Эволюция современных систем связи. Этапы развития сетей телефонии и СПД. Телекоммуникационные технологии.

Сети связи. Способы построения. Сети передачи индивидуальных и массовых сообщений.

• Первичная сеть - совокупность сетевых узлов (СУ), сетевых станций и линий передачи, образующая сеть стандартных каналов передачи и стандартных групповых трактов ("TransmissionNetwork").

• Вторичная сеть - совокупность коммутационных узлов и станций, оконечных абонентских установок и каналов, организованных на базе ресурсов первичной сети ("SwitchedNetwork").

По виду электросвязи вторичные сети связи делятся на:

•     телефонные;

•     передачи данных;

•     телеграфные;

•     передачи газет;

•     звукового и телевизионного вещания

Телефонная сеть - вторичная сеть, предназначенная для передачи телефонных сообщений.

В качестве коммутационного оборудования на ТФОП используются телефонные станции и телефонные узлы.

В состав ТфОП входят:

- сеть подвижной радиотелефонной связи общего пользования;

- цифровая сеть с интеграцией служб (ЦСИС) - обеспечивает высокий уровень предоставляемых услуг цифровой связи с использованием коммутируемых каналов ТфОП.

Сети документальной электросвязи (СДЭС)

СДЭС осуществляют передачу разнообразной нетелефонной информации, в том числе документов, и включают три группы служб: передачи данных (ПД); телеграфные и передачи газет (ПГ).

Службы передачи данных (СПД) включают службу ПД по коммутируемой телефонной сети, по некоммутируемым каналам и по сетям с коммутацией пакетов.

Службы телеграфной связи (СТГС) включают службу передачи телеграмм общего пользования (ТГОП), службу абонентского телеграфа (АТ), службу телекс и службу передачи телеграмм по некоммутируемым каналам.

Служба АТ (альфа телекс) предназначена для организации коммутируемой телеграфной связи между предприятиями и организациями страны.

Телематические службы (ТСл) В перечень телематических служб входят такие, как телетекст, телефакс, видеотекс, электронная почта и др.

Службы передачи газет (СПГ) обеспечивают передачу факсимильным способом оригиналов — оттисков центральных газет, поступающих от издательств в пункты децентрализованного печатания. Сети звукового и телевизионного вещания

По некоммутируемым каналам связи также работают сети распределения передач телевизионного и звукового вещания (СРПТВ и СРПЗВ).

По назначению

 •   общего пользования - предназначаются для предоставления услуг передачи данных любому юридическому или физическому лицу, которое нуждается в этих услугах

•     ограниченного пользования - предназначаются для предоставления услуг ПД ограниченному контингенту пользователей, определенному в соответствии с назначением службы и указанному в лицензии:

 ведомственные сети - это сети электросвязи министерств, ведомств, федеральных органов исполнительной власти,

 сети связи для нужд обороны, безопасности и охраны правопорядка в Российской Федерации - создаются на базе каналов сетей связи общего пользования и ведомственных сетей, предоставляемых спецпотребителям на арендной основе;

 выделенные сети связи.

По характеру передаваемых сообщений

•     сети передачи индивидуальных сообщений

•     сети передачи массовых сообщений

Сети передачи массовых сообщений

1. Сеть каналов звукового вещания построена по радиально-узловому принципу.

2. Организация телевизионного вещания аналогична организации звукового вещания.

 

Первичные сети

Для описания структуры ВСС России удобно использовать разделение сетей на первичную и вторичные.

Первичная сеть ЕАСС создавалась, преимущественно, для реализации ОГСТфС (Общегосударственной системы автоматизированной телефонной связи), в основу которой был положен так называемый зоновый принцип.

Зона – это территория, на которой абоненты всех местных телефонных сетей охвачены единой семизначной нумерацией. Границы зоны совпадают, как правило, с границами административно территориальной единицы (Автономная республика, край, область).

Центры зоны (например, областные центры) связаны между собой посредством стандартных линий передачи магистральной первичной сети.

Внутризоновая первичная сеть соединяет центр зоны с районными центрами и, при необходимости, районные центры между собой. Внутризоновая первичная сеть состоит, таким образом, из двух видов линий передачи, организуемых в сельской местности и в пределах города. Эта классификация может быть полезна только с точки зрения характеристик технических средств, используемых в настоящее время на внутризоновой первичной сети.

