Odabir mrežne tehnologije za izgradnju lokalne mreže. Brze i bežične mreže Ključne karakteristike tehnologije

FDDI mreža

Standard FDDI (Fiber Distributed Data Interface) je predložio američki nacionalni institut za standarde ANSI (ANSI specifikacija X3T9.5). Tada je usvojen ISO 9314 standard koji je u skladu sa ANSI specifikacijama.

FDDI standard je u početku bio fokusiran na velike brzine prenosa (100 Mbit/s) i upotrebu optičkog kabla koji najviše obećava. Izbor optičkog vlakna kao prijenosnog medija odredio je takve prednosti nove mreže kao što su visoka otpornost na buku, maksimalna povjerljivost prijenosa informacija i odlična galvanska izolacija pretplatnika. Velike brzine prijenosa omogućavaju rješavanje mnogih zadataka koji su nedostupni sporijim mrežama, na primjer, prijenos slika u realnom vremenu. Osim toga, optički kabel lako rješava problem prijenosa podataka na udaljenosti od nekoliko kilometara bez prenošenja, što omogućava izgradnju velikih mreža koje pokrivaju čak i cijele gradove i imaju sve prednosti lokalnih mreža (posebno nisku grešku stopa). Sve je to odredilo popularnost FDDI mreže, iako još nije toliko rasprostranjena kao Ethernet i Token-Ring.

FDDI standard ima značajne prednosti u odnosu na sve prethodno razmatrane mreže. Na primjer, Fast Ethernet mreža s istim propusnim opsegom od 100 Mbps ne može odgovarati FDDI u smislu dopuštene veličine mreže. Osim toga, metoda pristupa FDDI tokenu, za razliku od CSMA/CD, obezbjeđuje garantirano vrijeme pristupa i odsustvo sukoba na bilo kojem nivou opterećenja.

Glavne tehničke karakteristike FDDI mreže.

Maksimalan broj mrežnih pretplatnika je 1000.

Maksimalna dužina mrežnog prstena je 20 (100) kilometara.

Maksimalna udaljenost između mrežnih pretplatnika je 2 kilometra.

Prenosni medij – višemodni optički kabel (moguće korištenje električne upredene parice).

Metoda pristupa je token.

Brzina prenosa informacija – 100 Mbit/s (200 Mbit/s za dupleks način prenosa).

Moguće je koristiti i single-mode kabl, u kom slučaju udaljenost između pretplatnika može dostići 45 kilometara, a ukupna dužina prstena može biti 200 kilometara.

Formati okvira

Rice. Format okvira i format tokena

Namjena polja:

Preambula se koristi za sinhronizaciju. U početku sadrži 64 bita, ali pretplatnici kroz koje paket prolazi mogu promijeniti njegovu veličinu.

Početni graničnik (SD-Start Delimiter) služi kao znak početka kadra.

Kontrolni bajt (FC - Frame Control) sadrži informacije o paketu (veličina polja adrese, sinhroni/asinhroni prijenos, tip paketa - usluga ili informacija, komandni kod).

Adrese primaoca i izvora (SA – Source Address i DA – Destination Address) mogu biti 6-bajtne (slično Ethernet-u i Token-Ring-u) ili 2-bajtne.

Polje podataka ima promjenjivu dužinu (od 0 do 4478 bajtova). U servisnim (komandnim) paketima, polje podataka ima nultu dužinu.

Polje Slijed provjere okvira (FCS) sadrži 32-bitnu cikličku kontrolnu sumu (CRC) paketa.

Krajnji graničnik (ED – End Delimiter) definira kraj okvira.

Bajt statusa okvira (FS) uključuje bit detekcije greške, bit za prepoznavanje adrese i bit kopije (slično Token-Ringu).

Format FDDI mrežnog kontrolnog bajta (slika 3):

Bit klase paketa određuje da li je paket sinhroni ili asinhroni.

Bit dužine adrese određuje koja se adresa (6-bajta ili 2-bajta) koristi u ovom paketu.

Polje tipa paketa (dva bita) određuje da li se radi o kontrolnom ili informacijskom paketu.

Polje koda komande (četiri bita) označava koju naredbu prijemnik treba da izvrši (ako je to kontrolni paket).

Rice. 3. Format kontrolnog bajta

Izgradnja mreže

FDDI standard je zasnovan na metodi pristupa tokenu predviđenom međunarodnim standardom IEEE 802.5 (Token-Ring). Topologija FDDI mreže je dvostruki prsten, gdje mreža koristi dva višesmjerna optička kabla. Korištenje dva prstena je primarni način za poboljšanje tolerancije grešaka u FDDI mreži, a čvorovi koji to žele iskoristiti moraju biti povezani na oba prstena. U normalnom načinu rada mreže, podaci prolaze kroz sve čvorove i sve dijelove kabela primarnog prstena, zbog čega se ovaj način naziva Thru modom – “end-to-end” ili “transit”. Sekundarni prsten se ne koristi u ovom režimu. Ovi prstenovi obezbeđuju redundantnost za međusobni prenos, odnosno ako se na jednom prstenu pojave problemi, drugi će biti uključen u prenos. FDDI će sam prepoznati i eliminirati probleme koji se pojave. Ovaj način rada mreže naziva se "preklapanje" ili "preklapanje" prstenova. Operaciju sažimanja izvode FDDI čvorišta i/ili mrežni adapteri. Da bi se ovaj postupak pojednostavio, podaci se uvijek prenose u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na primarnom prstenu, a u smjeru kazaljke na satu na sekundarnom prstenu. Stoga, kada se formira zajednički prsten od dva prstena, predajnici stanica i dalje ostaju povezani sa prijemnicima susjednih stanica, što omogućava da se informacije pravilno prenose i primaju susjednim stanicama.

Ovo rješenje također omogućava korištenje full-duplex prijenosa informacija (istovremeno u dva smjera) sa dvostrukom efektivnom brzinom od 200 Mbit/s (sa svakim od dva kanala koji rade brzinom od 100 Mbit/s). Također se koristi topologija zvijezda-prsten sa čvorištima uključenim u prsten (kao u Token-Ringu).

Da bi se postigla visoka fleksibilnost mreže, FDDI standard predviđa uključivanje dvije vrste pretplatnika u prsten:

Pretplatnici (stanice) klase A (pretplatnici dvostruke veze, DAS) povezani su na oba (interna i eksterna) mrežna prstena. Istovremeno se ostvaruje mogućnost razmjene pri brzinama do 200 Mbit/s ili redundantnosti mrežnog kabela (ako je glavni kabel oštećen, koristi se rezervni). Oprema ove klase se koristi u najkritičnijim delovima mreže u pogledu performansi.

Pretplatnici (stanice) klase B (pretplatnici sa jednom vezom, SAS –) povezani su na samo jedan (eksterni) mrežni prsten. Jednostavniji su i jeftiniji od adaptera klase A, ali nemaju svoje mogućnosti. Mogu se spojiti na mrežu samo preko čvorišta ili bypass prekidača, koji ih isključuje u slučaju nužde.

Pored samih pretplatnika (računara, terminala itd.), Mreža koristi komunikacijska čvorišta, čije uključivanje vam omogućava da prikupite sve priključne točke na jednom mjestu kako biste pratili rad mreže, dijagnosticirali kvarove i pojednostavili rekonfiguraciju . Kada se koriste različite vrste kablova (na primjer, optički kabel i upredena para), čvorište također obavlja funkciju pretvaranja električnih signala u optičke i obrnuto. Čvorišta također dolaze u dvostrukoj (DAC) i jednoj vezi (SAC).

