История создания
стандарта FDDI
Технология
Fiber Distributed Data Interface - первая технология
локальных сетей, которая использовала
в качестве среды передачи данных оптоволоконный
кабель.
Попытки применения света в
качестве среды, несущей информацию, предпринимались
давно - еще в 1880 году Александр Белл запатентовал
устройство, которое передавало речь на
расстояние до 200 метров с помощью зеркала,
вибрировавшего синхронно со звуковыми
волнами и модулировавшего отраженный
свет.Работы по использованию света для
передачи информации активизировались
в 1960-е годы в связи с изобретением лазера,
который мог обеспечить модуляцию света
на очень высоких частотах, то есть создать
широкополосный канал для передачи большого
количества информации с высокой скоростью.
Примерно в то же время появились оптические
волокна, которые могли передавать свет
в кабельных системах, подобно тому, как
медные провода передают электрические
сигналы в традиционных кабелях. Однако
потери света в этих волокнах были слишком
велики, чтобы они могли быть использованы
как альтернатива медным жилам.
Недорогие оптические волокна,
обеспечивающие низкие потери мощности
светового сигнала и широкую полосу пропускания
(до нескольких ГГц) появились только в
1970-е годы. В начале 1980-х годов началось
промышленная установка и эксплуатация
оптоволоконных каналов связи для территориальных
телекоммуникационных систем.
В 1980-е годы начались также работы
по созданию стандартных технологий и
устройств для использования оптоволокнных
каналов в локальных сетях. Работы по обобщению
опыта и разработке первого оптоволоконного
стандарта для локальных сетей были сосредоточены
в Американском Национальном Институте
по Стандартизации - ANSI, в рамках созданного
для этой цели комитета X3T9.5.Начальные
версии различных составляющих частей
стандарта FDDI были разработаны комитетом
Х3Т9.5 в 1986 - 1988 годах, и тогда же появилось
первое оборудование - сетевые адаптеры,
концентраторы, мосты и маршрутизаторы,
поддерживающие этот стандарт.
В настоящее время большинство
сетевых технологий поддерживают оптоволоконные
кабели в качестве одного из вариантов
физического уровня, и стандарты FDDI прошли
проверку временем и устоялись, так что
оборудование различных производителей
показывает хорошую степень совместимости.
Основы технологии
FDDI (Fiber Distributed
Data Interface) был разработан как протокол
для надежных, высокоскоростных сетей
и магистралей с высоким трафиком, а также
для чувствительных к временным задержкам
приложений. Он способен передавать данные
со скоростью до 100 мегабит в секунду. И
поддерживает до 500 станций в сегменте.
FDDI был разработан для работы на оптоволоконных
каналах, передающих световые импульсы
в двух направлениях между станциями,
а также может быть использован на медных
кабельных системах (на витой паре 5 категории
- CDDI) при использовании электрических
сигналов. FDDI поддерживает высокую надежность,
так как сети FDDI состоят из двух противоположно
направленных логических колец (см
рис.1).Причем при отключении
от питания одной из станций кольца не
обрываются, а срабатывает механизм bypass
- прямая передача по внутреннему оптическому
каналу из порта в порт.
рис. 1 Общая схема
сети
Эти кольца обеспечивают резервирование
передачи друг друга, то есть если на одном
кольце возникнут некоторые проблемы,
то в передачу включится другое. FDDI сам
распознает и устранит возникшие проблемы (см
рис. 2).
рис. 2 Общая схема
сети(обрыв)
Кольца в сетях
FDDI рассматриваются как общая разделяемая
среда передачи данных, поэтому для нее
определен специальный метод доступа.
Одной из наиболее
важных характеристик FDDI является то,
что она использует световод в качестве
передающей среды. Световод обеспечивает
ряд преимуществ по сравнению с традиционной
медной проводкой, включая защиту данных
(оптоволокно не излучает электрические
сигналы, которые можно перехватывать),
надежность (оптоволокно устойчиво к электрическим
помехам) и скорость (потенциальная пропускная
способность световода намного выше, чем
у медного кабеля).
FDDI устанавливает два типа используемoгo
оптического волокна: одномодовое (иногда
называемое мономодовым) и многомодовое.
