onda di 1,3 µm.
Oltre al cavo multimodale, è possibile utilizzare un cavo monomodale di qualità superiore. (Fibra monomodale, SMF) e connettori SMF-MIC per questo cavo. In questo caso, la portata della connessione fisica tra nodi vicini può aumentare fino a 40 km - 60 km, a seconda della qualità del cavo, dei connettori e delle connessioni. I requisiti definiti nella specifica SMF-PMD per l'uscita del trasmettitore e l'alimentazione in ingresso del ricevitore sono gli stessi del cavo monomodale.
La specifica Fiber PMD richiede che questo livello esegua la funzione Signal_Detect per determinare se sono presenti segnali ottici all'ingresso della connessione fisica della stazione. Questo segnale viene trasmesso al livello PHY, dove viene utilizzato dalla funzione Line State Detect (Figura 2.12).
Il layer PMD genera per il PHY un'indicazione della presenza di un segnale ottico Signal_Detect se la potenza segnale di input supera -43,5 dBm e lo rimuove quando questa potenza scende a -45 dBm e sotto. Pertanto, esiste un'isteresi di 1,5 dBm per evitare frequenti cambiamenti di stato della linea quando la potenza del segnale di ingresso oscilla intorno a -45 dBm.
Riso. 2.12. Funzione di rilevamento del segnale di ingresso PMD
Rete FDDI
Lo standard FDDI (Fiber Distributed Data Interface) è stato proposto dall'American National Standards Institute ANSI (specifica ANSI X3T9.5). Successivamente è stato adottato lo standard ISO 9314, corrispondente alle specifiche ANSI.
Lo standard FDDI era originariamente incentrato sull'elevata velocità di trasmissione (100 Mbps) e sull'utilizzo del cavo in fibra ottica più promettente. La scelta della fibra ottica come mezzo di trasmissione ha determinato tali vantaggi della nuova rete come l'elevata immunità al rumore, la massima segretezza della trasmissione delle informazioni e l'eccellente isolamento galvanico degli abbonati. L'elevata velocità di trasmissione consente molte attività che non sono possibili con reti più lente, come la trasmissione di immagini in tempo reale. Inoltre, il cavo in fibra ottica risolve facilmente il problema della trasmissione dei dati su una distanza di diversi chilometri senza ritrasmissione, il che consente di realizzare reti di grandi dimensioni, che coprono anche intere città, pur avendo tutti i vantaggi delle reti locali (in particolare, basso errore valutare). Tutto ciò ha determinato la popolarità della rete FDDI, anche se non è ancora così diffusa come Ethernet e Token-Ring.
Lo standard FDDI presenta vantaggi significativi rispetto a tutte le reti discusse in precedenza. Ad esempio, una rete Fast Ethernet con la stessa larghezza di banda di 100 Mbps non può corrispondere a FDDI in termini di dimensioni di rete consentite. Inoltre, il metodo di accesso al marker FDDI, a differenza di CSMA / CD, fornisce tempo di accesso garantito e assenza di conflitti a qualsiasi livello di carico.
Caratteristiche tecniche di base della rete FDDI.
Il numero massimo di abbonati alla rete è 1000.
La lunghezza massima dell'anello di rete è di 20 (100) chilometri.
La distanza massima tra gli abbonati alla rete è di 2 chilometri.
Il mezzo trasmissivo è un cavo in fibra ottica multimodale (è possibile utilizzare un cavo elettrico a doppino intrecciato).
Il metodo di accesso è marker.
Velocità di trasferimento delle informazioni: 100 Mbps (200 Mbps per la modalità di trasmissione duplex).
È anche possibile utilizzare un cavo monomodale, nel qual caso la distanza tra gli abbonati può raggiungere i 45 chilometri e la lunghezza totale dell'anello è di 200 chilometri.
Formati delle cornici
Riso. Formato del frame informativo (Frame) e formato del marker (Token)
Scopo dei campi:
Il preambolo viene utilizzato per la sincronizzazione. Inizialmente contiene 64 bit, ma gli abbonati attraverso i quali passa il pacchetto possono modificarne le dimensioni.
