TEMAT 4
Sieci z integracją technik i usług
Podstawowe cechy i struktura sieci ISDN
Wyposażenie użytkowników oraz protokoły transmisji w sieciach ISDN
MOŻLIWOŚCI SIECI Z INTEGRACJĄ USŁUG
Usługi oferowane przez ISDN można podzielić na:
usługi przenoszenia (ang. bearer services) - zapewniają transmisję sygnałów między stykami użytkowników z siecią;
teleusługi (ang. teleservices) - umożliwiają wymianę informacji między użytkownikami sieci zintegrowanej; obejmują więc również funkcje urządzeń końcowych;
usługi dodatkowe (ang. supplementary sewices) nazywa się usługi modyfikujące lub uzupełniające usługi podstawowe należące do jednej z dwóch wymienionych kategorii.
Atrybuty usługi przenoszenia:
związane z przesyłaniem informacji, określające np. niezbędne wymagania związane z siecią transmisyjną;
związane z dostępem do sieci transmisyjnej;
ogólne, obejmujące zagadnienia: użytkowania, jakości obsługi, usług dodatkowych związanych z daną usługą przenoszenia itd.
Tryb komutacji łączy, przezroczysty kanał 64 kbit/s. - zapewnia przezroczyste przesyłanie informacji między punktami odniesienia S/T. Może być wykorzystywana np. do:
przesyłania sygnału mowy;
przesyłania sygnału audio 3,1 kHz;
przesyłania wielu strumieni informacyjnych zmultipleksowanych przez użytkownika do przepływności 64 kbit/s;
przezroczystego dostępu do publicznych sieci pakietowych X.25.
Tryb komutacji łączy, kanał akustyczny 3.1 kHz - odpowiada usłudze świadczonej obecnie przez publiczną, komutowaną sieć telefoniczną. Umożliwia przesyłanie mowy i sygnałów akustycznych o paśmie szerokości 3,1 kHz, takich jak dane przesyłane za pośrednictwem modemu czy informacje telekopiowe (telefaks grupy 1, 2 lub 3). Sygnał cyfrowy w punkcie odniesienia S/T powinien być zgodny z zaleceniem G.711.
Tryb pakietowy, kanał B i D - zapewnia przezroczysty transfer informacji użytkownika w formie pakietowej przez utworzenie kanału wirtualnego w kanale typu B lub D (typy kanałów będą omówione w p. 3.3).
Tryb komutacji łączy, kanał mowy - do przenoszenia informacji głosowych. Sieć może stosować techniki przetwarzania odpowiadające mowie, jak: transmisję analogową, tłumienie echa i kodowanie mowy o niskich przepływnośćiach. Stąd integralność strumienia bitów nie jest zapewniana.
Teleusługi charakteryzuje się atrybutami:
związanymi z niskimi warstwami;
związanymi z wysokimi warstwami;
ogólnymi.
ETSI zaleca wprowadzenie w pierwszej kolejności następujących teleusług:
telefonia 3.1 kHz;
telefaks grupa 4, klasa 1;
teleteks;
telefonia 7 kHz;
wideoteks oparty na analizie składni;
wideofonia.
Telefonia 34 kHz - zapewnia przesyłanie mowy w paśmie akustycznym o szerokości 3,1 kHz. Łączność jest dwukierunkowa, z oboma kierunkami aktywnymi równocześnie i bez przerw w czasie fazy trwania połączenia związanej z rozmową. Sieć może stosować techniki przetwarzania odpowiadające mowie, jak transmisję analogową, tłumienie echa i kodowanie mowy o niskich przepływnościach.
Telefaks grupa 4, klasa 1 - usługa umożliwiająca abonentom automatyczną wymianę za pośrednictwem TSDN korespondencji biurowej w postaci informacji zakodowanej telekopiowo. Umożliwia dwukierunkową łączność między dwoma użytkownikami przy wykorzystaniu kanału typu B o przepływności 64 kbit/s. Istnieją trzy klasy terminali telekopiowych grupy 4.
