Домашен VDSL модем с мостова функция
Сергей Сухман, Борис Шевкопляс
Обхватът на съвременните модемни устройства с мостова функция е доста широк, но те работят предимно при относително ниски скорости. Такива устройства включват модеми MM300 (2048 kbps) от PairGain, Zelaks M-144B (128 kbps), Zelaks M-2B (2048 kbps) и много други. Така че появата на високоскоростния модем Zelaks M-30 (10 Mbps) на вътрешния пазар се оказа много навременна.
Основната функция на модема или по-скоро на чифт такива модеми е да разширява мрежите, използвайки съществуващата Ethernet кабелна инфраструктура. Такова разширение се постига чрез изграждане на мост между съществуващите и новосъздадените мрежови сегменти, когато последният се отдалечи на разстояние до 1,2 km.
Един от начините да направите това е да използвате удължител на линия между два мрежови хъба, което им позволява да бъдат поставени в различни сгради. Такъв удължителен кабел може да бъде изграден например на базата на оптична комуникационна линия, но за това ще е необходимо допълнително да се постави оптичен кабел между сградите.
Мост на Ethernet сегмента
В диаграмата, показана на фиг. 1 се използват два модема Zelaks M-30. Всеки от тях съдържа три порта. Първият е предназначен за свързване към хъб или мрежова карта на 10Base-T Ethernet мрежова станция. Тъй като всички портове на хъба са равни, всеки неизползван порт може да бъде избран за модемна връзка. Свързването на модема към мрежовата карта на станцията съответства на „изроден“ мрежов сегмент, в който има само една от тази станция.
Ориз. 1. Изграждане на мост между два мрежови сегмента
Вторият порт с интерфейс RS-232 (не е показан на фигурата) ви позволява да организиратедопълнителен комуникационен канал по линията, както и за конфигуриране и наблюдение на модема. Третият порт осигурява работа с комуникационната линия.
Размяна на мостови рамки
Обърнете внимание, че модемът Zelaks M-30 осигурява деактивиране на режима за филтриране на рамката. При такова изключване всички пълноценни кадри от „техния“ сегмент ще бъдат предадени на линията. Това може да бъде полезно, когато входящите рамки се филтрират от някое устройство, като суич или рутер. Повторното филтриране би довело до ненужни забавяния на предаването.
Преобразуване на мостова рамка
Има четири вида рамки в 10Base-T Ethernet мрежа. Нека разгледаме детайлите на процеса на прехвърляне на рамка от най-простия тип (Raw 802.3/Novel 802.3) от сегмент A към сегмент B (вижте Фигура 1). Рамката (виж фиг. 2, а) съдържа пет полета: DA, SA, L, D (данни) и FCS.
Ориз. 2. Еволюция на Ethernet фрейма по време на предаването му от сегмент А към сегмент
B (виж фиг. 1). Числата показват броя на байтовете в съответните полета
Полето L от два байта (Length - дължина) указва дължината на полето с данни в рамката - от 0 до 1500 байта. Ако L е по-малко от 46, тогава полето с данни автоматично се разширява до тази граница чрез добавяне на байтове за допълване. Това ни позволява да твърдим, че минималната дължина на рамката е 64 байта, което от своя страна гарантира, че механизмът за откриване на сблъсък работи правилно. Кадърът завършва с четири байта от контролната сума на FCS - последователност за проверка на рамка, изчислена с помощта на алгоритъма за циклично кодиране CRC-32 (CRC, проверка на циклична излишност).
Модем 1 във всяка ситуация получава и буферира пълен кадър (виж фиг. 2, a, b). След това рамката се проверява за липса на синтактични грешки, нейната коректност се следи.форматирайте и съпоставете изчислените и получените FCS контролни суми. Ако няма грешки (в противен случай рамката се изхвърля), тогава байтовете за „запълване“ се изключват от полето за данни (ако това поле съдържа по-малко от 46 „полезни“ байта), така че полето за данни се компресира и контролната сума се унищожава (вижте Фиг. 2, c).
