Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Технология IEEE 1394 и СКС

Лес Бакстер, Масуд Шариф

Большинство ЛВС-приложений для структурированных кабельных систем (СКС) оптимизированы для асинхронной передачи данных. Протокол IEEE 1394 (также называемый FireWire и iLink) изначально разрабатывался с целью поддержки изохронных приложений, например передачи видеопотоков, а также более традиционных асинхронных приложений. Он быстро становится самым предпочтительным сетевым протоколом передачи цифровой видео- и аудиоинформации.

В недавно принятой спецификации IEEE 1394b повышена дальность передачи данных -- с 4,5 до 100 м и предусмотрена возможность использования новых сред передачи, в том числе UTP-кабеля и многомодового оптоволокна. Благодаря этому оборудование стандарта IEEE 1394 теперь может передавать цифровую видео- и аудиоинформацию по СКС.

Полную версию данной статьи смотрите в 5-ом номере журнала за 2003 год.

В стандарте IEEE 1394 определена цифровая сеть, имеющая три сферы применения. Во-первых, и это самое главное, она реализует изохронную передачу данных, столь необходимую для нормальной работы приложений, генерирующих постоянные битовые потоки (например, видео). Во-вторых, она поддерживает асинхронные ЛВС-приложения, в том числе пересылку файлов. И в-третьих, эта сеть обеспечивает подключение к компьютеру разнообразных периферийных устройств -- дисков, принтеров, сканеров и цифровых видеокамер.

В жилых домах небольшие сети стандарта IEEE 1394 обычно применяются для взаимодействия развлекательных устройств, тогда как компьютерные устройства, как правило, обычно соединяются с помощью средств Ethernet и USB (Universal Serial Bus). Технология IEEE 1394 позволяет объединять все эти устройства в единую сеть, что повышает гибкость их использования. Например, снятое видеокамерой изображение может быть либо показано на экране телевизора в составе домашнего кинотеатра, либо отображено на мониторе компьютера, либо записано на его жесткий диск.

В отличие от большинства других сетей с шинной, кольцевой или звездообразной структурой сети IEEE 1394 имеют аморфную древовидную структуру. Большинство устройств IEEE 1394 оснащены несколькими портами, и их можно соединять друг с другом в любой нужной конфигурации. Например, если в сети IEEE 1394, показанной на рис. 1, цифровую видеокамеру отсоединить от домашнего кинотеатра и подключить к свободному порту принтера, эта сеть будет функционировать как и прежде.

Кроме поддержки изохронных соединений с небольшой задержкой и малым джиттером, у сети IEEE 1394 имеются и другие достоинства:

* Все устройства можно подключать к сети в "горячем" режиме. Она автоматически распознает их, и никакого конфигурирования вручную не требуется. Наряду с отсутствием ограничений на структуру (форму топологии) сети эти факторы делают ее исключительно простой в развертывании.

* Высокая скорость передачи -- от 100 Мбит/с до 1,6 Гбит/с.

* Наличие встроенной поддержки средств IEEE 1394 в компьютерных операционных системах, включая все версии OC фирмы Apple и ОС Microsoft Windows XP.

* В единую сеть можно объединить до 63 устройств. При необходимости создания большей сети, несколько сетей объединяют с помощью мостов.

Технология IEEE 1394 разработана фирмой Apple в 1986 г. Поддерживающие эту технологию продукты фирма продвигает на рынок под торговой маркой FireWire. Для своих средств стандарта IEEE 1394 компания Sony использует торговую марку iLink. Технология IEEE 1394 широко применяется в индустрии развлечений для редактирования и производства видеопрограмм.

Вскоре после анонса средств FireWire Институт IEEE организовал комитет по стандартизации положенной в их основу технологии. К настоящему времени им выпущено три основных стандарта:

* IEEE 1394-1995 (IEEE Standard for a High Performance Serial Bus) -- базовый стандарт, специфицирующий передачу данных со скоростью до 400 Мбит/с по экранированному шнуру длиной до 4,5 м;

* IEEE 1394a-2000 (IEEE Standard for a High Performance Serial Bus -- Amendment 1) -- дополнение (к базовому стандарту), в котором описаны улучшенные схема управления доступом устройств к шине (арбитраж) и технология управления энергопотреблением, а также содержаться существенные исправления и уточнения положений базового стандарта. Сегодня большинство представленных на рынке устройств соотвествуют этому стандарту;

* IEEE 1394b-2002 (Standard for a High--Performance Serial Bus -- Supplement). В этом документе, опубликованном в апреле 2002 г., предусмотрено существенное повышение скорости передачи данных (до 1,6 Гбит/с) и дальности действия (до 100 м), улучшена схема арбитража и появилась возможность использования несколько новых сред передачи, включая UTP-кабель.

