Розробка широкосмугової мережі доступу з технологією АТМ

Анотація

У даній дипломній роботі проводиться розробка широкосмугової мережі доступу з технологією АТМ з використанням SDH кільця р. Іркутська.

Розробляється схема організації зв'язку на проектованої мережі.

Розробляються показники ефективності застосування даного обладнання.

Введення

Телекомунікація - одна з найбільш стрімко розвиваються сьогодні галузей, багато в чому визначає обличчя сучасного світу в цілому і окремої країни зокрема.

Створення високоефективної телекомунікаційного середовища є найважливішою національною проблемою. Без її вирішення проблематично побудова інформаційного суспільства та впровадження у сфери виробництва, бізнесу, науки, освіти, медицини, культури та розваг новітніх інформаційних і телекомунікаційних технологій.

Проте існуючі телекомунікаційні мережі Росії мають цілу низку недоліків, з яких основними є їх вузька спеціалізація, відсутність гнучкості та адаптації до зміни вимог користувачів, а також низька ефективність використання мережевих ресурсів [2]

В даний час на перший план виходить завдання надання сучасних послуг зв'язку відповідно до Концепції розвитку зв'язку в Російській Федерації до 2010 року [1], а також створення нормативної бази для впровадження нових послуг.

Сьогодні до телекомунікаційних мереж пред'являються підвищені вимоги. Все більше користувачів прагнуть отримати збільшення їхньої потужності й різноманітні послуги. Розширення видів сервісу вимагає більш гнучких методів передачі. Збільшення кількості ліній приводить до збільшення обсягу техобслуговування і підвищенню накладних витрат.

Розвиток сучасних мережевих технологій, успіхи у створенні волоконно-оптичних ліній зв'язку і надвеликих інтегральних схем з великою пам'яттю і величезну швидкодію призвели до розробки нового способу транспортування інформації, який отримав найменування асинхронного режиму переносу (Asynchronous Transfer Mode, ATM). З'явилася можливість на базі технології АТМ створити єдину телекомунікаційну систему - широкосмугову цифрову мережу інтегрального обслуговування (Ш-ЦСИО) [2].

1. Причини створення Ш-ЦСИО

Аналіз світового досвіду розвитку мереж зв'язку показує, що основними етапами переходу від аналогових не інтегрованих мереж до цифрових мереж з інтеграцією служб є:

• розгортання цифрової мережі;

• створення вузькосмуговій цифрової мережі інтегрального обслуговування з комутацією каналів для служби телефонії і з комутацією пакетів для телематичних служб на базі єдиного 64 кбіт / с цифрового каналу;

• побудова широкосмугової цифрової мережі інтегрального обслуговування.

Переваги цифрових мереж зв'язку настільки очевидні, що заміна аналогових мереж цифровими і створення інтегральної цифрової мережі здійснюється практично у всіх країнах світу. На цьому етапі також зберігаються виділені мережі передачі даних, побудовані як на принципах комутації каналів, так і на принципах комутації пакетів.

На наступному етапи розвитку продовжують функціонувати вузькосмугові цифрові мережі інтегрального обслуговування (УЦСІО), які об'єднують телефонну мережу та мережі передачі даних з використанням основних цифрових каналів. На цьому ж етапі планувалося забезпечення передачі мови на абонентських з'єднувальних лініях у цифровій формі.

На третьому етапі здійснюється перехід до другого покоління цифрових мереж інтегрального обслуговування - широкосмуговим цифрових мережах (Ш-ЦСИО) [2]

Широкосмуговий цифрова мережа інтегрального обслуговування, як її ще називають в літературі (B-ISDN) - це спроба надати одну, універсальну, широко поширену і високошвидкісну мережу замість безлічі складних неоднорідних існуючих мереж. Ця нова мережа повинна, з одного боку виконувати всі функції, покладені на нинішні мережі з передачі голосу, даних і телевізійних сигналів, а з іншого боку, мати можливість підтримувати майбутні комунікаційні технології.

B-ISDN - це високошвидкісна технологія, що використовує АТМ як транспортного механізму. Вона служить для об'єднання декількох локальних мереж. В даний час технологія B-ISDN привертає до себе все більшу увагу, так як вона забезпечує максимальну техніко-економічну ефективність. Це досягається за рахунок інтеграції послуг, що надаються різними службами, наприклад звичайної вузькосмуговій (факси, термінали тощо), так і високошвидкісний в реальному часі (телебачення, відеотелефони і т.д.).

1.1 Математична модель формування Ш-ЦСИО

Уявімо аналізовану модель у вигляді графа G (A, L) з множиною вершин

A = {a ₁ ... a _i ... a _s} = {a _i}, i = ,

які відповідають вузлам комутації, або комутаторів віртуальних каналів, і з безліччю ребер

L = {l _{i, j},} i, j = , I ¹ j які відповідають ТПС.

У трактах передачі повідомлень (ТПС) l _{i, j} є k _{i, j} віртуальних каналів, які можна представити матрицею каналів

, I, j = , I ¹ j

Структуру мережі можна представити:

матрицею тяжінь

, R-вид сервісу,

матрицею швидкостей

Пошук маршруту між вихідним і вхідним комутаторами місцевих віртуальних каналів (КМВК) для r-ого сервісу здійснюється методом маршрутизації M _r.

Вважаємо, що ПРИ для кожного r-ого виду сервісу може бути свій, заданий у вигляді набору векторів:

,

,

;

де n - поточне значення H,

H - кількість вихідних ТПС з j-ого вузла.

1.2 Загальні принципи технології АТМ

Сутність режиму АТМ полягає в транспортуванні всіх видів інформації пакетами фіксованої довжини (комірками), коли потоки осередків від різних користувачів асинхронно мультиплексируются в єдиному цифровому потоці. Застосування коротких пакетів (53 октету), мінімізація функцій, які виконуються при комутації та використанні елементної бази на технологіях КМОП і БІКМОП, дозволили вже сьогодні досягти продуктивності комутаторів АТМ 0 Губить / с і більше. Основними, позитивними сторонами методу АТМ є можливості транспортування по мережі інформації будь-якої служби незалежно від швидкості передачі, вимог до семантичної та тимчасової прозорості мережі і якісність трафіку осередків. Ці причини і визначили рішення СС МСЕ, що саме АТМ є режимом транспортування інформації ШЦСІО.

Основна перевага АТМ - це послідовна реалізація методу асинхронно-адресної системи передачі та комутації, що дозволяє об'єднувати різні типи трафіку в єдиний потік і тим самим забезпечувати високу ефективність використання пропускної здатності каналу. При цьому в АТМ відпрацьовані механізми управління - система заходів щодо зниження тих недоліків, які притаманні статистичному мультиплексуванню.

Технологія АТМ надає операторам мереж унікальні можливості щодо забезпечення високої гнучкості й адаптованості мережі до зміни рівня вимог користувачів до якості обслуговування, так і появи нових служб, вимоги яких до семантичної та тимчасової прозорості мережі ще чітко не визначені. Підвищує ефективність використання мережевих ресурсів, а також знижує витрати на проектування, будівництво та експлуатацію мережі, і на розробку мережного обладнання, так як створюється і експлуатується одна мережа замість безлічі вторинних мереж.

Гнучкість технології підтверджується тим, що АТМ, задумана спочатку як самодостатня, в короткі терміни адаптувалася до широкого спектру транспортних технологій доступу, інтерфейси АТМ дозволяють підтримувати значну частину послуг передачі даних канального рівня з різними не АТМ-протоколами (Frame Relay, X.25, xDSL ), а також трафік протоколів IP, IPX всередині єдиної інфраструктури.

Технологія АТМ найбільш ефективна при переході від TDM-мереж до пакетних мультисервісним мереж, і дає можливість оптимально реалізувати універсальні транспортні вузли в точках переходу від корпоративних мереж до рівня мереж загального користування та в точках об'єднання декількох мереж загального користування [5].

Мультисервісні мережі на базі технології АТМ володіють рядом переваг - пачкова природа трафіку, концепцію гнучкої смуги пропускання, забезпечення необхідної якості обслуговування, що робить їх найбільш економічно ефективним рішенням для побудови великомасштабних корпоративних мереж і в перспективі дозволяє замінити існуючі базові мережі з різними протоколами єдиної широкосмугового мережею .

Завдяки технології АТМ всі комутаційне обладнання стає однорідним, вирішальним для всіх видів інформації одне завдання - завдання швидкої комутації пакетів фіксованих, що одержали назву комірок, і асинхронного тимчасового поділу ресурсів, при якому безліч віртуальних з'єднань з різними швидкостями асинхронно мультиплексируются в єдиному фізичному каналі зв'язку - цифровому тракті.

1.3 Модель ШЦСІО

Модель Ш-ЦСИО включає до свого складу три площини: площина користувача, площин керування і площину менеджменту. Площина користувача (U-plan) відповідальної за транспортування всіх видів інформації відповідно з відповідними механізмами захисту від помилок, контролю та управління. Площина користувача має рівневу структуру.

Площина управління (C-plane) визначає протоколи встановлення контролю і роз'єднання. Площина менеджменту (m-plan) забезпечує функції менеджменту (управління) площинами забезпечують координацію в ШЦСІО, пов'язуючи її в єдине ціле. Функції управління рівнями вирішують завдання розподілу мережевих ресурсів, узгодження їх з параметрами трафіку, обробки інформації, експлуатації технічного обслуговування та управління мережею. Управління рівнями має рівневу структуру.

