Передача пакетного трафика по транспортным сетям последующих поколений

SQ

Рис. 18 Схема протокола LCAS

MST. В обратном направлении, от приемника к передатчику, в полях RSA и MST передается информация, общая для всей сцепки. Это статус элементов сцепки и подтверждение об изменениях в нумерации в последовательности элементов.

Передатчик, получив информацию от приемника, распределяет MST для каждого элемента сцепки и назначает элементам соответствующие номера SQ (см. также табл. 6, 7, 10, 11 и 12, рисунки 11 и 14).

Вобщем случае процедуры LCAS предусмотрены для одного направления передачи, то есть пропускная способность двустороннего канала может быть различной в направлении передачи и приема. Такие асимметричные каналы эффективны на IP-сетях, в которых обычно пользователь получает больше информации, чем передает. Протоколы LCAS для симметричных каналов в настоящее время не регламентированы (находятся в стадии изучения).

Втабл. 13 показан состав служебных полей элементов VCG с расшифровкой названий полей и команд, а на рисунке 19 – примеры наиболее часто используемых протоколов LCAS. Значения команд расшифрованы в таблице; подчеркнем только, что команда «fixed» означает постоянный состав виртуальной сцепки, то есть тракт имеет фиксированную пропускную способность, следовательно, функции LCAS отключены. Отметим также, что в бите «GID» устанавливается

41

значение «1» при использовании виртуальной сцепки (технологии VCAT) вне зависимости от использования процедур LCAS.

Таблица 13

Рассмотрим примеры использования протоколов LCAS [13], для чего обратимся к рисунку 19. В верхней части рисунка отмечены возможные состояния передатчика и приемника виртуальной сцепки и их условные обозначения, расшифрованные в табл.14. Названия состояний даны прописными буквами и примерно совпадают с соответствующими командами (ср. с табл. 13, где команды обозначены строчными буквами).

42

Рис.19 Примеры использования протокола LCAS

Верхние три строки рисунка 19 (ниже обозначений состояний) иллюстрируют протокол добавления нового элемента в сцепку. Первая строка показывает, что канал состоит из четырех трактов (a, b, c, d), один из которых (b) свободен

43

(его передатчик и приемник находятся в состоянии IDLE − ожидания). По другим трактам передается информация клиента (передатчики находятся в состоянии NORM – нормальная работа, а приемники – в состоянии OK – подтверждения нормального приема).

Затем от системы управления транспортной сетью (NMS) поступает команда MADD(b) – добавить элемент в сцепку, который будет передаваться по тракту «b». Передатчик b переходит из состояния IDLE в состояние ADD – добавления и посылает соответствующую команду (add) приѐмнику, который из состояния IDLE переходит в состояние FAIL – отсутствия в сцепке данного элемента (не подтверждения статуса элемента). Но, поскольку от NMS в приемник также поступает команда MADD(b), он посылает передатчику команду ok и переходит в состояние ОК.

Передатчик b переходит в состояние NORM (третья строка рисунка) и посылает команду eos(b) – элемент b последний в сцепке. Одновременно передатчик d, элементы которого ранее были последними, посылает команду norm(d), указывающую на работу в штатном режиме. Приемник отвечает командой rsa − подтверждения порядка последовательности. Последовательность комбинаций команд от передатчика norm и eos, а от приемника – команда rsa, соответствуют штатному режиму, который продолжается до тех пор, пока не возникнет необходимость в каких-либо изменениях.

Четвертая строка рисунка 19 иллюстрирует начало протокола LCAS, соответствующего обнаружению ошибки в тракте b. Как видно из рисунка, приемник b при обнаружении ошибки переходит в состояние FAIL (нет приѐма) и посылает передатчику соответствующую команду fail(b). Передатчик b переходит в состояние DNU – состояние рабочее, но тракт неисправен (информацию не использовать) и посылает команду dnu(b). Одновременно передатчик d посылает команду eos(d) – последний в сцепке, поскольку ранее последним был элемент b. Приемники подтверждают правильность восстановления принятой последовательности (rsa) и, если ошибка устранена, подтверждение статуса элемента ok(b). Все передатчики и приемники переходят в штатный режим.

Последние четыре строки рисунка 19 иллюстрируют протоколы удаления из сцепки вначале элемента d, а затем элемента b.

Процесс удаления элемента d со стороны начинается аналогично ранее рассмотренному процессу ввода элемента, то есть с момента получения команды

44

от системы управления NMS. Передатчик d переходит в состояние REMOVE – удаление элемента и передает приемнику команду idle(d). Приемник переходит в состояние FAIL, передавая передатчику соответствующую команду fail(d). В передатчике устанавливается режим ожидания IDLE. Эти состояния передатчика и приемника удерживаются до получения следующих команд (штатный режим). При этом происходит обмен между передатчиками и приемниками командами eos, norm и rsa (на рисунке не показано).

Если в приемник от NMS поступает команда MREMOVE(b), последний переходит в состояние ожидания (IDLE) и посылает команду fail(b) передатчику. Передатчик b приобретает состояние DNU, отправляя приемнику idle(b), а передатчик а – команду eos(a) – последний элемент последовательности. Этот момент является началом штатного режима, при котором работают тракты а и с, передатчик b находится в состоянии DNU, приемник d – в состоянии FAIL, а передатчик b и приемник d – в состоянии ожидания IDLE.

В заключение укажем ещѐ раз на то, что рассмотренные технологии GFP, VCAT и LCAS образуют комплекс, работающий под управлением NMS. Этот комплекс обеспечивает возможность создания на сетях с октетной синхронизацией разнообразные наборы интерфейсов для передачи пакетов как с постоянной, так и с переменной скоростью.

