Интеграция трафика в atm сети
В ATMспецифицировано 5 основных классов передачи трафика.
Постоянная информационная скорость CBR
Переменная информационная скорость с лимитированным временем доставки RT-VBR
Переменная информационная скорость с нелимитированным временем доставки NRT-VBR
Допустимая информационная скорость ABR
Неопределенная информационная скорость UBR
Для каждого из классов передаваемых данных определен перечень параметров, которые регламентируют его обработку, передачу по сети ATM.
Построение виртуального соединения для передачи этого трафика по ATMможет быть обеспечено только при выполнении требуемых параметровQos. Это обеспечивается благодаря применению соответствующих протоколов и механизмов на каждом из уровней взаимодействияATM.
На физическом уровне в сети ATMосуществляется управление передачей и приемом по физической среде. На этом уровне так же определяются способы задания границ и правила упаковки ячеекATMв единицы физического уровня.
Физический уровень функционально делится на 2 подуровня:
Уровень физической среды
Уровень преобразования
На уровне физической среды определяются способы кодирования данных, процедуры обеспечения синхронизации передачи и приема данных. Протоколы, используемые на данном уровне, полностью определяются характеристиками среды, по которым передаются данные.
Физический уровень преобразования ATMобеспечивает выполнение следующих функций:
Формирование границ ячейки ATMна физическом уровне
Помещение блоков данных в кадр физического уровня и выполнение обратной операции
Формирование и проверка контрольной суммы заголовка
Согласование информационных скоростей
Информационное взаимодействие на канальном уровне также осуществляется на 2 подуровнях:
Канальный уровень ATM
Уровень адаптации ATM
На канальном уровне ATMопределяется процедура и выполняются основные функции по управлению трафиком:
Создание виртуальных соединений
Управление виртуальными соединениями
Обеспечение необходимого уровня обслуживания
Для выполнения этих функций используется информация, размещенная в заголовке ATM. Назначение уровня адаптации состоит в определении процедур, в соответствии с которыми выполняется преобразование блоков данных верхних уровней в ячейкеATM, т.е адаптация с сетевым уровнем.
Для того, чтобы преобразование в ячейке оптимальным образом соответствовало типу трафика пользователя, применяется несколько уровней адаптации ATM. ЭтоAAl-1,AAL3/4,AAL-5.
AAL-1 предназначен для передачи по сетямATMтрафика типаCBR. Чаще всего это оцифрованный голос видеоконференций. Использование этого уровня адаптации предполагает взаимную синхронизацию источника данных и адаптераATM. При использовании данного уровня адаптации блоки данных, поступившие на вход адаптера, помещаются в поле полезной нагрузкиPTочередной ячейкиATMв том порядке, в котором они были приняты.
AAL3/4 предназначен для обеспечения передачи блоков данных.
AAL-5 наиболее часто используется для передачи поATMтрафика локальных сетей.
Современные принципы создания мсс
Гибридные сети широкополосного доступа
Основной особенностью этих сетей, которые представляют из себя широкополосные сети кабельного ТВ, является изначальная ориентация на предоставление вещательных услуг. В настоящее время классическое ТВ и радио вещание сдают позиции, поэтому инфраструктуры, которые применяются для их предоставления могут быть достаточно успешно использованы для организации новых услуг, таких как доступ в интернет и цифровое видео.
Передача данных по сетям HFC.
Первоначально сети широкополосного доступа использовали для вещания кабельного ТВ. В качестве среды передачи использовался коаксиальный кабель. ТВ сигнал передавался в аналоговом виде в стандартном эфирном формате. Вещание КТВ выполнялось в 2 метровом диапазоне 134-230 МГц и дециметровом диапазоне 470-730МГц.
Трансляция ТВ сигнала занимает ПЧ 8МГц. Поэтому оператор КТВ мог организовать одновременную трансляцию 20-80 каналов. Поскольку распространение сигнала на частоте более 300МГц сопровождается значительными затуханиями в коаксиальном кабеле, то для увеличения дальности распространения использовались аналоговые усилители-регенераторы. При увеличении числа абонентов для построения магистральных компонентов этих сетей стали использовать оптоволоконный кабель. При этом оптическая магистраль как правило использовалась для подключения нескольких коаксиальных сегментов.
