благодаря чему статистическое мультиплексирование более предпочтительно чем канал связи

Статистическое временное мультиплексирование

Взрывная природа трафика, свойственная сетям передачи данных, привела к разработке более гибкого метода мультиплексирования — статистического. В этом методе тайм-слоты не приписываются жестко за каналами и могут более свободно распределяться под приходящие по разным каналам данные. Времена прибытия данных, а не номера низкоскоростных каналов определяют последовательность, в которой данные от разных каналов размещаются в тайм-слоты. Каждый раз, когда тайм-слот испускается в мультиплексную линию, мультиплексор добавляет к нему специальный идентификатор, по которому демультиплексор на другом конце определяет, в какой выходной канал перенаправить содержимое данного тайм-слота. Если на вход мультиплексора данные не поступают, то он передает пустые тайм слоты с пустыми полями идентификаторов. Асинхронность выражается не в асинхронном испускании тайм-слотов — они следуют строго регулярно, а в допустимости асинхронного размещения приходящих данных в тайм-слоты.

Заметим, что идентификатор, выполняя очень важную функцию в этом методе мультиплексирования, является служебной информацией и, таким образом, уменьшает полосу, которая могла бы использоваться под передачу данных.

Статистический TDM мультиплексор предоставляет приложению такую полосу, которую оно запрашивает, если, конечно, эта величина не превосходит свободной емкости мультиплексной линии. Суммарная величина полос пропускания низкоскоростных каналов, входящих в мультиплексор, может превосходить полосу пропускания скоростного канала. Игра идет на том, что не все низкоскоростные приложения осуществляют одновременно передачу.
Статистическое мультиплексирование требует более сложного управления и значительно большей вычислительной мощности от оборудования.

Сначала статистическое мультиплексирование было использовано в сетях с протоколом Х.25, позже — в сетях Frame Relay и АТМ.

Пример 5.1. Расчет производительности статистического мультиплексора.

Допущения. Рассмотрим работу гипотетического статистического 4-канального мультиплексора, рис. 5.7 а [7]. Пусть максимальная скорость (полоса пропускания) каждого из 4-х входных каналов составляет 100 бит/с, а входные данные представляются 8-битными символами в обкладках «старт» и «стоп» битов, В процессе мультиплексирования биты «старт» и «стоп» сбрасываются, а два дополнительных бита — поле идентификатора — добавляются к тайм-слотам в мультиплексном канале, что приводит к общей длине 10 бит для тайм-слота.

Для сравнения на рис. 5.7 б приведены параметры работы синхронного мультиплексора. Эффективность кода 100% является следствием отсутствия при синхронном мультиплексировании служебных идентификаторов у тайм-слотов.

Рис. 5.7. Схема работы статистического (а) и синхронного (б) мультиплексоров

Инверсное мультиплексирование

Если обычное мультиплексирование объединяет n низкоскоростных каналов в один высокоскоростной, то инверсное мультиплексирование можно рассматривать как обратную процедуру, то есть как способ передачи скоростного потока данных посредством нескольких независимых каналов меньшей полосы пропускания, которые существуют на промежуточном участке между точками входа и выхода скоростного потока.

Инверсное мультиплексирование используется для передачи широкополосного сигнала, который не способен разместиться в одном независимом канале существующей телекоммуникационной сети. Например, сигнал видеоконференции емкости 384 Кбит/с не может быть передан по каналу 64 Кбит/с, но может быть разбит и размещен в шести таких каналах и вновь собран на другом конце. Также используют инверсное мультиплексирование, когда мультиплексор (или коммутатор) на промежуточном узле магистральной сети не может обрабатывать емкости больше заданной, например 64 Кбит/с.

