Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики» 
 

Институт международного бизнеса и права 
 

Реферат по дисциплине:

«Вычислительные машины, сети и системы телекоммуникаций в таможенном деле»

Тема: «Сети FDDI: протоколы, история, состояние» 
 
 

Выполнила: студентка 2-ого курса очной

формы обучения ИМБИП, группы 2442 
 

Проверил: Чупланов Алексей Николаевич

Баллы:______________________

Подпись:_____________________

«15»_мая_2011 года 

Санкт-Петербург

     2011

Оглавление

Введение 3

История создания FDDI 4

Принцип работы и основные характеристики сети FDDI 5

Протокол  FDDI 13

Заключение 15

Список  использованной литературы: 17 
 

 

Введение

     Технология FDDI в наше время крепко закрепилась  на рынке. Это единственная, на сегодняшний  день, технология, которая надежна, которая способна легко транслировать  трафик в Ethernet к примеру. Покрывает  огромные расстояния. Многие крупные  фирмы сделали свой выбор в  пользу FDDI.

     Распределенный  интерфейс передачи данных по оптоволоконным каналам (Fiber Distributed Data Interface — FDDI) определяет передачу данных в локальной сети с двойным кольцом и передачу маркера по оптоволоконному кабелю при скорости 100 Мбит/с. Благодаря  большей пропускной способности  и поддержке больших, чем электрические  провода, расстояний, интерфейс FDDI часто  используется в скоростных магистралях. Следует отметить, что сравнительно недавно появилась аналогичная  технология, позволяющая передавать данные со скоростью 100 Мбит/с по электрическим проводам — распределенный проводной интерфейс передачи данных (Copper Distributed Data Interface — CDDI). Интерфейс CDDI является реализацией протокола FDDI для витой пары.

 

История создания FDDI

     Разработка  Fiber Distributed Data Interface - первая разработка локальных сетей, которая употребляла в качестве среды передачи данных оптоволоконный кабель.

     Пробы внедрения 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 совсем больших частотах, то есть сделать широкополосный канал  для передачи огромного количества информации с высокой скоростью. Приблизительно в то же время возникли оптические волокна, которые могли  передавать свет в кабельных системах, подобно тому как медные провода  передают электрические сигналы  в обычных кабелях. Но утраты света  в этих волокнах были очень значительны, чтоб они могли быть использованы как альтернатива медным жилам. Недорогие  оптические волокна, обеспечивающие низкие утраты мощности светового сигнала  и широкую полосу пропускания (до нескольких ГГц) возникли лишь 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 обычных технологий и  устройств для использования  оптоволокнных каналов в локальных  сетях. Работы по обобщению опыта  и разработке первого оптоволоконного  эталона для локальных сетей  были сосредоточены в Американском государственном Институте по Стандартизации - ANSI, в рамках созданного для данной цели комитета X3T9.5.

     Начальные версии разных составляющих частей эталона  FDDI были разработаны комитетом Х3Т9.5 в 1986 - 1988 годах, и тогда же возникло первое оборудование - сетевые адаптеры, концентраторы, мосты и маршрутизаторы, поддерживающие этот эталон.

     В настоящее время большая часть  сетевых технологий поддерживают оптоволоконные кабели в качестве одного из вариантов  физического уровня, но FDDI остается более отработанной высокоскоростной технологией, стандарты на которую прошли проверку временем. 
 

Принцип работы и основные характеристики сети FDDI

     Технология Fiber Distributed Data Interface - первая технология локальных сетей, которая использовала в качестве среды передачи данных оптоволоконный кабель.

     Выбор оптоволокна в качестве среды  передачи определил такие преимущества новой сети, как высокая помехозащищенность, максимальная секретность передачи информации и прекрасная гальваническая развязка абонентов. Высокая скорость передачи, которая в случае оптоволоконного  кабеля достигается гораздо проще, позволяет решать многие задачи, недоступные  менее скоростным сетям, например, передачу изображений в реальном масштабе времени. Кроме того, оптоволоконный кабель легко решает проблему передачи данных на расстояние нескольких километров без ретрансляции, что позволяет  строить гораздо большие по размерам сети, охватывающие даже целые города и имеющие при этом все преимущества локальных сетей (в частности, низкий уровень ошибок).

     За  основу стандарта FDDI был взят метод  маркерного доступа, предусмотренный  международным стандартом IEEE 802.5 Token-Ring. Небольшие отличия от этого стандарта  определяются необходимостью обеспечить высокую скорость передачи информации на большие расстояния. Топология  сети FDDI - это кольцо, причем применяется  два разнонаправленных оптоволоконных кабеля, что позволяет в принципе использовать полнодуплексную передачу информации с удвоенной эффективной  скоростью в 200 Мбит/с (при этом каждый из двух каналов работает на скорости 100 Мбит/с). Применяется и звездно-кольцевая  топология с концентраторами, включенными в кольцо.

