Использование транспортных кадров
Другим методом передачи ячеек является использование транспортных кадров различных технологий. При этом для каждой технологии существует свой формат транспортного кадра и своя схема упаковки ячеек. Форум ATM рекомендовал различные методы передачи ячеек, в частности, стандарт SONET и его европейский аналог — SDH. В табл. 10.5 показано соответствие между иерархиями SONET и SDH. Сети SONET/SDH реализуются на оптических носителях с различной пропускной способностью.
Таблица 10.5. Соответствие между иерархиями SONET и SDH
Уровень иерархии SONET
| Уровень иерархии SDH
| Скорость передачи, Мбит/с
|
OC-1/STS-1
| STM-0 или STM-1/3
| 51.84
|
OC-3/STS-3
| STM-1
| 155,52
|
OC-12/STS-12
| STM-4
| 622.08
|
OC-48/STS-48
| STM-16
| 2488.32
|
Одной из целей разработки технологии SONET было создание единого оптического интерфейса между сетями, принадлежащими разным провайдерам коммуникационных услуг иногда даже из разных стран. Необходимость в разработке этой технологии достаточно очевидна, если учесть, что, например, невозможно напрямую соединить каналы Т1 и Е1. До появления технологии SONET применялись преобразователи, стыкующие каналы одной иерархии с каналами другой. Различия между каналами определялись, в основном, их скоростью: канал Т1 работает на 1.544 Мбит/с, a El — на 2.048 Мбит/с. Требовалось найти общую скоростную базу для данных каналов. И, как оказалось, в качестве такой базы может выступать скорость 155.52 Мбит/с, определенная в технологии SONET как ОС-3 (Optical Carrier, ОС), а в технологии SDH — как STM-1.
В табл. 10.6 показано соответствие скоростей передачи данных оптическими и электрическими сигналами в иерархии SONET. Для примера в таблице приведены соответствующие цифровые каналы, необходимые для передачи информации с соответствующими скоростями. Базовым цифровым каналом является канал DSO с пропускной способностью 64 Кбит/с. Каналы DS1 и DS3 получаются путем мультиплексирования нескольких базовых каналов. Как видно из табл. 10.6 скорости передачи 51 Мбит/с соответствует первый уровень иерархии SONET — STS-1 для электрического сигнала или ОС-1 для оптического сигнала. С помощью мультиплексирования нескольких базовых каналов в один можно, теоретически, поднять общую пропускную способность до 4 Гбит/с.
Таблица 10.6. Иерархия каналов SONET
Оптический сигнал
| Электрический сигнал
| Скорость передачи, Мбит/с
| Необходимое количество каналов DS3, DS1 или DS0
| |||||||
| DS3
| DS1
| DS0
| |||||||
0С-1
| STS-1
| 51.84*
| 1
| 28
| 672
| |||||
0С-3
| STS-3
| 155.52
| 3
| 84
| 2016
| |||||
0С-12
| STS-12
| 622.08
| 12
| 336
| 8064
| |||||
0С-48
| STS-48
| 2488.32
| 48
| 1344
| 32256
| |||||
0С-96
| STS-96
| 4976.64
| 96
| 2688
| 64512
|
* Первый уровень SDH соответствует скорости 155 Мбит/с.
Для того чтобы информацию можно было передавать через сеть SONET, она разбивается на кадры. Каждому сигналу в иерархии SONET/SDH соответствует свой формат кадра. Базовым для технологии SONET является кадр STS-1 (так называемый STS-1 Frame). Он представляет собой прямоугольный массив данных с размером 90х9 байт (9 рядов по 90 столбцов). Этот массив может вместить в себя 810 байт (6480 бит) информации. Следует отметить, что каждый кадр состоит из двух основных полей — полезной нагрузки или, иначе, поля данных (поле Synchronous Payload Envelope, SPE) и служебной информации (поле Transport Overhead, ТОН) — см. рис. 10.8. Буквой К на рис. 10.8 показан служебный заголовок.
Скорость передачи информации по физическому носителю составляет 8000 кадров в секунду. Кадры передаются синхронно с периодичностью в 125 мкс. По этим параметрам нетрудно определить скорость передачи — она составляет 51.84 Мбит/с (размер кадра в битах число кадров в секунду; 64808000 = 51 840 000 бит/с).
Используя несколько базовых кадров, можно получить кадр следующего уровня в иерархии SONET/SDH. Это достигается с помощью процедуры мультиплексирования, при которой параллельные потоки транспортных кадров преобразуются в единый поток. В этом потоке последовательно чередуются кадры STS-1 от первичных параллельных потоков. При этом три соответствующих кадра STS-1 на выходе мультиплексора образуют кадр STS-3. На рис. 10.9 иллюстрируется обобщенная процедура мультиплексирования кадров STS-1 в кадры STS-3.