Primjer FDDI mrežne konfiguracije prikazan je na Sl. 4

Rice. 4. Primjer FDDI mrežne konfiguracije

Princip prenosa informacija

FDDI koristi ono što se zove višestruko prenošenje tokena.

Stanica može započeti prijenos vlastitih okvira podataka samo ako je primila token (pristupni token) od prethodne stanice. Zatim može prenositi svoje okvire, ako ih ima, za vrijeme koje se zove vrijeme zadržavanja tokena (THT). Nakon što THT vrijeme istekne, stanica mora završiti prijenos svog sljedećeg okvira i prenijeti pristupni token sljedećoj stanici. Ako u trenutku prihvatanja tokena stanica nema okvire za prijenos preko mreže, tada odmah emituje token sljedećoj stanici.

Pretplatnik koji želi poslati čeka na token koji slijedi nakon svakog paketa.

Kada token stigne, pretplatnik ga uklanja iz mreže i prenosi njegov paket.

Odmah nakon slanja svog paketa, pretplatnik šalje novi token.

Ako se adresa okvira poklapa sa adresom stanice, onda on kopira okvir u svoj interni bafer, provjerava njegovu ispravnost (uglavnom kontrolnom sumom), a zatim prenosi originalni okvir preko mreže do sljedeće stanice. U okviru koji se prenosi na mrežu, odredišna stanica bilježi tri znaka: prepoznavanje adrese, kopiranje okvira i odsustvo ili prisustvo grešaka u njemu.

Pošto primi svoj paket nazad kroz prsten, pretplatnik koji ga šalje uništava ga. U polju statusa paketa ima informaciju da li je bilo grešaka i da li je primalac primio paket.

U zaključku, treba napomenuti da uprkos očiglednim prednostima FDDI, ova mreža nije postala široko rasprostranjena, što je uglavnom zbog visoke cijene njene opreme. Glavno područje primjene FDDI sada su osnovne, jezgrene (Backbone) mreže koje kombiniraju nekoliko mreža. FDDI se također koristi za povezivanje moćnih radnih stanica ili servera koji zahtijevaju komunikaciju velike brzine.

Istorija stvaranja FDDI standarda

Tehnologija Fiber Distributed Data Interface- prva tehnologija lokalne mreže koja je koristila optički kabel kao medij za prijenos podataka.

Pokušaji da se svjetlost koristi kao medij koji prenosi informacije vršeni su dugo vremena – davne 1880. godine Alexander Bell je patentirao uređaj koji je prenosio govor na udaljenosti do 200 metara pomoću ogledala koje je vibriralo sinhrono sa zvučnim valovima i moduliralo reflektovana svetlost.

Rad na korištenju svjetlosti za prijenos informacija intenziviran je 1960-ih zbog izuma lasera, koji je mogao modulirati svjetlost na vrlo visokim frekvencijama, odnosno stvoriti širokopojasni kanal za prijenos velike količine informacija velikom brzinom. Otprilike u isto vrijeme pojavila su se optička vlakna koja su mogla prenositi svjetlost u kablovskim sistemima, slično kao što bakarne žice prenose električne signale u tradicionalnim kablovima. Međutim, gubitak svjetlosti u ovim vlaknima bio je prevelik da bi se mogli koristiti kao alternativa bakrenim jezgrama. Jeftina optička vlakna koja obezbeđuju slabe gubitke snage signala i širok propusni opseg (do nekoliko GHz) pojavila su se tek 1970-ih. Početkom 1980-ih počela je industrijska instalacija i rad optičkih komunikacionih kanala za teritorijalne telekomunikacione sisteme.

Osamdesetih godina prošlog vijeka počeo je rad i na stvaranju standardnih tehnologija i uređaja za korištenje optičkih kanala u lokalnim mrežama. Rad na sumiranju iskustava i razvoju prvog standarda optičkih vlakana za lokalne mreže koncentrisan je u Američkom nacionalnom institutu za standarde - ANSI, u okviru X3T9.5 komiteta stvorenog za ovu svrhu.

Inicijalne verzije različitih komponenti FDDI standarda razvio je X3T9.5 komitet 1986. - 1988. godine, a u isto vrijeme se pojavila i prva oprema - mrežni adapteri, čvorišta, mostovi i ruteri koji podržavaju ovaj standard.

Trenutno većina mrežnih tehnologija podržava optičke kablove kao opciju fizičkog sloja, ali FDDI ostaje najzrelija tehnologija velike brzine, standardi za koju su testirani i uspostavljeni tokom vremena, tako da oprema različitih proizvođača pokazuje dobar stepen kompatibilnosti

Osnove tehnologije FDDI

FDDI tehnologija je u velikoj mjeri zasnovana na Token Ring tehnologiji, razvijajući i unapređujući svoje osnovne ideje. Programeri FDDI tehnologije su sebi postavili sljedeće ciljeve kao svoj najveći prioritet:

Povećajte brzinu prijenosa podataka na 100 Mb/s;
Povećati toleranciju na greške mreže kroz standardne procedure za njeno obnavljanje nakon različitih tipova kvarova - oštećenje kabla, neispravan rad čvora, čvorišta, visoki nivoi smetnji na liniji itd.;
Najefikasnije iskoristite potencijalnu propusnost mreže i za asinhroni i za sinhroni promet.

FDDI mreža je izgrađena na bazi dva optička prstena, koji čine glavni i rezervni put prijenosa podataka između mrežnih čvorova. Korištenje dva prstena je primarni način za poboljšanje tolerancije grešaka u FDDI mreži, a čvorovi koji to žele iskoristiti moraju biti povezani na oba prstena. U normalnom radu mreže, podaci prolaze kroz sve čvorove i sve kabelske dijelove primarnog prstena, zbog čega se ovaj način naziva Thru- “od kraja do kraja” ili “tranzit”. Sekundarni prsten se ne koristi u ovom režimu.

U slučaju neke vrste kvara gdje dio primarnog prstena ne može prenijeti podatke (na primjer, prekid kabla ili kvar čvora), primarni prsten se kombinuje sa sekundarnim prstenom (slika 2.1), formirajući ponovo jedan prsten. Ovaj način rada mreže se zove Zamotajte, odnosno "preklapanje" ili "preklapanje" prstenova. Operaciju sažimanja izvode FDDI čvorišta i/ili mrežni adapteri. Da bi se ovaj postupak pojednostavio, podaci se uvijek prenose u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na primarnom prstenu, a u smjeru kazaljke na satu na sekundarnom prstenu. Stoga, kada se formira zajednički prsten od dva prstena, predajnici stanica i dalje ostaju povezani sa prijemnicima susjednih stanica, što omogućava da se informacije pravilno prenose i primaju susjednim stanicama.

FDDI standardi stavljaju veliki naglasak na različite procedure koje vam omogućavaju da utvrdite postoji li kvar u mreži i zatim izvršite potrebnu rekonfiguraciju. FDDI mreža može u potpunosti vratiti svoju funkcionalnost u slučaju pojedinačnih kvarova njenih elemenata. U slučaju višestrukih kvarova, mreža se dijeli na nekoliko nepovezanih mreža.

Rice. 2.1. Rekonfiguracija FDDI prstenova nakon kvara

Prstenovi u FDDI mrežama se smatraju zajedničkim deljenim medijem za prenos podataka, pa je za njih definisan poseban pristupni metod. Ova metoda je vrlo bliska metodi pristupa Token Ring mrežama i naziva se i metodom token ring (slika 2.2, a).

