1 Capa Física
La capa física corresponde
con la capa física del modelo ISO.OSI.
La capa física permite la
adaptación a los diferentes medios de transmisión. Para ello
se define un PLCP para cada medio, si bien los servicios proporcionados
a la capa DQDB deben ser independientes del medio.
Puesto que cada nodo de la red está
físicamente unido a los buses A y B, se definen dos SAP (Puntos
de Acceso al Servicio): el PH-SAP_A, asociado con la función de
recepción en el bus A y transmisión en el bus B, y el Ph-SAP_B,
asociado con la recepción en el bus B y transmisión en el
bus A. Los generadores de cabecera de los buses se denominan HOB_A y HOB_B.
HOB_A es cabecera del bus B y cola del bus A y HOB_B lo recíproco.
En el caso de topología de bus lógico en bucle, HOB_A y HOB_B
residen en el mismo nodo.
2. Primitivas de la Capa Física
Las primitivas de la Capa Física
permiten el acceso de la capa DQDB a los servicios proporcionados por la
Capa Física. Las primitivas se utilizan tanto para acceso al PH-SAP_A
como al PH_SAP-A y son las siguientes:
PH_DATA.request
PH_DATA.indication
PH_TIMING_SOURCE.request
PH_STATUS.indication
Las primitivas PH_DATa permiten
el intercambio de datos entre la Capa Física y la Capa DQDB por
medio de unidades de datos constituidas por un solo octeto. Cuando se invoca
una de estas primitivas, se pasa un octeto entre las dos capas, así
como información sobre el tipo de octeto. Las transmisiones sobre
el bus se realizan en células de 53 octetos. El primer octeto de
cada célula que se transmite sobre el bus es del tipo SLOT_START
y los otros 52 del tipo SLOT_DATA. Los octetos que transportan información
de gestión se denominan DQDB_MANAGEMENT.
A continuación se describe
la operación de las citadas primitivas. Los nodos que no actúan
como HOB leerán un octeto en un bus determinado, lo transmitirán
a la capa DQDB y lo escribirán en el mismo bus, pero en el otro
PH_SAP. En la figura 10 se representa lo que sucede cuando llega un octeto
por el bus A: el nodo lee el octeto y lo pasa a la capa DQDB utilizando
la primitiva PH_DATA.indication asociada con el PH_SAP_A. La capa DQDB
puede modificar este octeto o no, pero en cualquier caso invocará
una primitiva PH-DATA.request en el PH_SAP_B para pasar el octeto a la
Capa Física y así propagarlo a la siguiente estación
en el bus A. Si la capa DQDB modifica algún bit de este octeto,
la única alteración que puede llevar a cabo es cambiar un
"0" por un "1", pues las escrituras en el bus se realizan mediante la función
lógica OR. Recuérdese que, antes de escribir, todos los bits
se fijan a "0".
En el caso de los nodos HOB, éstos
no transmiten octetos, sino que actúan como fuente o sumidero de
ellos. Considérese para fijar ideas el HOP_A. Cuando llega un octeto
por el bus B, el PH-SAP_B lo pasa desde la Capa Física a la Capa
DQDB utilizando la primitiva PH-DATA. Indication. Ahora la capa DQDB no
genera el correspondiente request, ya que el HOB_A es la trminación
del bus B. La capa DQDB puede generar octetos en el bus A utilizando la
primitiva PH_DATA reuest. Estos octetos sin embargo, no son el resultado
de otros octetos que se están recibiendo, sino que son generados
en las capas superiores para construir las células de 53 octetos
en el bus A. Por tanto, el HOB_A actúa como fuente de octetos en
el bus A y sumidero de octetos del bus B. El caso del HOB_B es análogo
al anterior, si bien complementario.
