Маркер (ITT — InvitationtoTransmit) — это уникальная сигнальная последовательность, которая упорядоченно передается между всеми активными узлами в сети. Когда конкретный узел получает токен, он имеет исключительное право инициировать последовательность передачи или должен передать токен своему логическому соседу. Этот сосед, который физически может находиться в любом месте сети, имеет следующий по величине адрес относительно узла с токеном. Как только токен передан, получатель (аналогично) имеет право инициировать передачу. Эта последовательность передачи маркеров продолжается в виде логического кольца, одинаково обслуживая все узлы. Адреса узлов должны быть уникальными и могут находиться в диапазоне от 0 до 255, где 0 зарезервирован для широковещательных сообщений.
Например, предположим, что сеть состоит из четырех узлов с адресами 6, 109, 122 и 255. Назначение узлов не зависит от физического расположения узлов в сети. После настройки сети маркер передается от одного узла к узлу со следующим по величине адресом узла, даже если другой узел может быть физически ближе. Все узлы имеют логического соседа и будут продолжать передавать маркер своему соседу по логическому кольцу независимо от физической топологии сети
Направленные сообщения
В последовательности передачи узел с маркером становится исходным узлом, а любой другой узел, выбранный исходным узлом для связи, становится узлом назначения. Сначала исходный узел запрашивает, находится ли узел назначения в состоянии принять передачу, отправив запрос свободного буфера (Кадр FBE (Free Buffer Enquiries) - запрос о готовности к приёму данных). Узел назначения отвечает, возвращая подтверждение(ACKAcknowledge — подтверждение), означающее, что буфер доступен, или возврат отрицательного подтверждения (NAKNegativeAcknowledge), означающее, что буфер недоступен. После подтверждения исходный узел отправляет передачу данных (PAC) с объемом от 0 до 507 байтов данных (PAC). Если данные были правильно получены узлом назначения, о чем свидетельствует успешная проверка CRC, узел назначения отправляет еще один ACK. Если передача не удалась, узел назначения ничего не делает, что приводит к тайм-ауту исходного узла. Таким образом, исходный узел сделает вывод, что передача не удалась, и повторит попытку после получения маркера при следующем проходе маркера. Последовательность передачи завершается, и маркер передается следующему узлу. Если желаемое сообщение превышает 507 байт, сообщение отправляется в виде серии пакетов — по одному пакету на каждый проход токена. Это называется фрагментированным сообщением.
|
|
Широковещательные сообщения
ARCNET поддерживает широковещательное сообщение, которое является неподтвержденным сообщением для всех узлов. Вместо того, чтобы отправлять одно и то же сообщение отдельным узлам по одному сообщению за раз, это сообщение можно отправить всем узлам за одну передачу. Узлы, которым разрешено получать широковещательные сообщения, получат сообщение, указывающее узел 0 в качестве адреса назначения. Узел 0 не существует в сети и зарезервирован для этой широковещательной функции. Никакие ACK или NAK не отправляются во время широковещательного сообщения, что ускоряет широковещательный обмен сообщениями.
Автоматические реконфигурации
|
|
Еще одной особенностью ARCNET является ее способность автоматически перенастраивать сеть, если узел либо добавляется, либо удаляется из сети. Если узел присоединяется к сети, он не участвует автоматически в последовательности передачи токена. Как только узел замечает, что ему никогда не выдавали токен, он забивает сеть пакетом реконфигурации, который разрушает последовательность передачи токена. Как только токен будет потерян, все узлы прекратят передачу и начнут последовательность тайм-аута, основанную на их собственном адресе узла. Узел с наивысшим адресом истечет время ожидания первым и начнет последовательность передачи токена к узлу со следующим наивысшим адресом. Если этот узел не отвечает, предполагается, что он не существует. Адрес узла назначения увеличивается, а токен повторно отправляется. Эта последовательность повторяется до тех пор, пока узел не ответит. В то время, маркер передается отвечающему узлу, и адрес отвечающего узла отмечается как логический сосед исходного узла. Последовательность повторяется всеми узлами, пока каждый узел не узнает своего логического соседа. При этом токен переходит от соседа к соседу, не тратя время на отсутствующие адреса. Если узел покидает сеть, последовательность реконфигурации немного отличается. Когда узел выпускает токен в свой логический сосед, он продолжает отслеживать сетевую активность, чтобы гарантировать, что логический сосед ответил либо передачей маркера, либо началом последовательности передачи. Если никакой активности обнаружено не было, узел, передавший токен, делает вывод, что его логический сосед покинул сеть, и немедленно начинает поиск нового логического соседа, увеличивая адрес узла своего логического соседа и инициируя передачу токена. Сетевая активность снова отслеживается, и процесс увеличения и повторной отправки маркера продолжается до тех пор, пока не будет найден новый логический сосед. После обнаружения сеть возвращается к обычной логической кольцевой процедуре передачи маркеров логическим соседям.
