Η Μεγαγώγιμη υπηρεσία πολλών εκατομμυρίων δυαδικών ψηφίων (switched multi-megabit data service-SMDS) είναι μια διαδικασία μεταγωγής πακέτων δεδομένων (datagrams) για τη σύνδεση τοπικών δικτύων (LANs) σε μητροπολιτικές περιοχές, Περιγράφεται από προδιαγραφές που όρισε η εταιρία Bell Communications Research (Bellcore), οι οποίες έχουν υιοθετηθεί από τους παροχείς εξοπλισμού και τους υπόλοιπους φορείς. Προσφέρει απόδοση δικτύου σε εύρος από 1 ως 34 Mbps.
Η υπηρεσία αυτή χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο Κατανεμημένης Ουράς Διπλής Αρτηρίας (Distributed Queue Dual Bus-DQDB) στον κορμό του δικτύου.
Ένα δίκτυο SMDS περιλαμβάνει τα εξής στοιχεία:
Το CPE είναι ο τερματικός εξοπλισμός του πελάτη, δηλαδή τερματικά, προσωπικοί υπολογιστές και ενδιάμεσοι κόμβοι, όπως δρομολογητές, modem, και πολυπλέκτες. Οι ενδιάμεσοι κόμβοι μπορούν να παρέχονται από τον φορέα.
Ο εξοπλισμός του φορέα συνήθως είναι υψηλής ταχύτητας διακόπτες, οι οποίοι πρέπει να είναι συμβατοί με της προδιαγραφές για τον εξοπλισμό δικτύου που έχει καθορίσει η Bellcore.
Το SNI είναι το περιβάλλον διεπαφής μεταξύ του CPE και εξοπλισμού του φορέα. Είναι το σημείο όπου τελειώνει το δίκτυο του πελάτη και ξεκινάει το δικτύου του φορέα. Η λειτουργία του SNI είναι να καταστήσει αόρατη στον πελάτη την τεχνολογία και τη λειτουργία του SMDS δικτύου. Η σχέση μεταξύ των τριών αυτών στοιχείων φαίνεται στο σχήμα:
Το πρωτόκολλο διεπαφής του SMDS (SMDS interface protocol-SIP) χρησιμοποιείται για την επικοινωνία μεταξύ του CPE και του εξοπλισμού SMDS του φορέα. Βασίζεται στο πρότυπο DQDB που καθορίζεται από το ΙΕΕΕ 802.6.
Το SIP προσφέρει υπηρεσίες χωρίς σύνδεση, επιτρέποντας έτσι το CPE να έχει πρόσβαση στο SMDS δίκτυο. Το SIP δεν υποστηρίζει από μόνο του φωνή και βίντεο.
Το ΙΕΕΕ 802.6 επιλέχτηκε ως βάση του SIP διότι υποστηρίζει όλα τα στοιχεία της διαδικασίας SMDS. Επίσης είναι συμβατό με το ευρυζωνικό ISDN, κάτι που του επιτρέπει να συνεργαστεί με ευρυζωνικές υπηρεσίες φωνής και βίντεο.
Η χρήση του SIP φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Το SIP αποτελείται από τρία επίπεδα. Τα SIP level 3 και level 2 λειτουργούν στο υποεπίπεδο του πρωτοκόλλου ελέγχου πρόσβασης στο μέσο (Media Access Control Protocol-MAC) του επιπέδου διασύνδεσης δεδομένων. Το SIP level 1 λειτουργεί στο φυσικό επίπεδο.
Αρχικά οι πληροφορίες αποστέλλονται στο SIP level 3 με τη μορφή μονάδων υπηρεσίας του SMDS (SMDS data units-SDU) και εγκλωβίζονται σε μία SIP level 3 επικεφαλίδα (header) και επίμετρο (trailer). Το πακέτο που προκύπτει ονομάζεται μονάδα δεδομένων του πρωτοκόλλου (protocol data unit-PDU) και αποστέλλεται στο SIP level 2. Το SIP level 2 χωρίζει τα PDU σε ομοιόμορφα PDU επιπέδου δύο (53 bytes) τα οποία ονομάζονται κελιά. Τα κελιά στη συνέχεια αποστέλλονται στο SIP level 1. Το επίπεδο αυτό προσφέρει το πρωτόκολλο φυσικού συνδέσμου, το οποίο λειτουργεί σε ρυθμούς DS-3 ή DS-1 μεταξύ CPE και δικτύου φορέα. Χωρίζεται σε δύο μέρη: στο υποεπίπεδο του συστήματος μετάδοσης (transmission system sublayer) και στο Πρωτόκολλο Σύγκλισης Φυσικού Επιπέδου (Physical Layer Convergence Protocol-PLCP). Το πρώτο καθορίζει τα χαρακτηριστικά και τη μέθοδο προσάρτησης στο σύνδεσμο μετάδοσης (DS-3 ή DS-1) ενώ το δεύτερο πως θα ταξινομηθούν τα PDU σε σχέση με τα πακέτα DS-3 και DS-1.