Местные первичные сети (ГПС и СПС) соединяют между собой местные сетевые станции (ССМ) и сетевые узлы (СУ), расположенные на территории города или сельского административного района.

Сетевой узел (СУ) - это комплекс технических средств, предназначенных для организации стандартных каналов передачи и групповых трактов, а также для их транзита.

Сетевая станция (СС) - это комплекс технических средств, предназначенных для организации стандартных каналов передачи и групповых трактов, а также для предоставления этих каналов и трактов вторичным сетям.

Вторичные сети

Междугородная телефонная сеть России развивается за счет установки коммутационного оборудования, которое – в зависимости от выполняемых функций – можно классифицировать на узлы автоматической коммутации (УАК) и автоматические междугородные телефонные станции (АМТС).

В каждой зоне устанавливается как минимум одна АМТС. Если этих станций несколько, то с функциональной точки зрения их совокупность можно рассматривать как единую АМТС. Для организации междугородной телефонной сети АМТС могут связываться между собой непосредственно или через УАК. Все УАКи должны быть связаны между собой по принципу "каждый с каждым". Они предназначены для пропускания избыточной нагрузки, а также для концентрации нагрузки от АМТС зоны, если организация непосредственных связей между АМТС не экономична.

Вторичные сети делятся на коммутируемые и некоммутируемые.

В состав коммутируемой вторичной сети входят:

• оконечные абонентские устройства (терминалы);

• абонентские линии и коммутационные узлы (станции).

Некоммутируемая вторичная сеть состоит из каналов и трактов передачи, выделенных из первичной сети для образования данной вторичной сети.

Комбинированные ГТС

В том случае, если город является центром сельского административного района, то целесообразно строить местную комбинированную телефонную сеть (КТС), объединяющую ГТС и СТС. В этом случае на ГТС предусматривается организация транзитного узла исходящего и входящего сообщения сельско-пригороднсй связи (УСП) или ЦС. Через УСП осуществляется связь между станциями СТС, а также их соединение с ГТС.

Возможны различные способы построения КТС в зависимости от емкости и структуры ГТС.

В комбинированной сети, построенной на основе районированной ГГС без узлообразования РАТС и УСП (ЦС), связываются друг с другом по принципу «каждая с каждой» (рисунок). В зависимости от местных условий в ГТС предусмотрена возможность включения пригородных АТС либо на правах РАТС или УПАТС либо через УСП (ЦС).

При построении комбинированной сети на основе ГТС с узлообразованием также организуются УСП, которые включаются в ГТС на правах стотысячного узлового района. На одной ГТС с узлообразованием может быть несколько УСП. На рисунках представлены примеры комбинированных сетей на базе ГТС с узлообразованием ([с УВС] и [с УИС и УВС]).

Стратегия островов

Для стратегии островов характерно то, что все существующие аналоговые системы поэтапно заменяются на цифровые в пределах ограниченных географических областей, называемых цифровыми островами (рисунок). Затем острова цифровой сети постепенно объединяются, образуя единую цифровую сеть.

Цифровые острова рекомендуется внедрять в районах с большим количеством устаревших телефонных станций, срок эксплуатации которых подходит к концу, так же в районах с широким использованием цифровых систем передачи. Стратегия островов может быть привлекательной так же в том случае, когда телефонизированные районы разделены большими расстояниями и первоначальные затраты на модернизацию сетей верхнего уровня высоки.

Стратегия наложения

Стратегия наложения направлена на создание цифровой сети, охватывающей ту же самую территорию, что и существующая аналоговая сеть (рисунок).

Цифровые станции соединяются между собой только цифровыми СЛ и обмениваются сигнальной информацией с помощью общеканальной системы сигнализации (ОКС N7). Сопряжение цифровой сети с существующей аналоговой сетью обеспечивается минимально возможным числом узлов (шлюзов), выполняющих функции согласования систем сигнализации.