Основные  технические характеристики сети FDDI следующие:

1. Максимальное количество абонентов сети — 1000.
2. Максимальная протяженность кольца сети - 20 км.
3. Максимальное расстояние между абонентами сети - 2 км.
4. Среда передачи - многомодовый оптоволоконный кабель (возможно применение электрической витой пары).
5. Метод доступа - маркерный.
6. Скорость передачи информации — 100 Мбит/с (200 Мбит/с для дуплексного режима передачи).

       Как видим, FDDI имеет большие преимущества по сравнению с другими сетями. Даже сеть Fast Ethernet, имеющая такую же пропускную способность 100 Мбит/с, не может сравниться с FDDI по допустимым размерам сети и допустимому количеству абонентов. К тому же маркерный метод доступа FDDI обеспечивает в отличие от CSMA/CD гарантированное время доступа и отсутствие конфликтов при любом уровне нагрузки.

       Отметим, что ограничение на  общую длину сети в 20 км связано  не с затуханием сигналов в  кабеле, а с необходимостью ограничения  времени полного прохождения  сигнала по кольцу для обеспечения  предельно допустимого времени  доступа. А вот максимальное  расстояние между абонентами (2 км  при многомодовом кабеле) определяется  как раз затуханием сигналов  в кабеле (оно не должно превышать  11 дБ). Предусмотрена также возможность  применения одномодового кабеля, и в этом случае расстояние  между абонентами может достигать  45 километров, а полная длина кольца - 100 километров.

       Имеется и реализация FDDI на электрическом кабеле (CDDI — Copper Distributed Data Interface или TPDDI - Twisted Pair Distributed Data Interface). При этом используется кабель категории 5 с разъемами RJ-45. Максимальное расстояние между абонентами в этом случае должно быть не более 100 м. Стоимость оборудования сети на электрическом кабеле в несколько раз меньше. Но эта версия сети уже не имеет столь очевидных преимуществ перед своими конкурентами, как изначальная FDDI.

       Для передачи данных в FDDI применяется  код 4В/5В (см. Табл. 1), специально разработанный для этого стандарта. Он обеспечивает скорость передачи 100 Мбит/с при пропускной способности кабеля 125 миллионов сигналов в секунду (или 125 МБод), а не 200 МБод, как в случае кода Манчестер-П. При этом каждым четырем битам передаваемой информации (каждому полубайту или нибблу) ставится в соответствие пять передаваемых по кабелю битов. Это позволяет приемнику восстанавливать синхронизацию приходящих данных один раз на четыре принятых бита. Таким образом, достигается компромисс между простейшим кодом NRZ и самосинхронизирующимся на каждом бите манчестерским кодом. Дополнительно сигналы кодируются кодом NRZI (в случае TPDDI) и MLT-3 (в случае FDDI).

     Таблица 1

 

       Стандарт FDDI для достижения высокой гибкости сети предусматривает включение в кольцо абонентов двух типов:

• Абоненты (станции) класса А (абоненты двойного подключения, DAS – Dual-Attachment Stations) подключаются к обоим (внутреннему и внешнему) кольцам сети. При этом реализуется возможность обмена со скоростью до 200 Мбит/с или резервирования кабеля сети (при повреждении основного кабеля используется резервный). Аппаратура этого класса применяется в самых критичных с точки зрения быстродействия частях сети.
• Абоненты (станции) класса В (абоненты одинарного подключения, SAS – Single-Attachment Stations) подключаются только к одному (внешнему) кольцу сети. Они более простые и дешевые, по сравнению с адаптерами класса А, но не имеют их возможностей. В сеть они могут включаться только через концентратор или обходной коммутатор, отключающий их в случае аварии.

      Кроме собственно абонентов (компьютеров, терминалов и  т.д.) в сети используются связные  концентраторы (Wiring Concentrators), включение  которых позволяет собрать в  одно место все точки подключения  с целью контроля работы сети, диагностики  неисправностей и упрощения реконфигурации. При применении кабелей разных типов (например, оптоволоконного кабеля и витой пары) концентратор выполняет  также функцию преобразования электрических  сигналов в оптические и наоборот. Концентраторы также бывают двойного подключения (DAC – Dual-Attachment Concentrator) и  одинарного подключения (SAC – Single-Attachment Concentrator). Пример конфигурации сети FDDI представлен  на рис. 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 1. Пример конфигурации сети FDDI

     FDDI определяет четыре типа портов  абонентов (рис. 2):

• Порт A определен только для устройств двойного подключения, его вход подключается к первичному (внешнему) кольцу, а выход – к вторичному (внутреннему) кольцу.
• Порт B определен только для устройств двойного подключения, его вход подключается к вторичному (внутреннему) кольцу, а выход – к первичному (внешнему) кольцу. Порт A обычно соединяется с портом B, а порт В – с портом A.
• Порт M (Master) определен для концентраторов и соединяет два концентратора между собой или концентратор с абонентом при одном кольце. Порт M как правило соединяется с портом S.
• Порт S (Slave) определен только для устройств одинарного подключения (концентраторов и абонентов). Порт S обычно соединяется с портом M.