Эталонная модель протоколов BISDN

Модель содержит три плоскости: плоскость пользователя (Uplane), плоскость управления (C-plane) и плоскость менеджмента — административного управления (M-plane). Плоскость пользователя (U-plane), включает в себя передачу и прием всех видов данных, обеспечение управления потоком и защиту от ошибок. Она имеет уровневую структуру.

Плоскость управления (C-plane) содержит совокупность протоколов, используемых для сигнализации при установлении, контроле и разъединении соединения. Она имеет уровневую структуру.

Плоскость менеджмента (M-plane) включает в себя две плоскости: административное управление уровнями плоскостей и управление плоскостями.

Функции управления уровнями содержат совокупность протоколов, координирующих:

• работу C-U плоскостей;
• распределения сетевых ресурсов;
• согласования их с параметрами поступающей нагрузки;
• координации работ по обработке эксплуатационной информации и технического обслуживания.

Плоскость пользователя имеет три основных уровня для поддержки пользовательских приложений: физический, адаптации ATM, уровень ATM. Уровень адаптации ATM (ATM Adaptation Layer — AAL) имеет несколько типов, функции которых определяются различными классами нагрузки пользователя. Уровень адаптации преобразует блоки данных пользователя (SDU — Service Data Unite) в 48-байтовые блоки, которые переносятся ATM-ячейками. Показана информация, генерируемая различными приложениями: передача речи, передача данных, передача видео.

Преобразование различной информации на уровне AAL На рисунке показаны источники, порождающие различные типы нагрузки:

• регулярный поток, который поступает от преобразователя аналоговой информации в цифровые отсчеты(A/D);
• кадры изображения, которые после сжатия представляют собой пакеты различной длины;
• поток данных, который представляет собой поток пакетов с пульсирующей длиной.

Задача устройства уровня AAL: преобразовать информацию, разбить на блоки и предоставить для передачи через уровень ATM, который позволяет системе передать все характерные особенности данного приложения (например, тактовые последовательности). Можно отметить, что функции AAL могут размещаться в оконечном оборудовании, а другие функции — выполняться сетью.

ATM-уровень занимается только последовательной передачей ATM-ячеек, полученных от уровня AAL, в установленном по сети соединении (установлением соединения занимается плоскость управления). ATM-уровень принимает 48-байтовые блоки информации от AAL и дополняет их 5-байтовым заголовком, формируя ячейку (ATM). Заголовок содержит метку, которая определяет свойства устанавливаемого соединения и используется коммутатором для определения следующего участка пути, а также типа приоритета.

ATM может обеспечить различное качество обслуживания разным соединениям. Это оговаривается до предоставления услуги специальным соглашением между пользователем и поставщиком услуг, которое называется контрактом на услуги (service contract). Пользователь вырабатывает требования, которые определяются предоставляемой им нагрузкой и коэффициентом качества (QoS) при установлении связи. Если сеть может предоставить требуемое качество, то контракт устанавливает гарантированный QoS, пока пользователь выполняет все характеристики установленного трафика. Механизм ведения очереди и расписания в ATM-коммутаторах обеспечивает возможность поставки информации с заданным QoS. Для того чтобы доставить информацию с предписанным QoS, ATM-сети используют механизм наблюдения. В соответствии с числом подключаемых пользователей режим ATM поддерживает два типа соединений: "точка-точка" и "точка — много - точек". Связь "точка-точка" может быть однонаправленной или двунаправленной. В последнем случае для каждого направления может быть установлено свое QoS. Связь " точка — много точек" всегда однонаправленная и устанавливается от одного пользователя ко многим. По времени удержания соединения ATM обеспечивает постоянное виртуальное соединение (Permanent Virtual Connection — PVC) и коммутируемые виртуальные соединения (Switch Virtual Connection — SVC). PVC работает как постоянная, арендованная между сторонами пользователей линия. Точки соединения устанавливаются сетевым менеджером. При SVC оконечные точки задаются в момент инициализации вызова по запросу пользователей.

Физический уровень для обеих рассматриваемых плоскостей разделяется на два подуровня.

Подуровень, зависящий от физической среды (PMD — Physical MediumDependent), нижний из двух подуровней, относится к описанию деталей передачи бит через конкретную среду, таким как линейное кодирование, синхронизация, восстановление формы сигнала, а также к разъемам, и механическим соединениям и т. д.