|
|
При использовании ARCNET реконфигурация сети выполняется автоматически и быстро без вмешательства программного обеспечения.
Непревзойденные варианты кабелей
ARCNET — самая гибкая кабельная сеть. Он поддерживает топологии «шина», «звезда» и «распределенная звезда». В шинной топологии все узлы подключены к одному и тому же кабелю. Для топологии «звезда» требуется устройство, называемое концентратором (пассивным или активным), которое используется для концентрации кабелей от каждого из узлов. Распределенная звезда (все узлы подключаются к активному концентратору, при этом все концентраторы объединены каскадом) обеспечивает наибольшую гибкость и позволяет расширять сеть более чем на четыре мили (6,7 км) без использования расширенных тайм-аутов. Поддержка среды передачи включает коаксиальный кабель, витую пару и оптоволокно из стекловолокна.
NIM и концентраторы
МодулисетевогоинтерфейсаNIM(network interface module)
Каждому узлу ARCNET требуется микросхема контроллера ARCNET и кабельный приемопередатчик, которые обычно находятся в модуле сетевого интерфейса (NIM). NIM также содержат логику интерфейса шины, совместимую с поддерживаемой ими структурой шины. Эти сетевые адаптеры являются съемными и поэтому называются «модулями». NIM ARCNET доступны для всех популярных структур коммерческих шин. NIM отличаются встроенным контроллером ARCNET и поддерживаемым кабельным приемопередатчиком.
Контроллеры ARCNET
Сердцем любого NIM является микросхема контроллера ARCNET, которая формирует основу узла ARCNET. Корпорация Datapoint разработала исходный узел ARCNET как реализацию дискретной электроники, назвав его модулем интерфейса ресурсов или RIM. Корпорация StandardMicrosystems (SMSC) представила первую реализацию технологии крупномасштабной интеграции (LSI). С тех пор другим производителям микросхем были предоставлены лицензии на производство микросхем RIM. Сегодня SMSC и ее дочерняя компания ToyoMicrosystemsCorporation (TMC) лидируют в разработке новых микросхем ARCNET.
Использование концентраторов
Концентраторы упрощают прокладку кабелей, соединяя между собой несколько NIM, и в большинстве случаев они не контролируют сеть. Основная функция концентратора — предоставить удобный способ расширения сети. Есть два типа концентраторов, которые могут выполнять эту задачу — пассивный концентратор или активный концентратор.
Пассивные концентраторы— Пассивные концентраторы недороги, не требуют питания, и их единственная цель — согласовать импедансы линий, что они и делают с помощью резисторов. Эти концентраторы обычно имеют четыре порта для подключения четырех коаксиальных звездообразных приемопередатчиков. Одним из недостатков этих концентраторов является то, что они ограничивают сеть до 200 футов, а каждый сегмент сети — до 100 футов. Кроме того, для правильной работы неиспользуемые порты должны быть оконцованы резистором 93 Ом. Пассивные концентраторы используются в небольших (четыре узла или меньше) коаксиальных звездообразных сетях.
Активные концентраторы— Активные концентраторы — это, по сути, электронные повторители. Несмотря на то, что им требуется питание, активные концентраторы поддерживают все варианты кабелей, поддерживают большие расстояния, чем пассивные концентраторы, обеспечивают изоляцию и защиту от сбоев и отражений кабеля. Это концентраторы, которые используются для кабельных распределенных звездообразных сетей. Неиспользуемые порты на активном концентраторе не должны быть терминированы. В отличие от пассивных концентраторов, активные концентраторы не ослабляют сигналы и могут быть каскадированы. Отказ кабеля повлияет только на один порт на активном концентраторе. Активные концентраторы доступны как внутренние, так и внешние устройства.