Для стратегии наложения характерна высокая стоимость первоначальных затрат при относительно низкой емкости цифровой сети, так как вначале вводятся цифровые средства коммутации и передачи, относящиеся к верхним уровням иерархии сети (узловые и затем оконечные станции).

Прагматическая стратегия

Стратегия наложения и островная стратегия (каждая в отдельности), как правило, не учитывают особенности конкретного региона, поэтому на сети чаще применяется их комбинация - прагматическая стратегия (рисунок).

Для прагматической стратегии характерно то, что в процессе развития сети ее различные участки могут модернизироваться как с использованием стратегии наложения, так и путем введения цифровых островов. Прагматические стратегии предполагают более детальный технический и экономический анализ многочисленных комбинаций стратегий островов и наложения, применяемых ко всем сегментам сети для достижения оптимального решения.

 

Цифровизация аналоговой районированной ГТС с УВС. Варианты взаимодействия с аналоговыми РАТС.

При внедрении цифровых коммутационных станций на существующей ГТС с УВС вместо одного или нескольких узловых районов аналоговой ГТС организуется отдельный сто-, двухсоттысячный и т.д. узловой район наложенной цифровой сети, для которого выделяются отдельные стотысячные индексы из резервной номерной емкости. Этот новый узловой район и будет являться базой для создания наложенной сети.

Территории ранее существовавшего и вновь организуемого узлового района могут взаимно перекрываться. На большой территории может оказаться целесообразным создание нескольких новых узловых районов. Пример схемы исходной аналоговой ГТС с УВС представлен на рисунке 1.

Структура сети на момент установки первой цифровой АТС представлена на рисунке 2. Пусть первой цифровой АТС выделен индекс 13 и она выполняет следующие функции:

· опорной (оконечной) станции для включенных в нее абонентов;

· УВС нового узлового района для четырех аналоговых АТС существующей сети;

· УИС нового узлового района.

Помимо этих функций, новая АТС может также выполнять роль УВСМ и УЗСЛ. Цифровая АТС, одновременно выполняющая функции оконечной станции и узла, называется опорно-транзитной станцией (ОТО). Цифровая ОТС 13 связывается со всеми аналоговыми РАТС существующей ГТС цифровыми трактами с установкой аналого-цифрового оборудования на стороне электромеханических станций.

Предположим, что на следующем этапе модернизации сети вводятся еще две цифровые станции, заменяющие аналоговые УВС и РАТС 2-го и 3-го узлов (рисунок 3).

Кроме того, к ОТС 13 дополнительно переключается десятитысячная группа абонентов аналоговой РАТС 12, которая демонтируется. Цифровые коммутационные станции должны связываться между собой цифровыми трактами по принципу «каждая с каждой».

Наложенная цифровая сеть может взаимодействовать с существующими аналоговыми РАТС по трем основным вариантам:

• первая из введенных цифровых коммутационных станций выполняет роль ОТС или чисто транзитной станции (безабонентской нагрузки) для связи с существующей аналоговой сетью, а остальные - функции опорных станций (без транзита);
• все вновь вводимые цифровые коммутационные станции выполняют функции ОТС и взаимодействуют с существующей аналоговой сетью;
• часть вновь вводимых цифровых станций выполняют функции ОТС и взаимодействуют с существующей аналоговой сетью (сочетание первого и второго вариантов).

На рисунке 3 представлен третий вариант, в котором ОТС 12,13 и ОТС 21,22 обеспечивают взаимодействие ОТС 31,32 с существующей аналоговой сетью. Станция ОТС 31,32 на этом этапе не выполняет функции транзита. Предположим, что на этом этапе аналоговыми остаются УВС и РАТС четвертого узла (на схеме не показаны), а также РАТС 11, ранее относящаяся к первому узлу.

Вариант окончательной фазы цифровизации районированной аналоговой ГТС с узлами УВС представлен на рисунке 4 (соединение цифровых АТС по принципу «каждая с каждой»). Классическим вариантом является цифровизация на базе узлов (одна ЦАТС обслуживает один узловой район бывшей аналоговой ГТС).

Тенденции развития местных первичных сетей. Эволюция компонентов сети. Требования к перспективной первичной сети.

