1 Τι είναι το Μητροπολιτικό Δίκτυο (ΜΑΝ) 
2 Τεχνολογίες μητροπολιτικών δικτύων. 
2.1 SONET/SDH 
2.2 ΑΤΜ 
2.3 Gigabit Ethernet 
2.4Τεχνολογία ΙΡ 
2.5 Κατανεμημένη Ουρά Διπλής Αρτηρίας (Distributed Queue Dual Bus-DQDB) και Μεταγώγιμη Υπηρεσία Πολλών Εκατομμυρίων Δυαδικών Ψηφίων (Switched Multi-megabit Data Service-SMDS) 
3.1 Μητροπολιτικά Δίκτυα βασισμένα σε ATM/SONET/SDH Διάφανη Υπηρεσία Τοπικών Δικτύων (TLS) 
3.2 Μητροπολιτικό Δίκτυο βασισμένο σε IP πάνω από Ethernet μεγάλων αποστάσεων
3.3 ΜΑΝ βασισμένα σε ΙΡ πάνω από Ethernet μεγάλης απόσταση και δακτυλίους CWDM 
3.4 ΜΑΝ βασισμένα σε τεχνολογία ΙΡ πάνω από δακτυλίους DWDM 
4Gigabit Ethernet
4.1 Άλλα Πλεονεκτήματα του Gigabit Ethernet  
4.2 Το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.3z
4.3 Πλήρως διπλή και ημί-διπλή λειτουργία 
5 Η διαδικασία SMDS και το πρότυπο DQDB(IEEE 802.6)  
5.1 Τα μέρη ενός SMDS δικτύου 
5.2 Τι είναι το Πρωτόκολλο Διεπαφής του SMDS (SMDS interface protocol-SIP) 
5.2.1 Τα επίπεδα του SIP  
5.3 Το πρότυπο DQDB
5.4 Τοπολογίες για DQDB 
5.5 Σταθμοί αντίθετοι στο ρεύμα και σταθμοί στην κατεύθυνση του ρεύματος (upstream and downstream stations)
5.6 Αρχή Μετάδοσης των δεδομένων με το DQDB 
6. Αναφορές

1 Τι είναι το Μητροπολιτικό Δίκτυο (ΜΑΝ)

 Αρχή

2 Τεχνολογίες μητροπολιτικών δικτύων

Στην παράγραφο αυτή θα αναφέρουμε συνοπτικά ορισμένες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στα μητροπολιτικά δίκτυα

   Αρχή

2.1 SONET/SDH

To SONET/SDH χρησιμοποιείται στα μητροπολιτικά δίκτυα τα τελευταία δέκα χρόνια. Αποτελούσε το βασικό επίπεδο επικοινωνίας τόσο για τα δίκτυα που βασίζονται στην πολυπλεξία του χρόνου όσο και για τα υπόλοιπα δίκτυα δεδομένων. Η υλοποίησή του είναι αρκετά ακριβή ενώ λόγω του περιορισμού στο OC-768, δεν μπορεί να ανταποκριθεί σε πολύ μεγάλη ΙΡ κυκλοφορία.

 Αρχή

2.2 ΑΤΜ

Το ΑΤΜ προτιμάται διότι μπορεί να εγκλωβίσει πολλά διαφορετικά πρωτόκολλα και τύπους κυκλοφορίας σε μια κοινή μορφή για μεταφορά μέσα από ένα SONET δίκτυο.

 Το ΑΤΜ είναι αρκετά ακριβό στην υλοποίησή του αλλά παραμένει δυνατό στον τομέα των μητροπολιτικών δικτύων διότι μπορεί να προσφέρει υψηλές ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων και ταυτόχρονο έλεγχο κυκλοφορίας. Οι συσκευές ΑΤΜ χρησιμοποιούνται για να τερματίσουν την κυκλοφορίας σε περιπτώσεις όπως η φωνή μέσω ΙΡ (Voice over IP-VoIP), η Γραμμή Αμέσου Εξυπηρέτησης (Direct Service Line-DSL) και η αναμετάδοση πακέτου (Frame Relay).

