Aperçu
La technologie de commutation ATM est principalement utilisée dans le segment du réseau fédérateur des télécommunications et des réseaux postaux, de sorte que ses produits de commutation sont rarement vus sur le marché. Par exemple, si le protocole PPPoA est utilisé dans la méthode d'accès à large bande ADSL dont nous parlerons ci-dessous, un commutateur ATM doit être configuré au niveau du bureau central (côté NSP), et la méthode d'accès Internet par modem câble de la télévision par câble utilise également un Commutateur ATM au bureau central. Son support de transmission utilise généralement la fibre optique, et il existe généralement deux types d'interfaces : l'interface Ethernet RJ-45 et l'interface fibre optique. Ces deux interfaces sont adaptées à l'interconnexion avec différents types de réseaux.
Principe de file d'attente
La commutation ATM a deux points fondamentaux : la commutation de cellules et le multiplexage statistique entre les connexions virtuelles. L'échange de cellules signifie que les cellules ATM sont commutées d'un VP/VC à un autre VP/VC via diverses formes de supports d'échange. Le multiplexage statistique se manifeste en ce que les cellules de chaque connexion virtuelle sont en compétition pour des ressources de commutation telles que le support d'échange pour transmettre les cellules. Afin de résoudre la compétition des cellules pour ces ressources, les cellules doivent être mises en file d'attente, chaque cellule est séparée dans le temps, et le circuit est emprunté. L'idée d'échange peut être considérée comme un multiplexage statistique incarné dans l'échange en tant qu'échange temporel et réalisé via le mécanisme de mise en file d'attente.
Le mécanisme de mise en file d'attente est un contenu extrêmement important dans la commutation ATM. Un débordement de la file d'attente entraînera une perte de cellules. La mise en file d'attente des cellules est la principale raison du retard de commutation et de la gigue du retard. Par conséquent, le mécanisme de mise en file d'attente affecte les performances des commutateurs ATM. A une influence décisive. Il existe trois mécanismes de mise en file d'attente de base : la file d'attente d'entrée, la file d'attente de sortie et la file d'attente centrale. Ces trois méthodes ont leurs propres défauts. Par exemple, la file d'attente d'entrée a un blocage de l'en-tête et la charge du commutateur est inférieure à 60 % ; la mémoire de file d'attente de sortie est peu utilisée, la longueur moyenne de file d'attente est longue et la mémoire de file d'attente centrale nécessite une gestion de mémoire complexe et à grande vitesse. En même temps, les trois méthodes ont leurs propres avantages. La file d'attente d'entrée nécessite une faible vitesse de mémoire, l'efficacité de la file d'attente centrale est élevée et la file d'attente de sortie se situe quelque part entre les deux. Par conséquent, ces trois méthodes ne sont pas directement utilisées dans des applications réelles, mais sont intégrées. , A pris des mesures d'amélioration. Les méthodes améliorées comprennent principalement :
Réduire le blocage en tête de ligne de la file d'attente d'entrée ;
Utilisez le mode de mise en file d'attente d'entrée et de sortie avec contrôle de la contre-pression ;
Avec mécanisme de bouclage Mode de mise en file d'attente ;
Mode de file d'attente de sortie partagée ;
Définissez plusieurs sous-files d'attente de sortie sur une ligne de sortie, et ces sous-files d'attente de sortie fonctionnent logiquement comme une seule file d'attente de sortie.
Mécanisme de commutation
Afin d'obtenir une commutation de grande capacité et d'augmenter l'évolutivité des commutateurs ATM, des unités de commutation de base de petite capacité sont souvent construites, et ces unités de commutation sont La structure est structurée comme un mécanisme de commutation ATM (Fabric). Pour le mécanisme de commutation ATM, les principaux problèmes de recherche sont la structure du support de transmission et la méthode de routage entre chaque unité de commutation, et comment réduire la concurrence et réduire la congestion.
