Redes de Computadores

Autor:Manoel Scheffmacher Camargo - Estagiário da GPS

 

FIBRA ÓPTICA

 

PROTOCOLO DE ACESSO AO MEIO FÍSICO DE TRANSMISSÃO PADRÃO ANSI X3T9.5 (FDDI)

 

As principais características que uma empresa necessita em suas redes de transmissão de dados são: Segurança, Qualidade e Agilidade.

 

Para alcançar níveis tecnológicos de alta qualidade e seguir o avanço desenfreado da informática, atualmente, a única capaz de acompanhar tal " revolução " é a Fibra Óptica.

 

Bom, já que essa nova tecnologia é capaz de tudo isso, então vamos saber o que é exatamente a Fibra Óptica?

 

Trata-se de um filamento com a espessura de um fio de cabelo, produzido a partir do quartzo, ou seja, vidro. Como todos nós sabemos, a matéria-prima do vidro é simplesmente areia. Podemos então chegar à conclusão de que se não é infinita, é no mínimo muito abundante. Pois bem, esse pequeno filamento de vidro é capaz de fazer muito mais do que dezenas de fios metálicos emaranhados, com muito mais perfeição.

 

Por isso, a Fibra Óptica é hoje considerada e vem sendo usada como o mais novo meio de cabeamento de sistemas, seja de informática, de telecomunicações, sinalização e outros tantos.

 

Algumas das características físicas da Fibra Óptica:

  • Pode ser instalada verticalmente em prédios. É perfeita também para uso aéreo (externos) e subterrâneo (internos).
  • À prova de fogo, resistentes à umidade e fungos, alguns tipos de fibras são protegidos por uma jaqueta (revestimento) e proteção testada de Klevar.
  • Facilmente maleável durante a instalação.
  • Atende às especificações FDDI.
  •  

 

O FDDI (Fiber-Distributed Data Interface) é um padrão para transmissão de dados a 100Mbps, utilizando fibra óptica, com topologia de anel duplo. É utilizado como backbone em MANs (Metropolitan Area Networks).

 

Em 1980, com a finalidade de desenvolver uma rede de alto desempenho, foi formado um grupo de trabalho chamado de ANSI X3T9.5. O FDDI foi criado em junho de 1983 com o objetivo de oferecer uma rede de alto desempenho de propósito geral, utilizando-se da estrutura do padrão de redes locais IEEE 802, da fibra ótica como meio de transmissão e da topologia em anel duplo.

 

O padrão FDDI foi desenvolvido pelo ASC X3T9.5 da ANSI. A ANSI é um dos órgãos mais importantes no estudo de redes. O instituto é estruturado em campos técnicos independentes, denominados ASCs (Accredited Standards Commitees) nos EUA e adotado pela ISO como padrão internacional (ISO 9314/1/2/3). Inicialmente, foi proposto para redes de comutação de pacotes, sendo mais tarde melhorado, onde a rede é dotada de capacidade de comutação de circuitos de modo a expandir o campo de aplicações para a integração de voz, imagem e dados em tempo real.

 

Seu funcionamento é baseado no Token Ring (IEEE 802.5), ou seja, utiliza o token passing como protocolo de acesso ao meio, mas, ao contrário do Token Ring, permite a existência de mais de um datagrama no meio físico.

 

 

Características do FDDI

 

TOPOLOGIA:

ANEL DULPLO

EXTENSÃO MÁXIMA DO ANEL:

100 km

NÚMERO MÁXIMO DE ESTAÇÕES NO ANEL:

500

DISTÂNCIA MÁXIMA ENTRE NÓS:

2 km

VELOCIDADE DE TRANSMISSÃO:

100 Mbps

CABEAMENTO:

FIBRA ÓTICA

DO FEIXE DE LUZ (Janela de Transmissão)

1330 nm

 

 

Arquitetura:

 

O duplo anel consiste em dois cabos independentes de fibra ótica, que conduzem o tráfego em sentidos únicos e opostos entre si. Um dos anéis é chamado de anel primário e é por ele que passam as informações; o segundo serve apenas para backup, não sendo utilizado até que haja falhas de algum segmento (do anel principal). As estações conectadas ao anel duplo se caracterizam por dois tipos: de Classe A, conectada aos dois anéis; e de classe B, conectada apenas no anel primário. É interessante o uso de um concentrador com características da classe A para conectar as estações da classe B.

 

O anel secundário é ativado no caso de falha no anel primário. Em caso de erros ou falhas em algum segmento, o anel primário liga-se ao anel secundário a fim de isolar o trecho problemático. Deste modo o tráfego atinge, pelo anel primário, o último nó que não está interrompido, e é desviado para o anel secundário, retornando, a fim de alcançar as estações do outro lado pela via de backup. A ativação do anel secundário é controlada pelo protocolo FDDI, que é capaz de detectar o segmento do anel primário que apresenta a falha, isolando o mesmo através da interligação dos anéis primário e secundário nas extremidades do segmento com falha.

 

Os protocolos que definem o FDDI, desenvolvidos pelo comitê ANSI X3T9.5, relacionados com as camadas mais baixas do modelo OSI são:

PMD (Physical Layer Medium Protocol) - Especifica os componentes óticos utilizados, as características dos transmissores, dos receptores óticos e os sinais de interface.

 

PHY {Physical Layer Protocol) - Define as regras de codificação e decodificação dos sinais recebidos, especifica o sincronismo dos relógios e dos quadros de dados.

 

MAC (Medium Access Control) - Define as regras de acesso ao meio, de endereçamentos e de verificação de dados. É responsável pelo encapsulamento e formação do frame (quadro).