 Αρχή

2.3 Gigabit Ethernet

To Gigabit Ethernet είναι μία τεχνολογία στην οποία μπορούμε να μεταβούμε πολύ εύκολα από το κλασικό Ethernet ή την οποία μπορούμε να ενσωματώσουμε στο κλασικό Ethernet. Είναι πολύ πιο φτηνή από τις υπόλοιπες τεχνολογίες που προσφέρουν τον ίδιο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων, αλλά δεν μπορεί να προσφέρει Ποιότητα Υπηρεσίας (Quality of Service) από μόνη της.

 Το πιο σύγχρονο Gigabit Ethernet είναι το 10 Gigabit Ethernet και προέκυψε από την ανάγκη διασύνδεσης των τοπικών δικτύων τα οποία λειτουργούν στα 10, 100 ή 1000 Mbps. Με χρήση ενός 1550-nm σειριακό laser, το 10 GBE μπορεί να φτάσει από 40 ως και 80 km με μονότροπη οπτική ίνα. Έτσι ένας παροχέας υπηρεσιών μπορεί να έχει ένα Ethernet δίκτυο πάνω σε σκοτεινή ίνα χωρίς τη χρήση SONET ή ATM, με αποτέλεσμα να μπορεί να προσφέρει ταχύτητες των 10/100/1000 Mbps σε πολύ χαμηλό κόστος. 

Η τεχνολογία του είναι απλή, αξιόπιστη και ευπροσάρμοστη. Επίσης η διαχείριση ενός δικτύου Ethernet είναι πολύ απλή.

   Αρχή

 2.4 Τεχνολογία ΙΡ

Η   τεχνολογία ΙΡ μπορεί να συνδυαστεί με όλες τις προηγούμενες. Έτσι μπορούμε να έχουμε ΙΡ πάνω σε ATM και SONET, ΙΡ πάνω σε SONET, ή IP πάνω σε Gigabit Ethernet ή 10 Gigabit Ethernet.

 Η τεχνολογία ΙΡ εξετάζεται σε ξεχωριστό κεφάλαιο.

 Αρχή

 2.5 Κατανεμημένη Ουρά Διπλής Αρτηρίας (Distributed Queue Dual Bus-DQDB) και Μεταγώγιμη Υπηρεσία Πολλών Εκατομμυρίων Δυαδικών Ψηφίων (Switched Multi-megabit Data Service-SMDS)

Η αρχιτεκτονική αυτή για ΜΑΝ αποτελείται από διασυνδεδεμένες γέφυρες, δρομολογητές και/ ή πύλες. Σε κάθε υποδίκτυο υπάρχουν δύο αρτηρίες στις οποίες τα δεδομένα κινούνται προς αντίθετες κατευθύνσεις.

 Το δίκτυο DQDB αποτελείται από κόμβους οι οποίοι είναι συνδεδεμένοι και στις δύο αρτηρίες και έχουν δυνατότητα για ανάγνωση και εγγραφή.

 Η μετάδοση των δεδομένων στα δίκτυα αυτά γίνεται με τη χρήστη της διαδικασίας SMDS.

 Αρχή

3 Αρχιτεκτονικές Μητροπολιτικών Δικτύων

Στην παράγραφο αυτή θα εξετάσουμε μερικές αρχιτεκτονικές που χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα μητροπολιτικά δίκτυα. Η επιλογή κάποιας από αυτές εξαρτάται από παράγοντες όπως η προσαρμοστικότητα, η ασφάλεια, η ποιότητα υπηρεσίας, το κόστος, η δυνατότητα κλιμάκωσης και η ικανότητα γρήγορης προσφοράς εύρους ζώνης.

 Αρχή

3.1 Μητροπολιτικά Δίκτυα βασισμένα σε ATM/SONET/SDH Διάφανη Υπηρεσία Τοπικών Δικτύων (TLS)

Η αρχιτεκτονική των δικτύων αυτού του τύπου φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. 

 Η Διάφανη Υπηρεσία Τοπικών Δικτύων (Transparent LAN Service) είναι μια υπηρεσία η οποία χρησιμοποιείται στα μητροπολιτικά δίκτυα για να αποκρύψει την πολυπλοκότητά τους από το χρήστη.

