Стандарт протокола FDDI

В 1980-е годы начались работы по созданию стандартных технологий и устройств для использования оптоволоконных 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 [4].

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 создан 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) при использовании электрических сигналов. FDDI поддерживает высокую надежность, так как сети FDDI состоят из двух противоположно направленных логических колец (см. рисунок 3). Причем при отключении от питания одной из станций кольца не обрываются, а срабатывает механизм прямой передачи по внутреннему оптическому каналу из порта в порт [4].

Рисунок 3- Схема сети FDDI

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 [4].

FDDI устанавливает два типа используемого оптического волокна: одномодовое (иногда называемое мономодовым) и многомодовое.

Мода оптического волновода - тип волны оптического излучения, распространяющегося по оптическому волноводу, характеризующийся определенным распределением поля в поперечном сечении и определенной фазовой скоростью.

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 прогон 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 [4].

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 [4].

Кольца в сетях FDDI рассматриваются как общая разделяемая среда передачи данных, поэтому для нее определен специальный метод доступа. Этот метод очень близок к методу доступа сетей Token Ring и также называется методом маркерного (или токенного) кольца – token ring.

Отличия метода доступа заключаются в том, что время удержания маркера в сети FDDI не является постоянной величиной. Это время зависит от загрузки кольца - при небольшой загрузке оно увеличивается, а при больших перегрузках может уменьшаться до нуля. Эти изменения в методе доступа касаются только асинхронного трафика, который не критичен к небольшим задержкам передачи кадров. Для синхронного трафика время удержания маркера по-прежнему остается фиксированной величиной.

Преимущества технологии FDDI:

- высокая скорость передачи данных;

- отказоустойчивость на уровне протокола;

- большое количество узлов и большое расстояние между ними.

Недостатки технологии FDDI:

- высокая стоимость оборудования и настройки.