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数据接口FDDI

1.FDDI的性能
FDDI数据传输速率达100Mbps,采用4B/5B编码,要求信道媒体的信号传输率达到125Mbaud。FDDI网最大环路长度200Km最多可有1000个物理连接。若采用双环节结构时,站点间距离在2Km以内,且每个站点与两个环路都有连接,则最多可连接500个站点,其中每个单环长度限制在100Km内。
FDDI网络是由许多通过光传送媒体连接成一个或多个逻辑环的站点组成的,因此与令牌环类似,也是把信息发送至环上,从一个站到下一个站依次传递,当信息经过指定的目的站时就被接收、复制,最后,发送信息的站点再将信息从环上撤消。因此FDDI标准和令牌环媒体访问控制标准IEEE802.5 十分接近。FDDI和802.5 的主要特性比较见表4.4

数据接口FDDI

2.数据编码
FDDI规定了一种很特殊的定时和同步方法。在网络中使用的代码最好是那种信号状态变化频繁的代码,这些状态变化使得接收器能够持续地与输入信号相适应,这样就保证了发送设备和接收设备之间的同步。IEEE802.3标准中使用的曼彻斯特码只有50%的效率,因为每一比特都要求线路上有2次状态变化(即2Baud)。如果采用曼彻斯特码,那么100Mbps传输速率就要求200M Baud的调制速率,也即200MHz。换言之,曼彻斯特码需要发送数据的2倍宽带。
考虑到生产200MHz的接口和时钟设备会大大增加成本,ANSI设计了一种称为4B/5B的代码。在这种编码技术中,每次对4位数据进行编码,每4位数据编码成5位符号,用光的存在和不存在表示5位符号中每一位是1还是0。这样,对于100Mbps的光纤网只需125NHz的元件就可实现,使效率提高到80%。
为了得到信号同步,可以采用二级编码的方法。即先按4B/5B编码,然后再利用一种称为倒相的不归零制NRZI编码。应该编码确保无论4比特符号为何种组合(包括全“0”),其对应的5比特编码中至少有2位“1”,从而保证在光纤中传输的信号至少发生两次跳变,以利于接收端的时钟提取。这个原理类似于第2章中介绍过的差分编码。

5比特编码的32种组合中,实际只使用了24种,其中的16种用做数据符合,其余8种用做控制符号(如帧的起始和结束符号等)。表4.5列出4B/5B编码的数据符号部分,所有16个4位数据符号,经编码后的5位码中"1"码至少为2位,按NRZI编码原理,信号中就至少有两次跳变,因此接收端可得到足够的同步信息.

3.时钟偏移问题
在一般的环形网中,采用只有一个主时钟的集中式时钟方案,在绕环运行时,时钟信号会偏移。每个站点产生的偏移,积累起来还是很可观的。为了消除这种时钟偏移现象,采用一种弹性缓冲器来消除这种偏移。但即使采用了这种措施,由于偏移积累的缘故,也限制了环网的规模。
这种集中式时钟方案,对100Mbps高速率的光纤网来说是不适用的。100Mbps光纤网中每一位的时间为10ns(而在4Mbps环网中,1位的时间为250ns)。因此,时钟偏移的影响更严重,如采用集中式时钟方案,就需要每一个站点配置锁相电路,成本会很高。
因此FDDI标准规定使用分布式时钟方案,即在每个站点都配有独立的时钟和弹性缓冲器。进入站点缓冲器数据时钟是按照输入信号的时钟确定的,而从缓冲器输出的信号时钟则根据站点的时钟确定,这种方案使环路中中继器的数目不受时钟偏移因素的限制。

4.FDDI MAC帧格式


FDDI标准以MAC实体间交换的MAC符号来表示帧结构,每个MAC符号对应4个比特,这是因为在FDDI物理层中,数据是以4位为单位来传输的.FDDI的令牌帧和数据帧的格式如图4.18所示.
前导码P用以在收发双方实现时钟同步.发送站点以16个4位空闲符号(64个比特)作为前导码.
起始定界符SD占一个字节,由两个4比特MAC非数据符号组成.
帧控制字段FC占一个字节,其格式为:

