1. Актуальність роботи
2. Огляд технології АТМ
   • Метод АТМ
   • АТМ і модель OSI
   • Робота мережі АТМ
   • Задачі комутаторів АТМ
   • Типи АТМ - з'єднання
   • Групова передача в АТМ
   • Сигналізація й адресація в АТМ
     • Метод встановлення зв'язку
     • Моделі адресації
     • Адресний формат
3. Огляд дослідження
4. Матеріали дослідження
   • Методика розрахунку трафіку
   • Обгрунтування вибору технології
   • Аналіз існуючих топологій
   • Середовище передачі
   • Апаратні засоби
   • Показники якості мережі
5. Висновки і перспективи використання АТМ
6. Література

В останні роки у всіх передових країнах спостерігається інтенсивний розвиток інформаційно – телекомунікаційних систем. Усе більш чітко визначаються тенденції по створенню високошвидкісних цифрових мереж. Інтерес до високошвидкісних мереж зв'язку можна пояснити декількома причинами, з числа яких можна виділити три основні: абоненти мережі електрозв'язку хочуть розширити спектр наданих їм послуг можливістю обміну рухливими і нерухомими зображеннями; безупинний ріст вимог до високошвидкісних трактів для взаємодії віддалених локальних обчислювальних мереж; розвиток систем віддаленої обробки даних, що вимагають передачі великих обсягів інформації.

Одним з найбільш перспективних, що швидко розвиваються технологій у галузі зв'язку в даний час є метод високошвидкісної передачі даних з використанням безупинно наступних друг за другом елементів фіксованої довжини, названий ATM (Asynchronous Transfer Mode - асинхронний режим передачі). Технологія ATM розвивається по шляху використання міжнародних стандартів і дозволяє передавати по магістральній лінії зв'язку з високою швидкістю великі обсяги даних різного типу (мова в реальному масштабі часу, відеозображення, цифрові дані і т.д.). При цьому забезпечується можливість масштабування мережі зв'язку, нарощування її можливостей у міру зростання потреб користувачів в обсягах переданих даних і в переліку послуг.

Технологія ATM є найбільш перспективним рішенням задачі переносу різнорідної інформації у широкосмугастих цифрових мережах з інтеграцією служб. Це - специфічний, подібний пакетному, метод переносу інформації, що використовує принцип асинхронного тимчасового мультиплексування.

Метод ATM є орієнтованим на з'єднання: будь-якій передачі інформації передує організація віртуального з'єднання ( що комутирується чи постійного) між відправником і одержувачем даних, що згодом спрощує процедури маршрутизації. Дані перед їхньою передачею по каналах зв'язку поділяються на ділянки довжиною 48 байт. До них додається заголовок (5 байт). Утворяться елементи, що передаються з використанням віртуальних каналів, тобто логічних каналів, що мають ідентифікатор, які організуються між двома пристроями для встановлення зв'язку. В одному фізичному каналі зв'язку, як правило, передаються спільно елементи, що належать множині різних віртуальних каналів. Елементи, що надходять від різних комплектів устаткування даних, поєднуються в каналі зв'язку, утворити груповий сигнал, і комутируються у вузлах мережі.

У порівнянні з комутацією пакетів, де пакети можуть мати різні розміри з різними відстанями між ними, елементи ATM мають строго фіксовану довжину, кратний байту, і випливають друг за другом без перерв. Це полегшує процедури обробки сигналу, що дозволяє підвищити швидкість передачі інформації і надає можливості широкосмугастого зв'язку. На відміну від комутації каналів з тимчасовим ущільненням елементи надаються користувачам тільки на час передачі інформації. При відсутності необхідності передачі інформації користувач не займає ресурси мережі зв'язку, що підвищує ефективність їхнього використання. Звідси відбувається назва методу: термін "асинхронний" означає, що елементи, які належать одному з'єднанню, надходять у канал зв'язку нерегулярно, і тимчасові інтервали надаються джерелу повідомлень відповідно до його реальних потреб.

Невелика довжина елемента дозволяє легко перемежовувати елементи, використовувані для різних додатків, таких як передача даних, мови і відеозображень. Висока швидкість дає можливість передавати інформацію в реальному масштабі часу. Контрольні функції, такі як розпізнавання типу повідомлення, підтвердження факту одержання повідомлення приймаючим терміналом, виявлення помилок при передачі інформації, керування повторною передачею і т.д. з метою спрощення процедур обробки елементів проміжними вузлами зв'язку передані протоколам верхніх рівнів.

Загальна композиція протоколів включає фізичний рівень, рівень ATM, рівень адаптації (AAL - ATM Adaptation Layer), що залежить від виду наданої послуги, і верхні рівні.

Фізичний рівень відповідає традиційному першому рівню еталонної моделі взаємодії відкритих систем і регламентує фізичне середовище переносу інформації. Крім того він забезпечує функції ідентифікації границь елементів, виявлення і виправлення помилок у заголовках.

