
Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції. / Зміст / Розділ 7. Методи розподілу інформації / Тема 7.5. Системи комутації Ш-ЦМІО на базі асинхронного режиму доставки (АТМ)
- Розділ 1. Основи побудови телекомунікаційних систем
- Тема 1.1. Місце систем телекомунікацій в інформаційній інфраструктурі сучасного суспільства
- Тема 1.2. Загальна архітектура й завдання телекомунікаційних систем
- Тема 1.3. Класифікація мереж, клієнтів, операторів і послуг зв’язку
- Тема 1.4. Стисла характеристика існуючих телекомунікаційних технологій
- Тема 1.5. Вимоги до сучасних і перспективних ТКС
- Тема 1.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 2. Мережі зв’язку наступного покоління: архітектура, основні характеристики й послуги
- Тема 2.1. Визначення й характеристика основних можливостей NGN
- Тема 2.2. Інфокомунікаційні послуги. Особливості послуг зв’язку наступного покоління
- Тема 2.3. Багаторівнева архітектура й функціональний склад NGN
- Тема 2.4. Перспективи концепції NGN
- Тема 2.5. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 3. Стандартизація мережних протоколів і телекомунікаційного обладнання
- Тема 3.1. Відкриті системи та їх взаємодія
- Тема 3.2. Основні організації зі стандартизації мережевих рішень
- Тема 3.3. Еталонна модель взаємодії відкритих систем
- 3.3.1. Багаторівневий підхід і декомпозиція задачі мережної взаємодії
- 3.3.2. Інтерфейс, протокол, стек протоколів
- 3.3.3. Загальна характеристика моделі OSI
- 3.3.4. Фізичний рівень. Функції й приклади протоколів
- 3.3.5. Канальний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.6. Мережний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.7. Транспортний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.8. Сеансовий рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.9. Представницький рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.10. Прикладний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.11. Поділ ЕМВВС на мережонезалежні і мережозалежні рівні
- Тема 3.4. Стандартні стеки мережних протоколів
- 3.4.1. Стек протоколів OSI
- 3.4.2. Стек протоколів TCP/IP
- 3.4.3. Стек протоколів IPX/SPX
- 3.4.4. Стек протоколів NetBIOS/SMB
- 3.4.5. Стек протоколів технології Х.25
- 3.4.6. Стек протоколів технології Frame Relay
- 3.4.7. Стек протоколів технологій B-ISDN та АТМ
- 3.4.8. Сімейство протоколів DECnet
- 3.4.9. Мережна модель DoD
- 3.4.10. Зв’язок стандартів IEEE 802 з моделлю OSI
- 3.4.11. Стек протоколів мереж наступного покоління
- Тема 3.5. Стандартизація мережного обладнання
- Тема 3.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 4. Лінії зв’язку
- Тема 4.1. Фізичні параметри середовищ поширення електромагнітних хвиль
- Тема 4.2. Загальні відомості про лінії зв’язку
- Тема 4.3. Основні властивості кабельних ліній зв’язку
- Тема 4.4. Металеві лінії зв’язку
- Тема 4.5. Теорія волоконних світловодів
- Тема 4.6. Властивості неоднорідних ліній
- Тема 4.7. Конструкції кабелів зв’язку
- Тема 4.8. Електромагнітні впливи в лініях зв’язку
- Тема 4.9. Структуровані кабельні системи
- Тема 4.10. Атмосферний лазерний зв’язок
- Тема 4.11. Особливості радіоліній, радіорелейних і супутникових ліній зв’язку
- 4.11.1. Загальні принципи побудови радіоліній зв’язку
- 4.11.2. Поширення радіохвиль у радіолініях зв’язку
- 4.11.3. Особливості поширення радіохвиль у радіорелейних лініях зв’язку
- 4.11.4. Особливості поширення радіохвиль у супутникових лініях зв’язку
- 4.11.5. Особливості побудови радіоліній зв’язку
- 4.11.6. Загальні характеристики побудови супутникових ліній зв’язку
- 4.11.7. Зони бачення для ССЗ
