8.4. Ячейки atm

Ячейка ATM, или ATM PDU, грубо делится на две части: 48 байтов -рабочая нагрузка и 5 байтов - заголовок. Заголовок имеет свою внутреннюю структуру, зависящую от типа интерфейса, через который проходит ячейка.

8.4.1. Структура ячеек ATM

Рассмотрим структуру заголовка ячейки ATM. Она представлена на рис. 8-8 для двух типов ин­терфейсов: UNI и NNI. Эти интерфейсы неравноправны. Так, для интерфейса сеть-сеть NNI не нужна общая информация для управления потоком данных, хранящаяся в специальном поле об­щего управления потоком данных - GFC, а для интерфейса пользователь-сеть - UNI (открываю­щего путь в сеть) она нужна. Следовательно, в структуре заголовка ячейки ATM для интерфейса UNI поле GFC (1-ый байт, биты 5-8) присутствует, а для интерфейса NNI - нет (фактически его 4 бита устанавливаются на нуль, оставляя те же 8 бит в адресной части VPI).

В результате заголовок ATM ячейки для этих двух интерфейсов имеет следующую структуру:

Поясним приведенные поля заголовка.

VPI - идентификатор виртуального пути. Один виртуальный путь, как известно, может содер­жать несколько виртуальных каналов, поэтому общая полоса пропускания сначала распре­деляется по виртуальным путям, а затем каждому пути, или VPI, назначается определенное число виртуальных каналов, характеризующихся соответствующим VCI. VCI - идентификатор виртуального канала. Для ускорения обработки ячеек ряд устройств, как

было отмечено, обрабатывает только VPI поля.

РТ - тип полезной нагрузки - определяет тип трафика, который может быть передан с помощью ATM-ячеек. Сюда относится не только указание на тип передаваемой информации (данные, речь, видео), но и информация о перегрузках (поле GFC не передает такой информации), управлении и обслуживании.

С - флаг допустимости потери ячейки. Флаг устанавливается на "1" тогда, когда ячейка мо­жет быть потеряна/отброшена без большого ущерба для ценности принятой информации. НЕС-код контроля ошибок заголовка. Поле длиной в один байт, которое позволяет обнаружи­вать множественные ошибки заголовка (а не всей полезной нагрузки) и исправлять одиноч­ную ошибку.

Кроме указанных функциональных назначений отдельных элементов заголовка ячейки ATM, поля VPI и VCI могут служить для кодировки специальных сигнальных сообщений - мета-сигналов, которые могут использоваться для установления различных режимов работы во время сессий или сеансов связи и обслуживания. Например, может быть задан широковещательный режим работы сети. Сеть может быть предупреждена о посылке "пустых" ячеек при отсутствии полезной нагрузки с целью поддержания синхронного режима работы.

8.4.2. Особенности операций с ячейками

Тот факт, что системы ATM работают на высокой скорости, объясняется не только желанием уве­личить скорость обработки передаваемых сообщений, но и попыткой скомпенсировать относи­тельно большие потери скорости на обработку заголовков. Эта проблема известна как проблема перегрузки заголовками (overhead). При заголовке 5 байт и полезной нагрузке самое большее 48 байт эта перегрузка составляет 10,41%. Однако с учетом того, что 4 байта могут дополнительно использоваться на эти цели на уровне AAL, имеем соотношение 9 к 44, т.е. перегрузка может дос­тигать 20,45%. Фактически эта величина может быть еще выше, если учесть 4% перегрузки, до­бавляемой на физическом уровне при использовании, например, SONET. Становится ясно, что ATM должна использовать высокоскоростные каналы передачи, имеющие широкую полосу про­пускания, хотя бы для того, чтобы компенсировать большую перегрузку заголовками.

Другая проблема - обеспечение фиксированной (и небольшой по величине) задержку тра­фика между источником и приемником, например, для передачи голоса и видеосигналов. Такой трафик относится к классу изохронных. Для него ITU-T рекомендует иметь максимальную вели­чину задержки не более 200 мс. Другие исследования показывают, что в отсутствии эхо макси­мальная задержка может достигать до 600 мс.

Источники возможных задержек в ATM тракте вполне очевидны - это все операции, со­вершаемые над голосовым сигналом в процессе его прохождения по тракту (они создают опера­ционные задержки - C/SD). С другой стороны при прохождении по физической среде передачи возникают задержки на распространение - PD (они определяются из расчета 4-5 мксек/км). Два других вида задержек, задержки на переключение - SD и задержки на нахождение в очереди -QD, обусловлены коммутаторами. В стандарте ITU-T Recommendation Q.507, например, исходят из средней задержки не более 450 мксек. Общие оценки могут быть получены суммированием всех ошибок. Подсчет проведенный в [43] дает величину порядка 15 мсек для модельного приме­ра. К этому надо добавить задержку, как минимум, в 6 мс возникающую из-за пропадании каждой ячейки при стандарной (без уплотнения) схеме кодирования речи (64 Кбит/с) в канале связи.