Подуровень согласования с системой передачи (TCS — Transmission Convergence Sublayer) устанавливает границы ATM-ячеек в потоке бит; генерирует и контролирует контрольную сумму; вставляет и удаляет "свободные" ATM-ячейки в формат, предназначенный для передачи по задан- ной физической среде. Имеется большое число физических уровней, предназначенных для обеспечения различных сетевых сценариев: например, локальных или региональных сетей, учрежденческих сетей. ATM адаптируется для применения в уже существующих стандартах физического уровня, таких как SDH (155,2 Мбит/с), E1 (2,048 Мбит/с) E3(34,4 Мбит/с) E4 (139 Мбит/с). Для распространения сигнала чаще всего используется волоконно-оптическая линия.

Идентификатор виртуального пути (IVP — Identifier Virtual Path) — поле длиной 8 бит в интерфейсе "пользователь-пользователь" и 12 бит в интерфейсе "сеть-сеть" (используются биты, освободившиеся от поля "управление нагрузкой"). Это поле позволяет отобразить виртуальных путей в заданном UNI-соединении. Виртуальный путь содержит пучок виртуальных каналов, которые последовательно подключаются при установлении соединения по сети.

Идентификатор виртуального канала (IVC — Identifier Virtual Channel) — поле из 16 бит, что позволяет отобразить виртуальных каналов. Идентификаторы виртуального пути и канала совместно показывают положение данного соединения в данном маршруте. Поскольку во многих случаях используется не все указанное количество каналов, соответственно не задействуется полный объем полей идентификатора. Поэтому для такого случая установлены следующие правила:

• биты, используемые для идентификаторов пути и канала, должны быть смежными;
• биты, не используемые ни пользователем, ни сетью, должны устанавливаться в ноль;
• битовая комбинация всегда должна начинаться с младшего разряда.

Тип полезной нагрузки - поле длиной 3 бита; позволяет определить 8 типов полезной нагрузки

Значение индификатора типа нагрузки	содержание
	Ячейка пользователя. Перегрузки нет. Блок данных типа 0 (пользователь-сеть)
	Ячейка пользователя. Перегрузки нет. Блок данных типа1 (пользователь-пользователю)
	Ячейка пользователя, Имеет место перегрузка. Блок данных типа 0 (пользователь-сеть)
	Ячейка пользователя, Имеет место перегрузка. Блок данных типа 1 (пользователь)
	Ячейка системы эксплуатации и тех. обслуживания
	Ячейка системы эксплуатации и тех. обслуживания
	Ячейка управления ресурсами
	Резерв

Значения бит в комбинациях следующие.

Старший бит

указывает, что комбинация принадлежит ячейке, переносящей пользовательские данные;

указывает, что комбинация принадлежит ячейке системы эксплуатации и технического обслуживания. При значении второй бит () служит указателем явной перегрузки, посылаемым в направлении передачи (Explicit Forward Congestion Indication —EFCI) и информирует приложения о возможной задержке ячейки, последующей за данной ячейкой. Он используется для включения механизма управления перегрузкой при классе обслуживания "доступная скорость передачи данных", о котором будет сказано далее. При значении , последний бит () переносится по всей сети и, как будет показано далее, используется на уровне адаптации AAL 5. При он служит указателем конца сервисного блока данных (SDU — Service Data Unit).

Поле полезной нагрузки предназначено для регулировки трафика. Поле приоритета потери ячейки ( — Cell Loss Priority) устанавливает два уровня приоритета для ячеек ATM. Ячейка, имеющая в поле приоритета , в период перегрузки обрабатывается с более высоким приоритетом, чем ячейка с . В частности, ячейка должна быть отброшена прежде, чем ячейка с меткой . Бит может устанавливаться для индикации степени важности трафика или может быть установлен сетью для указания более низкого приоритета по QoS потока или ячейки, которая нарушает условия контракта.

Приоритет потери ячейки устанавливается пользователем или поставщиком услуг. Ячейки, принадлежащие источникам с постоянной скоростью передачи, всегда должны иметь приоритет по сравнению с источниками с изменяющейся скоростью. В свою очередь, при передаче ячеек источника с изменяющейся скоростью передача части ячеек может присваиваться , а части . Это позволяет разделить поток ячеек на два потока: один, потеря которого мало влияет на качество обслуживания, и второй, потеря ячеек которого существенно сказывается на качестве обслуживания.На узлах доступа может осуществляться проверка параметров потока пользователя, а на транзитных узлах — параметров сетевой нагрузки. Если параметры потока превышают установленные соглашением, то у части ячеек значение поля приоритета потери ячейки может меняться с на . При перегрузках на других узлах эти ячейки могут сбрасываться.