Отсчеты информационных битов, следующих за стартовым битом, берутся с номинальной частотой, начиная с середины интервала второго бита.

ATM - Asynchronous Transfer Mode

Методы асинхронной передачи - МАП -

Режим асинхронной передачи цифровых сигналов (в отличие от синхронной передачи данных, при которой цифровые сигналы передаются непрерывно с постоянной скоростью) состоит в раздельной передаче групп битов.

Фактически режим АТМ - это технология коммутации пакетов (ячеек) - аналог технологии пакетов сетей Х.25; Frame Relay и др.

Frame Relay - стандартный протокол коммутируемой передачи данных канального уровня эталонной модели (ЭМ) ВОС - модели ISO, который управляет несколькими виртуальными каналами между подключенными устройствами с помощью HDLC-инкапсуляции. Этот протокол более эффективный, чем Х.25 и обычно рассматривается как его замена. Инкапсуляция - добавление к пакету служебной информации в виде заголовка или трейлера (информации в конце сообщения) с наибольшей гибкостью в сетях IP.

HDLC - Hiqh Level Data Link Control - высокоуровневый протокол управления каналом. Бит-ориентированный синхронный протокол канального уровня эталонной модели ISO, основанный на протоколе SDLC.

SDLC - Synchronous Data Link Control - синхронное управление передачей данных. Это - бит-ориентированный протокол обмена данными на канальном уровне в дуплексном режиме, имеющий множество производных протоколов, таких как HDLC и LAPB.

LAPB - Link Access Procedure, Balanced - сбалансированная процедура доступа к каналу. Это бит-ориентированный протокол из стека Х.25, ведущий свое начало от HDLC.

При передаче сигналов в режиме АТМ внутри отдельной группы для каждого сигнала используется специальный, заранее определенный временнóй интервал. Моменты передачи групп битов друг с другом не связаны, поэтому в приемном оконечном устройстве для приема каждой группы тактовая частота устанавливается заново.

Между периодами передачи асинхронный канал (линия связи) находится в

незагруженном (неактивном) состоянии.

Корни АТМ происходят из широкополосной цифровой сети с интеграцией обслуживания (Ш-ЦСИО)

Термин "широкополосный канал" предполагает скорость передачи данных в цифровом канале данных потока Т1 (стандарт США) 1,536мбит/с или потока Е1 (международный стандарт) 2,048мбит/с

Начало передачи каждой группы информационных битов отмечается одним единственным (!) стартовым битом (бестоковым), ширина которого на приеме измеряется и определяется его середина.

После передачи группы информационных битов передается один или несколько подряд стоповых битов (токовых), что позволяет каналу перейти в незагруженное (неактивное) состояние.

Такой асинхронный вид передачи цифрового сигнала обычно используется для низкоскоростных и среднескоростных систем передачи цифровых сигналов: речи, видео, данных.

Асинхронная передача сигналов

Сигнал на передаче

Стартовые биты (бестоковые) Стоповые биты (токовые)

Сигнал на приеме

Идеальные отсчеты для каждого бита

Из рисунка видно, что обнаружение каждого бита полезной нагрузки (информационного сигнала) выполняется путем взятия идеального отсчета входного сигнала в середине каждого сигнального интервала. На практике моменты взятия отсчетов отклоняются от идеального положения на величину, зависящую от степени изменения формы стартового (бестокового) импульса шумами и искажениями.

Асинхронные системы плохо работают при высоких уровнях шумов.

Если номинальное значение тактовой частоты (следования тактовых импульсов) в приемнике отличается от номинального значения тактовой частоты передатчика, могут возникнуть ошибки при приеме цифрового сигнала.

Поскольку использование термина "асинхронный" подразумевает наличие в приемной станции автономного генератора, вырабатывающего отсчеты (тактовые импульсы), то рано или поздно это приводит к смещению тактовой частоты приемника относительно центра сигнальных интервалов.

Поэтому асинхронные системы рекомендуется использовать в сетях, транспортирующих не очень длинные сообщения с невысокими скоростями.

Формирование АТМ-ячейки (МАП-ячейки)

Для того чтобы согласовать различные цифровые асинхронные информационные сигналы, имеющие различные скорости передачи, непрерывные или периодические (например: речевой сигнал 64,0кбит/с, видеосигнал 1,5- 100,0мбит/с: компьютерные файлы, данные электронной почты, фильмы по кабельному телевидению и т.д.), разработана новая технология передачи, получившая название ATM - Asenchronjus Transfer Mode.

АТМ в переводе: моды асинхронной передачи (МАП - в русской транскрипции).

МАП-технология предполагает запись любого вида информации в ячейки (cell) фиксированной длины.

.

Элемент (МАП ячейка, или АТМ ячейка) содержит полезную информацию (48 байт) и заголовок – Header - (5 байт)

В документах МСЭ-Т МАП ячейка (АТМ ячейка) называется элементом.

Структура МАП (ATM) ячейки (элемента)

Из 5-ти байтов заголовка:

-1 байт - для идентификации ВТ (ВП) - виртуального тракта (пути);

-2 байта - для идентификации маршрута (ВК – виртуального канала) движения элемента (МАП-ячейки);

-2 байта - для другой служебной информации (например, приоритет).

Цифровая информация (полезная нагрузка) от источников сообщений заполняет МАП-ячейки, которые имеют фиксированную длину.

Друг от друга ячейки отделяются (т.е. определяется их начало и конец)

с помощью служебной информации.

При отсутствии полезной информации передаются пустые ячейки.

Небольшие объемы информации, как правило, передаются в отдельных ячейках, которые могут в таких случаях оставаться незаполненными.

В последнем случае в полупустые ячейки может быть добавлены "наполнителем".

В случае передачи непрерывного сигнала (речь, видеосигнал и т.п.) ячейки следуют через строго определенные промежутки времени.

Цифровые потоки, размещенные в МАП-ячейках от разных источников, могут быть объединены с помощью временнóго мультиплексирования.

Мультиплексирование асинхронных потоков

Поток "А"

Поток "В" В С А С В А С А

Поток "С" Общий поток в линии связи

Виртуальный канал (ВК) - это фиксированный маршрут движения всех

МАП-ячеек во время сеанса связи от одного абонентского терминала (устройства) к другому. Виртуальный канал состоит из последовательности портов коммутаторов, через которые эти МАП-ячейки (элементы) проходят.

Преимуществом МАП-ячейки является легкость ее обработки при прохождении через коммутатор, так как обрабатывается только заголовок.

Прочитав идентификатор виртуального канала (ВК) в заголовке МАП-ячейки, коммутатор направляет ее (или целые группы ВК) из одного порта в другой, независимо от содержания (информации).

Количество ВК может достигать 65536, т.е. 2¹⁶

Группы виртуальных каналов одного направления объединяют ввиртуальный тракт (ВТ), иливиртуальный путь (ВП).

Количество ВП (ВТ) организованных по одной линии связи сети АТМ может достигать 4096, т.е. 2¹²

Идентификатор виртуального пути (Virtual Path Identifier - VPI) занимает в

STM-1 один байт и располагается до идентификатора виртуального канала.

Технология МАП (ATM) отлично согласуется с технологией SDH, поэтому МАП-ячейки могут размещаться в STM-1.

Для размещения в STM-1 МАП-ячейки сначала "упаковываются" в виртуальный контейнер VC-4, затем в заголовке (РОН) этого контейнера отмечается начало записи МАП ячеек и только потом контейнер как обычно размещается в STM-1.