 Στην περίπτωση του σχήματος, η κυκλοφορία Ethernet από το Site A1 εγκλωβίζεται σύμφωνα με το RFC 1483 και αποστέλλεται με γέφυρα μέσω ενός ΑΤΜ δικτύου στο Site A2. Για κάθε ζευγάρι από sites που ανήκουν στο μητροπολιτικό δίκτυο δημιουργείται ένα μόνιμο εικονικά κύκλωμα (permanent virtual circuit-PVC). Το κόστος και η δυνατότητα κλιμάκωσης καθορίζονται από τον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται από το ATM/SONET/SDH.

 Αρχή

3.2 Μητροπολιτικό Δίκτυο βασισμένο σε IP πάνω από Ethernet μεγάλων αποστάσεων

Το δίκτυο αυτό φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

Στην περίπτωση αυτή η μονάδα αλληλεπίδρασης της υπηρεσίας (service interface unit-SIU [1] ) του site Α1 μπορεί να ανήκει σε έναν χρήστη ή να μοιράζεται από έναν αριθμό χριστών σε ένα κτίριο. Σε κάθε περίπτωση η κυκλοφορία από κάθε συνδρομητή εγκλωβίζεται σε μια επικεφαλίδα εικονικού τοπικού δικτύου (virtual LAN-VLAN) και αποστέλλεται μέσω γέφυρας στο MAN. 

Η δυνατότητα κλιμάκωσης παρέχεται από το Fast Ethernet και Gigabit Ethernet μεγάλων αποστάσεων, ενώ το 10 Gigabit Ethernet καθώς και τα επόμενα Ethernets θα έχουν τα χαρακτηριστικά αυτά εγγενή.

   Αρχή

3.3 ΜΑΝ βασισμένα σε ΙΡ πάνω από Ethernet μεγάλης απόσταση και δακτυλίους CWDM

Επειδή η οπτική ίνα είναι σχετικά σπάνια όσο πλησιάζουμε στο site του πελάτη, οι εταιρίες χρησιμοποιούν CWDM και τεχνολογία δακτυλίου πακέτων (packet ring)  στους διακόπτες Ethernet του μητροπολιτικού δικτύου. Η CWDM είναι παρόμοια με την πυκνή πολυπλεξία μήκους κύματος (Dense Wavelength Division Multiplexing), αλλά παρέχει 4 ή 8 μήκη κύματος αντί για 32 ή 64.

 Τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά είναι παρόμοια με αυτά που έχουμε ήδη περιγράψει.

 Παρόλο που υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί δακτύλιοι πακέτων, το IEEE καθιέρωσε το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.17 για τον Ανθεκτικό Δακτύλιο Πακέτου (Resilient Packet Ring-RPR). Ο δακτύλιος που δημιουργείται είναι παρόμοιος με αυτόν του SONET είτε πάνω από οπτική ίνα είναι με πολυπλεξία στο μήκος κύματος (wavelength division multiplexing-WDM). 

 Η αρχιτεκτονική αυτή φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

 Αρχή

3.4 ΜΑΝ βασισμένα σε τεχνολογία ΙΡ πάνω από δακτυλίους DWDM

Η αρχιτεκτονική αυτή βασίζεται στη σύνδεση οπτικών πολυπλεκτών προσθήκης-διαγραφής (Optical Add-Drop Multiplexers-OADM) με δακτυλίους πυκνής πολυπλεξίας μήκους κύματος (Dense Wavelength Division Multiplexing-DWDM).

 Η αρχιτεκτονική αυτή φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

 Υπάρχουν πολλοί τύποι OADM και η βασική τους διαφορά βρίσκεται στο πόση υποστήριξη προσφέρουν στο SONET. Αυτό είναι πολύ σημαντικό, αν θέλουμε να υπάρχει συμβατότητα με την υπάρχουσα υποδομή της πολυπλεξίας του χρόνου (Time Division Multiplexing-TDM). 

Ένα MAN το οποίο βασίζεται σε DWDM μπορεί να προσφέρει σε έναν μεγάλο πελάτη τη δυνατότητα να μισθώσει ένα ολόκληρο μήκος κύματος για τη διασύνδεση δύο δικτυακών τόπων (sites) στο MAN ή ακόμη και για τη διασύνδεση δικτυακών τόπων που βρίσκονται σε MAN τα οποία απέχουν χιλιάδες χιλιόμετρα.

