Хроматикалық дисперсия есеп беру

АТМ желісінің негізгі қолданылуы әр түрлі класты жоғары жылдамдықтағы дабыл берілісін қамтамасыз ету болып табылады: дыбыс, берілгендер, видео және мултимедиалар.  Кең қолданысқа ие АТМ  басқа жоғары жылдамдықтағы сандық технологиялардың физикалық деңгейлерін қолдануға бейімделген, SDH/SONET және  FDDI  желілері. Осыған сәйкес берілстің стандартталған жылдамдығымен (ATM UNI, Version 3.0): 155 Мбит/с (SDH, 1деңгейі), 100 Мбит/с (FDDI), 45 Мбит/с (DS-3 - PDH, 3деңгейі) сәйкес келеді. АТМ ағымы үшін  беріліс ортасы ретінде  ең алдымен талшықты –оптикалық кабельді қолдануға болжам жасады (ТОК)[3].

2.3 АТМ технологиясының функционалдық мүмкіндіктері

Технологияны әмбебап ету  SDH деңгейінің шкаласы бойынша жоғары тарату жылдамдығына және  PDH   шкаласы бойынша жоғары /төмен кеңейтілген: 34 және 140 Мбит/с (ЕЗ және  Е4 - PDH, 3 және 4 деңгейлер), сонымен қатар 1  деңгейді қамтыды  (ОС-1) SONET - 52 Мбит/с.

UNI  тұтынушылық интерфейсі арқылы  жұмыс жасайтын локалды желілерді  және компьютерде желілік АТМ  адаптері бар соңғы тұтынушыларды  жіберіп алмау ниеті IBM (26, ал кейін және 13 Мбит.с) ұсынылған төмен жылдамдықтағы нұсқасының пайда болуына әкелді және PDH шкаласы бойынша стандартталған тарату жылдамдығын 1,5/2 Мбит/с (Т1/Е1) дейін төмендетуге  жеткізді. Бұл АТМ технологиясының алға жылжуы үшін маңызды және де тек ВОК ты қолданудан басқа  экрандалмаған вити жұпты (UTP)  қолдануға мүмкіндік берді. Бұл бағыттағы стандарттау жетістіктері FUNI – кадрдан тыс ретрансляциясымен тұтынушылық интерфейс, жоғары жылдамдықтағы интерфейсті жасауға әкелді,  АТМ қосу каналында қолдануға мүмкіндік береді, тарату жылдамдығы 56/64 Кбит/с (DS0) тең [8].

АТМ жүйесімен жүзеге асатын тарату жылдамдығы , қазіргі уақытта 64 Кбит/с  тен 40 Гбит/с дейін диапозонды алады,  және ережеге сай мына қатарларға сәйкес келеді: 64, пх64, 1,5/2, 6/8, 13, 26, 32, 34/45, 52, 98, 100, 140, 155, 622 Мбит/с, 2,5, 10 және  40 Гбит/с  немесе  стандартты белгіленулерде: DS0, nxDSO, Tl/El, T2/E2, FLRIBM, LRIBM, DSJ3, ТЗ/ЕЗ, ОС-1, DSJ4, FDDI, E4, STM-1, STM-4, STM-16, STM-64 және  STM-256.

Бұл барлығы үшін B-ISDN  физикалық деңгейінің стандартты спецификациялары бар деген емес, ал АТМ жүзеге асырылған жүйелерді шолуда  сіз басқа жылдамдықтарды кездестірмейсіз, мысалы, 3 Мбит/с, 10 Мбит/с немесе  ОС-96. Есте сақтаңыздар олар стандартталмауыда мүмкін. Пакет өлшемі бірнеше постулаттарға негізделген, олардың екеуі ғана сәйкес:

- таратудың жоғары жылдамадығында пакеттердің сенімді коммутациясын қамту үшін,  пакет өлшемі  мүмкін болатындай минималды болуы тиіс;

- төмен  және фиксирленген пакет өлшемі  жоғары қолайлылық береді және  таратудың тиімділігін арттырады.

Бірінші постулат негізінен АТМ технологиясында пакет ұзындығы  ұяшық деп аталатын  бар болғаны 53 байтты (5+48)  құрайды, оның  5 байты тақырыпта қолданылады, ал 48 байты жұмысшы жүктемемен қолданылатын дәйекті түсіндіріеді.  Салыстыру үшін STM-1 (SDH, 1деңгейі) көліктік үлгісінің кадры мысалы, 2430 байт ұзындыққа ие және 40 Гбит/с жылдамдықпен тарату үшін қолданылатындығын еске салайық. 

