Разработка широкополосной сети доступа с технологией АТМ (стр. 5 из 8)

На уровне адаптации могут происходить различные процессы, которые напрямую зависят от типа трафика в сети. Введение этого уровня позволяет сделать сеть не зависящей от вида трафика. Уровень ограждает верхние и нижние уровни от несвойственных им функций. Так, например, он позволяет снять с коммутаторов функции фрагментации и сборки, передав их на конечные станции. Уровень адаптации состоит из двух подуровней: подуровня схождения (Convergence Sublayer, CS) и подуровня сегментации и сборки (Segmentation and Reassembie, SAR).

Разные виды трафика предъявляют разные требования к сети. Например, при передаче аудиоинформации требуется постоянный поток; видео информация критична к временным задержкам; передача данных обычно носит непостоянный характер и допускает некоторые задержки и т.д. Различные уровни адаптации АТМ предназначены именно для предоставления возможности любому виду трафика передаваться с теми характеристиками, которые ему необходимы. Введены несколько уровней адаптации:

- AAL1;

- AAL3/4;

- AAL5

Помимо перечисленных уровней существует уровень AAL2, который был разработан с целью обеспечения переменной скорости для синхронного, чувствительного к задержкам трафика со сжатым видео. В настоящее время эта функция выполняется

Уровень адаптации АТМ состоит из четырех протоколов (называемых протоколами AAL)

Для наглядности уровень адаптации АТМ можно представить так, как показано на рисунке 3.3.3.1

Каждый уровень адаптации характеризуется двумя основными параметрами: скоростью передачи (постоянная или переменная) и режимом соединения (с установлением или без установления виртуального соединения).

Постоянная скорость передачи используется в приложения, требующих согласования между отправителем и получателем и не допускающих задержек, - например. Передача голоса. Переменная скорость позволяет адаптироваться к требованиям приложения. Такой режим идеально подходит для передачи данных, которая терпима к задержкам.

Режим с установлением соединения использует детерминированный метод доступа, похожий на телефонный вызов, где соединение устанавливается после вызова и сохраняется до окончания разговора. Для установления соединения используются специальные ячейки, содержащие адресную информацию. Установление соединения использую уровнями AAL3/4, AAL5 и работает совместно с протоколом эмуляции локальных сетей.

3.3.4 Физический уровень

Физический уровень является самым нижним уровнем в модели АТМ и определяет физический интерфейс, через который работает уровень АТМ. Иными словами это интерфейс между потоком ячеек и физической средой передачи. Данный уровень берет на себя заботу о контроле за ошибками, согласовании скоростей передачи, упаковку ячеек в соответствующие транспортные кадры. Как следствие, следующий уровень – уровень АТМ – полностью не зависит от используемого механизма передачи. Физический уровень в модели АТМ делится на два подуровня: подуровень согласования с системой передачи и подуровень физической среды.

В настоящее время определено несколько скоростей передачи для АТМ – от 1.544 Мбит/с до 2.4 Гбит/с. Основное различие между спецификациями для локальных и глобальных сетей состоит, в основном, в физической среде передачи. Интерфейсы глобальной сети основаны на одномодовом оптоволоконном или коаксиальном кабелях, в то время как для интерфейсов локальной сети рекомендовано использование многомодового оптоволоконного кабеля и витой пары.

3.3.5 Уровень АТМ

Функции уровня АТМ полностью не зависят от процессов, происходящих на физическом уровне. Основная задача этого уровня состоит в подготовке данных, получаемых с уровня адаптации АТМ, для передачи в сеть. По сути дела, уровень АТМ организует транспортный механизм. Информационными единицами на данном уровне являются ячейки. К ячейкам данных по 48 байт, получаемых с уровня адаптации АТМ, на этом уровне добавляются заголовок с идентификатором виртуального соединения.