Stanica može da počne da emituje sopstvene okvire podataka samo ako je od prethodne stanice primila poseban okvir - pristupni token (slika 2.2, b). Zatim može prenositi svoje okvire, ako ih ima, u vremenskom periodu koji se zove vrijeme zadržavanja tokena - Vrijeme držanja tokena (THT). Nakon što THT vrijeme istekne, stanica mora završiti prijenos svog sljedećeg okvira i prenijeti pristupni token sljedećoj stanici. Ako u trenutku prihvatanja tokena stanica nema okvire za prijenos preko mreže, tada odmah emituje token sljedećoj stanici. U FDDI mreži, svaka stanica ima uzvodnog susjeda i susjeda nizvodno, što je određeno njenim fizičkim vezama i smjerom prijenosa informacija.

Rice. 2.2. Obrada okvira od strane FDDI prstenastih stanica

Svaka stanica u mreži stalno prima okvire koje joj šalje njen prethodni susjed i analizira njihovu odredišnu adresu. Ako se odredišna adresa ne poklapa s njenom, tada emituje okvir svom sljedećem susjedu. Ovaj slučaj je prikazan na slici (slika 2.2, c). Treba napomenuti da ako je stanica uhvatila token i prenosi svoje okvire, onda u tom vremenskom periodu ne emituje dolazne okvire, već ih uklanja iz mreže.

Ako se adresa okvira poklapa sa adresom stanice, onda ona kopira okvir u svoj interni bafer, provjerava njegovu ispravnost (uglavnom kontrolnom sumom), prenosi svoje polje podataka za naknadnu obradu u protokol višeg sloja iznad FDDI (za na primjer, IP), a zatim prenosi originalni okvir preko mreže sljedeće stanice (slika 2.2, d). U okviru koji se prenosi na mrežu, odredišna stanica bilježi tri znaka: prepoznavanje adrese, kopiranje okvira i odsustvo ili prisustvo grešaka u njemu.

Nakon toga, okvir nastavlja da putuje kroz mrežu, emitujući ga svaki čvor. Stanica, koja je izvor okvira za mrežu, odgovorna je za uklanjanje okvira iz mreže nakon što završi punu revoluciju i ponovo dođe do njega (slika 2.2, e). U tom slučaju, izvorna stanica provjerava karakteristike okvira da vidi da li je stigao do odredišne stanice i da li nije oštećen. Proces vraćanja informacijskih okvira nije odgovornost FDDI protokola;

Slika 2.3 prikazuje strukturu protokola tehnologije FDDI u poređenju sa sedmoslojnim OSI modelom. FDDI definira protokol fizičkog sloja i protokol podsloja pristupa medijima (MAC) sloja veze podataka. Kao i mnoge druge tehnologije lokalne mreže, FDDI tehnologija koristi 802.2 protokol podsloja kontrole veze podataka (LLC) definisan u standardima IEEE 802.2 i ISO 8802.2. FDDI koristi prvu vrstu LLC procedura, u kojima čvorovi rade u datagram modu - bez uspostavljanja veze i bez oporavka izgubljenih ili oštećenih okvira.

Rice. 2.3. Struktura FDDI tehnoloških protokola

Fizički sloj je podijeljen na dva podsloja: podsloj nezavisan od medija PHY (fizički), i podsloj koji zavisi od sredine PMD (Physical Media Dependent). Rad svih nivoa kontroliše se protokolom kontrole stanice SMT (Upravljanje stanicom).

PMD nivo obezbeđuje neophodna sredstva za prenos podataka sa jedne stanice na drugu preko optičkih vlakana. Njegova specifikacija definira:

Zahtjevi za snagu optičkog signala i 62,5/125 µm multimodnog optičkog kabla;
Zahtjevi za optičke premosnice i optičke primopredajnike;
Parametri optičkih konektora MIC (Media Interface Connector), njihove oznake;
Talasna dužina od 1300 nanometara na kojoj rade primopredajnici;
Predstavljanje signala u optičkim vlaknima prema NRZI metodi.

TP-PMD specifikacija definiše mogućnost prenosa podataka između stanica preko kabla upredene parice u skladu sa metodom MLT-3. Specifikacije nivoa PMD i TP-PMD već su razmatrane u odeljcima posvećenim Fast Ethernet tehnologiji.

PHY nivo vrši kodiranje i dekodiranje podataka koji kruže između MAC sloja i PMD sloja, a također osigurava taktiranje informacijskih signala. Njegova specifikacija definira:

kodiranje informacija u skladu sa šemom 4B/5B;
pravila vremena signala;
zahtjevi za stabilnost frekvencije takta od 125 MHz;
pravila za pretvaranje informacija iz paralelnog u serijski oblik.

MAC nivo Odgovoran za upravljanje pristupom mreži i prijem i obradu okvira podataka. Definira sljedeće parametre:

Protokol prijenosa tokena;
Pravila za hvatanje i prenošenje tokena;
Formiranje okvira;
Pravila za generisanje i prepoznavanje adresa;
Pravila za izračunavanje i provjeru 32-bitne kontrolne sume.

SMT nivo obavlja sve funkcije za upravljanje i praćenje svih ostalih slojeva steka FDDI protokola. Svaki čvor u FDDI mreži učestvuje u upravljanju prstenom. Stoga svi čvorovi razmjenjuju posebne SMT okvire za upravljanje mrežom. SMT specifikacija definira sljedeće:

Algoritmi za otkrivanje grešaka i oporavak od kvarova;
Pravila za praćenje rada prstena i stanica;
Kontrola prstena;
Procedure inicijalizacije prstena.

Tolerancija na greške FDDI mreža je osigurana upravljanjem SMT slojem sa drugim slojevima: uz pomoć PHY sloja otklanjaju se kvarovi na mreži zbog fizičkih razloga, na primjer, pokvareni kabel, a uz pomoć MAC sloja, eliminirani su logički mrežni kvarovi, na primjer, gubitak potrebne interne putanje prijenosa tokena i okvira podataka između portova čvorišta.

Sledeća tabela upoređuje FDDI tehnologiju sa Ethernet i Token Ring tehnologijama.

Karakteristično	FDDI	EthernetToken Ring
Bit rate	100 Mb/s	10 Mb/s16 Mb/s
Topologija	Dupli prsten drveće	Guma/zvezdaZvezda/prsten
Metod pristupa	Udio vremena promet tokena	CSMA/CDPriority sistem rezervacija
Prenosni medij podaci	Multimode optičko vlakno, nezaštićen upredeni par	Debeli koaksijalni tanak koaksijalni, upredeni par, optičko vlakno Oklopljeni i neoklopljeni upredeni par, optičko vlakno
Maksimalna dužina mreže (bez mostova)	200 km (100 km po prstenu)	2500 m1000 m
Maksimalna udaljenost između čvorova	2 km (gubitak -11 dB između čvorova)	2500 m 100 m
Maksimum broj čvorova	500 (1000 veza)	1024260 za oklopljeni upredeni par, 72 for unshielded twisted parovi
Sat i oporavak od kvara	Distribuirano implementacija takta i oporavka nakon kvarova	Nije definisan Aktivni monitor

Vrste čvorova i pravila za njihovo povezivanje na mrežu

Sve stanice u FDDI mreži podijeljene su u nekoliko tipova prema sljedećim kriterijima:

krajnje stanice ili čvorišta;
prema mogućnosti spajanja na primarni i sekundarni prsten;
prema broju MAC čvorova i, shodno tome, MAC adresama po stanici.

