
Телекоммуникационные системы и сети. Структура и основные функции. Том 1 / Содержание / Раздел 7. Методы распределения информации / Тема 7.5. Системы коммутации Ш-ЦСИО на базе асинхронного режима доставки (АТМ)
- Раздел 1. Основы построения телекоммуникационных систем
- Тема 1.1. Місце систем телекомунікацій в інформаційній інфраструктурі сучасного суспільства
- Тема 1.2. Общая архитектура и задачи телекоммуникационных систем
- Тема 1.3. Классификация сетей, клиентов, операторов и услуг связи
- Тема 1.4. Краткая характеристика существующих телекоммуникационных технологий
- Тема 1.5. Требования к современным и перспективным ТКС
- Тема 1.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 2. Сети связи последующего поколения: архитектура, основные характеристики и услуги
- Тема 2.1. Определение и характеристика основных возможностей NGN
- Тема 2.2. Инфокоммуникационные услуги. Особенности услуг связи следующего поколения
- Тема 2.3. Многоуровневая архитектура и функциональный состав NGN
- Тема 2.4. Перспективы концепции NGN
- Тема 2.5. Контрольные вопросы и задания
- [→] Раздел 3. Стандартизация сетевых протоколов и телекоммуникационного оборудования
- Тема 3.1. Открытые системы и их взаимодействие
- Тема 3.2. Основные организации по стандартизации сетевых решений
- [→] Тема 3.3. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
- 3.3.1. Многоуровневый подход и декомпозиция задачи сетевого взаимодействия
- 3.3.2. Интерфейс, протокол, стек протоколов
- 3.3.3. Общая характеристика модели OSI
- 3.3.4. Физический уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.5. Канальный уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.6. Сетевой уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.7. Транспортный уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.8. Сеансовый уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.9. Представительский уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.10. Прикладной уровень. Функции и примеры протоколов
- [→] 3.3.11. Деление ЭМВОС на сетенезависимые и сетезависимые уровни
- Тема 3.4. Стандартные стеки сетевых протоколов
- 3.4.1. Стек протоколов OSI
- 3.4.2. Стек протоколов TCP/IP
- 3.4.3. Стек протоколов IPX/SPX
- 3.4.4. Стек протоколов NetBIOS/SMB
- 3.4.5. Стек протоколов технологии Х.25
- 3.4.6. Стек протоколов технологии Frame Relay
- 3.4.7. Стек протоколов технологии B-ISDN и АТМ
- 3.4.8. Семейство протоколов DECnet
- 3.4.9. Сетевая модель DoD
- 3.4.10. Связь стандартов IEEE 802 с моделью OSI
- 3.4.11. Стек протоколов сетей следующего поколения
- Тема 3.5. Стандартизация сетевого оборудования
- Тема 3.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 4. Линии связи
- Тема 4.1. Физические параметры среды распространения электромагнитных волн
- Тема 4.2. Общие сведения о линиях связи
- Тема 4.3. Основные свойства кабельных линий связи
- Тема 4.4. Линии связи на основе медных кабелей
- Тема 4.5. Теория волоконных световодов
- Тема 4.6. Свойства неоднородных линий
- Тема 4.7. Конструкции кабелей связи
- Тема 4.8. Электромагнитные влияния в линиях связи
- Тема 4.9. Структурированные кабельные системы
- Тема 4.10. Атмосферная лазерная связь
- Тема 4.11. Особенности радиолиний, радиорелейных и спутниковых линий связи
- 4.11.1. Общие принципы построения радиолиний связи
- 4.11.2. Распространение радиоволн в радиолиниях связи
- 4.11.3. Особенности распространения радиоволн в радиорелейных линиях связи
- 4.11.4. Особенности распространения радиоволн в спутниковых линиях связи
- 4.11.5. Особенности построения радиолиний связи
- 4.11.6. Общие характеристики построения спутниковых линий связи
- 4.11.7. Зоны видимости для систем спутниковой связи
- 4.11.8. Статистическая структура сигналов СЛС
- 4.11.9. Основные составляющие систем спутниковой связи
- 4.11.10. Методы организации спутниковой связи
- 4.11.11. Обоснование выбора параметров аппаратуры при проектировании радиорелейных линий
- 4.11.12. Выбор энергетических характеристик радиорелейных линий
- 4.11.13. Устойчивость функционирования радиорелейных линий
- Тема 4.12. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 5. Способы формирования групповых сигналов
- Тема 5.1. Краткая характеристика способов формирования групповых сигналов
- Тема 5.2. Способы формирования аналоговых групповых сигналов
- Тема 5.3. Способы формирования цифровых групповых сигналов
- Тема 5.4. Объединение синхронных цифровых потоков
