АТМ разрабатывалась как средство передачи по транспортным сетям широкополосной ISDN

Методы и принципы измерений в широкополосных сетях связи АТМ

Появление АТМ связано с изменениями структуры информации в сетях связи. Технология АТМ была разработана как метод передачи с пакетной коммутацией и предварительным выбором маршрута. Такой метод позволяет оптимизировать передачу по сети телефонных и видеосигналов в цифровой форме и каналов ПДИ с различными скоростями.

АТМ разрабатывалась как средство передачи по транспортным сетям широкополосной ISDN. Эта технология имеет несомненные преимущества, но в связи с дороговизной, медленно внедряется на практике.

Сети с пакетной коммутацией идеально подходят для передачи данных, когда можно допустить переменную задержку и сделать систему передачи адаптирующейся к скорости и характеру передаваемых сообщений. В таком случае информационный сигнал снабжается дополнительной адресной информацией, которая служит для установления маршрута перед тем, как будет передан информационный сигнал. Групповой сигнал АТМ организуется в сравнительно короткие ячейки объемом 53байта.

Ячейки управления и эксплуатации, использующиеся для организации контроля, содержат испытательный сигнал, позволяющий определять величину коэффициента битовых ошибок. Так как ячейки эксплуатации и контроля передаются нерегулярно, то требуется сравнительно большой интервал времени измерения, чтобы статистически обработать полученные результаты.

Для организации оперативного контроля при использовании ячеек управление и эксплуатации, сетевые операторы обычно опираются на систему технического обслуживания сети или типовой компьютер. На рис. 11.8 показан формат ячеек управления и эксплуатации, используемых для контроля величины коэффициента ошибок и для контроля функционирования соединения.

Рис. 11.8 Формы ячеек управления и эксплуатации

Процесс мониторинга ячеек управления и эксплуатации оказал­ся весьма чувствительным к сбоям сигнала. Результаты такого мо­ниторинга носят характер общей оценки качества и по своей точ­ности заметно уступают результатам, полученным при измерениях, проводимых с использованием специализированных измерительных приборов. Кроме того, одновременный контроль сотен кана­лов очень дорог, что заметно снижает экономическую эффектив­ность связи. Поэтому целесообразно контроль передачи сигнала ATM проводить только в рамках общей оценки качества соедине­ний. Более рациональным представляется вариант организации контроля сетей ATM при помощи специализированных измеритель­ных приборов.

11.5 Измерения, проводимые с остановкой связи с использованием ячеек контроля

Ячейки контроля формируются специализированным тестовым оборудованием и вводятся в тестируемый канал. Формат ячеек кон­троля соответствует формату ячеек управления и эксплуатации (см. рис. 11.9). Ячейки содержат метки времени или соответствующие кодовые слова для определения задержки и потери ячеек.

Рис. 11.9 Ячейки контроля для организации тестирования с остановкой связи

Функциональная схема организации измерений показана на рис. 11.10. Тестируемые каналы загружаются типовым трафиком. Напри­мер, при имитации видеосигнала загрузка, длительность и перио­дичность следования пакетов определяются независимо. Дополни­тельно входящий в состав тестового оборудования генератор загрузки подаёт в каналы произвольно выбранный тип трафика. Программируемый генератор загрузки должен обеспечивать как можно более плотную загрузку каналов. Анализ сигнала произво­дится в блоке приёмника. Входящий в него обнаружитель ошибок производит статистический анализ ошибок

Рис. 11.10 Функциональная схема измерений АТМ при помощи тестового оборудования

на нескольких уровнях, определяя величину коэффициента ошибок сигнала ATM и испытательной псевдослучайной последовательности. Результаты анализа отображаются на графическом дисплее в виде гистограммы или таблицы. Анализатор трафика ATM определяет распределение заг­рузки в различных каналах. Анализ производится путём разделе­ния входящего цифрового потока на ячейки ATM с выделением за­головков. Анализаторы трафика и обнаружители ошибок, входящие в состав приёмного полукомплекта тестового оборудования, долж­ны работать совместно и одновременно, что позволяем значительно повысить качество производимого контроля.

Рассмотрим следующий пример. Линия передачи сигналов СЦИ STM-1 прошла проверку в условиях нагрузки её телефонными ка­налами. Тестовое оборудование ATM вырабатывает поток ячеек, заполненных низкоскоростными цифровыми сигналами (напри­мер, 16 кбит/с), со скоростью передачи 155 Мбит/с, и загружает все свободные каналы настолько плотно, насколько позволяют техни­ческие характеристики программируемого генератора загрузки. В этом случае можно проверить, как переключающая матрица систе­мы обслуживания или коммутатор ATM выберет оптимальную кон­фигурацию виртуального канала, обеспечивая низкую скорость передачи даже при максимальной загрузке каналов. В этом случае можно убедиться и в том, что не возникнет избыточной задержки при передаче телефонных сигналов.

11.6 Измерение коэффициента ошибок сигнала ATM и проверка функционирования системы передачи

Определение величины коэффициента битовых ошибок является основным методом проверки степени прозрачности сетевых трак­тов или проверки конфигурации элементов сети. Коэффициент битовых ошибок измеряется в процессе контроля каналов переда­чи ячеек путём анализа псевдослучайной импульсной последова­тельности, которая вводится непосредственно в информационные ячейки сигнала на уровне ATM. На уровне адаптации AAL-0 псев­дослучайным сигналом заполняются все ячейки. Заполнение таким же сигналом используется для проверки всего уровня адаптации AAL-1. (См. рис. 11.11). Постоянное соединение, которое обеспе­чивается работой сетевого оборудования, как это показано на рис. 11.11, называется постоянным соединением виртуального канала. Если же соединение производится выбором абонента при помощи передачи соответствующих сигналов, оно называется коммутируе­мым соединением виртуального канала.

Работа в режиме транзита

Существует два варианта организации транзита (см. рис. 11.12).

1. Тестовое оборудование формирует незаполненные ячейки и со­здаёт дополнительной независимое контрольное соединение со своими идентификаторами виртуальных каналов и трактов. Пре­имущество этого метода заключается в возможности точного вос­произведения режима прохождения ячеек пользователей, так как компоненты сети не могут отличить тестовые ячейки от инфор­мационных. Метод в основном используется на этапе лаборатор­ных испытаний и не входит в стандарты широкого применения. Причина этого, как считают многие специалисты, состоит в воз­можности изменения характеристик трафика в режиме транзита.

2. Проверка соединений в режиме транзита. Этот вид испытаний рекомендуется в основном для проведения долговременного те­стирования и построения гистограмм распределения загрузки во времени.

В технологии ATM требования, предъявляемые к качеству, за­висят от вида сообщений. Для получения достоверной информа­ции о качестве работы сети измерения на ней должны проводиться с использованием испытательных сигналов, как можно точнее ими­тирующих реальные сигналы различных типов. Если информация о характере трафика отсутствует или носит слишком общий харак­тер, в процесс измерения необходимо включить терминальное оборудование. В этом случае оптимальным можно считать измерения, проводимые в режиме транзита.