[1] Χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: σε διακόπτες Ethernet MAN και σε DWDM ράφια (shelves) με Οπτικούς Πολυπλέκτες Προθήκης και Διαγραφής (Optical Add-Drop Multiplexers), διακόπτες ΙΡ και SONET.

 Αρχή

4 Gigabit Ethernet

Τα μητροπολιτικά δίκτυα που χρησιμοποιούν οπτικές ίνες και Gigabit Ethernet διακόπτες αρχίζουν να κερδίζουν διαρκώς έδαφος. Το Gigabit Ethernet λειτουργούσε με οπτική ίνα, μέχρι την πρόσφατη εμφάνιση του 1000Base-T σε χάλκινο καλώδιο.

 Πολλές εταιρίες όπως η Yipes και η Telseon σκοπεύουν να χρησιμοποιήσουν σκοτεινή ίνα (dark fiber) για να δημιουργήσουν συνδέσμους Ethernet δικτύου πλέγματος σημείο- προς- σημείο, της τάξης του 1Gbps

 Το Gigabit Ethernet μπορεί να προσφέρει μεγαλύτερο εύρος ζώνης χωρίς να αποδιοργανώσει το ήδη υπάρχον δίκτυο. Το Gigabit Ethernet χρησιμοποιεί ακριβώς την ίδια μορφή και λειτουργία με το απλό Ethernet και το Fast Ethernet. Και οι τρεις μορφές χρησιμοποιούν το πακέτο που καθορίστηκε από το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.3, και υποστηρίζουν την ίδια διπλή και ημί-διπλή λειτουργία καθώς και τις ίδιες μεθόδους ρύθμισης της κυκλοφορίας.

Επίσης το Gigabit Ethernet χρησιμοποιεί τα ίδια αντικείμενα διαχείρισης που καθορίστηκαν από το IEEE 802.3.

 Οι συσκευές που χρησιμοποιούν χαμηλότερης ταχύτητας Ethernet συνδέονται στο δίκτυο Gigabit Ethernet με χρήση LAN διακοπτών ή δρομολογητών για την προσαρμογή μιας ταχύτητας σε μία άλλη. Το Gigabit Ethernet χρησιμοποιεί το ίδιο μεταβλητού μήκους πακέτο (64 ως 1514 bytes) που χρησιμοποιεί το Ethernet και το Fast Ethernet, σε αντίθεση π.χ. με το ΑΤΜ, όπου η μορφή του πακέτου είναι διαφορετική, οπότε για τη σύνδεση ενός Ethernet δικτύου σε ATM δίκτυο, ο δρομολογητής ή ο διακόπτης πρέπει να μετατρέψει κάθε κελί ATM σε πακέτο Ethernet και το αντίστροφο.

 Το 10 Gbps Ethernet λειτουργεί ακριβώς όπως το 1 Gbps Ethernet. Μπορεί να λειτουργήσει απευθείας σε σκοτεινή ίνα ή ο εξοπλισμός Ethernet να χρησιμοποιήσει ένα καθαρό κανάλι με σκοτεινό μήκος κύματος 10 Gbps, δηλαδή ένα λάμδα ενός DWDM δικτύου.  

Με χρήση του DWDM οι σύνδεσμοι Ethernet μπορούν να φτάσουν τα 100 Km.

 Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται ένα τυπικό Gigabit Ethernet δίκτυο. Ένας 1-Gbps LAN διακόπτης προσφέρει σύνδεση με τον κορμό (backbone) του δικτύου στους κεντρικούς εξυπηρετητές και στους διακόπτες που αντιστοιχούν σε κάθε ομάδα υπολογιστών (workgroup switches).

Το δίκτυο που δημιουργείται μπορεί να υποστηρίξει φωνή, video και δεδομένα. Στα παρακάτω διαγράμματα φαίνεται ο λόγος τιμή/ απόδοση για το 10 Gbe σε LAN και ΜΑΝ σε σύγκριση με το SONET/SDH.

Από το παραπάνω γράφημα φαίνεται ότι το κόστος ενός Gigabit Ethernet δικτύου είναι σαφώς χαμηλότερο από αυτό ενός SONET/SDH δικτύου.

   Αρχή

4.1 Άλλα Πλεονεκτήματα του Gigabit Ethernet

Η τεχνολογία του Gigabit Ethernet έχει κάποια σημαντικά πλεονεκτήματα:

 Το δίκτυο είναι αξιόπιστο και εύκολο στο στήσιμό του.

