7. Технология передачи информации атм

7.1. Цифровые сети с интеграцией обслуживания цсио/ isdn

Цифровая технология дала возможность унифицировать оборудование сетей телекоммуникаций, т. е. стали общими системы коммутации, распределения и передачи потоков информации. Эти сети стали называться ISDN (Integrated Services Digital Network) или цифровыми сетями с интеграцией обслуживания – ЦСИО [3, 4, 18, 19].

Первое поколение ISDN считается относительно узкополосной, т. к. скорость передачи базового доступа (интерфейса) составляет 144 кбит/с (базовый доступ – это 2B + D, где B = 64 кбит/с, D = 16 кбит/с). Данная скорость относительно небольшая и ограничивает возможности развития служб электросвязи, которые требуют высоких скоростей передачи, изменяющихся в широком диапазоне, т. е. от десятков до сотен мегабит в секунду. Такие скорости необходимы, например, при передаче подвижных изображений, цветного телефакса, проведения видеоконференций и др. Переход к широкополосным цифровым сетям с интегральным обслуживанием Ш-ЦСИО/B-ISDH потребовал развития новых направлений в технологии коммутационных систем и систем передачи.

Широкополосными считаются службы электросвязи, для которых требуется предоставлять средства передачи и коммутации со скоростями, превышающими первичную скорость Е1(2,048 Мбит/с). Поэтому для узкополосных услуг верхним пределом скорости передачи в канале является первичная скорость. Возможные услуги современных сетей телекоммуникаций, определенные рекомендациями МСЭ-Т, представлены в таблице 7.1 [18 ]. Как видно из этой таблицы, потребный дипазон скоростей передачи достаточно широк ( от десятков бит в секунду до сотен мегабит в секунду), что и определило внедрение нового режима переноса информации в сети Ш-ЦСИО/B-ISDH. Такой режим стал называться режимом асинхронного транспортного модуля (АТМ) с использованием быстрой коммутации пакетов (БКП).

Предпосылками разработки АТМ и БКП явились: 1) применение в качестве среды передачи волоконно-оптической линии связи с очень малым уровнем ошибок единичного элемента. Это позволило пересмотреть сетевые концепции проверки ошибок в звеньях электросвязи и вынести функции контроля и исправления ошибок в информации пользователя в оконечное оборудование, т. е. за пределы транспортной сети; 2) решение задачи высокоскоростной коммутации благодаря использованию короткого (53 байта) пакета. Это позволило буферировать пакеты на каждом входе (порте) станции Ш-ЦСИО и упростить структуру коммутационного поля и алгоритм коммутации.

Широкополосная ЦСИО должна обладать следующими свойствами.

1. Обеспечивать скорость передачи информации не менее 100 Мбит/с.

2. Задерживать передачу сообщения от одного оконечного пункта до другого не более чем на 80 мс.

3. Задержка на коммутационных станциях сети не должна превышать нескольких миллисекунд.

4. Производительность одной коммутационной станции сети должна быть несколько сотен тысяч пакетов в секунду.

Таблица 7.1

Службы	Скорость передачи, кбит/с			Продолжитель-ность соединения, с			Коэффициент (степень) использования*			Вид ЦСИО**
	мин.	сp.	макс.	мин.	сp.	макс.	мин.	сp.	макс.
Телефонная связь	4,8	64					0,3		1,0	У
Видеотеле­фонная связь		64	710^4				0,3		1,0	Ш
Телетекст		10						1,0		У
Факсимильная связь		64		10				1,0		У
Видеоконференц-связь			710^4				0,5		0,1	Ш
Видеотекст	1,0		64					0,1		У
Широкополос­ный видеотекст			710^4				0,1		1,0	Ш
Телефонная почта	16		64	10			0,3		0,5	У
Видеопочта			710^4	10			0,1		0,5	Ш
Электронная почта	4,8	10						0,5		У-Ш
Высококачест­венное звуковое вещание		76,8						1,0		У
Телевидение	3 10^4		710^4					1,0		Ш
Телевидение высокой четкос­ти	1410^4		56510^3					1,0		Ш

*Коэффициент (степень) использования - отношение продолжительности передачи информации к продолжительности занятия канала. **У – узкополосная; Ш – широкополосная

Основные отличия широкополосной ЦСИО от узкополосной ЦСИО состоят в следующем: 1) в абонентской сети используется волоконно-оптический кабель (вместо двухпроводной медной абонентской линии); 2) в транспортной системе информация передается со скоростью 140 Мбит/с и выше; терминалы широкополосных служб подключаются в точку S_b широкополосного интерфейса (при этом сохраняется базовый интерфейс 2В + D через эталонную точку S), как показано на рисунке 7.1.