На приемной стороне инверсный демультиплексор получает информацию с разных каналов и проводит сборку сигнала — эта процедура может требовать переупорядочения потоков из разных сегментов и компенсации задержек, возникающих в различных низкоскоростных сегментах. Принципы работы инверсного мультиплексора показаны на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Инверсный мультиплексор

Инверсное мультиплексирование в ВОЛС. При передаче широкополосного сигнала по волокну на очень большие расстояния (до 1000 км и более) приходится считаться с затуханием и дисперсией сигнала в волокне. Затухание можно компенсировать при помощи оптических усилителей (EDFA), установленных на промежуточных узлах. Дисперсию также можно уменьшать, используя специальные методы компенсации дисперсии, но лишь до определенного предела. Кроме того, оптические усилители вносят дополнительный шум. Из двух оптических сигналов меньше подвержен влиянию шума и дисперсии тот сигнал, который модулируется меньшей частотой. В настоящее время прорабатываются проекты построения городских оптических супермагистралей на скорости 10/100 Гбит/с. В примере 2.5 приведена оценка максимального расстояния для канала с частотой 100 ГГц — 20 км. При по­строении интерсетей такой же высокой пропускной способности, единственный способ передать широкополосный сигнал — это разбить его на множество низкоскоростных сигналов, рис. 5.9. В результате мультиплексный сигнал, представленный множеством длин волн, лучше противостоит влиянию дисперсии и вносимому шуму оптических усилителей в протяженной линии. В рассмотренном примере инверсное мультиплексирование совмещено с частотным (временным) мультиплексированием.

Услуги

Контакты

Тел. : +7 (495) 983-34-72
E-mail : [email protected]

Источник

Статистическое мультиплексирование

Если система не может удовлетворить запрос, то она сообщает об этом приложению. Правда, существующие протоколы передачи данных и приложения не имеют никакого понятия о QoS, так что это еще одно отличное свойство, которое никто не использует.

Благодаря наличию таких полезных свойств АТМ никого не удивляет всеобщее желание продолжать совершенствование этот стандарт. Но пока существующие реализации оборудования довольно ограничены первоначальным подходом, который ориентировался на другие, некомпьютерные, задачи.

Когда клиент с помощью LANE пытается подключиться к сети АТМ, то первоначально он использует протокол LECS. Поскольку АТМ не поддерживает широковещательных сообщений, форум АТМ выделил специальный адрес LECS, который никто другой уже не использует. Посылая сообщение по этому адресу клиент получает адрес соответствующего ему LES. Уровень LES обеспечивает необходимые функции ELAN (emulated LAN). С их помощью клиент может получить адрес BUS-сервиса и послать ему сообщение «подключился такой-то клиент», чтобы затем BUS уровень мог, получая сообщения, переслать его всем зарегистрировавшимся клиентам.

Для того чтобы использовать не АТМ протоколы, необходимо использовать LEC. LEC работает как конвертор, эмулируя обычную топологию сети, которую подразумевает IP. Поскольку LANE только моделирует Ethernet, то он может устранить некоторые старые технологические ошибки. Каждый ELAN может использовать различные размеры пакетов. ELAN, который обслуживает станции, подключенные с помощью обычного Ethernet, использует пакеты размером 1516 байт, в то время как ELAN обеспечивающий связь между серверами может посылать пакеты по 9180 байт. Всем этим управляет LEC.

LEC перехватывает широковещательные сообщения и посылает их BUS. Когда BUS получает такое сообщение, то посылает его копию каждому зарегистрировавшемуся LEC. Одновременно, перед тем как разослать копии, он преобразует пакет обратно в Ethernet-форму, указывая вместо своего адреса широковещательный.

В качестве передающей среды используется либо витая пара (до 155 Мбит/сек) либо оптоволокно.

ATM является развитием STM (Synchronous Transfer Mode), технологии передачи пакетованных данных и речи на большие расстояния, традиционно используемой для построения телекоммуникационных магистралей и телефонной сети. Поэтому прежде всего мы рассмотрим STM.

Модель STM

STM представляет собой сетевой механизм с коммутацией соединений, где соединение устанавливается прежде, чем начнется передача данных, и разрывается после ее окончания. Таким образом, взаимодействующие узлы захватывают и удерживают канал, пока не сочтут необходимым рассоединиться, независимо от того, передают они данные или «молчат».

