Анализ развития электронных технологий в США, страница 52

Кроме того, коммутатор должен гарантировать порядок следования ячеек, принадлежащих одному и тому же виртуальному соединению, что налагает жесткие ограничения на схему коммутатора и способ организации очередей в коммутаторе. Различают коммутаторы АТМ с разделяемой памятью, с общей средой передачи, с полносвязной топологией и с пространственным разделением (с единственным или множественным доступом между входным и выходным портом) [51].

Заметим, что протокол передачи является асинхронным, коммутатор АТМ функционирует в синхронном режиме: за время одного цикла с каждого входа считывается по одной ячейке, которые ретранслируются через коммутационное поле коммутатора и подаются на требуемый выход. При этом ячейка обрабатывается коммутатором при условии, что она полностью поступила на вход к началу очередного цикла, иначе она ждет начала следующего цикла. К основным характеристикам коммутационного поля относятся [50]:

  • производительность (отношение суммарной скорости выходящего потока к суммарной скорости входящего);
  • коэффициент использования (отношение средней скорости входящего потока к максимально возможной скорости выходящего);
  • вероятность потерь ячеек;
  • задержки передачи ячеек;
  • длины очередей;
  • сложность реализации.

Коммутаторы могут производить и конвейерную обработку. В этом случае поступившая на вход ячейка обрабатывается за несколько циклов, прежде чем она появится на выходе. Длительность одного цикла зависит от скорости передачи в ЛЦТ. Так например, при скорости поступления ячеек 155 Мбит/с длительность цикла составляет 2,7 мкс, а при скорости 622 Мбит/с – 700 нс [62].

Помимо осуществления маршрутизации и ретрансляции ячеек коммутатор АТМ реализует также процедуры управления соединениями и администрирования. В общем случае структура коммутатора АТМ содержит входные модули (Input Module - IM), выходные модули (Output Module - ОМ), поле коммутации ячеек, а также модули контроля за установлением соединений (Connection Admission Control - CAC) и управления коммутатором (Switch Management - SM). Архитектура коммутаторов АТМ и краткое описание назначения модулей приводятся в [50].

  • Входные модули осуществляют: преобразование и восстановление сигнала; обработку заголовка системы передачи; структурирование ячеек и коррекцию скоростей их передачи; проверку заголовка ячейки на наличие ошибок с помощью поля НЕС; подтверждение правильности значений идентификаторов VPI/VCI и их трансляцию; определение выходного порта; направление сигнальных ячеек и ячеек ОАМ соответственно в модуль САС и в модуль управления коммутатором; реализацию процедуры UPC/UNC для каждой пары соединений VPI/VCI; формирование дескриптора внутренней маршрутизации через коммутационное поле; мониторинг информации, предназначенной для использования внутри коммутатора.
  • Выходные модули подготавливают потоки ячеек для физической передачи, а именно: производят обработку и удаление дескриптора внутренней маршрутизации; генерируют поле НЕС; транслируют при необходимости значения VPI/VCI; включают ячейки из модулей САС и управления коммутатором в исходящие потоки ячеек; корректируют скорости передачи ячеек; упаковывают ячейки в поле полезной нагрузки PDU подуровня конвергенции физического уровня и генерируют поля с соответствующей служебной информацией; преобразуют цифровой поток в электрический или оптический сигнал.
  • Модуль САС устанавливает, модифицирует и разрывает соединения виртуальных путей и каналов. Модуль САС отвечает за: сигнальные протоколы верхних уровней; сигнальные функции AAL, необходимые для интерпретации или генерации сигнальных ячеек; поддержание интерфейсов с сетью сигнализации; согласование с пользователем трафик -контрактов на обслуживание при запросах на установление новых и/или изменение существующих соединений VPС/VCС; распределение ресурсов коммутатора при организации соединений VPС/VCС (включая выбор маршрутов); принятие решения (в ответ на запрос) о возможности установления соединений VPС/VCС, а также генерацию параметров процедур UPC/UNC. Функции САС могут быть реализованы в централизованном или распределенном исполнении.