10. Структура кадра out и функции fec. Преимущество использования fec.

11. Протоколы laps и gfp. Назначение, структуры кадров и места их применения.

Кадр LAPS с размещенными данными кадра MAC Ethernet

Д ля прозрачной транспортировки различного трафика через транспортные сети разработаны, стандартизированы и используются протоколы для эффективного размещения трафика пакетной передачи в циклические блоки PDH, SDH, ОТН и непосредственно в среду передачи: LAPS, GFP и RPR.

Учитывая различное происхождение и функционирование сетей Ethernet и SDH, были разработаны средства сопряжения случайных пакетов переменной емкости и циклической передачи VC-n, VC-m, STM-N в SDH. Для этого разработан протокол LAPS. Процедура LAPS является разновидностью протокола HDLC - высокоуровнего протокола управления каналом связи.

Технология GFP обеспечивает более эффективное использование ресурсов транспортных сетей. Она находится в одном ряду с АТМ, но поддерживает передачу кадров переменной емкости. Кадр GFP предусмотрен для реализации 2х возможностей передачи: прозрачной GFP-T и с отображением кадра GFP-F . Поле заголовка – 4 байта, поле PLI указывает число в двоичном коде, соответствующее объему пользовательской нагрузки (min величина 4 байта). Поле контроля ошибок HEC (16 байт) – для обнаружения и исправления ошибок. Поля пользовательской нагрузки делятся на: - заголовок нагрузки (4-64 байт); - поле информационной нагрузки (0÷65535-х, где х-4÷64 байта); - поле завершения кадра FCS (4 байта). В заголовок нагрузки входят: - 2 байта типа кадра GEF; - 2 байта поля зашиты от ошибок типа кадра; - расширение поля заголовка (60 байтов); - 2 байта контроля ошибок расширения поля заголовка. Идентификатор типа нагрузки PTI определяет тип GFP пользовательских данных: - 000 – пользовательские данные; 100 – управление пользователя; др. зарезервированы. PFI – идентификатор наличия контрольной суммы поля полезной нагрузки. FCS – индикатор нагрузки, состоит из одного бита (0/1 – наличие/отсутствие FCS). EXI – идентификатор расширения заголовка (4 бита) – 0000 – нет расширения; 0001 – линейный кадр; 0010 – кольцевой кадр; - остальные резерв. UPI – идентификатор пользовательской нагрузки (8 бит) – определяет нагрузку, конвертируемую в поле информационной нагрузки GFP.

Д ля индикации дефектных состояний тракта GFP используются сигналы: - повреждение тракта TFS, который обнаруживает на уровне секций SDH, OTH; - повреждение обслуживания – пропадания/ошибки сигнала сервера SSF, формируемый на уровне сборки и разборки кадра; - повреждение сигнала пользователя СSF –результат одного или 2-х указанных выше сигналов.

Кадры GFP-F применимы к пакетам данных разного типа и разной длинны, предполагают кодирование для передачи сигналов формате 8В10В. Кадры GFP-T – загружаются данными одного пользователя с эффективным суперблоковым преобразованием, где нагрузка представлена Nx67-байтовыми суперблоками, где каждому 65-байтовому блоку придается код CRC – 16.

12. Модель транспортной сети Ethernet. Структура кадров базовая и для реализации vlan. Назначение заголовков, оценка адресного пространства vlan.

У ровень среды передачи м.б. реализован на базе медных проводов, волоконных световодов и атмосферных оптических каналов, что характерно для локальных и городских сетей. При организации на большие расстояния уровень передачи представлен сетями SDH,ATM,OTN. Уровень формирования кадров: состоит из LLC и MAC подуровней.

LLC - поддерживает процедуры передачи: - без установления соединений и без подтверждений; - с установлением соединения; - без установления соединения, но с подтверждением.

А дресное пространство кадра Ethernet фиксируется в MAC адресе полем дли­ной 48 битов. Таким образом, максимальный адрес составляет 2⁴⁸. HEX - Индексы шестнадцатеричного счисления, присвоенные байтам адресного про­странства. I/G указывает на адресные биты: 0 — индивидуальный адрес; 1 — групповой (широковещательный) адрес. U/L указывает на адресные биты: 0 — универсальная администрируемая ад­ресация; 1 — локально администрируемая адресация. Обозначения: а, Ь, с, d…..l могут принимать значения от 0 до F в шестнадцатеричной системе счисления. Остальное адресное пространство разделено для широковещательных и отдель­ных услуг по передаче данных.

С хемы мультиплексирования Ethernet различаются ступенями мультиплексирова­ния. Одноступенчатая схема мультиплексирования кадра Ethernet предусматривает объединение до 4096 кадров Ethernet в общий логический путь транспортной сети. Для этого каждый мультиплексируемый кадр получает свою метку пользователя (C-Tag), содержащую идентификатор локальной сети. Преимущества: расширение спектра услуг по транспортировке данных пользователя; эффективное использование ресурсов транспортной сети за счет статистического мультиплексирования.

