9.3. Эталонная модель шисио

Эталонная модель ШЦСИО на основе АРД как открытой системы, оп­ределенная в Рекомендации ITU-T 1.321, отличается от ЭМВОС наличием двух дополнительных уровней: уровня АРД и уровня адаптации, располо­женных последовательно над физическим уровнем. Уровень АРД определя­ет все особенности режимов доставки, не зависит ни от топологии сети, ни от вида физической среды, ни от вида службы. Его функции определя­ются составом заголовка ячейки, перечислены в Рекомендации ITU-T 1.361 "Спецификация уровня АРД" и могут быть следующими: идентификация соединения; замена идентификатора соединения или его продолжение; уп­лотнение/разуплотнение ячеек; контроль (контроль и исправление) ошибок в заголовке; синхронизация ячеек; идентификация типа сообщения (пользо­вательское или служебное), переносимого ячейкой.

В отличие от уровня АРД уровень адаптации зависит от вида службы. Общее описание этого уровня и спецификация предоставляемых услуг оп­ределены в рекомендациях 1.362 и 1.363 соответственно. Основная его функция - сегментирование информационных блоков на части фиксирован­ной длины. При этом в качестве сервисных блоков данных, то есть блоков, подлежащих делению, могут выступать как кадры канального уровня, так и блоки более высоких уровней эталонной модели. Так, на рис. 9.2, а от­ражено, что в ШЦСИО пользовательская информация сегментируется на транспортном уровне, то есть непосредственно в аппаратуре пользователя, тогда как служебная информация (информация контроля, управления и об­служивания) - на канальном уровне, что осуществляется в аппаратуре уз­лов доступа и транзитных узлов сети. На рис. 9.2, б представлена иерар­хия протоколов ШЦСИО при взаимодействии этой сети с традиционной СПД. В этом случае оба типа сообщений преобразуются в узлах коммута­ции. Именно в преобразовании блоков данных, имеющих специфическую структуру для каждой из служб, к единому виду и заключается основной смысл термина "адаптация".

Рис. 9.2. Иерархия протоколов ЩЦСИО: а - для "чистого" АРД; б - при сопряжении ЩЦСИО и ЦСИО

9.4. Процедурная и логическая характеристики протокола ард

Схема преобразования цифрового сигнала на уровнях адаптации и АРД приведена на рис. 9.3. При передаче информации сервисные блоки данных (СБД) уровня адаптации делятся на сегменты фиксированной длины, обра­зуя конечный набор протокольных блоков данных (ПБД), каждый из кото­рых в свою очередь является СБД уровня АРД. На последнем к каждому СБД добавляется управляющая информация протокола (УИП) - заголовок. Образованный таким образом ПБД уровня АРД и есть ячейка. Процесс преобразования сигнала при приеме протекает в обратном порядке.

Как показано на рис. 9.2, ячейка АРД состоит из заголовка и инфор­мационного поля. При этом их размеры и соотношение определяют такие параметры СПД, как величина задержки на сборку/разборку ячеек, на очередь, на обработку в узлах коммутации, и в конечном счете сложность оборудования и стоимость сети. Удовлетворить требованиям по уменьше­нию всех видов задержки одновременно - задача трудновыполнимая. Опти­мальное значение того или иного параметра достигается при различных значениях длины ячейки и ее полей. Именно это при отсутствии соответст­вующих международных соглашений стало причиной многообразия струк­тур ячеек, что влечет возможную несовместимость СПД, их использующих.

Рис. 9.3. Схема преобразования цифрового сигнала на уровнях адаптации, АРД, и доступа к среде

На рис. 9.4, а представлена зависимость времени задержки ячейки в узлах сети от ее длины, причем суммарная задержка определяется задерж­ками на очередь, на распространение по КС и обработку в узлах ШЦСИО. Несмотря на отсутствие единственного оптимального значения длины ячей­ки, можно выделить область значений, в пределах которой суммарная за­держка изменяется незначительно. Границы этой области различными иссле­довательскими организациями устанавливаются по-разному: 32...120 октетов, либо нижняя граница области снижается до 16 октетов, либо верхний предел поднимается до нескольких сот октетов. Выбор единственного значения дли­ны ячейки затрудняет и то, что сам вид суммарной зависимости (рис. 9.4, а) меняется при изменении степени загрузки сети, что иллюстри­руется графиками, приведенными на рис. 9.4, б. В качестве оптимальных значений длин ячеек в различных проектах выбраны: 32 октета (Германия), 35 октетов (Бельгия), 36 октетов (Европейский институт по стандартизации в области связи - ETSI), 53 октета (ITU-T), 64 октета (Исследовательская лаборатория CCL США), 69 октетов (ANSI), 72 октета (Япония).