С точки зрения рассматриваемых в монографии аспектов создания местных сетей электросвязи весьма существенными моментами использования систем передачи могут считаться:

-      уменьшение стоимости оборудования, реализующего функции по переносу информации между коммутационными станциями (узлами) вторичных сетей;

-      поддержку показателей качества передачи информации в соответствии с заданными нормами;

-      возможность предоставления услуг электросвязи, требующих достаточно широкой полосы пропускания канала.

Новые разработки в области систем передачи в сочетании с заметным прогрессом в электронной промышленности обеспечили существенное снижение стоимости переноса информации и создали хорошую базу для реализации услуг электросвязи, требующих широкой полосы пропускания сигнала. Эти аспекты, в свою очередь, тесно связаны со стоимостными показателями отдельных элементов сети электросвязи.

В контексте рассматриваемых далее вопросов можно выделить три основных направления эволюции ЦСП:

-      создание и использование т.н. плезиохронных [8] ЦСП большой пропускной способности;

-      разработка нового поколения ЦСП, известного по англоязычному названию Synchronous Digital Hierarchy (SDH) – синхронная цифровая иерархия (СЦИ);

-      применение на первичных сетях оборудования полупостоянной коммутации – цифровых кроссовых узлов (ЦКУ), именуемых в зарубежной технической литературе термином Digital Cross Connect [9], для сокращения которого используется, обычно, одна из трех следующих аббревиатур: DXC, DSC и DCC.

Назначение и функции PAD

PAD используются для доступа в сеть абонентов при асинхронном режиме обмена информацией, т.е. через, например, последовательный порт компьютера (непосредственно или c применением модемов). PAD обычно имеет несколько асинхронных портов и один синхронный порт X.25. PAD накапливает поступающие через асинхронные порты данные, упаковывает их в пакеты и передает через порт X.25.

Выполняемые задачи влияют на конфигурируемые параметры PAD. Совокупность параметров носит название "профайла" (profile), стандартный набор которых состоит из 22 параметров. Функциональное назначение данных параметров одинаково для всех PAD.

Основные функции PAD, соответствуют рекомендациям X.3:

· сборка символов (полученных от асинхронных терминалов) в пакеты;

· разборка полей данных в пакетах и вывод данных на асинхронные терминалы;

· управление процедурами установления виртуального соединения и разъединения, сброса и прерывания;

· обеспечение механизма продвижения пакетов при наличии соответствующих условий, таких как заполнение пакета, получение символа (сигнала) на передачу пакета, истечение времени ожидания;

· передача символов, включающих стартстопные сигналы и биты проверки на четность, по требованию подключенного асинхронного терминала;

· обнаружение сигнала разрыв соединения от асинхронного терминала;

· редактирование последовательностей команд PAD.

Сеть X.25 предоставляет пользователю старт-стопного терминала средства, позволяющие выбрать параметры PAD с заранее определенными значениями. Пользователь посылает в PAD команду выбора профайла, которая включает идентификатор профайла. Этим определяется один из нескольких стандартных профайлов, хранящихся в PAD.

Структура сети Х.25

Технология сетей Х.25 имеет несколько существенных признаков, отличающих ее от других технологий.

· Наличие в структуре сети специального устройства - PAD (Packet Assembler Disassembler), предназначенного для выполнения операции сборки нескольких низкоскоростных потоков байт от алфавитно-цифровых терминалов в пакеты, передаваемые по сети и направляемые компьютерам для обработки. Эти устройства имеют также русскоязычное название «Сборщик-разборщик пакетов», СРП.

· Наличие трехуровневого стека протоколов с использованием на канальном и сетевом уровнях протоколов с установлением соединения, управляющих потоками данных и исправляющих ошибки.

· Ориентация на однородные стеки транспортных протоколов во всех узлах сети - сетевой уровень рассчитан на работу только с одним протоколом канального уровня и не может подобно протоколу IP объединять разнородные сети.

Сеть Х.25 состоит из коммутаторов (Switches, S), называемых также центрами коммутации пакетов (ЦКП), расположенных в различных географических точках и соединенных высокоскоростными выделенными каналами (рисунок 2). Выделенные каналы могут быть как цифровыми, так и аналоговыми.

