8. Optické počítačové sítě
FDDI používá topologii dvojitého kruhu, kde provoz na každém kruhu směřuje v opačném směru (protirotace). Jeden kruh je jako primární a druhý jako sekundární. Při běžném provozu je pro přenos dat použit primární okruh, zatímco sekundární je ve stavu pohotovosti.
Technologií FDDI je možno postavit síť s celkovou délkou 200 km a maximálním odstupem jednotlivých stanic 2 km. Maximální počet připojených stanic v jednom segmentu je stanoven na 500.
Způsob práce sítě
Má-li stanice data k odeslání, musí nejdříve zachytit a odstranit z kruhu cirkulující token a nahradit jej datovým rámcem obsahujícím adresu cílové stanice. Rámec pak postupuje do FDDI kruhu, každá stanice kontroluje cílovou adresu v paketu, ale jenom odpovídající cílová stanice rámec akceptuje. Když vysílající stanice přijme zpět svůj původní rámec, odstraní jej z kruhu a opět vypustí volný token.
Předpokládejme síť pěti stanic dle obrázku (viz sešit), ve které stanice 1 obdržela token a chystá se přenést data pro stanici 4. Odvysílá do sítě příslušný rámec a hned za tímto rámcem vyšle nový token. Rámec prochází stanicí 2 a 3, neboť tyto stanice nerozpoznaly svoji adresu. Stanice 4 zjistila, že rámec obsahuje její adresu a během příjmu rámce dojde k okopírování do vyrovnávací paměti stanice 4. Tím jsou data předána cílové stanici. Rámec dále pokračuje po kruhu, projde stanicí 5 a dosáhne stanice 1, ze které byl vyslán. Stanice 1 odstraní rámec ze sítě a uvolní ji generovaný token – řídící rámec, pro použití jinou stanicí v síti. Tím je přenos rámce ukončen.
Formát rámce FDDI
PA SD FC Adresa cíle Adresa zdroje Přenášená data FCS ED FS
Datový rámec
PA SD FC ED
Řídící rámec (token)
PA…Preamble – synchronizace hodinového generátoru
SD…Start Delimiter – počáteční omezovač – indikuje začátek rámce
FC…Řídící pole – indikuje velikost adresových polí, typ rámce
FCS…Frame Checks Sequence – kontrolní součet rámce
ED…End Delimiter – koncový omezovač – indikuje konec rámce
FS…Frame Status – stavové slovo – určuje zda došlo při přenosu k chybě
Přenosové médium pro FDDI
Jako přenosové médium se používá optické vlákno. Optický kabel se vyznačuje několika výhodami oproti kroucenému kabelu. Ty spočívají zejména v bezpečnosti přenosu dat, spolehlivosti a výkon, čehož je vše docíleno díky tomu, že k přenosu není použito elektrického signálu. Fyzické přenosové medium, které používá elektrického signálu (např. kroucený vodič), může být snadno odbočeno, čímž je umožněn neautorizovaný přístup k datům, která jsou na tomto médiu přenášena – jejich odposlech. Optické vlákno je imunní vůči elektrické interferenci na rádiových frekvencích (RFI) a elektromagnetické interferenci (EMI). Optické vlákno také podporuje větší šířku pásma než kroucený kabel a dosahované vzdálenosti mezi jednotlivými stanicemi mohou být až 2 km (u mnohavidových vláken) i vyšší (u jednovidových vláken).
FDDI používá 2 druhy optických vláken:
– jednovidové (např. lasery)
– mnohavidové (např. LED diody)
Videm rozumíme úhel, pod kterým je světelný paprsek vyzařován na přechodu z vlákna.
Mnohavidové vlákno umožňuje současné šíření několika vidů tímto vláknem. Za těchto okolností vstupuje světlo do vlákna pod různými úhly, vznikají ve vlákně nejrůznější odrazy a interference jednotlivých paprsků, které způsobí, že na konci vlákna se objeví jednotlivé paprsky přenášející signál v různých časech. Tomuto jevu říkáme vidová disperze a to je hlavním důvodem omezení šířky pásma a vzdálenosti, které může být dosaženo při použití mnohavidových vláken. Z tohoto důvodu se mnohavidová vlákna používají pouze pro připojení uvnitř budov nebo na relativně krátkou vzdálenost.
Pro delší vzdálenosti slouží jednovidová vlákna, která povolují šíření pouze jednoho vidu ve vlákně, a tím zamezují vidové disperzi. Vzhledem k jejich složitější konstrukci je jich cena výrazně vyšší.
Připojení pracovních stanic k FDDI
Jedním z rysů je rozmanitost připojení zařízení k síti FDDI.
Jsou definovány tři typy zařízení:
• Stanice s jednoduchým připojením – Single Attachment Station (SAS). SAS se připojuje pouze k jednomu okruhu (primárnímu) prostřednictvím koncentrátoru. Výhodou je, že vypnutí nebo porucha takové stanice nebude mít žádný efekt na kruh sítě FDDI.
• Stanice s dvojím připojením – Dual Attachment Station (DAS). DAS má 2 brány označované jako brána A a brána B. Tyto brány připojují stanici ke dvojitému okruhu sítě FDDI. Každá brána je připojena jak k primárnímu tak i k sekundárnímu okruhu. Nepříjemnou vlastností je, že v případě odpojení nebo poruchy zařízení typu DAS, bude narušena topologie kruhu.
• Koncentrátor – Dual Attachment Concentrator (DAC) – je jedním ze základních stavebních bloků sítě FDDI. Připojuje se přímo k oběma kruhům sítě a zajišťuje, že porucha nebo vypnutí kterékoliv stanice typu SAS, nebude mít vliv na provoz těchto kruhů.
Ošetření chyb a výpadků v FDDI
Síť FDDI poskytuje celou řadu metod pro ošetření výpadků nebo chyb. Zejména implementace optického přepínače – Optical Bypass Switch, ve zdvojeném okruhu (i když prvotní mechanismus zajišťující odolnost proti chybám je tvořen topologií zdvojeného okruhu – jestliže v této topologii dojde k výpadku stanice, stanice je vypnuta nebo kabel porušen, dvojitý okruh automaticky přechází na jednoduchý okruh). Díky této strategii na síti FDDI pokračuje topologie bez degradace (snížení) přenosového výkonu.
Obchozí optický přepínač (optical bypass switch) – poskytuje možnost nepřetržité práce sítě s topologií dvojitého kruhu v případě, že některá z připojených stanic má poruchu nebo je vypnuta. Důvodem k použití optického přepínače je snaha zamezit velké segmentaci kruhové sítě a eliminovat stanice, které jsou v poruše. Základní metoda je velmi jednoduchá – zrcadla použitá v těchto přepínačích se v okamžiku poruchy přestaví tak, aby světlo neprocházelo do přijímacích obvodů stanice, ale bylo předáváno ihned dále po optickém kabelu.