 Υπάρχουν πολλά εργαλεία διαχείρισης δικτύου όπως το πρωτόκολλο SNMP.

 Οι ταχύτητες του Ethernet κλιμακώνονται από 10 Mbps ως 1000 Mbps, ενώ χρησιμοποιείται η ίδια μορφή πακέτου δεδομένων (frame) σε όλες τις ταχύτητες.

Το κόστος δημιουργίας του δικτύου είναι χαμηλό.

 Μπορούν να χρησιμοποιηθούν όλες οι υπάρχουσες τεχνολογίες διασύνδεσης δικτύων, καθώς οι συσκευές είναι συμβατές με το GBE. 

 Αρχή

4.2 Το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.3z

Το πρότυπο που έχει καθοριστεί από τον ΙΕΕΕ για το Gigabit Ethernet είναι το 802.3z.  Το πρότυπο αυτό:

 Επιτρέπει την διπλή και ημιδιπλή λειτουργία σε ταχύτητες των 1000 Μbps.

 Χρησιμοποιεί το 802.3 πακέτο του Ethernet.

 Χρησιμοποιεί το CSMA/CD με έναν επαναλήπτη για κάθε περιοχή όπου μπορεί να υπάρχει σύγκρουση.

 Εξασφαλίζει τη συμβατότητα με τις τεχνολογίες 10Base-T και 100Base-T .

 Στο πρότυπο αυτό για τη μεταφορά δεδομένων χρησιμοποιούνται: μια πολύτροπη οπτική ίνα με μέγιστο μήκος 550 μέτρα, μία μονότροπη οπτική ίνα με μέγιστο μήκος 3 χμ και ένα καλώδιο χαλκού με μέγιστο μήκος 25 μέτρα.

 Αρχή

4.3 Πλήρως διπλή και ημί-διπλή λειτουργία

Δύο κόμβοι που είναι συνδεδεμένοι σε ένα πλήρως διπλό μονοπάτι μπορούν να στείλουν και να λάβουν πακέτα ταυτόχρονα(full duplex operation). Το GBE ακολουθεί κυρίως αυτή τη διαδικασία.

 Όταν το GBE λειτουργεί σε ημί-διπλή λειτουργία(half duplex operation), τότε χρησιμοποιεί το CSMA/CD για τη ρύθμιση της κυκλοφορίας. Ο αλγόριθμος του CSMA/CD φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα.

Φυσικά η μέθοδος έχει εμπλουτιστεί ώστε να μπορεί να λειτουργήσει σε ταχύτητες μετάδοσης της τάξης των Gigabit. Διαφορετικά, τα ελάχιστα (minimum-sized packets) πακέτα θα μεταδίδονταν πριν ο αποστολέας αντιληφθεί την σύγκρουση και θα παραβίαζαν το πρωτόκολλο CSMA/CD. Για το λόγο αυτό, ο χρόνος του ελάχιστου φορέα CSMA/CD και της χρονικής σχισμής του Ethernet έχουν επεκταθεί από τα 64 bytes στα 512.

 Οι συσκευές που λειτουργούν σε διπλή λειτουργία δεν υφίστανται την επέκταση του φορέα ή της χρονικής σχισμής, αλλά συνεχίζουν να χρησιμοποιούν τη συνηθισμένη μορφή του Ethernet. 

 Αρχή

5 Η διαδικασία SMDS και το πρότυπο DQDB(IEEE 802.6)

Η Μεγαγώγιμη υπηρεσία πολλών εκατομμυρίων δυαδικών ψηφίων (switched multi-megabit data service-SMDS) είναι μια διαδικασία μεταγωγής πακέτων δεδομένων (datagrams) για τη σύνδεση τοπικών δικτύων (LANs) σε μητροπολιτικές περιοχές, Περιγράφεται από προδιαγραφές που όρισε η εταιρία Bell Communications Research (Bellcore), οι οποίες έχουν υιοθετηθεί από τους παροχείς εξοπλισμού και τους υπόλοιπους φορείς. Προσφέρει απόδοση δικτύου σε εύρος από 1 ως 34 Mbps.

