Размещение и передача ячеек ATM на физическом уровне

Физический уровень состоит из подуровней физической среды и конвергенции с системой передачи (см. рис. 2.1).

Физические среды ATM специфицированы рядом международных организаций по стандартизации: Форумом ATM, МСЭ-Т, Американским (ANSI) и Европейским (ETSI) институтами стандартизации, что предполагает возможности использования технологий передачи PDH, SDH, модемов физических линий с прямым размещени­ем ячеек.

Через физическую среду в сети ATM транслируется тактовый синхронизм. Ка­чество синхронизма определяется тактовым генератором и средствами передачи, в частности, линейным кодированием: CMI — кодом с инверсией групп символов; HDB-3 — троичным двухполярным кодом с чередованием полярности и вставками; NRZ-скремблированнием — первым стандартом на линейное кодирование для транспортных сетей в глобальном масштабе.

С помощью прямого размещения ячейки передаются непосредственно по под­ходящей физической среде, например, по медному или оптическому кабелю. Для выравнивания скорости битов и тем самым сохранения синхронизации применяют­ся пустые ячейки, не несущие информации (рис. 3.76). Перед передачей произво­дится скремблирование. Метод прямого размещения в среде передачи рекомендо­ван к использованию на участке «пользователь-сеть» (интерфейс UNI).

Для отображения ячеек ATM в структуре STM-N они вставляются непосредст­венно в контейнер С-12 или С-4. При этом каждый байт ячейки ATM занимает один байт в контейнере. Поскольку число байтов для передачи информации, например в С-4, не кратно числу байтов в одной ячейке, последние могут перемещаться в преде­лах контейнера (рис. 3.77) При использовании STM-1 для ячеек отведен виртуальный контейнер VC-4. Выделяемая при этом скорость передачи составляет 149,76 Мбит/с.

Для STM-4 пропускная способность составляет 599,04 Мбит/с. В заголовке вир­туального контейнера VC-4 в байте С-2 делается отметка о загрузке ячеек ATM.

Двоичная комбинация С-2 будет соответствовать: 00010011.

Ячейки мультиплексируются в циклы VC-4 (длительность цикла 125 мкс) одна за одной без свободных промежутков. В случае отсутствия информационных ячеек ем­кость VC-4 заполняется пустыми ячейками. При этом разграничение ячеек происхо­дит по байтам НЕС и пустыми ячейками. В некоторых случаях возможно разграниче­ние ячеек регулярными кадровыми структурами, как показано ниже, кадрами PLCP.

Ячейки ATM могут вставляться в циклы PDH со скоростями 2,048; 34,368; 139,264 Мбит/с. Это стало возможным после принятия дополнений к рекомендаци­ям МСЭ-Т G.804, G.832 и ETSI ETS 300 337. В МСЭ-Т разработаны другие циклы PDH (G.832) для скоростей 34,368 и 139,264 Мбит/с длительностью 125 мкс, со структурами и заголовками, аналогичными циклам SDH.

Ячейки ATM вставляются синхронно байт за байтом в канальные интервалы 1...15 и 17...31 цикла передачи 2,048 Мбит/с, т.е. каждый байт ячейки передается точно одним временным каналом из 8 бит. Для каждой ячейки требуется примерно два цикла 2,048 Мбит/с (рис. 3.78). Байты синхронизации и сигнализации (0-й и 16- й канальные интервалы) сохраняют свои функции при загрузке Е1 байтами ячеек ATM.

Ячейки ATM вставляются с синхронизацией по байтам в поля информации кад­ра ЕЗ в соответствии с Рекомендацией G.832 МСЭ-Т (рис. 3.79). В кадре преду­смотрены дополнительные байты для управления и обслуживания (7 байтов), из ко­торых байты FA1 и FA2 (Frame Alignment) служат для цикловой синхронизации, байт ЕМ (Error Monitoring, BIP-8) — для контроля ошибок по алгоритму BIP, байт TR (Trail Trace) — для метки тракта, байт MA (Maintenance and Adaptation, обслу­живание и адаптация) — для обслуживания и извещения об ошибках на удалённой стороне, байт NR (Network Operator) — для оператора сети, байт GC (General pur­pose communications Channel) — для общей связи.

Ячейки ATM в сигнале 34,368 Мбит/с (ЕЗ), вводимые через кадры физического уровня PLCP (Physical Layer Convergence Procedure), группируются по девять (рис. 3.80, 3.81). При этом методе размещение ячеек в цикле передачи PDH не­сколько видоизменяется, но структура кадра сохраняется.

В структуре цикла передачи ЕЗ по Рекомендации G.702 биты 13... 16 каждого цикла заполняются фиксированной последовательностью битов 1100. Для каждо­го цикла передачи PLCP имеется 190 байтов. Поэтому кадр PLCP может быть вставлен с побайтовой синхронизацией. Заголовок кадра PLCP содержит 4 байта. Первые два байта каждого заголовка PLCP перед ячейками ATM являются цикло­вым синхросигналом для каждой из девяти ячеек ATM. Третий байт представляет собой индикатор трактового заголовка. Четвертый байт: резервируется для ячеек 1...3; образует канал пользователя для четвертой ячейки; контролирует трасси­ровку кадра PLCP перед пятой ячейкой; определяет статус трассировки перед шестой ячейкой; содержит информацию управления для сети персональных ком­пьютеров перед ячейками 7 и 8; содержит байт проверки заполнения перед ячей­кой 9. Хвост кадра PLCP, состоящий из байтов 18...20, создает возможность циф­рового выравнивания.

Кроме рассмотренных структур загрузки, ячейки ATM могут непосредственно загружаться в нагрузочные блоки OPUk сети OTN-OTH и в отдельные волновые ка­налы WDM.