АТМ переключатели

На рис.2-45 показана общая схема организации АТМ переключателя.

Есть набор входных линий, по которым ячейки поступают в переключатель. Как правило, такое же число выходных линий, по которым ячейки двигаются после коммутации. Переключатель работает синхронно, в том смысле, что за один цикл считывается одна ячейка с одной из входных линий, передается на переключающий центр и затем на соответствующую выходную линию.

Переключатель может быть конвейерным, т.е. обработка одной ячейки может занимать более одного цикла. Ячейки поступают асинхронно, т.е. таймер переключателя отмечает момент начала поступления ячейки. Если ячейка не поступили за один цикл, то она должна ожидать начала следующего цикла.

Обычно ячейки поступают со скоростью 150 Mbps. Учитывая размер ячейки 53 байта, получаем около 360 000 ячеек/сек. Таким образом, на обработку одной ячейки приходится около 2.7 сек. Коммерческие переключатели имеют от 16 до 1024 входных линий, т.е. переключатель должен быть в состоянии обрабатывать за 2.7сек от 16 до 1024 ячеек. При скорости 622Mbps переключающий центр должен обрабатывать одну ячейку примерно за 100nсек. Это возможно благодаря тому, что ячейки фиксированной длины и небольшого размера (53 байта). При переменной длине и большем размере задача создания АТМ переключателя была бы намного сложнее.

Все АТМ переключатели должны:

• терять как можно меньше ячеек;
• никогда не менять порядок поступления ячеек по одному виртуальному соединению.

Первое требование означает, что АТМ переключатель должен обеспечивать скорость переключения достаточно большой, чтобы не терять ячейки. 1 ячейка на 10¹² ячеек - вполне приемлемая скорость. В больших переключателях теряется 1-2 ячейки за час работы. Второе требование сохранять порядок поступления ячеек неизменным естественно существенно усложняет конструкцию переключателя, но это требование АТМ стандарта.

Одной из ключевых проблем конструкции АТМ переключателей является - что делать когда сразу по нескольким линиям пришли ячейки, которые должны быть отправлены по одной и той же выходной линии? Напрашивается решение: взять одну ячейку, обработать ее, а другую сбросить. Но в силу требования 2 оно не годиться.

Возможно другое решение: буферизовать ячейки на входе. Идея этого решения показана на рис.2-46. Пусть в начале цикла 1 (2-46 а) поступило четыре ячейки, две из которых должны быть отправлены по линии 2. Поскольку за линию 2 возник конфликт, то только три ячейки предаются на выходные линии. Поэтому к началу цикла 2 (2-46 b) на выходе переключателя появятся три ячейки, но на вход поступят новые. К началу цикла 3 (2-46 с) на входе останется только одна ячейка, и очередь рассосется только на четвертом цикле. Здесь надо быть очень осторожным, чтобы дисциплина обслуживания возникающих очередей была бы справедливой и равномерно обслуживала очереди на всех линиях.

Недостаток этого решения в том, что очередь на входе может блокировать даже те ячейки, которые должны быть перекоммутированы на те линии, не которых нет конфликтов. Поэтому по соответствующему виртуально соединению скорость упадет. Этот эффект называется блокировкой на входе. Кроме этого буферизация ячейки на входе требует дополнительной логики в схемах, что усложняет конструкцию.

Альтернативным решение может быть буферизация на выходе. Это решение показано на рис.2-47. Если несколько ячеек должно уйти по одной и той же линии, то они передаются на выход и буферизуются там. Это требует меньше циклов. В нашем примере только 3.

Рассмотрим конструкцию АТМ переключателя с буферизацией на выходе. Этот тип переключателей называется переключатель выталкивающего типа.

Здесь каждая входная линия соединена с шиной, к которой подключены все выходные линии. Каждая входная шина имеет свой механизм управления, не зависящий от других, что существенно упрощает конструкцию.У каждой поступающей ячейки аппаратно анализируется заголовок, чтобы определить какому виртуальному соединению она принадлежит. Затем, с помощью таблицы коммутации, определяется выходная линия, через которую эта ячейка должна покинуть переключатель. Пересечение с соответствующей выходной линией активизируется. Поэтому когда пакет доходит до этого пересечения он поступает в буфер. Быстродействия переключателя достаточно, чтобы буферизовать на одном выходе все ячейки, если это потребуется, или размножить ячейки, если их надо разослать по нескольким виртуальным соединениям.Естественно было бы буферизовать все конфликтующие ячейки в выходном буфере. Однако, для переключателей, например, на 1024 линии, нам потребовалось 1024х1024х53 байтов буферов. Too much! Выходом из этой ситуации - выделение лишь n байтов на буфер. Если конфликтующих ячеек больше, то не попавшие в буфер сбрасываются. Здесь опять-таки надо быть осторожным, определяя на каких входных линиях сбрасывать ячейки, из каких выходных буферов выталкивать ячейки на очередном цикле так, чтобы не было дискриминации. Регулируя параметром n, можно варьировать стоимость и число сбрасываемых ячеек, что влияет на цену переключателя.

