3.2.4. Размещение и передача ячеек atm на физическом уровне
Физический уровень состоит из подуровней физической среды и конвергенции с системой передачи (см. рис. 2.1).
Физические среды ATM специфицированы рядом международных организаций по стандартизации: Форумом ATM, МСЭ-Т, Американским (ANSI) и Европейским (ETSI) институтами стандартизации, что предполагает возможности использования технологий передачи PDH, SDH, модемов физических линий с прямым размещением ячеек.
Через физическую среду в сети ATM транслируется тактовый синхронизм. Качество синхронизма определяется тактовым генератором и средствами передачи, в частности, линейным кодированием: CMI — кодом с инверсией групп символов; HDB-3 — троичным двухполярным кодом с чередованием полярности и вставками; NRZ-скремблированнием — первым стандартом на линейное кодирование для транспортных сетей в глобальном масштабе.
С помощью прямого размещения ячейки передаются непосредственно по подходящей физической среде, например, по медному или оптическому кабелю. Для выравнивания скорости битов и тем самым сохранения синхронизации применяются пустые ячейки, не несущие информации (рис. 3.76). Перед передачей производится скремблирование. Метод прямого размещения в среде передачи рекомендован к использованию на участке «пользователь-сеть» (интерфейс UNI).
Для отображения ячеек ATM в структуре STM-N они вставляются непосредственно в контейнер С-12 или С-4. При этом каждый байт ячейки ATM занимает один байт в контейнере. Поскольку число байтов для передачи информации, например в С-4, не кратно числу байтов в одной ячейке, последние могут перемещаться в пределах контейнера (рис. 3.77) При использовании STM-1 для ячеек отведен виртуальный контейнер VC-4. Выделяемая при этом скорость передачи составляет 149,76 Мбит/с.
Для STM-4 пропускная способность составляет 599,04 Мбит/с. В заголовке виртуального контейнера VC-4 в байте С-2 делается отметка о загрузке ячеек ATM.
Двоичная комбинация С-2 будет соответствовать: 00010011.
Ячейки мультиплексируются в циклы VC-4 (длительность цикла 125 мкс) одна за одной без свободных промежутков. В случае отсутствия информационных ячеек емкость VC-4 заполняется пустыми ячейками. При этом разграничение ячеек происходит по байтам НЕС и пустыми ячейками. В некоторых случаях возможно разграничение ячеек регулярными кадровыми структурами, как показано ниже, кадрами PLCP.
Ячейки ATM могут вставляться в циклы PDH со скоростями 2,048; 34,368; 139,264 Мбит/с. Это стало возможным после принятия дополнений к рекомендациям МСЭ-Т G.804, G.832 и ETSI ETS 300 337. В МСЭ-Т разработаны другие циклы PDH (G.832) для скоростей 34,368 и 139,264 Мбит/с длительностью 125 мкс, со структурами и заголовками, аналогичными циклам SDH.
Ячейки ATM вставляются синхронно байт за байтом в канальные интервалы 1...15 и 17...31 цикла передачи 2,048 Мбит/с, т.е. каждый байт ячейки передается точно одним временным каналом из 8 бит. Для каждой ячейки требуется примерно два цикла 2,048 Мбит/с (рис. 3.78). Байты синхронизации и сигнализации (0-й и 16- й канальные интервалы) сохраняют свои функции при загрузке Е1 байтами ячеек ATM.
Ячейки ATM вставляются с синхронизацией по байтам в поля информации кадра ЕЗ в соответствии с Рекомендацией G.832 МСЭ-Т (рис. 3.79). В кадре предусмотрены дополнительные байты для управления и обслуживания (7 байтов), из которых байты FA1 и FA2 (Frame Alignment) служат для цикловой синхронизации, байт ЕМ (Error Monitoring, BIP-8) — для контроля ошибок по алгоритму BIP, байт TR (Trail Trace) — для метки тракта, байт MA (Maintenance and Adaptation, обслуживание и адаптация) — для обслуживания и извещения об ошибках на удалённой стороне, байт NR (Network Operator) — для оператора сети, байт GC (General purpose communications Channel) — для общей связи.
Ячейки ATM в сигнале 34,368 Мбит/с (ЕЗ), вводимые через кадры физического уровня PLCP (Physical Layer Convergence Procedure), группируются по девять (рис. 3.80, 3.81). При этом методе размещение ячеек в цикле передачи PDH несколько видоизменяется, но структура кадра сохраняется.
В структуре цикла передачи ЕЗ по Рекомендации G.702 биты 13... 16 каждого цикла заполняются фиксированной последовательностью битов 1100. Для каждого цикла передачи PLCP имеется 190 байтов. Поэтому кадр PLCP может быть вставлен с побайтовой синхронизацией. Заголовок кадра PLCP содержит 4 байта. Первые два байта каждого заголовка PLCP перед ячейками ATM являются цикловым синхросигналом для каждой из девяти ячеек ATM. Третий байт представляет собой индикатор трактового заголовка. Четвертый байт: резервируется для ячеек 1...3; образует канал пользователя для четвертой ячейки; контролирует трассировку кадра PLCP перед пятой ячейкой; определяет статус трассировки перед шестой ячейкой; содержит информацию управления для сети персональных компьютеров перед ячейками 7 и 8; содержит байт проверки заполнения перед ячейкой 9. Хвост кадра PLCP, состоящий из байтов 18...20, создает возможность цифрового выравнивания.
Кроме рассмотренных структур загрузки, ячейки ATM могут непосредственно загружаться в нагрузочные блоки OPUk сети OTN-OTH и в отдельные волновые каналы WDM.