Волоконно-оптические линии связи

Рисунок 3.3 - Оптическое соединение 1000BASE-LX.

В применяемом для оптических соединений MAC-методе используется соединения типа «точка-точка». Таких образом, оптические соединения благодаря использованию отдельных кабелей для передачи и приема по своей сути являются дуплексным. В технологии Gigabit Ethernet разрешено использование единственного повторителя между двумя станциями.

Технология Fast Ethernet

Технология Ethernet со скоростью передачи 100 Мбит/c, также известна как Fast Ethernet (быстрая технология по сравнению с оригинальной технологией Ethernet со скоростью передачи данных 10 Мбит/c), включает в себя целую серию технологий. Двумя наиболее успешными коммерческими реализациями идеи такой технологии стали стандарты 100BASE-TX (на основе медного UTP-кабеля) и 100BASE-FX (на основе многомодового оптического волокна).

Общими для технологий 100BASE-TX и 100BASE-FX являются:

временные параметры;

формат фрейма;

некоторые этапы процесса передачи данных.

В таблице 3.4 перечислены рабочие параметры технологии Ethernet, которая работает на скорости 100 Мбит/с.

Таблица 3.4 - Параметры работы 100 Мбит/с технологии Ethernet

Технологии 100BASE-TX и 100BASE-FX используют одинаковые временные параметры. Следует отметить, что один битовый интервал в технологии Ethernet со скоростью 100 Мбит/с составляет 10 нс, что равно 0,01 мск, или одной стомиллионной секунды. Формат фрейма для скорости передачи данных 100 Мбит/с полностью совпадает с форматом технологии 10 Мбит/с.

Благодаря появлению Fast Ethernet скорость передачи данных увеличилась в 10 раз. В результате появились новые требования. Время, необходимое для передачи одного бита, уменьшилось, при этом возросла частота передачи. Необходимо тщательно выдерживать временные параметры; требуются частоты, близкие к предельным значениям для используемых сред передачи. Это в итоге привело к большей чувствительности к помехам. Для решения возникших проблем, связанных с синхронизацией, пропускной способности и соотношением сигнал-шум (Signal-to-Noise Ratio – SNR) в сетях со скоростью 100 Мбит/с, используются два раздельных этапа кодирования сигнала. Основная идея состоит в использовании систем кодирования, спроектированных для получения необходимых характеристик сигналов, их эффективной передачи по сети, включая вопросы синхронизации, эффективного использования полосы пропускания и улучшенного соотношения сигнал-шум. Первая часть процесса кодирования называется механизмом 4 бита/5 битов (4bit/5bit – 4B/5B), вторая часть – это фактическое кодирование сигнала со всеми его особенностями для передачи по медному проводу и оптическому волокну.

Оба стандарта Ethernet, которые работают со скоростью 100 Мбит/с, 100BASE-TX и 100BASE-FX, кодируют полубайты (четырехбитовые группы), полученные из MAC-подуровня. Четырехбитовые комбинации преобразовываются в пятибитовые символы; символы несут в себе контрольную информацию (такую, как начало фрейма или флаг состояния «среда не занята»). Полный фрейм, предназначенный для передачи, содержит контрольные символы и символы данных (групповой код данных). Такое дополнительное усложнение нужно для того, чтобы достичь десятикратного увеличения скорости передачи.

После применения 4B/5B-кодирования биты (в форме групповых кодов) необходимо передать через среду передачи (что предполагается применение линейного кодирования). Использование алгоритма кодирования 4-х битов в 5 означает, что за один и тот же интервал времени требуется передать 125 Мбит вместо ста. Эта особенность накладывает дополнительные строгие требования к качеству среды передачи, передатчиков и приемников. В периоды времени, когда нет данных для передачи, передаются группы битов «заполнения» для заполнения пустых периодов и поддержки синхронизации. В этом и состоит основное отличие способа обработки данных для разных сред передачи: медного провода в стандарте 100BASE-TX и оптического волокна стандарта 100BASE-FX.