Teleteks - (ang. teletex) - umożliwia abonentom automatyczną wymianę za pośrednictwem ISDN korespondencji biurowej w postaci informacji zakodowanej teleteksowo. Usługa jest związana z redagowaniem i drukowaniem korespondencji zawierającej informację tekstową wykorzystującą znormalizowany zbiór znaków.
Wideoteks (ang. videotex) - umożliwia dostęp do odległych baz danych za pośrednictwem sieci telekomunikacyjnych. Cechy tej usługi są następujące:
informacje mają postać alfanumeryczną bądź piktograficzną;
informacje są przechowywane w bazie danych;
informacje przesyła się między bazą danych a użytkownikiem przez sieci
telekomunikacyjne;
informacje wizualne są przedstawiane przy użyciu odpowiednio zmodyfikowanego odbiornika telewizyjnego lub innego urządzenia z ekranem;
dostępem do usługi steruje bezpośrednio lub pośrednio użytkownik;
korzystanie z usługi jest łatwe zarówno dla specjalistów, jak i niespecjalistów;
jest możliwe tworzenie oraz modyfikowanie przez użytkowników informacji
zawartych w bazach danych;
jest możliwe zarządzanie bazami danych, czyli tworzenie nowych baz oraz utrzymywanie baz istniejących, jak również tworzenie zamkniętych grup użytkowników.
Wideofonia - 1 połączenie wideofoniczne w wąskopasmowej sieci ISDN wykorzystuje łącznie od dwóch do sześciu kanałów 64 kbit/s, zależnie od wymaganej jakości obrazu.
Teleakcje - przesyłanie między użytkownikiem a siecią krótkich wiadomości, wymagających bardzo małych szybkości transmisji. Teleakcje obejmują:
telealarm, tzn. przesyłanie informacji alarmowych z różnych urządzeń zainstalowanych u użytkownika do odpowiedniego centrum;
telealert, tzn. przesyłanie informacji o jakimś niebezpieczeństwie z centrów nadzorujących dane niebezpieczeństwo do użytkowników, którzy mają na nie reagować;
telekomenda, tzn. przesyłanie rozkazów do urządzeń sterujących określonymi
procesami;
telemetria, tzn. przesyłanie informacji pomiarowych do centrów, które te
informacje wykorzystują;
telenadzór tzn. przesyłanie informacji o określonych stanach urządzeń nadzorczych zainstalowanych u użytkowników do centrum obsługowego;
telezabezpieczenie polegające na łącznym wykorzystaniu kilku teleakcji przedstawionych uprzednio.
Poczta elektroniczna - usługi polegają na możliwości dostępu do wspólnej pamięci pełniącej funkcję „skrzynki pocztowej" w celu przekazania informacji dla wskazanego odbiorcy bądź też w celu odbioru informacji przekazanej wcześniej przez innych użytkowników. Usługa taka nie wymaga oczywiście dostępności odbiorcy w czasie przekazywania informacji do skrzynki. Przekazywana informacja może być foniczna, tekstowa lub obrazowa, zależnie od rodzaju poczty elektronicznej.
Transmisja danych - sieć ISDN umożliwia przesyłanie danych między komputerami bądź między urządzeniami końcowymi a komputerami, przy zastosowaniu zarówno komutacji kanałów, jak i pakietów.
Usługi dodatkowe - modyfikują lub uzupełniają usługi podstawowe. Możemy wyróżnić następujące typy usług dodatkowych:
usługi związane z identyfikacją numeru;
usługi związane z oferowaniem zgłoszenia;
usługi związane z zakończeniem połączenia;
usługi związane z łączeniem więcej niż dwóch abonentów;
usługi związane z grupami zainteresowań;
usługi związane z naliczaniem opłat;
usługi związane z przesyłaniem dodatkowych informacji.