- Тема 5.5. Объединение асинхронных цифровых потоков
- Тема 5.6. Объединение низкоскоростных потоков
- Тема 5.7. Кодовое уплотнение сигналов
- Тема 5.8. Виды сигналов в системах с кодовым разделением
- Тема 5.9. Технология спектрального уплотнения
- Тема 5.10. Формирование группового сигнала с использованием IP-технологий
- Тема 5.11. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 6. Методы доступа
- Тема 6.1. Общая характеристика методов доступа
- Тема 6.2. Методы решения конфликтов в алгоритмах доступа
- Тема 6.3. Модели и архитектура сети доступа
- Тема 6.4. Оптические технологии в сети доступа
- Тема 6.5. Методы использования физических ресурсов в сетях доступа
- Тема 6.6. Особенности использования пространственно-поляризационных параметров при радиодоступе
- Тема 6.7. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 8. Системы синхронизации
- Тема 8.1. Виды синхронизации, их роль, место и задачи в современных цифровых системах связи
- Тема 8.2. Фазовая (частотная) синхронизация
- Тема 8.3. Тактовая (символьная) синхронизация
- Тема 8.4. Джиттер и вандер цифровых сигналов
- Тема 8.5. Цикловая (кадровая) синхронизация
- Тема 8.6. Сетевая синхронизация цифровой связи
- Тема 8.7. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 9. Системы сигнализации
- Тема 9.1. Виды и состав сигналов
- Тема 9.2. Классификация протоколов сигнализации
- Тема 9.3. Внутрисистемная сигнализация в ЦСК
- Тема 9.4. Особенности сигнализации в стыках V.5
- Тема 9.5. Абонентская сигнализация
- Тема 9.6. Оборудование сигнализации современных ЦСК
- Тема 9.7. Специфические особенности украинских систем сигнализации
- Тема 9.8. Методология спецификации и описания систем сигнализации
- Тема 9.9. Цифровая многочастотная сигнализация R2D
- Тема 9.10. Общеканальная система сигнализации № 7
- Тема 9.11. Сигнализация DSS1
- Тема 9.12. Сигнализация в корпоративных сетях
- Тема 9.13. Сигнализация в сетях с коммутацией пакетов
- Тема 9.14. Сигнализация в сетях B-ISDN/ATM
- Тема 9.15. Сигнализация в сети ІР-телефонии
- Тема 9.16. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 10. Технологии и протоколы управления в ТКС
- Тема 10.1. Содержание задач управления в сетях следующего поколения
- Тема 10.2. Подсистема управления услугами
- Тема 10.3. Подсистема контроля и управления сетью
- Тема 10.4. Подсистема сетевого управления на уровнях транспорта и доступа
- 10.4.1. Базовая архитектура управления на уровнях транспорта и доступа ТКС
- 10.4.2. Классификация и маркировка пакетов трафика
- 10.4.3. Управление интенсивностью трафика
- 10.4.4. Управление очередями на сетевых узлах
- 10.4.5. Маршрутизация: цели, основные задачи и протоколы
- 10.4.6. Сигнальные протоколы резервирования сетевых ресурсов
- 10.4.7. Функции управления канального уровня относительно обеспечения QoS
- 10.4.8. Уровни качества обслуживания и соответствующие им модели обслуживания
- Тема 10.5. Перспективы развития технологий сетевого управления
- Тема 10.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 11. Конвергенция в телекоммуникационных системах
- Тема 11.1. Конвергенция в ТКС: история, цели и задачи
- Тема 11.2. Виды конвергенции
- Тема 11.3. Примеры решений относительно конвергенции в системах телекоммуникаций
- Тема 11.4. Качество конвергентных услуг
- Тема 11.5. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 12. Методы обеспечения информационной безопасности объектов телекоммуникационной системы
- Тема 12.1. Основные термины и понятия в сфере информационной безопасности
- Тема 12.2. Основные подходы к обеспечению информационной безопасности
- Тема 12.3. Криптографическая защита информации
- Тема 12.4. Использование механизма электронной цифровой подписи
- Тема 12.5. Техническая защита информации
- Тема 12.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 13. Электропитание телекоммуникационных систем связи
- Тема 13.1. Общие положения
- Тема 13.2. Системы электропитания предприятий электросвязи
- Тема 13.3. Типовое оборудование электроустановок предприятий электросвязи
- Тема 13.4. Дистанционное электропитание
- Тема 13.5. Источники бесперебойного питания (ИБП)
- Тема 13.6. Электромагнитная совместимость источников электропитания
- Тема 13.7. Перспективы развития электропитания ТКС
- Тема 13.8. Контрольные вопросы и задания
7.5.2. Анализ параметров асинхронного режима доставки
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.