Моды можно представить в виде пучков
лучей света, входящего в оптическое волокно
под определенным углом. Одномодовое волокно
позволяет распространяться через оптическое
волокно только одному моду света, в то
время как многомодовое волокно позволяет
распространяться по оптическому волокну
множеству мод света. Т.к. множество мод
света, распространяющихся по оптическому
кабелю, могут проходить различные расстояния
(в зависимости от угла входа), и, следовательно,
достигать пункт назначения в разное время
(явление, называемое модальной дисперсией),
одномодовый световод способен обеспечивать
большую полосу пропускания и прогoн кабеля
на большие расстояния, чем многомодовые
световоды. Благодаря этим характеристикам
одномодовые световоды часто используются
в качестве основы университетских сетей,
в то время как многомодовый световод
часто используется для соединения рабочих
групп. В многомодовом световоде в качестве
генераторов света используются диоды,
излучающие свет (LED), в то время как в одномодовом
световоде обычно применяются лазеры.
Протокол FDDI
На рисунке
3 приведена структура
протоколов технологии FDDI в сравнении
с семиуровневой моделью OSI. FDDI определяет
протокол физического уровня и протокол
подуровня доступа к среде (MAC) канального
уровня. Как и многие другие технологии
локальных сетей, технология FDDI использует
протокол 802.2 подуровня управления каналом
данных (LLC), определенный в стандартах
IEEE 802.2 и ISO 8802.2. FDDI использует первый тип
процедур LLC, при котором узлы работают
в дейтаграммном режиме - без установления
соединений и без восстановления потерянных
или поврежденных кадров.
рис.3 Схема протокола
FDDI
Физический уровень разделен на два подуровня:
независимый от среды подуровень PHY (Physical),
и зависящий от среды подуровень PMD (Physical
Media Dependent). Работу всех уровней контролирует
протокол управления станцией SMT (Station
Management).
Уровень PMD (Physical Media Dependent) обеспечивает
необходимые средства для передачи данных
от одной станции к другой по оптоволокну.
В его спецификации определяются:
Требования к мощности оптических
сигналов и к многомодовому оптоволоконному кабелю 62.5/125 мкм;
Требования к оптическим обходным
переключателям (optical bypass switches) и оптическим приемопередатчикам;
Параметры оптических разъемов
MIC (Media Interface Connector), их маркировка;
Длина волны в 1300 нанометров,
на которой работают приемопередатчики;
Представление сигналов в оптических
волокнах в соответствии с методом NRZI.
Спецификация TP-PMD определяет
возможность передачи данных между станциями
по витой паре в соответствии с методом
MLT-3.
Уровень PHY (Physical
Layer Protocol ) выполняет кодирование и декодирование
данных, циркулирующих между MAC-уровнем
и уровнем PMD, а также обеспечивает тактирование
информационных сигналов. В его спецификации
определяются:
кодирование информации в соответствии
со схемой 4B/5B;
правила тактирования сигналов;
требования к стабильности тактовой
частоты 125 МГц;
правила преобразования информации
из параллельной формы в последовательную.
Уровень MAC (Media
Access Control ) ответственен за управление
доступом к сети, а также за прием и обработку
кадров данных. В нем определены следующие
параметры:
Протокол передачи токена;
Правила захвата и ретрансляции токена;
Правила генерации и распознавания
адресов;
Правила вычисления и проверки
32-разрядной контрольной суммы.
Уровень SMT (Station
Management ) выполняет все функции по управлению
и мониторингу всех остальных уровней
стека протоколов FDDI . В управлении кольцом
принимает участие каждый узел сети FDDI
. Поэтому все узлы обмениваются специальными
кадрами SMT для управления сетью. В спецификации
SMT определено следующее:
Алгоритмы обнаружения ошибок
и восстановления после сбоев;
Правила мониторинга работы
кольца и станций;
Процедуры инициализации кольца.
Отказоустойчивость
сетей FDDI обеспечивается за счет управления
уровнем SMT другими уровнями: с помощью
уровня PHY устраняются отказы сети по физическим
причинам, например, из-за обрыва кабеля,
а с помощью уровня MAC - логические отказы
сети, например, потеря нужного внутреннего
пути передачи токена и кадров данных
между портами концентратора.(сммаркерный
доступ)
В следующей таблице
представлены результаты сравнения технологии
FDDI c технологиями Ethernet и Token Ring.