Jednostruka i dvostruka veza na mrežu

Ako je stanica spojena samo na primarni prsten, onda se ova opcija naziva jednostruka veza - Single Attachment, S.A.(Slika 2.4, a). Ako je stanica povezana i na primarni i na sekundarni prsten, onda se ova opcija naziva dvostruka veza - Dual Attachment, DA(Slika 2.4, b).

Rice. 2.4. Jednostruka (SA) i dvostruka (DA) veza stanica

Očigledno, stanica može iskoristiti samo svojstva tolerancije grešaka koja ima dva FDDI prstena kada je dva puta povezana.

Rice. 2.5. Rekonfiguracija stanica sa dvostrukom konekcijom u slučaju prekida kabla

Kao što se može vidjeti sa slike 2.5, reakcija stanica na prekid kabla je promjena internih puteva prijenosa informacija između pojedinačnih komponenti stanice.

Broj MAC čvorova na stanici

Da bi mogla prenositi svoje podatke u prsten (a ne samo prenositi podatke sa susjednih stanica), stanica mora imati barem jedan MAC čvor koji ima svoju jedinstvenu MAC adresu. Stanice možda nemaju niti jedan MAC čvor, pa stoga učestvuju samo u prenošenju tuđih okvira. Ali obično sve stanice na FDDI mreži, čak i čvorišta, imaju barem jedan MAC. Čvorišta koriste MAC čvor za hvatanje i generiranje servisnih okvira, kao što su okviri za inicijalizaciju prstena, okviri za rješavanje problema s prstenom i slično.

Pozivaju se stanice koje imaju isti MAC čvor SM (single MAC) stanice i stanice koje imaju dva MAC čvora se pozivaju DM (Dual MAC) stanice.

Moguće su sljedeće kombinacije tipova priloga i broja MAC čvorova:

SM/SA	Stanica ima jedan MAC čvor i pridružuje se samo primarnom prstenu. Stanica ne može učestvovati u formiranju zajedničkog prstena od dvoje.
SM/DA	Stanica ima jedan MAC čvor i povezana je direktno na primarni i sekundarni prsten. U normalnom načinu rada može primati podatke samo na primarnom prstenu, koristeći drugi za rad otporan na greške.
DM/DA	Stanica ima dva MAC čvora i spojena je na dva prstena. Može (potencijalno) primati podatke istovremeno na dva prstena (full duplex mode), au slučaju kvara sudjelovati u rekonfiguraciji prstenova.
DM/SA	Stanica ima dva MAC čvora, ali je povezana samo na primarni prsten. Zabranjena kombinacija za krajnju stanicu, poseban slučaj rada čvorišta.

U zavisnosti od toga da li je stanica čvorište ili krajnja stanica, usvajaju se sljedeće oznake ovisno o vrsti njihove veze:

SAS (Single Attachment Station)- krajnja stanica sa jednom vezom,

DAS (Dual Attachment Station)- krajnja stanica sa dvostrukom vezom,

SAC (Koncentrator s jednim prilogom)- čvorište sa jednom vezom,

DAC (Dual Attachment Concentrator)- čvorište sa dvostrukom vezom.

Vrste portova FDDI stanica i čvorišta i pravila za njihovo povezivanje

FDDI standard opisuje četiri tipa portova, koji se razlikuju po svojoj namjeni i sposobnosti međusobnog povezivanja kako bi se formirale ispravne mrežne konfiguracije.

Tip porta	Veza	Svrha
A	PI/SO - (primarni ulaz/sekundarni izlaz) Primarni zvoni ulaz/sekundarni izlaz zvona	prstenje
B	PO/SI - (primarni izlaz/sekundarni ulaz) Primarni Ring Out/Sekundarni Ring In	Povezuje uređaje sa dual vezu sa glavnim prstenje
M	Master - PI/PO	Čvorište koje je povezuje ga sa uređajima sa pojedinačna veza; koristi samo primarni prsten
S	Slave - PI/PO Primarni Ring In/Primary Ring Out	Povezuje uređaj sa jednim povezivanje na čvorište; koristi samo primarni prsten

Slika 2.6 prikazuje tipičnu upotrebu različitih tipova portova za povezivanje SAS i DAS stanica na DAC.

Rice. 2.6. Korištenje različitih tipova portova

Veza S - S porta je važeća jer stvara izolirani primarni prsten koji povezuje samo dvije stanice, ali se obično ne koristi.

Povezivanje portova M - M je zabranjeno, a veze A-A, B-B, A-S, S-A, B-S, S-B su nepoželjne, jer stvaraju neefikasne kombinacije prstena.

Dual Homing konekcija

Veze tipa A-M i B-M odgovaraju slučaju tzv Dual Homing Connections, kada uređaj sa dvostrukom vezom, odnosno portovima A i B, koristi ih da uspostavi dvije veze s primarnim prstenom preko M portova drugog uređaja.

Ova veza je prikazana na slici 2.7.

Ima dva čvorišta, DAC4 i DAC5, povezana na čvorišta DAC1, DAC2 i DAC3 u Dual Homing šemi.

Hubovi DAC1, DAC2 i DAC3 su povezani na uobičajen način na oba prstena, čineći korijensku okosnicu FDDI mreže. Obično se takvi koncentratori nazivaju u engleskoj literaturi ukorijenjeni koncentratori .

Čvorišta DAC4 i DAC5 su povezani u dijagramu stabla. Može se formirati i pomoću koncentratora SAC4 i SAC5, koji bi u ovom slučaju bili povezani na M-port korijenskih koncentratora preko S porta.

Povezivanje DAC koncentratora prema dijagramu stabla, ali korištenjem Dual Hominga, omogućava vam da povećate toleranciju na greške mreže i održite prednosti strukture stabla na više nivoa.

Rice. 2.7. Dual Homing konekcija

DAC4 čvorište je povezano prema klasičnoj Dual Homing shemi. Ova šema je dizajnirana da takvo čvorište ima samo jedan MAC čvor. Kada povežete A i B portove DAC4 sa M portovima DAC1, između ovih portova se uspostavlja fizička veza, koju PHY sloj stalno nadgleda. Međutim, samo port B se prebacuje u aktivno stanje u odnosu na protok okvira preko mreže, a port A ostaje u stanju pripravnosti. Zadana postavka za Port B definirana je u FDDI standardu.

Ako fizička veza na portu B ne radi ispravno, DAC4 koncentrator ga stavlja u stanje pripravnosti, a port A postaje aktivan ponovo postaje aktivan.

DAC5 je takođe uključen u Dual Homing šemu, ali sa potpunijom funkcionalnošću za kontrolu veze rezervnog porta A. DAC5 ima dva MAC čvora, tako da nije samo port B aktivan u primarnom prstenu, prenoseći okvire na primarni MAC čvor sa porta M DAC3 čvorišta, ali port A je takođe u aktivnom stanju, prima okvire iz istog primarnog prstena, ali sa porta M DAC2 čvorišta. Ovo omogućava sekundarnom MAC čvoru da kontinuirano prati logičko stanje rezervne veze.

Treba napomenuti da se uređaji koji podržavaju Dual Homing način rada mogu implementirati na nekoliko različitih načina, tako da može doći do nekompatibilnosti između ovih načina rada različitih proizvođača.