Рівень ATM служить для мультиплексування/ демультиплексування елементів, генерації заголовків елементів, виділення інформаційного поля і прозорий його перенос. Ніяка обробка інформаційного поля (наприклад, контроль на наявність помилок) рівнем ATM не виконується. Границя між рівнем ATM і рівнем адаптації відповідає границі між функціями, що відносяться до заголовка, і функціями, що відносяться до інформаційного поля.

Рівень AAL підтримує функції протоколів верхніх рівнів, забезпечує адаптацію з ними функцій передачі рівня ATM, а також з'єднання між ATM і не - ATM інтерфейсами. Прикладами функцій даного рівня є виявлення інформаційних блоків, що надходять з верхнього рівня, їхня сегментація на передавальному кінці і перетворення вихідного цифрового сигналу в елементи ATM. відновлення вихідної інформації з елементів ATM на прийомному кінці, напрямок інформаційних блоків до верхнього рівня, компенсація змінної величини затримки в мережі ATM для звукових сигналів, обробка частково заповнених елементів, дії при втраті елементів і т.д. Будь-яка специфічна інформація рівня адаптації (наприклад, довжина полючи даних, оцінки часу, порядковий номер), що повинна бути передана між взаємодіючими рівнями адаптації, міститься в інформаційному полі елемента ATM.

Мережа ATM - це набір комутаторів і кінцевих систем (хостов, маршрутизаторів і т.д.) ATM, зв'язаних між собою межточечними каналами зв'язку (point-to-point links), або інтерфейсами UNI чи NNI. Перший тип інтерфейсу (UNI) використовується при з'єднанні кінцевіх систем ATM, другий (NNI) - при з'єднанні комутаторів ATM.

Задачі комутатора ATM no суті дуже прості: при відомому значенні ІВК чи ІВШ одержати деякий елемент по каналі зв'язку, знайти відповідне з'єднання в місцевій таблиці перетворення, щоб тим самим визначити вихідний порт (чи порти), а також нові ВК (віртуальний канал) і ВШ (віртуальний шлях) для такого з'єднання на даному каналі зв'язку, після чого даний елемент разом з відповідними ідентифікаторами передається на вихідний канал зв'язку.

Кожній передачі даних передує настроювання місцевих таблиць перетворення, здійснюване ззовні. За способом настроювання таких таблиць розрізняють два основних типи АТМ-з'єднаня:

Постійне віртуальне з'єднання (Permanent Virtual Connection, PVC). З'єднання PVC установлюється за допомогою якого-небудь зовнішнього механізму, як правило, за допомогою адміністративного керування мережею. При цьому ряд комутаторів між джерелом і приймачем ATM програмується визначеним значенням ІВК і ІВШ.

Віртуальне з'єднання, що комутирується, (Switched Virtual Connection, SVC). З'єднання SVC встановлюється автоматично, за допомогою сигнального протоколу. З'єднання SVC не вимагає ручного втручання, необхідного для настроювання PVC, і, тому, воно одержало більш широке поширення. Протоколи високого рівня, що діють у мережах ATM, як правило, використовують SVC.

Існують, у залежності від типу з'єднання (SVC чи PVC), два основних варіанти з'єднання ATM: Межточечні з'єднання (point-to-point), при якому дві кінцеві АТМ-системи з'єднуються між собою. Таке з'єднання може бути односпрямованим чи двоспрямованим.

Точечно-многоточечное з'єднання (point-to-multipoint), при якому одна передавальна оконечная АТМ-система (так називаний "кореневий вузол") з'єднується з декількома приймаючими оконечными системами (їх називають "кінцевими вузлами"). Тиражування елементів у мережі здійснюється за допомогою комутаторів ATM, у яких з'єднання розходиться на кілька галузей. Таке з'єднання є односпрямованим і дозволяє передавати інформацію з кореня на кінцеві вузли, у той час як кінцеві вузли, у рамках того ж з'єднання, не можуть передавати інформацію чи кореню один одному.

Необхідно відзначити, що серед перерахованих варіантів АТМ-з'єднань відсутні можливості широкомовної (broadcasting) чи групової (багатоадресної) передачі (multicasting), характерні для багатьох ЛВС середнього рівня з загальним середовищем передачі даних, таких як Ethernet і Token Ring. У мережах ATM аналогом групової (багатоадресної) передачі могло б стати "многоточечно-многоточечне" з'єднання. Однак таке рішення не реалізоване через те, що в найбільш розповсюдженому 5 варіанті рівня AAL (AAL5), що застосовується для передачі даних у мережах ATM, не передбачено ніяких засобів для чергування елементів з різних пакетів в одному з'єднанні. Це значить, що всі пакети AAL5, послані по визначеному з'єднанню й у визначеному напрямку, будуть прийняті послідовно, без чергування елементів з різних пакетів, оскільки в противному випадку приймач не зможе відновити отримані пакети.