 

Рисунок 2 - Структура сети Х.25

Асинхронные старт-стопные терминалы подключаются к сети через устройства PAD. Они могут быть встроенными или удаленными.

Основные виды услуг X.25

      1. Global Data Connection ("Глобальное соединение данных") - услуга, наиболее часто предлагаемая операторами X.25 по всему миру. Реализуется вариант обмена трафиком "все-со-всеми". GDC рассчитана на клиентов, для которых вариант с фиксированной оплатой экономически не оправдан. Из-за того, что оплата трафика не привязана ко времени передачи данных (оплачивается объем трафика), расходы клиента более предсказуемы.

2. Data Call Plus ("Вызов данных плюс") - обеспечивает передачу данных клиента при соединении с сетью пакетной коммутации Х.25 по городской коммутируемой телефонной сети. Соединение осуществляется путем набора местного телефонного номера ближайшего коммуникационного узла сети. Услуга DCP позволяет получить доступ с терминалов, персональных компьютеров или локальных сетей клиентов к большим ЭВМ, базам данных или другим терминалам, подключенным к сетям общего пользования X.25.

3. Custom Link Series ("Пользовательский канал доступа") - предполагает возможность оплаты трафика X.25 по фиксированному тарифу не зависимо от фактически переданного объема данных. В рамках CLS предлагаются три варианта услуг для создания сетей с различными топологиями. Эти варианты услуг соотносятся с тремя основными принципами организации сетей глобальных корпораций:

· "Один с одним" - соединение между двумя точками;

· "Все с одним" - централизованная структура - "звезда";

· "Все со всеми" - всеобщее сетевое соединение "решетка".

"Один с одним".

Вариант услуги "Один с одним" удовлетворяет нуждам клиентов в двусторонней связи по внутренней или международной частной линии. За фиксированную плату абоненты могут вести неограниченный обмен данными между двумя точками. Размер фиксированной платы зависит от скорости обмена и расположения пары адресатов. Услуга "Один с одним" обеспечивает взаимодействие двух пунктов одной организации с большим взаимным обменом данных, например, взаимодействие двух локальных вычислительных сетей или двух персональных ЭВМ.

"Все с одним".

Этот вариант услуги обеспечивает звездообразную конфигурацию связи в сети, ориентированную на применения, предполагающие централизованную поддержку. Для клиента существует пункт - "центр" (обычно штаб-квартира и т.п.) и пункты - "концы" звезды. С центрального и конечного пунктов взимается фиксированная помесячная плата в зависимости от скорости обмена и расположения пункта. Для клиента допускается неограниченный объем обмена между центральными конечными пунктами. Фиксированная ежемесячная плата для центральных пунктов "звезды" зависит от скорости обмена в этих пунктах.

"Все со всеми".

Этот вариант услуги позволяет клиентам создавать виртуальные сети решетчатой конфигурации с фиксированной для каждого пункта оплатой услуг. Она ориентирована на пользователей с распределенными задачами, имеющими несколько пунктов связи и заинтересованных в невысоких расходах при многостороннем обмене данными. Для клиента допускается неограниченный объем обмена данными между любыми конечными пунктами. Фиксированные месячные ставки оплаты определяются следующими факторами: уровень связи услуги (внутренняя городская, внутренняя междугородная, региональная или глобальная); скорость обмена по каналу; расположение абонента.

 

26. Сети FrameRelay (FR). Назначение, особенности, основные понятия.

Особенности сетей FR

Frame Relay обеспечивает возможность передачи данных с коммутацией пакетов через интерфейс между устройствами пользователя (например, маршрутизаторами, мостами, главными вычислительными машинами) и оборудованием сети (например, переключающими узлами). Сеть, обеспечивающая интерфейс Frame Relay, может быть либо общедоступная сеть передачи данных и использованием несущей, либо сеть с оборудованием, находящимся в частном владении, которая обслуживает отдельное предприятие.

В роли сетевого интерфейса, Frame Relay является таким же типом протокола, что и Х.25. Однако Frame Relay значительно отличается от Х.25 по своим функциональным возможностям и по формату. В частности, Frame Relay является протоколом для линии с большим потоком информации, обеспечивая более высокую производительность и эффективность.