Внутренние концентраторы находятся внутри компьютера, на котором также есть NIM, а внешние концентраторы — это автономные устройства.
Активные концентраторы также могут быть сконфигурированы как двухпортовые устройства. Канал представляет собой двухпортовое устройство с различными вариантами кабелей на каждом порту, что позволяет переходить от одного типа среды к другому, например, коаксиальный кабель преобразуется в оптоволокно. Повторитель — это двухпортовое устройство с одинаковым вариантом кабеля.
Топологии
Топология относится к расположению кабелей, NIM и концентраторов в сети. С ARCNET есть несколько вариантов. После определения топологии можно приступить к выбору приемопередатчиков.
Point-to-point: Точка-точка— В двухточечном соединении используются только два NIM. Это самая простая из сетей. Каждый NIM фактически завершает работу другого NIM; следовательно, концентратор не требуется.
Звезда— Для звездообразного соединения требуются концентраторы. Каждый NIM подключается к одной точке концентратора, которая эффективно завершает подключенный NIM. Поскольку к любому порту концентратора подключен только один NIM, неисправности в кабеле или узле можно легко локализовать. Прокладка кабелей объекта часто проще при звездообразной топологии.
Распределенная звезда (дерево)— При использовании нескольких активных хабов возможна реализация распределенной топологии «звезда». Эта топология является наиболее гибким методом прокладки кабелей, доступным в локальных сетях ARCNET, поскольку поддерживаются соединения как «узел-концентратор», так и «концентратор-концентратор». Два или более активных концентраторов, каждый из которых поддерживает кластер подключенных узлов, связаны друг с другом «домашним» кабелем. Распределенная топология «звезда» помогает снизить затраты на кабельную разводку, поскольку каждый узел подключается к локальному концентратору, что устраняет необходимость прокладки кабеля каждого узла к одному месту проводки. Как и в конфигурации звезды, узлы изолированы друг от друга.
Bus: Автобус— В шинной конфигурации должны использоваться модули NIM, оснащенные трансиверами с высоким импедансом или драйверами EIA-485. С помощью коаксиального кабеля RG-62/u и тройников BNC или кабеля с витой парой можно соединить несколько NIM без использования концентратора. Терминация обеспечивается установкой резистивного терминатора на обоих концах отрезка кабеля. Преимущество этой конфигурации в том, что концентратор не требуется. Недостатком является то, что сбой одного узла может нарушить работу всей сети. Кроме того, длина кабелей меньше, чем при соединении «звезда» или «точкаточка».
Звезда/автобус— Для соединения шинной топологии со звездой требуется активный концентратор. В этом случае активный концентратор действует как терминатор для шины и повторитель для сети. Удалите пассивный терминатор с одного конца шины и подключите этот конец к одному порту на активном концентраторе. Другие порты на активном концентраторе теперь можно использовать для других шинных или звездообразных соединений.
Daisychain: Дейзи-Цепь— Для последовательного подключения NIM требуется два разъема или один разъем с резервными подключениями на каждый NIM. Внутри два соединения соединены шиной вместе и, следовательно, на самом деле представляют собой не шлейфовое соединение, а шину. Гирляндное соединение лучше всего использовать с разъемами RJ-11. Затем неиспользуемые разъемы на каждом конце гирляндной цепи можно использовать с терминаторами типа RJ-11.
Многоточечный— Многоточечная топология — это разновидность топологии шины, в которой допускается короткий «ответвленный» кабель от тройникового соединения. Не проводилось никаких исследований влияния и ограничений ответвительных кабелей, поэтому такая топология не допускается.
Ring:Кольцо— ARCNET не поддерживает кольцевое или кольцевое соединение. Ненадежная работа сети будет иметь место, если будет реализована петля или если топология распределенной звезды будет нарушена путем введения обратного соединения петли к любому одному узлу.
Трансиверы
Опции трансивера
Доступны различные типы приемопередатчиков в зависимости от топологии и выбранного кабеля. Обычно к номеру модели продукта добавляется суффикс, чтобы определить, какой трансивер поставляется с этим продуктом. Эта практика используется как на активных концентраторах, так и на модулях сетевого интерфейса.