Для рішення задачі групової передачі в ATM можливі три способи: Групова (багатоадресна) передача по віртуальному шляху. При такому механізмі, усі вузли групи многоадресной передачі з'єднуються між собою по многоточечно-многоточечному віртуальному шляху, причому кожному вузлу призначається своє власне, унікальне значення ІВК, у рамках даного ВП. Таким чином, пакети можуть бути розпізнані за унікальним значенням ІВК джерела.

Сервер групової (багатоадресної) передачі. При такому механізмі усі вузли, що передають дані в групу багатоадресної передачі, установлюють міжточечний зв'язок із зовнішнім пристроєм, що називається сервером групової (багатоадресної) передачі. За допомогою точечно-многоточечного зв'язку такий сервер, у свою чергу, приєднаний до усіх вузлів, що приймають пакети групової (багатоадресної) передачі. Сервер одержує пакети по межточечних з'єднаннях, а потім передає їх через точечно-многоточечне з'єднання, але тільки після того, як переконається, що пакети організовані в послідовності (тобто наступний пакет пересилається тільки по закінченні пересилання попереднього). Таким чином, запобігається змішування елементів.

Оверлейні точечно-многоточечні з'єднання. При такому механізмі, кожен вузол групи багатоадресної передачі встановлює точечно-многоточечне з'єднання з усіма вузлами групи і, у свою чергу, стає кінцевим вузлом у рівнозначних з'єднаннях всіх інших вузлів. Отже, усі вузли можуть як передавати сигнали на всі інші вузли, так і приймати їх із всіх інших вузлів.

Діючі в мережах ATM високорівневі протоколи реалізують групову (багатоадресну) передачу двома останніми способами.

На різних ділянках ATM діють різні сигнальні протоколи: оконечна система і ATM обмінюються сигналами ATM UNI через інтерфейс UNI; сигнали ATM NN1 діють в інтерфейсі NN1. Сигнальні запити ATM UNI передаються по з'єднанню, установленому за замовчуванням: ІВШ=0, ІВК=5.

В обміні сигналами по мережі ATM застосовується "однопрохідний" метод встановлення зв'язку, що діє у всіх розповсюджених мережах зв'язку (наприклад, у телефонних мережах). Це значить, що запит на встановлення зв'язку, поданий визначеної оконечной системою-джерелом, поширюється по мережі і встановлює по шляху необхідні з'єднання доти, поки не досягне свого пункту призначення: оконечної системи-приймача. Маршрутизація запиту на з'єднання (а, виходить, і будь-якого наступного потоку даних) здійснюється під керуванням протоколів маршрутизації ATM. Виходячи з адреси призначення, мережного трафика і параметрів QoS (якість обслуговування), викликаних кінцевою системою-джерелом, кінцева система-приймач може по своєму виборі прийняти чи відкинути запит на з'єднання. Маршрутизація виклику виробляється винятково на основі параметрів, встановлених у вихідному повідомленні-запиті, що обмежує узгодження параметрів з'єднання між джерелом і приймачем, що також може вплинути на маршрутизацію з'єднання.

Загалом, якщо бажає установити з'єднання кінцева система-джерело формує і через свій UNI передає в мережу повідомлення "Установка", що містить адресу кінцевої станції-приймача, бажані параметри сіткового графіка і Qo, різноманітні додаткові інформаційні елементи, що визначають прив'язку до необхідних високорівневих протоколів і т.д. Це повідомлення "Установка" передається на перший комутатор (комутатор уведення), до якого приєднана кінцева система-джерело.

Комутатор висновку відправляє повідомлення "Установка" на кінцеву систему через її UNI. Ця система може, по своєму виборі, або прийняти, або відкинути отриманий запит на з'єднання. У першому випадку вона повертає що запросила кінцевійсистемі-джерелу, по тім же самому шляху, повідомлення "З'єднання". Кінцева система-джерело одержує повідомлення "З'єднання" і підтверджує його одержання, після чого кожен вузол може починати передачу даних по встановленому з'єднанню. Якщо кінцева система-приймач відкидає запит на з'єднання, вона повертає повідомлення "Скидання", скидаючи по дорозі усі встановлені параметри з'єднання (наприклад, усі призначені ідентифікатори з'єднання). Повідомлення "Скидання" використовується також кінцевими системами чи мережею для скидання встановленого з'єднання після того, як усі дані будуть передані.

Очевидно, що будь-який сигнальний протокол вимагає визначеної адресної схеми, за допомогою якої такий протокол ідентифікує джерела і приймачі, що беруть участь у з'єднанні. Сектор стандартизації електрозв'язку (МСЭ-Т) довгий час рекомендував для застосування в загальнодоступних мережах ATM систему адресації Е.164, де адреси схожі на телефонні номери. Адреси, що відповідають Рекомендації Е.164, є суспільним (дуже дорогим) ресурсом і, як правило, не можуть бути використані в часток тому Форум ATM розширив систему адресації ATM, поширивши схему приватних мереж ATM для специфікації W\ 3.0/3.1. Форум розглянув дві принципово різні моделі адресації.

