Мост Альфа-Линк 128


Мост Альфа-Линк 128 предназначен для объединения удаленных сегментов локальной сети Ethernet по выделенным линиям. В качестве выделенной линии может быть использована витая пара любой категории, в том числе и обычная телефонная витая пара, проложенная по городу в многопарных кабелях протяженностью 4-8 км. Скорость информационного потока по выделенной линии составляет 144 Кбит/с.

Мост Альфа-Линк 128 обеспечивает:

  • подключение удаленных рабочих станций и сегментов
  • создание территориально-распределенных сетей
  • простоту установки и обслуживания — изделие не требует настройки при изменении конфигурации сети.

Прозрачность для сетевых приложений делает возможным:

  • работу любых протоколов TCP/IP, IPX/SPX и т.д.
  • использование стандартного программного обеспечения для создания удаленного склада, систем доступа к общим базам данных
  • отсутствие необходимости изменения уже установленного программного обеспечения на станциях при их подключении через мост Альфа-Линк 128
РИС. 1

Функционально мост Альфа-Линк 128 представляет собой объединенные в едином устройстве синхронный скоростной модем для выделенных линий, адаптер Ethernet и микропроцессорное устройство (Рис.1). По сути, изделие заменяет собой стандартный набор перечисленных компонентов — компьютер с сетевым адаптером и модем. Это делает возможным значительное снижение стоимости подключения удаленного сегмента.

Конструктивное исполнение

Мост Альфа-Линк 128 выполнен в плоском пластиковом корпусе размером 150 × 110 × 30 мм, на передней панели которого располагаются элементы световой индикации.

Внешний вид моста
Рис.2. Внутренности и внешний вид моста "Альфа-Линк 128"

Мост Альфа-Линк 128 выпускается в двух модификациях, в зависимости от типа порта для подключения к сети Ethernet.

  • С портом 10Base-T — для подключения витой пары (UTP). Мост в этом случае имеет розетку RJ-45.
  • С портом 10Base-2 — для подключения коаксиального кабеля. Данный вариант имеет разъем BNC.

На задней панели корпуса находятся разъемы для подключения выделенной линии, Ethernet, кабеля питания и компьютера (Рис.3).


Рис.3. Задняя панель моста "Альфа-Линк 128"

Мост имеет возможность конфигурирования и обновления внутреннего программного обеспечения.

поз. 1 разъем для подключения к мосту Альфа-Линк 128 внешнего источника питания
поз. 2 порт для подключения выделенной линии (RJ-45)
поз. 3 порт RS-232C для проведения внутренней диагностики и детальной настройки
поз. 4 порт для подключения к сегменту Ethernet (RJ-45 или BNC в зависимости от модификации моста — для подключения витой пары или для подключения коаксиального кабеля)
поз. 5 выключатель питания

Описание портов и основные параметры

В табл.1 приведены параметры порта для подключения выделенной линии. Предельная длина линии определяется диаметром жил используемого кабеля (на примере телефонного кабеля ТПП см. табл.2)

Таблица 1

Режим передачи Синхронный
Код передачи Четырехуровневый (2B1Q)
Скорость цифрового потока 160 Кбит/с
Скорость информационного потока 144 Кбит/с
Максимальная амплитуда передаваемого в линию сигнала + 5 В
Пиковое значение тока в линии 60 мА
Электрическая прочность линейного трансформатора 1500 В

Таблица 2

Тип кабеля Длина
ТПП 0,4 4-6 км
ТПП 0,5 6-8 км

Результаты линейных испытаний

12 мая 1999 г. завершена серия линейных испытаний моста Альфа-Линк 128. В ходе испытаний оценивалась максимальная дальность связи на разных городских выделенных линиях. Линии были предоставлены ОАО Электросвязь и представляли собой обычные пары в телефонных кабелях, проложенных между АТС города. Линии состояли из сегментов с одинаковым диаметром жил, но имели скрутки. Наличие скруток на выделенных линиях — это важный фактор, определяющий качество передачи и, соответственно, дальность. Таким образом, условия проведенных испытаний соответствовали типовому случаю использования аппаратуры. Кроме того, ставилась задача проверить поведение моста при наихудших условиях, т.е. на линиях с большим количеством скруток. Другой фактор, который необходимо учитывать при оценке результатов испытаний — это то, что на проверяемых линиях имелись участки, где пары проводов со слабым сигналом и с сильным сигналом находились рядом в одном и том же кабеле. Такая ситуация приводит к проникновению небольшой части сильного сигнала в слабый, что ухудшает условия приема (crosstalk). По нашим данным это явление заметно ухудшает параметры предельной дальности связи для большинства устройств, подобных Альфа-Линк 128, и особенно для аппаратуры, работающей на больших скоростях.