Il delimitatore di inizio (SD-Start Delimiter) svolge la funzione di un segno dell'inizio del frame.
Il byte di controllo (FC - Frame Control) contiene informazioni sul pacchetto (dimensione campo indirizzo, trasmissione sincrona/asincrona, tipo pacchetto - servizio o informazioni, codice comando).
Gli indirizzi del destinatario e della sorgente (SA - Source Address e DA - Destination Address) possono essere a 6 byte (simile a Ethernet e Token-Ring) oa 2 byte.
Il campo dati (Dati) ha una lunghezza variabile (da 0 a 4478 byte). Nei pacchetti di servizio (comando), il campo dati ha lunghezza zero.
Il campo Frame Check Sequence (FCS) contiene il checksum ciclico a 32 bit del pacchetto (CRC).
Il delimitatore finale (ED - End Delimiter) definisce la fine del frame.
Il byte di stato del frame (FS) include un bit di rilevamento dell'errore, un bit di riconoscimento dell'indirizzo e un bit di copia (simile a Token-Ring).
Formato del byte di controllo della rete FDDI (Fig. 3):
Il bit della classe del pacchetto determina se il pacchetto è sincrono o asincrono.
Il bit di lunghezza dell'indirizzo determina quale indirizzo (6 byte o 2 byte) viene utilizzato in questo pacchetto.
Il campo Packet Type (due bit) determina se il pacchetto è un pacchetto di controllo o un pacchetto di informazioni.
Il campo del codice di comando (quattro bit) indica quale comando deve essere eseguito dal destinatario (se si tratta di un pacchetto di controllo).
Riso. 3. Formato del byte di controllo
Costruire una rete
Lo standard FDDI era basato sul metodo di accesso tramite token previsto dallo standard internazionale IEEE 802.5 (Token-Ring). La topologia di rete FDDI è un doppio anello, in cui la rete utilizza due cavi in fibra ottica multidirezionali. L'uso di due anelli è il modo principale per aumentare la tolleranza ai guasti in una rete FDDI e i nodi che lo desiderano devono essere collegati a entrambi gli anelli. Nella normale modalità di funzionamento della rete, i dati passano attraverso tutti i nodi e tutte le sezioni del cavo dell'anello primario (primario), quindi questa modalità è chiamata modalità Thru - "attraverso" o "transito". La suoneria secondaria (Secondary) non è utilizzata in questa modalità. Questi anelli forniscono reciprocamente ridondanza di trasmissione, cioè se si verificano dei problemi su un anello, l'altro sarà incluso nella trasmissione. La stessa FDDI riconosce ed elimina i problemi che sono sorti. Questa modalità di funzionamento della rete è chiamata anelli "pieghevoli" o "pieghevoli". L'operazione di piegatura viene eseguita da hub e/o adattatori di rete FDDI. Per semplificare questa procedura, i dati sull'anello primario vengono sempre trasmessi in senso antiorario e sul secondario in senso orario. Pertanto, quando un anello comune è formato da due anelli, i trasmettitori delle stazioni rimangono ancora collegati ai ricevitori delle stazioni vicine, il che rende possibile trasmettere e ricevere correttamente informazioni dalle stazioni vicine. 
Questa soluzione consente inoltre di utilizzare la trasmissione full-duplex delle informazioni (contemporaneamente in due direzioni) con una velocità doppia rispetto a quella effettiva di 200 Mbps (ciascuno dei due canali opera a una velocità di 100 Mbps). Una topologia star-ring viene utilizzata anche con hub inclusi nell'anello (come in Token-Ring).
Lo standard FDDI, al fine di ottenere un'elevata flessibilità di rete, prevede l'inclusione nell'anello di due tipologie di abbonati:
Gli abbonati (stazioni) di classe A (utenti a doppia connessione, DAS) sono collegati a entrambi gli anelli (interno ed esterno) della rete. In questo caso, si realizza la possibilità di scambiare a velocità fino a 200 Mbps o cavo di rete ridondante (se il cavo principale è danneggiato, viene utilizzato un cavo di backup). Gli apparati di questa classe vengono utilizzati nelle parti più critiche della rete in termini di prestazioni.