 

LLC (Logical Link Control) - Define as regras para a troca de informação em serviços com conexão, sem conexão/sem reconhecimento e sem conexão/com reconhecimento. Este protocolo segue o mesmo padrão do IEEE 802.2 (Token Ring).

 

SMT (Station Management) - Define o controle das operações das estações do anel, gerenciando as configurações (manutenção, isolamento e recuperação de falhas, administração de endereços, etc.), gerenciando as conexões (alocação de banda, etc.) e o anel em si (iniciação, monitoração, controle de erro, de token e de prioridades, etc.).

 


O Quadro (Frame):

 

O quadro criado por uma estação trafega todo o anel e retorna a estação de origem, a qual irá retirá-lo do anel caso a estação de destino tenha recebido e copiado o quadro. Esta informação se encontra no campo FS. Observe a figura:


PA-Campo de Prefácio - I

SA-Campo do Endereço de Origem

SD-Campo Delimitador de Início-JK

INFO-Campo de Informação

FC-Campo de Controle do Frame

FCS-Campo de Checagem da Seqüência do Frame

DA-Campo do Endereço de Destino

ED-Campo Delimitador de Fim–TT

 

FS-Campo de Status do Frame

PA: (Preamble)
SD: (Starting Delimiter)
FC: (Frame Control)
DA: (Destination Address)
SA: (Source Address)
INFO: (Information Field)
FCS: (Frame Check Sequence)
ED: (Ending Delimiter)
FS: (Frame Status)

 

O campo de controle do frame (FC) pode definir os seguintes tipos, com os seus respectivos códigos:

40

-Frame Void

50,51

-Frame LLC

41,4F

-Frame SMT

60

-Frame Implementador

C2,C3

-Frame MAC

70

-Frame Reservado

 

O campo de status do frame (FS) pode possuir os seguintes códigos:

 

A - Address Acknowledge - Endereço Reconhecido - Se estiver T(true) indica que o quadro chegou à estação de destino.

 

C - Copy - Cópia - Se estiver T(true) indica que o quadro foi copiado pela estação de destino.

 

E - Error - Erro - Se estiver T(true) indica que quadro é defeituoso. As estações irão ignorá-lo.

 

Símbolos binários dos quadros:

 

Os dados são codificados pela subcamada PHY, usando-se a codificação 4 entre 5. Ou seja, cada 4 bits reais indicam um associado código de 5 bits, que é trafegado pela rede. Os demais códigos de 5 bits são usados como símbolos de sinalização. Observe que, dos códigos de 5 bits, apenas os de sinalização possuem mais de três bits iguais (00000) ou (00111). Isto caracteriza que, durante uma transmissão de dados, não haverá 3 bits iguais consecutivos. Isto serve para definir o tempo de sincronismo das estações. O 1 binário indica uma transição no feixe de luz, e o 0 é a não transição a cada intervalo de tempo.

Símbolo

Código

Símbolo

Código

0 (binário 0000)

11110

Q (Quiet)

00000

1 (binário 0001)

01001

H ( Halt)

00100

2 (binário 0010)

10100

I (Idle)

11111

3 (binário 0011)

10101

J (Starting Delimiter)

11000

4 (binário 0100)

01010

K (Starting Delimiter)

10001

5 (binário 0101)

01011

T (Ending Delemiter)

01101

6 (binário 0110)

01110

R ( Reset)

00111

7 (binário 0111)

01111

S (Contol Set)

11001

8 (binário 1000)

10010

V (Verify) ou H ( Halt)

00001

9 (binário 1001)

10011

V (Verify) ou H ( Halt)

00010

A (binário 1010)

10110

V (Verify)

00011

B (binário 1011)

10111

V (Verify)

00101

C (binário 1100)

11010

V (Verify)

00110

D (binário 1101)

11011

V (Verify) ou H ( Halt)

01000

E (binário 1110)

11100

V (Verify)

01100

F (binário 1111)

11101

V (Verify) ou H ( Halt)

10000

 

Vejamos onde encontramos um exemplo do uso de Fibra Óptica:

 

ESCOPO DO PROJETO: Rede Corporativa em FDDI (Fiber Distributed Data Interface) da CST.

 

EMPRESA: Companhia Siderúrgica de Tubarão - CST - Espírito Santo.

 

MODALIDADE DE ATUAÇÃO: Planejamento Estratégico e Projeto de Rede.

 

RESUMO: Orientou-se o planejamento estratégico e auxiliou-se no projeto da rede corporativa CST composta dos seguintes elementos principais:

  • uma malha de fibras ópticas para a Rede Corporativa;
  • a solução de rede utilizada para a implantação da malha básica de equipamentos com tecnologia FDDI e utilizando uma estratégia de roteadores para o internetworking.

 

Além do projeto básico, analisou-se e considerou-se a evolução da rede CST para as novas soluções de rede de alta velocidade como o ATM (Asynchronous Transfer Mode). O projeto considerado tem um custo aproximado de 1 milhão de dólares e se encontra implantado.

 

REFERÊNCIAS:

 

CARDOSO, A. FDDI - Fiber distributed data interface. Disponível em:

http://penta.ufrgs.br/rc952/trab2/fddi.html

 

CARLI, E. Tutorial FDDI. Disponível em: http://www.GTA.ufrj.br/~emerson/trab.html

 

SOARES, L. F. G. et al. Redes de computadores: das LANs, MANs e WANs as redes ATM. 2. ed. Rio de Janeiro: Campus, 1995.

TANENBAUM, A. S. Redes de computadores. 3. ed. Rio de Janeiro: Campus, 1994.