还在寻找以太网学习秘籍?高速以太网之FDDI光纤环网解读

以太网是一种计算机局域网技术，通过以太网，我们能够在多台设备之间进行通信。为增进大家对以太网技术的了解，本文将对高速以太网予以介绍，主要内容在于阐述高速以太网中的FDDI光纤环网。如果你对以太网具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

FDDI即光纤分布式数据接口(Fiber Distributed Data Interface)是计算机网络技术发展到高速数据通信阶段出现的第一项高速网络技术。FDDI光纤环 网是由美国国家标准协会ANSI X3T9.5委员确定的一种使用光纤作为传输媒体的、高速的、通用的令牌环形网，后来又成为国际标准ISO9314.

一、特点

1.高传输速率。 FDDI网充分利用光纤通信技术带来的高带宽，实现了100Mbit/s的高传输速率。

2.大容量。 FDDI网在100Mbit/s传输速率的基础上，采用了多数据帧的数据处理方式，大大提高了网络带宽的利用率，做到了大容量的数据传输。另外，网上的站点数目也明显增加，连接多达500个站双连接站或者1000个单连接站。3.远距离。 由于光纤的传输损耗很低，延长了通信距离，使用多模光纤最大站间距离可为2kM，使用单模光纤光纤站间距离更长。FDDI网的环路长度可以达到100kM，即光纤总长度为200kM，网络覆盖范围远远超过了传统的局域网范围。

4.高可靠性。 FDDI网络采用有容错能力的双环拓扑结构，再加上使用信号衰减小，抗干扰能力强的光纤传输媒体以及相应的控制设备，其网络可靠性大为提高。网络系统可以在多重故障的环境下自行重构，保证其安全运转。

5.保密性好。 光纤通信由于没有电流的直接作用影响，仅以光束在光线内部传输，不产生任何形式的辐射，电子窃听技术对此毫无作用，外界无法完成非侵入式窃听。即使对光缆进行侵入式窃听，也极容易被检测出来。6.良好的互操作性。 FDDI网使用IEEE 802.2LLC协议以及基于IEEE 802.5令牌环标准的令牌传递MAC协议，因而与IEEE 802 局域网兼容。另外，FDDI技术已经正式被国际标准化组织接纳为国际标准，为FDDI产品具有良好的互操作性提供了保证。

二、网络拓扑结构

由于光纤抽头连接困难，较适用于点到点连接，因而FDDI标准选择了环形网拓扑结构。为了改善环路的可靠性而采用了“反向双环”结构，在两个环中数据传输方向相反，其

中的外环称为主环，内环称为副环。 (图)正常情况下只有主环在工作，副环空闲作为后备环，为了提高连网的可靠性，把一些重要工作站同时连接到主环和副环上。当主环发生故障时，可以通过主环与副环的重新组合而构成新的环路，从而使那些同时连接到主环和副环上的重要工作站也不会受到影响。另外，为了增加FDDI网的灵活性和可维护性，在网络上利用集线器来连接各个工作站。当连接在集线器上的工作站发生故障时，集线器可以起隔离作用，其他部分几乎不受任何影响。

三、组成

从FDDI网的网络拓扑结构示意图可以看出FDDI网由工作站、集线器、传输设备和网卡等组成。

1.工作站。 在FDDI上所连接的工作站有以下两类。一类是：双连接站(DAS)又称为A类站，它提供了2个供连接光缆的端口，同时与主环和副环连接，DAS具有较高的可靠性，适用于较重要的工作站，当某一工作站发生故障时，可以用光旁路开关将数据从该站旁绕开。而当环路的某处发生故障时，通过主环、副环的重新组合，可以使环路仍然正常工作。二类是：单连接站(SAS)又称为B站，它仅仅提供一对输入\输出通路，不能直接与具有两队以上输入\输出通路的双环相连。SAS利于一条双工电缆通过集线器再连接到主环上。此类站的重要性较小，出现故障时可以被直接隔离掉。

2.集线器。 为了保证网络整体的可靠性以及网络性能，在环上不宜连接过多的站点，通常是将工作站通过集线器连接至主环上。在FDDI中，集线器分为两类：单连接集线器SAC。用于连接B类站;双连接集线器DAC。用于连接A类站。集线器的主要功能是连接工作站，具体功能有以下几项。1、数据帧的发送与接收功能。2、支持标识和确认帧处理，并能实现定时令牌协议。3、站点旁路。站点旁路功能是为了解决站点故障而设计的。当连接在集线器上的工作站发生故障或者断电等情况时，集线器会自动使设备与网络隔离，从而不会影响环路的正常工作。4、网络管理。由于FDDI站点是分布式的，许多管理工作需要由集线器来承担。例如搜集网络性能参数，执行对网络上各个站点的管理，负责对各个站点进行诊断和测试，并对出错的站点从逻辑上进行隔离等。

3.传输设备。FDDI网中环路的传输介质主要是光纤。FDDI标准中推荐使用62.5/125um的多模光纤，其波长为1300nm，使用二极管而不是激光二极管。光纤要有相应的插头才能与设备相连接，目前用得最多的光纤插头是MIC，它可以接两根光纤;其次还有ST，它只能接一根光纤。

4.FDDI网卡。 网卡也称网络适配器，适用于连接站点的设备，凡是要直接连接到FDDI网上的设备，都应配置FDDI网卡。FDDI网卡一端接在站点的总线上，另一端与物理媒体相连。网卡的功能主要分为：完成信号的接收与发送工作，并实现接收和发送的自动检测;具有接收和发送数据缓冲的能力;完成信号的串/并转换工作;完成发送和接收链路的管理工作;对错误等有检测能力;完成帧的装配与拆卸功能等。

FDDI和标记环介质访问控制标准接近，有以下几点好处：(1)标记环协议在重负载条件下，运行效率很高，因此FDDI可得到同样的效率。(2)使用相似的帧格式，全球不同速率的环网互连。(3)已经熟悉IEEE802.5的人很容易了解FDDI(4)已经积累了IEEE802.5的实践经验，特别是将它做集成电路片的经济，用于FDDI系统和元件的制造。

四、技术

(1)数据编码：用有光脉冲表示为1，没有光能量表示为0。FDDI采用一种全新的编码技术，称为4B/5B。每次对四位数据进行编码，每四位数据编码成五位符号，用光的存在和没有来代表五位符号中每一位是1还是0。这种编码使效率提高为80%。为了得到信号同步，采用了二级编码的方法，先按4B/5B编码，然后再用一种称为倒相的不归零制编码NRZI，其原理类似于差分编码。(2)时钟偏移： FDDI分布式时钟方案，每个站有独立的时钟和弹性缓冲器。进入站点缓冲器的数据时钟是按照输入信号的时钟确定的，但是，从缓冲器输出的信号时钟是根据站的时钟确定的，这种方案使环中中继器的数目不受时钟偏移因素的限制。

五、帧格式及协议

由此可知：FDDI MAC帧和IEEE802.5的帧十分相似，不同之处包括：FDDI帧含有前文，对高数据率下时钟同步十分重要;允许在网内使用16位和48位地址，比IEEE802.5更加灵活;控制帧也有不同。

FDDI和IEEE802.5的两个主要区别：(1)FDDI协议规定发送站发送完帧后，立即发送一幅新的标记帧，而IEEE802.5规定当发送出去的帧的前沿回送至发送站时，才发送新的标记帧。(2)容量分配方案不同，两者都可采用单个标记形式，对环上各站点提供同等公平的访问权，也可优先分配给某些站点。IEEE802.5使用优先级和预约方案。

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