В рамках канала STM каждое соединение ассоциируется с фиксированным номером слота в конкретной обойме. Однажды захваченный слот остается в распоряжении соединения в течение всего времени существования этого соединения.

Неправда ли, немного напоминает вокзал, от которого в определенном направлении с периодом Т отбывает поезд? Если среди пассажиров есть тот, которому этот поезд подходит, он занимает свободное место. Если такого пассажира нет, то место остается пустым и не может быть занято никем другим. Естественно, что пропускная способность такого канала теряется, к тому же осуществить одновременно все потенциальные соединения (M*N) невозможно.

Переход на ATM

Исследования применения оптоволоконных каналов в трансокеанских и трансконтинентальных масштабах выявили ряд особенностей передачи данных разных типов. В современных коммуникациях можно выделить два типа запросов:

— передача данных, устойчивых к некоторым потерям, но критичным к возможных задержкам (например, сигналы телевидения высокой четкости и звуковая информация);

— передача данных, не очень критичных к задержкам, но не допускающих потерь информации (этот тип передачи, как правило, относится к межкомпьютерным обменам).

Передача разнородных данных приводит к периодическому возникновению запросов на обслуживанию запросов на обслуживание, требующих большой полосы пропускания, но при малом времени передачи. Узел, порой, требует пиковой производительности канала, но происходит это относительно редко, занимая, скажем, одну десятую времени. Для такого вида канала реализуется одно из десяти возможных соединений, на чем, естественно, теряется эффективность использования канала. Было бы замечательно, если бы существовала возможность передать временно неиспользуемый слот другому абоненту. Увы, в рамках модели STM это невозможно.

Модель ATM была взята на вооружение одновременно AT&T и несколькими европейскими телефонными гигантами. (Кстати, это может привести к появлению сразу двух стандартов на спецификацию ATM.)

Главная идея заключалась в том, что необходимости в жестком соответствии соединения и номера слота нет. Достаточно передавать индентификатор соединения вместе с данными на любой свободный слот, сделав при этом пакет настолько маленьким, чтобы в случае потери утрата легко восполнялась бы. Все это изрядно смахивает на коммутацию пакетов и даже называется похоже: «быстрая коммутация коротких пакетов фиксированной длины». Короткие пакеты весьма привлекательны для телефонных компаний, стремящихся сохранить аналоговые линии STM.

Статистическое мультиплексирование

Источник

Статистическое мультиплексирование упрощается с помощью пакетного режима или пакетно-ориентированной связи, которая, среди прочего, используется в компьютерных сетях с коммутацией пакетов. Каждый поток делится на пакеты, которые обычно доставляются асинхронно в порядке очереди. В альтернативном варианте пакеты могут доставляться согласно некоторой дисциплине планирования для справедливой постановки в очередь или дифференцированного и / или гарантированного качества обслуживания.

Статистическое мультиплексирование аналогового канала, например беспроводного канала, также упрощается с помощью следующих схем:

Статистическое мультиплексирование обычно подразумевает услугу «по запросу», а не услугу, которая заранее выделяет ресурсы для каждого потока данных. Схемы статистического мультиплексирования не контролируют передачу пользовательских данных.

СОДЕРЖАНИЕ

Сравнение со статическим TDM

Статистическое мультиплексирование позволяет произвольно разделить полосу пропускания между переменным количеством каналов (в то время как количество каналов и скорость передачи данных канала фиксированы в TDM).

Статистическое мультиплексирование гарантирует, что слоты не будут потрачены впустую (в то время как TDM может тратить слоты). Пропускная способность канала будет использоваться только теми пользователями, у которых есть пакеты.

Идентификация канала

При статистическом мультиплексировании каждый пакет или кадр содержит идентификационный номер канала / потока данных или (в случае передачи дейтаграмм ) полную информацию об адресе назначения.

