光纖分佈式數據接口

光纖分佈式數據接口FDDI是一種以光纖作為傳輸介質的高速主幹網，它可以用來互連單個計算機與局域網。

FDDI標準採用了IEEE802的體系結構和LLC協議，研究了FDDI自身的MAC協議，在物理層提出了物理層介質相關（Physical Layer Medium Dependent，PMD）子層與物理層協議（Physical Layer Protocol，PHY）子層。在1992年，FDDI與SONET互連的接口標準研究完成。

FDDI是專門為數據傳輸而設計的，為了傳輸語音、圖像與視頻業務，FDDI-IⅡ標準將從支持分組交換的FDDI基本模式（Basic Mode）擴展到混合模式（Hybrid Mode）。混合模式可同時支持分組交換與電路交換。目前，正在研究的下一代FDDI標準稱為FFOL（FDDI Follow-On LAN）。 ^[2] 

實質上FDDI由四個子部分組成，每部分具有各自特定的功能。各部分合起來使得FDDI能夠在上層協議（如TCP/IP、IPX）和介質（如光纜）間提供高速連接。

FDDI四個子規範為介質訪問控制（MAC）、物理層協議層（PHY）、物理介質相關層（PMD）以及站管理（SMT）。MAC規定了怎樣訪問介質，包括協議所需要的幀格式、尋址、令牌處理、循環冗餘校驗算法（CRC）以及差錯恢復機制；PHY規定了傳輸編碼和解碼程序、時鐘要求及其他功能；PMD規定了傳輸介質應具備的特性，包括光纖鏈路（Fiber-optic Link）、功率電平（Power Level）、誤碼率（Bit-error Rate）、光纖器件（Optical Component）以及連接器（Connector）；SMT規定了FDDI站配置、環配置以及環控制等特徵，包括站的插入和刪除、啓動、故障分離和恢復、模式安排及統計集合。 ^[1] 

FDDI的工作原理主要體現在FDDI的三個主要過程中，這三個主要過程是站點物理連接建立、環初始化和數據傳輸。

（1）站點物理連接建立

FDDI網絡在正常運行時，站管理SMT一直監視着環的運行狀況並管理着所有站點的活動。站管理SMT中的連接管理模塊負責在站點的每對PHY/PMD之間的雙向光纜上建立起端到端的物理連接。

站點通過發送與接收某些特定的線路狀態序列與相鄰站點交換端口類型和連接規則等信息，對物理連接的質量進行測試。在測試過程中，一旦檢測到故障，就用跟蹤診斷的方法來確定故障原因，對故障進行隔離，並對網絡進行重新配置。

（2）環初始化

在完成站點的物理連接後，然後對環進行初始化。在進行環的初始化工作之前，首先要確定系統的目標令牌循環時間TTRT。各個站點都可藉助聲明幀，提出各自的TTRT值。系統按照既定的競爭規則來確定TTRT值，通過被選中TTRT值的那個站點來完成環的初始化工作。確定TTRT值的過程通常叫做聲明過程，聲明過程是用來確定TTRT值的。

（3）數據傳輸

FDDI數據傳輸包括數據發送、接收和刪除三個過程。

在FDD1環網中，想要發送數據的站點必須等待令牌到達該站點並將令牌捕獲後，才能發送一個或多個數據幀，直到所有數據發送完成或直到THT超時為止。最後，站點釋放一個新令牌。

FDDI環上的每一個站點隨時都在監聽經過本站點的幀，站點把幀中的目的地址與本站地址比較，以決定是否接收該幀，如果該幀的目的地址與站點地址匹配，站點接收該幀，同時將此幀的FS字段的“A”標誌位置“1”，表示目的站點存在；在接收該幀的同時，站點還對該幀進行差錯校驗。如果沒有發現錯誤，則站點將幀中的數據字段複製下來，並在該幀FS字段的“C”標誌位置“1”，表示該幀已被目的站點接收；如果發現CRC錯，則把該幀FS字段的“E”標誌位置“1”。

在FDDI環網中，站點在接收幀的同時，還要把該幀轉發到下一站點。發送站點在發送完數據後將繼續監聽經過站點的幀。當發送站點檢測到某數據幀的源地址與本站點的地址相同時，立即停止轉發該幀並將其置為無效幀，使已轉發到環上的部分幀信息在到達下一站點時被當做幀碎片而被丟棄，以免這些幀碎片在環上繼續傳送，然後，發送站點負責將幀剩餘部分從環上刪除，並同時檢測幀中的FS字段。如果FS字段中的“A”和“C”標誌位都為“1”，則説明該幀已被目的站點成功接收；如果只有“A”標誌位為“1”則説明目的站點存在但沒有接收該幀，這説明幀在傳輸過程中發生了錯誤；如果“A”和“C”標誌位都為“0”，則説明幀中的目的地址有錯。

正常情況下，只有主環工作，而備用環作為備份。一旦網絡發生故障，無論是線路故障還是站點故障，FDDI網絡都會通過卷繞自動將雙環重構為一個單環，從而保證網絡不會中斷，這是FDDI區別於其他局域網的一個重要特點。

FDDI網絡定義了兩種站點：一種是單連接站點（SAS）或稱B類站點；另一種是雙連接站點（DAS）或稱A類站點。單連接站點通過集中器連接在FDDI雙環的主環上，集中器能夠同時連接多台SAS站點，且保證任何SAS站點的出錯或斷電均不會影響FDDI網絡。雙連接站點可以同時與兩個環路連接。 ^[1] 

FDDI的主要性能指標如下：

（1）使用802.2LLC協議，與IEEE802LAN兼容。

（2）使用基於IEEE 802.5令牌環標準的令牌傳遞MAC協議。

（3）使用雙環拓撲，確保網絡具有容錯能力。

（4）可使用多模光纖、單模光纖或雙絞線作為傳輸介質。

（5）傳輸速率為100Mbps，光信號碼元的傳輸速率為125Mbps。

（6）連接數不大於1000個，若每個節點均為雙連接，則不多於500個。

（7）最大站間距為2km，環路最大長度為100km。

（8）具有動態分配帶寬的能力，能同時支持同步和異步數據服務。

（9）最大分組長度為4500字節。 ^[2] 

FDDI主要可在以下環境應用。

（1）計算機機房網，也稱為後端網絡，用於計算機機房中大型計算機與高速外設之間的連接，以及對可靠性、傳輸速率與系統容錯等方面要求較高的環境。

（2）辦公室或建築物羣的主幹網，也稱為前端網絡，用於連接大量的小型機、工作站、個人計算機與各種外設。

（3）校園網或企業網的主幹網，用於連接分佈在校園或企業中各個建築物中的小型機、服務器、工作站、個人計算機與局域網。

（4）多個校園網或企業的主幹網，用於連接地理位置相距幾千米的多個校園網、企業網，成為一個區域性的互連多個校園網、企業網的主幹網。 ^[2]