Niektóre z usług dodatkowych zalecanych przez ETSI:
Prezentacja identyfikatora łącza wywołującego (ang. calling line identification presentation - CLIP) - oferowana abonentowi wywołującemu i polegająca na dostarczaniu mu numeru ISDN abonenta wywołującego wraz jeżeli to możliwe, z informacją o subadresie;
Organiczenie identyfikacji łącza wywołującego (ang. calling line identiflcation restriction - CLIR) - oferowana abonentowi wywołującemu i polegająca na zablokowaniu abonentowi wywoływanemu możliwości otrzymania numeru abonenta wywołującego;
Wybieranie bezpośrednie numeru wewnętrznego (ang. direct-dialling- in - DDI) - bezpośrednie wywołanie abonenta centrali abonenckiej ISDN (ISPBX) bez pośrednictwa telefonistki.
Jawny transfer połączenia (ang. explicit call transfer - ECT) - użytkownik A „zamraża" istniejące połączenie (z użytkownikiem B) i następnie przystępuje do zestawienia innego połączenia (do użytkownika O lub do przyjęcia zgłoszenia przychodzącego (od użytkownika C).
Transfer zgłoszenia w przypadku zajętości (ang. call forwarding busy - CFB) - w przypadku zajętości abonenta korzystającego z tej usługi, przychodzące do niego zgłoszenia są kierowane przez sieć na inny numer.
Transfer zgłoszenia w przypadku braku odpowiedzi (ang. cali forwarding no reply - CFNR) - w przypadku braku odpowiedzi abonenta korzystającego z tej usługi, przychodzące do niego zgłoszenia są kierowane przez sieć na inny numer.
Bezwarunkowy transfer zgłoszenia (ang. cali forwarding unconditional — CFU) - przychodzące do abonenta korzystającego z tej usługi zgłoszenia są kierowane przez sieć na inny numer.
Zamrożenie połączenia (ang. cali hołd - HOLD) - pozwala użytkownikowi na przerwanie istniejącego zgłoszenia, które następnie może być wznowione.
STYKI UŻYTKOWNIKA Z SIECIĄ
Styki użytkownika z siecią - określają punkty dostępu do sieci i funkcje realizowane przez urządzenia stykowe.
Przekroje S, T, R (ang. reference points) - znajdują się między jednostkami funkcjonalnymi sieci ISDN (są znormalizowane przez ITU-T).
Przekrój U - przekrój przez łącze cyfrowe między wyposażeniem liniowym centrali ISDN, a użytkownikiem (nie jest znormalizowany międzynarodowo podobnie jak tradycyjne analogowe łącze telefoniczne).
Adapter sieciowy NT1 (ang. network termination) - zapewnia fizyczny i elektromagnetyczny styk z siecią:
zakończenie transmisyjne łącza;
liniowe funkcje utrzymaniowe i nadzór;
synchronizacja i ramkowanie;
przekazywanie zasilania łącza abonenckiego;
konwersja struktury ramkowej liniowej na standardową;
zakończenie od strony styku.
Adapter sieciowy NT2 - pełni funkcje multipleksowania, komutacji, sterowania urządzeniami końcowymi oraz funkcje utrzymaniowe. Przykłady: centrala abonencka, sieć lokalna (LAN), sterownik urządzeń końcowych.
TE1, TE2 (ang. terminal equipment) - urządzenia końcowe ISDN. TE2 nie ma styku zgodnego z zaleceniami dotyczącymi ISDN i jest przyłączony do sieci ISDN za pośrednictwem adaptera
TA (ang. terminal adapter) - adapter dla urządzenia TE2, dokonujący konwersji odpowiednich protokołów.
Krótka magistrala pasywna (ang. short passive bus) - umożliwia dołączenie równolegle do 8 terminali, przy czym długość przewodów między terminalami a magistralą nie powinna przekraczać 10m. Maksymalna długość krótkiej magistrali pasywnej jest ograniczona dopuszczalnym opóźnieniem sygnału i wynosi 100 do 200 m. Rezystor obciążający, zapobiegający odbiciom sygnału, ma rezystancję 100 Ω.
t0 - NT rozpoczyna wysyłanie impulsu;
t1 - czoło impulsu dociera do TE#1;
t3 - rozpoczęcie wysyłania impulsu odpowiedzi w kierunku NT;
t2 - TE#2 rozpoczyna otrzymywanie impulsu pochodzącego z NT;
t5 - TE#2 zaczyna wysyłanie impulsu zwrotnego.