На рис. 10.10 показан формат кадра уровня N иерархии SONET. Назначение заголовка Path описано ниже.
На рис. 10.11 изображена общая схема передачи пользовательских данных. Как видно из рис. 10.11, данные, поступая на уровень адаптации ATM, разбиваются на информационное блоки размером 48 байт, которые затем поступают на уровень ATM. Там на основе поступивших блоков формируются ячейки, которые после этого упаковываются в транспортные кадры (в рассматриваемом примере — кадры SONET).
Остановимся подробнее на процедуре упаковки ячеек в транспортные кадры SONET. Хочется подчеркнуть, что данный раздел носит исключительно теоретический характер. Учитывая несущественность различий между технологиями SONET и SDH, мы будем рассматривать только упаковку ячеек в транспортные кадры технологии SONET. Однако напомним, что в России большее распространение получила цифровая иерархия SDH.
На рис. 10.12 показана схема упаковки ячеек ATM в поле полезной нагрузки кадра STS-1. Как видно из рис. 10.12, в поле полезной нагрузки появляется дополнительный столбец пути (Path), основным назначением которого является поддержка виртуального соединения между устройствами. Следует отметить, что местоположение этого столбца в поле полезной нагрузки не зафиксировано. Кроме того, столбцы 30 и 59 также выпадают из общего информационного поля. При заполнении кадра ячейками эти столбцы пропускаются. С учетом этого на полезную информацию остается 756 байт, в которые можно упаковать 14.3 ячейки ATM ((90 ∙ 9)-((3 ∙ 9)+(3 ∙ 9) = 756; 756/53 = 14.3).
Ячейки упаковываются в кадр STS-1 последовательно, от начала к концу, горизонтально, слева направо, пропуская столбцы 30 и 59 и полностью заполняя поле полезной нагрузки. Следует отметить, что отдельные ячейки могут начинаться в одном кадре, а заканчиваться в другом. Итак, кадры STS-1, содержащие 14.3 ячейки и передаваемые с периодичностью в 125 мкс, переносят полезную информацию со скоростью 48.38 Мбит/с.
Следующим уровнем скорости в технологии ATM является 155 Мбит/с. Существуют два способа достижения такой скорости. Первый из них заключается в мультиплексировании трех кадров STS-1 (STS-3), а второй — в прямом построении кадра (STS-Зс). Между этими способами существуют определенные различия. Результирующий кадр STS-3, как нетрудно понять, имеет девять столбцов служебной информации, три столбца заголовка Path и в три раза большее поле полезной нагрузки. После выполнения процедуры мультиплексирования служебные столбцы трех кадров STS-1 выстраиваются следующим образом: первым следует первый столбец первого кадра, за ним — первый столбец второго кадра, далее — первый столбец третьего кадра. Затем процедура повторяется для вторых и третьих столбцов кадров STS-1 (рис. 10.13). Ранее отмечалось, что заголовок Path не имеет фиксированного места. Поэтому расположение заголовков Path, принадлежащих разным кадрам STS-1, в общем поле полезной нагрузки кадра STS-3 зависит от их исходного расположения. Так, из рис. 10.13 видно, что заголовки Path третьего и первого кадров STS-1 находятся ближе к началу, чем заголовок Path второго кадра. Поэтому и в кадре STS-3 заголовок Path второго кадра окажется дальше, чем этот же заголовок третьего кадра.
Так как заголовок Path в кадрах STS-1 не имеет конкретного местоположения, а как бы «плавает» в поле полезной нагрузки, то при мультиплексировании не происходит непосредственного объединения трех полей полезной нагрузки кадров STS-1. Поэтому заголовки Path могут разбить общее результирующее поле на несколько частей.
Кадр STS-Зс был разработан специально для того, чтобы получить единое, сплошное поле полезной нагрузки. Символ «с» в его названии отражает тот факт, что три кадра STS-1 связываются (concatenated) друг с другом. Результирующий кадр STS-Зс не может демультиплексироваться ниже уровня в 155 Мбит/с, так как он разрабатывался именно под эту скорость и нет механизмов его «демонтажа». В кадре STS-Зс существует только один столбец, выделенный под заголовок Path, что увеличивает поле полезной нагрузки на 18 байт. Кадр не содержит фиксированных столбцов, таких как столбцы 30 и 59 в кадре STS-1, и все поле полезной нагрузки доступно для упаковки ячеек ATM (рис. 10.14). Кадр STS-Зс предоставляет 2340 байт полезной нагрузки по сравнению с 2268 байтами в кадре STS-3, что позволяет передавать данные (44.2 ячейки в одном кадре) со скоростью 149.76 Мбит/с. Как и в случае с кадром STS-1, ячейки упаковываются горизонтально и не обязаны укладываться в один кадр.