- 4.11.8. Статистична структура сигналів СЛЗ
- 4.11.9. Основні складові систем супутникового зв’язку
- 4.11.10. Методи організації супутникового зв’язку
- 4.11.11. Обґрунтування щодо вибору параметрів апаратури при проектуванні радіорелейних ліній
- 4.11.12. Вибір енергетичних характеристик радіорелейних ліній
- 4.11.13. Стійкість функціонування радіорелейних ліній
- Тема 4.12. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 5. Способи формування групових сигналів
- Тема 5.1. Стисла характеристика способів формування групових сигналів
- Тема 5.2. Способи формування аналогових групових сигналів
- Тема 5.3. Способи формування цифрових групових сигналів
- Тема 5.4. Об’єднання синхронних цифрових потоків
- Тема 5.5. Об’єднання асинхронних цифрових потоків
- Тема 5.6. Об’єднання низькошвидкісних потоків
- Тема 5.7. Кодове ущільнення сигналів
- Тема 5.8. Види сигналів у системах з кодовим поділом
- Тема 5.9. Технологія спектрального ущільнення
- Тема 5.10. Формування групового сигналу з використанням IP-технологій
- Тема 5.11. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 6. Методи доступу
- Тема 6.1. Загальна характеристика методів доступу
- Тема 6.2. Методи вирішення конфліктів в алгоритмах доступу
- Тема 6.3. Моделі й архітектура мережі доступу
- Тема 6.4. Оптичні технології в мережах доступу
- Тема 6.5. Методи використання фізичних ресурсів у мережах доступу
- Тема 6.6. Особливості використання просторово-поляризаційних параметрів при радіодоступі
- Тема 6.7. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 8. Системи синхронізації
- Тема 8.1. Види синхронізації, їхня роль, місце й завдання у сучасних цифрових системах зв’язку
- Тема 8.2. Фазова (частотна) синхронізація
- Тема 8.3. Тактова (символьна) синхронізація
- Тема 8.4. Джитер і вандер цифрових сигналів
- Тема 8.5. Циклова (кадрова) синхронізація
- Тема 8.6. Мережна синхронізація цифрового зв’язку
- Тема 8.7. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 9. Системи сигналізації
- Тема 9.1. Види і склад сигналів
- Тема 9.2. Класифікація протоколів сигналізації
- Тема 9.3. Внутрішньосистемна сигналізація в ЦСК
- Тема 9.4. Особливості сигналізації в стиках V.5
- Тема 9.5. Абонентська сигналізація
- Тема 9.6. Обладнання сигналізації сучасних ЦСК
- Тема 9.7. Специфічні особливості українських систем сигналізації
- Тема 9.8. Методологія специфікації та опису систем сигналізації
- Тема 9.9. Цифрова багаточастотна сигналізація R2D
- Тема 9.10. Загальноканальна система сигналізації № 7
- Тема 9.11. Сигналізація DSS1
- Тема 9.12. Сигналізація на корпоративних мережах
- Тема 9.13. Сигналізація на мережах з комутацією пакетів
- Тема 9.14. Сигналізація на мережі B-ISDN/ATM
- Тема 9.15. Сигналізація в мережі ІР-телефонії
- Тема 9.16. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 10. Технології та протоколи управління в ТКС
- Тема 10.1. Зміст задач управління в мережах наступного покоління
- Тема 10.2. Підсистема управління послугами
- Тема 10.3. Підсистема контролю й управління мережею
- Тема 10.4. Підсистема мережного управління на рівнях транспорту й доступу
- 10.4.1. Базова архітектура управління на рівнях транспорту й доступу ТКС
- 10.4.2. Класифікація й маркування пакетів трафіка
- 10.4.3. Управління інтенсивністю трафіка
- 10.4.4. Управління чергами на мережних вузлах
- 10.4.5. Маршрутизація: мета, основні задачі й протоколи
- 10.4.6. Сигнальні протоколи резервування мережних ресурсів
- 10.4.7. Функції управління канального рівня щодо забезпечення QoS
- 10.4.8. Рівні якості обслуговування й відповідні їм моделі обслуговування