 Η υπηρεσία αυτή χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο Κατανεμημένης Ουράς Διπλής Αρτηρίας (Distributed Queue Dual Bus-DQDB) στον κορμό του δικτύου.

 Αρχή

5.1 Τα μέρη ενός SMDS δικτύου

Ένα δίκτυο SMDS περιλαμβάνει τα εξής στοιχεία:

 Τον εξοπλισμό στο χώρο του πελάτη (Customer Premises Equipment-CPE).

Το περιβάλλον διεπαφής του φορέα (carrier interface).

Το περιβάλλον διεπαφής του συνδρομητή του δικτύου (Subscriber Network Interface-SNI).

Το CPE είναι ο τερματικός εξοπλισμός του πελάτη, δηλαδή τερματικά, προσωπικοί υπολογιστές και ενδιάμεσοι κόμβοι, όπως δρομολογητές, modem, και πολυπλέκτες. Οι ενδιάμεσοι κόμβοι μπορούν να παρέχονται από τον φορέα.

 Ο εξοπλισμός του φορέα συνήθως είναι υψηλής ταχύτητας διακόπτες, οι οποίοι πρέπει να είναι συμβατοί με της προδιαγραφές για τον εξοπλισμό δικτύου που έχει καθορίσει η Bellcore.

 Το SNI είναι το περιβάλλον διεπαφής μεταξύ του CPE και εξοπλισμού του φορέα. Είναι το σημείο όπου τελειώνει το δίκτυο του πελάτη και ξεκινάει το δικτύου του φορέα. Η λειτουργία του SNI είναι να καταστήσει αόρατη στον πελάτη την τεχνολογία και τη λειτουργία του SMDS δικτύου. Η σχέση μεταξύ των τριών αυτών  στοιχείων φαίνεται στο σχήμα:

 Αρχή

5.2 Τι είναι το Πρωτόκολλο Διεπαφής του SMDS(SMDS interface protocol-SIP)

Το πρωτόκολλο διεπαφής του SMDS (SMDS interface protocol-SIP) χρησιμοποιείται για την επικοινωνία μεταξύ του CPE και του εξοπλισμού SMDS του φορέα. Βασίζεται στο πρότυπο DQDB που καθορίζεται από το ΙΕΕΕ 802.6.

 Το SIP προσφέρει υπηρεσίες χωρίς σύνδεση, επιτρέποντας έτσι το CPE να έχει πρόσβαση στο SMDS δίκτυο. Το SIP δεν υποστηρίζει από μόνο του φωνή και βίντεο. 

Το ΙΕΕΕ 802.6 επιλέχτηκε ως βάση του SIP διότι υποστηρίζει όλα τα στοιχεία της διαδικασίας SMDS. Επίσης είναι συμβατό με το ευρυζωνικό ISDN, κάτι που του επιτρέπει να συνεργαστεί με ευρυζωνικές υπηρεσίες φωνής και βίντεο. 

Η χρήση του SIP φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

   Αρχή

5.2.1 Τα επίπεδα του SIP

Το SIP αποτελείται από τρία επίπεδα. Τα SIP level 3 και level 2 λειτουργούν στο υποεπίπεδο του πρωτοκόλλου ελέγχου πρόσβασης στο μέσο (Media Access Control Protocol-MAC) του επιπέδου διασύνδεσης δεδομένων. Το SIP level 1 λειτουργεί στο φυσικό επίπεδο. 

Αρχικά οι πληροφορίες αποστέλλονται στο SIP level 3 με τη μορφή μονάδων υπηρεσίας του SMDS (SMDS data units-SDU) και εγκλωβίζονται σε μία SIP level 3 επικεφαλίδα (header) και επίμετρο (trailer). Το πακέτο που προκύπτει ονομάζεται μονάδα δεδομένων του πρωτοκόλλου (protocol data unit-PDU) και αποστέλλεται στο SIP level 2. Το SIP level 2 χωρίζει τα PDU σε ομοιόμορφα PDU επιπέδου δύο (53 bytes) τα οποία ονομάζονται κελιά. Τα κελιά στη συνέχεια αποστέλλονται στο SIP level 1. Το επίπεδο αυτό προσφέρει το πρωτόκολλο φυσικού συνδέσμου, το οποίο λειτουργεί σε ρυθμούς DS-3 ή DS-1 μεταξύ CPE και δικτύου φορέα. Χωρίζεται σε δύο μέρη: στο υποεπίπεδο του συστήματος μετάδοσης (transmission system sublayer) και στο Πρωτόκολλο Σύγκλισης Φυσικού Επιπέδου (Physical Layer Convergence Protocol-PLCP). Το πρώτο καθορίζει τα χαρακτηριστικά και τη μέθοδο προσάρτησης στο σύνδεσμο μετάδοσης (DS-3 ή DS-1) ενώ το δεύτερο πως θα ταξινομηθούν τα PDU σε σχέση με τα πακέτα DS-3 και DS-1.