Ці моделі розрізняються точкою зору взаємодії рівня протоколу ATM з іншими існуючими рівнями і протоколами, зокрема, з існуючими протоколами мережного рівня IP. IPX і т.д. У кожного такого протоколу є своя схема адресації і свої протоколи маршрутизації. Суть однієї з моделей полягає в тому, щоб точно такої ж схеми адресації використовувати в мережах ATM. Тоді кінцеві точки ATM можуть бути задані готовими адресами мережного рівня (наприклад, адресами IP), і ці адреси будуть передаватися сигнальними запитами.

Для маршрутизації сигнальних запитів у мережах ATM підходять також існуючі протоколи маршрутизації мережного рівня (такі як IGRP і OSPF), оскільки ці запити, у яких застосовуються існуючі адреси мережного рівня, практично нічим не відрізняються від сигнальних пакетів, не орієнтованих на встановлення логічних з'єднань. Така модель дорівнює рівень ATM до існуючого мережним рівням, і, тому, її називають однорангової (peer) моделлю.

Інша, альтернативна модель відокремлює рівень ATM від всіх інших (наприклад Х.25) чи працюють у лініях з викликом по номері. Оверлейная модель вимагає визначити як нову систему адресації, так і зв'язаний з нею протокол маршрутизації. Кожна система ATM одержує тут свою власну адресу на додаток до адрес інших протоколів, що вона підтримує. Адресний простір ATM логічно відокремлюється від адресного простору будь-якого іншого протоколу, що діє на рівні ATM, і, як правило, ніяк з ним не зв'язано. Тому всім протоколам, що діють у підмережі ATM, потрібно визначений протокол відображення адрес більш високого рівня (наприклад, адрес IP) на відповідні адреси ATM.

Саме по оверлейной моделі Форум ATM реалізував передачу сигналів ATM у специфікації UNI 3.0/3.1. Одна з причин такого рішення полягає в тому, що однорангова модель, спрощуючи адресацію кінцевої системи ATM, у той же час значно ускладнює комутатори ATM, що у сутності повинні виконувати функції мультипротокольних маршрутизаторів і підтримувати адресні таблиці всіх поточних протоколів, а також усіх установлених для них протоколів маршрутизації.

Ще однією важливою обставиною є те, що оверлейная модель відокремлює ATM від інших високорівневих протоколів, забезпечуючи тим самим можливість їхньої незалежної реалізації.

Одержавши у своє розпорядження оверлейную модель, Форум ATM розробив для приватних мереж особливий адресний формат, заснований на синтаксисі адреси крапки доступу до мережного обслуговування (NSAP) у середовищі Взаємодії відкритих систем (OSI).

Всі адреси ATM формату NSAP складаються з трьох компонентів: ідентифікатора повноважень і формату (Authority and Format Identifier, AFt), що задає тип і формат, ідентифікатора вихідного домена (Initial Domain Identifier, IDI), що задає розподіл адрес і адміністративні повноваження, і частини, обумовленої доменом (Domain Specific Part, DSP), що містить фактичну інформацію про маршрутизацію.

У приватних мережах ATM існує три формати адресації, що відрізняються друг від друга типом AFI і IDI:

формат Е.164: у цьому випадку IDI містить номер, сформований відповідно до Рекомендації МСЭ-Т Е-164;

формат DCC: у цьому випадку IDI містить числовий код країни (Data Country Code, DCC), що ідентифікує визначену країну відповідно до міжнародного стандарту ISO 3166. Така адреса кожна організація - член ISO установлює для своєї країни;

формат ICD: у цьому випадку IDI являє собою показник міжнародного коду (International Code Designator, ICD). Такі показники привласнюються відповідно до стандарту ISO 6523 відповідним реєстраційним органом (Британським інститутом стандартів). Кодами ICD ідентифікуються визначені міжнародні організації.

Організаціям і приватним провайдерам мережного сервісу Форум ATM рекомендує створювати власні системи нумерації на базі форматів DCC і ICD.

Розробляється зонова мережа передачі даних на основі технології АТМ для Донецької області. Виконано структурний синтез – розрахунок трафіку, вибір топології. Обрано обладнання та проведено розрахунок показників якості мережі. Доступ здійснюється до транспортної мережі у великих містах Донецької області для таких видів послуг:а) відеотелефонія;б) передача файлів;в) електронна пошта;г) Web-Surfing;д)телефонія.

Предметом проектування є внутрізонова швидкісна мережа передачі даних Донецької області на основі технології ATM. Вона орієнтована переважно на діловий сектор – великі підприємства, організації. Проаналізуємо Донецьку область.

В області існує незначна кількість великих міст. Для вибору центрів доступу до мережі будемо орієнтуватися на адміністративні центри. Але головним критерієм вважаємо кількість населення (вибираємо переважно великі міста).