- Тема 10.5. Перспективи розвитку технологій мережного управління
- Тема 10.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 11. Конвергенція в телекомунікаційних системах
- Тема 11.1. Конвергенція в ТКС: історія, мета та задачі
- Тема 11.2. Види конвергенції
- Тема 11.3. Приклади рішень щодо конвергенції в системах телекомунікацій
- Тема 11.4. Якість конвергентних послуг
- Тема 11.5. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 12. Методи забезпечення інформаційної безпеки об’єктів телекомунікаційної системи
- Тема 12.1. Основні терміни та поняття у сфері інформаційної безпеки
- Тема 12.2. Основні підходи до забезпечення інформаційної безпеки
- Тема 12.3. Криптографічний захист інформації
- Тема 12.4. Використання механізму електронного цифрового підпису
- Тема 12.5. Технічний захист інформації
- Тема 12.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 13. Електроживлення телекомунікаційних систем зв’язку
- Тема 13.1. Загальні положення
- Тема 13.2. Системи електроживлення підприємств електрозв’язку
- Тема 13.3. Типове обладнання електроустановок підприємств електрозв’язку
- Тема 13.4. Дистанційне електроживлення
- Тема 13.5. Джерела безперебійного живлення (ДБЖ)
- Тема 13.6. Електромагнітна сумісність джерел електроживлення
- Тема 13.7. Перспективи розвитку електроживлення ТКС
- Тема 13.8. Контрольні запитання та завдання
7.5.2. Аналіз параметрів АРД
Фіксована або змінна довжина елемента. При ухваленні рішення тут необхідно враховувати фактори, найважливішими з яких є ефективність використання смуги та досяжна продуктивність комутаційної системи.
Використання смуги визначається двома показниками — відношенням корисної інформації до всього числа переданих бітів і розміром протокольних одиниць, переданих через мережу. При невеликому розмірі протокольних одиниць змінний розмір пакета забезпечує істотні переваги порівняно з фіксованим розміром, а при більших розмірах протокольних одиниць виграш незначний. Аналіз трьох можливих застосувань ATM у Ш-ЦМІО — відео, мова та ПД (інтерактивний режим і передача файлів) свідчить, що кількість невеликих протокольних одиниць у Ш-ЦМІО відносно невелика й виграшем за рахунок застосування пакетів змінної довжини можна знехтувати.
Досяжна продуктивність комутаційної системи залежить від швидкостей передачі. Проведені експерименти показують, що при використанні елементів з фіксованою довжиною може бути досягнута швидкість передачі до 600 Мбіт/с при розумних економічних показниках. Разом з тим, при змінній довжині елемента максимально досяжні швидкості перебувають у діапазоні 140 Мбіт/с.
Складність структури комутаційної матриці, що також впливає на досяжну продуктивність комутатора, істотно залежить від складності протоколів. Оскільки протоколи з фіксованою довжиною мають меншу складність, їхнє застосування забезпечує значно вищу продуктивність. Протоколи з фіксованою довжиною елемента допускають більш високий ступінь паралелізму всередині комутаційної матриці, що знову приводить до більш високих показників за швидкістю при менш складній структурі.
Таким чином, при фіксованій довжині елемента технічно й економічно досяжним діапазоном швидкостей є діапазон 280—600 Мбіт/с. Це рішення забезпечує високі швидкості обробки і, як наслідок, високі швидкості передачі каналом зв’язку. Виграш щодо використання смуги при введенні змінної довжини пакета в Ш-ЦМІО мінімізується через високу складність і невисоку результуючу швидкість (до 140 Мбіт/с). З огляду на всі фактори, XVІІ МККТТ рекомендував застосовувати в Ш-ЦМІО елементи з фіксованою довжиною.
