PORÓWNANIE WŁASNOŚCI SIECI - PIERŚCIENIA I SZYNY

TRANSMISJA - PIERŚCIEŃ

Cechą pierścienia jest wykorzystanie każdego odcinka medium przez tylko jeden nadajnik. Stacje pełnią rolę cyfrowych regeneratorów sygnału. Osiągnięcie odległości między stacjami rzędu setek metrów nie sprawia problemu, także na skrętce.

TRANSMISJA - SZYNA

Istnieje wiele czynników ograniczających jej rozmiary:

• konieczność wykrywania kolizji przez stację nadającą sprawia, że maksymalne tłumienie sygnału nie może przekroczyć określonej wielkości

• dołączone równolegle nieaktywne nadajniki wprowadzają do sieci szum analogowy, pogarszający warunki pracy odbiorników

• Złącza (penetrujące lub BNC) wprowadzają do medium nieciągłości, będące powodem odbić. Silne odbicie może zostać błędnie zinterpretowane jako kolizja, co spowoduje ponowne wysłanie ramki.

SYNCHRONIZACJA - PIERŚCIEŃ

Zabiegi służące do utrzymania synchronizacji:

• układ PLL jest aktywny w każdej stacji

• zegar odbiorczy każdej stacji jest synchronizowany, za pośrednictwem układu PLL z ciągiem danych nadawanych ze stacji poprzedniej.

• Każda stacja posiada dwa układy PLL: odbiorczy i nadawczy

• Jedna stacja nadaje i retransmituje dane, używając do tego celu generatora kwarcowego. Pozostałe śledzą częstotliwość zegarową za pomocą układów PLL

• Transmisja bitów następuje asynchronicznie

Bufor lub bufory służą do zniwelowania zjawiska drżenia fazy (jitter), powstającego w wyniku zniekształcenia (pochylenia) zboczy sygnału w medium. Drżenie fazy akumuluje się przy łańcuchowym łączeniu nadajników i odbiorników, prowadząc do chwilowych zmian długości bitowej pierścienia. Zjawisko to ogranicza ilość stacji np. do 260.

Bufory niezbędne są również z uwagi na konieczność utrzymania minimalnej lub określonej długości bitowej pierścienia.

SYNCHRONIZACJA - SZYNA

Wyżej opisane zjawiska nie występują. Synchronizacja wymagana jest jedynie w trakcie transmisji ramki. Nadawanie następuje każdorazowo z szybkością określoną przez kwarcowy zegar nadawczy stacji nadającej. Każda nadawana ramka musi być poprzedzona preambułą synchronizacyjną, umożliwiającą układom PLL odbiorników wytworzenie poprawnego przebiegu zegara odbiorczego.

IZOLACJA GALWANICZNA - PIERŚCIEŃ

Z uwagi na prądy błądzące nie jest możliwe galwaniczne połączenie stacji w pierścieniu o średnicy przekraczającej kilkanaście metrów. Każdy odcinek medium musi być odseparowany obustronnie lub jednostronnie za pomocą optoizolatora lub transformatora. Izolacja taka zapewniana jest automatycznie w wypadku użycia medium światłowodowego.

IZOLACJA GALWANICZNA - SZYNA

Z analogicznych powodów, ekran kabla musi pozostać nieuziemiony lub zostać uziemiony dokładnie w jednym miejscu. Kabel nieuziemiony sprowadza niebezpieczeństwo nawet śmiertelnego porażenia. Kabla nie wolno prowadzić za zewnątrz budynku, bo mógłby posłużyć jako piorunochron. Nadajniko - odbiornik jest z konieczności sprzężony galwanicznie z kablem, lecz za to musi być odseparowany (trafa, optycznie lub pojemnościowo) od pozostałych układów stacji.

NIEZAWODNOŚĆ - PIERŚCIEŃ

Istnieje przekonanie, że pierścień jest bardziej zawodny od szyny - nic bardziej błędnego!! Pierścień jest jedyną topologią, w której nawet po przerwaniu medium lub złośliwym uszkodzeniu dowolnej stacji zostaje zachowana fizyczna możliwość komunikacji pomiędzy pozostałymi stacjami. Aby to zapewnić stosuje się odpowiedni sprzęt i oprogramowanie, zapewniające rekonfigurację sieci.

SPOSOBY ZAPEWNIENIA NIEZAWODNOŚCI SIECI:

• automatyczne odłączanie stacji i zwieranie miejsca jej dołączenia za pomocą przekaźnika, jak w sieci TOKEN RING, lub specjalnego przekaźnika optycznego, jak w sieci FDDI

• drogi obejściowe, jak w sieci SILK

• dwa pierścienie przeciwbieżne, umożliwiające rekonfigurację sieci w razie uszkodzenia odcinka medium lub stacji, jak w sieci FDDI

Lokalizacja uszkodzeń może być zatem włączona do procedur utrzymaniowych oprogramowania stacji.

Algorytmy rekonfiguracji wymagają, by każda stacja B znała adres sprzętowy swego poprzednika A. Stacja B po stwierdzeniu uszkodzenia po stronie odbiorczej (np. brak sygnału) może, znając adres stacji A, wysłać do tej stacji (poprzez sprawny łańcuch pozostałych stacji) ramkę służbową z żądaniem dokonania rekonfiguracji. Wspólne działanie stacji A i B umożliwia „ominięcie uskzodzenia”.

NIEZAWODNOŚĆ - SZYNA

Pasywne medium jako takie (zwłaszcza kabel współosiowy) jest bardzo niezawodne. Każda stacja może jednak doprowadzić do awarii całej sieci poprzez:

• zwarcie do stałego potencjału w miejscu dołączenia stacji, co całkowicie uniemożliwia nadawanie przez inne stacje - brak skutecznej obrony

• długotrwałą, niekontrolowaną aktywność („bełkotanie”) - układ „anti - jabber” odłącza nadajnik po upływie maksymalnego, ustalonego czasu nadawania.

Rekonfiguracja jest możliwa jedynie w wypadku praktycznego zdublowania sprzętu sieci (samego medium i poszczególnych stacji), co jest bardzo kosztowne i niezbyt praktyczne, ale może być konieczne w sieciach przemysłowych.

Znajdowanie miejsca uszkodzenia kabla współosiowego w zasadzie wymaga zastosowania reflektormetru, pozwalającego na ustalenie miejsca awarii. Jego praca wyklucza jednoczesną prace sieci. Niektóre układy mają już wbudowaną taką funkcję.

NIEDETERMINIZM - SZYNA

Z uwagi na występowanie kolizji, zasada losowego dostępu do medium (szyny) nie gwarantuje określonego, maksymalnego czasu oczekiwania na pomyślne nadanie ramki. Jednakże, przy małym obciążeniu sieci prawdopodobieństwo zbyt długiego oczekiwania jest jednak niewielkie.

NIEDETERMINIZM - PIERŚCIEŃ

Sieci pierścieniowe, z procedurą dostępu na żądanie są „deterministyczne”, czyli znany maksymalny czas oczekiwania, dlatego też są preferowane do zastosowań przemysłowych, do kontroli procesów technologicznych nie tolerujących nieterminowego dostarczania sygnałów sterujących. „Determinizm” ten dotyczy wszakże zjawisk związanych z normalną sprawną pracą sieci. W ogólności oba typy sieci są niedeterministyczne. Trzeba jednak powiedzieć, że ramki dostarczane są z prawdopodobieństwem bardzo bliskim jedności.

---