Характеристика |
FDDI |
EthernetToken Ring |
Битовая скорость |
100 Мб/с |
10 Мб/с16 Мб/c |
Топология |
Двойное кольцо
деревьев |
Шина/звездаЗвезда/кольцо |
Метод доступа |
Доля от времени
оборота токена |
CSMA/CDПриоритетная система резервирования |
Среда передачи
данных |
Многомодовое
оптоволокно,
неэкранированная
витая пара |
Толстый коаксиал,
тонкий коаксиал,
витая пара,
оптоволокноЭкранированная и неэкранированная
витая пара,
оптоволокно |
Максимальная длина сети (без
мостов) |
200 км
(100 км на кольцо) |
2500 м1000 м |
Максимальное расстояние между
узлами |
2 км (-11 dB потерь
между узлами) |
2500 м 100 м |
Максимальное
количество узлов |
500 (1000 соединений) |
1024260 для экранированной
витой пары, 72 для
неэкранированной витой
пары |
Тактирование и
восстановление после отказов |
Распределенная
реализация тактирования и восстановления
после отказов |
Не определеныАктивный монитор
|
1)Информацио́нные
техноло́гии (ИТ, также — информационно-коммуникационные
технологии[1]) — процессы, методы
поиска, сбора, хранения, обработки, предоставления,
распространения информации и способы осуществления
таких процессов и методов (ФЗ № 149-ФЗ)[2]; приёмы, способы и
методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций сбора,
хранения, обработки, передачи и использования данных (ГОСТ 34.003-90)[3]; ресурсы, необходимые
для сбора, обработки, хранения и распространения
информации (ISO/IEC 38500:2008)[4].
2) Информация (от лат. informatio — «разъяснение, изложение,
осведомлённость») — сведения (сообщения, данные), независимо от формы
их представления (ФЗ № 149-ФЗ)[1]
3) Компью́тер (англ. computer, МФА: [kəmˈpjuː.tə(ɹ)][1] — «вычислитель») —
устройство или система, способное выполнять
заданную, чётко определённую изменяемую
последовательность операций. Это чаще
всего операции численных расчётов и манипулирования
данными, однако сюда относятся и операции ввода-вывода. Описание последовательности
операций называется программой[2].
4) Глобальная компьютерная
сеть, ГКС (англ. Wide Area Network, WAN) — компьютерная сеть, охватывающая большие территории
и включающая в себя большое число компьютеров
5) Онлайн-бронирование — бронирование через Интернет, в интерактивном режиме. Термин применяется
по отношению к бронированию номеров в гостиницах,билетов (авиа, железнодорожных,
автобусных и т.п), мест в ресторанах и театрах, прокату автомобилей и т. д.
6) Процесс интеграции (от лат. integratio – соединение,
восстановление) представляет собой объединение
в единое целое ранее разрозненных частей
и элементов системы на основе их взаимозависимости
и взаимодополняемости
7) Мультимедиа технологии - возможность
представления информации пользователю
во взаимодействии различных форм (текст,
графика, анимация, звук, видео) в интерактивном
режиме.
8). Цифровые технологии (англ. Digital technology) основаны на представлении сигналов дискретными полосами аналоговыхуровней, а не в виде непрерывного
спектра. Все уровни в пределах полосы
представляют собой одинаковое состояние
сигнала.
9) Техническое обеспечение — комплекс мероприятий, осуществляемых
с целью обеспечения войск и органов ПС
РФ вооружением, техникой, боеприпасами,
военно техническим имуществом; поддержания
их высокой эффективности и безотказности;
быстрого восстановления (ремонта
10) Програ́ммное
обеспе́чение[1][2][3] (допустимо также произношение обеспече́ние[3][4][5]) (ПО) — все или часть
программ, процедур, правил и соответствующей
документации системы обработки информации
(ISO/IEC 2382-1:1993)[6][7].
11) Право социального
обеспечения — совокупность правовых
норм, регулирующая специфическим методом
общественные отношения по поводу распределения
части валового внутреннего продукта
путём предоставления населению компетентными
органами в порядке социального страхования
и социального обеспечения денежных выплат,
медицинской и лекарственной помощи, социальных
услуг либо льгот по нормам и в порядке,
определённом законодательством, а также
отношения по реализации, защите и восстановлению
конституционного права граждан на социальное
обеспечение[1]