Gli abbonati (stazioni) di classe B (abbonati a connessione singola, SAS -) sono collegati a un solo anello (esterno) della rete. Sono più semplici ed economici degli adattatori di classe A, ma non hanno le loro capacità. Possono essere collegati alla rete solo tramite un hub o un interruttore di bypass che li spegne in caso di incidente.
Oltre agli stessi abbonati (computer, terminali, ecc.), La rete utilizza hub di comunicazione, la cui inclusione consente di raccogliere tutti i punti di connessione in un unico luogo per monitorare il funzionamento della rete, diagnosticare guasti e semplificare la riconfigurazione. Quando si utilizzano diversi tipi di cavi (ad esempio, cavo in fibra ottica e doppino intrecciato), l'hub svolge anche la funzione di convertire i segnali elettrici in segnali ottici e viceversa. Gli hub sono disponibili anche in doppia connessione (DAC) e singola connessione (SAC).
Un esempio di configurazione di rete FDDI è mostrato in fig. 4 
Riso. 4. Esempio di configurazione di rete FDDI
Il principio del trasferimento delle informazioni
FDDI utilizza ciò che è noto come passaggio di più token.
Una stazione può iniziare a inviare i propri frame di dati solo se ha ricevuto un token (token di accesso) da una stazione precedente. Successivamente, può trasmettere i suoi frame, se li ha, per un tempo chiamato token hold time - (THT). Dopo la scadenza del tempo THT, la stazione deve completare la trasmissione del frame successivo e passare il token di accesso alla stazione successiva. Se, al momento dell'accettazione del token, la stazione non ha frame da trasmettere sulla rete, allora trasmette immediatamente il token della stazione successiva.
Un abbonato che desidera trasmettere attende il token che segue ogni pacchetto.
Quando il token arriva, l'abbonato lo rimuove dalla rete e trasmette il suo pacchetto.
Immediatamente dopo aver inviato il suo pacchetto, l'abbonato invia un nuovo token.
Ogni stazione della rete riceve costantemente i frame trasmessi dal vicino precedente e ne analizza l'indirizzo di destinazione. Se l'indirizzo di destinazione non corrisponde al proprio, trasmette il frame al successivo vicino.
Se l'indirizzo del frame corrisponde all'indirizzo della stazione, copia il frame nel suo buffer interno, ne verifica la correttezza (principalmente tramite checksum) e quindi trasmette il frame originale sulla rete della stazione successiva. In un frame trasmesso alla rete, la stazione di destinazione rileva tre segni: riconoscimento dell'indirizzo, copia del frame e assenza o presenza di errori in esso.
Dopo aver ricevuto il suo pacchetto intorno all'anello, l'abbonato mittente lo distrugge. Nel campo dello stato del pacchetto, contiene informazioni sulla presenza di errori e se il destinatario ha ricevuto il pacchetto.
In conclusione, va notato che nonostante gli evidenti vantaggi di FDDI questa rete non ampiamente utilizzato, principalmente a causa dell'elevato costo delle sue attrezzature. L'ambito principale di FDDI ora sono le reti backbone di base (Backbone) che combinano diverse reti. FDDI viene utilizzato anche per connettere potenti workstation o server che richiedono uno scambio ad alta velocità.
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) è uno standard, o meglio un set standard di rete, focalizzata principalmente sulla trasmissione di dati su cavo in fibra ottica a una velocità di 100 Mbps. La stragrande maggioranza delle specifiche standard FDDI è stata sviluppata dal gruppo di problemi X3T9.5 (ANSI) nella seconda metà degli anni '80. FDDI è diventata una LAN utilizzando la fibra ottica come mezzo di trasmissione.
