Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 7. Методи розподілу інформації   /  Тема 7.3. Системи комутації каналів

Зміст:

7.3.6. Системи комутації для АТМ

Перша публікація щодо ШКП, як уже було зазначено, з’явилася в 1983 р. Пізніше було опубліковано низку робіт, у яких описувалися системи на базі ШКП. У Європі розроблений варіант широкосмугової КП, в основі якої лежить комутація на базі асинхронного режиму доставки пакетів, відомий під назвою АТМ.

Дослідження методу ATM і розробка діючих макетів комутаційних систем проводяться в Європі в рамках проекту RACE, фінансованого зв’язними компаніями й національними адміністраціями зв’язку. Починаючи з 1985 р., інтерес до методу ATM виявили МККТТ та СЕРТ.

Спочатку роботи зі стандартизації методу широкосмугової КП були зосереджені в Дослідницькій групі XVІІІ МККТТ за назвою «Новий режим доставки». Потім, після конференції в Бразилії в 1987 р., метод отримав назву «Асинхронний режим доставки» і, нарешті, у Сеулі в 1988 р. були прийняті термін «Пакетний режим доставки», а також рішення обрати конкретний варіант методу з фіксованою довжиною пакета, названого «елементом» (cell), і використовувати для цього варіанта термін ATM.

Було ухвалено рішення щодо побудови широкосмугових інтегральних мереж типу Ш-ЦМІО на базі концепції ATM. Однак залишаються нерозв’язаними такі питання:

  • формат елемента;
  • функції окремих полів елемента;
  • вплив затримки на якість передачі мови;
  • керування навантаженням;
  • сигналізація;
  • моніторинг та ін.

Відзначимо деякі основні властивості ATM і розглянемо зв’язок ATM і ШКП, стислу характеристику якої було подано вище. Обидва методи є варіантами загальної концепції пакетного режиму доставки, і місце ATM і ШКП у класифікації методів цифрової комутації наведено на рис. 7.3.11.

Рис. 7.3.11. Класифікація систем цифрової комутації

Метод ATM базується на принципі асинхронного часового поділу (ЧПод) і являє собою розвиток методу синхронного ЧПод шляхом переходу до гнучкої логіки розподілу часових вікон між користувачами на динамічній основі. Це означає, що виклик характеризується не місцем виділеного йому часового вікна в кадрі, а спеціальним ідентифікатором (міткою), що визначає номер логічного каналу. Принцип асинхронного ЧПод однаково застосовний у системах передачі й комутації. Для детальної характеристики й основних властивостей систем з асинхронним ЧПод використовуємо системи мультиплексування. Концепція асинхронного ЧПод поширена на системи комутації.

Між ATM і синхронним ЧПод багато спільного, що за своїми функціями дозволяє віднести ATM до першого рівня моделі ВВС. Функції ідентифікатора стають мінімальними, так само, як і у випадку тимчасового вікна в системі синхронного ЧПод.

Зіставляючи властивості ШКП і ATM, відзначимо, що обидва методи базуються на динамічному розподілі зв’язного ресурсу й реалізуються на основі спрощених протоколів. В обох методах як протокольна одиниця використовується пакет. Маршрутизація заснована на стратегії логічного віртуального каналу. Характерною рисою обох методів є високий ступінь гнучкості, що забезпечує незалежність системи комутації від характеристик конкретної служби. Разом з тим, між ATM і ШКП є низка відмінностей.

  1. Функції заголовка елемента в системі ATM є простими й реалізуються між 1-м і 2-м рівнями еталонної моделі ВВС, тоді як у методі ШКП, що являє собою розвиток звичайного методу КП і розташованому на третьому рівні моделі ВВС, функції заголовка є більш складними.
  2. ATM, починаючи з етапу досліджень, розглядався як транспортний засіб для мовленнєвих ПД і відеослужб, тоді як метод ШКП, головним чином, розроблявся для систем високошвидкісної ПД.
  3. ATM як метод, розвинутий на базі систем ЧПод, використовує пакети фіксованої довжини, тоді як метод ШКП, що базується на КП — пакети змінної довжини.
  4. Нарешті, у системах ATM пакети-елементи мають довжину кілька десятків байтів, тоді як у системах ШКП — сто й більше байтів.

З урахуванням зазначеного вище можна охарактеризувати основні властивості методу ATM. Інформаційний потік поділяється на блоки фіксованої довжини незалежно від виду джерела. До інформаційного блоку додається заголовок мінімально можливої довжини й у такий спосіб формується пакет, названий у документах МККТТ елементом. Фіксована довжина пакета спрощує процедури передачі й комутації. Вибір довжини пакета в кілька десятків байтів забезпечує урахування вимог передачі й обробки в реальному часі, спрощує структуру комутаційної системи й мінімізує перекручення при втраті окремих пакетів. Маршрутизація елементів заснована на концепції віртуальних з’єднань. Процедури контролю помилок і керування потоками винесені у верхні рівні моделі ВВС і всередині транспортної системи не реалізуються. Принципи реалізації комутаційних систем на базі ATM розглянуті нижче.

Аналіз досліджень і розробок щодо систем комутації для мереж нового покоління типу Ш-ЦМІО дозволяє виділити такі етапи розвитку систем комутації.

  1. Широкосмугові системи КП інтенсивно досліджуються й розробляються з початку 1980-х рр. Концепції й лабораторні прототипи систем широкосмугової КП з’явилися в період з 1981 по 1988 рр.
  2. На наступному етапі до 1992—1993 рр. здійснювалася розробка стандартів для мереж ІSDN, створення архітектури протоколів, проведення випробувань систем широкосмугової КП на дослідних ділянках мережі. На цьому ж етапі почалися роботи з попереднього техніко-економічного аналізу систем і мереж Ш-ЦМІО.
  3. До середини 1990-х рр. були створені промислові зразки систем широкосмугової КП і проведені роботи в галузі дослідження подальшої еволюції мереж електрозв’язку в мережі NGN, аналіз стратегії розвитку й детальний їхній економічний аналіз.