Помимо использования кадров SONET, для передачи ячеек применяют также кадры технологии SDH (например, STM-1). Эти кадры имеют структуру, похожую на STS-Зс, но с некоторыми отличиями в полях. Использование технологии SDH для передачи ячеек ATM наиболее широко распространено в Европе и России.
- Максим Кульгин Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия
- Часть I основы корпоративных сетей.
- 1. Базовые сетевые технологии
- Соединения и каналы
- Технологии b-isdn и atm
- Технология Frame Relay
- Технология isdn
- Плезиохронная и синхронная цифровые иерархии
- Технология sonet
- Технология smds
- Технология Ethernet
- Дальнейшее развитие технологии Ethernet
- Технология 100vg-AnyLan
- 2. Методология построения корпоративной сети
- Сравнение современных технологий передачи данных
- Требования к сети
- Архитектура сети
- Магистраль на базе коммутации ячеек
- Маршрутизация
- Коммутация
- Выделение маршрутов
- Сетевые шаблоны
- Сетевой шаблон глобальной сети
- Сетевой шаблон городской сети
- Шаблон городской сети с технологией sonet/sdh
- Шаблон городской сети с передачей atm поверх sonet/sdh
- Шаблон городской сети, как расширенной локальной сети
- Сетевой шаблон центрального офиса
- Реализация доступа и магистрали
- Критерии выбора технологии
- 3. Качество обслуживания в современных сетях
- Характеристики трафика
- Трафик разных приложений
- Качество обслуживания «на самоокупаемости»
- Обзор технологий качества обслуживания
- Обеспечение перекрывающей пропускной способности
- Приоритетные очереди в маршрутизаторах
- Протокол резервирования ресурсов
- Установление приоритетов в виртуальных сетях
- Качество обслуживания в сетях Frame Relay
- Качество обслуживания в сетях atm
- Рекомендации
- 4. Модель и уровни osi
- Эталонная модель osi
- Протоколы и интерфейсы
- Уровни модели osi Физический уровень
- Канальный уровень
- Сетевой уровень
- Транспортный уровень
- Сеансовый уровень
- Уровень представления
- Прикладной уровень
- Назначение уровней модели osi
- 5. Основные типы сетевых устройств
- Витая пара
- Коаксиальный кабель
- Оптоволоконный кабель
- Сетевые адаптеры
- Концентраторы
- Коммутаторы
- Коммутация «на лету»
- Коммутация с буферизацией
- Бесфрагментная коммутация
- Дополнительные функции коммутаторов
- Протокол stp
- Протокол stp и виртуальные сети
- Протокол stp: заключение
- Маршрутизаторы
- Брандмауэры
- Часть II стек протоколов тср/ip
- 6. Ip и другие протоколы нижнего уровня
- Протокол ip
- Протокол arp
- Протокол 1смр
- Протокол udp
- Протокол rtp
- Адресная схема протокола ip
- 7. Протокол tcp
- Формат заголовка
- Состояние системы
- Блок управления передачей
- Установление и закрытие соединений
- Плавающее окно
- Пропускная способность
- Контроль за перегрузками
- Управление потоком данных
- Политики отправки и приема сегментов
- Таймер повторной передачи
- Адаптивный таймер повторной передачи
- Узкие места в сети
- Протокол tcp в сетях atm
- 8. Маршрутицазия протокола ip
- Автономные системы
- Подсети
- Маска подсети
- Протокол rip
- Маска подсети переменной длины
- 9. Протоколы маршрутизации Протокол ospf
- Протоколы igrp и eigrp
- Протоколы политики маршрутизации egp и bgp
- Протокол igmp
- Алгоритмы построения дерева доставки
- Магистраль mbone
- Протоколы групповой маршрутизации Протокол dvmrp
- Протокол mospf
- Протокол рiм
- Бесклассовая междоменная маршрутизация
- Часть III Технология atm
- 10. Введение в технологию атм
- Появление atm
- Форум atm
- Основные компоненты atm
- Уровни atm
- Уровень адаптации atm
- Уровень atm
- Физический уровень
- Прямая передача ячеек
- Использование транспортных кадров
- Использование plcp
- Интерфейсы atm
- Мультиплексирование в сетях atm
- Инверсное мультиплексирование
- Безопасность в сетях atm
- Сигнализация atm