Attualmente, la maggior parte delle tecnologie di rete supporta l'interfaccia in fibra ottica come una delle opzioni del livello fisico, ma FDDI rimane la tecnologia ad alta velocità più consolidata, i cui standard hanno superato la prova del tempo e sono ben consolidati e le apparecchiature di diversi produttori mostrano un buon grado di compatibilità.
Durante lo sviluppo della tecnologia FDDI, i seguenti obiettivi sono stati fissati come massima priorità:
- Aumento del bit rate di trasferimento dati fino a 100 Mbps;
— Aumento della tolleranza ai guasti della rete grazie a procedure di ripristino standard dopo guasti di varia natura: danneggiamento del cavo, funzionamento errato del nodo di rete, presenza di un elevato livello di interferenza sulla linea, ecc.;
-Massimizza il throughput potenziale con pianificazioni sia asincrone che sincrone.
La tecnologia FDDI si basa in gran parte sulla tecnologia Token Ring, sviluppando e migliorando le sue idee principali. Il protocollo FDDI presenta anche differenze significative rispetto a Token Ring. Queste differenze sono legate ai requisiti necessari per supportare l'elevata velocità di trasferimento delle informazioni, lunghe distanze e la capacità di condurre la trasmissione sincrona insieme al trasferimento di dati asincrono. Le due principali differenze nei protocolli di controllo dei token tra FDDI e IEEE 802.5 Token Ring sono:
- in Token Ring, la stazione che trasmette frame trattiene il token finché non riceve tutti i pacchetti inviati. In FDDI, la stazione rilascia il token direttamente al termine della trasmissione del frame (frame);
- FDDI non utilizza i campi priorità e prenotazione utilizzati da Token Ring per allocare le risorse di sistema.
A tavola. 6.1. sono indicate le principali caratteristiche della rete FDDI.
Tabella 6.1. Principali caratteristiche della rete FDDI
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Tasso di trasferimento |
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Tipo di accesso all'ambiente |
marcatore |
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Dimensione massima del frame di dati |
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| Numero massimo di stazioni | |
| Distanza massima tra le stazioni | 2 km (fibra multimodale) 20 km* (fibra monomodale) 100 m (UTP Cat.5 UTP) 100 m (doppino intrecciato schermato IBM tipo 1) |
| Lunghezza massima del percorso di attraversamento del marker | 200 km |
| Lunghezza massima della rete per topologia ad anello (perimetro) | 100 km** (doppio anello FDDI) |
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Fibra ottica (multimodale, monomodale), doppino intrecciato (UTP Cat.5, IBM Tipo 1) |
* Alcuni produttori producono apparecchiature per una distanza di trasmissione fino a 50 km.
** Con la lunghezza specificata, la rete continuerà a funzionare correttamente e a mantenere l'integrità quando si verifica una singola interruzione dell'anello o quando una delle stazioni dell'anello viene disattivata (modalità WRAP) - mentre la lunghezza del percorso di bypass del marker non supererà i 200 km.
La versione classica della rete FDDI è costruita sulla base di due anelli in fibra ottica (doppio anello), attraverso i quali il segnale luminoso si propaga in direzioni opposte, Fig. 6.1 a. Ogni nodo è connesso per ricevere e trasmettere a entrambi gli anelli. È questa topologia fisica ad anello che implementa il modo principale per aumentare la tolleranza ai guasti della rete. Durante il normale funzionamento, i dati viaggiano da una stazione all'altra solo su uno degli anelli, chiamato anello primario. Per precisione, la direzione del movimento dei dati nell'anello primario è impostata in senso antiorario. Il percorso dei dati riflette la topologia logica della rete FDDI, che è sempre un anello. Tutte le stazioni, ad eccezione delle stazioni trasmittenti e riceventi, ritrasmettono i dati e sono end-to-end. L'anello secondario (secondario) è ridondante e non viene utilizzato per la trasmissione dei dati nel normale funzionamento della rete, sebbene venga utilizzato per monitorare continuamente l'integrità dell'anello.