Применение

Примеры статистического мультиплексирования:

Статистический мультиплексор

Примеры статистических мультиплексоров включают линейку продуктов Imagine Communications (RGB Networks) BNPXr, семейства продуктов Harmonic Inc. ProStream, Electra и VOS или Motorola ( Terayon ) DM6400 и TMIR.

Источник

Статистическое мультиплексирование с временным разделением

Статистическое мультиплексирование упрощается с помощью пакетного режима или пакетно-ориентированной связи, которая, среди прочего, используется в компьютерных сетях с коммутацией пакетов. Каждый поток делится на пакеты, которые обычно доставляются асинхронно в порядке очереди. В альтернативном варианте пакеты могут доставляться согласно некоторой дисциплине планирования для справедливой постановки в очередь или дифференцированного и / или гарантированного качества обслуживания.

Статистическое мультиплексирование аналогового канала, например беспроводного канала, также упрощается с помощью следующих схем:

Статистическое мультиплексирование обычно подразумевает услугу «по запросу», а не услугу, которая заранее выделяет ресурсы для каждого потока данных. Схемы статистического мультиплексирования не контролируют передачу пользовательских данных.

СОДЕРЖАНИЕ

Сравнение со статическим TDM [ править ]

Статистическое мультиплексирование позволяет произвольно разделить полосу пропускания между переменным количеством каналов (в то время как количество каналов и скорость передачи данных канала фиксированы в TDM).

Статистическое мультиплексирование гарантирует, что слоты не будут потрачены впустую (тогда как TDM может тратить слоты). Пропускная способность канала будет использоваться только теми пользователями, у которых есть пакеты.

Идентификация канала [ править ]

При статистическом мультиплексировании каждый пакет или кадр содержит идентификационный номер канала / потока данных или (в случае передачи дейтаграмм ) полную информацию об адресе назначения.

Использование [ править ]

Примеры статистического мультиплексирования:

Статистический мультиплексор [ править ]

Примеры статистических мультиплексоров включают линейку продуктов Imagine Communications (RGB Networks) BNPXr, семейства продуктов Harmonic Inc. ProStream, Electra и VOS или Motorola ( Terayon ) DM6400 и TMIR.

Источник

Статистическое мультиплексирование с временным разделением

Статистическое мультиплексирование упрощается с помощью пакетного режима или пакетно-ориентированной связи, которая, среди прочего, используется в компьютерных сетях с коммутацией пакетов. Каждый поток делится на пакеты, которые обычно доставляются асинхронно в порядке очереди. В альтернативном варианте пакеты могут доставляться согласно некоторой дисциплине планирования для справедливой постановки в очередь или дифференцированного и / или гарантированного качества обслуживания.

Статистическое мультиплексирование аналогового канала, например беспроводного канала, также упрощается с помощью следующих схем:

Статистическое мультиплексирование обычно подразумевает услугу «по запросу», а не услугу, которая заранее выделяет ресурсы для каждого потока данных. Схемы статистического мультиплексирования не контролируют передачу пользовательских данных.

СОДЕРЖАНИЕ

Сравнение со статическим TDM [ править ]

Статистическое мультиплексирование позволяет произвольно разделить полосу пропускания между переменным количеством каналов (в то время как количество каналов и скорость передачи данных канала фиксированы в TDM).

Статистическое мультиплексирование гарантирует, что слоты не будут потрачены впустую (в то время как TDM может тратить слоты). Пропускная способность канала будет использоваться только теми пользователями, у которых есть пакеты.

Идентификация канала [ править ]

При статистическом мультиплексировании каждый пакет или кадр содержит идентификационный номер канала / потока данных или (в случае передачи дейтаграмм ) полную информацию об адресе назначения.

Использование [ править ]

Примеры статистического мультиплексирования:

Статистический мультиплексор [ править ]

Примеры статистических мультиплексоров включают линейку продуктов Imagine Communications (RGB Networks) BNPXr, семейства продуктов Harmonic Inc. ProStream, Electra и VOS или Motorola ( Terayon ) DM6400 и TMIR.

Источник