Московский Государственный Университет Связи и Информатики лекции

Вид материала

Лекции

Содержание Сигнал на передаче Полезная нагрузка (информационная) 7-ая строка 9-ая строка Технология АТМ в локальных компьютерных сетях

Подобный материал:

• 16-19 марта 2011 г в Минске состоялся Европейский семинар по устойчивому развитию, 13.55kb.
• Методология формирования и реализации аппарата анализа и планирования рыночного потенциала, 598.83kb.
• Министерство Образования Российской Федерации Московский Государственный Университете, 1997.23kb.
• Федеральное агентство связи Сибирский государственный университет телекоммуникаций, 622.46kb.
• Московский государственный университет имени, 111.06kb.
• Министерство образования и науки, 38.9kb.
• Примерная программа 10. 00-11. 00 Регистрация, 36.7kb.
• II. Логика и язык, 5497.75kb.
• Курса, 405.14kb.
• Управление компетенциями в самообучающейся организации, 72.07kb.

При передаче сигналов в режиме АТМ внутри отдельной группы для каждого сигнала используется специальный, заранее определенный временнóй интервал. Моменты передачи групп битов друг с другом не связаны, поэтому в приемном оконечном устройстве для приема каждой группы тактовая частота устанавливается заново.

Между периодами передачи асинхронный канал (линия) находится в

незагруженном (неактивном) состоянии.

Корни АТМ происходят из широкополосной цифровой сети с интеграцией обслуживания (Ш-ЦСИО)

Термин "широкополосный канал" предполагает скорость передачи данных в цифровом канале данных потока Т1 (США) 1,536мбит/с или потока Е1 (международный стандарт) 2,048мбит/с

Начало передачи каждой группы информационных битов отмечается одним единственным (!) стартовым битом (бестоковым), ширина которого на приеме измеряется и определяется его середина.


Отсчеты информационных битов, следующих за стартовым битом, берутся с номинальной частотой, начиная с середины интервала второго бита.

После передачи группы информационных битов передается один или несколько подряд стоповых битов (токовых), что позволяет каналу перейти в незагруженное (неактивное) состояние.

Такой асинхронный вид передачи цифрового сигнала обычно используется для низкоскоростных и среднескоростных систем передачи цифровых сигналов: речи, видео, данных.


Асинхронная передача


^ Сигнал на передаче

Стартовые биты (бестоковые) Стоповые биты (токовые)













Сигнал на приеме







Идеальные отсчеты для каждого бита







Из рисунка видно, что обнаружение каждого бита полезной нагрузки (информационного сигнала) выполняется путем взятия идеального отсчета входного сигнала в середине каждого сигнального интервала. На практике моменты взятия отсчетов отклоняются от идеального положения на величину, зависящую от степени изменения формы стартового (бестокового) импульса шумами и искажениями.

Асинхронные системы плохо работают при высоких уровнях шумов.

Если номинальное значение тактовой частоты (следования тактовых импульсов) в приемнике отличается от номинального значения тактовой частоты передатчика, могут возникнуть ошибки при приеме цифрового сигнала.


Поскольку использование термина "асинхронный" подразумевает наличие в приемной станции автономного генератора, вырабатывающего отсчеты (тактовые импульсы), то рано или поздно это приводит к смещению тактовой частоты приемника относительно центра сигнальных интервалов.

Поэтому асинхронные системы рекомендуется использовать в сетях, транспортирующих не очень длинные сообщения с невысокими скоростями.


Формирование АТМ-ячейки (МАП-ячейки)


Для того чтобы согласовать различные асинхронные информационные сигналы, имеющие различные скорости передачи, непрерывные или периодические (непериодические), например: речевой сигнал (64,0кбит/с), видеосигнал (1,5- 100,0мбит/с: видеоконференцсвязь, видеотелефон), компьютерные файлы, данные электронной почты, мультимедийная информация, фильмы по кабельному телевидению и т.д., разработана новая технология передачи, получившая название ATM (Asenchronjus Transfer Mode), в переводе: моды асинхронной передачи (МАП - в русской транскрипции). МАП-технология предполагает запись любого вида информации в ячейки (Gells) фиксированной длины.