   Αρχή

5.3 Το πρότυπο DQDB

Το πρότυπο αυτό αναπτύχθηκε για μητροπολιτικά δίκτυα και περιέχει καλά χαρακτηριστικά απόδοσης, όπως οι ψηλές ταχύτητες, η υποστήριξη ασύγχρονης και ισόχρονης επικοινωνίας, η διπλή αρτηρία (dual bus) και τα κελιά σταθερού μήκους (αυτό σημαίνει ότι μπορεί να διαχειριστεί και μικρά αλλά και μεγάλα πακέτα). Η αρχιτεκτονική ενός DQDB ΜΑΝ περιλαμβάνει γέφυρες, δρομολογητές και πύλες.

 Η τοπολογία ενός DQDB δικτύου φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, όπου υπάρχουν δύο μονόδρομες αρτηρίες (Bus A, Bus B) και ένας αριθμός κόμβων. Οι δύο αρτηρίες υποστηρίζουν επικοινωνία σε διαφορετικές κατευθύνσεις, επιτρέποντας έτσι διπλής κατεύθυνσης επικοινωνία μεταξύ των κόμβων. Οι δύο αρτηρίες λειτουργούν διαρκώς, και τα δεδομένα στην κάθε μία είναι τυποποιημένα σε σταθερού μήκους σχισμές. Αυτές δημιουργούνται από τον αρχικό κόμβο (head node) κάθε αρτηρίας (στο σχήμα σημειώνεται με κύκλο. Ο τελικός κόμβος σημειώνεται με τετράγωνο)

Οι κόμβοι συνδέονται σε κάθε αρτηρία μέσω μιας μονάδας πρόσβασης (access unit) και ενός συνδέσμου (attachment), όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Ο κάθε κόμβος συνδέεται στην αρτηρία μέσω μια συσκευής ανάγνωσης και εγγραφής. Τα δεδομένα από την αρτηρία διαβάζονται αλλά δεν αλλάζουν απαραίτητα. Η εγγραφή εκτελείται ως ένα λογικό OR όπου το 0 αλλάζει σε 1 αλλά το αντίθετο δεν συμβαίνει ποτέ. Η εγγραφή τοποθετείται μετά την ανάγνωση, έτσι ώστε η ανάγνωση στο συγκεκριμένο κόμβο να μην επηρεάζεται από την εγγραφή σε αυτόν. 

   Αρχή

5.4 Τοπολογίες για DQDB

 Αρχή

5.5 Σταθμοί αντίθετοι στο ρεύμα και σταθμοί στην κατεύθυνση του ρεύματος (upstream and downstream stations)

Στο παραπάνω σχήμα βλέπουμε αρτηρίες και κόμβους DQDB. Οι σταθμοί 1 και 2 βρίσκονται αντίθετα στο ρεύμα (upstream) σε σχέση με το σταθμό 3 για την αρτηρία Α, ενώ βρίσκονται κατά την κατεύθυνση του ρεύματος (downstream) σε σχέση με τον σταθμό 3 για την αρτηρία Β.

Ο σταθμός 1 δεν έχει κανέναν upstream αλλά έχει τέσσερις downstream και θεωρείται ο head της αρτηρίας Α, ενώ ο 5 δεν έχει κανέναν downstream και έχει μόνο upstream και θεωρείται ο head της Β.