Riso. 6.1. Doppio anello FDDI: a) funzionamento normale; b) modalità anello arricciato (WRAP)
In caso di qualsiasi guasto sulla rete, quando una parte dell'anello primario non è in grado di trasmettere dati (ad esempio, rottura di un cavo, guasto o disconnessione di uno dei nodi), viene attivato l'anello secondario per la trasmissione dei dati, che integra il primario, formando ancora una volta un unico anello dati logico, fig. 6.1 b. Questa modalità di funzionamento della rete è chiamata WRAP, ovvero "piegatura" dell'anello L'operazione di piegatura viene eseguita da due dispositivi di rete situato su entrambi i lati della fonte del problema (cavo danneggiato o stazione/hub guasto). È attraverso questi dispositivi che vengono combinati gli anelli primari e secondari. Pertanto, la rete FDDI può ripristinare completamente la sua operabilità e integrità in caso di singoli guasti dei suoi elementi. Eliminato il guasto la rete passa automaticamente al funzionamento normale con trasmissione dati solo sull'anello primario.
Lo standard FDDI presta grande attenzione a diverse procedure che, grazie ad un meccanismo di controllo distribuito, consentono di determinare la presenza di un guasto di rete 5, per poi effettuare la necessaria riconfigurazione. Con più guasti, la rete si suddivide in diverse reti non correlate: la rete è microsegmentata.
Il funzionamento della rete FDDI si basa sull'accesso token deterministico all'anello logico. Innanzitutto, l'anello viene inizializzato, durante il quale uno speciale pacchetto di dati di servizio abbreviato, un token, viene emesso nell'anello di una delle stazioni. Una volta che il marker ha iniziato a circolare attorno all'anello, le stazioni possono scambiarsi informazioni.
Finché non c'è trasmissione dati da stazione a stazione, circola un solo token, fig. 6.2 a, al ricevimento del quale la stazione acquisisce la capacità di trasmettere informazioni. In una rete FDDI, ogni stazione ha un vicino a monte e un vicino a valle determinato dai suoi collegamenti fisici e dalla direzione del trasferimento delle informazioni. Nella versione classica, questo è determinato dall'anello primario. La trasmissione delle informazioni è organizzata sotto forma di pacchetti di dati lunghi fino a 4500 byte, chiamati frames. Se al momento della ricezione del token la stazione non ha dati da trasmettere, dopo aver ricevuto il token, lo trasmette immediatamente lungo l'anello. Se lo si desidera, la stazione, ricevuto il token, può trasmetterlo e, di conseguenza, trasmettere frame per un tempo chiamato tempo di mantenimento del token TNT (Fig. 6.2 b). Dopo la scadenza del tempo TNT, la stazione deve completare la trasmissione del frame successivo e trasmettere (rilasciare) il token della stazione successiva, Fig. 6.2 c. In qualsiasi momento, solo una stazione può trasmettere informazioni, vale a dire quella che ha catturato il marker.
Riso. 6.2. Trasferimento dati
Ogni stazione di rete legge i campi degli indirizzi dei frame ricevuti. Nel caso in cui l'indirizzo della stazione - l'indirizzo MAC - sia diverso dal campo dell'indirizzo del destinatario, la stazione semplicemente ritrasmette il frame più avanti lungo l'anello, fig. 6.2 d. Se l'indirizzo della stazione corrisponde al campo dell'indirizzo di destinazione nel frame ricevuto, la stazione copia nel suo buffer interno data cornice, ne verifica la correttezza (tramite checksum), passa il suo campo dati per un'ulteriore elaborazione a un protocollo di livello superiore (ad esempio, IP), quindi trasmette il frame originale sulla rete della stazione successiva (Fig. 6.2 e), dopo mettendo tre segni nei campi speciali del frame : riconoscimento dell'indirizzo, copia del frame e no o errore nel frame.
Inoltre, i frame, trasmessi da nodo a nodo, ritornano alla stazione originale, che ne era la fonte. La stazione sorgente per ogni frame controlla i segni del frame, se ha raggiunto la stazione di destinazione e se è stato danneggiato, e se tutto va bene, elimina questo frame (Fig. 6.2 e), liberando risorse di rete, o, altrimenti, cerca di ritrasmettere. In ogni caso, la funzione di cancellazione di un frame è assegnata alla stazione che ne è stata la sorgente.