Испытания проводились на кабелях с диаметром жил 0,5 мм и 0,4 мм (кабели ТПП-0,5 и ТПП-0,4 соответственно). Работоспособность мостов на каждой из проверяемых линий оценивалась с помощью специальной программы, запускаемой на станции, подключенной к одному из соединяемых сегментов Ethernet.

Эта программа работает следующим образом. Посылаются короткие блоки данных (размером 64 байта) на удаленный комплект моста через проверяемую линию. На удаленном комплекте организована петля (он находится в специальном тестовом режиме). Все пакеты, приходящие на удаленный комплект передаются обратно через выделенную линию и попадают обратно на станцию Ethernet, где работает тестовая программа. При этом программа определяет количество не вернувшихся (поврежденных блоков) и вычисляет качественный показатель передачи по тестируемой линии: среднее количество потерянных блоков данных на 1000 переданных блоков. Измерения производились так — тестовой программой оценивалась работоспособность моста на линии, и если потери блоков невелики, то линия наращивалась. После этого измерения повторялись. Когда после очередного наращивания мосты теряли работоспособность фиксировались параметры:

  • достигнутый предел работоспособности — это длина линии на которой еще наблюдалась работоспособность аппаратуры. Этому параметру соответствует измеряемое количество потерянных блоков на 1000 переданных.
  • первый предел неработоспособности — это длина линии на которой в результате очередного наращивания аппаратура потеряла работоспособность.

В результате были получены следующие данные:

Диаметр жилы Достигнутый предел
работоспособности
Первый предел неработоспособности
  Расстояние, м Теряется блоков на 1000 Расстояние, м
0,4 4800 0,53 5590
0,5 6106 0,23 7296

Большое расхождение между пределом работоспособности и неработоспособности объясняется большим шагом наращивания линии (меньший шаг сделать было невозможно). Как видно из таблицы на достигнутых пределах работоспособности потеря блоков очень небольшая. Это означает, что реальные пределы будут несколько больше — для кабелей с диаметром жил 0,4 мм около 5000 м, а для кабелей с диаметром жил 0,5 мм около 6500 м.

Дальнейшие испытания Альфа Линк 128 на выделенных линиях планируется проводить на кабелях с большим диаметром жил (0,8–1,2 мм). Ожидаемый предел работоспособности на таких линиях — более 10 км.

Испытания линейной части показали работоспособность Альфа-Линк 128 на кабеле ТПП-0,4 длиной 5000 м с количеством скруток до 30. Были проведены измерения задержек и пропускной способности моста. Результаты приведены в таблице и графиках:

Длина пакета, байт 64 512 1024 1088
Задержка, мс 8 32 59 62
Пропускная способность, байт/сек 15 808 16 896 16 384 17 408

Зависимость реальной скорости передачи от длины Ethernet-пакета показывает высокую эффективность моста. Красная линия — это максимально возможная, реально недостижимая пропускная способность (144 Кбит/с), т.е. скорость цифрового потока через U-интерфейс. Как видно из рисунка, пропускная способность не зависит от длины пакетов и приближается к максимальной.

На следующем графике показана общая задержка пакетов при прохождении через мост.

Задержка складывается из двух составляющих. Первая, линейная составляющая, обусловлена зависимой от длины пакета скоростью передачи через U-интерфейс (чем больше пакет, тем дольше он передается по линии). Вторая составляющая — это задержка, вносимая внутренним программным обеспечением при обработке пересылаемых пакетов. Зависимость этой задержки от длины Ethernet-пакетов показана на следующем графике:

Как видно, задержка пакетов, вносимая программным, обеспечением невелика — прим. 3 мс и слабо зависит от размера пакетов. Ее влияние на общую задержку пакетов незначительно.

Приведенные результаты могут оказаться полезными для оценки возможности применения моста с приложениями реального времени и для мультимедийных приложений.

Параметры сетевого порта 10Base-T (порт 10Base-2) соответствуют стандарту IEEE 802.3.

Асинхронный порт соответствует спецификации RS-232C.

Общие эксплуатационные параметры моста Альфа-Линк 128 приведены в табл.3.