Priključivanje stanice na roaming MAC čvor

Kada se nova stanica uključi u FDDI mrežu, mreža privremeno obustavlja svoj rad, prolazeći kroz proces inicijalizacije prstena, tokom kojeg se između svih stanica dogovaraju osnovni parametri prstena, od kojih je najvažniji nominalno vrijeme rotacija žetona na prstenu. Ovaj postupak se u nekim slučajevima može izbjeći. Primjer takvog slučaja je povezivanje nove SAS stanice na M port huba sa tzv. "lutajući" MAC čvor (Roving MAC), koji se još naziva i lokalni MAC čvor.

Primjer takve veze prikazan je na slici 2.8.

Rice. 2.8. Priključivanje stanice na roaming MAC čvor

DM/DAC1 čvorište ima dva MAC čvora: jedan je uključen u normalan rad primarnog prstena, a drugi, lokalni, povezan je na putanju koja povezuje port M sa SAS3 stanicom. Ova staza čini izolirani prsten i koristi se za lokalnu provjeru funkcionalnosti i parametara SAS3 stanice. Ako je u funkciji i njeni parametri ne zahtijevaju reinicijalizaciju glavne mreže, tada se SAS3 stanica uključuje u rad primarnog prstena „glatko“ (glatko umetanje).

Povezivanje stanica pomoću optičkih premosnica

Činjenica da je napajanje stanice s jednom vezom isključeno, fizički sloj će odmah primijetiti servisiranje odgovarajućeg M-porta čvorišta, a ovaj port će, na komandu SMT sloja čvorišta, biti zaobiđen duž interne putanje podataka kroz čvorište. Ova činjenica neće imati nikakav uticaj na dalju otpornost mreže na greške (slika 2.9).

Rice. 2.9. Optički bypass prekidač

Ako isključite napajanje na DAS stanici ili DAC koncentratoru, tada će mreža, iako će nastaviti s radom, prelazi u stanje Wrap, ali će se izgubiti margina tolerancije greške, što je nepoželjno. Stoga se za uređaje s dvostrukim priključcima preporučuje korištenje optičkih premosnica - Optical Bypass Switch, koji omogućavaju kratki spoj ulaznih i izlaznih optičkih vlakana i premošćavanje stanice u slučaju njenog gašenja. Optički bypass prekidač se napaja iz stanice i sastoji se u najjednostavnijem slučaju reflektirajućih ogledala ili pokretnih optičkih vlakana. Kada je napajanje isključeno, takav prekidač zaobilazi stanicu, a kada je uključen, povezuje ulaze portova A i B na interna PHY kola stanice.

Specifikacija fizičkog podsloja PMD ovisnog o medijima

Struktura fizičke veze

Uzmite u obzir fizički podsloj PMD (sloj ovisan o fizičkim medijima), definisano u FDDI standardu za optička vlakna - Fiber PMD.

Ova specifikacija definira hardverske komponente za stvaranje fizičkih veza između stanica: optički predajnici, optički prijemnici, parametri kabela, optički konektori. Za svaki od ovih elemenata naznačeni su dizajnerski i optički parametri koji stanicama omogućavaju stabilnu interakciju na određenim udaljenostima.

Fizička veza je osnovni gradivni blok FDDI mreže. Tipična struktura fizičke veze prikazana je na slici 2.10.

Rice. 2.10. Fizičko povezivanje FDDI mreže

Svaka fizička veza se sastoji od dvije fizičke veze - primarne i sekundarne. Ove komunikacije su jednosmjerne - podaci se prenose sa predajnika jednog PHY uređaja na prijemnik drugog PHY uređaja.

Zahtjevi za snagom optičkog signala

Fiber PMD standard ne definira eksplicitno ograničenja udaljenosti između para komunikacionih uređaja preko jedne fizičke veze.

Umjesto toga, standard specificira maksimalan nivo gubitka snage optičkog signala između dvije stanice koje komuniciraju preko iste fizičke veze. Ovaj nivo je -11 dB, gdje

dB = 10 log P 2 /P 1,

i P 1 je snaga signala na predajnoj stanici, i P2- snaga signala na ulazu prijemne stanice. Budući da se snaga smanjuje kako se signal prenosi kroz kabel, slabljenje je negativno.

Na osnovu parametara prigušenja kabla standarda Fiber PMD i industrijskih konektora, smatra se da da bi se osiguralo slabljenje od -11 dB, dužina optičkog kabla između susjednih čvorova ne bi trebala prelaziti 2 km.

Ispravnost fizičke veze između čvorova može se preciznije izračunati uzimajući u obzir tačne karakteristike prigušenja koje unose kabel, konektori, lemovi kabela, kao i snagu predajnika i osjetljivost prijemnika.

Standard Fiber PMD definira sljedeća ograničenja parametara elementa fizičkog međusobnog povezivanja (nazvana FDDI Power Budget):

Vrijednosti apsolutne snage optičkih signala (za izlaz odašiljača i za ulaz prijemnika) mjere se u decibelima u odnosu na standardnu snagu od 1 miliwatt (mW) i označavaju se kao dBm:

dBm = 10 log P/1,

gdje je snaga R također mjereno u milivatima.

Iz tabličnih vrijednosti se može vidjeti da maksimalni gubitak između stanica od -11 dB odgovara najgoroj kombinaciji ograničenja snage predajnika (- 20 dBm) i prijemnika (- 31 dBm).

Kablovi i konektori

Glavni tip kabla za standard Fiber PMD je višemodni kabl sa prečnikom jezgre od 62,5 mikrona i prečnikom reflektujućeg omotača od 125 mikrona. Fiber PMD specifikacija ne specificira zahtjeve za slabljenje kabla u dB po km, već samo zahtijeva ukupni zahtjev za slabljenje od -11 dB između stanica povezanih kablom i konektorima. Širina pojasa kabla ne smije biti gora od 500 MHz po km.

Pored osnovnog tipa kabla, specifikacija Fiber PMD dozvoljava upotrebu višemodnih kablova sa prečnikom jezgra od 50 mikrona, 85 mikrona i 100 mikrona.

Fiber PMD standard definiše optičke konektore kao konektore. MIC (konektor za medijski interfejs). MIC konektor povezuje 2 vlakna kabla spojena na MIC utikač sa 2 vlakna porta stanice spojena na MIC utičnicu. Standardizirani su samo parametri dizajna MIC utičnice, a svi MIC utikači koji se uklapaju u standardne MIC utičnice smatraju se prihvatljivim za upotrebu.

Fiber PMD specifikacija ne specificira nivo gubitka u MIC konektoru. Ovaj nivo zavisi od proizvođača, glavna stvar je da se dozvoljeni nivo gubitka od -11 dB održava tokom fizičke veze.

MIC konektori moraju biti urezani kako bi ukazali na tip porta, što bi trebalo spriječiti pogrešno povezivanje konektora. Definirane su četiri različite vrste ključeva:

MIC A;
MIC B;
MIC M;
MIC S.

Tipovi ključeva za ove tipove konektora prikazani su na slici 2.11.

Rice. 2.11. Tasteri za MIC utičnicu

Pored MIC konektora, moguće je koristiti ST i SC konektore proizvedene u industriji.

Kao izvor svjetlosti mogu se koristiti diode koje emituju svjetlost (LED) ili laserske diode s talasnom dužinom od 1,3 mikrona.

Pored višemodnog kabla, moguće je koristiti i kvalitetniji single-mode kabl (Single Mode Fiber, SMF) i SMF-MIC konektori za ovaj kabl. U ovom slučaju, domet fizičke veze između susjednih čvorova može se povećati na 40 km - 60 km, ovisno o kvaliteti kabela, konektora i priključaka. Zahtjevi definirani u SMF-PMD specifikaciji za izlaz odašiljača i ulaznu snagu prijemnika isti su kao i za single-mode kabl.

