Магистрант Ткаченко Д.В.

Магистрант Федянин А.С.

Донецкий национальный технический университет, Украина

К ВОПРОСУ О ЗАЩИТЕ ОТ ОШИБОК В СЕТЯХ АТМ

Одно из главных преимуществ технологии АТМ это возможность задавать для трафика тот или иной уровень обслуживания (quality of service, QoS). [1] Он и определяет степень приоритетности трафика при передаче его по сети. Существуют четыре уровня QoS - CBR (constant bit rate), VBR (variable bit rate), ABR (available bit rate) и UBR (unspecified bit rate). QoS - CBR и VBR используются для передачи высокоприоритетного трафика, чувствительного к задержкам (гарантирует определенную полосу пропускания для передаваемого трафика). ABR и UBR предназначены для менее приоритетного трафика. Требуемый уровень QoS определяется приложением, от которого исходит трафик. Выделение полосы пропускания в соответствии с определенной категорией QoS происходит при формировании виртуального пути от исходной точки к точке назначения. Основная проблема возникающая в сетях АТМ - это проблема удовлетворения требований различных служб к семантической и временной прозрачности сети и их адаптация к единому методу переноса. В работе рассматривается семантическая прозрачность сети и методы защиты от ошибок в сетях АТМ [1]. Под семантической прозрачностью понимается способность сети обеспечивать доставку информации от источника до адресата с приемлемым для данной службы уровнем ошибок. Ни одна система передачи не является идеальной. В реальных каналах действуют искажения сигналов, замирания, шумы, различные помехи, которые в дискретном канале проявляются в виде ошибок. Одним из наиболее часто используемых показателей, характеризующих качество цифровых систем передачи, является коэффициент двоичных ошибок (BER - Bit Error Rate), который представляет собой отношение ошибочно принятых бит к общему количеству переданных бит. Ошибки в общем случае могут привести к разным последствиям. В некоторых случаях пакеты могут потеряться, а в других - поступать не по назначению. Потеря пакетов происходит из-за ошибок при маршрутизации или вследствие перегрузок. Вероятность потери пакета (PLR - Packet Loss Rate) есть отношение количества утраченных пакетов к общему количеству переданных за достаточно большой промежуток времени.   Иногда пакеты могут поступать адресату, которому они не предназначены. Будем называть такие случаи доставкой пакета не по адресу. Вероятность доставки пакета не по адресу (PIR - Packet Insertion Rate) есть отношение количества пакетов, доставленных не по адресу, к общему количеству принятых пакетов за достаточно большой интервал времени наблюдения. Природа таких ошибок во многом определяется техническими устройствами, в которых они возникают. В передающих устройствах осуществляется формирование битовой последовательности. Поэтому цифровые тракты связи лучше всего характеризовать вероятностью ошибочного приема.   В устройствах коммутации (мультиплексирования) могут возникать ошибки как в приеме двоичных единиц, так и в приеме пакетов, приводящие к их потере или засылке не по адресу. Ошибки в трактах передачи возникают по различным причинам. Некоторые из них определяются самими системами передач, другие же зависят от внешних причин. Ошибки, зависящие от систем передачи, определяются в основном физической средой направляющей системы и рядом других факторов (видом кодирования, скремблирования и т.д.).    В условиях эксплуатации большинство ошибок являются одиночными, но в процентном отношении они составляют только 65%, зато в 10% случаев количество ошибок равно 100 и более. Таким образом, в трактах передачи имеется два типа ошибок: одиночные ошибки, которые являются, как правило, следствием несовершенства систем передачи; пачки ошибок, возникающие при эксплуатации систем передачи в реальных условиях. Для обнаружения и исправления ошибок применяются различные способы кодирования, основанные на введении избыточности на битовом уровне. Используются коды Хэмминга, Голея, БЧХ и др., которые могут исправлять различные комбинации ошибок в зависимости от степени избыточности [2-3]. Улучшение качества сквозной передачи может быть достигнуто либо с помощью определенного способа обнаружения и исправления ошибок (FEC - Forward Error Correction), либо посредством повторной передачи в случае обнаружения ошибок с использованием протоколов автоматического повтора передачи (ARQ - Automatic Repeat Request). Способы ARQ основываются на повторной передаче информации, принятой с ошибками. Однако для того чтобы обнаружить ошибки в принятой информации, также применяются способы кодирования, которые взаимосвязаны со способами обнаружения и исправления. Коды Хэмминга, Голея, БЧХ могут использоваться для обнаружения ошибок [4-8]. 
Литература:

1. Назаров А.Н., Симонов М.В. АТМ: Технология высокоскоростных сетей. - М.: Эко-Трендз, 1997. - 232 с. 

2. Габидулин Э.М., Афанасьев В.Б. Кодирование в радиоэлектронике. - М.: Радио и связь, 1986. - 176 с.

3. Мартынов Ю.М., Крюков А.М., Разгон В.П. Математическое обеспечение сетей передачи данных. - М.: Радио и связь, 1986. - 288 с. 

4. Вычислительные сети и сетевые протоколы. Пер. с англ. - М.: Мир, 1982. - 562 с.

5. Протоколы и методы управления в сетях передачи данных. Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1985. - 480 с.

6. Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. - М.: Мир,1990. - 506 с. 

7. Martin de Prycker. Asynchronous Transfer Mode: Solution for Broadband ISDN. - New York, London...: Ellis Horwood, 1993. - 331 р.

8. Богданов В.Н., Вихлянцев П.С., Симонов М.В., "Научно-технический центр "Атлас-Северо-Запад" “ИНФОРМОСТ”– “Радиоэлектроника и Телекоммуникации” № 3 (21), 2002