Разработка широкополосной сети доступа с технологией АТМ (стр. 1 из 8)

Аннотация

В данной дипломной работе производится разработка широкополосной сети доступа с технологией АТМ с использованием SDH кольца г. Иркутска.

Разрабатывается схема организации связи на проектируемой сети.

Разрабатываются показатели эффективности применения данного оборудования.

Введение

Телекоммуникация - одна из наиболее стремительно развивающихся сегодня отраслей, во многом определяющая лицо современного мира в целом и отдельной страны в частности.

Создание высокоэффективной телекоммуникационной среды является важнейшей национальной проблемой. Без ее решения проблематично построение информационного общества и внедрение в сферы производства, бизнеса, науки, образования, медицины, культуры и развлечений новейших информационных и телекоммуникационных технологий.

Однако существующие телекоммуникационные сети России обладают целым рядом недостатков, из которых основными являются их узкая специализация, отсутствие гибкости и адаптации к изменению требований пользователей, а также низкая эффективность использования сетевых ресурсов [2]

В настоящее время на первый план выходит задача предоставления современных услуг связи в соответствии с Концепцией развития связи в Российской Федерации до 2010 года [1], а также создания нормативной базы для внедрения новых услуг.

Сегодня к телекоммуникационным сетям предъявляются повышенные требования. Все больше пользователей стремятся получить увеличение их мощности и разнообразные услуги. Расширение видов сервиса требует более гибких методов передачи. Увеличение количества линий приводит к увеличению объема техобслуживания и повышению накладных расходов.

Развитие современных сетевых технологий, успехи в создании волоконно-оптических линий связи и сверхбольших интегральных схем с большой памятью и огромным быстродействием привели к разработке нового способа транспортирования информации, получившего наименование асинхронного режима переноса (Asynchronous Transfer Mode, ATM). Появилась возможность на базе технологии АТМ создать единую телекоммуникационную систему – широкополосную цифровую сеть интегрального обслуживания (Ш-ЦСИО) [2].

1. Причины создания Ш-ЦСИО

Анализ мирового опыта развития сетей связи показывает, что основными этапами перехода от аналоговых не интегрированных сетей к цифровым сетям с интеграцией служб является:

- развертывание цифровой сети;

- создание узкополосной цифровой сети интегрального обслуживания с коммутацией каналов для службы телефонии и с коммутацией пакетов для телематических служб на базе единого 64 кбит/с цифрового канала;

- построение широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания.

Преимущества цифровых сетей связи настолько очевидны, что замена аналоговых сетей цифровыми и создание интегральной цифровой сети осуществляется практически во всех странах мира. На этом этапе также сохраняются выделенные сети передачи данных, построенные как на принципах коммутации каналов, так и на принципах коммутации пакетов.

На следующем этапы развития продолжают функционировать узкополосные цифровые сети интегрального обслуживания (УЦСИО), которые объединяют телефонную сеть и сети передачи данных с использованием основных цифровых каналов. На этом же этапе планировалось обеспечение передачи речи на абонентских соединительных линиях в цифровой форме.

На третьем этапе осуществляется переход ко второму поколению цифровых сетей интегрального обслуживания – широкополосным цифровым сетям (Ш-ЦСИО) [2]

Широкополосная цифровая сеть интегрального обслуживания, как ее еще называют в литературе (B-ISDN) – это попытка предоставить одну, универсальную, широко распространенную и высокоскоростную сеть вместо множества сложных неоднородных существующих сетей. Эта новая сеть должна, с одной стороны выполнять все функции, возлагаемые на нынешние сети по передаче голоса, данных и телевизионных сигналов, а с другой стороны, обладать возможностью поддерживать будущие коммуникационные технологии.

B-ISDN – это высокоскоростная технология, использующая АТМ в качестве транспортного механизма. Она служит для объединения нескольких локальных сетей. В настоящее время технология B-ISDN привлекает к себе все большее внимание, так как она обеспечивает максимальную технико-экономическую эффективность. Это достигается за счет интеграции услуг, предоставляемых различными службами, например обычной узкополосной (факсы, терминалы и т.д.), так и высокоскоростной в реальном времени (телевидение, видеотелефоны и т.д.).