Розрахунок трафіку мережі Донецької області зроблено за методикою формування матриці взаємного інформаційного тяжіння між об’єктами мережі.
Таблиця 2 – Характеристики типових послуг

За цим розрахунком обрана технологія АТМ – технологія високошвидкісної передачі даних. При виборі топології були розглянути переваги радіальної тополгії – висока швидкість, та кільцевої – економія середовища передачі. Обрана радіально-кільцева топологія, яка в даній мережі має наступну структуру:
Центральний вузол – м. Донецьк
«Радіуси»:
1.Донецьк-Слов'янськ. 2.Донецк-Красноармійск. 3.Донецьк-Маріуполь. 4.Донецьк-Макіївка.
«Кільця»:
1.Слов'янськ - Червоний Лиман – Артемівськ - Констянтинівка -Краматорськ. 2.Красноармійськ - Вел. Новоселівка - Добропілья. 3.Маріуполь – Володарське – Волноваха – Тельманово - Новоазовськ. 4.Макіївка – Харцизьк – Амвросіївка - Докучаєвськ. Рисунок 1 - Топологія мережі

При створенні мережі прийняті наступні технічні рішення:
Як середовище передачі обрано волоконо-оптичний кабель ОКСТЦ фірми “Москабель-Фуджикура”. Розрахована його кількість – 1051 км. Обрано магістральний комутатор Cisco LightStream 1010 з інтерфейсами STM-1 та STM-4 для міст, що утворюють “радіальну” топологію . ( Пропускна здатність задовольняє ТЗ 155Мб/с> 86Мб/с, 622Мб/с>589Мб/с).

Обрано магістральний комутатор Cisco HyperSwitch A100 з інтерфейсами STM-1 для міст, що утворюють топологію “кілець” . (Пропускна здатність задовольняє ТЗ – 155Мб/с> 86Мб/с). Обраний для мережі доступу модуль доступу - Virata Store фірми Advanced Telecommunications має такі інтерфейси: STM-1(155Мб/с) – для зв’язку з транспортною мережею та Е3, Е1 - для зв’язку з мережею доступу.

За проведеним оцінювальним розрахунком мережа задовольняє типовим показникам якостей. Розрахована найгірша затримка – 700 мкс, затримка по ТЗ – 25мс.

Вважаємо заданою кількість об'єктів мережі, кількість абонентів на кожнім об'єкті, розподіл абонентів по використовуваних інтерфейсах доступу в мережу, а також відомими інтенсивності потоків пакетів АТМ, що генеруються абонентами кожної служби.

Мат. чекання трафіку кожної послуги визначається по формулі: [3] k – номер послуги
i – номер вузла мережі
- мат. чекання трафіку, що генерується на і-ом вузлі к-ми послугами
- середня швидкість передачі, необхідна для нормальної роботи к-ої послуги
- навантаження i-го об'єкта к-ої послуги
- кількість абонентів на i-ом вузлі, що користаються к-ої послугою
- число заявок
- середня тривалість сеансу зв'язку к-ої послуги
- мат. чекання трафіку, що генерується на і-ом вузлі
Загальне число навантаження, створюваної i-им вузлом розбивається на 3 частині:
1.Трафик, що замикається на даному вузлі:

2.Трафік, переданий i-им вузлом іншим вузлам мережі: 3.Трафік, що виходить у зовнішню мережу. К1, К2, К3-коефіцієнти замикання навантаження. У свою чергу, потік пакетів , що генерується i-им вузлом мережі, повинний бути розподілений між усіма вузлами виділеної мережі і визначається по формулі:
Інтенсивність потоку , що виходить з i-го вузла в j-й, у самому загальному випадку є функцією інтенсивності потоку , що генерується абонентами j-го вузла, і відстані між вузлами rij і визначається зі співвідношень: де kij – коефіцієнт інформаційного тяжіння між i-м і j-м об'єктами. У загальному випадку буде мати вигляд: де – коефіцієнт інформаційного тяжіння по навантаженню, – коефіцієнт інформаційного тяжіння по відстані. Коефіцієнт інформаційного тяжіння по навантаженню може бути розрахований відповідно до наступного співвідношення:

По мережі, що проектується, передається мультимедійний трафік (відео, дані, голос). Тому при виборі мережної технології для реалізації мережі необхідно користуватися такими критеріями вибору: - гарантований доступ до середовища передачі; - достатня швидкість передачі (сотні Мб/с); - задовільна затримка передачі даних (25мс для передачі відео у реальному часі). Існує декілька сучасних технологій, що обладнають такими властивостями. Це - Frame Relay, SDH та АТМ. [1]
Таблиця 3 – Порівняльний аналіз існуючих технологій.

Технологія	Переваги	Недоліки
SDH	Передбачувана затримка. Відсутність впливу одних з'єднань на інші за рахунок виділеної фіксованої смуги.	Неефективне використання канальних ресурсів.
Frame Relay	Ефективне використання канальних ресурсів. Технологія оптимізована для передачі даних.	Не передбачувана затримка. Якість обслуговування залежить від реалізації мережі.
ATM	Підтримка трафику будь-яких додатків і наявність механізмів гарантії якості обслуговування.	Низька ефективність для організації мало швидкісних каналів.