Το πρότυπο αυτό αναπτύχθηκε για μητροπολιτικά δίκτυα και περιέχει καλά χαρακτηριστικά απόδοσης, όπως οι ψηλές ταχύτητες, η υποστήριξη ασύγχρονης και ισόχρονης επικοινωνίας, η διπλή αρτηρία (dual bus) και τα κελιά σταθερού μήκους (αυτό σημαίνει ότι μπορεί να διαχειριστεί και μικρά αλλά και μεγάλα πακέτα). Η αρχιτεκτονική ενός DQDB ΜΑΝ περιλαμβάνει γέφυρες, δρομολογητές και πύλες.
Η τοπολογία ενός DQDB δικτύου φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, όπου υπάρχουν δύο μονόδρομες αρτηρίες (Bus A, Bus B) και ένας αριθμός κόμβων. Οι δύο αρτηρίες υποστηρίζουν επικοινωνία σε διαφορετικές κατευθύνσεις, επιτρέποντας έτσι διπλής κατεύθυνσης επικοινωνία μεταξύ των κόμβων. Οι δύο αρτηρίες λειτουργούν διαρκώς, και τα δεδομένα στην κάθε μία είναι τυποποιημένα σε σταθερού μήκους σχισμές. Αυτές δημιουργούνται από τον αρχικό κόμβο (head node) κάθε αρτηρίας (στο σχήμα σημειώνεται με κύκλο. Ο τελικός κόμβος σημειώνεται με τετράγωνο)
Οι κόμβοι συνδέονται σε κάθε αρτηρία μέσω μιας μονάδας πρόσβασης (access unit) και ενός συνδέσμου (attachment), όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Ο κάθε κόμβος συνδέεται στην αρτηρία μέσω μια συσκευής ανάγνωσης και εγγραφής. Τα δεδομένα από την αρτηρία διαβάζονται αλλά δεν αλλάζουν απαραίτητα. Η εγγραφή εκτελείται ως ένα λογικό OR όπου το 0 αλλάζει σε 1 αλλά το αντίθετο δεν συμβαίνει ποτέ. Η εγγραφή τοποθετείται μετά την ανάγνωση, έτσι ώστε η ανάγνωση στο συγκεκριμένο κόμβο να μην επηρεάζεται από την εγγραφή σε αυτόν.
Υπάρχουν δύο διαφορετικές τοπολογίες για ένα DQDB δίκτυου: η τοπολογία ανοικτής αρτηρίας (open bus topology), στην οποία οι κόβμοι βρίσκονται σε αντίθετες πλευρές της αρτηρίας και η τοπολογία βροχοειδούς αρτηρίας (looped bus topology), όπου οι κόμβοι που προσαρτόνται στις δύο αρτηρίες και δημιουργούν δύο κλειστούς βρόχους. Στην περίπτωση αυτή ο αρχικός κόμβος είναι ο ίδιος και για τις δύο αρτηρίες.
Στο παραπάνω σχήμα βλέπουμε αρτηρίες και κόμβους DQDB. Οι σταθμοί 1 και 2 βρίσκονται αντίθετα στο ρεύμα (upstream) σε σχέση με το σταθμό 3 για την αρτηρία Α, ενώ βρίσκονται κατά την κατεύθυνση του ρεύματος (downstream) σε σχέση με τον σταθμό 3 για την αρτηρία Β.
Ο σταθμός 1 δεν έχει κανέναν upstream αλλά έχει τέσσερις downstream και θεωρείται ο head της αρτηρίας Α, ενώ ο 5 δεν έχει κανέναν downstream και έχει μόνο upstream και θεωρείται ο head της Β.
Στο παρακάτω σχήμα βλέπουμε τη μεταφορά δεδομένων με DQDB
Σε κάθε αρτηρία ο χρόνος χωρίζεται τμήματα ή σχισμές (slots) οι οποίες μεταδίδονται από το bus head κάθε 125 μs. Ο αριθμός των σχισμών εξαρτάται από τη χωρητικότητα που είναι διαθέσιμη στο κύκλωμα υποστήριξης του δικτύου. Το μήκος του κάθε πακέτου είναι 53 bytes, ακριβώς όπως τα κελιά του ATM. Από αυτά, το πρώτο χρησιμοποιείται για έλεγχο της πρόσβασης. Από τα υπόλοιπα 52, 4 bytes που περιλαμβάνουν ένα header και τα 48 που απομένουν περιλαμβάνουν ωφέλιμο φορτίο.
Επιπλέον το κάθε πακέτο των 125μs περιλαμβάνει ένα επιπλέον header και ένα πεδίο που δηλώνει το τέλος του πλαισίου.
Οι σχισμές DQDB χωρίζονται σε δύο ειδών:
Για τη μετάδοση δεδομένων ακολουθείται η εξής διαδικασία: Το head της αρτηρίας Α παράγει κενές σχισμές για αυτήν. Το ίδιο κάνει το head της Β για την αρτηρία Β. Ο ρυθμός των δεδομένων εξαρτάται από τον αριθμό των σχισμών που δημιουργούνται ανά δευτερόλεπτο.
Μια άδεια σχισμή μετακινείται στην αρτηρία της μέχρι τη στιγμή που θα δεχτεί δεδομένα τα οποία θα διαβαστούν από τον σταθμό προορισμού.
Ο σταθμός προορισμού επιλέγει την αρτηρία για την οποία ο σταθμός προορισμού θεωρείται downstream. Όταν λοιπόν ένας σταθμός θέλει να στείλει δεδομένα, τότε επιλέγει την αρτηρία στην οποία η ροή για τον προορισμό είναι downstream.