Технические характеристики

Стандарт IEEE 1394 разработан для построения недорогих, простых в использовании, высокопроизводительных и хорошо расширяемых сетей. Одной из ключевых характеристик этих сетей является реализация прямых одноранговых (peer-to-peer) соединений. Любые два устройства сети могут взаимодействовать друг с другом по такому соединению, не создавая нагрузки на промежуточные узлы.

На рис. 2 показаны три одноранговых соединения, два из которых (красное и синее) -- изохронные, а третье (зеленое) -- асинхронное. Соединение, по которому передается оцифрованный звук (красное), проходит через ПК, но полностью поддерживается его интерфейсом IEEE 1394, и никакая дополнительная нагрузка на ПК не создается. Аналогично видеосоединение (синее) проходит через интерфейс стереосистемы и никоим образом не влияет на ее работу.

Другой ключевой характеристикой сетей IEEE 1394 является их самоуправляемость. При подключении к шине сети нового узла, происходит ее повторная инициализация и автоматически осуществляются следующие операции:

* определяется топология сети;

* выбирается корневой узел (им может стать другой узел, т. е. не тот, который был корневым раньше);

* все узлы самоидентифицируются и каждому из них назначается адрес (он может отличаться от того адреса, которым узел обладал до повторной инициализации шины);

* нормальная работа шины восстанавливается за время, не превышающее 200 мкс (в случае применения небольших сетей это происходит значительно быстрее). После повторной инициализации шины изохронные соединения восстанавливаются, а очереди асинхронных пакетов опустошаются, поэтому передача всех не переданных асинхронных пакетов должна быть инициирована повторно.

Физический уровень

В стандарте IEEE 1394b улучшен физический уровень сети. Так, например, в спецификации IEEE 1394a определен метод кодирования данных с их стробированием (data-strobe encoding), который не обеспечивает баланс линии по постоянному току, а значит, пригоден только для передачи данных на небольшие расстояния. В новом же стандарте (1394b) предусмотрено использование схемы кодирования 8B/10B, которая обеспечивает баланс по постоянному току и позволяет передавать данные на расстояния до 100 м по кабелю категории 5.

Усовершенствована также схема арбитража. По стандарту IEEE 1394b арбитраж шины и передача данных осуществляются одновременно, что значительно увеличивает пропускную способность сети. Схема арбитража дает приоритет изохронному трафику, таким образом, в начале каждого 125-мкс цикла весь изохронный трафик передается раньше асинхронного.

Определенная стандартом IEEE 1394 базовая скорость передачи данных составляет 98,304 Мбит/с; она обозначается как S100. Другие скорости передачи образуют числовой ряд, в котором каждое последующее число в два раза больше предыдущего; они обозначаются, как S200, S400, S800 и S1600.

В стандарте IEEE 1394b значительно расширен выбор сред передачи данных. Если в предыдущем документе (IEEE 1394a) был определен только экранированный шнур длиной до 4,5 м, а также 4- и 6-контактный коннекторы (в последнем коннекторе имеется дополнительная пара контактов для подачи электропитания), то в IEEE 1394b появились пять новых сред передачи. К ним относятся пластиковое оптоволокно и волокно с покрытием из твердого полимера, которые обеспечивают относительно низкую производительность сети, а также медная линия ближней связи, представляющая собой усовершенствованный вариант экранированного шнура. Самыми интересными новыми средами являются UTP-кабель категории 5 и 50-мкм многомодовое оптоволокно, соответствующие стандарту TIA/EIA-568-B. Можно сказать, что они превращают небольшую комнатную сеть IEEE 1394 в полноценную ЛВС масштаба жилого дома или коммерческого здания. В настоящее время ведется работа по увеличению скорости передачи данных по кабелю категории 5/5e до S800, а по кабелю категории 6 до S1600.

В каждой новой спецификации IEEE 1394 (а и b) предусмотрена обратная совместимость с предыдущими спецификациями. Благодаря этому в одной и той же сети могут работать устройства, соответствующие любому стандарту серии IEEE 1394.