ЛИТЕРАТУРА

1.ITU-T Rec. Y.2011 (10/2004) General principles and general reference model for Next Generation Networks.

2.Концептуальные положения по построению мультисервисных сетей на ВСС России. Министерство Российской Федерации по связи и информатизации. 2001.

3.Етрухин Н.Н. Первые рекомендации МСЭ-Т о сетях следующего поколения. ИКС, №5 2005

4.Кучерявый А.Е., Цуприков А.Л. Сети связи следующего поколения. М.: ФГУП ЦНИИС, 2006.

5.Калмыков В.В., Меккель А.М. и др. Транспорт и доступ в инфокоммуникационных сетях. Серия "Инфокоммуникации XXI века", Том VII. Издание МАС, Москва, 2006.

45

6.ITU-T Rec. G.7041.Y.1303 (10/2008) Generic framing procedure (GFP)

7.ITU-T Rec. G.7042.Y.1305 (03/2006) Link capacity adjustment scheme (LCAS) for virtual concatenated signals

8.ITU-T Rec. G.707/Y.1322 (01/2007) Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH)

9.ITU-T Rec. G.709.Y.1331. (03/03) Interfaces for the optical transport network (OTN)

10.ITU-T Rec. G.7043/Y.1343. (07/2004) Virtual concatenation of plesiochronous digital hierarchy (PDH) signals

11.ITU-T Rec. G.832. (10/1998) Transport of SDH elements on PDH networks – frame and multiplexing structures

12.Тверецкий М.С. Информационные структуры и интерфейсы фотонной сети: Учебное пособие / МТУСИ. – М., 2009. – 34 с.: ил.

13.Jose M Caballero, Francisco Hens. Next Generation SDH/SONET: band-width management with LCAS: Trend Communications − www. trend-comms.com.

СОКРАЩЕНИЯ, ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ В ТЕКСТЕ

46

47

48

ПРИЛОЖЕНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА СУПЕРБЛОКОВ В КАДРАХ GFP-T

В кадре данных клиента GFP-T содержится целое число N 536-битовых суперблоков. Значение N должно быть выбрано так, чтобы отношение битов данных клиента по отношению к битам заголовка кадра GFP позволяло оставлять достаточную часть пропускной способности (резервную пропускную способность) для транспортировки кадров управления клиента (CMF).

Если нет ограничений на количество CMF, которые могут быть переданы, тогда самое большое допустимое значение N дает самое большое значение пропускной способности, доступной для CMF. Максимальное количество суперблоков в кадре GFP-T можно подсчитать по формуле

Nмакс = (65536-а)/67,

где 65536 − максимальное число байтов в кадре GFP, 67 – число байтов в суперблоке, а – число служебных байтов в кадре. Очевидно, что Nмакс = 978, если кадр не содержит заголовка расширения и проверочного поля FCS полезной нагрузки (а = 4, то есть определяется только основным заголовком), и Nмакс = 977, если заголовок расширения и FCS полезной нагрузки имеется (а = 64).

Для минимизации задержки и уменьшения времени входа в синхронизм по кадрам, желательно между кадрами данных клиента передавать не более одного CMF. Чем длиннее кадры данных клиентов, тем меньшее количество CMF может быть передано за секунду (меньше частость передачи CMF). Следовательно, при увеличении N число возможных для передачи кадров CMF уменьшается, то есть уменьшается доступная пропускная способность CMF (резервная пропускная способность). Наилучшее использование доступной пропускной способности определяется таким значением N, при котором вся пропускная способность «заполняется» точно одним CMF на кадр данных клиента. Меньшие значения N вызовут сокращение резервной пропускной способности, а большие значения N приведут

49

к меньшему количеству CMF в секунду. Таким образом, возникает задача определения оптимального значения Nопт.

Рассмотрим порядок решения этой задачи на примере передачи данных технологии ESCON по сети синхронной иерархии.

Определим вначале максимальную скорость передачи данных пользователя. Известно, что в технологии ESCON скорость потока в коде 8В10В составляет 200±0,04 Мбит/с. Тогда максимальная скорость декодированного потока пользователя будет

Вп макс = 200,04·8/10 = 160,032 Мбит/с.

Подберем подходящий тракт в сети СЦИ. Таким трактом является виртуальная сцепка VC-3-4v. Определим минимальную пропускную способность этого тракта, полагая, что номинальная скорость передачи контейнера С-3 составляет 48,384 Мбит/с, а допустимые еѐ отклонения равны ±20 ppm.

Вт мин = 48,384·4·(1-20·10-6) = 193,532 Мбит/с.

Определим минимальное количество суперблоков в кадре GFP-T, как ближайшее целое, больше значения, вычисленного по формуле

Вп макс·64/(512·Вт мин - 536·Вп макс) =

= 160,032·64/(512·193,532 - 536·160,032) = 0,7694,

Nмин= 1.

В этой формуле 64 – число битов в заголовке кадра GFP-T, 512 – количество битов пользователя в суперблоке, а 536 – общее количество битов в суперблоке.

При этом резервная пропускная способность будет

Врез = 512·Nмин·Вт мин/(512· Вт мин - 536·Вп макс) =

= 512·1·193,532/(512·193,532 - 536·160,032) = 7,444 Мбит/с.

Найдем оптимальное число суперблоков в кадре GFP-T как ближайшее целое число к значению, полученному по формуле

Вп макс·(64+m·K)/(512·Вт мин - 536·Вп макс).

В этом выражении m – число кадров управления пользователя, которое разрешается вставлять между кадрами данных, а Kу – число битов в кадре управления. Предположим, что m равно 1, а K = 128. Тогда

160,032·(64+1·128)/(512·193,532 - 536·160,032) = 2,308,

Nопт = 2.

Возможность использования полученного значения проверяется соотноше-

нием

50