При побудові мережі може використовуватися одна з нижчеперелічених топологій. Під топологією мережі розуміється конфігурація графа, вершинам якого відповідають комп'ютери мережі (іноді й інше устаткування), а ребрам – фізичні зв'язки між ними. [5]

Загальна шина. Це дуже розповсюджена (а донедавна найпоширеніша) топологія мереж. Рисунок 2 -Шинна топологія

Усі вузли підключаються до однієї лінії зв'язку, це з'єднання працює як у логічній схемі "АБО" (якщо хоч на одному вході є сигнал - на виході теж сигнал). Інформація поширюється в обидва боки. Топологія загальна шина має дуже істотні достоїнства: знижує вартість проводки, дозволяє підключати різні модулі мережі, і майже миттєво розсилати широкомовні звертання до всіх станцій мережі. Але, незважаючи на це, є дуже серйозний недолік загальної шини – дуже низька надійність. Любою найменший дефект кабелю або якого-небудь з численних рознімань веде до непрацездатності мережі. Є ще й інші недоліки в цій топології: невисока продуктивність; у кожен момент часу тільки один комп'ютер може передавати дані в мережу. Тому пропускна здатність каналу зв'язку завжди поділяється тут між усіма вузлами мережі, а них може бути досить таки багато.

Топологія зірка. Топологія дуже відповідає своїй назві: у центрі - загальний мережний пристрій, до якого підключається кожен вузол мережі. Загальним пристрій, до якого з'єднані усі вузли мережі, може виступати концентратор, комутатор, маршрутизатор та інші. Рисунок 3 -Топологія зірка

У порівнянні з попередньої - загальною шиною, зірка може забезпечити істотно більшу надійність мережі. Це головне достоїнство цієї топології: при ушкодженні лінії зв'язку поза мережею виявиться тільки той вузол, що з'єднаний цим кабелем з концентратором, і тільки при несправності самого концентратора може вийти з ладу вся мережа. Мало того, концентратор здатний перевіряти інформацію, що надходить, тому при необхідності адміністратор мережі може заборонити передачу інформації, настроївши концентратор на блокування визначених передач. Самі основні недоліки даної топології більш висока вартість мережного устаткування через необхідність придбання концентратора. Крім того, можливості по нарощуванню кількості вузлів у мережі обмежуються кількістю портів концентратора.

У мережах з великою кількістю вузлів іноді використовують топологію - ієрархічна зірка. Рисунок 4 -Топологія ієрархічна зірка

В даний час ієрархічна зірка є самим розповсюдженим типом топології зв'язків, як у локальних, так і глобальних мережах.

Кільце. У мережах цієї топології дані передаються по кільцю від одного вузла до іншого, як правило, в одному напрямку. Рисунок 5 - Топологія кільце

Кожен вузол перевіряє ці дані і якщо розпізнає їх як свої, то просто копіює них собі у внутрішній буфер. Дані, зробивши один повний обіг, повертаються до вузла-джерела. Тому цей вузол одночасно перевіряє, чи одержав інформацію чи адресат ні. Тут уживають додаткових заходів, щоб у випадку виходу з ладу або відключення якої-небудь станції не перервався канал зв'язку між іншими станціями. Властивість вузла-джерела перевіряти інформацію на вірогідність доставки дуже удало використовують спеціально для тестування мережі і пошуку вузла, що приблизно вийшов з ладу, і не може приймати дані.

Змішана топологія. Якщо розглядати мережі за критерієм кількості об'єднаних вузлів, то можна відзначити наступне: у невеликих мережах, як правило, намагаються використовувати типову топологію – зірка, кільце або спільна шина, для мереж з більшою кількістю вузлів дуже характерний наявність довільних зв'язків між ними. У таких мережах спеціально виділяють окремі фрагменти (підмережи), що, по-перше, зв'язані між собою, а по-друге, мають свою (не обов'язково однакову) типову топологію. І в підсумку виходить мережа зі змішаною топологією. Рисунок 6 - Змішана топологія

Для передачі сигналів у мережах використовуються наступні види каналів зв'язку: кабельні, радіорелейні (РРЛ), супутникові, оптичні і радіоканали. [4]

Кабельні канали зв'язку. Дані канали зв'язку по конструктивному виконанню розрізняються на симетричні (кручена пара і її різновиди) і коаксіальні. Від умови прокладки вони розрізняються на підземні, повітряні і підводні. Достоїнства симетричних каналів: низька вартість лінії зв'язку й кінцевого устаткування, простота реалізації. Недоліки симетричних каналів: низька місткість і швидкість передачі, низька захищеність і надійність, а також мала відстань між регенераційними пунктами. Коаксіальні канали зв'язку мають кращі характеристики в порівнянні із симетричними каналами, але достоїнства і недоліки практично такі ж, як і в симетричних каналів зв'язку.