La operación de las primitivas
PH_TIMING es la siguiente: la primitiva PH_TIMING_SOURCE.request permite
a la capa DQDB indicar a la Capa Física qué fuente de tiempo
hay que utilizar para proporcionar la información de tiempo cada
125 microsegundos. Esta fuente de tiempo de 8 KHz puede provenir de diversos
relojes: externo, local propio del nodo, etc. Mediante la primitiva PH_TIMING_MARK.indication
la Capa Física indica la llegada de una señal de tiempo a
la capa DQDB.
Por último, la primitiva
PH_STATUS.indication se utiliza para que la capa física informe
a la capa DQDB del estado de los dos enlaces asociados a cada PH_SAP. Esta
primitiva sólo se envía para indicar un cambio de estado
y puede tomar dos valores:
UP: los enlaces están correctos
y hay una estación HOB funcionando.
DOWN: algún enlace está
averiado o no hay ninguna estación HOB operativa.
3. Funciones de la Capa Física
El procedimiento de proporcionar
las distintas funciones de la capa física depende del medio y del
sistema de transferencia utilizado, si bien todos los PLCP deben seguir
ciertos principios generales.
Los enlaces entre dos nodos adyacentes
deben permitir la transferencia de información de sincronización,
de células y de información de gestión en ambas direcciones
simultáneamente. Para que el comportamiento de la red sea estable,
los dos enlaces deben operar a la misma velocidad en las dos direcciones.
Si esto no fuera así, la red estaría limitada a la velocidad
más baja o bien se producirían retardos en el bus más
lento, que irían en aumento.
La Capa Física, en general,
realiza las siguientes funciones:
-
Delimitación de células.
-
Transporte de las células sobre
la estructura de transporte.
-
Reconocimiento de células con
información de gestión.
-
Propagación de a información
de sincronización de la capa DQDB.
-
Control de los deslizamientos de tiempo
(jitter) a valores aceptables.
Cada PLCP debe especificar una función
de puente (bypass) en cada nodo, de modo que se pueda aislar a cada nodo
de la red dejando a ésta en funcionamiento. Esta función
permite mantener la red operativa en las siguientes situaciones:
-
Cuando el nodo no está conectado
a la alimentación.
-
El nodo está conectado a la alimentación,
si bien aún no está sincronizado con la red.
-
La Capa Física determina que
las funciones de acceso de este nodo están dañando a la red.
-
La Entidad de Gestión de la Capa
Física indica que el nodo debe aislarse.
La Capa Física debe monitorizar
el porcentaje de errores de transmisión para proporcionar una calidad
de servicios aceptable. El umbral de errores dependerá del sistema
de transferencia y del medio. En caso de que un nodo que no sea cabecera
de bus detecte la caída de un enlace, debe notificarlo a la capa
DQDB y al próximo nodo en el bus.
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Estructura del bus DQDB |
En esta fugura se ilustra el sistema
de bus abierto. Hay dos buses de fibra óptica que cargan los datos
en derecciones opuestas des su cabecera de bus (HOB) hasta el terminador.
Los HOB actúan como un slot generador de señal, asi que el
bus nunca esta quieto. Los nodos están localizados adyacente en
el bus y son lectores promiscuos. Pueden leer de todos los slot que vengan
al bus pero no necesariamente alterar los datos. Los nodos pueden ser lectores
activos o pasivos en el sistema, pueden actuar como repetidores para contrarestar
la atenuación. Si el nodo 2 desea enviar datos al nodo N, deberá
usar el bus B.
Cuando un nodo escribe sobre un slot,
la unidad de acceso primero lee el slot, luego escribe la localización
dentro del slot y después cuando pasa el slot de regreso, éste
atraviesa una compuerta lógica OR. Esto implica que es posible pasar
de 0 a 1 pero no pasar de 1 a 0.
Esto es por que la verdadera función
de una compuerta lógica OR es retornan un valor 0 si y solo si ambas
afirmaciones son falsal, de otra manera retornará un valor de 1.
En una configuración de bus
abierto, un nodo puede ejecutar o no las funciones de cabecera de bus (HOB).
En un bus cerrado, un nodo actuará como el HOB para ambos buses.
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