Коаксиальная звезда— Обычно ARCNET подключается коаксиальным кабелем RG-62/u (с разъемами BNC) по топологии «звезда», каждый NIM подключается непосредственно к порту на активном или пассивном концентраторе. В качестве альтернативы можно использовать коаксиальный кабель RG-59/u, но за счет уменьшения расстояния между узлом и концентратором. В целом, коаксиальный кабель обладает хорошими характеристиками, хорошей помехоустойчивостью, малой задержкой распространения, низким затуханием сигнала, достаточной прочностью и низкой стоимостью. Коаксиальная звездообразная конфигурация также обеспечивает самое длинное коаксиальное расстояние и упрощает поиск и устранение неисправностей.
Коаксиальный автобус— Коаксиальный кабель RG-62/u можно использовать в шинной конфигурации с тройниками BNC с пассивными терминаторами на каждом конце кабеля. Хотя концентраторы не требуются, возможности прокладки кабелей ограничены, а устранение неполадок значительно усложняется. Существует минимальное расстояние между соседними узлами. Коаксиальная шина используется, когда требуется надежная связь по коаксиальному кабелю в бесхабовой системе, когда речь идет о более коротких расстояниях.
Звезда витой пары— Можно использовать неэкранированную витую пару, такую как IBM Type 3 (жилая медная витая пара #24 или #22 AWG или телефонная проводка). Для использования этого кабеля требуются BALUN как на концентраторе, так и на NIM. Некоторые NIM и концентраторы для витой пары имеют внутренние BALUN, поэтому внешние BALUN не нужны. Витая пара удобна в установке. Однако его затухание превышает коаксиальное, помехозащищенность меньше, а максимальная длина между узлом и концентратором меньше. С этим кабелем часто используются разъемы RJ-11.
Шина с витой парой— Удобство проводки по витой паре позволяет использовать шинную конфигурацию без использования BALUN. Предусмотрены двойные разъемы RJ-11, поэтому модули могут быть подключены по принципу «гирляндной цепи», даже если электрически они подключены как шина. Расстояния ограничены, как и количество узлов. Пассивныйтерминаторы вставляются в неиспользуемые разъемы на дальнем конце сегмента. Такой подход привлекателен для небольших бесхабовых систем.
Стекловолоконная оптика— Многомодовый оптоволоконный кабель с дуплексным стеклом использует разъемы SMA или ST™ и доступен в трех размерах, измеренных в микронах: 50/125, 62,5/125 и 100/140. Большие размеры ядра выделяют больше энергии, что позволяет преодолевать большие расстояния. Судя по всему, промышленность выбрала 62,5/125 в качестве предпочтительного размера. Этот размер ядра, работающий с приемопередатчиками 850 нм, обеспечивает большие расстояния, разумную стоимость, невосприимчивость к электрическим помехам, молниезащиту и безопасность данных.
Стекловолоконно-оптический кабель используется во взрывоопасных зонах и при прокладке кабелей между зданиями в университетских городках или там, где нежелательны металлические соединения. Соединители могут быть SMA или ST. ST выглядят как небольшой BNC и более устойчивы к злоупотреблениям, чем SMA. Разъемы ST стали более популярными, чем традиционные разъемы SMA. Для очень больших расстояний до 14 км рекомендуется использовать одномодовое оптоволокно, работающее на длине волны 1300 нм. Затухание в кабеле на 1300 нм намного меньше, чем на 850 нм.
Связь по постоянному току EIA-485— Одним из популярных стандартов кабельной разводки в промышленных установках является EIA-485. Одна витая пара поддерживает несколько узлов на ограниченном расстоянии. Предусмотрены соединения с винтовыми клеммами или двойные гнезда RJ-11, так что модули могут быть подключены по принципу «гирляндной цепи». EIA-485 предлагает решение без втулки, но с ограниченным расстоянием и низким напряжением пробоя синфазного режима.
Связь по переменному току EIA-485Вариант с трансформаторной связью EIA-485 обеспечивает удобство подключения EIA-485, но с гораздо более высоким синфазным напряжением пробоя. Расстояния и количество узлов уменьшены по сравнению с вариантом EIA-485 со связью по постоянному току. Вариант со связью по переменному току нечувствителен к обращению фазы одиночной витой пары, которая соединяет различные узлы, но может не работать во всем диапазоне скоростей передачи данных более новых контроллеров ARCNET.