Ze względu na różne opóźnienia propagacyjne impulsy pochodzące z TE#1 i TE#2 nie dotarłyby do AT w tym samym czasie. Istnieje pewien wspólny okres czasu (okno próbkowania), w którym możliwe byłoby wykrycie impulsu pochodzącego z dowolnego TE przyłączonego do magistrali. Czym większa różnica między opóźnieniami sygnałów pochodzących z TE leżących na przeciwległych końcach magistrali, tym mniejsze jest okno próbkowania i gdy różnica między maksymalnym a minimalnym opóźnieniem („tam i z powrotem") jest większa niż długość impulsu, AT nie będzie w stanie wykryć impulsów pochodzących od wszystkich TE przyłączonych do magistrali.
Całkowita długość magistrali może sięgać 500 m, przy czym skrajne urządzenia końcowe nie mogą być przyłączone do magistrali w odległości większej niż 50 m.
Połączenie jednopunktowe (ang. point-to-point configuration) - gdy przyłączamy tylko jeden TE, a długość magistrali zwiększamy do 1000 m. Jest to tzw.
Konfiguracja gwiaździsta - wiele połączeń jednopunktowych do wspólnego NT.
Zasilanie. Użycie końcówek c, d, e, f jest obowiązkowe, ponieważ związane z nimi przewody przenoszą sygnały. Użycie pozostałych końcówek jest opcjonalne. Źródło zasilania 1 pobiera energię z sieci telekomunikacyjnej, bądź lokalnie. Źródła zasilania 1 i 2 są opcjonalne, a 3 nie jest objęte zaleceniami ITU-T.
Źródło 1 może pracować w trybie: normalnym i ograniczonym (awaryjnym).
Tryb normalny - wymaga zasilania lokalnego, dostarczana moc nie może być mniejsza niż 1 W.
Tryb ograniczony - energia jest pobierana z sieci ISDN i wystarcza do utrzymania co najmniej usług telefonicznych. Minimalna moc źródła 1 wynosi w takim przypadku 420 mW. W obu trybach nominalne napięcie na wyjściu AT powinno wynosić 40 V (z tolerancją +5% - 15%).
Struktury kanałów w przekrojach S i T - styk T pracuje w rodzaju „punkt - punkt", a styk S - wielopunktowo.
Typy kanałów:
kanał B (o przepływności 64 kbit/s) - do transmisji różnorodnych informacji, poza sygnalizacją dotyczącą ISDN;
kanał D (o przepływności 16 kbit/s lub 64 kbit/s) - do przesyłania informacji sygnalizacyjnych oraz informacji związanych z usługami teleakcji lub danych w postaci pakietów;
kanał H0 o przepływności 384 kbit/s;
kanały H1:
H11 o przepływności 1536 kbit/s,
H12 o przepływności 1920 kbit/s.
Struktura fizycznego styku w przekrojach S lub T:
podstawowa (ang. basic interface structure) - zawiera dwa kanały B i jeden kanał D (2B + D), przy czym kanał D ma przepływność 16 kbit/s;
pierwotny kanał B (ang. primary rate B channel interface structures) - zawierają 23 lub 30 kanałów B i jeden kanał D o przepływności 64 kbit/s (23B + D lub 30B + D);
pierwotny kanał H0 (ang. primary rate interface H0 channel structures) - są 4H0 lub 3H0 + D dla przepływności 1544 kbit/s oraz 5H0 + D dla przepływności 2048 kbit/s;
pierwotny kanał Hl - pojedynczy kanał H11 lub H12 + D.
Struktura 30B + D (przystosowana do przepływności 2048 kbit/s - stosowana jest w Europie.
TRANSMISJA SYGNAŁÓW W STYKU UŻYTKOWNIKA
Przykład ciągu z kodem pseudoternarnym stosowanym do transmisji sygnałów w styku S i T przedstawiono na rys. 3/11.
Kodowanie - binarnej jedynce odpowiada brak sygnału w łączu, zeru - impuls dodatni lub ujemny o amplitudzie 750 mV. Kolejne zera binarne zmieniają polaryzację na przeciwną w stosunku do poprzedniego.