Funkcija detekcije nivoa PMD

Fiber PMD specifikacija zahtijeva od ovog sloja da izvrši funkciju Signal_Detect za određivanje prisutnosti optičkih signala na ulazu fizičke veze stanice. Ovaj signal se šalje na PHY sloj, gdje ga koristi funkcija detekcije stanja linije (slika 2.12).

PMD nivo generiše Signal_Detect za PHY ako snaga ulaznog signala prelazi -43,5 dBm, i uklanja ga kada se ova snaga smanji na -45 dBm i ispod. Dakle, postoji histereza od 1,5 dBm kako bi se spriječile česte promjene statusa linije kada snaga ulaznog signala fluktuira oko -45 dBm.

Rice. 2.12. Funkcija detekcije PMD ulaza

FDDI mreža (od engleskog Fiber Distributed Data Interface, fiber-optic distributed data interface) je jedan od najnovijih dostignuća u lokalnim mrežnim standardima. FDDI standard je predložio američki nacionalni institut za standarde ANSI (ANSI specifikacija X3T9.5). Tada je usvojen ISO 9314 standard koji je u skladu sa ANSI specifikacijama. Nivo standardizacije mreže je prilično visok.

Za razliku od drugih standardnih lokalnih mreža, FDDI standard je u početku bio fokusiran na velike brzine prijenosa (100 Mbit/s) i korištenje najperspektivnijeg optičkog kabla. Stoga, u ovom slučaju, programeri nisu bili ograničeni starim standardima, koji su se fokusirali na male brzine i električne kablove.

Izbor optičkog vlakna kao prijenosnog medija odredio je takve prednosti nove mreže kao što su visoka otpornost na buku, maksimalna povjerljivost prijenosa informacija i odlična galvanska izolacija pretplatnika. Velike brzine prijenosa, koje je mnogo lakše postići u slučaju optičkih kabela, omogućavaju rješavanje mnogih zadataka koji nisu mogući kod mreža niže brzine, na primjer, prijenos slike u realnom vremenu. Osim toga, optički kabel lako rješava problem prijenosa podataka na udaljenosti od nekoliko kilometara bez prenošenja, što omogućava izgradnju velikih mreža koje pokrivaju čak i cijele gradove i imaju sve prednosti lokalnih mreža (posebno nisku grešku stopa). Sve je to odredilo popularnost FDDI mreže, iako još nije toliko rasprostranjena kao Ethernet i Token-Ring.

FDDI standard je zasnovan na metodi pristupa tokenu predviđenom međunarodnim standardom IEEE 802.5 (Token-Ring). Manje razlike u odnosu na ovaj standard određene su potrebom da se osigura brzi prijenos informacija na velike udaljenosti. Topologija FDDI mreže je prstenasta, najprikladnija topologija za optički kabl. Mreža koristi dva višesmjerna optička kabla, od kojih je jedan obično u rezervi, ali ovo rješenje omogućava korištenje full-duplex prijenosa informacija (istovremeno u dva smjera) sa dvostruko većom efektivnom brzinom od 200 Mbit/s (sa svakim od dva kanala koji rade brzinom 100 Mbit/s). Također se koristi topologija zvijezda-prsten sa čvorištima uključenim u prsten (kao u Token-Ringu).

Glavne tehničke karakteristike FDDI mreže.

· Maksimalan broj mrežnih pretplatnika je 1000.
· Maksimalna dužina mrežnog prstena je 20 kilometara.
· Maksimalna udaljenost između mrežnih pretplatnika je 2 kilometra.
· Medijum za prenos - multimodni optički kabl (moguće korišćenje električne upredene parice).
· Način pristupa - token.
· Brzina prenosa informacija - 100 Mbit/s (200 Mbit/s za dupleks način prenosa).

Ograničenje ukupne dužine mreže od 20 km nije zbog slabljenja signala u kablu, već zbog potrebe da se ograniči vrijeme potrebno da signal u potpunosti putuje duž prstena kako bi se osiguralo maksimalno dozvoljeno vrijeme pristupa. Ali maksimalna udaljenost između pretplatnika (2 km sa višemodnim kablom) određena je upravo slabljenjem signala u kablu (ne bi trebalo da prelazi 11 dB). Moguće je koristiti i single-mode kabl, u kom slučaju udaljenost između pretplatnika može dostići 45 kilometara, a ukupna dužina prstena može biti 200 kilometara.

Da bi se postigla visoka fleksibilnost mreže, FDDI standard predviđa uključivanje dvije vrste pretplatnika u prsten:

· Pretplatnici (stanice) klase A (pretplatnici sa dvostrukim priključkom, DAS - Dual-Attachment Stations) povezani su na oba (interna i eksterna) prstena mreže. Istovremeno se ostvaruje mogućnost razmjene pri brzinama do 200 Mbit/s ili redundantnosti mrežnog kabela (ako je glavni kabel oštećen, koristi se rezervni). Oprema ove klase se koristi u najkritičnijim delovima mreže u pogledu performansi.
· Pretplatnici (stanice) klase B (pretplatnici sa jednom vezom, SAS - Single-Attachment Stations) povezani su na samo jedan (eksterni) mrežni prsten. Jednostavniji su i jeftiniji od adaptera klase A, ali nemaju svoje mogućnosti. Mogu se spojiti na mrežu samo preko čvorišta ili bypass prekidača, koji ih isključuje u slučaju nužde.

Pored samih pretplatnika (računara, terminala itd.), mreža koristi Koncentratore ožičenja, čije uključivanje omogućava da se sve priključne tačke sakupe na jednom mjestu u svrhu praćenja rada mreže, dijagnosticiranja kvarova i pojednostavljenja rekonfiguracije. Kada se koriste različite vrste kablova (na primjer, optički kabel i upredena para), čvorište također obavlja funkciju pretvaranja električnih signala u optičke i obrnuto. Koncentratori također dolaze u dvostrukoj vezi (DAC - Dual-Attachment Concentrator) i jednostrukoj vezi (SAC - Single-Attachment Concentrator).

Primjer mrežne konfiguracije FDDI

FDDI standard također pruža mogućnost rekonfiguracije mreže kako bi se održala njena funkcionalnost u slučaju kvara kabela.

Za razliku od metode pristupa koju predlaže standard IEEE 802.5, FDDI koristi takozvano višestruko prosljeđivanje tokena. Ako u slučaju mreže Token-Ring novi (besplatni) token pretplatnik prenosi tek nakon što mu se njegov paket vrati, tada u FDDI novi token pretplatnik prenosi odmah nakon završetka prijenosa svog paketa ( slično kao što se to radi sa ETR metodom u Token-Ring mreži Ring). Redoslijed radnji ovdje je sljedeći:

1. Pretplatnik koji želi poslati čeka na token koji slijedi nakon svakog paketa.
2. Kada token stigne, pretplatnik ga uklanja iz mreže i prenosi njegov paket. Dakle, na mreži može biti nekoliko paketa istovremeno, ali samo jedan token.
3. Odmah nakon slanja svog paketa, pretplatnik šalje novi token.
4. Pretplatnik-primalac kome je paket adresiran kopira ga iz mreže i, beležeći u polju statusa paketa, šalje ga dalje duž zvona.
5. Pošto primi svoj paket nazad kroz prsten, pretplatnik ga uništava. U polju statusa paketa ima informaciju da li je bilo grešaka i da li je primalac primio paket.