Изобилие приложений

Сеть стандарта IEEE 1394 поддерживает множество приложений. Например, с ней совместим интерфейс цифрового телевидения стандарта EIA-775, ориентированный на физический уровень IEEE 1394 и передающий видеоинформацию по спецификации IEC 61883. Данный интерфейс использует изохронное соединение для передачи видеосигнала в формате MPEG-2 и асинхронные соединения для отображения на экране ТВ-монитора субтитров и меню для программирования видеомагнитофона. Это иллюстрирует важность поддержки как изохронной, так и асинхронной передачи информации в одной и той же сети.

Еще одно приложение -- домашняя сеть ассоциации VESA, использующая технологию IEEE 1394b для связи бытовых электроприборов с компьютерными устройствами. В этой единой сети преимущества цифровой передачи информации становятся доступными для таких бытовых электронных устройств, как телевизоры, видеомагнитофоны, DVD-плейеры и видеокамеры.

Есть мнение, что технологии IEEE 1394 и USB очень похожи. Для некоторых приложений это так, но в общем технология IEEE 1394 имеет гораздо больше приложений и обеспечивает более высокую скорость передачи данных, чем USB.

Применение СКС

Добавление поддержки UTP-кабеля и многомодового оптоволокна, а также увеличение дальности передачи данных до 100 м позволяют строить сети IEEE 1394 на основе СКС. Как показывает практика, если у пользователей появляется возможность передавать данные по всему зданию или в пределах кампуса, они стараются непременно воспользоваться ею. Стоит также отметить, что UTP-кабель применяется чаще других сред передачи, включая экранированную витую пару, оптоволокно и коаксиальный кабель.

В сети стандарта IEEE 1394 на базе СКС совсем не обязательно, чтобы все узлы подключались к телекоммуникационной комнате напрямую. В простой сети, показанной на рис. 3, большинство узлов (те, которые находятся в видеолаборатории) соединены друг с другом короткими шнурами, но посредством горизонтальных UTP-кабелей с ними можно связать любой компьютер, установленный в офисе или переговорной комнате. Повторитель (размещаемый в телекоммуникационной комнате) используется в том случае, если расстояние между узлами превышает 100 м.

Реализуются и более сложные решения. На рис. 4 показаны две сети IEEE 1394, связанные друг с другом посредством мостов, соответствующих спецификации IEEE 1394.1. Таким образом можно строить сети, имеющее более 63 узлов и охватывающие значительное пространство. (Спецификация IEEE 1394.1 на мосты является частью стандартов IEEE 1394 и разработана специально для построения крупномасштабных сетей.)

Охранные системы -- это естественные приложения для рассматриваемых сетей. Соответствующие стандарту IEEE 1394b видеокамеры можно разместить всюду, где имеются телекоммуникационные розетки. Это особенно удобно, когда в случае возникновения каких-либо экстремальных ситуаций нужно временно усилить имеющуюся систему безопасности.

Благодаря простоте использования и поддержке изохронной передачи информации оборудование стандарта IEEE 1394 должно стать очень популярным на рынке. В 2002 г. было поставлено более 35 млн устройств этого стандарта. По прогнозам аналитиков, к 2005 г. объем их поставок должен возрасти до 200 млн устройств, что соответствует среднегодовому темпу роста более 40%.

Сети IEEE 1394 хорошо подходят для передачи цифровой аудио- и видеоинформации. С появлением спецификации IEEE 1394b и соответствующего ей оборудования стало возможно использовать эти сети вместе с СКС. На рынке появляется все больше устройств стандарта IEEE 1394, предназначенных для домашнего использования. Это телевизоры высокой четкости, видеокамеры, принтеры, сканеры и диски. На предприятиях сеть IEEE 1394 может дополнять инфраструктуру Ethernet, функционируя как наложенная сеть для передачи изохронного трафика средств видеконференц-связи или систем безопасности.


https://pedant.ru/remont-apple/ipad/zamena-stekla?object=3




  
5 '2003
СОДЕРЖАНИЕ

инфраструктура

• Системы питания постоянного тока

• Выбираем 19-дюймовые монтажные шкафы

• Тестируем коммутаторы 10 Gigabit Ethernet

информационные системы

• Повышение производственных показателей call-центров

• Базы данных с открытым исходным кодом

• Управление Web-проектами с помощью CVS

• Российский рынок систем аудиоконференц-связи

• Управление Web-проектами с помощью CVS

сети связи

• Проснись, VoIP зовет

• RPR "впитывает" лучшее

кабельные системы

• Основные вопросы, касающиеся СКС для жилых зданий

• Технология IEEE 1394 и СКС

новые продукты

• Коммутаторы Cisco для сетей Industrial Ethernet


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх