Fiziskā Līmeņa Tehnoloģijas

Guntis BārzdiņšDatortīkli 1

Fiziskā līmeņa standarti• Sinhronā un asinhronā pārraide (V.35, RS-232)• Telefonu tīkla interfeisi

– Analogais (datu pārraide vajadzīgs modems, RS-232 tipiski)– ISDN BRI, – E1, E2, E3 (lieto ar ISDN PRI, SS#7, V.35, G.703)– SDH: STM-1 (155Mb/s) – STM-48 (9.6Gb/s)

• ATM jeb B-ISDN – neveiksmīgs pretstats SDH• Ethernet – reāls konkurents SDH (10Mb/s, 100Mb/s,

1Gb/s, 10Gb/s) • Eksotiskie: DSL, kabeļu TV, bezvadu (radio)

DTE un DCE interfeisi• Savieno tikai DCE un DTE interfeisus: dažādi štepseļi

un funkcijas• DCE-DCE vai DTE-DTE tieši nevar savienot – vajag

Null-modem iekārtu (kabeli)• Sinhronā parraidē DCE ir sinhronizācijas (pulksteņa)

avots

Data Terminal EquipmentEnd of the user's deviceon the WAN link

Data Circuit-Terminating EquipmentEnd of the WAN provider'sside of the communication facility

DCEDTE

ModemTerminal

Izdalītā WAN sakaru līnija

S S

SS

SS

DTE DTEDCE DCE

V.35 V.35

E1 vai SDH

64Kb/s – 2Mb/s

Sinhronā un asinhronā datu pārraide

• Nebalansēts interfeiss – mazi ātrumi• Balansēts interfeiss – lieli ātrumi

• Lai gan tas nav obligāti, tradicionāli:– Asinhrona pārraide = nebalansēts interfeiss– Sinhrona pārraide = balansēts interfeiss

Nebalansēts interfeiss

Signal > +3v = 0 Signal < -3v = 1

RS-232, RS-232C, RS-232D, V.24, V.28, V.10Max ātrums: 19.2Kb/s (standarts), 56Kb/s (stradā), 115-230Kb/s (dažreiz)

Kopiga zeme daudziem signāliem!

RS232 Pinout on DB9

Balansēts interfeissVA-VB < -0.2v =0VA-VB > +0.2v=1

RS-422, RS-485, RS-530, V.11, V.35, HSSIMax ātrums: 2Mb/s (garantēts), 8Mb/s (strādā), 52Mb/s (HSSI)

V.35

Asinhronā pārraide (RS-232)

• Pirms pārraides abām pusēm jāuzstāda aptuveno pārraides ātrumu (9600, 19200, 38400, 115000bps).

• Funkcionāli DCE = DTE (atšķiras vienīgi štepseļu izskats – NullModem)• Flow Control: none, software (Ctrl+S, Ctrl+Q), hardware (RTS, CTS)

NullModem

RS-232 Signāli

Sinhronā pārraide (V.35)

• Pusēm nav jāvienojas par pārraides ātrumu – to vienmēr nosaka DCE puse ģenerējot “Transmit Timing” un “Receive Timing” sinhronizācijas signālus

• Funkcionāli DCE DTE: nevar savienot DCE-DCE vai DTE-DTE• Flow Control nav vajadzigs, jo sinhrona pārraide

DCE (modem) ----------- DTE (terminal)

Receive Timing (V&X) ---->Receive Data (R&T) ---->Transmit Timing (Y&AA) ---->Transmit Data (P&S) <----Terminal Timing (U&W) <----

“TransmitTiming” is generated by DCE (modem) and looped by DTE (terminal) back on “TerminalTiming” to compensate for delay introduced by long cable between DCE and DTE

Tradicionāli lieto tikai...