Преобразование сигнала из волоконно-оптического сегмента в коаксиальный осуществляется с помощью стандартных конверторов. В результате, такие гибридные волоконно-оптические/коаксиальные сети HFCоказались способными передавать ТВ сигнал на расстояние до нескольких сотен км. В качестве новых услуг операторы КТВ стали предоставлять высокоскоростную передачу данных и доступ к сети Интернет.
Основными компонентами этой схемы являются:
Кабельные модемы CM
Транслирующие станции кабельных модемов CMTS
Кабельные модемы в этой схеме используются для передачи и приема данных по специальным выделенным частотным каналам в сети КТВ, которые свободны от трансляции ТВ программ.
Стандартный кабельный модем снабжен 2 интерфейсами: один для подключения сети КТВ, другой для подключения к рабочей станции или к ЛВС абонента.
Пассивные ответвители А, обеспечивают абоненту возможность одновременно смотреть ТВ и получать доступ к Интернет.
CMTS обеспечивают:
Передачу данных в направлении абонента в частотном формате сетей КТВ.
Прием передаваемых абонентом данных
Кодирование передаваемых данных
Управление подключением абонентов – установление подлинности и биллинг
Спецификация DOCSIS.
Данная технология предназначена для обеспечения требуемого уровня конкурентоспособности для услуг передачи данных, предоставляемых операторами КТВ и представляет собой основу для построения МСС доступа на основе HFC. Согласно этой технологии, передача данных по коаксиальному кабелю в прямом направлении (отCMTSкCM) выполняется на фиксированных каналах из частотного диапазона 108-862 МГц. Для модуляции передаваемого в прямом направлении сигнала применяются алгоритмы линейного кодированияQAM-64, что позволяет при использовании одного ТВ канала обеспечить информационную скорость до 55Мбит/с. Для передачи данных в обратном направлении используется частотный диапазон 5-65МГц, что позволяет работатьCMиCMTSв режиме полного дуплекса. При этом данные в обратном направлении могут направляться со скоростью 30Мбит/с.
В соответствии с требованием DOCSISсразу после включения кабельного модема он автоматически выполняет процедуру согласования для прямого и обратного канала. Эта процедура включает в себя следующие этапы:
Поиск активного прямого канала и установка режима синхронизации CMTS
Прием от CMTSхарактеристик обратного канала
Согласование параметров служебных и информационных потоков
Определение класса устройств
Установка IP-соединенияCMTS
Установка календаря и системных часов на CM
Прием актуальных параметров информационного обмена
Регистрация кабельного модема на CMTS
Установка параметров защиты информационного обмена
На 1 этапе CMвыполняет сканирование частотного спектра, выделенного под прием прямого канала. Обнаруженный прямой канал считается пригодным для передачи, если все процедуры синхронизации с использованиемCMбыли успешно завершены. В противном случае выполняется поиск следующего прямого канала поCMTS.
После синхронизации CMдолжен получить отCMTSпараметры разрешенного к использованию обратного канала. Для передачи этих параметровCMTSпериодически формирует сообщения с описанием характеристик этого канала. В этом случае, если кабельный модем не получит это сообщение в течение установленного времени,CMдолжен осуществить новый поиск прямого канала.
Основное назначение действий, выполняемых на этапе согласования параметров служебных и информационных потоков состоит в распределении между этими потоками пропускной способности прямого и обратного канала. Это распределение осуществляется с учетом индивидуальных требований конкретного абонентского приложения. Для определения параметров IP-соединения наCMиспользуется стандартный механизм конфигурирования удаленного узла. Это протоколDHCP. Установка наCMтекущих значений календаря и времени осуществляется с использованием стандартного протокола интернетNTP.
На следующем этапе CMдолжен принять отCMTSфайл, который содержит рекомендованные к использованию значения параметров служебных и информационных потоков. Эти значения могут отличаться от значений, полученных на прошлых этапах, должны использоваться именно эти последние полученные значения. На последующих этапах модем выполняет действие, которое обеспечивает его идентификацию наCMTSи, при необходимости, информационную защиту передаваемых через него данных.