Безпроводні канали зв'язку. Радіорелейні канали зв'язку (РРЛ). Являють собою ланцюжок приймально-передавальних станцій, що працюють у сантиметровому, дециметровому і метровому діапазонах. Звичайна відстань між станціями дорівнює приблизно 40-60 км. Основна вимога до таких каналів зв'язку – це пряма видимість між приймально-передавальними станціями. Різновидом РРЛ зв'язку можна вважати тропосферні канали зв'язку. Максимальна відстань у тропосферних станцій – 850 км, але в середньому використовується відстань 300 – 500 км. Достоїнства РРЛ зв'язку: висока пропускна здатність, низькі витрати на обслуговування. Недоліки РРЛ зв'язку: залежність якості передачі від кліматичних умов, високі витрати на будівництво даного каналу й кінцевого устаткування.

Супутникові канали зв'язку. Використовуються в основному на геостаціонарних орбітах. Достоїнства супутникових каналів зв'язку: дані канали зв'язку мають високі якості передачі і високою пропускною здатністю. Недоліки супутникових каналів зв'язку: висока вартість.

Оптичні канали зв'язку. Розрізняють волоконно-оптичні лінії зв'язку (ВОЛЗ) і лінії зв'язку з розповсюдженням світлових хвиль у просторі. Достоїнства ВОЛЗ: захист від зовнішніх електромагнітних полів, висока широкосмугність, низькі втрати в каналі зв'язку, більша довжина регенераційної дільниці, малі габарити і маса, невисока вартість. Недоліки ВОЛЗ : висока вартість кінцевого устаткування і прокладки, складність монтажу.

Магістральні комутатори. Знаходячись у ядрі великих мереж зв'язку, магістральні і промислові комутатори АТМ відіграють головну роль. Ці пристрої чітко відрізняються від комутаторів АТМ для робочих груп тим, що відповідають наступним вимогам: 1. комутатор повинний мати розвиті можливості по керуванню трафиком, щоб уникнути перевантажень і забезпечити високу пропускну можливість; 2. комутатор повинний будуватися з надійних, дубльованих компонентів, щоб гарантувати мінімальні простої і мінімальне число дубльованих ланок широкомасштабної мережі зв'язку; 3. комутатор повинний мати можливість роботи зі звичайними локальними мережами і більшістю популярних інтерфейсів WAN, щоб забезпечити гнучку еволюцію мережі зв'язку. [2]

Модулі доступу до АТМ Модулі доступу до АТМ також виконують функції перетворення даних, представлених у форматі «не АТМ» в осередки АТМ і назад. Ці модулі призначені, в основному для установки в існуючій апаратурі і повідомляють їй нові функціональні можливості, властиві технології АТМ.

Одним з найбільше часто використовуваних показників, яким прийнято характеризувати якість цифрових систем передачі, є коефіцієнт двоїчних помилок (ВЕR – Bit Error Rate), що являє собою відношення між помилково прийнятими бітами до загальної кількості переданих біт. При передачі за досить великий (репрезентативний) інтервал часу коефіцієнт двоїчних помилок сходиться до імовірності помилкового прийому двоїчного символу (імовірності помилки на біт). [1] де - кількість помилкова прийнятих двоїчних символів; - загальна кількість переданих біт. У мережах, орієнтованих на пакетну передачу, біти формуються в пакети. Тому як показник, що характеризує якість передачі пакетів, прийнято використовувати імовірність прийому пакета з помилками або імовірність перекручування пакета (РЕR – Packet Error Rate).

де - кількість пакетів, прийнятих з помилками; - загальна кількість переданих пакетів.

Помилки в загальному випадку можуть призвести до різних наслідків. У деяких випадках пакети можуть загубитися, а в інших випадках надходити не по призначенню.

Утрата пакетів може відбуватися через помилки при маршрутизації або внаслідок перевантажень. Імовірність утрати пакета (PLR – Packet Loss Rate) є відношення кількості втрачених пакетів до загальної кількості переданих за досить великий проміжок часу.

де - кількість загублених пакетів; - загальна кількість переданих пакетів.

Іноді пакети можуть надходити адресатові, якому вони не призначені. Будемо називати такі випадки доставкою пакета не за адресою (вставкою пакета). Імовірність доставки пакета не за адресою (PIR – Packet Insertion Rate) є кількість пакетів, доставлених не за адресою, за досить великий інтервал часу спостереження.

де - кількість пакетів, доставлених не за адресою; - кількість пакетів, прийнятих за інтервал t.

Природа цих помилок багато в чому обумовлюється технічними пристроями, у яких вони виникають. Помилки, що залежать від систем передачі, обумовлюються в основному, фізичним середовищем (коаксіальна лінія, волоконо-оптична лінія і взаємозалежні з ними системи передачі) і рядом інших факторів (видом кодування, скремблірованія і т.д.).