Ако режимът на компресиране на полето за данни в модема Zelaks M-30 е деактивиран, тогава към линията ще бъдат предадени не само „полезни“, но и „запълващи“ байтове. Защо е необходимо да се предават "padding" байтове? Факт е, че в общия случай в далечния край на линията може да се инсталира устройство, което не възприема компресия. Той погрешно ще отхвърли компресирани рамки като съдържащи недостатъчно байтове. Когато се използват два модема, техните условия за контрол на компресията трябва да бъдат еднакви.
Рамката, предавана от модем 1 към линията (вижте Фиг. 2, d), е рамкирана с еднобайтови флагове под формата 01111110, снабдена с 16-битова CRC контролна сума, изчислена с помощта на алгоритъма за циклично кодиране CRC-16, и подложена на битово пълнене. Смисълът на тази операция е да се изключат от тялото на рамката кодовите комбинации, които отговарят на флаговите. За да направите това, всички срещащи се кодови комбинации, съдържащи пет единици в ред (. 0111110. или . 011111. ) се дефинират допълнително от „допълнителна“ нула, независимо от стойността на следващия бит (формират се последователности. 01111100. или . 01111101. „Допълнителните“ нули са с удебелен шрифт). Рамката, образувана по този начин и евентуално донякъде разширена чрез пълнене на битове (което условно се отразява на фигурата чрез известно разширяване на полетата), се изпраща към линията.
Кадър от линията се получава от модем 2, изчиства се от „допълнителни“ нули (след като се изтриват автоматично, ако следват комбинации . 011111+), а също така се проверява засъвпадение на изчислените и получените контролни суми (виж фиг. 2, д). Ако контролните суми не съвпадат, рамката се унищожава. Освен това (вижте фиг. 2, д) полето за данни, ако е необходимо, се допълва до 46 байта с байтове за допълване, рамката се допълва с новоизчислена контролна сума. След това, в съответствие с протокола за достъп, след издаване на преамбюла и началния разделител, рамката се изпраща към сегмент B (виж фиг. 2, g).
Модемът Zelax M-30 VDSL осигурява обмен на данни през Ethernet 10Base-T порта в пълен дуплексен режим, при който предаваните и получените кадри могат да се обработват едновременно. Разбира се, такъв обмен е възможен само ако съответният порт на мрежовото устройство, към което е свързан модемът, също поддържа този режим.
Технически характеристики на модема "Zelaks M-30"
- линейна скорост - от 780 до . 12 540 kbps
- редов код KAM
- Ethernet frame rate - до 10 Mbps
- капацитет на буфери за съхранение на Ethernet рамки - 256 бр.
- филтриране и обработка до 15000 Ethernet кадъра в секунда
- компресия - възстановяване на Ethernet рамки
- скорости в асинхронен режим: 230.4; 115,2; 57,6; 38,4; 19.2; 9,6 kbps и по-малко
- програмиране и управление на модема през порт 2 и от отдалечен модем
Вижтеwww.zelax.ru за подробности.
Данни за скоростта "Zelake M-30"
Модемът е предназначен да организира комуникация между сегменти на Ethernet локални мрежи (фиг. 3) чрез двупроводна физическа линия (симетрична усукана двойка) и да се свързва с интернет доставчици.
Ориз. 3. Комбиниране на две Ethernet мрежи
При използване на кабел с голям диаметър на сърцевината дължината на линията се увеличава. Модемът прави лесно и лесно свързване на дистанционноEthernet LAN сегменти без използването на скъпи рутери.
Ориз. 4. Пример за сдвояване на модем Zelaks M-30 с рутер Cisco
Ориз. 5. Използване на порт 2 за организиране на доп
комуникационен канал между две крайни устройства от типа DTE
За свързване на модеми се използват евтини и достъпни мрежови карти.
Порт 2, през който могат да се предават данни независимо от порт 1, се използва за наблюдение и контрол на работата на модема. Модемът може лесно да се конфигурира за работа с различно оборудване. Възможно е постоянно да се следи статистиката за работа на модема, да се управлява отдалечен модем от локалния. Два тестови режима ви позволяват да проверите производителността както на модема, така и на пътя от край до край, включително линията.
Данни за скоростта "Zelaks M-30"
Модемът може да излъчва по един допълнителен контролен сигнал във всяка посока.
Порт 2 работи в асинхронен режим, поддържа софтуерен и хардуерен контрол на потока.