- 11. Основы технологии атм Соединения atm
- Сети без установления соединения
- Сети с установлением соединения
- Виртуальные соединения в сетях atm
- Типы виртуальных соединений
- Виртуальные пути и виртуальные каналы
- Установление соединений atm
- Ячейки atm
- Сети с передачей ячеек
- Формат ячеек atm
- Ячейки формата uni
- Ячейки формата nn1
- Подготовка ячеек к передаче
- Уровень адаптации aal1
- Уровень адаптации aal3/4
- Уровень адаптации aal5
- Адресация atm
- Адрес dcc aesa
- Адреса icd и е.164 aesa
- Управление адресами
- 12. Коммутация и маршрутизация в атм Коммутаторы atm
- Архитектура коммутаторов atm
- Интеграционные функции коммутаторов
- Управляемость
- Маршрутизация в atm
- Протокол маршрутизации запросов pnni
- Протокол сигнализации pnni
- Качество обслуживания
- Протокол tcp
- Протокол udp
- Резервирование ресурсов и протоколы управления потоком данных
- Организация очередей в маршрутизаторе
- Метод явного контроля скорости
- 14. Интегрированные и дифференцированные услуги Качество обслуживания
- Интегрированные услуги
- Сервисные уровни обслуживания
- Сервисное управление нагрузкой
- Гарантируемое обслуживание
- Протокол резервирования ресурсов rsvp
- Стили резервирования
- Развитие сетей с is
- Дифференцированные услуги
- Архитектура системы с предоставлением ds
- Граничные устройства домена ds
- Внутренние устройства домена ds
- Выходные домены
- Использование протокола rsvp в сетях с ds
- 15. Управление трафиком в атм
- Трафик-контракт
- Параметры трафика
- Категории сервиса
- Связь механизмов управления трафиком
- Контроль за установлением соединения
- Контроль за использованием полосы пропускания
- Формирование трафика
- Контроль потока abr
- Контроль приоритетов
- Организация очередей в коммутаторах
- Реализация очередей для службы ubr
- Реализация очередей для службы abr
- Методы отбрасывания пакетов
- Адаптивное управление буферами в коммутаторах
- 16. Интеграция с атм
- Протокол ip поверх atm
- Передача ip-Дейтаграмм по сети atm
- Взаимодействие устройств в одной логической подсети
- Групповая доставка информации в сети atm
- Взаимодействие устройств в разных логических подсетях
- Протокол nhrp
- Оценка потерь при работе протокола ip поверх atm
- Передача ip-дейтаграмм в кадрах sonet
- Технология эмуляции локальной сети — lane
- Концепция lane
- Технология мроа
- Клиент мроа
- Сервер мроа
- Взаимодействие технологий мроа и nhrp
- Масштабируемость в глобальных сетях
- Технология Tag Switching фирмы Cisco
- Технология aris фирмы ibm
- Технология mpls комитета ietf
- Перспективные разработки. Рекомендации
- Взаимодействие технологий atm и Frame Relay
- 17. Интеграция маршрутизации и коммуникации
- Общие вопросы выбора технологий
- Коммутирующие маршрутизаторы
- Коммутация третьего уровня в atm
- Технологии фирм Ipsilon и Toshiba
- Технология FastIp фирмы 3Com
- Технология NetFlow фирмы Cisco
- Технология SecureFast фирмы Cabletron
- Технология Multiprotocol Switched Services фирмы ibm
- 18. Мультимедиа в сети
- Передача видеоинформации
- Технические требования к передаче видеоинформации в сетях atm
- Некоторые рекомендации по созданию сетей atm с видео
- Передача голоса
- Часть V Приложения
- 1. Стандарты стека протоколов tcp/ip
- 2. Порты протоколов tcp и udp
- 3. Выделение ip - подсетей
- 4. Теория очередей и расчет параметров сети
- 5. Организации по стандартизации
- 6 Список фирм - членов Форума атм
- 7. Спецификации Форума атм
- 8. Список терминов
- 9. Список литературы Основная литература
- Дополнительная литература Технология atm и протокол ip поверх atm
- Технология качества обслуживания
- Система ip-адресаиии
- Некоторые ресурсы Internet
- Алфавитный указатель
- Оглавление
- Часть I 3
- Часть II 109
- Часть III Технология atm 207
- Часть IV 269
- Часть V Приложения 402