8. Оптический кросс (ок)

Оптический кросс – это коммутационное устройство, предназначенное для концевой заделки, распределения и коммутации оптических кабелей связи. Защита мест сварки волокон оптического кабеля и пигтейлов производится термоусадкой гильз КЗДС, которые закрепляются держателями кассеты емкостью на 32 оптических волокна. Коммутация оптического пигтейла с патч-кордом производится через адаптер (оптическую розетку). Патч-корд обеспечивает дальнейшее соединение с активным оборудованием. Оптические кроссы чаще всего устанавливают в специальных кроссовых помещениях, и используют для соединения оборудования конечных пользователей с разнообразными типами активного оборудования волоконно-оптических сетей связи. Чаще всего оптический кросс незаменим, т.е. никакими другими способами описанную выше коммутацию выполнить нельзя или она окажется крайне ненадежной.

9. Оптические муфты (ом)

Муфты оптические неотъемлемые составные элементы волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Конструктивное исполнение этих компонентов зависит от особенностей конкретной ВОЛС (назначения, топологии, характера трассы, типа оптических волокон в кабеле, используемой конструкции оптического кабеля (ОК), бюджета мощности и др.).

Муфты – это технические элементы, предназначенные для сращивания и растпределения различных типов оптических кабелей при их прокладке в грунте, тоннелях, коллекторах и кабельной канализации. Они обеспечивают защиту оптического волокна в местах его соединения от внешних воздействии. Такая муфта обеспечивает надежную и долговечную защиту, а также герметизацию точки соединения оптических кабелей.

4. Типы устройств Gigabit Ethernet

В настоящее время поставляется полный перечень сетевых продуктов Gigabit Ethernet: сетевые карты, трансиверы, коммутаторы, а также маршрутизаторы. Предпочтение отдается устройствам с оптическим интерфейсами (1000Base-LX, 1000Base-SX) Duplex SC. Так как стандартизация оптических интерфейсов произошла примерно на 1 год раньше, чем интерфейса на витую пару, то подавляющее число устройств, поставляемых сегодня, имеют волоконно-оптические физические интерфейсы.

Сетевая карта Gigabit Ethernet. Выпускаются сетевые карты на шины PCI, SBus и др. Ниже приведены основные технические характеристики сетевой карты G-NIC, выпускаемой фирмой Packet Engines:

• 64/32 бит PCI мастер адаптер;

• Обеспечивает на частоте 33 МГц пропускную способность 2 Гбит/с;

• Два независимых процессора, ответственных за прием и передачу пакетов, сильно разгружают центральный процессор рабочей станции

• Поддержка стандартов IEEE 802.3x дуплексной передачи и IEEE 802.3z обеспечивает максимальную совместимость с другими устройствами.

Оптический трансивер (от англ. TRANSmitter – передатчик и reCEIVER – приемник) это приемо-передающее устройство, используемое в сетевом оборудовании для конвертирования сигнала из внутренней электрической среды сетевого оборудования во внешнюю транспортную среду передачи. Трансиверы так же еще называют конвертерами интерфейсов – они обеспечивают взаимодействие внутреннего интерфейса сетевого устройства с интерфейсом среды передачи.

В целях стандартизации производство оптических модулей регламентируется рядом отраслевых международных соглашений и рекомендаций. Стандарты передачи данных определяются Институтом Инженеров Электроники и Электротехники (IEEE – Institute of Electrical and Electronic Engineers). Стандарты производства определяются комитетом SFF (Small Form Factor Committee) и соглашением ведущих производителей, стандартизирующим формат сменных устройств (MSA – Multi Source Agreement).

Таблица 1.3.