Il existe différentes méthodes de classification pour les institutions de commutation ATM. Il existe une méthode de classification : la commutation par division temporelle et la commutation par division spatiale. La commutation par répartition dans le temps comprend un bus partagé, un anneau partagé et une structure de mémoire partagée. La commutation par division spatiale comprend l'Internet complet et l'Internet à plusieurs niveaux.
Changer
Le modèle général de commutateur de cellules ATM a des lignes d'entrée et des lignes de sortie, qui sont généralement en nombre égal (car les lignes sont bidirectionnelles). Obtenez une cellule (le cas échéant) de chaque ligne d'entrée dans chaque cycle. Via la structure de commutation interne (tissu de commutation), et transmettre progressivement sur la ligne de sortie appropriée. De ce point de vue, les commutateurs ATM sont synchrones.
Le commutateur peut être pipeline, c'est-à-dire que la cellule entrante peut n'apparaître sur la ligne de sortie qu'après plusieurs cycles. Les cellules arrivent en fait sur la ligne d'entrée de manière asynchrone, il y a donc une horloge maître qui indique le début du cycle. Toute cellule qui arrive complètement lorsque l'horloge tourne peut être échangée au cours de ce cycle. Les cellules qui ne sont pas complètement arrivées doivent attendre le cycle suivant.
Les cellules arrivent généralement au débit ATM, généralement autour de 150Mb/s, ce qui signifie plus de 360 000 cellules/s, ce qui signifie que le cycle du commutateur est d'environ 2,7um. Un commutateur commercial peut avoir 16 à 1 024 lignes d'entrée, c'est-à-dire qu'il doit être capable de recevoir et d'échanger 16 à 1 024 cellules par 2,7 um. A un débit de 622Mb/s, un lot de cellules entre dans la structure de commutation toutes les 700ns. Etant donné que la cellule est de longueur fixe et petite (53 octets), il est possible de faire un tel commutateur. Si vous utilisez des paquets de longueur variable plus longs, la commutation à grande vitesse sera plus compliquée, c'est pourquoi ATM utilise des cellules courtes et de longueur fixe.
Classification
En raison de différentes applications, divers équipements de commutation ATM ont des fonctions légèrement différentes. Les principales différences sont le type d'interface, la capacité de commutation et le traitement de la signalisation. .
Dans le réseau public, il existe des commutateurs d'accès, des commutateurs de nœuds et des équipements de brassage. La position du commutateur d'accès dans le réseau est équivalente à celle du commutateur d'abonné dans le réseau téléphonique. Il est situé à la périphérie du réseau ATM et connecte divers terminaux de service au réseau ATM. La position du commutateur de nœud est similaire à celle du commutateur de bureau dans le réseau téléphonique existant. Il complète la commutation VP/VC et nécessite une plus grande capacité de commutation, mais le type d'interface est plus simple que celui du commutateur d'accès. Il n'y a que des interfaces ATM standard, principalement des interfaces NNI. Il existe une interface UNI ou une interface B-ICI. En termes de signalisation, seule la signalisation ATM est requise. L'équipement de brassage est similaire à l'équipement de brassage du réseau téléphonique existant. Il complète l'échange de VP dans le réseau fédérateur sans traitement de signalisation, réalisant ainsi un échange à très haut débit.
Dans le réseau privé ATM, il existe des commutateurs de réseau privé et des commutateurs LAN ATM. La fonction du commutateur de réseau privé est équivalente à celle du commutateur de nœud dans le réseau public. Il possède les interfaces UNI et NNI du réseau privé, complète le traitement de signalisation de P-UNI et P-NNI et possède de solides fonctions de gestion et de maintenance. Le commutateur LAN ATM complète l'accès au service LAN. Le commutateur LAN ATM doit avoir une interface LAN et une interface ATMP-UNI pour gérer les divers protocoles de couche de la signalisation LAN et ATM.