Источник:AlexMou

Моделирование АТМ-коммутаторов

Развитие современных сетевых технологий, успехи в создании волоконно-оптических линий связи и сверхбольших интегральных схем с большой памятью и огромным быстродействием привели к разработке нового способа транспортирования информации, получившего наименование асинхронного режима переноса (Asynchronous Transfer Mode - ATM). Технология АТМ обеспечивает:

• транспортирование всех видов информации (речи, музыки, подвижных и неподвижных изображений, данных) в виде пакетов фиксированной длины – ячеек;
• выделение пользователю в каждый момент времени только того ресурса пропускной способности сети, который ему необходим;
• поддержку интерактивных (диалоговых) служб и служб распределения информации, а также служб с установлением и без установления соединения;
• передачу как непрерывного, так и пачечного трафика, что за счет мультиплексирования позволяет эффективно использовать сетевые ресурсы.

Технология АТМ предоставляет операторам сетей следующие уникальные возможности:

• обеспечивает высокую гибкость и адаптируемость сети как к изменению уровня требований пользователей к качеству обслуживания, так и появлению новых служб, требования которых к семантической и временной прозрачности сети еще четко не определены;
• повышает эффективность использования сетевых ресурсов;
• снижает затраты на проектирование, строительство и эксплуатацию сети, а также на разработку сетевого оборудования, т.к. создается и эксплуатируется одна сеть вместо множества вторичных сетей.

В настоящее время, благодаря успехам в создании волоконно-оптических систем передачи, в производстве сверхбольших интегральных схем, а также возникновению и развитию новых сетевых идей, появилась возможность на базе технологии АТМ создать единую телекоммуникационную систему – широкополосную цифровую сеть интегрального обслуживания (ШЦСИО). В традиционных сетях связи, построенных на базе существующих кабельных и даже коаксиальных линий связи, узким местом, с точки зрения пропускной способности, являлся тракт связи. Высокая скорость передачи и очень низкая вероятность ошибок в волоконно-оптических системах передачи выдвигают на первый план создание высокопроизводительных систем коммутации. Применение в качестве среды передачи волоконно-оптических линий связи с очень малым уровнем ошибок позволило пересмотреть сетевые концепции проверки ошибок в звеньях связи и вынести функции контроля и исправления ошибок в информации пользователя за пределы транспортной сети и возложить эти функции на оконечное оборудование.

Основные способы транспортирования информации от источника до получателя, применяемые в сетях связи, представлены на рис. 1.

Рис. 1. Основные способы коммутации

В левой части рисунка режимы переноса отличаются простотой, лучше приспособлены для обеспечения источников с постоянной скоростью передачи. При движении вправо возрастает гибкость режимов переноса к источникам с изменяющейся скоростью передачи и большой пачечностью. Однако, реализация таких режимов переноса характеризуется возрастающей сложностью обработки в узлах коммутации, что снижает реализуемую скорость доставки в сети.

Применение для передачи данных цифровых трактов связи с меньшим уровнем ошибок, а также необходимость обеспечения высокоскоростной передачи данных позволили сократить количество функций, решаемых узлом коммутации на уровне звена, и рассмотреть возможность практического использования протокола Frame Relay. При протоколе Frame Relay повторная передача кадров с целью устранения ошибок осуществляется только по сквозному каналу, т.е. между оконечными устройствами пользователей функция управления ошибок вынесена на границу сети. Для того, чтобы не загружать каналы передачей кадров, в которых есть ошибки, на уровне звена производится только обнаружение ошибок и стирание кадров, в которых обнаружены ошибки. По своей сложности Frame Relay располагается на оси режимов переноса информации (см. рис. 1) слева от коммутации пакетов, рядом с быстрой коммутацией пакетов.

Сущность режима АТМ

Сущность режима АТМ состоит в транспортировании всех видов информации пакетами фиксированной длины (ячейками). При этом потоки ячеек от различных пользователей асинхронно мультиплексируются в едином цифровом тракте. В качестве протокольной единицы в АТМ принят пакет фиксированной длины, включающий заголовок (5 октет) и информационное поле (48 октет). Применение коротких пакетов (53 октета), минимизация функций, выполняемых при коммутации, позволили уже сегодня достичь производительности коммутаторов АТМ 10 Гбит/с и более (рис. 2).

Рис. 2. Сущность технологии АТМ