В роли интерфейса между оборудованием пользователя и сети, Frame Relay обеспечивает средства для мультиплексирования большого числа логических информационных диалогов (называемых виртуальными цепями) через один физический канал передачи, которое выполняется с помощью статистики. Это отличает его от систем, использующих только технику временного мультиплексирования (TDM) для поддержания множества информационных потоков. Статистическое мультиплексирование Frame Relay обеспечивает более гибкое и эффективное использование доступной полосы пропускания. Оно может использоваться без применения техники TDM или как дополнительное средство для каналов, уже снабженных системами TDM.

Другой важной характеристикой Frame Relay является то, что она использует новейшие достижения технологии передачи глобальных сетей. Более ранние протоколы WAN, такие как Х.25, были разработаны в то время, когда преобладали аналоговые системы передачи данных и медные носители. Эти каналы передачи данных значительно менее надежны, чем доступные сегодня каналы с волоконно-оптическим носителем и цифровой передачей данных. В таких каналах передачи данных протоколы канального уровня могут предшествовать требующим значительных временных затрат алгоритмам исправления ошибок, оставляя это для выполнения на более высоких уровнях протокола. Следовательно, возможны большие производительность и эффективность без ущерба для целостности информации. Именно эта цель преследовалась при разработке Frame Relay. Он включает в себя алгоритм проверки при помощи циклического избыточного кода (CRC) для обнаружения испорченных битов (из-за чего данные могут быть отвергнуты), но в нем отсутствуют какие-либо механизмы для корректирования испорченных данных средствами протокола (например, путем повторной их передачи на данном уровне протокола).

Другим различием между Frame Relay и Х.25 является отсутствие явно выраженного управления потоком для каждой виртуальной цепи. В настоящее время, когда большинство протоколов высших уровней эффективно выполняют свои собственные алгоритмы управления потоком, необходимость в этой функциональной возможности на канальном уровне уменьшилась. Таким образом, Frame Relay не включает явно выраженных процедур управления потоком, которые являются избыточными для этих процедур в высших уровнях. Вместо этого предусмотрены очень простые механизмы уведомления о перегрузках, позволяющие сети информировать какое-либо устройства пользователя о том, что ресурсы сети находятся близко к состоянию перегрузки. Такое уведомление может предупредить протоколы высших уровней о том, что может понадобиться управление потоком [36].

Основные понятия и параметры FR

Frame Relay передает данные пользователей по виртуальным каналам, которые идентифицируются номером DLCI (Data Link Connection Identifier).

Использование постоянных виртуальных каналов PVC (Permanent Virtual Circuit) с фиксированными номерами DLCI упрощает обработку пакетов в узлах коммутации. При этом не требуется выполнять процедуры маршрутизации для каждого пакета.

Физически подключение к сети Frame Relay осуществляется через синхронный порт от 9,6 - 64 Кбит/с и выше. Логически пользователь подключается по PVC (одному или нескольким) с назначенными номерами DLCI.

Каждый DLCI обеспечивает логическое соединение с удаленным объектом. DLCI разделяют общий физический канал и конфигурируются таким образом, чтобы обеспечить определенный уровень производительности и качества обслуживания.

Параметры качества обслуживания Frame Relay [39]:

• согласованное значение информационной скорости (Committed Information Rate - CIR);
• гарантируемый объем передаваемых данных (committed burst size - Bc);
• не гарантируемый объем передаваемых данных (excess burst size - Be).

 

Основные понятия, возможности и этапы эволюции сети ATM.

Сеть АТМ имеет классическую структуру крупной территориальной сети - конечные станции соединяются индивидуальными каналами с коммутаторами нижнего уровня, которые в свою очередь соединяются с коммутаторами более высоких уровней. Коммутаторы АТМ пользуются 20-байтными адресами конечных узлов для маршрутизации трафика на основе техники виртуальных каналов. Для частных сетей АТМ определен протокол маршрутизации PNNI (Private NNI), с помощью которого коммутаторы могут строить таблицы маршрутизации автоматически. В публичных сетях АТМ таблицы маршрутизации могут строиться администраторами вручную, как и в сетях Х.25, или могут поддерживаться протоколом PNNI.

