Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Волоконно-оптические сети - Р.Р. Убайдуллаев.pdf
Скачиваний:
709
Добавлен:
24.05.2014
Размер:
17.59 Mб
Скачать

между станцией и повторителем, или между двумя повторителями. Асинхронная система приема-передачи (в отличии от принятой в 10Base-FB) позволяет значительно снизить стоимость оборудования. Появление стандарта на одномодовое волокно дало возможность строить сверхпротяженные сегменты (до 100 км, дуплексный режим), и сделало более весомыми аргументы в пользу стандарта 10Base-FL. Эта спецификация получила наиболее широкое распространение в современных сетях Ethernet.

В табл. 7.2 указаны типы физических интерфейсов Ethernet и их основные характеристики (спецификации 10Bгоаd36, 10Base-FP и 10Base-FB далее не рассматриваются ввиду их редкого применения).

Таблица 7.2. Основные характеристики физических интерфейсов стандарта

Ethernet IEEE 802.3

Характеристика

10Base5

10Base2

10Base-T

10Base-FL

Порт устройства

AUI

BNC

RJ-45 (MDI или

ST

 

MDI-X)

 

 

 

 

Среда передачи

Толстый

Тонкий

Витая пара UTP

Оптическое во-

 

коаксиальный

коаксиальный

 

кабель (50 Ом)

кабель (50 Ом)

cat.3 и выше

локно mm/sm*

 

 

 

Сигнальный код

Манчестер

Манчестер

Манчестер

Манчестер / on-

 

off

 

 

 

 

Физическая

Шина

Шина

Звезда, дерево

Звезда, дерево

топология **

 

 

 

 

Логическая

Шина

Шина

Шина

Шина

топология

 

 

 

 

Максимальная

500

185

100

Mm - 2000, sm -

длина сегмента, м

***

 

 

 

Количество узлов

100

30 (смешанный

-(соединение

-(соединение

на сегмент

(смешанный

 

сегмент)

сегмент)

"точка-точка")

"точка-точка")

 

 

 

 

Диаметр кабеля

10 мм

5 мм

0,4-0,6 мм

62,5/125 мкм,

 

50/125 мкм

 

 

 

 

Обозначения:

MDI - интерфейс сетевой карты; MDI-X - интерфейс портов повторителя или коммутатора. Повторитель/коммутатор могут иметь один или несколько портов RJ-45 типа

MDI.

*Длина волны 850 нм используется для многомодового (mm) ВОК - собственно стандарт 10Base-FL, и 1310 нм - для одномодового (sm) и многомодового ВОК.

**Допустима также смешанная физическая топология, однако логическая топология всегда шина,

***При использовании одномодового ВОК длина сегмента ограничивается максимальным диаметром коллизионного домена Ethernet. Если связь осуществляется между двумя коммутаторами в режиме полного дуплекса, то расстояние может достигать 100 км.

7.2. Основные типы устройств Ethernet

AUI интерфейс и трансиверы Ethernet

Интерфейс AUI (attachment unit interface) - это средонезависимый интерфейс в рамках стандарта Ethernet, который обеспечивает вертикальное взаимодействие между подуровнем физической сигнализации PLS (physical signaling) и подуровнем физического подключения к среде РМА (physical medium attachment), рис. 7.6. Этот интерфейс может быть либо интегрирован внутри сетевого устройства (тогда наружу предоставляется один из стандартных интерфейсов, например 10Base-T, или 10Base-FL), либо сам выводится наружу.

Отдельное устройство с уровнями РМА и MDI называется трансивером

(transceiver) -MAU (media attachment unit, элемент подключения среды).

Стандартный разъем со стороны устройства, охватывающего вышележащие уровни, т.е. PLS и выше (таким устройством может быть сетевая карта, коммутатор, концентратор) называется AUI портом, а со стороны устройства, охватывающего нижележащие уровни, т.е. РМА и MDI, - портом MAU.

Порт AUI имеет 15 контактов (гнезд), и соответственно, порт MAU имеет 15-контактный (пиновый) разъем так, что трансивер может непосредственно подключаться к AUI порту сетевого устройства. Допустимо также подключение трансивера стандартным трансиверным интерфейсным кабелем толщиной 1 см, длина которого не должна превышать 50 м. На практике получили распространение упрощенные трансиверные кабели с затуханием, в 4 раза превышающим стандартное. Длина таких кабелей не должна превышать 12,5 м. Из 15 медных жил трансиверного кабеля реально используются только 10 - жилы с порядковыми номерами 4, 7, 8, 14 и 15 не используются. Питание трансивера осуществляется по этому кабелю от порта AUI.

Рис. 7.6. Структура уровней стандарта Ethernet, AUI интерфейс и трансивер

Ethernet

По типу средозависимого (физического) интерфейса различают четыре разновидности трансиверов MAU: на 10Base5 - трансивер, обеспечивающий подключение толстого коаксиального кабеля, обычно такой трансивер имеет специальные "вампиры" для закрепления на кабеле; на 10Base2 (BNC) - трансивер-переходник для подключения сегмента на тонком коаксиальном кабеле; на 10Base-T (RJ-45) - трансивер для подключения витой пары; на 10BaseFL (две оптические розетки ST) - оптический трансивер для подключения волоконно-оптического кабеля (ВОК). Особенностью трансиверов ВОК и на витую пару является потенциальная поддержка дуплексного режима работы.