Struktury ramek przesyłanych między urządzeniami końcowymi TE, a adapterem sieciowym NT i odwrotnie przedstawiono na rys. 3/12 .
Szybkość transmisji - 192 kbit/s w każdym z kierunków. Pojedyncza ramka zawiera 48 bitów.
Bity F - początek i koniec ramki, przy czym ramka wysyłana z TE do AT jest opóźniona o dwa bity w stosunku do ramki przesyłanej w kierunku przeciwnym. Bity L - zerowanie składowej stałej w częściach ramki do których należą. Adapter sieciowy NT po odebraniu bitów kanału D pochodzących z urządzenia końcowego TE, przesyła ich wartości jako bity E z powrotem w kierunku TE.
Bity E - wykrywanie kolizji występującej w przypadku jednoczesnego nadawania przez kilka urządzeń końcowych TE i sterowania mechanizmem realizacji priorytetów poszczególnych urządzeń końcowych.
„Złamania kodu" - dla celów synchronizacyjnych i polegające na stosowaniu, od czasu do czasu, do kodowania dwóch kolejnych zer symboli o tej samej polaryzacji. Każda ramka rozpoczyna się złamaniem kodu wprowadzanym przez bit F w połączeniu z ostatnim symbolem poprzedniej ramki.
W przykładzie z rys. 3/14 mamy parzystą liczbę zer w kanale B2, a bit D ma wartość logiczną „zero".
do pierwszego złamania kodu wykorzystuje się bit ramkowania F i ostatni bit poprzedniej ramki,
do drugiego złamania kodu stosuje się pomocniczy bit ramkujący FA, jeżeli wszystkie bity kanału B1 i pierwszy bit kanału D odpowiadają jedynkom logicznym.
Do nawiązywania połączeń" w stykach S i T stosuje się pięć sygnałów oznaczanych symbolami od INFO0 do INF04.
INFO0 - brak transmisji TE z NT;
INFO1 - po wykryciu przez TE żądania nawiązania połączenia zgłoszonego przez abonenta, w kierunku NT jest wysyłany sygnał, czyli cyklicznie powtarzany ciąg odpowiadający dwóm zerom i sześciu jedynkom o nominalnej szybkości transmisji wynoszącej 192 kbit/s. Sygnał ten informuje NT o konieczności uaktywnienia styku, ale nie jest wykorzystywany do synchronizacji. Po wykryciu sygnału INFO1 NT uaktywnia styk U;
INFO2 - nadaje się gdy zostanie osiągnięty stan synchronizacji między NT a LT, w przekroju S. Sygnał ten służy terminalom do odzyskania podstawy czasu i jest ciągiem symboli o naprzemiennej fazie;
INF03 - po zsynchronizowaniu zegara TE z sygnałem INF02 terminal rozpoczyna wysyłanie ciągów, czyli pełnych ramek podstawowych;
INFO4 - gdy AT odbierze poprawnie dwie kolejne ramki TE opóźnione o dwa bity w stosunku do początku ramek wysyłanych przez AT. INFO4 to ramki podstawowe zawierające dane w kanałach B, D i E, z bitem A o wartości logicznej jedynki.
Transmisja w przekroju U - w łączu między adapterem sieciowym NT1 a centralą. W przekroju przesyłany jest strumień danych zawierający dwa kanały B i jeden kanał D, czyli strumień o szybkości 144 kbit/s oraz 48 kbit/s używane do synchronizacji i celów utrzymaniowych (razem szybkość 192 kbit/s).
Aby przesyłać dwukierunkowo dane o podanej szybkości w łączu dwuprzewodowym o długości do 8 km, można stosować jedną z dwóch technik:
„pin-pong";
kompensacja echa.
„Ping-pong" -multipleksowanie z kompensacją czasu, polegające na transmisji strumienia danych o dwukrotnie większej szybkości raz w jednym, a raz w drugim kierunku transmisji. Proste i ekonomiczne w przypadku krótkich łączy. Dla dłuższych łączy musi być zastosowana korekcja adaptacyjna w celu zmniejszenia negatywnych skutków niedoskonałości łącza. Wada - problemy z kompatybilnością elektromagnetyczną ze względu na dużą szerokość widma sygnału.