Различие оптических модулей по признакам:

Признак	Описание
1	2
Сменный / встроенный	Встроенные передатчики устанавливаются в сетевое оборудование в заводских условиях. Сменные оптические трансиверы позволяют гибко менять и комбинировать среду передачи данных в оборудовании с соответствующими портами.
Форм-фактор	Имеют несколько основных форм-факторов: GBIC, SFP, SFP+, X2, XENPAK, XFP
Транспортная среда	Многомодовое оптическое волокно (10, 100, 1000Base SX, 1000Base LX и проч.) Одномодовое оптическое волокно (10, 100, 1000Base LX/LH/ZX, 10 Gigabit и проч.)
1	2
Скорость передачи данных	В зависимости от типа скорость передачи данных может варьироваться от 100 Мбит/с до 40 Гбит/с.
Дальность работы	Дальность работы определяется оптическим бюджетом линии и может доходить до 140 километров.
Поддерживаемые сетевые протоколы	Большинство модулей работают со всеми сетевыми протоколами, скорость которых находится в пределах максимально возможной скорости передачи оптического трансивера.

Коммутатор – одно из наиболее важных устройств, при построении корпоративных сетей. Коммутатор работает на втором канальном уровне модели OSI. Главное назначение коммутатора – разгрузка сети посредством локализации трафика в пределах отдельных сегментов.

Перечислим наиболее важные черты коммутаторов Gigabit Ethernet:

• поддержка дуплексного режима по всем портам;

• поддержка контроля потока основанного на кадрах IEEE 802.3x;

• наличие портов или модулей для организации каналов Ethernet, Fast Ethernet;

• поддержка физического интерфейса на одномодовый ВОК;

• возможность коммутации уровня 3;

• поддержка механизма QoS и протокола RSVP;

• поддержка стандарта IEEE 802.1Q/p для организации распределенных виртуальных сетей.

Ключевым звеном коммутатора является архитектура без блокирования (non-blocking), которая позволяет установить множественные связи Ethernet между разными парами портов одновременно, причем кадры не теряются в процессе коммутации. Сам трафик между взаимодействующими сетевыми устройствами остается локализованным. Локализация осуществляется с помощью адресных таблиц, устанавливающих связь каждого порта с адресами сетевых устройств, относящихся к сегменту этого порта. Таблица заполняется в процессе анализа коммутатором адресов станций отправителей в передаваемых ими кадрах. Кадр передается через коммутатор локально в соответствующий порт только тогда, когда адрес станции назначения, указанный в поле кадра, уже содержится в адресной таблице этого порта. В случае отсутствия в таблице адреса станции назначения, кадр рассылается во все остальные сегменты. Если коммутатор обнаруживает, что MAC-адрес станции назначения приходящего кадра находится в таблице MAC-адресов, приписанной за портом, то этот кадр сбрасывается – его непосредственно получит станция назначения, находящаяся в данном сегменте. И, наконец, если приходящий кадр является широковещательным (broadcast), т.е. если все биты поля MAC-адреса получателя в кадре задаются равными 1, то такой кадр будет размножен коммутатором (подобно концентратору), т.е. направляется во все остальные порты.

Коммутатор, работающий без буферизации, практически сразу же после чтения заголовка, перенаправляет получаемый кадр в нужный порт, не дожидаясь его полного поступления. Главное преимущество такой технологии – малая задержка пакета при переадресации. Главный недостаток – в том, что такой коммутатор будет пропускать из одной сети в другую дефектные кадры (укороченные – меньше 64 байт, или имеющие ошибки), так как выявление ошибок может происходить только при чтении всего кадра и сравнения рассчитанной контрольной суммы с той, которая записана в поле контрольной последовательности кадра. Распространение ошибок в большей степени касается сетей с более чем одним пользователем на порт. В этом случае протокол Ethernet может генерировать как укороченные, так и поврежденные кадры, поскольку коммутатор не может предвидеть возникновение коллизий в сегменте, из которого поступает кадр.

Современные коммутаторы cut-through используют более продвинутый метод коммутации, который носит название ICS (interim cut-through switching – промежуточная коммутация на лету). Суть этого метода заключается в отфильтровывании укороченных кадров с длиной менее 64 байт. До тех пор, пока коммутатор не принял первые 512 бит кадра, он не начинает ретранслировать кадр в соответствующий порт. Если кадр заканчивается раньше, то содержимое буфера удаляется, кадр отфильтровывается. Несмотря на увеличение задержки до 512 ВТ и более, метод ICS значительно лучше традиционного cut-through, поскольку не пропускает укороченные кадры. К главному недостатку ICS относится возможность пропускания дефектных пакетов с длиной более 64 байт. Поэтому коммутаторы ICS не годятся на роль магистральных коммутаторов.