Таким чином, під час розвитку високошвидкісної мережі передачі даних АТМ ми маємо можливість створити єдину інтегровану мережу для умов Донецької області, що містить у собі широкий спектр надаваних послуг. Тобто цей проект є актуальним, бо він вкладає внесок у розвиток сучасної телекомунікаційної інфраструктури.

Технологія ATM має важливі переваги перед існуючими методами передачі даних у локальних і глобальних мережах, що повинні обумовити її широке поширення в усьому світі. Одне з найважливіших достоїнств ATM - забезпечення високої швидкості передачі інформації (широкої смуги пропущення).

ATM усуває розходження між локальними і глобальними мережами, перетворюючи їх у єдину інтегровану мережу. Сполучаючи в собі масштабність і ефективність апаратної передачі інформації, властивим телефонним мережам, метод ATM забезпечує більш дешеве нарощування потужності мережі. Це -технічне рішення, здатне задовольнити прийдешні потреби, тому багато користувачів вибирають ATM часто більше заради її майбутньої, ніж сьогоднішньої значимості.

Стандарти ATM уніфікують процедури доступу, комутації і передачі інформації різного типу (даних, мови, відеозображень і т.д.) в одній мережі зв'язку з можливістю роботи в реальному масштабі часу. На відміну від ранніх технологій локальних і глобальних мереж, елементу ATM можуть передаватися по широкому спектрі носіїв від мідного проводу і волоконно-оптичного кабелю до супутникових ліній зв'язку.Технологія ATM забезпечує можливість одночасного обслуговування споживачів, що пред'являють різні вимоги до пропускної здатності телекомунікаційної системи.

Однак, незважаючи на достоїнства ATM, його повсюдне впровадження затримується з ряду причин. Для локальних мереж, що зв'язують персональні комп'ютери, поширення технології ATM гальмується наявністю більш дешевих технологій (наприклад, Ethernet). Усе ще недостатня потреба у високих швидкостях передачі, і більшість організацій не прагне використовувати розширену смугу пропущення ATM, поки передача відеозображень, графіки й інформації інших видів, що вимагає високої пропускної здатності ліній зв'язку, ще не грає для них важливої ролі. Одним з основних перешкод для росту ATM на всіх рівнях, а головне, на рівні персональних комп'ютерів – це відсутність адекватних стандартів. Багато хто з них не відповідають один одному, не сумісні зі своїми попередниками і є предметом суперечек різних організацій, що починають зусилля по стандартизації. До дійсного часу повний комплект єдиних готових стандартів відсутній. До числа стримуючих факторів також варто віднести недостачу АТМ-продуктов на ринку программного забеспечення і недолік досвіду роботи користувачів.

Зазначені достоїнства ATM і причини, що затримують його повсюдне впровадження, визначають перспективи його подальшого використання в розвитих закордонних державах як комерційними, так і військовими організаціями. З часом ростуть потреби користувачів в обсягах переданих даних, що робить технологію ATM усе більш привабливої. Крім того, ціни на комутатори ATM скорочуються щороку приблизно на 50% (починаючи з 1991 р.).

Для боротьби за єдність стандартів і розвиток технології ATM у 1991 р. був утворений консорціум Форум ATM. До травня 1996 р. їм були розроблені 62 специфікації, у тому числі інтерфейс користувач-мережа, що визначає, якої образом пристрої підключаються до мереж ATM з різними швидкостями, эмуляция локальної мережі (LANE - Local Area Network Emulation), эмуляция каналів, базові сигнали між перемикачами, основні принципи тестування і т.д. Ще 34 специфікації знаходяться в стадії розробки. Відповідно до угоди Anchorage Accord, затвердженим на зустрічі Форум ATM у квітні 1996 р.. нові версії специфікацій повинні тепер бути сумісні зі своїми попередниками, що повинне підвищити затребуваність ATM.

Як думають експерти, технологія ATM буде прокладати свій шлях в інфраструктури корпорацій поступово, протягом декількох років. Користувачі можуть будувати мережу ATM поетапно, експлуатуючи її паралельно з вже існуючими в них системами. Звичайно, у першу чергу технологія ATM уплине на глобальні мережі, на магістральні лінії зв'язку, що з'єднують декілька локальних обчислювальних мереж. Однак, незважаючи на слухи про протилежне, користувачі також готові до використання ATM і в локальних мережах.

1. ATM: Технологія високошвидкісних мереж./За редакцією А.Н. Назарова. – М: Гаряча лінія- Телекому, 1999.- 253с.
2. ATM: Технічні рішення створення мереж. ./За редакцією А.Н. Назарова. – М: Гаряча лінія- Телекому, 2001.- 376с.
3. А.Н. Назаров. Розрахунок структурно-мережних параметрів мереж ATM. М: Гаряча лінія- Телекому, 2002.- 256с.
4. А.В.Шмалько “Цифрові мережі зв’язку: основи планування й побудови”.- М.:Еко-трендз, 2001, 282с.
5. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы /В.Г.Олифер, Н.А.Олифер. - СПб.:Питер, 2001.-672с.