Двухступенчатая схема мультиплексирования предполагает возможность объе­динения уже мультиплексированной нагрузки на первой ступени с метками C-Tag в количестве М, где число М однозначно не регламентировано. Кадры Ethernet могут также содержать метки провайдеров услуг S-Tag

Среди моделей транспортных оптических сетей модель транспортной сети Ethernet самая последняя по стандартизации МСЭ-Т. Однако эта модель по своему происхождению намного старше по возрасту, ей более 30 лет. Она была разработана для взаимодействия по обмену файлами (пакетами или кадрами данных) между компьютерами в локальной сети при использовании медных проводов, конверторов сигналов и протокола передачи данных с контролем коллизий, т.е. состояний, когда по одной паре проводов одновременно начинали передачу два и более компьютеров. В таком качестве эти сети используются и сегодня на коротких дистанциях, как правило, не превышающих 100 или 200 метров. Появление быстродействующих пакетных коммутаторов и волоконной оптики позволило резко увеличить скорости передачи пакетов (от 10Мбит/с до 100, 1000Мбит/с, 10 и 100Гбит/с) и дистанцию передачи до десятков метров и до сотен километров. Модель транспортной сети Ethernet состоит из двух уровней: уровень среды передачи кадров Ethernet и уровень формирования кадров (пакетов) Ethernet.

Уровень среды передачи Ethernet может быть реализован на базе медных проводов, волоконных световодов, радиоканалов и атмосферных оптических каналов с использованием соответствующих конверторов сигналов (приёмопередатчиков), что характерно для локальных и городских сетей связи и это наиболее экономичное решение относительно других моделей транспортных сетей (рис.2.8).

Кадры Ethernet EoT содержат сообщения о типе нагрузки, протокольные метки доступа в подсеть SNAP (Sub-Network Access Protocol), данные контроля логического канала LLC (Logical Link Control) с адаптированными пользовательскими сигналами, метками длины поля пользовательской нагрузки в кадре и типом кадра Ethernet. Транспортировка кадров Ethernet EoT может осуществляться с наблюдением транспортного тракта из конца в конец ETHP (Ethernet end-to-end path) и сегментным мониторингом ETHS (Segment monitoring). Большинство вариантов транспортировки (EoT) уже стандартизированы для интерфейсов PDH, SDH, OTH, ATM (EoP, EoS, EoO, EoA). Однако перенос кадров Ethernet через сети с протоколами MPLS (EoM) и RPR (EoR) еще находятся в стадии разработки стандартов. При организации связи на большие расстояния (более 100км) уровень среды передачи может быть представлен транспортными сетями SDH, АТМ и OTN. В этом случае решение по транспортной сети не отличается от других моделей дешевизной. В сети Ethernet поддерживается тактовый синхронизм. Также возможна реализация функций защитных переключений на резервный путь передачи за интервал времени до 50 мс.

Р ис. 2.8. Структуры интерфейсов транспортной сети Ethernet

Уровень формирования кадров (пакетов) Ethernet состоит из двух подуровней: управления логическим каналом LLC (Logical Link Control) и управления доступом к среде передачи MAC (Medium Access Control). Эти подуровни протокольные, т.е. их функции предписаны определенными алгоритмами для процессоров, которые формируют кадры с информационными данными и служебными сообщениями. Кадры с информационными данными создаются и отправляются случайно во времени, т.е. в зависимости от потока информационной нагрузки, или в потоковом режиме, когда нагрузка поступает непрерывно. Мультиплексирование кадров, управление их потоком, коммутация их в узлах, наблюдение соединений по потоку кадров из конца в конец или по участкам сети – всё это исполняет уровень формирования кадров. Также он обеспечивает интерфейс с источниками информационных данных (вторичными сетями, например, сетями IP, MPLS и т. д.).

Схемы мультиплексирования Ethernet различаются ступенями мультиплексирования.

Одноступенчатая схема мультиплексирования кадра Ethernet предусматривает объединение до 4096 кадров Ethernet в общий логический путь транспортной сети. Для этого каждый мультиплексируемый кадр получает свою метку пользователя (C-Tag, Customer - Tag), содержащую идентификатор локальной сети, где находится пользователь.

Двухступенчатая схема мультиплексирования предполагает возможность объединения уже мультиплексированной нагрузки на первой ступени с метками C-Tag в количестве М, где число M однозначно не регламентировано. Также кадры Ethernet могут содержать метки провайдеров услуг (S-Tag, Service provider Tag).

Р ис. 2.9. Общая схема мультиплексирования Ethernet

Логическим развитием модели транспортной сети Ethernet стала модель транспортной сети с пакетной передачей и коммутацией по меткам T-MPLS (Transport Multi Protocol Label Switching – транспортная многопротокольная коммутация по меткам). Решения по этой технологии представлены рядом рекомендаций МСЭ-Т: G.8110 – архитектура уровней сети MPLS; G.8110.1 – применение MPLS в транспортной сети; G.8112 – интерфейс между узлами сети MPLS; G.8121 – функции оборудования MPLS; Y.1720 (G.8131) – защитные переключения в сети MPLS; Y.1711 – механизмы обслуживания и эксплуатации в сети MPLS.

Разработка этой модели нацелена на повышение эффективности использования ресурсов магистральных и внутризоновых оптических транспортных сетей с технологиями циклической цифровой передачи: PDH, SDH и OTH.