• Nebalansētu RS-232 interfeisu asinhronai datu pārraidei (COM porti PC datoriem)– Peles pieslēgšanai– Modema pieslēgšanai

• Balansētu V.35 vai RS-449 interfeisu sinhronai datu pārraidei– Izdalītās sakru līnijas (64Kb/s – 2Mb/s)– IP, FR, X.25 maršrutizatoru interfeisi

Telefonijas interfeisi

• Local loop– Analogais– ISDN BRI

• Trunk– ISDN-PRI, SS#7 (E1)– SDH

CO COS

SS S

SSS

SS

SS S

S

Local loop Trunk

Divi ISDN Standarti

ISDN PRI(iestāžu telefonucentrāļu pieslēgšanai)

ISDN BRI(gala lietotāju pieslēgšanai)

ISDN BRI

Channel Mostly Used for:

D

Capacity

16 kbps Signaling information (LAPD)

Channel Mostly Used for:

B Voice, Fax, Data

Capacity

64 kbps

D

2B

ISDNNT1

ISDN BRI: Integrated Services Digital Network, Basic Rate Interface

Terminals “ISDN box”

ISDN PRI

Channel Mostly Used for:

D

Capacity

64 kbps Signaling information (LAPD)

Channel Mostly Used for:

B Voice, Fax, Data

Capacity

64 kbps

1D

30B

ISDNSwitch

ISDN PRI: Integrated Services Digital Network, Primary Rate Interface

E1 line

SDH

• SDH: Synchronous Digital Hierarchy• Tikai optisks interfeiss definēts• Ātrumi 155Mb/s (STM-1) – 9.6Gb/s (STM-64)• Amerikā lieto līdzīgu standartu: SONET un OC-1 līdz OC-192

SDH Frame Structure

STM-1(155Mb/s)

SDH Payload Structure

SONET OC-1 (52Mb/s):

SDH STM-1 (155Mb/s):

SONET and SDH rates

OC-1 STS-1 51.84

OC-3 STS-3 STM-1 155.52

OC-9 STS-9 STM-3 466.56

OC-12 STS-12 STM-4 622.08

OC-18 STS-18 STM-6 933.12

OC-24 STS-24 STM-8 1244.16

OC-36 STS-36 STM-12 1866.24

OC-48 STS-48 STM-16 2488.32

SONETOptical

SONETElectrical

SDH Link Rate Mbps

ATM

• ATM: Asynchronous Transfer Mode• Jebkuri ātrumi no 1Mb/s – 9.6Gb/s • Darbojas virs jebkuras fiziskās pārraides vides•ATM = B-ISDN (BroadBand ISDN > 64Kbps)

• A compromise for voice, data, and video

• Hardware-based cell relay• Larger frames are

segmented and reassembled at ATM endpoints

• Can span both LAN and WAN

• Switched and Permanent VCs supported in ATM

Voice Video Data

ATM cells

48-octet Payload

ATM 53-octet cells

ATM Switching

ATM Physical LinkVirtual Channel Connection (VCC)

Virtual Path(VP)

Contains Multiple VCs

Virtual Channel Connection(VCC)

Contains Multiple VPs

VCLogical Path

between ATM End points

Virtual Channels (VCs)

Virtual Channels (VCs)

e.g., OC-3, E3,OC-12 Virtual Path (VP)

Virtual Path (VP)

Connection Identifier = VPI/VCIVPI/VCI

VCI 1VCI 2

VCI 3VCI 4

VCI 5VCI 6

VCI 3VCI 4

VCI 5VCI 6

VCI 1VCI 2

VPI 1VPI 1

VPI 2VPI 2

VPI 3VPI 3

VPI 4VPI 4

VPI 5VPI 5

VPI 6VPI 6

VP Switch

VCI1

VCI2

VCI3

VCI4

VC Switch

VCI 1VCI 2

VCI 1VCI 2

VP Switch

VPI1

VPI3

VPI2

VPI 1

VPI 4

VPI 3

VPI 5

VPI 2 VCI 4

VCI 3

VCI 1VCI 2

VPIVPI VCI PT CLP HEC

32 Bits 8 Bits CRC12 16 3 1 8

ATM Cell header (5 Bytes)

ATM Fragmentation and Reassembly

CellPayload

SourceAddress

InformationPayload

FrameCheck

CellPayload

VPIVCI

CellPayload

VPIVCI

CellPayload

VPIVCI

Packet

ATM Cells

VPIVCI

Dest.Address

ATM problēmas

• Aparatūra ATM fragmentācijai un de-fragmentācijai ir ļoti dārga (lielā ātruma dēļ to jārealizē “hardware” līmenī)

• Grūti nodrošināt augstu kvalitāti – ja tīkla pārslodzes rezultātā pazūd kāda ATM šūna, tad reāli zūd arī visa pakete, kurai tā piederēja.