Кабель
Есть в основном три варианта кабельной разводки: коаксиальная, витая пара и оптоволоконная. У каждого типа есть свои преимущества, и при использовании активных концентраторов все три типа кабелей могут быть смешаны в одной сети — пример чрезвычайной гибкости ARCNET
Коаксиальный кабель— RG-62u был первоначальным выбором для кабельных систем ARCNET и, если возможно, рекомендуется вместо RG-59/u. RG-62/u (93 Ом) лучше соответствует импедансу коаксиального трансивера и имеет меньшее затухание, чем RG-59/u (75 Ом), что позволяет работать на больших расстояниях. Используются стандартные разъемы BNC и тройники. Коаксиальный кабель относительно недорог и обеспечивает самый высокий коэффициент распространения по сравнению с другими альтернативами.
Витая пара— Неэкранированная витая пара может использоваться с несколькими трансиверами, в том числе для EIA-485. Мы рекомендуем IBM тип 3 (хотя подойдет и другой неэкранированный кабель с витой парой с аналогичными характеристиками). Кабель с витой парой недорог, удобен в использовании и легко подключается. Однако кабель с витой парой имеет гораздо большее затухание, чем коаксиальный кабель, и, следовательно, имеет ограниченную дальность действия.
Волоконная оптика— Волокно предлагает наибольшее расстояние, но требует большего внимания к его применению. Существует множество разновидностей кабелей и кабельных пар. Предлагается использовать дуплексный кабель 62,5/125 для обычных установок и одномодовый для больших расстояний. Для внутренних применений рекомендуется плотная буферизация, а для наружных применений рекомендуется свободная буферизация. Изучите показатели затухания для указанного волокна, чтобы убедиться, что оно находится в рамках доступного бюджета мощности. Волоконная оптика может охватывать наибольшее расстояние, но имеет более низкий коэффициент распространения, чем коаксиальный кабель. Может потребоваться рассчитать результирующую задержку сигнала, чтобы убедиться, что она находится в пределах ограничений ARCNET.
Коаксиальный кабель -хорошие Цена/производительность
Первоначальная спецификация ARCNET предусматривала использование коаксиального кабеля RG-62/u в качестве среды между концентраторами и NIM. С целью устранения концентраторов был разработан шинный приемопередатчик, но коаксиальный кабель RG-62/u остался в качестве указанного кабеля. Следовательно, есть два трансивера: коаксиальная звезда для распределенных звездных систем и коаксиальная шина для бесхабовых систем. Сигнализация P1, P2 Все микросхемы контроллера ARCNET вырабатывают два сигнала, называемых P1 и P2, которые управляют коаксиальным приемопередатчиком (иногда называемым гибридным). И P1, и P2 являются отрицательными истинными сигналами длительностью 100 наносекунд, при этом P2 следует сразу за P1 при работе со скоростью передачи данных по умолчанию 2,5 Мбит/с. Эти сигналы возникают, когда контроллер ARCNET передает логическую «1». Если логический «0»для передачи импульсы не отправляются, и линия остается свободной. Сумма P1 и P2 составляет 200 наносекунд; однако один сигнальный интервал ARCNET требует 400 наносекунд. Остальные 200 наносекунд не сигнализируются. Трансформатор с отводом от середины подключен к двум драйверам, подключенным к P1 и P2. Когда P1 принимается приемопередатчиком, коаксиальный кабель движется в положительном направлении на время действия импульса. Когда P2 принимается приемопередатчиком, коаксиальный кабель движется в отрицательном направлении на время действия импульса. Результирующий сигнал называется диимпульсом, который приближается к одиночной синусоиде. Поскольку все это происходит в течение 200-наносекундного интервала, форма волны выглядит как сигнал с частотой 5 МГц вместо 2,5 МГц, чего мы ожидаем от ARCNET. Следовательно, расчеты затухания в кабеле следует производить на частоте 5 МГц вместо 2,5 МГц. Поскольку диимпульс не имеет постоянной составляющей, работа трансформатора упрощается.
