Коммутация пакетов Технология Fast ethernet Технология Gigabit ethernet Технология FDDI Технология виртуальных сетей Структура глобальной сети Информационные сети

Основные принципы технологии АТМ Технология мобильных сетей Организация физических и логических каналов в стандарте GSM Схема взаимодействия локальных, городских и глобальных вычислительных сетей Удаленный доступ


Учебник по информационным технологиям. Информационные сети

Спецификации физического уровня. Для технологии Fast Ethernet разработаны различные варианты физического уровня, отличающиеся не только типом кабеля и электрическими параметрами импульсов, как это сделано в технологии 10 Мбит/с Ethernet, но и способом кодирования сигналов и количеством используемых в кабеле проводников. Поэтому физический уровень Fast Ethernet имеет более сложную структуру, чем классический Ethernet (рис. 66).

Физический уровень состоит из трех подуровней:

уровень согласования (reconciliation sublayer);

независимый от среды интерфейс (Mil - Media Independent Interface);

устройство физического уровня (PHY - Physical Layer Device). Хостмодуль (главная машина) - является главным элементом вычислительной сети, т.к. он определяет ее информационно-вычислительные ресурсы и большую часть предоставляемого ею сервиса.

Рис. 66. Структура физического уровня Fast Ethernet

Устройство физического уровня PHY обеспечивает кодирование данных, поступающих от МАС-подуровня для передачи их по кабелю определенного типа, синхронизацию передаваемых по кабелю данных, а также прием и декодирование данных в узле-приемнике. Интерфейс MII поддерживает независимый от используемой физической среды способ обмена данными между МАС подуровнем и подуровнем PHY. Этот интерфейс аналогичен по назначению интерфейсу AUI классического Ethernet за исключением того, что интерфейс AUI располагался между подуровнем физического кодирования сигнала (для любых вариантов кабеля использовался одинаковый метод физического кодирования - манчестерский код) и подуровнем физического присоединения к среде, а интерфейс МII располагается между МАС-подуровнем и подуровнями кодирования сигнала, которых в стандарте Fast Ethernet три: FX, ТХ и Т4.

Подуровень согласования нужен для того, чтобы согласовать работу подуровня MAC с интерфейсом MII.

Существует два варианта реализации интерфейса МII; внутренний и внешний.

Физический уровень 100Base-FX - многомодовое оптоволокно. Физический уровень PHY ответственен за прием данных в параллельной форме от МАС -подуровня, трансляцию их в один (ТХ или FX) или три последовательных потока бит с возможностью побитной синхронизации и передачу их через разъем на кабель.

Аналогично, на приемном узле уровень PHY должен принимать сигналы по кабелю, определять моменты синхронизации бит, извлекать биты из физических сигналов, преобразовывать их в параллельную форму и передавать подуровню MAC.

Между спецификациями PHY FX и PHY TX есть много общего, поэтому общие для двух спецификаций свойства будут даваться под обобщенным названием PHY FX/TX.

Структура физического уровня PHY FX включает в себя следующие подуровни;

• физического кодирования 4В/5В - PCS;

• физического присоединения РМА;

• зависимости от физической среды PMD.

Спецификация 100Base-FX определяет работу протокола Fast Ethernet пo многомодовому оптоволокну в полудуплексном и полнодуплексном режимах на основе схемы кодирования и передачи оптических сигналов. Каждый узел соединяется с сетью двумя оптическими волокнами, идущими от приемника (Rx) и от передатчика (Тх).

В технологии классического Ethernet для представления данных при передаче по кабелю используется манчестерское кодирование. В спецификацию PHY FX/TX без изменений перенесен метод кодирования 4В/5В. Напомним, что при этом методе каждые 4 бит данных МАС- подуровня (называемых символами) представляются 5 битами потенциального кода. Потенциальные коды обладают по сравнению с манчестерскими кодами более узкой полосой спектра сигнала, а, следовательно, предъявляют меньшие требования к полосе пропускания кабеля. Кроме того, кодом 4В/5В обеспечивается синхронизация приемника с передатчиком. Коды 4В/5В построены так, что гарантируют не более трех нулей подряд при любом сочетании бит в исходной информации.

Так как исходные биты МАС-подуровня должны передаваться со скоростью 100 Мбит/с, то наличие одного избыточного бита вынуждает передавать биты результирующего кода 4В/5В со скоростью 125 Мбит/с, т. е. межбитовое расстояние в устройстве РНY составляет 8 нс.

Поскольку из 32 возможных комбинаций кода 4В/5В для кодирования исходных данных нужно только 16, то остальные 16 комбинаций используются в служебных целях. Наличие служебных символов позволило применить в спецификациях FX/TX схему непрерывного обмена сигналами между передатчиком и приемником и при свободном состоянии среды, что отличает их от спецификации 10Base-T, когда незанятое состояние среды обозначается полным отсутствием на ней импульсов информации. Для обозначения незанятого состояния среды используется служебный символ Idle (11111), который постоянно циркулирует между передатчиком и приемником, поддерживая их синхронизм и в периодах между передачами информации, а также позволяя контролировать физическое состояние линии.

Существование запрещенных комбинаций символов позволяет отбраковывать ошибочные символы, что повышает устойчивость работы сетей с PHY FX/TX. Для отделения кадра Ethernet от символов Idle используется комбинация символов Start Delimiter (пара символов JK), а после завершения кадра перед первым символом Idle вставляется символ Т.

После преобразования 4-битовых порций МАС-кодов в 5-битовые порции PHY их необходимо представить в виде оптических или электрических сигналов в кабеле, соединяющем узлы сети. Спецификации PHY FX и PHY TX используют для этого различные методы физического кодирования (NR2I и MLT-3 соответственно).


Технология мобильных сетей