FDDI mreža ne koristi sistem prioriteta i rezervacija kao što je Token-Ring. Ali postoji mehanizam za prilagodljivo planiranje opterećenja.

U zaključku, treba napomenuti da uprkos očiglednim prednostima FDDI-a, ova mreža nije postala široko rasprostranjena, što je uglavnom zbog visoke cijene njene opreme (od nekoliko stotina, pa čak i hiljada dolara). Glavno područje primjene FDDI sada su osnovne, jezgrene (Backbone) mreže koje kombiniraju nekoliko mreža. FDDI se također koristi za povezivanje moćnih radnih stanica ili servera koji zahtijevaju komunikaciju velike brzine. Očekuje se da bi Fast Ethernet mogao zamijeniti FDDI, ali prednosti optičkog kabla, upravljanja tokenima i rekordno dozvoljene veličine mreže trenutno stavljaju FDDI ispred konkurencije. A u slučajevima kada je cijena opreme kritična, verzija FDDI (TPDDI) sa upredenim parom može se koristiti u nekritičnim područjima. Osim toga, cijena FDDI opreme može se značajno smanjiti kako se povećava obim proizvodnje.

ANSI. Nivo standardizacije mreže je prilično visok.

Za razliku od drugih standardnih lokalnih mreža, FDDI standard je u početku bio usmjeren na visoku razinu brzina prenosa(100 Mbit/s) i korištenje najperspektivnijeg optičkog kabla. Stoga, u ovom slučaju, programeri nisu bili ograničeni okvirom starih standarda, fokusiranih na male brzine i električne kablove.

Izbor optičkog vlakna kao prijenosnog medija odredio je takve prednosti nove mreže kao što su visoka otpornost na buku, maksimalna tajnost prijenosa informacija i odlična galvansku izolaciju pretplatnika. Visoko brzina prenosa, što je mnogo lakše postići u slučaju optičkog kabla, omogućava rješavanje mnogih problema koji nisu dostupni sporijim mrežama, na primjer, prijenos slike u realnom vremenu. osim toga, optički kabl lako rješava problem prijenosa podataka na udaljenosti od nekoliko kilometara bez prenošenja, što omogućava izgradnju velikih mreža koje čak pokrivaju čitave gradove i imaju sve prednosti lokalnih mreža (posebno nisku stopu grešaka). Sve je to odredilo popularnost FDDI mreže, iako još nije toliko rasprostranjena kao Ethernet i Token-Ring.

FDDI standard je zasnovan na metodi pristupa tokenu predviđenom međunarodnim standardom IEEE 802.5 (Token-Ring). Manje razlike od ovog standarda određene su potrebom da se osigura visoka brzina prenosa informacije na velikim udaljenostima. Topologija FDDI mreže je prstenasta, najprikladnija topologija za optički kabl. Mreža koristi dva višesmjerna optička kabla, od kojih je jedan obično u rezervi, ali ovo rješenje omogućava korištenje full-duplex prijenosa informacija (istovremeno u dva smjera) sa dvostruko većom efektivnom brzinom od 200 Mbit/s (sa svakim od dva kanala koji rade brzinom 100 Mbit/s). Također se koristi topologija zvijezda-prsten sa čvorištima uključenim u prsten (kao u Token-Ringu).

Basic specifikacije FDDI mreže.

Maksimalan broj mrežnih pretplatnika je 1000.
Maksimalna dužina mrežnog prstena je 20 kilometara.
Maksimalna udaljenost između mrežnih pretplatnika je 2 kilometra.
Prenosni medij – višemodni optički kabel (moguće korištenje električne upredene parice).
Metoda pristupa je token.
Brzina prenosa informacija – 100 Mbit/s (200 Mbit/s za dupleks način prenosa).

FDDI standard ima značajne prednosti u odnosu na sve prethodno razmatrane mreže. Na primjer, Fast Ethernet mreža s istom propusnošću od 100 Mbps ne može odgovarati FDDI u smislu veličine mreže. Osim toga, metoda pristupa FDDI tokenu, za razliku od CSMA/CD, obezbjeđuje garantirano vrijeme pristupa i odsustvo sukoba na bilo kojem nivou opterećenja.

Postoji i implementacija FDDI na električni kabl (CDDI - Copper Distributed Data Interface ili TPDDI - Twisted Pair Distributed Data Interface). Ovo koristi kabl kategorije 5 sa RJ-45 konektorima. Maksimalna udaljenost između pretplatnika u ovom slučaju ne bi trebala biti veća od 100 metara. Trošak mrežne opreme na električnom kabelu je nekoliko puta manji. Ali ova verzija mreže više nema tako očigledne prednosti u odnosu na konkurente kao originalni FDDI sa optičkim vlaknima. Električne verzije FDDI su mnogo manje standardizirane od optičkih, tako da kompatibilnost između opreme različitih proizvođača nije zajamčena.

Tabela 8.1. Šifra 4B/5B

Informacije	Šifra 4B/5B	Informacije	Šifra 4B/5B
0000	11110	1000	10010
0001	01001	1001	10011
0010	10100	1010	10110
0011	10101	1011	10111
0100	01010	1100	11010
0101	01011	1101	11011
0110	01110	1110	11100
0111	01111	1111	11101

Za prijenos podataka u FDDI, koristi se 4B/5B kod koji je već spomenut u trećem poglavlju (vidi tabelu 8.1), posebno razvijen za ovaj standard. Glavni princip koda je izbjegavanje dugih nizova nula i jedinica. Kod 4V/5V obezbeđuje brzina prenosa 100 Mbps sa kapacitetom kabla od 125 miliona signala u sekundi (ili 125 MBd), a ne 200 MBd kao u slučaju Manchester pozivni broj. U ovom slučaju, svaka četiri bita prenesene informacije (svako grickanje ili grickanje) je povezano sa pet bitova koji se prenose preko kabla. Ovo omogućava prijemniku da ponovo taktira dolazne podatke jednom na svaka četiri primljena bita. Tako je postignut kompromis između najjednostavnijeg NRZ koda i samosinhronizacije na svakom bitu Manchester kod. Dodatno, signali su kodirani NRZI kodom (u slučaju TPDDI) i MLT-3 (u slučaju FDDI).

Da bi se postigla visoka fleksibilnost mreže, FDDI standard predviđa uključivanje dvije vrste pretplatnika u prsten:

Pretplatnici (stanice) klase A (pretplatnici sa dvostrukim priključkom, DAS - Dual-Attachment Stations) povezani su na oba (interna i eksterna) mrežna prstena. Istovremeno se ostvaruje mogućnost razmjene pri brzinama do 200 Mbit/s ili redundantnosti mrežnog kabela (ako je glavni kabel oštećen, koristi se rezervni). Oprema ove klase se koristi u najkritičnijim delovima mreže u pogledu performansi.
Pretplatnici (stanice) klase B (pretplatnici sa jednom vezom, SAS - Single-Attachment Stations) povezani su samo na jedan (eksterni) mrežni prsten. Jednostavniji su i jeftiniji od adaptera klase A, ali nemaju svoje mogućnosti. Mogu se spojiti na mrežu samo preko čvorišta ili bypass prekidača, koji ih isključuje u slučaju nužde.

Pored samih pretplatnika (računala, terminala, itd.), mreža koristi komunikacije

FDDI mreža (od engleskog Fiber Distributed Data Interface) je jedan od najnovijih dostignuća u lokalnim mrežnim standardima. Standard FDDI, koji je predložio Američki nacionalni institut za standarde (ANSI), u početku je bio fokusiran na velike brzine prenosa (100 Mbps) i upotrebu naprednog optičkog kabla (valna dužina svjetlosti - 850 nm). Stoga, u ovom slučaju, programeri nisu bili ograničeni standardima fokusiranim na male brzine i električne kablove.

