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.
