5 Принципы организации ш-цсио

В основе Ш-ЦСИО лежит применение асинхронного метода (режима) передачи (АМП) (Asynchronous Transfer Mode (ATM)) сообщения и асинхронной цифровой коммутации, которая в литературе получила название быстрой коммутации пакетов (БКП) (Fast Packet Switching (FPS)) [3, 5, 7].

5.1 Асинхронный метод передачи сообщения

АМП состоит в следующем. Сообщение, предназначенное для передачи между пользователями, представляется в виде пакетов (ячеек) с фиксированной длиной 53 байта. 5 байт занимает заголовок, а остальные 48 байт отводятся для передачи сообщения. Ячейки, принадлежащие различным сообщениям, в канале связи могут следовать в произвольном порядке. Таким образом, в одном канале связи образуются виртуальные каналы (ВК) связи (Virtual Channel (VC)). Данное множество ВК образует виртуальный тракт (ВТ) (Virtual Path (VP)) передачи сообщений (в литературе встречаются понятия: виртуальный пучок; виртуальный путь).

На Рисунке 5.1 представлен пример прохождения ячеек АМП от четырех источников сообщения в одном ВТ.

Я_i ^j означает ячейку. Нижний индекс i отражает номер источника сообщения. Верхний индекс j указывает на текущий номер ячейки i-го сообщения.

Из Рисунка следует, что за период времени (от T_н  начала наблюдения до T_к  конца наблюдения) в наблюдаемом виртуальном тракте прошло: две ячейки первого сообщения; три ячейки второго сообщения; три ячейки третьего сообщения и четыре ячейки четвертого сообщения. Следовательно, скорость передачи четвертого сообщения в два раза превышает скорость передачи первого сообщения и в полтора раза скорость второго и третьего сообщений.

На Ш-ЦСИО вводятся понятия [11]:

• соединения по ВК (СВК) (Virtual Channel Connection (VCC));

• соединения по ВТ (СВТ) (Virtual Path Connection (VPC)).

Для продвижения ячейки по заранее определенному маршруту в ее заголовок вводят информацию о ВК и ВТ. Данная информация, соответственно, получила название: идентификатор ВК (ИВК) (Virtual Channel Identifier (VCI)) и идентификатор ВТ (ИВТ) (Virtual Path Identifier (VPI)). Причем, по мере продвижения ячейки по сети (в каждом УК) идентификаторы должны меняться. На Рисунках 5.2 и 5.3 представлены форматы ячеек для интерфейсов, соответственно, "пользователь - сеть" (User - Network Interface (UNI)) (для УИ и УП) и "сеть-сеть" (Network to Network Interface (NNI)) (для транзитных УК).

Как видно из рисунков, на интерфейсе "пользователь - сеть" для ИВТ отведено 8 бит. Следовательно, на данном этапе может быть выделено 2⁸ = 256 ВТ.

На интерфейсе "сеть - сеть" поле для ИВТ равно 12. В результате появляется возможность организации 2¹² = 4096 ВТ.

Поле ИВК имеет размерность 16 бит. Таким образом, в каждом ВТ можно организовать 2¹⁶ = 65536 ВК.

В итоге, на интерфейсе "пользователь - сеть" может быть образовано

2^{8 + 16} = 166777216 ВК, а на интерфейсе "сеть-сеть" 2^{12 + 16} = 166777216 ВК.

Увеличение числа ВК на интерфейсе "сеть - сеть" связано со значительно более высокой скоростью передачи сообщения, чем на этапе абонентских линий.

5.2 Асинхронная цифровая коммутация

При асинхронной цифровой коммутации или быстрой коммутации пакетов фазе передачи пакетов от УИ к УП предшествуют фазы:

• поиск маршрута;

• резервирование ресурсов сети (ВК) по всей длине маршрута и на все время сеанса передачи пакетов данного сообщения.

В транзитных УК, начиная с УИ, последовательно выполняются следующие действия:

• принятие из входящего ВК и ВТ ячейки;

• чтение заголовка ячейки (определение ИВТ и ИВК);

• изменение ИВТ и ИВК в соответствии с исходящими ВТ и ВК (определяются заранее организованным маршрутом);

• передача ячейки в соответствующий исходящий ВТ и ВК.

Перечисленные действия фактически соответствуют первому подуровню сетевого уровня модели ВОС (Рисунок 4.3) и выполняются коммутаторами виртуальных каналов (КВК).

Функция передачи ячейки из входящего в соответствующий исходящий ВТ и ВК состоит в следующем.

К заголовку ячейки добавляется служебная информация, которая определяет прохождение ячейки по коммутационной системе коммутатора ВК от входящего ВК и ВТ к исходящему ВК и ВТ. Ячейка в совокупности с данной служебной информацией получила название быстрого пакета (БП) [5], а служебная информация  заголовок быстрого пакета.

Быстрый пакет в соответствии со своим заголовком поступает в коммутационную систему КВК.

В коммутационной системе КВК происходит чтение заголовка БП и продвижение последнего в соответствующий ВТ и ВК.

На выходе коммутационной системы, перед тем, как передать БП в соответствующий ВК и ВТ, заголовок БП удаляется. Таким образом, БП обратно преобразуется в ячейку АМП, которая поступает в соответствующий исходящий ВТ и ВК.

В коммутаторе ВК функции чтения заголовка ячейки АМП, изменения в ней ИВТ и ИВК, преобразования ячейки в БП выполняет выходной контроллер. Обратное преобразование БП в ячейку АМП выполняет выходной контроллер КВК. В функции входного и выходного контроллеров, соответственно, так же входят демультиплексирование и мультиплексирование ячеек от различных источников сообщений в общий поток ВТ. Поэтому контроллеры часто называют распределителями.

На Рисунке 5.4 показано прохождение ячеек и БП одного виртуального канала в коммутаторе ВК.

На Рисунке 5.5 показана общая структурная схема коммутатора ВК Ш-ЦСИО.

Функции установления, контроля и разъединения соединений ВК и ВТ с требуемым качеством обслуживания для транспортировки всех видов информации в Ш-ЦСИО возложены на систему сигнализации № 7 (СС № 7) [14].

С точки зрения прохождения ячейки по Ш-ЦСИО (Рисунок 5.6) коммутаторы ВК получили следующие обозначения [11]:

ИКМВК  исходящий коммутатор местных виртуальных каналов;

ТКВК  транзитный коммутатор виртуальных каналов;

ВКМВК  входящий коммутатор местных виртуальных каналов.