1.1 Математическая модель формирования Ш-ЦСИО

Представим анализируемую модель в виде графа G(A,L) с множеством вершин

A={a₁…a _i…a _s} = {a _i},i =

,

которые соответствуют узлам коммутации, либо коммутаторам виртуальных каналов, и с множеством ребер

L ={l _i,j}, i,j =

, i¹j которые соответствуют ТПС.

В трактах передачи сообщений (ТПС) l_i,j имеется k _i,j виртуальных каналов, которые можно представить матрицей каналов

, i, j=

, i¹j

Структуру сети можно представить:

матрицей тяготений

, r-вид сервиса,

матрицей скоростей

Поиск маршрута между исходящим и входящим коммутаторами местных виртуальных каналов (КМВК) для r-ого сервиса осуществляется методом маршрутизации M_r.

Считаем, что ПРИ для каждого r-ого вида сервиса может быть свой, заданный в виде набора векторов:

,

,

;

где n - текущее значение H,

H – количество исходящих ТПС из j-ого узла.

1.2 Общие принципы технологии АТМ

Сущность режима АТМ состоит в транспортировании всех видов информации пакетами фиксированной длины (ячейками), когда потоки ячеек от различных пользователей асинхронно мультиплексируются в едином цифровом потоке. Применение коротких пакетов (53 октета), минимизация функций, выполняемых при коммутации и использовании элементной базы на технологиях КМОП и БИКМОП, позволили уже сегодня достичь производительности коммутаторов АТМ 0 Губит/с и более. Основными, положительными сторонами метода АТМ является возможности транспортирования по сети информации любой службы независимо от скорости передачи, требований к семантической и временной прозрачности сети и качественности трафика ячеек. Эти причины и определили решение СС МСЭ, что именно АТМ является режимом транспортирования информации ШЦСИО.

Основное достоинство АТМ – это последовательная реализация метода асинхронно-адресной системы передачи и коммутации, позволяющая объединять различные типы трафика в единый поток и тем самым обеспечивать высокую эффективность использования пропускной способности канала. При этом в АТМ отработаны механизмы управления – система мер по снижению тех недостатков, которые присущи статистическому мультиплексированию.

Технология АТМ предоставляет операторам сетей уникальные возможности по обеспечению высокой гибкости и адаптируемости сети к изменению уровня требований пользователей к качеству обслуживания, так и появлению новых служб, требования которых к семантической и временной прозрачности сети еще четко не определены. Повышает эффективность использования сетевых ресурсов, а также снижает затраты на проектирование, строительство и эксплуатацию сети, и на разработку сетевого оборудования, так как создается и эксплуатируется одна сеть вместо множества вторичных сетей.

Гибкость технологии подтверждается тем, что АТМ, задуманная изначально как самодостаточная, в короткие сроки адаптировалась к широкому спектру транспортных технологий доступа, интерфейсы АТМ позволяют поддерживать значительную часть услуг передачи данных канального уровня с различными не АТМ-протоколами (Frame Relay, X.25,xDSL), а также трафик протоколов IP, IPX внутри единой инфраструктуры.

Технология АТМ наиболее эффективна при переходе от TDM-сетей к пакетным мультисервисным сетям, и дает возможность оптимально реализовать универсальные транспортные узлы в точках перехода от корпоративных сетей к уровню сетей общего пользования и в точках объединения нескольких сетей общего пользования [5].

Мультисервисные сети на базе технологии АТМ обладают рядом преимуществ – пачечная природа трафика, концепция гибкой полосы пропускания, обеспечение требуемого качества обслуживания, что делает их наиболее экономически эффективным решением для построения крупномасштабных корпоративных сетей и в перспективе позволяет заменить существующие базовые сети с различными протоколами единой широкополосной сетью.

Благодаря технологии АТМ все коммутационное оборудование становится однородным, решающим для всех видов информации одну задачу – задачу быстрой коммутации фиксированных пакетов, получивших название ячеек, и асинхронного временного разделения ресурсов, при котором множество виртуальных соединений с различными скоростями асинхронно мультиплексируются в едином физическом канале связи – цифровом тракте.

1.3 Модель ШЦСИО

Модель Ш-ЦСИО включает в свой состав три плоскости: плоскость пользователя, плоскость управления и плоскость менеджмента. Плоскость пользователя (U-plan) ответственной за транспортировку всех видов информации в соответствии с соответствующими механизмами защиты от ошибок, контроля и управления. Плоскость пользователя имеет уровневую структуру.