Рис. 7.1. Конфигурация доступа в Ш-ЦСИО/ B-ISDN: B-TE – терминал широкополосных служб; ТЕ – терминал узкополосных служб; B-NT – широкополосное сетевое окончание;

S, S_b, U – эталонные точки цифрового интерфейса; A_S – средства преобразования скоростей передачи ; ЛМП – линейный мультиплексор

По рекомендации МСЭ-Т предлагаются два типа широкополосных интерфейсов: а) симметричный со скоростями передачи 150 Мбит/с; б) асим–метричный интерфейс, у которого скорость в направлении сеть–пользователь составляет 600 Мбит/с, а в обратном направлении – 150 Мбит/с.

Таким образом, основой технологии Ш-ЦСИО/B-ISDN являются синхронная цифровая иерархия СЦИ/SDH и асинхронный режим передачи информации (пакетов, данных, модулей) АТМ. При этом необходимо заметить, что сеть СЦИ по отношению к АТМ и Ш-ЦСИО является первичной (транспортной), а пакеты (ячейки ) АТМ упаковываются в информационном поле кадров (блоков) STM-N сети СЦИ. Эталонная модель протокола Ш-ЦСИО приведена на рисунке 7.2 [18 ].

Модель Ш-ЦСИО (B-ISDN) состоит из пяти различных уровней или слоев. Три нижних уровня ( физический, АТМ, адаптации) составляют модель АТМ.

Уровень, расположенный над уровнем адаптации, образован планом пользователя сети B-ISDN, в который входят возможные группы услуг: передача звука (речи); передача изображения (видео): передача данных с постоянной или случайной скоростью, а также план контроля и сигнализации, который предполагает наличие сигнальной системы Ш-ЦСИО, например, ОКС №7, и контроля соединений (контроля трафика).

Рис.7.2. Эталонная модель протоколов Ш-ЦСИО: F1, F2, F3, F4, F5 – стандартизированные

в плоскостях функции административного управления Ш-ЦСИС [33], Данные 1–

пакеты данных, передаваемые с известной постоянной скоростью; Данные 2 –

пакеты данных, передаваемые со случайной скоро­стью в случайные временные

интервалы; ОАМ – функции оперативного административного уп­равления

Уровень управления предполагает реализацию концепции сети управления электросвязи (TMN – Telecommunication Management Network), предусмотренную рекомендациями МСЭ серий 1.601–1.610 и М.ЗООО и рекомендациями Форума АТМ UNT 3.1 [13, 18 ].

Рассмотрим несколько подробнее плоскости модели протокола:

– плоскость пользователя, в которой генерируется информа­ционный поток,

если это необходимо, с обнаружением и исправ­лением ошибок;

– плоскость сигнализации, в которой обеспечивается управле­ние вызовами и

соединениями;

– плоскость административного управления, которая осущест­вляет управление различными наборами протоколов и адми­нистративное управление системой.

Эта архитектура основана на трех разделенных уровнях:

– физическом уровне, который зависит от системы передачи;

– уровне ATM, который выполняет функции коммутации паке­тов-ячеек, мультиплексирование и маршрутизацию, и обслу­живается физическим уровнем;

– уровне адаптации, в котором обслуживаются информаци­онные потоки, проходящие с трех плоскостей.

Уровень адаптации реализуется в оконечном оборудовании пользователей, в пограничных коммутаторах, в сетевых цифровых терминалах и может оказывать в сетевых коммутаторах помощь в обес­печении работы интерфейса управления.