4. Характеристика проектируемой сети

Возможность использования, перспективной цифровой сети SDH г. Иркутска, для создания наложенной цифровой сети интегрального обслуживания на технологии АТМ. Что позволяет объединить различные территориально разнесенные объекты в единую сеть, позволяющие сочетать в себе традиционные технологии и новые подходы к созданию цифровых сетей, обеспечит в возможность обмена между пользователями любыми видами информации (данные, телефония, видеоизображения), повысив при этом эффективность использования капитальных вложений на строительство сети. Схема АТМ сети представлена на рис. 4.1.

В рамках единой транспортной сети сформирована наложенная сеть АТМ.

Сетевое решение показано на рисунке 4.2. Оно основано на применении коммутаторов ForeRunner ASX-1000, ASX-200BX, производства фирмы Fore Systems. Соединение сетевых модулей коммутаторов ForeRunner ASX-200BX и ASX-100 с SDM-16 будет осуществляться по стандарту ОС-3с/STM-1 (155 Мбит/с) витой медной парой категории 5. Коммутатор ASX-1000 устанавливается в центральном узле АТМ сети, в автозале Центрального Телеграфа цеха цифровых систем передачи данных. ASX-200BX устанавливаются, как это видно из схемы, в центральных узлах SDH кольца в помещениях АТС. Коммутаторы ASX-1000 и ASX-200BX в сочетании с модульным устройством CellPath300 и модуль ForeRunner Voice, который непосредственно вставляется в коммутаторы, и многопротокольныйх коммутаторов PowerHub позволяет решить все задачи сопряжения АТМ с традиционными вычислительными сетями. Коммутатор PowerHub 800, который позволяет при небольших затратах труда значительно увеличить полосу пропускания ЛВС без замены существующей сетевой инфраструктуры. Это устройство сочетает в себе функции как коммутатора третьего уровня локальных сетей Ethtrnet/FastEEthernet, так и устройства доступа в FDDI/ATM магистрали. Кроме того, PowerHub работает в качестве сервера LAN-эмуляции и выполняет службу МРОА (multiprotocol over ATM), разгружая коммутатор, и выполняет ряд специфических служб маршрутизации в ATM магистрали. Простое управление коммутатором может осуществляться как из единой программы управления ForeViev, так и с терминала. Для обеспечения доступа с удаленных сетей не АТМ трафика применяются мультиплексоры CellPath300. Это модульное 8-ми слотовое устройство с горячей заменой интефейсных модулей и резервным источником питания. Пользователь имеет возможность коммутировать между собой АТМ потоки STM1/OC3c, E3/T3, E1/T1, DX1, FUNI (последние два со скоростями Nx64 кбит/с и не АТМ трафик, такой, как Frame Relay, HDLC, SMDS (интерфейсы V35, HSSI, E1, E3), Circuit Emulation (V35, E1). Для Frame Relay осуществляется Service Interworking согласно FRF.8. Сильной стороной CtllPath300 является возможность гибкого распределения полосы.

Во-первых, это передача данных как VBR трафика. Во-вторых, CellPath позволяет динамически выделять полосу для приложений, использующих другие порты. В-третьих, для приложений использующих пакетную передачу данных, используется механизм Early Packet Discard для управления трафиком. Это позволяет значительно повысить производительность сети при перегрузке какого-либо порта, так как ячейки отбрасываются мультиплексором не хаотичным образом, а группами, составляющими один пакет.