Таблица 3

Габаритные размеры 150 × 110 × 30 мм
Масса (без источника питания) 250 г
Режим работы круглосуточный
Температура окружающей среды +5°С/+ 40°С
Относительная влажность воздуха (при 25oС) 40–80%
Параметры источника питания:
  • выходное напряжение
  • выходной ток, не менее
  • входное напряжение


7±0,5 В
0,8 А
185/240 В (сеть 220В, 50 Гц)

Пример организации телекоммуникаций в офисе.


Примеры объединения сегментов сети

Для объединения двух удаленных сегментов Ethernet необходимо иметь два комплекта моста Альфа-Линк 128 (см. Рис. 4). Мосты подключаются каждый к своему сегменту сети и соединяются друг с другом выделенной линией. При этом нет необходимости в использовании каких-либо дополнительных средств и установки какого-либо программного обеспечения.


Рис.4

Подобным образом можно объединять и большее число сегментов Ethernet. В этом случае оптимальные результаты будут достигнуты, если получаемая в результате объединения сеть будет иметь древовидную структуру. Пример сети с такой топологией изображен на Рис.5


Рис.5

Максимальное количество объединяемых сегментов определяется трафиком между сегментами. При большом размере сети и значительном трафике можно использовать вариант объединения с коммутатором Ethernet.

Комплект поставки моста Альфа-Линк 128

Наименование кол.
1 Мост Альфа-Линк 128 1
2 Блок питания. 1
3 Кабель для подключения моста Альфа-Линк 128 к физической линии 1
4 Кабель для подключения Альфа-Линк 128 к порту RS-232 персонального компьютера 1
5 Розетка RJ-45 монтажная для оборудования точки подключения к выделенной линии. 1
6 Т-коннектор ( BNC MFF) для подключения к коаксиальному кабелю (для модификации с портом 10Base-2) 1
7 Дискета с сервисным программным обеспечением 1
8 Мост Альфа-Линк 128. Руководство пользователя эксплуатации. 1
9 Мост Альфа-Линк 128. Паспорт. 1

 

Производит мост Альфа-Линк 128 компания НПО Альфа-Телекс (г.Тверь)

 




Дополнительно

Ethernet bridge Альфа-Линк 128

Мост Альфа-Линк 128

Мост Альфа-Линк 128 предназначен для объединения удаленных сегментов локальной сети Ethernet по выделенным линиям. В качестве выделенной линии может быть использована витая пара любой категории, в том числе и обычная телефонная витая пара, проложенная по городу в многопарных кабелях протяженностью 4-8 км. Скорость информационного потока по выделенной линии составляет 144 Кбит/с.

Мост Альфа-Линк 128 обеспечивает:

  • подключение удаленных рабочих станций и сегментов
  • создание территориально-распределенных сетей
  • простоту установки и обслуживания — изделие не требует настройки при изменении конфигурации сети.

Прозрачность для сетевых приложений делает возможным:

  • работу любых протоколов TCP/IP, IPX/SPX и т.д.
  • использование стандартного программного обеспечения для создания удаленного склада, систем доступа к общим базам данных
  • отсутствие необходимости изменения уже установленного программного обеспечения на станциях при их подключении через мост Альфа-Линк 128
РИС. 1

Функционально мост Альфа-Линк 128 представляет собой объединенные в едином устройстве синхронный скоростной модем для выделенных линий, адаптер Ethernet и микропроцессорное устройство (Рис.1). По сути, изделие заменяет собой стандартный набор перечисленных компонентов — компьютер с сетевым адаптером и модем. Это делает возможным значительное снижение стоимости подключения удаленного сегмента.

Конструктивное исполнение

Мост Альфа-Линк 128 выполнен в плоском пластиковом корпусе размером 150 × 110 × 30 мм, на передней панели которого располагаются элементы световой индикации.

Внешний вид моста
Рис.2. Внутренности и внешний вид моста "Альфа-Линк 128"

Мост Альфа-Линк 128 выпускается в двух модификациях, в зависимости от типа порта для подключения к сети Ethernet.

  • С портом 10Base-T — для подключения витой пары (UTP). Мост в этом случае имеет розетку RJ-45.
  • С портом 10Base-2 — для подключения коаксиального кабеля. Данный вариант имеет разъем BNC.

На задней панели корпуса находятся разъемы для подключения выделенной линии, Ethernet, кабеля питания и компьютера (Рис.3).