L'accesso tramite token è una delle soluzioni più efficaci. Per questo motivo, le prestazioni reali dell'anello FDDI ad alto carico raggiungono il 95%. Ad esempio, le prestazioni di una rete Ethernet (all'interno del dominio di collisione) raggiungono il 30% della larghezza di banda all'aumentare del carico.
I formati dei marker e dei frame FDDI, la procedura di inizializzazione dell'anello, nonché i problemi di allocazione delle risorse di rete nella normale modalità di trasferimento dei dati sono discussi nella clausola 6.7.
I livelli costitutivi dello standard FDDI e le principali funzioni svolte da tali livelli sono riportati in fig. 6.3.
Come molte altre tecnologie LAN, la tecnologia FDDI utilizza il protocollo 802.2 Data Link Control (LLC) definito negli standard IEEE 802.2 e ISO 8802.2, FDDI utilizza il primo tipo di procedure LLC, in cui i nodi operano in modalità datagramma, senza stabilire connessioni e senza recupero di frame perduti o corrotti.
Riso. 6.3. Componenti dello standard FDDI
Inizialmente (entro il 1988), sono stati standardizzati i seguenti livelli (i nomi dei documenti ANSI / ISO pertinenti per FDDI sono riportati nella Tabella 6.2):
- PMD (dipendente dal supporto fisico) - il sottolivello inferiore del livello fisico. Le sue specifiche definiscono i requisiti per il mezzo di trasmissione (cavo in fibra ottica multimodale) ai ricetrasmettitori ottici (potenza nominale e lunghezza d'onda operativa 1300 nm), la distanza massima consentita tra le stazioni (2 km), i tipi di connettori, il funzionamento degli interruttori di bypass ottici (Optical Bypass Switch) , nonché la rappresentazione dei segnali in fibra ottica.
- PHY (fisico) - il sottostrato superiore del livello fisico. Definisce lo schema di codifica e decodifica dei dati tra il livello MAC e il livello PMD, lo schema di sincronizzazione e i caratteri di controllo speciali. Le sue specifiche includono: codifica delle informazioni secondo lo schema 4V/5V; regole di temporizzazione del segnale; requisiti per la stabilità della frequenza di clock di 125 MHz; regole per convertire le informazioni dalla forma parallela a quella seriale.
- MAC (controllo dell'accesso al supporto) - il livello di controllo dell'accesso al supporto. Questo livello definisce: i processi di gestione dei token (protocollo di trasmissione, token capture e regole di inoltro); formazione, ricezione ed elaborazione dei frame di dati (loro indirizzamento, rilevamento degli errori e ripristino basato sulla verifica di un checksum a 32 bit); meccanismi di allocazione della larghezza di banda tra i nodi.
— SMT (gestione della stazione) — livello di gestione della stazione. Questo speciale livello generale definisce: i protocolli di comunicazione di questo livello
Tecnologia Interfaccia dati distribuiti in fibra- la prima tecnologia di rete locale che utilizzava il cavo in fibra ottica come mezzo di trasmissione dati.
I tentativi di utilizzare la luce come mezzo per trasportare informazioni sono stati fatti per molto tempo: nel 1880, Alexander Bell brevettò un dispositivo che trasmetteva il parlato su una distanza fino a 200 metri utilizzando uno specchio che vibrava in sincronia con le onde sonore e modulava il riflesso leggero.
