Билет 4. 1) Технология асинхронного переноса информации ATM

1) Технология асинхронного переноса информации ATM. Отличие технологии ATM от SDH, понятия виртуальный канал и виртуальный путь.

Технология ATM (Asynchronous Transfer Mode) - это транспортный механизм, ориентированный на установление соединения при передаче разнообразной информации в сети. Для этого в ATM разработана концепция виртуальных соединений (virtual connection) вместо выделенных физических связей между конечными точками в сети. Она обеспечивает высоко эффективную связь и большую гибкость в построении гомогенных сетей, где связь между узлами сети требуется независимо от их физического местоположения.

ATM - это метод передачи информации между устройствами в сети маленькими пакетами, называемыми ячейками (cells). Одним из самых важных преимуществ АТМ является возможность передавать в поле данных ячеек абсолютно любую информацию. К тому же АТМ не придерживается какой-либо определенной скорости передачи и может работать на сверх высоких скоростях. Все ячейки в АТМ фиксированной длины - 53 байта. Ячейка состоит из двух частей: заголовка (cell header) размером 5 байт и поля данных (cell payload) размером 48 байт. Заголовок содержит информацию для маршрутизации ячейки в сети. Поле данных несет в себе полезную информацию, которую собственно и нужно передать через сеть.

Технология АТМ первоначально разрабатывалась телефонными компаниями для поддержки их коммуникаций и должна была стать основой для унифицированной передачи любой информации. В процессе разработки архитектура АТМ адаптировалась для частных корпоративных магистралей и сетей для рабочих групп. АТМ может передавать данные как через десятки метров, так и через сотни километров.

АТМ использует системы кодирования информации на физическом уровне, одинаково подходящие для передачи как по локальным, так и по глобальным сетям.

GFC = Generic Flow Control (4 бита) — общее управление потоком;

VPI = Virtual Path Identifier (8 бит UNI) или (12 бит NNI) — идентификатор виртуального пути;

VCI = Virtual channel identifier (16 бит) — идентификатор виртуального канала;

PT = Payload Type (3 бита) — тип данных;

CLP = Cell Loss Priority (1 бит) — уровень приоритета при потере пакета; указывает на то, какой приоритет имеет ячейка (cell), и будет ли она отброшена в случае перегрузки канала;

HEC = Header Error Control (8 бит) — поле контроля ошибок.

UNI = User-to-Network Interface — интерфейс пользователь-сеть. Стандарт, разработанный ATM Forum, который определяет интерфейс между конечной станцией и коммутатором в сети ATM.

NNI = Network-to-Network Interface — интерфейс сеть-сеть. Обобщённый термин, описывающий интерфейс между двумя коммутаторами в сети.

Виртуальный канал - это соединение, установленное между двумя конечными станциями на время их взаимодействия. Это однонаправленное соединение для передачи ячеек с одинаковым идентификатором. При открытии виртуальный канал получает уникальную метку, называемую идентификатором виртуального канала (Virtual Circuit Identifier, VCI). Этот идентификатор используется двумя соседними устройствами, участвующими в процессе передачи данных, для определения направления коммутации ячеек, относящихся к этому виртуальному каналу.

В сетях ATM поддерживается два типа виртуальных каналов:

постоянный виртуальный канал (Permanent Virtual Circuit, PVC);

коммутируемый виртуальный канал (Switched Virtual Circuit, SVC), создание такого канала происходит динамически по инициативе конечного узла с использованием автоматической процедуры.

Виртуальные пути. Стандарты установления соединения для уровня АТМ также определяют виртуальные пути (VIRTUAL PATH). В то время как виртуальный канал – это соединение, установленное между двумя конечными станциями на время их взаимодействия, виртуальный путь – это путь между двумя коммутаторами, который существует постоянно, независимо от того, установлено ли соединение. Другими словами, виртуальный путь – это «запомненный» путь, по которому проходит весь трафик от одного коммутатора к другому. Когда пользователь запрашивает виртуальный канал, коммутаторы определяют, какой виртуальный путь использовать для достижения конечных станций. По одному и тому же виртуальному пути в одно и тоже время может передаваться трафик более чем одного виртуального канала. Например, виртуальный путь с полосой 120 Мбит/с может быть разделен на 4 одновременных соединения по 30 Мбит/с каждый.

2. Антенны железнодорожных радиостанций. Схематическое устройство линейных антенн. Линейные антенны. Частотный диапазон использования. Основные конструкции.

В железнодорожной радиосвязи используются радиоволны с вертикальной поляризацией. В диапазонах 2, 150 и 330 МГц – это линейные антенны с круговой диаграммой направленности.

В настоящее время в гектометровом диапазоне волн применяют в качестве стационарных Г-образные антенны, а на локомотивах – П-образные. Причем локомотивная антенна имеет очень низкий коэффициент полезного действия (менее 10 %). Причиной этого является малая действующая высота антенны (не более 60 см).

Длина такой антенны обычно менее , так как возможное расстояние между опорами подвески составляет 7–9 м в зависимости от типа локомотива.

Стационарные антенны метрового диапазона представляют собой полуволновой вибратор, расположенный вертикально и поднятый над поверхностью земли на 15–30 м. Промышленностью выпускается антенна типа АС-1/2, имеющая сопротивление 50 Ом и коэффициент усиления 2,25. Она является достаточно широкополосной, так как в диапазоне 150 МГц располагается 172 канала с полосой по 25 кГц каждый.

В качестве стационарных антенн дециметрового диапазона используется синфазная двухэлементная антенна типа АС-5/3 с круговой диаграммой направленности и коэффициентом усиления 6,6.

В качестве локомотивной антенны метрового и дециметрового диапазонов в настоящее время применяются дискоконусные антенны типа АЛ-2,3. Это широкополосные антенны с коэффициентом усиления равным 3,3, волновое сопротивление ее 50 Ом. Диаграмма направленности – круговая.

Таким образом, на крыше локомотива находятся всего две конструкции антенн: П-образная для диапазона 2 МГц для обслуживания симплексной радиосвязи и дискоконусная антенна для диапазонов 150 МГц и 330 МГц, т. е. метровых и дециметровых волн. Стационарные антенны метрового диапазона представляют собой полуволновой вибратор, расположенный вертикально и поднятый над поверхностью земли на 15–30 м. Промышленностью выпускается антенна типа
АС-1/2, имеющая сопротивление 50 Ом и коэффициент усиления 2,25. Она является достаточно широкополосной, так как в диапазоне 150 МГц располагается 172 канала с полосой по 25 кГц каждый.

В качестве стационарных антенн дециметрового диапазона используется синфазная двухэлементная антенна типа АС-5/3 с круговой диаграммой направленности и коэффициентом усиления 6,6..

Линейными антеннами называются антенны, выполненные из протяженных проводников (металлических стержней или проводов), вдоль которых проходят токи высокой частоты. При этом обычно поперечные размеры проводников во много раз меньше длины волны.