Звезда против автобуса: Приемопередатчик коаксиальной звезды и приемопередатчик коаксиальной шины принимают сигналы P1 и P2 и генерируют диимпульсные сигналы. Тем не менее, звездообразный приемопередатчик всегда имеет низкий импеданс (примерно 93 Ом), в то время как шинный приемопередатчик имеет высокий импеданс в режиме ожидания, что позволяет подключать несколько приемопередатчиков к общей шине. Поскольку оба трансивера имеют схожий внешний вид, важно отличать один от другого. Для целей идентификации рекомендуется следующая практика. Для приемопередатчиков типа «звезда» используйте разъемы BNC с черным корпусом на печатной плате. Для приемопередатчиков шины используйте белый цвет. Возможности двух трансиверов существенно различаются. Приемопередатчик Star может проехать 2000 футов (610 м) по кабелю RG-62/u, в то время как шина может проехать только 1000 футов (305 м). Однако приемопередатчик шины может поддерживать восемь узлов в одном сегменте. Соединения между узлами выполняются с помощью тройников BNC и коаксиальных кабелей длиной не менее шести футов (2 м). На концах сегментов шины требуется пассивная оконечная нагрузка. Изоляция двух приемопередатчиков обычно составляет 1000 вольт постоянного тока.
Витая пара — недорого и простая в использовании
Витая пара также является популярной кабельной технологией. Это недорого и легко завершить. Однако он имеет гораздо более высокое затухание, чем коаксиальный кабель, что ограничивает его использование на более коротких расстояниях. Часто для соединения сегментов используются модульные разъемы и вилки. Витая пара может использоваться с обычными трансиверами с коаксиальной звездой, если между кабелем и трансивером используется BALUN. MUX LAB 10070 рекомендуется для использования в качестве внешнего BALUN. Он имеет штыревой разъем BNC на одном конце и разъем RJ-11 на другом, и его следует использовать только с коаксиальной звездой. Для удобства некоторые поставщики предлагают продукт, который устраняет необходимость во внешних BALUN. Приемопередатчик по схеме «звезда» для витой пары включает в себя внутренний BALUN и коаксиальный приемопередатчик по схеме «звезда» как единое целое. Просто подключитесь к предусмотренному разъему RJ-11. При использовании BALUN поддерживаются только топологии типа «звезда» и «распределенная звезда». Перепутывание фаз проводки не допускается. Многие соединительные кабели с модульными вилками инвертируют проводку. Чтобы проверить это, держите оба конца кабеля бок о бок так, чтобы удерживающие зажимы были обращены в одном направлении. Цвет провода в крайнем правом положении каждой вилки должен быть одинаковым, если нет инверсии кабеля. Если это не так, кабель перевернут.
Шина с витой парой Длябесхабовых систем можно использовать приемопередатчики шины с витой парой. Поскольку используются модульные разъемы и требуется подключение к шине, на каждом модуле NIM предусмотрены два разъема, соединенных внутренней проводкой. Затем полевые соединения выполняются в виде последовательной цепочки с каждым последующим NIM. Затем оставшиеся концевые разъемы затыкаются пассивными терминаторами. Для этого имеется модульный штекерный терминатор. Каждый кабель гирляндной цепи не должен инвертировать сигналы и должен иметь длину не менее шести футов для надежной работы. Назначение контактов модульного разъема 4 контакта 6 контактов 8 контактов Использование булавки Использование булавки Использование булавки 1 1 1 2 ЛИНИЯ- 2 2 3 ЛИНИЯ+ 3 ЛИНИЯ- 3 4 4 ЛИНИЯ+ 4 ЛИНИЯ5 5 ЛИНИЯ+ 6 6 7 8 Концентраторы могут использоваться для расширения сегментов шины витой пары. Используйте порт-концентратор для витой пары вместо пассивного терминатора на одном конце сегмента. Подключите этот последний порт на NIM к порту звезды для витой пары на концентраторе с помощью «перевернутого» кабеля с модульным разъемом. Это необходимо, так как BALUN в звездообразном порте для витой пары создает инверсию сигнала, несовместимую с шинным портом для витой пары. Соединительный перевернутый кабель «правит» сигнал. Аналогично подключите второй сегмент шины для витой пары, используя дополнительный порт звезды для витой пары. Выбор скорости передачи данных Обычные NIM ARCNET обмениваются данными только со скоростью 2,5 Мбит/с. Контроллеры ARCNET нового поколения COM20019, COM20020, COM20022, COM20051 имеют предварительный делитель, который позволяет обмениваться данными на других скоростях. Хотя более низкие скорости передачи данных способствуют более длинным сегментам шины, для обслуживания этих скоростей требуется электроника концентратора с регулируемой скоростью. Конечно, для бесхабовых систем это не проблема. С контроллером 20019 возможны скорости передачи данных до 19 кбит/с и до 10 Мбит/с с контроллером 20022. Не изменяйте скорость передачи данных в системах с двухимпульсными приемопередатчиками, поскольку приемопередатчик настроен на 2,5 Мбит/с и может работать только на этой скорости передачи данных.
