Umts интерфейсы транспортной сети
6.1. Понятие сквозного канала
В отличие от классической GSM, где трафик и сигнализацию передают в транспортной сети по стандартным каналам со скоростью 64/16 кбит/с, каналы UTRA имеет переменную скорость и их выделяют исходя из услуг, предоставляемых абоненту. В UTRA существует понятие сквозного канала (bearer), который проходит через несколько сетевых узлов (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Сквозной канал
Между этими узлами идет обмен сообщениями о запросах абонента. Это существенная часть общей сигнализации. Кроме того, сигнализация необходима для выполнения процедур подключения абонента к сети локализации абонента, пейджинга и вызовов услуг. В процессе обслуживания абоненту могут быть выделены несколько каналов радиодоступа (RAB – Radio Access Bearer), которые объединяют в RRC (Radio Resource Connection) на радиоинтерфейсе.
Каналы (bearer) в 3G сети можно представить в виде трубки с гибким изменением скорости передачи, управляемой в сигнальном плане в различных функциональных точках (рис. 6.3). В UTRA между UTRAN (RAN) и ядром сети CN (Core Network) используют соединение на основе протоколов RANAP (Radio Access Network Application Part).
При разработке транспортной сети создатели стандарта UTRA изначально ориентировались на использование пакетных технологий, в первую очередь, технологии АТМ (Asynchronous Transfer Mode), которую в конце 90-х годов рассматривали как наиболее перспективную. Однако, как показала жизнь, применение АТМ далеко не всегда является оптимальным решением. В результате в течение 1999 – 2006гг спецификации, относящиеся к интерфейсам транспортной сети, подверглись существенным переделкам. Тем не менее, технология АТМ остается одним из базисов построения интерфейсов транспортной сети..
Рис. 6.3. Сквозные каналы в UMTS сети.
При применении технологии АТМ информацию передают в виде пакетов – ячеек (cell), состоящих из 53 байт: 5 байт – заголовок, 48 байт – информационная часть. В сети используют 2 типа АТМ ячеек: UNI и NNI.
UNI (User-Network Interface) действует между оконечной точкой АТМ и коммутатором; NNI (Network-Node Interface) – между двумя коммутаторами. Линия передачи АТМ образует виртуальный путь (VP – Virtual Path), содержащий виртуальные каналы (VC – Virtual Channel).
Структура UNI ячейки показана на рис. 6.4:
GFC – Generic Flow Control,
VPI – Virtual Path Identifier,
VCI – Virtual Channel Identifier,
PT – Payload Type, указывает на тип передаваемой информации (трафик или управление),
CLP – Cell Loss Priority, флаг, определяющий “важность” ячейки; если CLP = 1 (низкий приоритет), система может “потерять” ячейку.
HEC – Header Error Control, байт проверочных бит заголовка.
-
GFC
VPI
VPI
VCI
VCI
VCI
PT
CLP
HEC
Полезная нагрузка
Рис. 6.4.. Структура ATM UNI ячейки
Стек протоколов АТМ содержит 3 уровня (рис. 6.5).
-
AAL
ATM ADAPTATION LAYER
ATM LAYER
PHYSICAL LAYER
Рис. 6.5. Структура протоколов АТМ
Физический уровень организуют, например, с помощью стыка Е1 со скоростью 2 Мбит/с или SDH STM-1 (Synchronous Digital Hierarchy Statistical Multiplexer-1) со скоростью 155 Мбит/с.
АТМ уровень – на этом уровне выполняют размещение и извлечение информации из ячеек, коммутацию и мультиплексирование.
AAL – ATM Adaptation Layer, отвечает за обмен данными с высшими уровнями. На этом уровне происходит сегментация данных, объединение данных и восстановление исходного потока данных. Существуют 4 различных AAL, из которых в интерфейсах UTRA используют 2:
AAL2 – синхронная передача данных, ориентированная на соединение с переменной скоростью передачи,
AAL5 – асинхронная передача, ориентированная на соединение или без него с переменной скоростью передачи.
AAL2 обеспечивает соединения с жесткой временной связью между источником и получателем. Его используют на Iu-CS (circuit switched), Iur и Iub интерфейсах пользовательского плана. AAL5 применяют при передаче сигнализации и Iu-PS (packet switched) пользовательских интерфейсах.