Рекомендаціями ССЕ МСЕ 1.321 і 1.413 визначено рівні еталонної моделі протоколів ШЦСІО. Фізичний рівень АТМ відповідає 1-го рівня еталонної моделі ВОС. Рівень АТМ і частина рівня адаптації АТМ відповідає мережному рівню і вище. Що дозволяє можливим побудова двох основних типів мереж на технології АТМ:

• мережі, що складаються з кінцевих (термінальних) і проміжних пристроїв тільки на технології АТМ ("чисті АТМ");

• мережі, що використовують транспортну мережу, побудовану на технології АТМ, і термінальне обладнання різних сучасних телекомунікаційних технологій.

2. Коротка характеристика телкоммунікаціоннй мережі м. Іркутська

2.1 Характеристика існуючої телефонної мережі

Місто Іркутськ є найбільшим обласним, промисловим і науково-технічним центром Східного Сибіру. За даними статистики у місті проживає 590500 жителів, з них кількість сімей - 173578. Клімат Іркутська різко континентальний, характеризується сильними вітрами і туманами. Сейсмічність на території міста сягає 8 балів.

У місті є розвинена мережа всіх видів підземних споруд. Майже всі вулиці мають тверде покриття і зелені насадження. Основними видами міського транспорту є автобус, тролейбус, трамвай. Основними транспортними магістралями є вул. Карла Маркса, Леніна, Р. Люксембург, Пролетарська, Маяковського, Лермонтова, Байкальська.

Іркутськ обслуговується місцевим телефонним зв'язком від мережі загального користування і від ряду установчо-виробничих телефонних станцій різної відомчої приналежності (УПАТС), включених у телефонну мережу загального користування через шість вузлів відомчої телефонного зв'язку (УВТС). Технічний стан обладнання всіх діючих АТС забезпечує можливість його подальшої експлуатації.

При цьому на мережі, діє кілька операторів: ВАТ «Електрозв'язок», ЗАТ «АТС-42», ВАТ «Сібтелеком», УМП "Іртел», корпорація «Північна Корона», ЗАТ «Байкалвестком», - що (через наявність конкурентного боротьби) створює певні складності в узгодженні проектних рішень, що грунтуються на вимозі Держкомзв'язку РФ щодо створення взаємозв'язаної мережі зв'язку (ВСР).

Місцевий телефонний зв'язок міста Іркутська будується на умовах взаємопов'язаної мережі зв'язку (ВСР), характеризується наявністю на ній тридцяти десятітисяченомерних індексів, виділених під РАТС (24 коду), і під УВТС (6 кодів) а так само стотисяченомерного індексу, зайнятої під УСП - при шестизначною системі нумерації.

Міжстанційна зв'язок РАТС на ІГТС побудована за принципом «з вузлами вхідного повідомлення» (УВС) при шестизначною системі нумерації абонентських ліній, для чого на телефонній мережі Іркутська сформовано 4 стотисяченомерних телефонних району з організацією чотирьох УВМСЕ. Схема р. Іркутська з телекомунікаційними вузлами представлена ​​на рі.1.

Для зв'язку із сільськими АТС на ГТС р. Іркутська організований вузол сельскопрігородной зв'язку із заняттям стотисячний індексу «1» (УСП-1).

Зв'язок РАТС р. Іркутська з АМТС типу AXE-10 організовується за пучкам замовно-з'єднувальних (ЗСЛ) і сполучних ліній (СЛМ).

Зв'язок з екстреними і замовно-довідковими службами здійснюється по 2-х і 3-х значной системі нумерації через вузол спецслужб (УСС), з використанням обладнання АХЕ-10.

Абонентські мережі ГТС побудовані за шафовий системі із застосуванням елементів прямого харчування, виконані кабелем різних марок.

АМТС типу AXE-10 має вихід на магістральну цифрову мережу, що дозволяє забезпечити впровадження інтегрованих послуг. Також, в даний час, в Іркутську йде інтенсивне будівництво Інтегрованої мережі передачі даних на обладнанні компанії Cisco Systems. Для організації комутованого доступу передбачається через цифрові модемні пули, які підключаються до опорної АТС потоками Е1, з інтерфейсом ISDN PRI. Організація комутованого доступу здійснюється по існуючій телефонній мережі загального користування до мережі передачі даних. А, також використовуючи існуючу кабельну інфраструктуру, організований доступ до СПД по виділених лініях.

2.2 Коротка характеристика існуючої мережі SDH

Організувати стійку і надійний зв'язок, між усіма точками мережі і задовольнило потреби в передачі мовного трафіку.

2.3 Передача осередків АТМ через мережі SDH

Існуюча SDH мережа використовується як транспортна мережа для АТМ трафіку, враховуючи, що віртуальні контейнери VC-n можуть нести в упакованому вигляді потік АТМ осередків як корисне навантаження. В даний час стандартизовані процедури такої упаковки (інкапсуляції) АТМ осередків у віртуальні контейнери VC-4 та VC-4Xc, використовувані в схемах мультиплексування SDH (рекомендації ITU-T G.709).

Для сполучення SDH і АТМ мереж (що розглядаються як мережі доступу) передбачається комутатори доступу АТМ, здійснюють упаковку осередків АТМ у віртуальні контейнери SDH.

Існуюча синхронна SDH мережа м. Іркутська - це синхронна цифрова транспортна мережа на базі обладнання SDH виробництва фірми ESI, яка охоплює все місто. Синхронні цифрові мультиплексори вузлів мережі встановлені в будівлях АТС ІГТУС і пов'язані один з одним магістральними волоконно-оптичними кабелями .. Транспортна SDH-мережа побудована як двонаправлене самовідвновлюване кільце, так як саме цей режим роботи дозволяє забезпечити достатню пропускну здатність мережі SDH для передачі трафіку з 100%-м резервуванням у випадку аварійного режиму.

Мережа SDH кільцевої структури рівня STM-16 побудована з чотирма мережевими вузлами при шестизначною системі нумерації. Схема існуючої мережі SDH наведена на рис. № 2.

Продуктивність мережевих структур SDH становить 2500, 622 і 155 Мбіт / с. Усі мережні елементи управляються з єдиного центру управління, що дозволило

2.4 Комплексна мережа SDH + ATM

Топологічно мережа SDH складається з первинного кільця зі швидкістю передачі 2,488 Гбіт / с (STM-16) і периферійних кілець зі швидкістю передачі155, 5 Мбіт / с і 622 Мбіт / с (STM-4).

Кільцева структура і резервування магістральних оптоволоконних ліній забезпечує зв'язність мережі при аваріях на магістралях і безперебійність передачі даних.

Проектована мережа забезпечує надання абонентам широкого спектру послуг з передачі різних видів цифрової інформації (в єдиній технології передається мова, відео, дані), що базується на технології АТМ.

Поєднання технології АТМ і СЦІ і є основою для побудови ШЦСІО, на такий мережі віртуальними стають не тільки транзитні з'єднання, але і самі канали і тракти (шляхи). Крім того, не можна не відзначити ще одну явну тенденцію інтеграції апаратури транспортних мереж і мереж доступу: в одній і тій же апаратурі є порти для підключення різних абонентських терміналів, локальних і міських обчислювальних мереж, автоматичних телефонних станцій і т.д. поряд з портами для сигналів синхронних модулів СЦІ.

3. Обгрунтування вибору проектованої широкосмугової мережі

За даними статистики [1], що середньорічні темпи приросту ємності телефонних мереж становлять 4 ... 5%, мереж передачі даних - 20 ... 25%, факсиміле - 40 ... 50%, локальних мереж 50% і більше. Рекордсменом є глобальна обчислювальна мережа Інтернет, трафік якої збільшується на 20 ... 25% кожний місяць.

Розвиток сучасних науково-практичних досягнень у сфері телекомунікаційних мереж йде в даний час у напрямку створення ШЦСІО. За результатами наукових досліджень, підкріпленими науковими результатами, найбільш ефективно реалізує послуги ШЦСІО технологія базується на новому способі транспортування інформації, який отримав найменування асинхронного режиму переносу (Asunchronous Transfer Mode - АТМ) [1,3]

3.1 Технологія АТМ

Технологія АТМ забезпечує:

• транспортування всіх видів інформації (мови, музики, рухомих і нерухомих зображень, даних) у вигляді пакетів фіксованої довжини - осередків;

• виділення користувачеві в кожен момент часу тільки того ресурсу пропускної здатності мережі, який йому необхідний;

• підтримку інтерактивних (діалогових) служб і служб розподілу інформації, а також служб з встановленням та без встановлення з'єднання;

• передачу як безперервного, так і пачечной трафіку, що за рахунок мультиплексування дозволяє ефективно використовувати мережеві ресурси.

3.1.1 багатопротокольний режим передачі через АТМ

Багатопротокольний (MPOA - Multiprotokol Over ATM) режим передачі через АТМ дає можливість здійснювати маршрутизацію протоколів IP (Internet Protokol-міжмережевий протокол). Подібно класичному межсетевому протоколі через АТМ і емуляції локальних обчислювальних мереж [1,2] багатопротокольний режим роботи через АТМ забезпечує мостове з'єднання канального рівня ВОС по віртуальної підмережі. Фактично багатопротокольний режим передачі через АТМ використовує технологію емуляції локальниой обчислювальної мережі для забезпечення з'єднання мостового типу, але на відміну від класичного міжмережевого протоколу через АТМ і емуляції ЛОМ при мультіпртокольном режимі передачі через АТМ між віртуальними підмережами здійснюється маршрутизація без використання традиційних маршрутів.