 Αρχή

Στο παρακάτω σχήμα βλέπουμε τη μεταφορά δεδομένων με DQDB

κάθε αρτηρία ο χρόνος χωρίζεται τμήματα ή σχισμές (slots) οι οποίες μεταδίδονται από το bus head κάθε 125 μs. Ο αριθμός των σχισμών εξαρτάται από τη χωρητικότητα που είναι διαθέσιμη στο κύκλωμα υποστήριξης του δικτύου. Το μήκος του κάθε πακέτου είναι 53 bytes, ακριβώς όπως τα κελιά του ATM. Από αυτά, το πρώτο χρησιμοποιείται για έλεγχο της πρόσβασης. Από τα υπόλοιπα 52, 4 bytes που περιλαμβάνουν ένα header και τα 48 που απομένουν περιλαμβάνουν ωφέλιμο φορτίο.

Επιπλέον το κάθε πακέτο των 125μs περιλαμβάνει ένα επιπλέον header και ένα πεδίο που δηλώνει το τέλος του πλαισίου.

Οι σχισμές DQDB χωρίζονται σε δύο ειδών:

προ-ρυθμισμένες (pre-arbitrated), όπου ο σταθμός χρησιμοποιεί μία ή περισσότερες σχισμές με τη βοήθεια ενός circuit identifier το οποίο περιλαμβάνεται στο header. Η σταθερή αναλογία μεταξύ ενός σταθμού εκπομπής και ενός σταθμού προορισμού είναι ισοδύναμη με την εγκατάσταση ενός κυκλώματος μεταξύ των δύο αυτών σταθμών, οι οποίοι με τον τρόπο αυτό έχουν πάντα διαθέσιμο εύρος ζώνης για τη μεταφορά ισόχρονης επικοινωνίας (π.χ τηλέφωνο).

Ρυθμισμένες (arbitrated), όπου πολλοί σταθμοί μοιράζονται τις σχισμές με στατιστικό τρόπο. Ο διαμερισμός γίνεται με τη διαχείριση των ουρών (queues) οι οποίες είναι κατανεμημένες στους σταθμούς που είναι συνδεδεμένοι στη διπλή αρτηρία. Αυτή η διαδικασία δίνει τη δυνατότητα ασύγχρονης επικοινωνίας (π.χ μεταφορά δεδομένων).

Για τη μετάδοση δεδομένων ακολουθείται η εξής διαδικασία: Το head της αρτηρίας Α παράγει κενές σχισμές για αυτήν. Το ίδιο κάνει το head της Β για την αρτηρία Β. Ο ρυθμός των δεδομένων εξαρτάται από τον αριθμό των σχισμών που δημιουργούνται ανά δευτερόλεπτο.

Μια άδεια σχισμή μετακινείται στην αρτηρία της μέχρι τη στιγμή που θα δεχτεί δεδομένα τα οποία θα διαβαστούν από τον σταθμό προορισμού.

Ο σταθμός προορισμού επιλέγει την αρτηρία για την οποία ο σταθμός προορισμού θεωρείται downstream. Όταν λοιπόν ένας σταθμός θέλει να στείλει δεδομένα, τότε επιλέγει την αρτηρία στην οποία η ροή για τον προορισμό είναι downstream.

 Αρχή

6. Αναφορές

[1] 10 Gigabit Ethernet, Application Requirements and Proposed Layer Architecture, Mike Salzman, Lucent Technologies

[2] 10 Gigabit Ethernet, Greg Collings, director, Dell’ Oro Group

[3] Distributed Queue Dual Bus Over SMDS, Mastin Rosner, available at the url: http://www.ece.wpi.edu/courses/ee535/hwk4cd97/mrosner/mrosner.html

[4] Switched Multimegabit Data Service{SMDS), available at www.cisco.com

[5] Transparent LAN Service: The simplest Form of Virtual Private Network, http://www.techguide.com

[6] Introduction to Gigabit Ethernet, www.cisco.com

[7] Application Note: Metropolitan Area Networks, www.foundrynet.com

[8] The New Age MAN-The Architectures and Services, Ashton, Metzler & Associates, September 2001.

[9] Gigabit Ethernet, by William Stallings, from The Internet Protocol Journal

[10] Gigbabit Ethernet, accelerating the need for speed. www.gea.org

[11]Ethernet: Not Just for LANS anymore. www.burtongroup.com/promo/articles/bcr.7.2000.html

[12] E1/T1 in the Gigabit MAN. www.rad.com

[13]DWDM in metropolitan area networks, www.cisco.com

 Αρχή