Это интеллектуальные устройства, обеспечивающие равномерную загрузку сети, автоматическую маршрутизацию, а также которые обеспечивают доступ к магистральным и локальным сетям АТМ. А, устройство доступа к магистрали для не – АТМ оборудования применены мультиплексоры той же фирмы FORE Systems серии CellPath для подключения к глобальным вычислительным сетям способные обрабатывать данные от офисных АТС. Ядром АТМ являются магистральный коммутатор ASX-1000. Устройство, которое предусматривает интелектуальное секционирование. Это означает, что практически все его компоненты (источники питания, сетевые модули, вентиляторы (ASX-1000), процессоры управления коммутацией (SCP) и коммутирующие матрицы) можно заменять оперативно – удалять из системы или вставлять в нее в «горячем» режиме, не прерывая работы устройства, что сводит к минимуму время простоя при обслуживании коммутатора, обеспечивает наращивание сети и позволяет пользователям модернизировать отдельные компоненты, а не заменять всю систему. Благодаря своей уникальной архитектуре коммутации, ASX-1000 обеспечивает дополнительные возможности резервирования. Каждая коммутирующая матрица имеет отдельный процессор управления коммутацией (SCP), и отказ SCP или коммутирующей матрицы не повлияет на остальной процесс коммутации – устройство будет продолжать функцианировать. В конфигурацию каждой коммутирующей матрицы можно включить резервные прцессы SCP. Коммутаторы предусматривают также мониторинг «окружающей среды», температуры, состояния вентилятора (ASX-1000) и напряжения питания. Коммутатор ASX-1000 обладает возможностью установки модулей синхронизации. Модуль ASX Timing Control Module (TCM) доступен как в исполнении Stratum 4, так и Stratum 3 и соответствует стандартам Belcore и ANSI по синхронизации. Модуль TCM может задавать синхронизацию для всей сети или получать сигнал синхронизации от внешнего источника BITS. Также модуль TCM обеспечивает переход от первичного источника к вторичному без потери качества синхронизации. АТМ-коммутаторы семейства ForeRunner предусматривают наиболее полную буферизацию, буферы сверхвысокой емкости (до 65536 ячеек на порт), ведение очередей для каждого виртуального канала (VC), отмену передачи на уровне пакетов, двухсекционное промежуточное сохранение, полный набор статистических счетчиков и пороговых значений, явное (ER) аппаратное управление потоком трафика ABR. Средство ForeThought Bandwidth Management позволяют передавать в сети трафик VBR и высокоприоритетный трафик CBR, чувствительный к задержкам (например, видио и речь в реальном времени), так, чтобы на него не влиял неравномерный трафик ABR и UBR. ASX-1000-первый корпоративный АТМ-коммутатор, имеющий буферы более чем на 1000000 ячеек. Эти средства имеют большое значение для уменьшения нагрузки на сеть, качественного управления каналами глобальных сетей и соединениями с серверами в локальных сетях, обеспечивающего защиту от перегрузки. Трудно представить, как без функций ForeThought Bandwidth Management можно было управлять соединением в ЛС 155 Мбит/с для обмена с линией Т1/Е1 или DS2/E3. Коммутаторы ASX-200BX и ASX-1000 поддерживают большое число интерфейсов АТМ локальных и глобальных сетей, включая 155 Мбит/с SONET/SDH (по UTP категории 5 и волоконно-оптическому кабелю), 25 Мбит/с, Т1, Е1, Е2, DS3, E3,CES (Circuit Emulation Services) и 622 Мбит/с OC-1 2c/STM4c. Аппаратные средства ASX-1000 способны поддерживать интерфейсы 2.5 Гбит/с JC-48c/STM-1с. Коммутаторы ASX-200BX и ASX-1000 поддерживают стандарты АТМ FORUM, и ITU (CC1TT). Коммутаторы ASX-200DX и ASX-1000 соответствует спецификации User Network Interfase (UNI) 3.1, спецификациям системы передачи сигналов, адресации (OSI NSAP), управления трафиком и сетью (UPC Policing) и сетью (ILMI и SNMP MIB). Данные магистральные коммутаторы поддерживают также сервис Classical IP (RFC-1577 и LAN Emulation v1.0 (средства LANE встроены в каждый АТМ коммутатор ForeRunner). Во избежание затрат на покупку отдельных устройств доступа рекомендуется использовать модуль ForeRunner Voice Emulation Service для непосредственного подключения АТС, мультиплексоры, видео кодеры. к портам коммутаторов 6-ти Е1. Коммутаторы устанавливаются в помещении ЛАЦ на узловых станциях.