Föreläsning 8. Multiplexering (1/2) Multiplexering (2/2) Mål

Föreläsning 8

• Mål

– Förstå nyttan av multiplexering – Förstå olika multiplexeringssätt – Förstå begreepet transportnätverk – Förstå begreppen PDH, SDH, SONET – Känna till grundprinciperna bakom ATM

Multiplexering (1/2)

• En länk bör kunna användas av flera sändare

• multiplexering = uppdelning av länken

• varje sändare allokeras en del av länken - en kanal

• fast kanal - en fast del av resursen tilldelas

• logisk kanal - kanalen definierad oberoende av den faktiska resurstilldelningen

Multiplexering (2/2)

• multiplexeringen kan ske på följande sätt:

– dela upp rummet – dela upp bandbredden – dela upp kapaciteten – kombinationer

Rumsmultiplexering

• delning av länkens fysiska medium

fysiska ledare

– En sändare kan tilldelas en egen fysisk ledare – exempel

• optiska kablar består ofta av en stor mängd individuella fysiska ledare

Dela upp bandbredden (1/2)

• Frekvensmultiplexering (Frequency Division Multiplexing, FDM)

– dela upp bandbredden i frekvensband som inte överlappar – för att minska chansen för störningar (överhörning) har man ett

gap mellan frekvensbanden – gapet kallas spärrband – exempel: TV-sändning

• Våglängdsmultiplexeringn (WDM) – dela upp våglängden

– används i optisk fiber

Dela upp bandbredden (2/2)

• Koddelning (Code Division Multiplexing, CDM)

– varje sändare har en unik kod (ett unikt värde) som används för att representare en bit (en etta).

– Används inom radiokommunikation

Dela upp kapaciteten (1/2)

• tidsmultiplexering (Time Division Multiplexing, TDM)

• synkron

– transmissionsramar av fast längd (125 µs) – ramen delas i tidsluckor, en eller flera per sändare – luckans position identifierar kanalen (både sändare

och mottagare)

– buffertar används för att bygga och ta emot paket

Dela upp kapaciteten (2/2)

• Asynkron (statistisk TDM, intelligent TDM) – en kanal identifieras av ett index (adress): logiska – varje kanal består av egna ramar

– varje sändare skickar ramar vid behov

• adress samt längdfält

– en ram med adress kallas för paket – ramarna kommer inte i någon given ordning

• asynkron TDM mera komplex än synkron

Resurstilldelning (1/2)

• Tilldela sändarna kanaler efter och vid behov

• Synkron TDM: val av antal luckor per ram (multiplar av 64 kb/s)

– sändaren spärras om kanal inte kan erhållas – outnyttjad kapacitet kan inte användas av andra – kanalen passar kanske inte sändaren

• vid behov av 65 kb/s måste man begära en 128 kb/s

Resurstilldelning (2/2)

• Asynkron TDM: godtycklig tilldelning

Multiplexeringsbegrepp

• sändartyper:

– konstant behov – temporärt – temporärt, varierande

• spärrfri (deterministisk)

– kanalen har tillräckligt kapacitet för en sändare

• spärrning (statistisk) – högre utnyttjandegrad

– man strävar till att inflödet av bitar till multiplexorn i snitt inte är större än länkens kapacitet

• multiplexeringen kan vara “hybrid”

Standardiserade multiplexeringsnivåer

• Framsteg inom tekniken

– högre kapacitet (t ex genom att använda optisk fiber)

• har lett till standardisering av

multiplexeringsförfaranden, baserad på avancerad TDM

• PDH (Plesionhronous Digital Hierarchy)

• SONET (Synchronous Optical Network)

• SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

• ide: multiplexera ihop flera kanaler för att utnyttja länkar med hög kapacitet (förflyttning över långa avstånd)

PDH och SONET

• PDH, exempel – E1

• multiplexera ihop (och synkronisera) 32 kanaler (2048 kb/s)