Багатопротокольний режим передачі через АТМ складається з двох компонентів: серверів маршрутизації (Route Servers), які в технічній літературі також прийнято називати серверами МРОА;

кінцевих пристроїв (Edge Devices), які також називають клієнтами МРОА.

У якості кінцевих пристроїв можуть виступати:

• граничні комутатори, відправляють пакети і осередки АТМ між ЛОМ або мережами АТМ;

- Мережні інтерфейсні плати, передають пакети і осередки АТМ між підключеними до АТМ пристроями та мережами.

Сервери маршрутизації виконують такі основні функції:

• підтримують таблиці маршрутизації;

• обчислюють маршрути для кінцевих пристроїв;

• забезпечують взаємодію з традиційними маршрутизаторами і іншими серверами маршрутизації.

Сервери маршрутизації можуть не являти собою окремі пристрої. Функції серверів маршрутизації в сукупності утворюють систему розподіленої маршрутизації, визначають куди необхідно відсилати осередку, а кінцеві пристрої їх передають по мережі АТМ. На ріс.3.1.1.1 зображений багатопротокольний режим передачі через АТМ.

Ріс.3.1.1.1 Схема роботи мультипротокольного режиму роботи через АТМ робочої станції традиційної ЛВС з робочою станцією АТМ з встановленням віртуального з'єднання

Робочі станції, локальні обчислювальні мережі і сервери підключені до крайовим пристроїв (елементів MPOA), які у свою чергу з'єднані з мережею АТМ і можуть з'єднуватися один з одним за допомогою постійних або комутованих віртуальних з'єднань [4]

Якщо робочої станції локальної обчислювальної мережі, необхідно зв'язатися з підключеним до АТМ пристрою, під яким може розумітися робоча станція ЛВС АТМ, сервер АТМ або будь-яке інше стандартне широкосмугове термінальний пристрій, робоча станція ЛВС посилає пакет оконечному пристрою, який перевіряє МАС - адреса одержувача (або адреса пакета мережного рівня), а потім шукає відповідний йому адресу АТМ. Якщо кінцевий пристрій (клієнт МРОА) не знайде адресу АТМ, то запитує його у сервера маршрутизації.

Якщо сервер маршрутизації знає АТМ-адресу, то він повідомляє його клієнтові МРОА. В іншому випадку, використовуючи той чи інший протокол маршрутизації (RIP - Routing Information Protocol, OSPF - Open Shortest Path First, NHRP - Next Hop Routing Protocol, IPNNI - Integrated Private Network Interface), сервер маршрутизації зв'язується з іншими маршрутизаторами

Дізнавшись АТМ-адресу, кінцевий пристрій (клієнт MPOA) встановлює віртуальне з'єднання зі станцією одержувача навіть у випадку, якщо станція призначення знаходиться в іншій підмережі. Це віртуальне з'єднання встановлюється безпосередньо, а не через сервер маршрутизації. Такий процес прийнято називати однопрогоновою маршрутизацією (One - Hop Routing).

Така однопролетная маршрутизація дає можливість користувачам взаємодіяти на максимально допустимої швидкості, тому що виключає з процесу передачі сервер маршрутизації.

Однак при передачі одиночних пакетів або повідомлень з малим об'ємом даних процес встановлення віртуального з'єднання може зайняти більш тривалий інтервал часу, ніж сама передача. Надання послуг без встановлення з'єднання знаходиться, як говорилося раніше, вище рівня АТМ. Використання так званої послідовної маршрутизації (Hop-by-Hop Routing) дозволяє обійтися без встановлення з'єднань. Осередки крайовим пристроїв передаються серверу MPOA, а він передає їх кінцевого пристрою, до якого підключений адресат.

Таким чином, можна відзначити, що багатопротокольний режим передачі через АТМ надає користувачам набагато більше можливостей ніж класичний міжмережевий протокол через АТМ є, технологією мережного рівня відповідно до еталонної моделі протоколів взаємодії відкритих систем, то він має доступ до такої інформації мережевого рівня як характеристики трафіку і якість обслуговування. При встановленні віртуального з'єднання ця інформація може використовуватися для визначення оптимального маршруту між кінцевими пристроями (клієнтами MPOA) залежно від необхідної якості обслуговування, яка запитує термінал джерела інформації.

Багатопротокольний режим передачі через АТМ дає можливість нині існуючим локальним обчислювальним мережам взаємодіяти один з одним, використовуючи, з одного боку, всі вигоди, які надає маршрутизація, а з іншого боку, отримати швидкості обміну, які можуть надати тільки широкосмугові цифрові мережі інтегрального обслуговування на технології АТМ.

Стандарти MPOA розраховані на максимальне використання переваг АТМ, в тому числі на можливість динамічної зміни смуги пропускання мережі з використанням прямих комутованих віртуальних каналів і гарантованої якості обслуговування (QoS) [2]. Крім того, стандарти MPOA, що забезпечують сумісність з протоколами мережного рівня, дозволять прикладним програмам взаємодіяти між собою через існуючі ЛВС й через мережі АТМ. Специфікація багатопротокольної передачі даних поверх (або) через АТМ, визначає стандартний підхід до підтримки таких протоколів як IP і IPX на магістралях АТМ. Завдяки тому, що протоколи MPOA дозволяють створювати віртуальні маршрутизатори над комунікаційним середовищем АТМ, відкриваються можливості для розробки нового покоління архітектур інтермережі, в яких маршрутні функції будуть реалізовані набагато ефективніше і дешевше, ніж за допомогою сьогоднішніх пакетних маршрутизаторів. Передача пакетів в MPOA передача пакетів здійснюється комутаторами з боку мережі (прикордонними пристроями), в той час як обчислення маршруту проводиться на окремому сервері. Спеціальні протоколи забезпечують синхронізацію комутаторів і сервера маршрутизації. Такі пристрої в поєднанні з комутаторами АТМ і засобами прямого з'єднання на мережевому рівні через інфраструктуру АТМ забезпечують гнучку реконфігурацію апаратних засобів (додавання, переміщення, зміна), спрощене управління структурою мережі, підвищений ступінь безпеки. Таким чином, суть розподіленої маршрутизації полягає в тому, щоб здійснити її ближче до користувачів, на виході з локальної мережі. Її функції покладаються на недорогі багаторівневі комутатори та пристрої доступу, що з'єднують локальні мережі з магістраллю АТМ.

3.1.2 Можливості з розподіленою маршрутизації

Мережа з розподіленою маршрутизацією має практично необмежені можливості для подальшого розширення. Кожен новий маршрутизатор, який додається до такої мережі одночасно з новими робочими станціями, пропорційно збільшує її "інтелект" і відмовостійкість. Саме це властивість технології АТМ дозволяє створювати на її основі найбільші обчислювальні мережі, окремі з них об'єднують до декількох тисяч робочих станцій. При цьому така мережа надзвичайно проста за своєю структурою і протокольно незалежна, не кажучи вже про можливості з передачі інших типів трафіку (крім комп'ютерних даних).

3.2 Технологія мультимедіа

В даний час зі зростаючою потребою та попитом на мультимедійні послуги назріло питання будівництва мультисервісної мережі в м. Іркутську. У слідстві чого організовується ядро мережі з використанням технології АТМ пропускною здатністю 155 Мбіт / с, а в якості транспортної мережі використовується існуюча мережа SDH. Природно одним ядром і магістраллю не обійтися з впровадженням широкосмугового мультисервісного ядра і появою нових сервісів Інтернет, попитом на ринку нових послуг таких як організація виділених захищених корпоративних мереж (VPN), підключення УПАТС, інтегровані на IP послуги телефонії і відеоконференцій, а в подальшому при досягненні критичної маси користувачів мультисервісної мережі та розвитку контенпровайдеров послуги ТБ, радіо (мультікастінга), відео за запитом. Все це вимагає наявності швидкісного каналу від клієнта до найближчого вузла мультисервісної мережі.

3.2.1 Короткий опис переваг технології АТМ

Основна перевага АТМ - це послідовна реалізація методу асинхронно-адресної системи передачі та комутації, що дозволяє об'єднувати різні типи трафіку в єдиний потік і тим самим забезпечувати високу ефективність використання пропускної здатності каналу. При цьому в АТМ відпрацьовані механізми управління - система заходів щодо зниження тих недоліків, які притаманні статистичному мультиплексуванню.

Технологія АТМ надає операторам мереж унікальні можливості щодо забезпечення високої гнучкості й адаптованості мережі до зміни рівня вимог користувачів до якості обслуговування, так і появи нових служб, вимоги яких до семантичної та тимчасової прозорості мережі ще чітко не визначені. Підвищує ефективність використання мережевих ресурсів, а також знижує витрати на проектування, будівництво та експлуатацію мережі, і на розробку мережного обладнання, так як створюється і експлуатується одна мережа замість безлічі вторинних мереж.

Гнучкість технології підтверджується тим, що АТМ, задумана спочатку як самодостатня, в короткі терміни адаптувалася до широкого спектру транспортних технологій доступу, інтерфейси АТМ дозволяють підтримувати значну частину послуг передачі даних канального рівня з різними не АТМ-протоколами (Frame Relay, X.25, xDSL ), а також трафік протоколів IP, IPX всередині єдиної інфраструктури.