Izbor optičkog vlakna kao prijenosnog medija odmah je odredio prednosti nove mreže: visoku otpornost na buku, povjerljivost prijenosa informacija i odličnu galvansku izolaciju pretplatnika. Velika brzina prijenosa, koju je mnogo lakše postići korištenjem optičkog kabela, omogućava rješavanje mnogih problema koji nisu mogući kod mreža niže brzine, na primjer, prijenos slike u realnom vremenu. Osim toga, optički kabel lako rješava problem prijenosa podataka na udaljenosti od nekoliko kilometara bez prenošenja, što omogućava izgradnju mnogo većih mreža koje pokrivaju čak i cijele gradove i imaju sve prednosti lokalnih mreža (posebno nisku stopa greške). I iako FDDI oprema još nije postala široko rasprostranjena, njeni izgledi su vrlo dobri.

FDDI standard je zasnovan na metodi pristupa tokenu predviđenom međunarodnim standardom IEEE 802.5 Token-Ring. Male razlike u odnosu na ovaj standard određene su potrebom da se osigura brzi prijenos informacija na velike udaljenosti. Mrežna topologija FDD1 je prstenasta, a koriste se dva višesmjerna optička kabla, što omogućava korištenje full-duplex prijenosa informacija dvostrukom efektivnom brzinom od 200 Mbit/s (sa svakim od dva kanala koji rade brzinom od 100 Mbit/s).

Glavne tehničke karakteristike FDDI mreže su sljedeće.

· Maksimalan broj mrežnih pretplatnika je 1000.

· Maksimalna dužina mrežnog prstena je 20 km.

· Maksimalna udaljenost između mrežnih pretplatnika je 2 km.

· Medijum za prenos - optički kabl (moguće korišćenje električne upredene parice).

Način pristupa - marker.

· Brzina prenosa informacija - 100 Mbit/s (200 Mbit/s za dupleks način prenosa).

Stoga, FDDI ima velike prednosti u odnosu na sve prethodno razmatrane mreže. Čak i Fast Ethernet mreža sa istom propusnošću od 100 Mbps ne može se porediti sa FDDI u smislu dozvoljene veličine mreže i dozvoljenog broja pretplatnika. Osim toga, metoda pristupa markerom FDD1, za razliku od CSMA/CD, obezbjeđuje garantirano vrijeme pristupa i odsustvo sukoba na bilo kojem nivou opterećenja.

Ograničenje ukupne dužine mreže od 20 km nije zbog slabljenja signala, već zbog potrebe da se ograniči vrijeme potrebno da signal u potpunosti putuje oko prstena kako bi se osiguralo maksimalno dozvoljeno vrijeme pristupa. A maksimalna udaljenost između pretplatnika (2 km) određena je upravo slabljenjem signala u kablu.

Za prenos podataka u FDDI koristi se 4B/5B kod, posebno razvijen za ovaj standard i koji obezbeđuje brzinu od 100 Mbit/s uz kablovski protok od 125 miliona signala u sekundi (ili 125 Mbaud), a ne 200 Mbaud, kao kada koristite kod Manchester-II. U ovom slučaju, svaka četiri bita prenesene informacije (svako grickanje ili grickanje) dodjeljuje se pet bitova za obnavljanje sinhronizacije na kraju prijema.

Da bi se postigla visoka mrežna fleksibilnost, FDDI standard predviđa uključivanje dva tipa mrežnih adaptera u prsten.

· Adapteri klase A povezuju se na unutrašnje i spoljašnje prstenove mreže. U ovom slučaju se ostvaruje mogućnost razmjene pri brzinama do 200 Mbit/s ili mogućnost redundantnog mrežnog kabela (ako je glavni kabel oštećen, koristi se rezervni kabel). Oprema ove klase se koristi u najkritičnijim dijelovima mreže.

· Adapteri klase B povezuju se samo na vanjski prsten mreže. Oni mogu biti jednostavniji i jeftiniji od adaptera klase A, ali neće imati svoje mogućnosti.

Pored samih pretplatnika (računara, terminala, itd.), Mreža može koristiti koncentratore ožičenja, čije uključivanje vam omogućava da prikupite sve priključne točke na jednom mjestu kako biste pratili rad mreže, dijagnosticirali kvarove i pojednostavili rekonfiguracija. Kada se koriste različite vrste kablova (na primjer, optički kabel i upredena para), čvorište pretvara električne signale u optičke signale i obrnuto. Primjer FDDI mrežne konfiguracije prikazan je na Sl. 2.11

Rice. 2.11. Primjer mrežne konfiguracije FDDI

FDDI standard predviđa mogućnost rekonfiguracije mreže kako bi se zadržala njena funkcionalnost u slučaju oštećenja kabla (slika 2.12). Oštećeni dio kabela je isključen iz prstena, ali integritet mreže nije ugrožen zbog prijelaza na jedan prsten umjesto na dva (odnosno, adapteri klase A počinju raditi kao adapteri klase B).

Za razliku od metoda pristupa predloženog standardom IEEE 802.5, FDDI koristi višestruko prosljeđivanje tokena. Ako pri korištenju Token-Ringa pretplatnik prenosi novi (besplatni) token tek nakon što mu se njegov paket vrati, tada u FDDI novi token pretplatnik prenosi odmah nakon završetka prijenosa svog paketa. Redoslijed radnji ovdje je sljedeći.

· Pretplatnik koji želi poslati čeka na token koji slijedi nakon svakog paketa.

· Kada token stigne, pretplatnik ga uklanja iz mreže i prenosi njegov paket.

· Odmah nakon slanja paketa, pretplatnik šalje novi token.

Istovremeno, svaki pretplatnik vodi svoje odbrojavanje vremena, upoređujući stvarno vrijeme cirkulacije tokena (TRT) sa unaprijed određenim kontrolnim vremenom njegovog dolaska (PTT). Ako je token vraćen prije nego što je PTT postavljen, tada je mreža slabo opterećena i stoga pretplatnik može sigurno prenijeti sve svoje informacije. Ako se token vrati kasnije nego što je PTT postavljen, tada je mreža jako opterećena i pretplatnik može prenijeti samo najpotrebnije informacije. U ovom slučaju, vrijednosti vremena kontrole PTT-a mogu se postaviti različito za različite pretplatnike. Ovaj mehanizam omogućava pretplatnicima da fleksibilno reaguju na opterećenje mreže i održavaju ga na optimalnom nivou.

Sl.2.12. Rekonfiguracija FDDI mreže u slučaju kvara kabla

FDDI standard, za razliku od standarda IEEE 802.5, ne pruža mogućnost postavljanja prioriteta i rezervacija paketa. Umjesto toga, svi pretplatnici su podijeljeni u dvije grupe: asinhrone i sinhrone. Za asinhrone pretplatnike, vrijeme pristupa mreži nije previše kritično. Za sinhrone treba biti striktno ograničen. Standard pruža poseban algoritam koji opslužuje ove dvije vrste pretplatnika.

Unatoč očiglednim prednostima, mreža FDDI još nije postala široko rasprostranjena, to je uglavnom zbog visoke cijene njene opreme (oko 3-5 tisuća dolara). Međutim, situacija bi se mogla promijeniti u bliskoj budućnosti.