Длина сегмента
Сегмент определяется как любая часть полной кабельной системы ARCNET, изолированная одним или несколькими портами концентратора. В безконцентраторной или шинной системе полная кабельная система ARCNET состоит только из одного сегмента с несколькими узлами, однако система с концентраторами может иметь много сегментов. Узел ARCNET определяется как устройство с активной микросхемой контроллера ARCNET, требующее адрес устройства ARCNET. Активные и пассивные концентраторы не используют адреса ARCNET и, следовательно, не являются узлами. Каждый сегмент обычно поддерживает один или несколько узлов, но в случае соединений между концентраторами существует вероятность того, что в этом сегменте не существует ни одного узла.
Допустимая длина кабеля сегмента зависит от используемого трансивера и типа установленного кабеля. В следующей таблице приведены рекомендации по определению ограничений на длину кабелей, а также разрешенное количество узлов на сегмент шины. Максимальные расстояния между сегментами были основаны на номинальных показателях затухания кабеля и бюджете мощности приемопередатчика в наихудшем случае. Были отмечены предположения. При приближении к максимальным ограничениям рекомендуется расчет бюджета потери канала. При расчете максимального количества узлов в сегменте шины не учитывайте концентрационные порты, завершающие сегмент шины, как узлы. Однако учитывайте максимальную длину сегмента шины, включая кабель, подключенный к портам концентратора. Несколько приемопередатчиков шины требуют минимального расстояния между узлами. Придерживайтесь этого минимума, так как может возникнуть ненадежная работа. Протокол передачи данных ARCNET полностью описан в ANSI/ATA 878.1.
Канальный уровень данных
Локальная сеть: TokenBus (2,5 Мбит/с) и копии доступны в офисе ATA. ARCNET правильно классифицируется как технология шины токенов, поскольку токен является основным средством опосредования доступа к кабелю. Он действует под модель источника/получателя, поскольку пункт назначения сообщения должен быть идентифицирован во время передачи. Термин «шина» подразумевает, что каждый узел ARCNET способен отслеживать весь трафик в сети независимо от пункта назначения. Это важно, когда сеть реконфигурируется или необходимо определить обнаружение потерянного токена. Даже при использовании концентраторов важно, чтобы все узлы в сети могли отслеживать весь трафик в сети, чтобы канальный уровень ARCNET функционировал должным образом.
Обычный ARCNET работает на скорости 2,5 Мбит/с, и большая часть представленной информации о времени предполагает именно эту скорость. При такой скорости элемент сигнала на носителе должен появиться в течение 400 нс. Для логической 1 символ представляет собой диимпульс. Для логического 0 отсутствует дипульс. Объединение символов создает базовые единицы символов.
Базовые блоки символов — это элементы, используемые для создания базовых кадров и пакетов реконфигурации.
<SD>— Начальный разделитель 1 1 1 1 1 1 (6 символов) Все кадры ARCNET начинаются с шести логических единиц. Это называется пакетом оповещения.
<PSU>— Блок символов реконфигурации 1 1 1 1 1 1 1 1 0 (9 символов)
<ISU>— Блок информационных символов 1 1 0 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 (11 символов) Каждый информационный блок содержит 8 бит данных и 3-битную преамбулу 1 1 0. Определение и значение данных следующие:
<SOH>—Начало заголовка 0x01 Используется для идентификациипакета
<ENQ>—Запрос 0x85 Используется для идентификации запроса на свободный буфер
<ACK>—Подтверждение 0x86 Используется для идентификации принятия
<NAK>—Отрицательное подтверждение 0x15 Используется для обозначения неприемлемости
<EOT> —Конец передачи 0x04 Используется для идентификации передачи токена логическому соседу.
<NID>— Идентификация следующего узла от 0x01 до 0xFF Используется для идентификации следующего узла в цикле маркеров. NID является логическим соседом узла с токеном.
<SID>— Идентификация исходного узла от 0x01 до 0xFF Используется для идентификации исходного узла передачи пакета.
<DID>— Идентификация узла назначения от 0x00 до 0xFF Используется для идентификации узла назначения запроса на передачу или пакетной передачи.