Рис.3. Задняя панель моста "Альфа-Линк 128"

Мост имеет возможность конфигурирования и обновления внутреннего программного обеспечения.

поз. 1 разъем для подключения к мосту Альфа-Линк 128 внешнего источника питания
поз. 2 порт для подключения выделенной линии (RJ-45)
поз. 3 порт RS-232C для проведения внутренней диагностики и детальной настройки
поз. 4 порт для подключения к сегменту Ethernet (RJ-45 или BNC в зависимости от модификации моста — для подключения витой пары или для подключения коаксиального кабеля)
поз. 5 выключатель питания

Описание портов и основные параметры

В табл.1 приведены параметры порта для подключения выделенной линии. Предельная длина линии определяется диаметром жил используемого кабеля (на примере телефонного кабеля ТПП см. табл.2)

Таблица 1

Режим передачи Синхронный
Код передачи Четырехуровневый (2B1Q)
Скорость цифрового потока 160 Кбит/с
Скорость информационного потока 144 Кбит/с
Максимальная амплитуда передаваемого в линию сигнала + 5 В
Пиковое значение тока в линии 60 мА
Электрическая прочность линейного трансформатора 1500 В

Таблица 2

Тип кабеля Длина
ТПП 0,4 4-6 км
ТПП 0,5 6-8 км

Результаты линейных испытаний

12 мая 1999 г. завершена серия линейных испытаний моста Альфа-Линк 128. В ходе испытаний оценивалась максимальная дальность связи на разных городских выделенных линиях. Линии были предоставлены ОАО Электросвязь и представляли собой обычные пары в телефонных кабелях, проложенных между АТС города. Линии состояли из сегментов с одинаковым диаметром жил, но имели скрутки. Наличие скруток на выделенных линиях — это важный фактор, определяющий качество передачи и, соответственно, дальность. Таким образом, условия проведенных испытаний соответствовали типовому случаю использования аппаратуры. Кроме того, ставилась задача проверить поведение моста при наихудших условиях, т.е. на линиях с большим количеством скруток. Другой фактор, который необходимо учитывать при оценке результатов испытаний — это то, что на проверяемых линиях имелись участки, где пары проводов со слабым сигналом и с сильным сигналом находились рядом в одном и том же кабеле. Такая ситуация приводит к проникновению небольшой части сильного сигнала в слабый, что ухудшает условия приема (crosstalk). По нашим данным это явление заметно ухудшает параметры предельной дальности связи для большинства устройств, подобных Альфа-Линк 128, и особенно для аппаратуры, работающей на больших скоростях.

Испытания проводились на кабелях с диаметром жил 0,5 мм и 0,4 мм (кабели ТПП-0,5 и ТПП-0,4 соответственно). Работоспособность мостов на каждой из проверяемых линий оценивалась с помощью специальной программы, запускаемой на станции, подключенной к одному из соединяемых сегментов Ethernet.

Эта программа работает следующим образом. Посылаются короткие блоки данных (размером 64 байта) на удаленный комплект моста через проверяемую линию. На удаленном комплекте организована петля (он находится в специальном тестовом режиме). Все пакеты, приходящие на удаленный комплект передаются обратно через выделенную линию и попадают обратно на станцию Ethernet, где работает тестовая программа. При этом программа определяет количество не вернувшихся (поврежденных блоков) и вычисляет качественный показатель передачи по тестируемой линии: среднее количество потерянных блоков данных на 1000 переданных блоков. Измерения производились так — тестовой программой оценивалась работоспособность моста на линии, и если потери блоков невелики, то линия наращивалась. После этого измерения повторялись. Когда после очередного наращивания мосты теряли работоспособность фиксировались параметры:

  • достигнутый предел работоспособности — это длина линии на которой еще наблюдалась работоспособность аппаратуры. Этому параметру соответствует измеряемое количество потерянных блоков на 1000 переданных.
  • первый предел неработоспособности — это длина линии на которой в результате очередного наращивания аппаратура потеряла работоспособность.

В результате были получены следующие данные:

Диаметр жилы Достигнутый предел
работоспособности
Первый предел неработоспособности
  Расстояние, м Теряется блоков на 1000 Расстояние, м
0,4 4800 0,53 5590
0,5 6106 0,23 7296

Большое расхождение между пределом работоспособности и неработоспособности объясняется большим шагом наращивания линии (меньший шаг сделать было невозможно). Как видно из таблицы на достигнутых пределах работоспособности потеря блоков очень небольшая. Это означает, что реальные пределы будут несколько больше — для кабелей с диаметром жил 0,4 мм около 5000 м, а для кабелей с диаметром жил 0,5 мм около 6500 м.