Элемент (МАП-ячейка, или АТМ-ячейка) содержит полезную информацию (48 байт) и заголовок -Header- (5 байт)

В документах МСЭ-Т МАП-ячейка (АТМ-ячейка) называется элементом.

Структура МАП (ATM) ячейки (элемента)



^ Полезная нагрузка (информационная)

48 байт (384 бита)

Заголо-вок

5 байт

Из 5-ти байтов заголовка:

-1 байт - для идентификации ВТ (ВП) виртуального тракта (пути);

-2 байта - для идентификации маршрута (ВК – виртуального канала) движения элемента (МАП-ячейки);

-2 байта - для другой служебной информации (например, преоритет).

Цифровая информация (полезная нагрузка) от источников сообщений заполняет МАП-ячейки, имеющие фиксированную длину.

Друг от друга ячейки отделяются (т.е. определяется их начало и конец)

с помощью служебной информации.

При отсутствии полезной информации передаются пустые ячейки.

Небольшие объемы информации, как правило, передаются в отдельных ячейках, которые могут в таких случаях оставаться незаполненными.

В последнем случае в полупустые ячейки может быть добавлены "наполнителем".

В случае передачи непрерывного сигнала (речь, видеосигнал и т.п.) ячейки следуют через строго определенные промежутки времени.

Цифровые потоки, размещенные в МАП-ячейках от разных источников, могут быть объединены с помощью временнóго мультиплексирования.


Мультиплексирование асинхронных потоков


Поток А


Мультиплексор






Поток В В С А С В А С А







Поток С Общий поток в линии связи







Передача МАП-ячеек


Как отмечалось выше, маршрут МАП-ячейки (элемента) указывается в ее заголовке, где 2 байта отводятся для идентификации виртуального канала

(Virtual Channel Identifier- VCI).

Виртуальный канал (ВК) - это фиксированный маршрут движения всех

МАП-ячеек во время сеанса связи от одного абонентского терминала (устройства) к другому. Виртуальный канал состоит из последовательности портов коммутаторов, через которые эти МАП-ячейки (элементы) проходят.

Преимуществом МАП-ячейки является легкость ее обработки при прохождении через коммутатор, так как обрабатывается только заголовок.

Прочитав идентификатор виртуального канала (ВК) в заголовке МАП-ячейки, коммутатор направляет ее (или целые группы ВК) из одного порта в другой, независимо от содержания (информации).

Количество ВК может достигать 65536, т.е. 2¹⁶

Группы виртуальных каналов одного направления объединяют в виртуальный тракт (ВТ), или виртуальный путь (ВП).

Количество ВП (ВТ) организованных по одной линии связи сети АТМ может достигать 4096, т.е. 2¹²

Идентификатор виртуального пути (Virtual Path Identifier-VPI) занимает в

STM-1 один байт и располагается до идентификатора виртуального канала.

Технология МАП (ATM) отлично согласуется с технологией SDH, поэтому МАП-ячейки могут размещаться в STM-1.

Для размещения в STM-1 МАП-ячейки сначала "упаковываются" в виртуальный контейнер VC-4, затем в заголовке (РОН) этого контейнера отмечается начало записи МАП-ячеек и только потом контейнер как обычно размещается в STM-1.


Размещение МАП-ячеек в STM-1.

Всего 9 строк	1 байт	260 байт
1-ая строка	PON VC-4
2-ая строка
3-я строка
4-ая строка
5-ая строка
6-ая строка
^ 7-ая строка
8-ая строка
^ 9-ая строка

Указатель МАП-ячеек МАП-ячейки Виртуальный контейнер VC-4

Функциональная схема сети SDH с наложенной сетью АТМ


Коммутаторы сети ATM (например: компании NorteL - Passpon 7480 для крупных телекоммуникационных сетей, компании Ascend - GX 500™, "Smart" Сore, СВХ 500™ сетей ATM компании Extant, США)


Сеть АТМ










Транспортная

сеть SDH













Транзитные узлы

(коммутаторы) сети SDH

Обе транспортные технологии: SDH и ATM хорошо дополняют и взаимодействуют друг с другом.