Екінші постулат таласқа толы. Жоғары қолайлылық үшін пакеттің ауыспалы ұзындығы қажет болады, ал тиімділікті арттыру қайтымды тақырыпшаға пропорционалды қатысты, ол АТМ үлкен көлемге жетуі үшін маңызды - 10,41%.  Дәйек жүзінде, олар 20%-ға  жетеді (Frame Relay  технологиясын салыстырғанда  бұл көлем бар болғаны 0,39% құрайды).

Жұмысшы үшін жүктеменің өлшемін таңдауда бастысы бұл емес, керісінше сөздерді және бейнені тарату қажеттілігі еді. Сөздерді қарапайым кодтау схемасында таратудың 64 Кбит/с өлшемі қолданылады. Кодталған дабылдың ұзындығымен 4-16 мс туындаған ақаулар онша білінбейді.  АТМ корректрленбеген  ұяшықтарының қателігін байқағанда кері қайтарылады, бірақ  беріліс  қайталанбайды, мысалы, технологияда 25 сағат яғни ең аз ақаулар бірнеше рет қайталап кері қайтаруда / ұзындығы 32 - 128 байт ұяшықтарды тастағанда анық көрінеді. Туындаған (2 қосымша –АҚШ және Еуропа) дилеммалар: 32 немесе 64 байт ұзындығы ұяшықтарды таңдау  - компромисті мына  нұсқаға әкелді: 48 байт, бұл 6 мс  ұзындықтағы дабыл фрагментінің түсуіне әкелуі мүмкін.

Тақырыпша ұзындығын таңдау  оны өңдеудегі коррекциялау қателігінің деңгейімен анықталды. Схеманы таңдағанда: 5 байтты  тақырыпша (80 бит) 1 байт  НЕС тақырыпшасының коррекциясының қателігінің схемасы үшін – біреулік тақырыпша қателігін түзетуге және барлық көптеген қателіктерді іздеуге мүмкіндік береді.

ATM коммутаторлары және маршрутизаторлар  тақырыпшаны және кодтарды қорғауда  ғана қолданылады. Таратудың сенімділігін қамтудың басқа әдістері  қабылданбайды, және бұл таратудың жоғары жылдамдығын жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Алайда бұл да тарату каналына шектеулер қояды  -  ол жоғары сенімді болуы тиіс, бұл оны ВОК қолданудың жолымен анықтайды [16].

Стандарттар бүкіл әлем бойынша АТМ технологиясын таратуда шешуші фактор болып табылады, өйткені олар әр түрлі өндірушілердің қондырғыларымен жабдықталған желілердің өзара әсерінің мүмкіндігімен қамтамасыз етеді. Көптеген стандарттар үш ұйыммен жасалынған:

- халықаралық  телекоммуникация бұйымының стандарттау  секторы — International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector (ITU-T): 100стандарттар  спецификациясынан  жоғары;

- T1S1 комитетімен  АҚШтың ұлттық стандарттау институтымен— American National Standards Institute (ANSI) T1S1 Committee: 20  аса спецификациялар;

- мәселелерді  жобалау тобымен Internet—Internet Engineering Task Force (IETF):  40 аса  спецификациялар.

Frame Relay (FRF)  форумы төрт комиссияға ие, АТМ  стандартын өңдеуде,ол  Frame Relay  ортасының желі аралық ауысыммен  қамтуға жататын бөліктерге жатады.  Стандарттар мен жұмыстың үлкен  көлемі АТМ форумымен келтірілген  және оның 200 комиссиясымен жүргізілген, оларды АТМ жергілікті технологияларын  қолданумен басқарады. Соңғы ұсыныстардың  көпшілігі  халықаралық спецификациялар  санына кіретін ашық желілерге  қатысты өзінің қызметімен АТМ  форумына алғыс айтуы тиіс.(ATM Forum — AF). Сіз өзіңіздің қанат жаю  кеңдігіңізде  ITU-Т кеңесінің қызметін  көлемі бойынша бағалау алу  үшін  ATM және  B-ISDN технологиялармен  байланысты, төменде  берілгендерді  тарату әдістерін қарастыратын  спецификацияларға ие негізгі  сериялар көрсетілген: 

- Е-сериясының стандарттары жалпы желінің, телефон қызметінің, қызметтік операциялардың және адам факторын функциялауды сипаттайды;  

- F-сериясының стандарттары телефон емес телекоммуникационды қызметтерді анықтайды;

- G-сериясының стандарттары таратушы жүйелерді және көпшілік ақпараттар құралдары сандық жүйелерді және желілерді сипаттайды; 

- Н-сериясының стандарттары аудио көру және мултимедиялы жүйелерді сипаттайды; 

- I-сериясының стандарттары сандық желімен және комплексті қызмет көрсету спецификацияларына ие; 

- J-сериясының стандарттары теледидар, дыбыстық бағдарламалар және басқада мултимедиялық дабылдарды көрсетуді сипаттайды; 

- М-сериясының стандарттары таратушы жүйесінде қызмет көрсету және басқару, телефон желілерінің байланысы, телеграфты және факсимильді байланыстарды және жалға алынатын каналдардың механизімін сипаттайды; 

- Q-сериясының стандарттары коммутациялары және қызметтік дабылдарды сипаттайды; 

- Y-сериясының стандарттары жақандық ақпараттық инфрақұрылым және  Internet - хаттамалардың аспектілері жайлы мәліметтерге ие.