Напротив, коммутатор, работающий с буферизацией, прежде чем начать передачу кадра в порт назначения, полностью принимает его, буферизует. Кадр сохраняется в буфере до тех пор, пока анализируется адрес назначения и сравнивается контрольная последовательность кадра, после чего коммутатором принимается решение о том, в какой порт перенаправить кадр или вообще его не передавать (отфильтровать). Главное преимущество коммутации с буферизацией в том, что этот метод гарантирует передачу только хороших кадров. Однако, недостаток, связанный с задержкой кадра на время буферизации не является критичным, поскольку кадры передаются непрерывно. Поэтому в настоящее время большее предпочтение со стороны фирм-производителей отдается этой технологии коммутации.

Маршрутизатор - применяется в сетях со сложной конфигурацией для связи ее участков с различными сетевыми протоколами (в том числе и для доступа к глобальным (WАN) сетям), а также для более эффективного разделения трафика и использования альтернативных путей между узлами сети. Основная цель применения роутеров - объединение разнородных сетей и обслуживание альтернативных путей.

Маршрутизаторы не просто осуществляют связь разных типов сетей и обеспечивают доступ к глобальной сети, но и могут управлять трафиком на основе протокола сетевого уровня (третьего в модели OSI), то есть на более высоком уровне по сравнению с коммутаторами. Необходимость в таком управлении возникает при усложнении топологии сети и росте числа ее узлов, если в сети появляются избыточные пути (при поддержке протокола IEEE 802.1 Spanning Тгее), когда нужно решать задачу максимально эффективной и быстрой доставки отправленного пакета по назначению.

Маршрутизация в сетях, как правило, осуществляется с применением пяти популярных сетевых протоколов - ТСР/IР, Nоvеll IРХ, АррlеТаlk II, DECnеt Phase IV и Хегох ХNS. Если маршрутизатору попадается пакет неизвестного формата, он начинает с ним работать как обучающийся мост. Кроме того, маршрутизатор обеспечивает более высокий уровень локализации трафика, чем мост, предоставляя возможность фильтрации широковещательных пакетов, а также пакетов с неизвестными адресами назначения, поскольку умеет обрабатывать адрес сети.

Современные маршрутизаторы обладают следующими свойствами:

• поддерживают коммутацию уровня 3, высокоскоростную маршрутизацию уровня 3 и коммутацию уровня 4;

• поддерживают передовые технологии передачи данных, такие как Fast Ethernet, Gigabit Ethernet и АТМ;

• поддерживают технологии АТМ с использованием скоростей до 622 Мбит/сек;

• поддерживают одновременно разные типы кабельных соединений (медные, оптические и их разновидности);

• поддерживают WAN-соединения, включая поддержку PPP, Frame Relay, HSSI, SONET и др.;

• поддерживают технологию коммутации уровня 4 (Layer 4 Switching), использующую не только информацию об адресах отправителя и получателя, но и информацию о типах приложений, с которыми работают пользователи сети;

• обеспечивают возможность использования механизма "сервис по запросу" (Quality of Service) - QoS, позволяющего назначать приоритеты тем или иным ресурсам в сети и обеспечивать передачу трафика в соответствии со схемой приоритетов;

• позволяют управлять шириной полосы пропускания для каждого типа трафика;

• поддерживают основные протоколы маршрутизации, такие как IP RIP1, IP RIP2, OSPF, BGP-4, IPX RIP/SAP, а также протоколы IGMP, DVMPR, PIM-DM, PIM-SM, RSVP;

• поддерживают несколько IP сетей одновременно;

• поддерживают протоколы SNMP, RMON и RMON 2, что дает возможность осуществлять управление работой устройств, их конфигурированием со станции сетевого управления, а также осуществлять сбор и последующий анализ статистики как о работе устройства в целом, так и его интерфейсных модулей;

• поддерживать как одноадресный (unicast), так и многоадресный (multicast) трафик.