Коммутация пакетов происходит на основе идентификатора виртуального канала (VirtualChannelIdentifier, VCI), который назначается соединению при его установлении и уничтожается при разрыве соединения. Адрес конечного узла АТМ, на основе которого прокладывается виртуальный канал, имеет иерархическую структуру, подобную номеру в телефонной сети.

Виртуальные соединения могут быть постоянными (PermanentVirtualCircuit, PVC) и коммутируемыми (SwitchedVirtualCircuit, SVC). Для ускорения коммутации в больших сетях используется понятие виртуального пути - VirtualPath, который объединяет виртуальные каналы, имеющие в сети АТМ общий маршрут между исходным и конечным узлами или общую часть маршрута между некоторыми двумя коммутаторами сети. Идентификатор виртуального пути (VirtualPathIdentifier, VPI) является старшей частью локального адреса и представляет собой общий префикс для некоторого количества различных виртуальных каналов. Таким образом, идея агрегирования адресов в технологии АТМ применена на двух уровнях - на уровне адресов конечных узлов (работает на стадии установления виртуального канала) и на уровне номеров виртуальных каналов (работает при передаче данных по имеющемуся виртуальному каналу).

Соединения конечной станции АТМ с коммутатором нижнего уровня определяются стандартом UNI (UserNetworkInterface). Спецификация UNI определяет структуру пакета, адресацию станций, обмен управляющей информацией, уровни протокола АТМ, способы установления виртуального канала и способы управления трафиком. Стандарт АТМ не вводит свои спецификации на реализацию физического уровня. Здесь он основывается на технологии SDH/SONET, принимая ее иерархию скоростей. В соответствии с этим начальная скорость доступа пользователя сети - это скорость ОС-3 155 Мбит/с. Организация АТМForum определила для АТМ не все иерархии скоростей SDH, а только скорости ОС-3 и ОС-12 (622 Мбит/с). На скорости 155 Мбит/с можно использовать не только волоконно-оптический кабель, но и неэкранированную витую пару категории 5. На скорости 622 Мбит/с допустим только волоконно-оптический кабель. Возможны и другие физические интерфейсы к сетям АТМ, отличные от SDH/ SONET. К ним относятся интерфейсы Т1/Е1 и ТЗ/ЕЗ, распространенные в глобальных сетях, и интерфейсы локальных сетей - интерфейс с кодировкой 4В/5В со скоростью 100 Мбит/с (FDDI) и интерфейс со скоростью 25 Мбит/с, предложенный компанией IBM и утвержденный АТМForum. Особенности технологии АТМ лежат в области качественного обслуживания разнородного трафика и объясняются стремлением решить задачу совмещения в одних и тех же каналах связи и в одном и том же коммуникационном оборудовании компьютерного и мультимедийного трафика таким образом, чтобы каждый тип трафика получил требуемый уровень обслуживания.

 

Уровень 1.

Обобщенная характеристика ATM

Передача в виде ячеек:

· фиксированная длина (в отличие от кадров) - проще анализ, меньшая буферизация, быстрая обработка,

· небольшой размер - малы задержки,

· любое устройство имеет монопольный доступ к собственному порту коммутатора.

Сеть с установлением соединения:

· источник до передачи должен установить соединение с получателем,

· недостаток - требуются действия по установлению соединения,

· преимущества:

* нет перегрузки сети - не устанавливаются или сбрасываются соединения, которые невозможно поддержать;

* для устанавливаемого соединения коммутатор может зарезервировать требуемую полосу частот, т.е. обеспечить требуемое качество сервиса.

QoS определяет допустимое количество потерянных пакетов и допустимое изменение промежутка между ячейками.

Коммутируемая сеть:

· все устройства непосредственно подключены к ATM-коммутатору;

· при установлении соединения устройств ATM-коммутаторы, к которым они подключены, устанавливают соединение с выбором оптимального маршрута;

· при передаче ATM-коммутаторы просто пересылают пакеты заранее выбранному следующему узлу оптимального маршрута, а не всем достижимым узлам как обычные мосты;

· обычно ATM-коммутаторы неблокирующие - ячейки передаются немедленно после их получения без буферизации.