Основными поставщиками оптических трансиверов на российском рынке являются фирмы Allied Telesyn [7], NBase [8], SVEC [9], Surecom [10], Transition Networks [11]. Фирма NBase поставляет наиболее широкий спектр оптических трансиверов, от многомодовых с расстоянием до 2 км до одномодовых с расстоянием до 110 км (таблица 7.3, рис. 7.7 а).

Рис. 7.7. Внешний вид: а) оптического трансивера Ethernet [8], б) оптического конвертера 10Base-FL/10Base-T [11] в) конвертерного шасси

Ethernet/Fast Ethernet [12]

Таблица 7.3. Технические характеристики волоконно-оптических интерфейсов трансиверов NX300FO производства фирмы Nbase

Тип

 

трансивера

FO/M

FO/MX

FO/S

FO/S

FO/SY

FO/SZ

NX300FO/X

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип волокна, mm -

 

 

 

 

 

 

многомодовое,

sm

-

Mm

Mm

sm

sm

sm

sm

одномодовое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длина волны, нм

 

850

1300

1300

1300

1300

1550

Чувствительность

 

-28

-28

-28

-28

-28

-28

приемника, дБм

 

 

 

 

 

 

 

 

Насыщение

 

приемника,

-6

-6

-6

-6

-6

-6

дБм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диапазон

 

значений

 

 

 

 

 

 

выходной мощности,

дБм

-19/-14

-19/-14

-19/-14

-10/0

0/6

0/2

(min/max)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Допустимый

 

бюджет

9/14

9/14

9/14

18/28

28/34

28/30

линии, дБ (min/max)

 

 

 

 

 

 

 

 

Типичное

затухание

в

 

 

 

 

 

 

волокне на

данной длине

4

2

0,4

0,4

0,4

0,2

волны, дБ/км

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оценка

 

допустимого

0-2

0-5

0-18

15-35

3060

40-110

расстояния, км

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оптические конвертеры Ethernet UTP (10Base-T/10Base-FL, 10Base2/10Base-FL)

Оптические конвертеры обеспечивают преобразование электрического сигнала из витой пары и тонкого коаксиального кабеля в оптический сигнал, идущий по многомодовому или одномодовому волокну. Конвертер, в отличие от трансивера, должен иметь свой отдельный блок питания. Конвертеры могут

выпускаются как в виде отдельной небольшой коробочки с внешним блоком питания, рис. 7.7 б, так и в виде шасси 19", которое может наполняться разнообразными конвертерными модулями, рис. 7.7 в. Исполнение в виде шасси особенно удобно при обустройстве центральных оптических узлов сетей с топологией звезды. Разнообразные модули позволяют подключаться как по многомодовому, так и по одномодовому волокну, как по Ethernet, так и по Fast Ethernet, Для повышения надежности, шасси некоторых производителей могут иметь резервирование по питанию.

Конвертеры 10Base-T/10Base-FL сразу преобразовывают манчестерский электрический код на входе в манчестерский оптический сигнал на выходе и наоборот, внося минимальную задержку (1-3 бита). Большинство конвертеров могут поддерживать как полудуплексную, так и дуплексную связь, причем в первом случае в устройство внедряется специальный узел обнаружения коллизий. Но фактически, даже при наличии коллизий, канал связи остается дуплексным, а работа устройства не выходит за пределы уровня MDI.

Особенностью оптических конвертеров Ethernet BNC (10Base2/10Base-FL), которые подключаются к коаксиальному сегменту обычно вместо терминатора, является ретрансляция сигнала коллизии в коаксиальный сегмент. Сигнал коллизии генерируется и передается в коаксиальный сегмент всякий раз, когда на конвертер приходят одновременно данные из коаксиального и волоконнооптического сегментов, или приходит сигнал коллизии по коаксиальному сегменту. В последнем случае говорят, что сигнал коллизии отражается конвертером обратно в коаксиальный сегмент. Фактор отражения приводит к эффективному увеличению длины сегмента в два раза и запрещает установку на обе стороны коаксиального сегмента рассматриваемых конвертеров - с одной стороны обязательно должен быть стандартный терминатор 50 Ом.

Крупными зарубежными производителями оптических конвертеров Ethernet

на витую пару являются компании: Adaptec[13], IMC [14], LANCAST, NBase, NetOptics [15], FOCI и др. Крупными поставщиками отечественных конвертеров в России являются компании Ай-Ти, "Вимком-Оптик", СКВ ИРЭ, "Телеком- Комплект-Сервис".

Рабочая станция, сетевая карта

Персональный компьютер (файл-сервер) обычно подключается к сети с помощью сетевой карты или сетевого адаптера NIC (network interface controller, network interface card). Такой компьютер становится сетевой рабочей станцией. Далее также будет использоваться термин сетевой узел DTE (data termination equipment, оконечное оборудования данных).

Простейший способ объединения рабочих станций в сеть (без привлечения других специализированных сетевых устройств) осуществляется на основе тонкого коаксиального кабеля - соответствующие сетевые карты должны иметь порты BNC. Однако этот способ подключения, а также способ подключения посредством толстого коаксиального кабеля через специальные трансиверы являются устаревшими и преимущественно используются лишь там, где еще сохранились коаксиальные кабельные системы. Наиболее распространенным