数据接口FDDI

其中C表示是同步帧还是异步帧,L表示是使用2字节(16位)地址还是6字节(48位)地址,FF表示是LLC数据帧还是MAC控制帧,若为MAC控制帧,则用最后4位ZZZZ来表示控制帧的类型.
目的地址字段DA和源地址字段SA可以是2字节或6字节地址.
数据字段用于装载LLC数据或与控制操作有关的停息.FDDI标准规定最大帧长为4500字节.
帧检验序列FCS为4个字节(32比特)长.
结束定界符ED,对令牌来说占2个MAC控制符号(共8比特);其它帧则只占一个MAC控制符号(即4比特),用于与非偶数个4比特MAC控制符号的帧状态字段FS配合,以确保帧的长度8比特的整倍数.
帧状态字段FS用于返回地址识别、数据差错及数据复制等状态,每种状态用一个4比特MAC控制符号来表示。
由上可见,FDDI MAC帧与802.5的MAC帧十分相似,不同之处是FDDI帧所含有前导码,这对高数据速率下的时钟同步十分重要;允许有网内使用16位和48位地址,比802.5更灵活;令牌帧也不同,没有优先位和预约位,而用别的方法分配信道使用权。
虽然FDDI和802.5都采用令牌传递的协议,但两者还是存在着一个重要差别,即FDDI协议规定发送站发送完帧后,可立即发送新的令牌帧,而802.5规定当发送出去的帧的前沿回送至发送站时,才发送新的令牌帧。因此,FDDI协议具有较高利用率的特点,特别在大的环网中显得更为明显。

数据接口FDDI - FDDI组成

数据接口FDDI

1982年ANSI的X3T9.5委员会提出并在以后陆续制订了由物理层(PHY)、物理层媒体依赖(PMD)和媒体访问控制(MAC)三部分组成的基本FDDI,1990年ISO也发布了ISO9314-1(PHY)、ISO9314-2(MAC)和ISO9314-3(PMD)的国际标准。
FDDI的基本组成如图4.19所示。FDDI的站点管理SMI(Station Management),提供在节点级上管理各种FDDI层次中正在进行的进程所必需的控制,以使节点可以在环上协调地工作。

1.FDDI的物理层
FDDI的物理层被分为两个子层:
(1)物理媒体依赖PMD,它在FDDI网络的节点之间提供点--点的数字基带通信。早先的PMD标准规定了多模光纤的连接,现在已有关于单模光纤连接的SMF--PMD,并正在开发与同步光纤网连接的PMD子层标准。
(2)物理层协议PHY,它提供PMD与数据链路层之间的连接。

2.FDDI的数据链路层
FDDI的数据链路层被分为多个子层:
(1)可选的混合型环控制HRC(Hybrid Ring Control),它在共享的FDDI媒体上提供分组数据和电路交换数据的多路访问。HRC由混合多路器(H-MUX)和等时MAC(I-MUX)两部分组成。

(2)媒体访问控制MAC,它提供对于媒体的公平和确定性访问、识别地址、产生和验证帧校验序列。
(3)可选的逻辑链路控制LLC,它提供MAC与网络层之间所要求的分组数据适应服务的公共协议。
(4)可选的电路交换多路器(CS-MUX)。

 

令牌帧只有3个字节长,数据帧则可能很长。这两种帧都有一对起始定界符SD和结束定界符ED用于确定帧的边界,它们中各有4位采用曼彻斯特编码中不使用的违法码("高一高"电平对和"低一低"电平对),以实现数据的透明传输。

 

令排环网就是所有数据按圆型按一个方向,流遍网内每一个地址,其中地址是否接受,就看令排贞所显示的地址是不是目的地址,如果是就接收了,如果不是,就继续向下个地址传诵,直到找到目的地址,或者转送一周未发现有接受地址,回到初始地址,显示"发送失败"数据贞就是传诵的内容拉.其实你就可以理解成个毛毛虫,头部是地址,身体是内容.

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