Уровни ATM

Уровень 1 (физический уровень)

Уровень 2 (уровень ATM)

Уровень 3 (уровень адаптации AAL)

Уровень 1 (физический уровень)

Стек протоколов АТМ соответствует нижним уровням семиуровневой модели ISO/OSI и включает уровень адаптации АТМ, собственно уровень АТМ и физический уровень (таблица 2).

 

ATM	OSI/ISO
1. физический уровень	физический
2. уровень ATM	канальный
3. уровень адаптации ATM	сетевой

 

 

Типично использование переключателей (switches) – рисунок 3. Они объединяются в опорную сеть (обычно на базе ВОЛС) и обеспечивают высокоскоростную коммутацию блоков взаимодействия с различными ЛВС (возможно и отдельных компьютеров), а также связь с территориальной сетью.

Физический уровень ATM устанавливает:

· какие среды передачи используются;

· на каких скоростях идет передача;

· как получать биты из среды передачи;

· как преобразовывать принятые биты в ячейки;

· как передавать ячейки уровню ATM.

Физический уровень ATM разделяется на два подуровня: подуровень физической среды и подуровень сходимости передачи.

Подуровень физической среды отвечает за передачу и прием непрерывного потока байтов, включающего информацию, синхронизирующую прием и передачу. Подуровень физической среды отвечает за корректную передачу и прием битов по каналу. Спецификации этого подуровня зависят от среды передачи и могут поддерживать любую физическую среду, способную передавать ячейки ATM. В настоящее время подуровень физической среды поддерживает следующие основные стандарты:

 SONET - синхронная оптическая сеть (Synchronous OpticalNETwork)/SDH - синхронная цифровая иерархия (SynchronousDigitalHierarchy);

 оптоволоконный кабель локальной сети со скоростью 100 Мбит/с (физический уровень FDDI);

 оптоволоконный кабель локальной сети со скоростью 155 Мбит/с (физический уровень оптоволоконного канала).

Подуровень сходимости передачи обеспечивает:

 поддержку границ ячеек ATM;

 генерацию заголовка управляющего кода ошибки для обеспечения достоверности данных;

 вставку или подавление пустых ячеек ATM для адаптации скорости обмена к пропускной способности передающей системы;

 упаковку ячеек ATM в кадры, принятые в данной передающей среде;

 генерацию и поддержку структуры кадров для данного физического уровня.

 

Концептуальная модель IN.

Основой для стандартизации в области интеллектуальных сетей связи является абстрактная концептуальная модель - INCM, стандартизованная ITU-T в рекомендации I.312/Q.1201. Модель состоит из четырех плоскостей, и отражает абстрактный подход к описанию IN.

SF (Service Feature) - характеристика услуги; ВСР (Basic Call Process) - базовый процесс вызова; FE (Functional Entity) - функциональная единица; FEA (FE Action) - действие FE;

PE (Physical Entity) - физическая единица;

SIB (Service Independent Block) - независимый от услуг конструктивный блок;

IF (Information Flow) - информационный поток; POI (Point of Initiation) - точка инициации;

POR (Point of Return) - точка возврата.

Модель разделяет аспекты, относящиеся к услугам, и аспекты, связанные с сетью, что позволяет описывать услуги и возможности IN независимо от базовой сети над которой создается интеллектуальная надстройка.

Первый уровень - плоскость услуг (Service Plane) представляет взгляд на IN исключительно с точки зрения услуг. Здесь отсутствует информация о том, как именно осуществляется предоставление услуг сетью.

Второй уровень - глобальная функциональная плоскость GFP (Global Functional Plane) описывает возможности сети, которые необходимы разработчикам для внедрения услуг. Здесь сеть рассматривается как единое целое, даются модели обработки вызова (BCP) и независимых от услуг конструктивных блоков (SIB).

Третий уровень - распределенная функциональная плоскость DFP (Distributed Functional Plane) описывает функции, реализуемые узлами сети. Здесь сеть рассматривается как совокупность функциональных элементов, порождающих информационные потоки.

Четвертый уровень - физическая плоскость PP (Physical Plane) описывает узлы сети, содержащиеся в них функциональные элементы и протоколы взаимодействия.

ПЛОСКОСТЬ УСЛУГ