Технологія АТМ найбільш ефективна при переході від TDM-мереж до пакетних мультисервісним мереж, і дає можливість оптимально реалізувати універсальні транспортні вузли в точках переходу від корпоративних мереж до рівня мереж загального користування та в точках об'єднання декількох мереж загального користування [5]

Мультисервісні мережі на базі технології АТМ володіють рядом переваг - пачкова природа трафіку, концепцію гнучкої смуги пропускання, забезпечення необхідної якості обслуговування, що робить їх найбільш економічно ефективним рішенням для побудови великомасштабних корпоративних мереж і в перспективі дозволяє замінити існуючі базові мережі з різними протоколами єдиної широкосмугового мережею .

Завдяки технології АТМ всі комутаційне обладнання стає однорідним, вирішальним для всіх видів інформації одне завдання - завдання швидкої комутації пакетів фіксованих, що одержали назву комірок, і асинхронного тимчасового поділу ресурсів, при якому безліч віртуальних з'єднань з різними швидкостями асинхронно мультиплексируются в єдиному фізичному каналі зв'язку - цифровому тракті.

У сьогодення, із зростаючою потребою та попитом на мультимедійні послуги назріло питання будівництва мультисервісної мережі в м. Іркутську. Зараз, на даному етапі, в Іркутську розвивається і йде будівництво магістральної мультисервісної мультипротокольной, багатофункціональної мережі. Організовується ядро мережі з використанням технології АТМ і пропускною здатністю 155 Мбіт / с, а в якості транспортної системи використовується існуюча мережа SDH. Природно одним ядром і магістраллю не обійтися, з впровадженням широкосмугового мультисервісного ядра і появою нових сервісів Інтернет, попитом на ринку нових послуг таких як організація виділених захищених корпоративних мереж (VPN), підключення УПАТС, інтегровані на IP послуги телефонії і відеоконференцій, а в подальшому при досягненні критичної маси користувачів мультисервісної мережі та розвитку контентпровайдеров послуги ТБ, радіо (мультікастінга), відео за запитом. Все це вимагає наявність швидкісного каналу від клієнта до найближчого вузла мультисервісної мережі.

Проте технологія мультимедіа накладає ряд істотних обмежень на використання телекомунікаційних систем:

• використання звичайної аналогової телефонної мережі загального користування та сучасних модемів практично неможливо, так як вони не забезпечують необхідної якості відеозображення і звуку;

• узкополосная цифрова мережа інтегрального обслуговування забезпечує тільки передачу звуку середньої якості, нерухомого зображення (монохромного або з дуже обмеженою колірною палітрою) і низькоякісного рухомого зображення, що представляє собою низькошвидкісну послідовність нерухомих кадрів;

• при реалізації мультимедіа можна отримати високоякісне зображення стерео мовлення.

Тому з розвитком ядра необхідно розвивати і широкосмугову мережу доступу [2].

Все це дозволяє зробити висновок, що АТМ - це найбільш перспективна високошвидкісна технологія для побудови широкосмугової цифрової мережі інтегрального обслуговування, на основі якої можуть будуватися як мережі доступу, так і транспортні мережі.

Обладнання АТМ впроваджується, перш за все, в транспортні та обладнання доступу (граничні комутатори) і повинні забезпечувати підтримку як існуючих, так і з'являються служб. Великою перевагою мереж на технології АТМ є їх гнучкість, що дозволяє підтримувати як всі існуючі, так і перспективні служби. Хоча технологія АТМ і орієнтована на з'єднання, вона має досить гнучкими можливостями перенесення інформації всіх служб, включаючи і служби, не орієнтовані на з'єднання (служби CL - Connectionless).

3.3 Якість обслуговування в мережах АТМ

Технологія АТМ дозволяє користувачам вказувати повний набір запитуваних параметрів якості обслуговування. Комутатори АТМ і мережеві адаптери надають користувачам доступ до різних класів обслуговування, які визначаються сукупністю параметрів якості обслуговування. З появою користувальницького інтерфейсу UNI 4.0 з'явилася можливість прямої установки значення кожного параметра. Ця версії дозволяє користувачам вказувати конкретні значення параметрів якості обслуговування в рамках кожного класу. Відмінність в тому, що вже не потрібно вибирати певний клас обслуговування з зумовленими мережевим адміністратором параметрами якості обслуговування. Це знімає проблеми сумісності між різними провайдерами послуг АТМ, так як адміністраторам різних мереж не доведеться узгоджувати параметри якості обслуговування. Це завдання буде покладено на конкретні програми.

3.3.1 Параметри якості обслуговування

Форум АТМ визначив три параметри, які повинні бути узгоджені під час встановлення з'єднання. До них відносяться:

- Час затримки при передачі осередків (Cell Transfer Delay - CTD) - максимальний час передачі осередку від одного вузла до іншого. Е той параметр залежить від затримок при передачі і часу перебування осередків у чергах комутаторів АТМ;

- Варіація затримки (Cell Delay Variation - CDV) відображає різницю між максимальним і мінімальним часом передачі осередки між вузлами. Ця величина залежить від числа віртуальних з'єднань, мультіплексіруемих в один фізичний канал. Крім того, на неї впливає зміна часу затримки осередків у чергах комутаторів;

- Відсоток втрачених осередків (Cell Loss Ratio-CLR) залежить від якості конкретного фізичного каналу та алгоритму, закладеного в комутатор для усунення перевантажень.

Форум АТМ визначив чотири класи якості обслуговування:

- Перший клас забезпечує виконання вимог служб класу А. Цей клас обслуговування, повинен надавати характеристики, порівнянні з параметрами цифрових каналів;

- Другий клас, забезпечує виконання вимог служб класу В. Призначений для мультимедійних додатків і надає довільну швидкість передачі;

- Третій клас забезпечує виконання вимог служб класу С. Призначений для технологій, орієнтованих на з'єднання;

- Четвертий клас забезпечує виконання вимог служб класу D. Призначений для технологій. Працюючих без встановлення з'єднання.

Для зменшення кількості протоколів рівня адаптації АТМ виділено три ознаки, за якими проведена класифікація наведених служб: чи існує тимчасова залежність між абонентами, постійна або змінюється швидкість передачі використовується, чи необхідно встановлювати з'єднання або можна працювати без встановлення з'єднання. Типовим прикладом класу служби А є передача мови або відео з постійною швидкістю. У АТМ службу цього класу називають емуляцією каналу. Служба класу У працює з джерелами трафіку із змінною швидкістю передачі (наприклад, передача рухомих зображень). Служба З орієнтована на з'єднання і працює з джерелами із змінною швидкістю передачі. Служба класу D призначена для роботи без встановлення з'єднання.

3.3.2 Основні служби послуг

На основі класів якості обслуговування Форум АТМ визначив п'ять основних служб або послуг, що надаються мережею АТМ:

• передачу з постійною швидкістю (Constant Bit Rate - CBR);

• передачу в режимі реального часу зі змінною швидкістю (real-time Variable Bit Rate - rtVBR);

- Передачу з невизначеною швидкістю (Unspecified Bit Rate - UBR);

- Передачу з доступною швидкістю (Available Bit Rate - ABR).

Комутатор і кінцеві станції в мережі АТМ укладають угоди по пропускній здатності і затримок у з'єднанні до того моменту, як воно буде встановлено. Тобто до встановлення з'єднання повинно бути виконано узгодження трафіку, або, іншими словами, укладення угоди, що називається трафік контрактом.

Коли комутатор отримує запит на встановлення віртуального з'єднання, він виконує процедуру, звану контролем за встановленням з'єднання (Connection Admission Control, CAC). Комутатор, що виконує процедуру CAC, перевіряє наявність доступних ресурсів в каналі, або порте, через який надійшов запит на встановлення з'єднання. Вимоги, зазначені у запиті, порівнюються з доступними ресурсами (пропускною спроможністю, варіацією затримки і т.д.) цього порту комутатора. Якщо комутатор не здатний підтримати висунуті вимоги, він блокує процес з'єднання, генерує спеціальний відповідь і повертає його відправнику або попереднього комутатора в дорозі. Версії для користувача інтерфейсу UNI 3.0/3.1 дозволяють застосункам запитувати певний клас обслуговування під час встановлення віртуального з'єднання. Програми при запиті класу обслуговування повинна вказати характеристики трафіку, які йому потрібні. До таких характеристик відносяться пікова і середня швидкості передачі осередків, терпимість до тремтіння і т.д. Класи обслуговування, які встановлюються адміністративно, визначають конкретну якість обслуговування, наприклад: максимально допустиму затримку і коефіцієнт втрати осередків. Мережа буде ігнорувати запит на встановлення з'єднання, якщо необхідний клас обслуговування не може бути підтриманий (не зачіпаючи вже існуюче з'єднання). Додаток може повторити свій запит пізніше, вимагаючи той же самий чи інший клас обслуговування. Слід зазначити, що після встановлення з'єднання обумовлений клас обслуговування не може бути змінений.