Il lavoro sull'uso della luce per trasmettere informazioni si intensificò negli anni '60 in connessione con l'invenzione del laser, che poteva modulare la luce a frequenze molto alte, cioè creare un canale a banda larga per trasmettere una grande quantità di informazioni ad alta velocità. Più o meno nello stesso periodo, sono apparse fibre ottiche in grado di trasmettere la luce nei sistemi di cavi, in modo simile al modo in cui i fili di rame trasmettono segnali elettrici nei cavi tradizionali. Tuttavia, la perdita di luce in queste fibre era troppo grande per essere utilizzata come alternativa ai trefoli di rame. Le fibre ottiche economiche che forniscono una perdita di potenza del segnale a bassa luminosità e un'ampia larghezza di banda (fino a diversi GHz) sono apparse solo negli anni '70. All'inizio degli anni '80 inizia l'installazione industriale e l'esercizio dei canali di comunicazione in fibra ottica per i sistemi di telecomunicazioni territoriali.
Negli anni '80 è iniziata anche la realizzazione di tecnologie e dispositivi standard per l'utilizzo dei canali in fibra ottica nelle reti locali. I lavori per la generalizzazione dell'esperienza e lo sviluppo del primo standard in fibra ottica per reti locali si sono concentrati presso l'American National Standards Institute - ANSI, nell'ambito del comitato X3T9.5 creato a tale scopo.
Le versioni iniziali dei vari componenti dello standard FDDI furono sviluppate dal comitato X3T9.5 nel 1986-1988, e allo stesso tempo apparvero le prime apparecchiature: adattatori di rete, hub, bridge e router che supportano questo standard.
Attualmente, la maggior parte delle tecnologie di rete supporta i cavi in fibra ottica come una delle opzioni del livello fisico, ma FDDI rimane la tecnologia ad alta velocità più consolidata, i cui standard hanno superato la prova del tempo e sono ben consolidati, quindi le apparecchiature di diversi produttori mostra un buon grado di compatibilità
La tecnologia FDDI si basa in gran parte sulla tecnologia Token Ring, sviluppando e migliorando le sue idee principali. Gli sviluppatori della tecnologia FDDI si sono posti i seguenti obiettivi come massima priorità:
La rete FDDI è costruita sulla base di due anelli in fibra ottica, che costituiscono i percorsi di trasmissione dati principale e di backup tra i nodi della rete. L'uso di due anelli è il modo principale per aumentare la tolleranza ai guasti in una rete FDDI e i nodi che lo desiderano devono essere collegati a entrambi gli anelli. Nella normale modalità di funzionamento della rete, i dati passano attraverso tutti i nodi e tutte le sezioni del cavo dell'anello primario, pertanto questa modalità è chiamata modalità Attraverso- "attraverso" o "transito". La suoneria secondaria (Secondary) non è utilizzata in questa modalità.
In caso di qualche tipo di guasto in cui una parte dell'anello primario non è in grado di trasmettere dati (ad esempio, rottura di un cavo o guasto di un nodo), l'anello primario viene combinato con il secondario (figura 2.1), formando nuovamente un unico anello. Questa modalità di rete è chiamata Avvolgere, cioè anelli "pieghevoli" o "pieghevoli". L'operazione di piegatura viene eseguita da hub e/o adattatori di rete FDDI. Per semplificare questa procedura, i dati sull'anello primario vengono sempre trasmessi in senso antiorario e sul secondario in senso orario. Pertanto, quando un anello comune è formato da due anelli, i trasmettitori delle stazioni rimangono ancora collegati ai ricevitori delle stazioni vicine, il che rende possibile trasmettere e ricevere correttamente informazioni dalle stazioni vicine.
Gli standard FDDI pongono molta enfasi su varie procedure per determinare se una rete è guasta e quindi riconfigurarla secondo necessità. La rete FDDI può ripristinare completamente la sua operatività in caso di singoli guasti dei suoi elementi. Con più guasti, la rete si suddivide in diverse reti non correlate.
Riso. 2.1. Riconfigurazione degli anelli FDDI in caso di guasto
Gli anelli nelle reti FDDI sono considerati un comune mezzo di trasmissione dati condiviso, quindi per esso è definito un metodo di accesso speciale. Questo metodo è molto vicino al metodo di accesso delle reti Token Ring ed è anche chiamato metodo token (o token) ring - token ring (Figura 2.2, a).