Ең алдымен ITU-T кеңесі АТМ тарату әдісін технологиялық тапшылыққа жауап ретінде жасады, оны ашық жоғары жылдамдықтағы хабар сөздік және видео ақапаратпен таратумен басқарады, тағыда  B-ISDN  желісінің берілгендер құралдарымен басқарылады. Мұндай таңдауға не әсер етті?  Бұл технологияға жарамды басқада бағыттар болды, олар сол мақсатқа ие болды, сонымен қатар LAN – ұсыныстар және қайтымды жүзеге асыру үшін қолданыла алады.  Жауап мынадай  —  1991 жылы бағдарламалық басқарудың төрт белсенді өндірушілері болды, олар АТМ (ATM Forum — AF) форумы ретінде танымал концорциумды қалыптастырды.  Бұл төрт корпорациялар мыналар Cisco Systems, Sprint Corporation, Northern Telecom (Nortel Networks) және NET/ADAPTIVE.

Бүгінгі таңда мұндай  FRF, AF форумының құрамына жүздеген корпорациялар кіреді. Соңғы тұтынушылар да  АТМ форумына қосыла алады, олар сонымен қатар Frame Relay форумына да қатыса алады.  АТМ байланыс каналының технологиясы орта үшінде жай ғана да болып табылады, сонымен қатар хаттама ретінде де қызмет етеді, ол ұяшық деп аталатын физикалық сандық берілгендерді тарату желісі арқылы фиксирленген өлшемдердің фреймдерінің  көрсетілімін стпаттайды. Басқада ұсыныстардан басқа  AF форумы өзінің құжаттарында тұтынушы желісін сипаттайды  (User-Network Interface — UNI), берілгендер таратылымының физикалық сандық желісін стандарттайды, ол үшін АТМ қолданылады. Кейбір жалпы қолданылатын каналдардың қатары төменде көрсетілген:

- (Digital signal level 1 — DS-1) және3 (DS-3) 1 деңгейдің сандық  дабылдары;

- Е1, ЕЗ, Е4 берілгендерді таратудың сандық  желісі;

- SONET желісінің  каналы синхронды сандық иерархия  (Synchronous Digital Hierarchy —   SDH),   бірінші  деңгейдің синхронды тасымалдау  дабылы (Synchronous Transport Signal 1 — STS-1), STS-З  каналдары және синхронды тасымалдау  үлгісі  (Synchronous  Transport  Module   1 —   STM-1),  STS-12c/STM-4 (жалпы) каналдар;

-талшықты  оптикалық каналдар бойынша кеңейтілген  берілгендерді тарату интерфейсі (Fiber Distributed Data Interface — FDDI) 4B/5B;

- байланыстың  кабелді каналы 8В/10В (Fiber channel 8B/10B) (жергілікті  интерфейс UNI,   берлігендерді  тарату жылдамдығы синхронды  тасымалдау дабылындағыдай үшінші  деңгейлі STS-3);

- плезиохронды  сандық иерархия каналы (Plesiochronous digital hierarchy — PDH)берілгендерді тарату  жылдамдықтарымен 6,312 және 97,728 Мбит/с (Жапония  үшін).

ATM  әдісі  STM-нен, ондағы технологиялардан,  мысалы  Т1 каналы әрбір ақпарат таратушы үшін айқын каналды интервалға ие. Мысалы Т1 үшінші каналын қолданғанда ол фреймға өзінің байтын бірден ендіреді, одан  кейін канал  2 дәл осыны қайталайды. Канал 1 өзінің байтын  24 каналдан кейін енгізеді және т.б. Әр бір таратушы хабар таратуға қосылып әр бір басқа  хабар таратушымен синхрондалады. Осылайша STM технологисын функциялауға каналды трафикпен жабдықтаушы көптеген хабар таратушы санының концепцисына қосылған, бұл фреймді жасауға қажетті болып табылады. АТМ технологисын қолданғанда фрейм құрылмайды. Сонымен қатар әрбір хабар таратушы синхрондалған каналды интервалға ие болмайды.  Пакетті тарату мүмкіндігі АТМ үшін қызмет етеді, мысалы  Frame Relay. АТМ және STM технологиларының арасындағы ерекшелікті қарастырғанда  бәрібір кейбір ұқсастықтар анықталады  —  бұл уақытты бөлумен мультиплексирленген дабыл және уақытты бөлумен статистиклық мультиплексирлеу (Time-Division Multiplexing —TDM, statistical TDM — STDM). Еске саламыз, STDM  режимінде жұмыс жасайтын коммутационды аппаратура берілгендер пакетінің ағымын жұптау үшін басқа таратушылардың жүктелмеген каналдары үшін өзара үйлесуі мүмкін, бірақ сонымен қатар каналдық интервалдар бәрібір қызмет етеді. Осымен әдістердің  сәйкестіктері аяқталады.  Екі технология жайлы басқа да терминдер өзара сәйкес болып саналмайды. Сурет 1.1 (1 көрсету қағазы) стандартты  ATM-желісі көрсетілген, ол кілттік АТМ терминдерімен таныстырады, ол осы жұмыстың соңына дейін кездеседі. [6].