3.3.3 Рівні адаптації

Рівень адаптації АТМ відповідає за взаємодію між рівнем АТМ і більш високими рівнями. При переміщенні інформації вниз в моделі АТМ рівень адаптації розбиває інформацію користувача на одиниці даних довжиною до 48 байт, які потім використовуються для формування поля корисного навантаження осередки АТМ. На шляху вгору в моделі АТМ відбувається збірка вступників осередків, при якій відбувається відновлення інформації користувача

На рівні адаптації можуть відбуватися різні процеси, які безпосередньо залежать від типу трафіку в мережі. Введення цього рівня дозволяє зробити мережу не залежить від виду трафіку. Рівень захищає верхні і нижні рівні від невластивих їм функцій. Так, наприклад, вона дозволяє зняти з комутаторів функції фрагментації і збірки, передавши їх на кінцеві станції. Рівень адаптації складається з двох підрівнів: підрівня сходження (Convergence Sublayer, CS) і підрівня сегментації та складання (Segmentation and Reassembie, SAR).

Різні види трафіку висувають різні вимоги до мережі. Наприклад, при передачі аудіоінформації потрібен постійний потік; відео інформація критична до тимчасових затримок; передача даних зазвичай носить непостійний характер і допускає деякі затримки і т.д. Різні рівні адаптації АТМ призначені саме для надання можливості будь-якого виду трафіку передаватися з тими характеристиками, які йому необхідні. Введено декілька рівнів адаптації:

• AAL1;

• AAL3 / 4;

• AAL5

Крім перерахованих рівнів існує рівень AAL2, який був розроблений з метою забезпечення змінної швидкості для синхронного, чутливого до затримок трафіку зі стисненим відео. В даний час ця функція виконується

Рівень адаптації АТМ складається з чотирьох протоколів (званих протоколами AAL)

Для наочності рівень адаптації АТМ можна представити так, як показано на малюнку 3.3.3.1

Кожен рівень адаптації характеризується двома основними параметрами: швидкістю передачі (постійна або змінна) і режимом з'єднання (з встановленням або без встановлення віртуального з'єднання).

Постійна швидкість передачі використовується в додатки, що вимагають узгодження між відправником та одержувачем і не допускають затримок, - наприклад. Передача голосу. Змінна швидкість дозволяє адаптуватися до вимог програми. Такий режим ідеально підходить для передачі даних, яка терпима до затримок.

Режим з встановленням з'єднання використовує детермінований метод доступу, схожий на телефонний виклик, де з'єднання встановлюється після виклику і зберігається до закінчення розмови. Для встановлення з'єднання використовуються спеціальні чарунки, що містять адресну інформацію. Встановлення з'єднання використовую рівнями AAL3 / 4, AAL5 і працює спільно з протоколом емуляції локальних мереж.

3.3.4 Фізичний рівень

Фізичний рівень є нижнім рівнем в моделі АТМ і визначає фізичний інтерфейс, через який працює рівень АТМ. Іншими словами це інтерфейс між потоком осередків і фізичним середовищем передачі. Даний рівень бере на себе турботу про контроль за помилками, погодження швидкостей передачі, упаковку осередків у відповідні транспортні кадри. Як наслідок, наступний рівень - рівень АТМ - повністю не залежить від використовуваного механізму передачі. Фізичний рівень у моделі АТМ ділиться на два підрівня: підрівень узгодження з системою передачі та підрівень фізичного середовища.

В даний час визначено кілька швидкостей передачі для АТМ - від 1.544 Мбіт / с до 2.4 Гбіт / с. Основна відмінність між специфікаціями для локальних і глобальних мереж складається, в основному, у фізичному середовищі передачі. Інтерфейси глобальної мережі засновані на одномодовом оптоволоконному чи коаксіальному кабелях, в той час як для інтерфейсів локальної мережі рекомендовано використання багатомодового оптоволоконного кабелю і крученої пари.

3.3.5 Рівень АТМ

Функції рівня АТМ повністю не залежать від процесів, що відбуваються на фізичному рівні. Основне завдання цього рівня полягає в підготовці даних, одержуваних з рівня адаптації АТМ, для передачі в мережу. По суті справи, рівень АТМ організує транспортний механізм. Інформаційними одиницями на даному рівні є осередки. До осередкам даних по 48 байт, одержуваних з рівня адаптації АТМ, на цьому рівні додаються заголовок з ідентифікатором віртуального з'єднання.

4. Характеристика проектованої мережі

Можливість використання, перспективної цифрової мережі SDH р. Іркутська, для створення накладеної цифрової мережі інтегрального обслуговування на технології АТМ. Що дозволяє об'єднати різні територіально рознесені об'єкти в єдину мережу, що дозволяють поєднувати в собі традиційні технології і нові підходи до створення цифрових мереж, забезпечить у можливість обміну між користувачами будь-якими видами інформації (дані, телефонія, відеозображення), підвищивши при цьому ефективність використання капітальних вкладень на будівництво мережі. Схема АТМ мережі представлена ​​на рис. 4.1.

У рамках єдиної транспортної мережі сформована накладена мережа АТМ.

Мережеве рішення показано на малюнку 4.2. Воно засноване на застосуванні комутаторів ForeRunner ASX-1000, ASX-200BX, виробництва фірми Fore Systems. З'єднання мережевих модулів комутаторів ForeRunner ASX-200BX і ASX-100 з SDM-16 буде здійснюватися за стандартом ОС-3с/STM-1 (155 Мбіт / с) скрученої мідної парою категорії 5. Комутатор ASX-1000 встановлюється в центральному вузлі АТМ мережі, в автозале Центрального Телеграфу цеху цифрових систем передачі даних. ASX-200BX встановлюються, як це видно з схеми, в центральних вузлах SDH кільця в приміщеннях АТС. Комутатори ASX-1000 і ASX-200BX в поєднанні з модульним пристроєм CellPath300 і модуль ForeRunner Voice, який безпосередньо вставляється в комутатори, і многопротокольнийх комутаторів PowerHub дозволяє вирішити всі завдання поєднання АТМ з традиційними обчислювальними мережами. Комутатор PowerHub 800, який дозволяє при невеликих витратах праці значно збільшити смугу пропускання ЛВС без заміни існуючої мережевої інфраструктури. Це пристрій поєднує в собі функції як комутатора третього рівня локальних мереж Ethtrnet / FastEEthernet, так і пристрої доступу в FDDI / ATM магістралі. Крім того, PowerHub працює в якості сервера LAN-емуляції і виконує службу МРОА (multiprotocol over ATM), розвантажуючи комутатор, і виконує ряд специфічних служб маршрутизації в ATM магістралі. Просте управління комутатором може здійснюватися як з єдиної програми управління ForeViev, так і з терміналу. Для забезпечення доступу з віддалених мереж не АТМ трафіку застосовуються мультиплексори CellPath300. Це модульне 8-ми слотове пристрій з гарячою заміною інтефейсних модулів і резервним джерелом живлення. Користувач має можливість комутувати між собою АТМ потоки STM1/OC3c, E3/T3, E1/T1, DX1, FUNI (останні два зі швидкостями Nx64 кбіт / с і не АТМ трафік, такий, як Frame Relay, HDLC, SMDS (інтерфейси V35, HSSI, E1, E3), Circuit Emulation (V35, E1). Для Frame Relay здійснюється Service Interworking згідно FRF.8. Сильною стороною CtllPath300 є можливість гнучкого розподілу смуги.

По-перше, це передача даних як VBR трафіку. По-друге, CellPath дозволяє динамічно виділяти смугу для додатків, що використовують інші порти. По-третє, для додатків використовують пакетну передачу даних, використовується механізм Early Packet Discard для управління трафіком. Це дозволяє значно підвищити продуктивність мережі при перевантаженні будь-якого порту, так як осередки відкидаються мультиплексором не хаотичні чином, а групами, складовими один пакет.