36. Виды опорных точек ISDN

Для сети ISDN определен набор опорных точек, которые обрисовывают разные сетевые функции, связанные с каналами ISDN BRI. Интерфейс U, либо опорная точка U, которая также известна под заглавием "пользовательский интерфейс", описывает точку доступа из сети провайдера службы к клиентскому сетевому окончанию первого типа (NT1 — Network Terminator Type 1). Этот интерфейс еще именуют интерфейсом канала U. Ему обычно соответствует модульный разъем RJ-45 в окончании NT1. Он употребляется в США для клиентского доступа, но в большинстве остальных государств мира для этого употребляется интерфейс S/T.Дальше размещены опорные точки S и Т. Эти опорные точки могут упоминаться по отдельности, как в этом случае, или вместе как интерфейс S/T. Если интерфейс S/T является раздельным, то опорная точка Т размещается меж устройствами NT1 и NT2, а опорная точка S — на далеком конце устройства NT2. Устройства NT1 прерывают канал ISDN. Устройства NT2 — это умственные устройства технологии ISDN, которые принимают многоуровневые решения относительно сети ISDN. К таковым устройствам относятся маршрутизаторы и телефонные системы личного использования (РВХ — Private Branch Exchange, либо мини-АТС). Обозначению NT12 соответствуют устройства, которые объединяют внутри себя функции окончаний NT1 и NT2.Две пары проводов на иной стороне устройства NT1 именуются шиной S/T. К таковой шине могут подключаться до восьми устройств, но работать сразу могут лишь два из их. Наибольшая допустимая длина шины S/T составляет около 3000 футов4, и на далеком конце она прерывается для предотвращения эха в канале, линейного шума и преломления сигнала. В шине S/T для передачи и приема данных употребляются контакты с номерами 3, 4, 5 и 6. Интерфейс S/T при применении терминального оборудования первого типа (ТЕ1) либо терминального адаптера (ТА) для передачи употребляет контакты 3 и 6, а для приема — 4 и 5. Если интерфейс S/T употребляется устройством NT, то предназначение контактов инвертируется: 3 и 6 — для приема, а 4 и 5 — для передачи. Последующие два элемента — это быстрее виды оборудования, а не фактические опорные точки в сети. ТЕ1 — это устройство, которое может быть подключено конкретно к сети ISDN и будет корректно работать. Всераспространенными устройствами ТЕ1 являются телефоны ISDN и устройства ISDN для проведения видеоконференций. Терминальное оборудование второго типа (ТЕ2) — это устройства, которые впрямую не совместимы с сетью ISDN. Таковым устройствам требуется адаптер ТА для преобразования их сигналов в корректный сигнал сети ISDN. Обычно уст-ройствам, схожим компьютеру, для обычного функционирования в сети ISDN требуется устройство ТА. Линия связи меж устройствами ТЕ2 и ТА именуется опорной точкой R.
В большинстве видов оборудования, которое продается в США, функциональность устройств NT1 и ТА объединена в одном блоке. По данной причине юзеры не употребляют шину S/T, если лишь не приобретут какое-нибудь автономное устройство NT1. В таком случае автономное устройство подключается с помощью 2-ух пар проводов шины S/T к конечному устройству, к примеру, к модулю ISDN для проведения видеоконференций. Большая часть устройств также содержит интерфейс классической телефонной сети (Plain Old Telephone Service — POTS), созданный для аналоговой связи по каналу ISDN. Это свойство реализуется с помощью аналого-цифрового преобразователя. На сайте Тренажеры ру в продажеtoray premium

38. Бит L в кадре физического уровня интерфейса BRI

Это L: DC balancing bit – бит, нужный, чтобы сбалансировать напряжение в проводнике. Короче, чтобы заряд не передавался. Другими словами, чтобы сумма всех бит приближалась к нулю. Никакой информации не несет, просто это имеет физический смысл. Проще говоря, если нулей в сигнале больше, чем единиц, бит L будет равен единице, и наоборот.