Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:kg:question471

2.2,2.1. Технология ATM

2.2.2.1.1. Основные свойства технологии ATM

Сегодня общепризнанно, что технология ATM рассматри-вается как базовая технология транспортировки информации для построения единой сети связи, которая может поддер-живать весь набор услуг. Идеи перехода от отдельных сетей для различных типов трафика к единой сети, в которой пе-редавались бы все виды информации, начали развиваться еще в 60 гг. Однако относительно низкий технологический уровень телекоммуникационных систем и сетей и отсутствие соответствующей элементной базы не позволили перейти к реализации таких сетей в течение более чем 30 лет. Как уже было отмечено в предыдущих разделах книги, в 70-е и 80-е гг. начался значительный прогресс в микроэлек-тронике и программном обеспечении, сопровождаемый по-строением сетей связи с высокой пропускной способностью на базе волоконно-оптических систем. Успехи именно в этих направлениях позволили вплотную подойти к реализации идеи создания единой сети связи для всех типов трафика. В начале 80-х гг. в ряде мировых исследовательских цен-тров (CNET, Франция, Bell Labs., США) начались работы по созданию сетей общего пользования нового типа - широко-полосных цифровых сетей интегрального обслуживания (ШЦСИО, В-ISDN, Broadband Integrated Services Digital Networks). Концепция ШЦСИО предполагает что оператор предоставляет пользователю весь возможный набор узкопо- лосных и широкополосных услуг в рамках одной сети на базе единого метода распределения информации. В классических территориально распределенных сетях связи в течение длительного периода использовались три метода распределения информации - коммутация каналов, коммутация сообщений и коммутация пакетов. Достоинства и недостатки каждого из перечисленных методов хорошо из-вестны и могут быть описаны двумя характеристиками - за-держками, возникающими при доставке информации, и уров-нем использования сетевых ресурсов. Выбор метода распределения информации в классиче¬ских сетях связи определяется, главным образом, исходя из типа передаваемого трафика. Телефонные сети базируются на коммутации каналов, в телеграфных сетях общего поль-зования применяется коммутация сообщений и, наконец, в сетях передачи данных основным методом распределения информации является коммутация пакетов. Одной из основных проблем, с которой столкнулись раз-работчики концепции ШЦСИО, была проблема выбора еди-ного метода доставки и распределения информации. В пер-вых рекомендациях МСЭ, в которых описывалась концепция ШЦСИО (1988 г.), в качестве такого единого метода распре-деления информации был предложен метод асинхронной доставки информации, основанный на технологии ATM. Тех-нология ATM представляет собой разновидность метода коммутации пакетов и рассматривается как набор протоко¬лов для применений, ориентированных на соединения с га-рантированным качеством обслуживания, означающим вы-деление необходимой полосы пропускания и обеспечение минимальных задержек. Перечислим основные свойства метода ATM:

  • • исходное сообщение после представления в цифровой форме и перед передачей в сеть связи разделяется на протокольные блоки фиксированной длины, равной 48 байтам;
  • • каждый протокольный блок дополняется служебной ча-стью - заголовком размером 5 байт, образуя ячейку ATM (cell) размером 53 байта: заголовок содержит ад¬ресную часть, элементы защиты заголовка от ошибок и другую служебную информацию, необходимую для га-рантированной доставки ячеек через сеть;
  • • последовательность ячеек ATM, принадлежащих одно-му сообщению, передается через виртуальные соеди-нения (постоянные или коммутируемые), поддержи-ваемые коммутаторами ATM, в которых обрабатывают-ся только заголовки ячеек;
  • • при прохождении ячеек через коммутатор ATM ячейки накапливаются в промежуточных буферах коммутато¬ра, что обеспечивает возможность статистического ис-пользования сетевых ресурсов;
  • • обработка ячеек в коммутаторе ATM (анализ адреса, защита от ошибок, управление потоком ячеек) осуще-ствляется на втором уровне эталонной модели OSI;
  • • на стороне адресата ячейки ATM освобождаются от за-головков и собираются в единую последовательность, из которой затем формируется исходное сообщение.

Сети ШЦСИО, построенные на базе технологии ATM, обеспечивают следующие возможности:

  • • доставку всех видов информации (речь, данные, музы-ку, подвижные, неподвижные, цветные и черно-белые изображения, информацию мультимедиа) с высокими показателями качества обслуживания;
  • • поддержку интерактивных (диалоговых) служб и служб распределения информации (с управлением и без управления со стороны пользователя);
  • • статистическое распределение сетевых ресурсов в со-ответствии с требованиями пользователей (гарантиро- ванная лолоса пропускания), что обеспечивает эффек-тивную передачу как непрерывного, так и пачечного трафика, а также экономический выигрыш при замене арендованных линий.

Технология ATM была выбрана в качестве базовой для построения ШЦСИО - единой цифровой сети, поддержи-вающей как узкополосные, так и широкополосные услуги. Иными словами, технология ATM должна обеспечивать фун-кционирование сетей с достаточно высокими пропускными способностями находящимися в диапазоне десятков-сотен Гбит/с (в настоящее время диапазон требуемых пропускных способностей расширен до значений несколько Тбит/с). В терминах основных характеристик сети это означает, что межконцевые задержки в территориально распределен¬ных сетях должны составлять единицы мс и время обработки протокольных блоков в коммутаторах - десятки и сотни мс. Соответственно, производительность узлов коммутации ATM должна определяться цифрами порядка десятков-сотен миллионов протокольных блоков (ячеек) в секунду. Реализация подобных характеристик стала возможна только в начале 90-х гг., благодаря прогрессу в микроэлек-тронике и волоконно-оптических системах связи. Волоконно- оптические системы связи обеспечивают высокий уровень достоверности передаваемой информации. Вероятность ошибок в современных системах передачи может достигать 10-10—10-11, что позволяет значительно уменьшить объем операций (и, следовательно, временные затраты) по защите от ошибок. Как известно, именно эти операции, применяе¬мые в традиционных сетях с коммутацией пакетов, приводят к возникновению существенных задержек, Кроме того, в классических системах с коммутацией паке-тов (например, на базе протокола Х.25) обработка пакетов базируется на использовании программных средств и, сле-довательно, ведет к существенной загрузке основного про-цессора коммутатора, а также к значительным временным задержкам. Успех в области создания заказных высокопро-изводительных микросхем с большой степенью интеграции (например, ASIC - Application Specific Integrated Circuit) по-зволяет создать коммутаторы ATM, в которых основная часть операций по обработке ячеек выполняется с помощью распределенных микропроцессорных сетей Реализация таких операций, как анализ адресной части, обнаружение ошибок, сборка и разборка протокольных бло-ков, производится в коммутаторах ATM на аппаратном уров-не, что обеспечивает пропускную способность сетевых узлов в десятки и сотни Гбит/с

examination/kg/question471.txt · Последние изменения: 2015/03/26 13:12 — intro