La stazione può iniziare a trasmettere i propri frame di dati solo se ha ricevuto un frame speciale dalla stazione precedente: un token di accesso (Figura 2.2, b). Dopodiché, può trasmettere i suoi frame, se li ha, per un tempo chiamato token hold time... Tempo di detenzione del token (THT). Dopo la scadenza del tempo THT, la stazione deve completare la trasmissione del frame successivo e passare il token di accesso alla stazione successiva. Se, al momento dell'accettazione del token, la stazione non ha frame da trasmettere sulla rete, allora trasmette immediatamente il token della stazione successiva. In una rete FDDI, ogni stazione ha un vicino a monte e un vicino a valle determinato dai suoi collegamenti fisici e dalla direzione del trasferimento delle informazioni.
Riso. 2.2. Elaborazione dei frame da parte delle ring station FDDI
Ogni stazione della rete riceve costantemente i frame trasmessi dal vicino precedente e ne analizza l'indirizzo di destinazione. Se l'indirizzo di destinazione non corrisponde al proprio, trasmette il frame al successivo vicino. Questo caso è mostrato nella figura (Figura 2.2, c). Va notato che se la stazione ha catturato il token e trasmette i propri frame, durante questo periodo di tempo non trasmette i frame in arrivo, ma li rimuove dalla rete.
Se l'indirizzo del frame corrisponde all'indirizzo della stazione, copia il frame nel suo buffer interno, ne verifica la correttezza (principalmente tramite checksum), passa il suo campo dati per l'ulteriore elaborazione al protocollo di livello superiore a FDDI (ad esempio, IP ), quindi trasmette il frame originale sulla rete della stazione successiva (Figura 2.2, d). In un frame trasmesso alla rete, la stazione di destinazione rileva tre segni: riconoscimento dell'indirizzo, copia del frame e assenza o presenza di errori in esso.
Successivamente, il frame continua a viaggiare attraverso la rete, trasmesso da ciascun nodo. La stazione, che è la sorgente del frame per la rete, è responsabile della rimozione del frame dalla rete dopo che, dopo aver compiuto un giro completo, la raggiunge di nuovo (Figura 2.2, e). In questo caso, la stazione di origine controlla i segni del frame, se ha raggiunto la stazione di destinazione e se è stato danneggiato. Il processo di ripristino dei frame di informazioni non è responsabilità del protocollo FDDI, questo dovrebbe essere gestito da protocolli di livello superiore.
La Figura 2.3 mostra la struttura dei protocolli della tecnologia FDDI rispetto al modello OSI a sette strati. FDDI definisce il protocollo del livello fisico e il protocollo MAC (Media Access Sublayer) del livello di collegamento. Come molte altre tecnologie LAN, FDDI utilizza il protocollo 802.2 Data Link Control (LLC) definito negli standard IEEE 802.2 e ISO 8802.2. FDDI utilizza il primo tipo di procedure LLC, in cui i nodi operano in modalità datagramma, senza connessione e senza recupero di frame persi o danneggiati.
Riso. 2.3. Struttura dei protocolli tecnologici FDDI
Il livello fisico è diviso in due sottolivelli: il sottolivello indipendente dai media PHY (fisico), e sottolivello dipendente dall'ambiente PMD (Dipendente dai supporti fisici). Il funzionamento di tutti i livelli è controllato dal protocollo di controllo della stazione SMT (Gestione Stazioni).
livello PMD fornisce i mezzi necessari per trasferire i dati da una stazione all'altra tramite fibra ottica. La sua specifica definisce:
La specifica TP-PMD definisce la possibilità di trasmettere dati tra stazioni su doppino intrecciato secondo il metodo MLT-3. Le specifiche del layer PMD e TP-PMD sono già state discusse nelle sezioni Fast Ethernet.
Livello PHY esegue la codifica e la decodifica dei dati che circolano tra il livello MAC e il livello PMD e fornisce anche la temporizzazione dei segnali informativi. La sua specifica definisce:
livello MACè responsabile del controllo dell'accesso alla rete, nonché della ricezione e dell'elaborazione dei frame di dati. Definisce i seguenti parametri.