Есть задачи, например, транспортные, которые успешно решаются SDH, а есть сервисная среда, предоставляющая услуги, в которой хороша технология ATM.

Сегодня технология ATM (особенно доступ к видео и Интернет) в полной мере не доходит до абонентского устройства (как, например, DSL), но такая возможность появится при платежеспособном спросе. В настоящее время на подключение к сервисным услугам ориентируются на некоммутируемые и коммутируемые линии связи (dial-up).

Основной положительной чертой асинхронной передачи является простота определения моментов взятия отсчетов сигнала в приемнике, а также гибкость с точки зрения работоспособности систем в диапазоне средних скоростей передачи данных и на небольшие расстояния.

При высоких скоростях передачи данных биты передаются один за другим.

Передача автоматически приспосабливается и к пониженным скоростям путем увеличения пауз между знаками.

Таким образом, асинхронные системы более подходят для передачи сигналов, когда их скорость изменяется, в отличие от синхронных систем, в которых приемник должен отследить изменение скорости цифрового потока в передатчике, прежде чем он сможет правильно взять отсчеты входного сигнала, что происходит очень медленно и в узком диапазоне.

Сегодня такой способ передачи цифровых сигналов с разными скоростями (асинхронный режим) в SDH практически не применяется, несмотря на то, что

системы с синхронной передачей также могут выдержать передачу сигнала с переменной скоростью. Но при этом задача подстройки под скорость передачи информации выполняется за счет введения в цифровой поток кодовых комбинаций, соответствующих нулевой информации.

Эти комбинации используются для заполнения цифрового потока, когда сигнал отсутствует, поэтому такую форму передачи называют иногда изохронной. Изохронный способ передачи необходим при использовании синхронной линии (канала) связи для передачи данных от асинхронного источника.

Особенностью асинхронного способа передачи цифрового потока является то, что он автоматически обеспечивает синхронизацию по группам битов (байтам, знакам, словам, цифрам).

Следовательно, если речевой сигнал, преобразованный посредством ИКМ, передается асинхронно, то стартовый и стоповый биты автоматически определяют границы кодовой комбинации. При синхронной передаче нужны дополнительные меры для синхронизации цифрового сигнала по кодовым комбинациям.

Оконечное устройство АТМ содержит:

-блок пользователя 1024байт;

-до 65 536 виртуальных (логических) каналов - ВК (65 536 ВК : 64,0кбит/с = 1024байт - максимальный объем различной пользовательской информации, который может быть передан одновременно со скоростью 155,0мбит/с);

-до 256 виртуальных путей - ВП (каждый виртуальный путь содержит 256 ВК);

-до 16 777 216 соединений (65 536 ВП х 256 ВК).

Всего оконечное устройство АТМ одновременно поддерживает до 16 777 216 соединений через UNI (User to Network Interface) интерфейс, через который оконечное устройство АТМ подключается к коммутатору (а также: между сервером, ПК, АТС, узлом и коммутатором АТМ).


К основным недостаткам асинхронной передачи относятся:

-чувствительность к ошибкам на линиях с высоким уровнем шумов;

-довольно большая избыточность, необходимая для хронирования.


В АТМ-сетях каждое оконечное устройство до начала передачи сигнала по линиям связи должно пройти регистрацию в сети для получения адреса и сообщения о том, что оно включено в сеть, т.е. проверить доступность оконечного устройства адресата, и только после этого передавать сообщение. В противном случае соединение между оконечными устройствами не устанавливается. Это - страховка от риска, что адресат сообщение не получит из-за занятости узлов сети или отсутствия самого получателя информации по указанному адресу.


^ Технология АТМ в локальных компьютерных сетях