Це інтелектуальні пристрої, що забезпечують рівномірне завантаження мережі, автоматичну маршрутизацію, а також які забезпечують доступ до магістральних і локальних мережах АТМ. А, пристрій доступу до магістралі для не - АТМ обладнання застосовані мультиплексори тієї ж фірми FORE Systems серії CellPath для підключення до глобальних обчислювальних мереж здатні обробляти дані від офісних АТС. Ядром АТМ є магістральний комутатор ASX-1000. Пристрій, який передбачає інтелектуальний секціонування. Це означає, що практично всі його компоненти (джерела живлення, мережеві модулі, вентилятори (ASX-1000), процесори управління комутацією (SCP) і комутуючі матриці) можна замінювати оперативно - видаляти з системи або вставляти в неї в «гарячому» режимі, не перериваючи роботи пристрою, що зводить до мінімуму час простою при обслуговуванні комутатора, забезпечує нарощування мережі і дозволяє користувачам модернізувати окремі компоненти, а не замінювати всю систему. Завдяки своїй унікальній архітектурі комутації, ASX-1000 забезпечує додаткові можливості резервування. Кожна коммутирующая матриця має окремий процесор управління комутацією (SCP), і відмова SCP або коммутирующей матриці не вплине на решті процес комутації - пристрій буде продовжувати функціаніровать. У конфігурацію кожної коммутирующей матриці можна включити резервні прцесси SCP. Комутатори передбачають також моніторинг «навколишнього середовища», температури, стану вентилятора (ASX-1000) і напруги живлення. Комутатор ASX-1000 має можливість установки модулів синхронізації. Модуль ASX Timing Control Module (TCM) доступний як у виконанні Stratum 4, так і Stratum 3 та відповідає стандартам Belcore і ANSI по синхронізації. Модуль TCM може задавати синхронізацію для всієї мережі або отримувати сигнал синхронізації від зовнішнього джерела BITS. Також модуль TCM забезпечує перехід від первинного джерела до вторинного без втрати якості синхронізації. АТМ-комутатори сімейства ForeRunner передбачають найбільш повну буферизацію, буфери надвисокої місткості (до 65536 осередків на порт), ведення черг для кожного віртуального каналу (VC), скасування передачі на рівні пакетів, двосекційний проміжне збереження, повний набір статистичних лічильників і порогових значень, явне (ER) апаратне керування потоком трафіку ABR. Засіб ForeThought Bandwidth Management дозволяють передавати в мережі трафік VBR і високопріоритетні трафік CBR, чутливий до затримок (наприклад, видио і мова в реальному часі), так, щоб на нього не впливав нерівномірний трафік ABR і UBR. ASX-1000-перший корпоративний АТМ-комутатор, що має буфери більш ніж на 1000000 клітинок. Ці кошти мають велике значення для зменшення навантаження на мережу, якісного управління каналами глобальних мереж і з'єднаннями з серверами в локальних мережах, що забезпечує захист від перевантаження. Важко уявити, як без функцій ForeThought Bandwidth Management можна було керувати з'єднанням в ПП 155 Мбіт / с для обміну з лінією Т1/Е1 або DS2/E3. Комутатори ASX-200BX і ASX-1000 підтримують велику кількість інтерфейсів АТМ локальних і глобальних мереж, включаючи 155 Мбіт / с SONET / SDH (по UTP категорії 5 і волоконно-оптичному кабелю), 25 Мбіт / с, Т1, Е1, Е2, DS3 , E3, CES (Circuit Emulation Services) і 622 Мбіт / с OC-1 2c/STM4c. Апаратні засоби ASX-1000 здатні підтримувати інтерфейси 2.5 Гбіт / с JC-48c/STM-1с. Комутатори ASX-200BX і ASX-1000 підтримують стандарти АТМ FORUM, і ITU (CC1TT). Комутатори ASX-200DX і ASX-1000 відповідає специфікації User Network Interfase (UNI) 3.1, специфікаціям системи передачі сигналів, адресації (OSI NSAP), управління трафіком і мережею (UPC Policing) і мережею (ILMI і SNMP MIB). Дані магістральні комутатори підтримують також сервіс Classical IP (RFC-1577 і LAN Emulation v1.0 (кошти LANE вбудовані в кожен АТМ комутатор ForeRunner). Щоб уникнути витрат на покупку окремих пристроїв доступу рекомендується використовувати модуль ForeRunner Voice Emulation Service для безпосереднього підключення АТС, мультиплексори , відео кодери. до портів комутаторів 6-ти Е1. Комутатори встановлюються в приміщенні ЛАЦ на вузлових станціях.

Для підключення до АТМ потужних серверів передбачаються адаптери ForeRunner 200E, вони забезпечують обмін даними із швидкістю 155 Мбіт / с як по багатомодовому волоконно-оптичному кабелю, так і по кручений парі категорії 5. Ці адаптери використовують процесор i960 і вдосконалену архітектуру обробки осередків. Функції збирання-розбирання пакетів та інтерфейсів з конкретним типом шини забезпечуються спеціалізованими мікросхемами. Функціонування мережі та надання послуг прикладним програмам здійснюється на основі багаторівневої моделі комутації.

5. Нумерація і адресація в мережах АТМ

5.1 Загальні положення

Для встановлення комутованих віртуальних з'єднань в мережі АТМ необхідно кожному інтерфейсу підключення обладнання АТМ до мережі АТМ призначити адресу АТМ оконечной системи AESA (ATM End System Address). В якості базового формату AESA використовується структура адреси Netwok Service Access point (NSAP), розроблена для відкритих систем. На основі NSAP Форум АТМ специфікований три варіантаAESA: NSAP E.164, NSAP DCC (Data Country Code), NSAP ICD (International Code Designator). Ці формати AESA залежать від міжнародної організації, відповідальної за виділення ідентифікують кодів організацій або країн, що регулюють адреси АТМ в національних мережах.

У форматі NSAP E.164 ідентифікують коди для цього формату виділяються МСЕ-Т. Для нумерації мережевих об'єктів використовується формат номера відповідно до Рекомендації МСЕ-T E.164.

У форматі NSAP DCC ідентифікують коди виділяються ISO.

У форматі NSAP ICD ідентифікують коди виділяються Інститутом стандартів Великобританії.

У рекомендаціях МСЕ-Т передбачається використання в мережі АТМ двох із зазначених форматів AESA: NSAP E.164 і NSAP DCC.

5.2 Формати адреси АТМ оконечной системи

Адреса AESA має довжину 20 октетів і включає поля (рис. 2.1):

• ідентифікатор формату адреси (AFI) (1октет);

• ідентифікатор початковій частині області / домену (IDI) (у форматі NSAP E.164 займає 4 октету, у форматі NSAP DCC - 2 октету);

• старші октети спеціальної частини області / зони (HO-DSP) (у форматі NSAP E/164 займає 4 октету, у форматі NSAP DCC - 10 октетів);

• ідентифікатор оконечной системи (ESI) (6октетов);

• селектор SEL (1 октет).

Ідентифікатор формату адреси (AFI) визначає тип формату AESA (NSAP DCC), а також чи є даний адресу груповим або індивідуальним. Значення AFI наведено в табл. 5.1.

Ідентифікатор початковій частині області / домену (IDI) визначає країну, відповідальну за структуру і значення поля HO-DSP.

Поле HO-DSP містить адресну інформацію, використовувану для маршрутизації через мережу АТМ. Структуру HO-DSP визначає національна адміністрація зв'язку.

Малюнок 5.2.1 Формат адреси NSAP E.164 (а) і NCAR DCC (б)

Таблиця 5.2.1 Значення AFI для індивідуального і групового адреси AESA

Ідентифікатор кінцевої системи (ESI) визначає пристрій у мережі користувача, підключеного до мережі АТМ. У разі якщо мережа засобів користувача являє собою локальну мережу, поле ESI буде містити IEEE MAC адресу одного з її пристроїв.

Селектор SEL не використовується при маршрутизації в мережі АТМ. У форматі NSAP E.164 полі Є. 164 являє собою номер Ш-ЦСИО. Питання регулювання номерів в Ш-ЦСИО в МСЕ-Т в даний час не вирішене, тому застосування цього формату в даній редакції документа не розглядається.

5.3 Формат адреси оконечной системи NSAP DCC АТМ загального користування у Росії

Згідно з документом ISO 1366 значення коду IDI для Росії дорівнює 643.

Поле HO-DSP для мереж загального і обмеженого користування включає наступні поля (рис.5.2.)

• х ₁ х ₂ - поле коду організації (1 октет);

• х ₃ х ₄ х ₅ х ₆ х ₇ х ₈ - поле коду оператора магістральної мережі обмеженого користування (2 октету);

• х ₉ х ₁₀ х ₁₁ х ₁₂ - поле коду точки підключення до магістральної мережі або мережі обмеженого користування (2 октету);

• х ₁₃ х ₁₄ х ₂₅ х ₁₆ - поле коду точки підключення до регіональної мережі (2 октету).

Значення поля коду організації відповідає коду організації, яка здійснює розподіл кодів операторів магістральної мережі або обмеженого користування ідентифікує оператора мережі АТМ і виділяється централізовано за заявками оператора.

Значення полів кодуються десятковими цифрами, кожна цифра займає 4 бита.

Виділення коду точки підключення до магістральної мережі або мережі АТМ обмеженого користування здійснюється за заявками операторів регіональних мереж АТМ самим оператором магістральної мережі або мережі АТМ обмеженого користування в межах наявної в оператора резерву номерної ємності.

Виділення коду точки підключення до регіональної мережі АТМ за заявками абонентів здійснюється самим оператором регіональної мережі АТМ в межах наявної в оператора резерву номерної ємності.

Малюнок 5.3.1 формат адреси АТМ для мереж загального користування Росії.

5.4 Взаємодія мереж АТМ різних операторів, які використовують різні формати адреси AESA

Взаємодія мереж АТМ різних операторів, які використовують різні формати AESA, повинно здійснюватися через B-ICI. При цьому необхідно, щоб виконувалися наступні вимоги:

• мережеві вузли взаємодіючих мереж АТМ повинні розпізнавати формат адреси AESA, що відрізняються від формату, використовуваного в даній мережі;

• AESA з не використовуваним в даній мережі форматом повинен передаватися між мережними вузлами АТМ без обробки;

• У статистичних маршрутних таблицях мережевих вузлів повинно бути зазначено до якого мережевого вузла з B-ICI, що забезпечує взаємодію мереж, потрібно маршрутизувати виклики з не використовуваним в даній мережі форматом адреси AESA.

Приклад взаємодії мереж АТМ різних операторів, які використовують різні формати адреси AESA, показано на малюнку 5.4.1.

У мережі оператора 1 використовується адреса в форматі Є. 164 NSAP, а в мережі АТМ оператора 2 - DCC NSAP. При встановленні з'єднання між абонентами мереж 1 і 2 вузол А, розпізнавши, що з'єднання встановлюється з не використовуваним в даній мережі форматом адреси, маршрутизує виклик до мережевого вузла В за наперед визначена маршрутом. Вузол В є шлюзом, що забезпечує взаємодію мережі АТМ оператора 1 з мережею АТМ оператора 2. У мережі АТМ оператора 2 виклик маршрутизується адресою абонента, що викликається.