Дальнейшие испытания Альфа Линк 128 на выделенных линиях планируется проводить на кабелях с большим диаметром жил (0,8–1,2 мм). Ожидаемый предел работоспособности на таких линиях — более 10 км.

Испытания линейной части показали работоспособность Альфа-Линк 128 на кабеле ТПП-0,4 длиной 5000 м с количеством скруток до 30. Были проведены измерения задержек и пропускной способности моста. Результаты приведены в таблице и графиках:

Длина пакета, байт 64 512 1024 1088
Задержка, мс 8 32 59 62
Пропускная способность, байт/сек 15 808 16 896 16 384 17 408

Зависимость реальной скорости передачи от длины Ethernet-пакета показывает высокую эффективность моста. Красная линия — это максимально возможная, реально недостижимая пропускная способность (144 Кбит/с), т.е. скорость цифрового потока через U-интерфейс. Как видно из рисунка, пропускная способность не зависит от длины пакетов и приближается к максимальной.

На следующем графике показана общая задержка пакетов при прохождении через мост.

Задержка складывается из двух составляющих. Первая, линейная составляющая, обусловлена зависимой от длины пакета скоростью передачи через U-интерфейс (чем больше пакет, тем дольше он передается по линии). Вторая составляющая — это задержка, вносимая внутренним программным обеспечением при обработке пересылаемых пакетов. Зависимость этой задержки от длины Ethernet-пакетов показана на следующем графике:

Как видно, задержка пакетов, вносимая программным, обеспечением невелика — прим. 3 мс и слабо зависит от размера пакетов. Ее влияние на общую задержку пакетов незначительно.

Приведенные результаты могут оказаться полезными для оценки возможности применения моста с приложениями реального времени и для мультимедийных приложений.

Параметры сетевого порта 10Base-T (порт 10Base-2) соответствуют стандарту IEEE 802.3.

Асинхронный порт соответствует спецификации RS-232C.

Общие эксплуатационные параметры моста Альфа-Линк 128 приведены в табл.3.

Таблица 3

Габаритные размеры 150 × 110 × 30 мм
Масса (без источника питания) 250 г
Режим работы круглосуточный
Температура окружающей среды +5°С/+ 40°С
Относительная влажность воздуха (при 25oС) 40–80%
Параметры источника питания:
  • выходное напряжение
  • выходной ток, не менее
  • входное напряжение


7±0,5 В
0,8 А
185/240 В (сеть 220В, 50 Гц)

Пример организации телекоммуникаций в офисе.


Примеры объединения сегментов сети

Для объединения двух удаленных сегментов Ethernet необходимо иметь два комплекта моста Альфа-Линк 128 (см. Рис. 4). Мосты подключаются каждый к своему сегменту сети и соединяются друг с другом выделенной линией. При этом нет необходимости в использовании каких-либо дополнительных средств и установки какого-либо программного обеспечения.


Рис.4

Подобным образом можно объединять и большее число сегментов Ethernet. В этом случае оптимальные результаты будут достигнуты, если получаемая в результате объединения сеть будет иметь древовидную структуру. Пример сети с такой топологией изображен на Рис.5


Рис.5

Максимальное количество объединяемых сегментов определяется трафиком между сегментами. При большом размере сети и значительном трафике можно использовать вариант объединения с коммутатором Ethernet.

Комплект поставки моста Альфа-Линк 128

Наименование кол.
1 Мост Альфа-Линк 128 1
2 Блок питания. 1
3 Кабель для подключения моста Альфа-Линк 128 к физической линии 1
4 Кабель для подключения Альфа-Линк 128 к порту RS-232 персонального компьютера 1
5 Розетка RJ-45 монтажная для оборудования точки подключения к выделенной линии. 1
6 Т-коннектор ( BNC MFF) для подключения к коаксиальному кабелю (для модификации с портом 10Base-2) 1
7 Дискета с сервисным программным обеспечением 1
8 Мост Альфа-Линк 128. Руководство пользователя эксплуатации. 1
9 Мост Альфа-Линк 128. Паспорт. 1

 

Производит мост Альфа-Линк 128 компания НПО Альфа-Телекс (г.Тверь)