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.

t_{0 ­}- 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.

1. 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