Kompensacja echa - stosowana po obu stronach łącza abonenckiego, czyli w NT1 i LT.
Informacja przekazywana do układu jest wprowadzana do skramblera S, a następnie poddawana kodowaniu transmisyjnemu. W multiplekserze następuje uzupełnienie informacji użytkowej przez słowa synchronizacji ramki oraz informacje utrzymaniowe (przesyłane kanałem M). Z kolei sygnał filtruje się w filtrze cyfrowym FC i przekazuje do przetwornika cyfrowo-analogowego C/A. Za pośrednictwem rozgałęźnika R sygnał jest wysyłany w łącze.
W odbiorniku są trzy pętle sprzężenia zwrotnego służące do odzyskiwania z łącza:
podstawy czasu,
kompensacji echa
korekcji odzyskanego przebiegu.
Odbierany sygnał jest przesyłany z rozgałęźnika R do przetwornika analogowo-cyfrowego A/C, a następnie poddawany filtracji cyfrowej. Przy wykorzystaniu sygnału zegarowego odzyskanego z łącza przez układ podstawy czasu PC oraz odpowiednio podzielonego w kompensatorze echa KE sygnału nadajnika, odejmuje się od sygnału wejściowego tę jego część, która pochodzi od odbić w łączu i przeników rozgałęźnika. Następnie przeprowadza się dalszą korekcję sygnału, najpierw w korektorze wstępnym KW, a następnie w pętli korektora zasadniczego K i układu progu decyzyjnego PD. W pętli decyzyjnej następuje zakwalifikowanie otrzymanego poziomu sygnału do jednego z przedziałów kwantyzacji. Kolejnym etapem przetwarzania jest wydzielenie w demultiplekserze kanałów B i D, które przez deskrambler trafiają do styku T (lub V).
Kod 2B1Q - kod cztero wartościowy, jeden z najczęściej używanych kodów transmisyjnych w styku U (rys. 3/18).
Etapy kodowania:
podzielenie binarnego strumienia informacji na grupy dwubitowe. Wyodrębnianie grup rozpoczyna się od pierwszej pary bitów w ramce (nie licząc słowa synchronizacji ramki);
przypisanie każdej parze bitów jednego z czterech możliwych symboli (-3, -1, +1, +3). Pierwszy bit pary określa polaryzację symbolu (1 - dodatnia, 0 - ujemna), drugi natomiast jego amplitudę (1 - mała, 0 - duża). Stosunek poziomów napięć wysyłanych w łącze odpowiada stosunkowi oznaczeń liczbowych odpowiadających im symboli. Zastosowanie kodu czterowartościowego obniża dwukrotnie szybkość transmisji w łączu.
Przykładowa strukturę ramki transmisyjnej w styku U - rys. 3/19.
Ramka zawiera po 12 bajtów z każdego z kanałów B, 12 par bitów kanału D, 6 bitów kanału utrzymaniowego M (ang. maintenance) oraz słowo synchronizujące SW. Kanały B oraz D są pogrupowane w 12 elementów oznaczanych przez 2B + D, z których każdy zawiera bajt kanału BJ, bajt kanału B2 oraz dwa bity kanału D.
Słowo synchronizujące SW (ang. sync word) - ciąg dziewięciu symboli.
Cala ramka jest przesyłana w czasie 1,5 ms.
Superramka - osiem kolejnych ramek podstawowych. Wprowadzona w celu wyznaczenia początku kanału utrzymaniowego M o przepustowości 4 kbit/s.
Uproszczony przykład aktywacji styku U od strony abonenta zawarto na rys. 3/20.
Stan spoczynku SN0 i SL0 - brak nadawania jakiegokolwiek sygnału.
Rozpoczęcie działania - wysłanie z NT do LT sygnału TN, czyli fali prostokątnej o częstotliwości 10 kHz i wypełnieniu ½. Sygnał TN służy do sygnalizacji żądania nawiązania połączenia zgłoszonego przez abonenta.