а) Длина ячейки б) Длина ячейки, дв. символы

Рис. 9.4. Зависимость задержки ячейки в ЩЦСИО от ее длины: а) для составляющих задержки, где 1 - суммарная задержка; 2 - на очередь; 3 - на распространение; 4 - на обработку; б) суммарная задержка при различных, степенях, загрузки сети, где 1 - загрузка 0,65; 2 - 0.7; 3 - 0,75; 4 • 0,8; 5 - 0.82; 6 - 0,835; 7 - 0,85

Еще одной причиной потенциальной несовместимости существующих проектов ШЦСИО являются различия размеров и структуры заголовка яче­ек, обусловленные разнообразием подходов к определению перечня функ­ций, возлагаемых на протокол уровня АРД. Эта причина не столько "технична", сколько обусловлена "различными философиями сетей будуще­го". Выделяют две крайние точки зрения. Согласно первой, принятой в Ев­ропе, АРД считается формой коммутации каналов, что обусловливает про­стоту заголовка и выбор режима виртуальных соединений для передачи ин­формации. В этом случае большинство функций управления и контроля пе­реносится на ООД, оборудование узлов сети упрощается, поскольку на них возлагается только функция маршрутизации ячейки с входящей линии на требуемую выходящую (при этом возможно обнаружение и исправление ошибок в заголовке), что удешевляет построение СПД. Внутри сети ячейки, принадлежащие различным службам, неразличимы. Заголовок каждой ис­пользуется исключительно для идентификации соединения.

Изложенный подход реализован во Франции в рамках эксперименталь­ной программы, в соответствии с которой ячейка состоит из 15 октетов ин­формационного поля и одного октета поля заголовка, содержащего иденти­фикатор соединения. Одним из итогов выполнения этой программы являет­ся вывод о необходимости увеличения длины ячейки до 35 октетов (32 - поле информации и 3 - заголовок, причем 6 двоичных символов кото­рого содержат проверочную последовательность). Формат заголовка, пред­ложенный ETSI (табл. 9.1), имеет длину 4 октета, из которых первые 3 -идентификатор соединения, а последний - проверочная последовательность (5 двоичных символов) и дополнительное поле, содержащее указатель типа сообщения, - один символ и два резервных символа. Формат ETSI также разработан в соответствии с принципами коммутации каналов.

Таблица 9.1

Формат заголовка ячейки АРД, предложенный ETSI

Байты	Биты
	1	2	3	4	5	6	7	8
1	ИВП / ИВК
2
3
4	ЦИП				Тип		Резерв

Другая точка зрения распространена в Северной Америке, где АРД рассматривается как упрощенная форма коммутации пакетов. При таком подходе на заголовок накладывается большое количество функций, что ус­ложняет процесс обработки в узлах сети. Например, в документе техниче­ского подкомитета T1S1 комитета Т1 США предлагается формат заголовка (табл. 9.2), включающий следующие поля: управление доступом, иденти­фикатор виртуального канала, тип сообщения, приоритет службы и прове­рочная последовательность заголовка.

Таблица 9.2

Формат заголовка ячейки АРД, предложенный ANSI

Байты	Биты
	1	2	3	4	5	6	7		8
1	Поле доступа
2	ИВК ЦИП
3
4					Тип			Резерв
5

Существование различий по определению требований к АРД частично объясняется тем, что при одинаковой долговременной цели создания ШЦСИО - предоставление пользователю доступа к широкополосным служ­бам будущего, - ближайшие цели внедрения этого режимы различны. Если в Европе требуется обеспечить совместимость ШЦСИО с существующими сетями общего пользования, функционирующими в большинстве случаев в режиме установления соединения, то в Северной Америке широкополос­ные сети должны осуществлять транспортировку данных в режиме без ус­тановления (подобно дейтаграммному режиму) между локальными и регио­нальными сетями.

Объединить оба подхода - такова одна из целей ITU-T, реализованная в июле 1989 года в Женеве, в результате которой было достигнуто согла­шение о некоторых параметрах АРД. В частности, предложен формат ячей­ки, содержащий заголовок длиной 5 октетов и поле информации - 48 окте­тов (табл. 9.3). Для пользовательского интерфейса заголовок включает:

• поле общего управления потоком (4 бита), которое может использо­ваться в качестве поля управления доступом, как это предусмотрено в предложении комитета T1S1, в режиме без установления соединения, что не исключает возможности применения тех же ячеек при организа­ции обмена информацией в режиме с установлением соединения;

• поле идентификатора (ИВП) виртуального пути (12 битов);

• поле идентификатора (ИВК) виртуального канала (12 битов);

• поле указателя типа сообщения (2 бита), используемое для служебных целей в интересах управления, эксплуатации и обслуживания сети;

• резервное поле (2 бита). Примечание: биты поля указателя типа сооб­щения и резервного поля могут быть при необходимости использованы для расширения ИВК до 16 двоичных символов;

• поле циклической избыточной проверки (ЦИП) заголовка (8 битов).

Таблица 9.3

Формат заголовка ячейки АРД, предложенный ITU-T

Байты	Биты
	1	2	3	4	5	6	7		8
1	Поле доступа
2	ИВП
3	ИВК
4					Тип			Резерв
5	ЦИП