Галкин В.А., Григорьев Ю.А. - Телекоммуникации и сети (1053870), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Из-за большой скорости передачи GigabitEthernet следует быть внимательным при построении протяженных сегментов. Безусловно, предпочтение отдается одномодовому волокну. При этом характеристики оптических приемопередатчиков могут быть значительно вьппе.Например, компания NBase вьпхускает коммутаторы с портами Gigabit Ethernet,обеспечивающими расстояния до 40 км по одномодовому волокну без ретрансляции (используются узкоспектральные DFB-лазеры, работающие на длиневолны 1550 им).1983.2. Технологии локальных сетейТаблица 3.4. Поддерживаемые расстояния для стандартоБ1000Ва$е-ХПолосаМаксипропусканиямальноеСтандартТип волокна/медного кабеля(не хуже),расстояМГц на 1 км ние*, м5000** 1lOOOBase-LX Одномодовое волокно (9 мкм)500550(лазерный Многомодовое волокно (50 мкм)***320400диод 1300 им) Многомодовое волокно (62,5 мкм)***400500lOOOBase-SX Многомодовое волокно (50 мкм)200275(лазерный Многомодовое волокно (62,5 мкм)160220диод 850 нм) Многомодовое волокно (62,5 мкм)lOOOBase-CX Экранированная витая пара: STP 150 Ом25 1* Все расстояния, за исключением последнего (25 м), предполагают использование дуплексного режима.** Большее расстояние может обеспечивать оборудование некоторых производителей, оптические сегменты без промежуточных ретрансляторов/усилителей могут достигать 100 км.••* Может потребоваться специальный переходной шнур.Технология Gigabit Ethernet для передачи по неэкранированной витой парекатегории 5 на расстояршя до 100 м использует все четыре пары медного кабеля.
Скорость передачи по одной паре составляет 250 Мбит/с. Влияние ближнихи дальних переходных помех от трех соседних витых пар на данную пару вчетырехпарном кабеле требует разработки специальной скрэмблированной помехоустойчивой передачи, интеллектуального узла распознавания и восстановления сигнала на приеме.Одним из методов физического кодирования является 5-уровневое импульсно-амплитудное кодирование РАМ-5. Идея его заключается в следующем.Для кодирования данных код РАМ-5 использует 5 уровней потенциала: - 2 ,-1,0, +1, +2.
Поэтому за один такт по одной паре передается 2,322 бит информации. При этом если передавать 8 бит за такт (по 4 парам), то выдерживается требуемая скорость передачи в 1000 Мбит/с. Пятый уровень добавлен длясоздания избыточности кода. Так как код РАМ-5 содержит 5"* = 625 комбинаций и если передавать за один такт по всем четырем парам 8 бит данньгх:, тодля этого требуется всего 2* = 256 комбинаций, что дает дополнительный резерв 6 дБ в соотношении сигнал/шум.
Оставшиеся комбинации приемник может использовать для контроля принимаемой информации и выделения правильных комбинаций на фоне шума. Код РАМ-5 на тактовой частоте 125 МГцукладывается в полосу 100 МГц кабеля категории 5.Подуровень MAC стандарта Gigabit Ethernet использует тот же самый протокол передачи CSMA/CD, что и Ethernet и Fast Ethernet. Основные ограничения на максимальную длину сегмента (или коллизионного домена) определяются этим протоколом.В стандарте Ethernet ШЕЕ 802.3 принят минимальный размер кадра 64 байт.Именно значение минимального размера кадра определяет максимальное допус1993.
Принципы построения локальных сетей ЭВМтимое расстояние между станциями (диаметр КОЛЛИЗИОРШОГО домена). Время,в течение которого станция передает такой кадр (время канала) равно 512 битовым интервалам (ВТ) или 51,2 мкс. Максимальная длина сети Ethernet определяется из условия разрешения коллизий, а именно временем, за которое сигнал доходит до удаленного узла и возвращается обратно, не должно превьппать512 ВТ (без учета преамбулы).При переходе от Ethernet к Fast Ethernet скорость передачи возрастает, авремя трансляции кадра длиной 64 байт соответственно сокращается, оно равно 512 ВТ или 5,12 МКС (в Fast Ethernet 1 ВТ = 0,01 мкс).
Для того чтобы можнобыло обнаруживать все коллизии до конца передачи кадра, необходимо вьшолнение одного из условий:сохранить преэн:июю максимальную длину сегмента, но увеличить время канала (и следовательно, увеличить минимальную длину кадра);сохранить время канала (прежний размер кадра), но уменьшить максимальную длину сегмента.В Fast Ethernet сохранен такой же минимальный размер кадра, как в Ethernet.Это обеспечило совместимость, но привело к значительному уменьшению диаметра коллизионного домена.В силу преемственности стандарт Gigabit Ethernet должен поддерживать теже минимальный и максимальный размеры кадра, которые приняты в Ethernetи Fast Ethernet.
Но поскольку скорость передачи возрастает, то, соответственно, уменьшается и время передачи пакета аналогичной длины. При сохранениипрежней минимальной длины кадра это привело бы к уменьшению диаметрасети до 20 м, что мало пригодно. Поэтому при разработке стандарта GigabitEthernet бьшо увеличено время канала до 512 байтовых интервалов, что в 8раз превосходит время канала Ethernet и Fast Ethernet. Чтобы поддержать совместимость со стандартами Ethernet и Fast Ethernet, минимальный размеркадра не увеличили, а добавили к нему дополнительное поле, называемое расширением носителя (carrier extension).