6. Техніко-економічні показники

Метою роботи основних техніко-економічних показників і бізнес-плану є оцінка ефективності розроблених інженерно-технічних рішень з розвитку місцевого зв'язку в м. Іркутську. У рамках виконання цієї роботи розглянуто розробка широкосмугової мережі доступу з використанням SDH в м. Іркутську.

Бурхливо зростає попит на нові види послуги - мультимедіа, передача даних великих масивів і т.д. Таким чином, представлені вище дані свідчать про необхідність подальшого розвитку місцевого зв'язку в м. Іркутську на базі широкосмугової мережі доступу АТМ технології.

Основні техніко-економічні показники визначені у відповідності з "Інструкцією з розрахунку основних техніко-економічних і фінансових показників і заповнення форм-таблиць бізнес-плану на стадіях проектування для підприємств зв'язку" (3-я редакція), розробленої ВАТ "Діпрозв'язок" (м. Москва).

Розрахунок техніко-економічних показників здійснюється на базі:

• вихідних даних ВАТ "Електрозв'язок" Іркутської області;

• нормативів, що діють в РФ і галузі "Зв'язок"

• даних про вартість будівництва аналогічних об'єктів і нормативів віддалених капітальних вкладень;

• контрактних пропозицій фірм на технологічне обладнання й матеріали.

Проектований період охоплює часовий проміжок з 2002 року. Вартісні показники розраховані в цінах на момент розробки проекту (15.01.2002 р.) Рублево покриття обладнання імпортної поставки виконані за курсом, рекомендованим ВАТ "Связьинвест" (31,5 рублів за долар).

Розрахунки техніко-економічних показників представлені у відповідних формах до пояснювальної записки.

6.1 Обсяги послуг і доходи

Тарифні доходи наведені у формі 1 і включають в себе надання нових видів послуг юридичним і фізичним особам, а також здача каналів в оренду. Доходи визначені за середніми дохідним таксами за за звітний період за затвердженими тарифами на надання доступу та абонентське обслуговування місцевої мережі, що вводяться з 01.02.2002 р. (наведені у відповідних таблицях).

6.2 Введення потужностей і обсяги капітальних вкладень

Введення потужностей передбачається здійснити у 2002 році. Введення потужностей і обсяг капітальних вкладень представлені в таблиці 2.

Капітальні вкладення (інвестиції) визначено виходячи з технічних рішень, необхідного обладнання і матеріалів на основі нормативів питомих капітальних вкладень з ПДВ становить у цінах 2002 54,414 мл.руб. Фінансування будівництва передбачається здійснити за рахунок власних коштів і кредиту заводу-постачальника.

6.3 Фінансові та техніко-економічні показники

Розрахунки всіх економічних показників відображені в таблицях 3-12.

Для приведення до однакової розміреності в часі різниці між усіма вступниками засобами по кожному року, тобто для визначення чистої поточної вартості, використовується метод дисконтування з дисконтом 15%. Фінансовий план-графік показує наявність поточної вартості (ГТС) в таблиці 6 і показує, що ГТС досягає позитивного значення у 2003 році. і може бути використана для подальшого розвитку мережі. Чиста поточна вартість проекту становить 57,9 млн. руб. Вихідні дані для розрахунку показників економічної ефективності наведені в таблиці 1.

Основні техніко-економічні показники експлуатаційної діяльності представлені в таблиці 12. Згідно з розрахунковими даними, термін окупності за усередненою прибутку складає 4,0 років, за чистою поточною вартістю - 4,4 років. Внутрішня норма прибутку складає 28%.

Аналіз техніко-економічних показників свідчить про ефективність прийнятих рішень та прийнятності даного інвестиційного проекту.

Основні техніко-економічні показники повинні бути уточнені на стадії робочого проекту по мірі уточнення вартісних і об'ємних показників на момент укладення договорів та подальшого вивчення попиту на послуги зв'язку.

Таблиця 1 - Вихідні дані

7. Безпека життєдіяльності

Умови праці - це сукупність факторів виробничого середовища, які впливають на здоров'я і працездатність людини в процесі праці. Умови праці повинні бути комфортними і виключати передумови для виникнення травм і професійних захворювань.

Ця дипломна робота виконувався на персональному комп'ютері, тому в даній главі будуть розглянуті фактори роблять шкідливий вплив на людину, і будуть розглянуті заходи їх зменшення.

При проектуванні телекомунікаційних мереж повинні передбачатися заходи з техніки безпеки.

Застосоване комутаційне обладнання в проекті не має шкідливого впливу на людину і природу. Випромінювання монітора повинна відповідати санітарним нормам.

7.1 Аналіз шкідливих факторів що впливають на життєдіяльність людини

Тривала робота з персональним комп'ютером (ПК) є причиною виникнення цілого ряду хвороб, крім того, не виключається можливість довготривалих наслідків через вплив випромінювання дисплея. Розглянемо фактори, які впливають на здоров'я людини і можуть бути причинами професійних захворювань.

Монітор ПК є джерелом випромінювання: електростатичного поля, слабких електромагнітних випромінювань (в діапазоні 400 кГц - 2 Гц), рентгенівського випромінювання, ультрафіолетового випромінювання, інфрачервоного випромінювання, випромінювання видимого діапазону.

Взагалі-то електромагнітне випромінювання випускають всі побутові прилади: звичайний радіоприймач, телефон, магнітофон, відеомагнітофон.

І дія їх однозначно шкідливо, правда, різною мірою. Але ні з одним з них, крім телевізора, людина не проводить стільки часу, як з комп'ютером. А адже багато хто з нас пов'язані з комп'ютером і на службі. Треба ж було так трапитися, що хвиль надвисокої частоти, які не шкідливі на відстані вже більше метра, побутові прилади як раз не випромінюють. А короткими, середніми і довгими хвилями вони заповнюють усі приміщення, якщо не зустрічають перешкоди. Невипадково на підводних човнах використовують низькочастотні довгі хвилі - вони легко, без перешкод і спотворень долають тисячокілометрові товщі води. Дослідження показали, що випромінювання ускладнює серцево-судинні захворювання, негативно впливає на розвиток вагітності, знижує імунітет. Наприклад, корпуси стали робити екранованими: зсередини на корпус називається металевий шар товщиною всього кілька мікронів, еквівалентний, тим не менш, цілому саркофагу з металу. Корпус заземлюється, "зайве" напруга не виходить з театру дій назовні, і комп'ютер перестає бути самодіяльної радіостанцією, яка працює на ворога. Але крізь нього не можуть пробитися й зовнішні впливи - наведення розташованих неподалік електроприладів. Завдяки цьому сигнал, що подається на скло монітора, придбав ще більшу стабільність, картинка стала гранично чіткою і ще менш шкідливою для здоров'я. У зв'язку з цим конструкція електронних трубок змінилася революційним чином. Замість простого скла з нанесеним на нього люмінофором (який світиться при попаданні в нього електрона) з'явилося складне багатошарове споруда, в якій скло, люмінофори і метали з'єднані в химерну композицію, покликану оберігати наше здоров'я. Тим не менш відомо, що один шар поглинає частина випромінювання, другого - відбиває, третій служить "полотном" для картинки і т.д. Комп'ютери, зроблені за новими технологіями, майже не мають електромагнітного випромінювання і практично нешкідливі для здоров'я.

Основні електромагнітні та електричні параметри, взяті із правил і норм використання відео - дисплейних терміналів і персональних комп'ютерів [6]:

• напруженість електромагнітного поля з магнітної складової на відстані 50 см від монітора не повинна перевищувати 0,3 ампер / метр;

• напруженість електромагнітного поля по електричної складової на тій же відстані не повинна перевищувати 25 вольт / метр в діапазоні частот 2 - 5 герц і 2,5 вольт / метр в діапазоні 2 - 40 кілогерц;

• поверхневий електростатичний потенціал не повинен перевищувати 500 вольт.

Інтенсивна робота з клавіатурою викликає больові відчуття в ліктьових суглобах, зап'ястях, в кистях та пальцях рук.

Електронна "миша" (пульт керування комп'ютером), як з'ясувалося, може боляче "кусатися": спершу відчуття таке, ніби мурашки біжать по руці, потім всю руку до ліктя пронизує гострий біль, потім рука німіє [6]. Так описують симптоми "мишачого укусу" пацієнти доктора Еміля Паскареллі з Колумбійського університету (США). Новий комп'ютерний недуга вже отримав назву: Repetitive Strain Injury (хронічне розтягнення сухожиль травматичного характеру), скорочено - RSI. нова комп'ютерна хвороба поширюється з катастрофічною швидкістю і вражає в основному тих користувачів, які мають справу з комп'ютерною графікою. Їм доводиться майже тисячу разів на день проводити одноманітні дрібні рухи рукою - натискати на "мишку", в той час як пензель людини до такої навантаженні абсолютно не пристосована.

Медицина вже розробила спеціальний гімнастичний комплекс вправ для пальців, кисті і всієї руки.

Нерухома напружена поза оператора, протягом тривалого часу прикутого до екрана дисплея, призводить до втоми та виникнення больових відчуттів у хребті, шиї, плечових суглобах. Так як робота оператора передбачає насамперед візуальне сприйняття відображеної на екрані монітора інформації, то зоровий апарат піддається значному навантаженні, що погіршує зір.