<CP>— Указатель продолжения от 0x03 до 0xFF Используется для определения длины пакета. В режиме коротких пакетов (от 0 до 252 байтов) для CP требуется только один ISU. В режиме длинных пакетов (от 256 до 507 байт) для CP требуется два ISU.
<SC>>—Системный код от 0x00 до 0XFF Используется для идентификации протокола высокого уровня. Системные коды обычно требуют одного ISU, но существуют два системных кода ISU. Системные коды были присвоены корпорацией Datapoint. Торговая ассоциация ARCNET имеет список назначений системных кодов.
<DATA>-Данные Содержит данные пользователя. Количество ISU может варьироваться от 0 до 252 в режиме коротких пакетов и от 256 до 507 в режиме длинных пакетов. Пакеты, содержащие 253, 254 или 255 ISU, не могут быть отправлены. Пакеты такого размера называются пакетами исключений и должны быть дополнены нулевыми данными и отправлены как длинный пакет
<FCS>—Последовательность проверки кадра от 0x00 до 0xFFFF Содержит добавленную проверку циклическим избыточным кодом (CRC-16) для отправленного пакета. Требуется два ИСУ.
Формат кадра
В ARCNET есть два формата кадров. Базовый формат кадра обеспечивает управление и информацию между узлами, в то время как пакет реконфигурации уникален для процесса реконфигурации. Фреймы строятся путем объединения основных единиц символов.
Основные кадры
В протоколе канального уровня ARCNET всего пять основных кадров. Пять основных рамок следующие:
ITT—Приглашение к передаче (токен)
<SD><EOT><NID><NID.
FBE—Бесплатный запрос буфера
<SD><ENQ><DID><DID>
ACK-Подтверждение
<SD><ACK>
NАК—Отрицательное подтверждение
<SD><NAK>
PAC— Пакет
<SD><SOH><SID><DID><DID><CP><SC><DATA><FCS>
Есть несколько вещей, на которые следует обратить внимание в отношении этих пяти кадров. При передаче токена NID отправляется дважды. Аналогично, DID отправляется дважды при запросе передачи или отправке пакета. Источник ACK или NAK не идентифицирован. Подразумевается, что он исходит из узла назначения. Единственный раз, когда исходный узел идентифицируется, это во время передачи пакета. Он не отправляется во время FBE. Подразумевается, что FBE исходит от исходного узла.
Системные коды
Байт, следующий непосредственно за указателем продолжения в каждом пакете ARCNET, должен быть системным кодом, действующим как идентификатор протокола. Это позволяет нескольким протоколам, использующим независимые форматы сообщений, сосуществовать в одной физической сети. Каждый пакет должен иметь системный код, даже если ни один из узлов не поддерживает несколько протоколов, чтобы разрешить в сети более одного типа узлов
Системный код 0x80 зарезервирован для общего диагностического использования. Любой узел может в любое время отправить пакет с системным кодом 80. Любой узел, получивший пакет с системным кодом 80, игнорирует этот пакет
Системные коды для различных операционных систем и производителей были присвоены корпорацией Datapoint
Пакет реконфигурации Пакет реконфигурации — это специальный кадр, используемый только в процессе реконфигурации. Это сигнал блокировки достаточной длины, чтобы уничтожить любую активность, происходящую в сети, гарантируя, что все узлы будут осведомлены о реконфигурации сети.
RECON— реконфигурациz
<RSU><RSU>…<RSU> 765 RSUs
Константы задержки
Поскольку ARCNET использует средства передачи маркеров для разрешения доступа станций к среде, время, необходимое для передачи сообщений, предсказуемо. Чтобы сделать эти расчеты, необходимо понимать определенные задержки, присущие контроллеру ARCNET и кабелю, используемому для соединения различных станций. Задержки из-за контроллера ARCNET масштабируются до используемой скорости передачи данных. Задержки на скорости 5 Мбит/с вдвое меньше, чем задержки на скорости 2,5 Мбит/с. Задержки из-за кабелей не масштабируются. Ниже приведены задержки для обычного ARCNET, работающего на скорости 2,5 Мбит/с
Tta — время оборота
Микросхема контроллера ARCNET имеет время отклика около 12,6 мкс. Это время между окончанием принятой передачи и началом ответа на эту передачу.
Tpt — распространение по среде, передача токена логическому соседу