Po 9 ms NT rozpoczyna wysyłanie sygnału SN1 potrzebnego do doboru nastaw kompensatora echa w NT. Sygnał ten ma postać ramki, w której wszystkie bity elementów 2B + D i kanału M mają logiczną wartość zero.
Przebieg binarny przed zakodowaniem poddaje się skramblowaniu. Z chwilą zakończenia doboru nastaw kompensatora echa łącze przechodzi w stan spoczynku. LT wykrywa ten stan i rozpoczyna dobór nastaw własnego kompensatora wysyłając w tym celu sygnał SL1 o postaci takiej jak sygnał SN1. Z kolei jest wysyłany do AT sygnał SL2 (o strukturze podobnej do sygnału SN1, z tym, że kanał M przenosi informacje utrzymaniowe) wykorzystywany przez odbiornik do doboru nastaw korektora i synchronizacji ramek.
SZEROKOPASMOWE SIECI CYFROWE Z INTEGRACJĄ USŁUG
Asynchroniczny tryb przesyłania - ATM (ang. asynchronous transfer mode)
informacje są transmitowane poprzez system niesynchronicznie z ich pojawieniem się na wejściu systemu. Kolejność transmisji:
buforowanie;
umieszczenie w pakiecie o stałej długości, czyli komórce;
transmisja przez sieć (dopiero po zapełnieniu komórki).
Mimo „asynchronizmu" komórek, poszczególne bity przesyłane są synchronicznie.
Multipleksowanie komórek odbywa się przez asynchroniczne zwielokrotnienie w dziedzinie czasu. Komórka pochodząca z danego strumienia jest transmitowana w chwili pojawienia się wolnej szczeliny czasowej, w której może zostać umieszczona (patrz rys. 3/25).
Zalety techniki multipleksowania:
możliwość elastycznego dostosowania szybkości transmisji danych do szybkości generowania ich przez źródło. Jest to szczególnie istotne w przypadku tzw. źródeł VBR (ang. variable bit rate) charakteryzujących się zmienną w czasie ilością generowanych danych.
w ATM każde źródło ma możliwość przesyłania informacji. Gdy liczba informacji spada, więcej szczelin czasowych pozostaje dla innych źródeł. Jeżeli odpowiednio duża liczba źródeł VBR korzysta z danego łącza, jest duży zysk wynikający ze statystycznego sposobu multipleksowania.
Zilustrowano to na rys. 3/26.
Model odniesienia B-ISDN
Płaszczyzna użytkownika - zapewnia transfer informacji użytkownika wraz ze związanymi z tym funkcjami sterowania, jak sterowanie przepływem czy wznawiania pracy po wystąpieniu błędów.
Płaszczyzna sterowania - odpowiada za funkcje sterowania zgłoszeniami i połączeniami; ma do czynienia z sygnalizacją niezbędną do zestawiania, nadzoru nad połączeniami i ich rozłączania.
Płaszczyzna zarządzania - realizuje funkcje zarządzania warstwą i funkcje zarządzania płaszczyzną. Zarządzanie warstwą realizuje funkcje zarządzania (np. metasygnalizację) związane z zasobami i parametrami obiektów istniejących w protokołach i obsługuje przepływ strumieni informacyjnych związanych z eksploatacją i utrzymaniem dotyczących konkretnej warstwy. Zarządzanie płaszczyzną realizuje funkcje zarządzania związane z systemem jako całością i zapewnia koordynację między wszystkimi płaszczyznami.
Warstwa adaptacji ATM - adaptacja usług dostarczanych przez warstwę ATM do wymagań warstwy wyższej. Warstwa adaptacji zawiera dwie podwarstwy: segmentacji i łączenia SAR (ang. segmentation and reassembly) oraz spójności CS (ang. convergence sublayer), które spełniają następujące funkcje:
warstwa segmentacji i łączenia: po stronie nadawczej segmentacja danych
zgodnie z długością pola informacyjnego komórki ATM, po zaś stronie
odbiorczej łączenie danych zawartych w polu informacyjnym zgodnie z protokołem warstwy wyższej;
warstwa spójności ma funkcje zależne od usługi i może to być, w zależności
od potrzeb, np. wykrywanie straty komórek lub przywracanie taktu zegara.