Шкідливий вплив комп'ютерів на зір було помічено ще при їх появі. Очі втомлювалися вже через кілька годин сидіння за монітором, червоніли і сльозилися. Після сліз наступала головний біль. А регулярне і тривале комп'ютерне бдіння різко погіршувало зір: ті, хто вже страждав на короткозорість, астигматизм або далекозорості, все частіше змінювали окуляри і поступово перетворювалися на інвалідів, люди нормальним зором невдовзі змушені були обзаводитися окулярами і вирушали навздогін за першими. Увага: очні хірурги і зараз, незважаючи на те що нинішні комп'ютери пройшли через довгу низку удосконалень, рекомендують після операції на очах два-три місяці не підходити до монітора. Монітори комп'ютерів довго виготовлялися за тим же принципом, і зображення на них теж тремтить. Дивитися на екран такого телевізора не дуже небезпечно - тремтіння скрадається великою відстанню. Інша річ - екран монітора, впритул до якого доводиться сидіти годинами.

Людина може навіть звикнути до дрібної вібрації тексту або картинки, але очі автоматично її реєструють і напружуються, напружуються очні нерви і відповідні нервові центри мозку, і гострота зору неминуче втрачається. При цьому в гіршому становищі опиняються оператори, що займаються виведенням даних і зчитування текстової інформації. Закономірність тут така: чим більше об'єкт на екрані монітора, тим менше стомлюваність. Тому, наприклад, комп'ютерні ігри з їх мальованими фігурами стомлюють не дуже.

А цифри і букви, кожна з яких коливається, злегка змінюючи обриси, змушують напружуватися і тиснуть на зір більше. Вчені пояснюють причину тремтіння так. У кожному електроприладі, крім основного електромагнітного поля і виділяється їм променя, самі собою утворюються побічні електромагнітні випромінювання. Одне накладиваетсяна інше, електронний промінь, який малює на екрані зображення, тремтить - зображення теж труситься. Оскільки усунути перешкоди неможливо, вихід був знайдений у створенні досконалого стабілізатора, який нейтралізує їх вплив. Завдяки цьому зображення набуло чіткі контури. Негативний вплив комп'ютерів на зір різко впала, що ви могли помітити і по собі, якщо у вас машина наступного покоління.

А так само оператори ЕОМ, оператори з підготовки даних, програмісти та інші працівники обчислювальних центрів стикаються з впливом таких фізичних небезпечних і шкідливих виробничих факторів, як підвищений рівень шуму, підвищена температура зовнішнього середовища, відсутність або нестача природного освітлення, недостатня освітленість робочої зони, електричний струм, статична електрика і ін Багато співробітників ПЦ пов'язані з впливом таких психофізіологічних факторів, як розумова перенапруга, перенапруження зорових і слухових аналізаторів, монотонність праці, емоційні перевантаження.

Вплив зазначених несприятливих факторів призводить до зниження працездатності, викликаного розвиваються втомою. Поява і розвиток втоми пов'язане з змінами, що виникають в процесі роботи в центральній нервовій системі, гальмівними процесами в корі головного мозку.

Наприклад, сильний шум викликає труднощі в розпізнаванні колірних сигналів, знижує швидкість сприйняття кольору, гостроту зору, зорову адаптацію, порушує сприйняття візуальної інформації, знижує здатність швидко і точно виконувати координовані рухи, зменшує на 5-12% продуктивність праці. Тривала дія шуму з рівнем звукового тиску понад 70 Дб справляє фізіологічну дію на людину, призводячи до видимих ​​змін у його організмі.

Таким чином, шум викликає небажану реакцію всього організму людини. Патологічні зміни, які виникли під впливом шуму, розглядають як шумову хворобу.

Тривале перебування людини в зоні комбінованого впливу різних несприятливих факторів може призвести до професійного захворювання.

Під час роботи часто виникають ситуації, в яких оператор ЕОМ повинний за короткий термін прийняти правильне рішення. Для успішної роботи в таких умовах необхідна раціонально організована навколишнє середовище, огороджувальна працівника від впливу сторонніх подразників, якими можуть бути похмура забарвлення пристроїв ЕОМ та приміщення термінального класу, незручне розташування сигналізації, клавіш управління і т.п. Тому всіма засобами треба знижувати стомлення і напруги розробника ЕОМ, створюючи обстановку продуктивного комфорту. Виробниче середовище, що є предметним оточенням людини, повинна поєднувати в собі раціональне архітектурно-планувальне рішення, оптимальні санітарно-гігієнічні умови (мікроклімат, освітлення, опалення, вентиляція та ін), науково обгрунтовану колірну забарвлення і створення високохудожніх інтер'єрів. Колірна обробка поверхонь характеризується: колірним тоном, оцінюваним довжиною хвилі; светлотой, оцінюваної коефіцієнтом відбиття; насиченістю, оцінюваної наближенням кольору до чистого спектрального тону. Раціональне колірне оформлення виробничого обладнання в поєднанні з кольором забарвлення стін, стель і підлог виробничого приміщення значно знижує стомлюваність зору працюючих, зменшує небезпеку травматизму та покращує настрій людей.

Обмеження сонячного світла приводить до порушення фізіологічної рівноваги в організмі людини і до розвитку в нього патологічних станів, що одержали назву "світлове голодування" організму або "ультрафіолетова недостатність".

7.2 Освітлення

Так як при роботі з комп'ютером велике навантаження припадає на очі, то необхідно приділяти увагу висвітленню.

Робота з ПК часто відбувається в приміщення з штучним освітленням, яке повинно забезпечувати правильну роботу очей і наближати до оптимальних умов зорове сприйняття.

Не слід працювати з комп'ютером в темному або напівтемному приміщенні, так само слід уникати великого контрасту між яскравістю екрану і навколишнього простору.

Простір в приміщеннях з ПК повинно бути змішаним: природним, за рахунок сонячного світла, і штучним. Джерела світла необхідно рівномірно розподіляти по кімнаті. При роботі оператора з комп'ютером та документами на робочому місці необхідно встановлювати джерела місцевого освітлення. Робоче місце з ПК повинно розташовуватися по відношенню до віконних прорізів таким чином, щоб природне світло падало збоку, переважно зліва.

7.3 Організація робочого місця оператора

Так як оператор проводить цілий робочий день, дуже важливо правильно організувати робоче місце. Комп'ютер повинен бути встановлений так, щоб піднявши очі від екрана, можна було побачити найвіддаленіший предмет у кімнаті. Слід уникати розташування робочого місця в кутках кімнати або обличчям до стіни - відстань від комп'ютера до стіни повинна бути не менше одного метра, екраном до вікна. За наявності декількох комп'ютерів в одній кімнаті відстані між екраном одного монітора і задньою стінкою іншого має бути не менше двох метрів. Відстані між бічними стінками двох сусідніх моніторів повинно бути не менше 1.2 метра. Не допускається розташування моніторів екранами один до одного.

Висновок

Рішення на основі технології АТМ задовольняє всім вимогам. Забезпечується якість послуг і можливість єдиним чином передавати різнорідний трафік. При цьому стирається традиційний поділ мережі на LAN-івську і WAN-івську компоненти. У проекті мережі використовувався мінімальний асортимент однорідного обладнання.

Слід зазначити, що побудована мережа АТМ послужить основою для використання в інтересах третіх осіб, тобто можна говорити про окупність проекту в комерційному сенсі.

Логічна схема мережі структурно являє собою гібридний варіант, що поєднує кільцеподібну високошвидкісну магістраль з деревовидними вузлами. Подібна схема дозволяє максимально ефективно використовувати можливості технології АТМ по "вільному" проектування структури мережі для підвищення надійності і живучості мережі в цілому, з одного боку, і зручності обслуговування в поєднанні з високою пропускною здатністю - з іншого. Для безболісного переходу на АТМ необхідно зберегти кошти, вкладені в наявне мережеве програмне забезпечення, апаратне і програмне забезпечення для АТМ мереж має бути поєднане з усіма існуючими мережевими технологіями, протоколами та додатками. обладнання. Комплексне рішення із застосуванням обладнання компанії Fore Systems забезпечує підтримку будь-яких існуючих протоколів за допомогою емуляції ЛОМ. Завдяки цій особливості АТМ мережу з точки зору таких додатків виглядає точно так само, як і традиційні ЛВС, і користувачі отримують можливість продовжувати роботу з цими додатками без яких-небудь змін.

Бібліографія

1. Булгак В.Б., Варакін Л.Є., Івашкевич Ю.К.: Концепція розвитку зв'язку в Російській Федерації. - М.: Радіо і зв'язок, 1995. - 224 с.

2. Бурлак Г.М. Безпека роботи на комп'ютері: Організація праці на підприємствах інформаційного обслуговування. - М.: Фінанси і статистика, 1998. - 144с.

3. Кульгин М.: Технології корпоративних мереж: Енциклопедія. - СПб.: Питер, 1999. - 704с.

4. Назаров О.М., Разживін І.А. АТМ: Технічні рішення створення мереж. - М.: Гаряча лінія - Телеком, 2001. - 376 с.: Іл.

5. Назаров О.М., Симонов Н.В.: АТМ: Технологія високошвидкісних мереж. - М.: Еко-Трендз, 1999. - 252 с.

6. Новіков С.М., Математична модель маршрутизації на широкосмугових цифрових мережах інтегрального обслуговування / / Матеріали міжнародного семінару "Перспективи розвитку сучасних засобів і систем телекомунікацій". - Новосибірськ, 2000. - С.65-68.

Додаток А (рекомендований)

Словник термінів і скорочень