ATM-желі бірі-бірімен жиынтық  арқылы байланыстырылған АТМ  коммутаторлардан құралады. АТМ  коммутаторлар интерфейстің үш  негізгі типін ұстап тұрады: жоғарыда айтылған тұтынушы желі интерфейсі   (User-Network Interface — UNI), желі аралық интерфейс (Network-to-Network Interface — NNI) және кең жолақты интерфейс байланыс операторларының қондырғыларын байланыстыру үшін  (Broadband Inter-Carrier Interface — B-ICI). Интерфейс UNIсоңғы АТМ қондырғыларын қосуға қызмет етеді, мысалы маршрутизаторлар және коммутаторлар локалды желінің, АТМ коммутаторлары (LAN-коммутаторы). Интерфейс NNI екі АТМ коммутаторларын бір мекеме ішінде қосуға арналған.

Сурет 1.1- АТМ желінің мысалы

Коммутатор  абонентке  жатама  және  оның ғимаратында орналасқанба, немесе жалпыға қол жетімді және қызмет көрсетушімен басқарыладыма  осыған  байланысты  UNI және NNI  интерфейстері қосымша жергілікті немесе ашық ретінде классифицирленеді. Жергілікті нтерфейс UNI АТМ соңғы нүктесімен жергілікті АТМ коммутаторы арасындағы сүйеніш нүкте қызмет  атқарады. Оның ашық түрі АТМ соңғы қондырғысы немесе жергілікіті каммутатор және ашық коммутатор арасында орналасады. Келесі қателесулерді болдырмау қажет  — интерфейс NNI  бір мекеме ішіндегі коммутаторлар арасында  сүйеніш нүкте бола алады, ал интерфейс B-ICI  жеке мекемелерде қолданылмайды, ол жоғары жылдамдықтағы  адаптерлі интерфейс UNI-ді  қалдырады, ол жергілікіті коммутаторлар арасындағы өзара әсерін және оның ашық коммутаторларымен шығу/ендіруін сипаттау үшін арналған. Жергілікті интерфейс NNI (Private NNI — PNNI) бір жеке мекеме ішіндегі екі АТМ коммутаторлары арасындағы сүйеніш нүктені сипаттайды. Ашық интерфейс NNI бір ашық мекеме ішіндегі АТМ коммутаторлардың арасындағы сүйеніш нүктені сипаттайды. Интерфейс B-ICI екіашық әр түрлі провайдерлермен коммутаторлар арасына орнатылған

Барлық интерфейстер арқылы дабылдарды тарату стандарттары сүйеніш нүктелермен анықталатын критерийлермен бекітілді, алайда UNI және  NNI негіздері арасында үлкен айырмашылық жоқ. Шындығында  NNI спецификацилары біршама  UNI  спецификациларымен сәйкестеледі. UNI  жергілікті спецификацисы үшін AF UNI З.х/4.0 форумының спецификацисы болып табылады .AF PNNI (P-NNI) 1.0  спецификацисының форумы PNNI интерфейсінің барлық спецификацисын жабады.   ITU-T стандарттау секторы ашық нұсқалар үшін спецификациялар жасады.  Спецификациясы Q.2931- екі нақты қосылыстар үшін  (point-to-point), Q.2971 —көп нүктелі байланыс үшін (point-to-multipoint)) және  Q.2764ашық интерфейстерді сипаттайды  UNI және  NNI сәйкес дабылдарды таратуға, ал  серияары I.4XX  физикалық интерфейс деңгейінің сипатын орнатады UNI тақырыптағы қателерді бақылау функциясын жасауға  тақырыпша форматы қосылады  (Header Error Control — НЕС).  AF форумының құжаттары ашық спецификациялар үшін сәйкес, онда  B-ICI нұсқасының 2.0 спецификациясы енеді. Алайда IA  құжаттамасы ITU-T стандарттау секторының NNI интерфейсінің спецификациясы болып табылады, оған АТМ қосымша деңгейлері қосылады, мысалы,  AAL және байланыс операторларымен қолданылатын әдістер. [19].