Warstwa ATM - warstwa związana z przesyłaniem informacji przez sieć. Jej funkcje realizuje się z wykorzystaniem informacji zawartych w nagłówku komórki. Zadania warstwy ATM:
multipleksowanie i demultipleksowanie komórek;
translacja identyfikatorów ścieżek i kanałów wirtualnych - zmiana wartości
pól VPI i VCI w nagłówku zgodnie z tablicą marszrutowania w węźle
komutacyjnym;
generowanie i usuwanie nagłówka;
sterowanie przepływem — kontrola przepływu danych w styku użytkownik-sieć.
Warstwa fizyczna składa się z dwóch podwarstw: podwarstwy medium fizycznego PM (ang. physical medium) i podwarstw zbieżności transmisyjnej TC (ang. transmission convergence).
Podwarstwa medium fizycznego - odpowiedzialna za prawidłową transmisję i odbiór bitów przez dane medium (działa na najniższym poziomie).
Podwarstwa zbieżności transmisyjnej spełnia funkcje:
adaptacji do wykorzystywanego medium transmisyjnego (np. SDH,
PDH, czy FDDI);
synchronizacja i wydzielanie komórki ze strumienia bitów;
kontrola poprawności nagłówka.
Standardowa komórka (zawierająca 53 oktety) - podstawowa jednostka przenoszącą informacje w sieci ATM - rys. 3/28.
Znaczenie poszczególnych pól:
GFC - (ang. generic flow control) pole odpowiedzialne za wielopunktowy
dostęp w styku użytkownik-sieć;
VPI - (ang. virtual path identifier) identyfikator ścieżki wirtualnej, czyli
pewnego rodzaju drogi w sieci ATM;
VCI - (ang. virtual channel identifier) identyfikator kanału wirtualnego
(z wiązek kanałów wirtualnych są tworzone ścieżki wirtualne);
PTI - (ang. payload type identifier) pole określające co zawiera dana
komórka: dane użytkownika czy informacje utrzymaniowe sieci;
CLP - (ang. cell loss priority) bit określający priorytet komórki; gdy
ustawiony jest na wartość „1", w przypadku wystąpienia natłoku w sieci
komórka może zostać zniszczona;
HEC - (ang. header error control) pole kodu protekcyjnego chroniącego nagłówek; w przypadku wystąpienia pojedynczego błędu umożliwia jego korekcję; większe liczby błędów w nagłówku są jedynie wykrywane.
Kanał wirtualny VC - opis jednokierunkowej transmisji komórek ATM skojarzonej ze wspólną niepowtarzalną wartością identyfikatora VCI. Jeżeli dana wartość VCI jest przypisana dla danego połączenia poprzez kanał wirtualny, to ta sama wartość jest przypisana obu kierunkom tego połączenia.
Ścieżka wirtualna VP - używana do opisu jednokierunkowej transmisji komórek należących do wszystkich kanałów wirtualnych, którym przypisano ten sam identyfikator VPI.
Fizyczna ścieżka transmisyjna może zawierać kilka ścieżek wirtualnych, a każda ścieżka wirtualna może przenosić kilka kanałów wirtualnych.
Są trzy rodzaje komutatorów ATM:
komutator ścieżek wirtualnych - element sieci wiążący łącza typu ścieżka
wirtualna VP i przeprowadzający translację wartości identyfikatorów ścieżek wirtualnych VP1 między wejściem a wyjściem (rys. 3/30);
komutator kanałów wirtualnych - element sieci wiążący łącza typu kanał
wirtualny VC, przeprowadzający translację wartości identyfikatorów wirtualnych VCI i będący zakończeniem połączeń typu ścieżka wirtualna VPC\
istnieją komutatory łączące funkcje komutatorów ścieżek i kanałów wirtualnych (rys. 3/31);
przełącznica ATM - element sieci podobny do komutatora ścieżek wirtualnych, lecz sterowany przez płaszczyznę zarządzania.
21