Символы в дополнительном поле обычно не несут служебной ршформации, но они заполняют канал и увеличивают«коллизионное окно». В результате коллизия будет регистрироваться всеми станциями при большем диаметре коллизионного домена. Если станция желает передать короткий (менее 512 байт) кадр, то при передаче добавляется это поле(расширение носителя), дополняющее кадр до 512 байт. Поле контрольной суммы вычисляется только для оригинального кадра и не распространяется наполе расширения. При приеме кадра поле расширения отбрасывается, и уровень LLC не знает о нем. Если размер кадра равен или превосходит 512 байт,то поле расширения носителя отсутствует.
Расширение носителя - это наиболее естественное решение, которое позволило сохранить совместимость со стандартом Fast Ethernet и такой же диаметр коллизионного домена, но оно привелок излишней трате полосы пропускания. До 448 байт (512 - 64) может расходоваться вхолостую при передаче короткого кадра. На стадии разработки стандарта Gigabit Ethernet компанией NBase Commmiications было внесено предложение по модернизации стандарта. Эта модернизация, получившая названиепакетная перегруэюенность (packet bm'sting), позволяет эффективней исполь2003.2. Технологии локальных сетейзовать поле расширения. Если у станции/коммутатора имеется несколько небольших кадров для отправки, то первый кадр дополняется полем расширенияносителя до 512 байт и отправляется.
Остальные кадры отправляются вслед смшшмальным межкадровым интервалом в 96 бит, с одним важным исключением - межкадровый интервал заполняется символами расширения. Такимобразом, между посьшками коротких оригинальных кадров в среде продолжают передаваться сигналы и никакое другое устройство сети не может вклиниться в передачу. Подобное пристраивание кадров может происходить до техпор, пока полное число переданных байт не превысит 1518. Пакетная перегруженность умеиэшает вероятность образования коллизий, что, безусловно, увеличивает производительность сети, особенно при больших нагрузках.Технология lOOVG-AnyLANВ качестве альтернативы технологии Fast Ethernet, фирмы AT&T и HP выдвинули проект новой технологии со скоростью передачи данных 100 Мбит/с 100Base-VG.
В этом проекте бьшо предложено усовершенствовать метод доступа с учетом потребности мультимедийных приложений и при этом сохранить совместимость формата пакета с форматом пакета сетей 802.3. В сентябре 1993 г. по инициативе фирм ШМ и IIP бьш образован комитет ШЕЕ 802.12,который занялся стандартизацией новой технологии.
Проект был расширен засчет поддержки в одной сети кадров не только формата Ethernet, но и форматаToken Ring. В результате новая технология получила название lOOVG-AnyLAN,т. е. технология для любых сетей (Any LAN - любые сети), имея в виду, что влокальных сетях технологии Ethernet и Token Ring используются в подавляющем количестве узлов. В 1995 г. технология lOOVG-AnyLAN получила статусстандарта ШЕЕ 802.12.В технологии lOOVG-AnyLAN определены новый метод доступа DemandPriority и новая схема квартетного кодирования Quartet Coding, использующаяизбыточный код 5В/6В.Метод доступа Demand Priority основан на передаче концентратору функций арбитра, решающего проблему доступа к разделяемой среде.
МетодDemand Priority повышает пропускную способность сети за счет введения детерминированного доступа к общей среде, использующего два уровня приоритетов: низкий - для обьгшых приложений и высокий - для мультимедийных.Структура сети 100 VG-Any LAN. Сеть lOOVG-AnyLAN всегда включает центральный концентратор, называемый концентратором уровня 1 или корневым концентратором (рисунок 3.11). Корневой концентратор имеет связи скаждым узлом сети, образуя топологию «звезда». Он представляет собой интеллектуальный центральный контроллер, который управляет доступом к сети,постоянно вьшолняя цикл кругового сканирования своих портов и проверяя наличие запросов на передачу кадров от присоединенных к ним узлов.
Концентратор принимает кадр от узла, вьщавшего запрос, и передает его только черезтот порт, к которому присоединен узел с адресом, совпадающим с адресомназначения, указанным в кадре.2013. Принципы построения локальных сетей ЭВМУровень 1Корневой концентраторКонцентраторlOOVG-AnyLANКоммутаторEthernet 10/100Уровень 2WSКонцентраторlOOVG-AnyLANWSWSКонцентраторlOOVG-AnyLANWSWSWSМост/маршрутизаторEthernet, Token Ring, FDDI, ATMРис.
3.11. Структура сети lOOVG-AnyLANКаждый концентратор может быть сконфигурирован на поддержку либокадров 802.3 Ethernet, либо кадров 802.5 Token Ring. Все концентраторы, расположенные в одном и том же логическом сегменте (не разделенном мостами,коммутаторами или марпфутизаторами), должны быть сконфигурированы наподдержку кадров одного типа. Для соединения сетей lOOVG-AnyLAN(рис. 3.11), использующих разные форматы кадров 802.3, необходим мост, коммутатор или маршрутизатор. Аналогичное устройство требуется и в том случае, когда сеть lOOVG-AnyLAN соединяется с сетью FDDI или ATM.Каждый концентратор имеет один «восходящий» (up-link) порт и N «нисходящих» портов (down-link), как это показано на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