Швидкості передачі й комутації. Метод ATM не містить жодних обмежень на смугу, використовувану конкретною службою, або на комбінацію служб. Єдиним обмеженням для будь-якої служби в ATM є максимальна швидкість, необхідна для передачі або комутації. За умови, що ТВЧ вимагає 140 Мбіт/с і, що важливо, забезпечити користувачеві доступ до декількох TV-програм, швидкість порядку кількох сотень мегаліт за секунду є необхідною. Один з найважливіших факторів, що визначають вибір високошвидкісних засобів — зменшення як абсолютної величини затримки, внесеної мережею, так і джитера затримки. Дисперсія затримки виникає при буферуванні, що має місце й при ATM, і при ШКП. Час перебування в черзі зі зростанням швидкостей передачі й обробки зменшуватиметься, що приведе й до зменшення джитера затримки. Аналіз найважливіших рекомендацій МККТТ щодо затримки (G.161, G.164 і Q.507) свідчить, що при швидкостях 200—600 Мбіт/с вимоги щодо затримки можуть бути задоволені при використанні ATM.
Сучасний стан оптичної й електронної технологій дозволяє в найближчому майбутньому реалізувати економічні системи передачі й комутації в діапазоні порядку 600 Мбіт/с.
Оскільки введення паралельних з’єднань між каскадами й паралельних (дублюючих) підмереж при фіксованій довжині пакета дозволяє зменшити внутрішні швидкості комутаційних матриць, то є можливість їхньої реалізації на КМОП-ВІС. КМОП-ВІС діють у діапазоні 100—200 Мбіт/с. Таким чином, основна частина комутаційних систем може бути побудована на елементній базі КМОП-технології. І тільки невелика частина обладнання, що функціонує в діапазоні швидкостей 600 Мбіт/с, має бути реалізована на біполярній технології або на схемах з арсенідом галію.
Розмір елемента. Розмір елемента впливає на ряд мережних параметрів, серед яких найважливішими є: ефективна швидкість передачі, затримка за рахунок розбивки інформації на пакети (пакетизації), затримка через буферування, джитер затримки, складність реалізації. Елемент складається із заголовка й інформаційного поля. Склад заголовка визначається необхідними функціями. Розмір інформаційного поля впливатиме на мережні параметри; крім того, на мережні характеристики впливає також співвідношення між довжинами заголовка й інформаційного поля.
Довжина заголовка. У низці робіт пропонується максимально проста структура, що складається із двох байтів — ідентифікатора й байта захисту заголовка від помилок. Додаткові байти істотно ускладнюють внутрішні протоколи вузла.
Довжина інформаційного поля (ІП). Очевидно, що з погляду ефективної швидкості передачі відношення довжини заголовка до довжини ІП має бути по можливості меншим.
Затримка пакетизації визначається швидкістю джерела. При швидкості 64 кбіт/с (мовне джерело) час пакетизації для пакета 256 бітів становить 4 мс.
Затримка через буферування залежить від співвідношення між розмірами ІП і заголовка, оскільки розміщення в черзі пов’язане з певною обробкою. Аналіз свідчить, що при завантаженнях, близьких до 0,8, існує певна оптимальна довжина ІП при фіксованому розмірі заголовка. При завантаженнях нижче 0,8 затримка зростає зі збільшенням довжини інформаційного поля.
Оскільки буферування приводить до дисперсії затримки, то зростання черг із зростанням довжини інформаційного поля спричиняє й збільшення дисперсії затримки зі збільшенням довжини поля при малих завантаженнях.
Таким чином, збільшення довжини ІП при фіксованому заголовку збільшує ефективну швидкість передачі, але за певних умов приводить до збільшення затримок і дисперсії затримки. Останнє викликає необхідність застосування згладжувальних фільтрів, що усувають джитер у кожному місці мережі, де є перетворення протоколів ATM в інші протоколи.При завантаженні 0,8 оптимальна довжина інформаційного поля становить 32 байти, а при менших завантаженнях 16 байтів, при довжині заголовка 2 байти.