• PCM ram med 32 tidsluckor – T1

• 24 kanaler (1544 kb/s)

• SONET

– amerikansk standard

– STS - 1 (Synchronous transport signal 1) 51,840 Mb/s – STS - 3 (155,520 Mb/s)

SDH (1/2)

• Baserat på SONET

• introducerar begreppet transport network

• Begrepp:

– VC (Virtual Container)

• informationen som skall överföras packas i en virtuell kontainer

• POH (Path Overhead) - kontrollinformation – STM (Synchronous Transport Module)

• SOH (section Overhead)

• AU (administrative pointer)

• VC + SOH = STM

SDH (2/2)

• Exempel:

– STM-1

• 155, 52 Mb/s

• stor PCM ram med 2430 tidsluckor

B-ISDN

• ISDN (narrowband-ISDN) – PRI kapacitet < 2Mb/s

• Broadband-ISDN – högre kapacitet än PRI

• optisk fiber

– standarder baseras på ISDN

• Asynchronous Transfer Mode (ATM) definierat som teknik som skall användas i B-ISDN

– B-ISDN konkurreras ut i bredband av IP baserad teknink idag

ATM val

• Multiplexering – asynkron TDM

• förmedling – virtuell förbindelse

• Adressering – indirekt

• Paketformat – fast

• Paketlängd – liten

ATM begrepp (1/2)

• Adresseringen hierarkisk:

– VCI - virtual channel identifier

• unik inom en VPI – VPI - virtual path identifier

• en mängd VP:n med samma ändpunkt

• HEC - header error control

– felkontrollmekanism för ATM huvudet

HEC verifiering

Korrigering Detektering

Inget fel

Inget fel

Ett bitfel, rättat Flera bitfel, cellen

kastas

Flera bitfel, cellen kastas

ATM begrepp (2/2)

• UNI

– User-Network Interface

• NNI

– Network-Network interface

• Metasignalering

– ingen reserverad kanal för signalering – metasignalering används för att sätta upp

signaleringskanaler

Protokollnivåer (1/2)

• ATM Adaptation Layer (AAL) – CS (convergence layer)

• gränssnitt mot högre nivåer – SAR (segmentation and reassembly)

• segmenterar paket hos sändaren, bygger upp paketet hos mottagaren

• ATM

– generisk flödeskontroll

Protokollnivåer (1/2)

• PHY

– TC (Transmission Convergence)

• celltakt

• HEC - generering

• cellavgränsning

• anpassning till länkramar

• generering av länkramar – PM (Physical Medium)

• Bitklockning

• fysiskt medium

Anpassningsskikt (1/2)

• klass A (typ 1)

– synkronisering: nödvändig – bittakt: konstant

– förbindelsetyp: virtuell förbindelse – användning: audio, video, telefoni

• klass B (typ 2)

– synkronisering: nödvändig – bittakt: variabel

– förbindelsetyp: virtuell förbindelse – användning: kodad audio och video

Anpassningsskikt (2/2)

• klass C (typ 3/4, typ 5) – synkronisering: behövs ej – bittakt: variabel

– förbindelsetyp: virtuell förbindelse – användning: data utan tidskrav

• klass D (typ 3/4, typ 5) – synkronisering: behövs ej – bittakt: variabel – förbindelsetyp: datagram – användning: data utan tidskrav

ATM protokoll

• Q.9231 versus UNI

• Q.2100, Q.2110, Q.2130 versus Service Specific Convergence Protocol (SSCOP)

ATM kritik

• ATM är en komplex modell

• cellstorleken diskutabel

– kontrollinformationen en stor del av cellen – celltiden kort, gör kontrollbeslut per cell

komplicerat

– storleken inte en potens av 2

• signaleringen är komplex

• paketen måste komma i ordning, cellförluster ett problem

Notera ändring i föreläsningstidtabellen

• Ingen föreläsning 20.03

– istället föreläsning 27.03 och 31.03