Кіріспе

Виртуалды конкатенция (VCAT) – үлкен сыйымдылықтағы пайдалы жүктеме контейнерін бірнеше кіші сыйымдылықтағы TDM сигналдары арқылы құратын кері мультиплекстеу техникасы. Бұл сигналдар тәуелсіз түрде тасымалдануы немесе маршрутизациялануы мүмкін. Виртуалды конкатенция SONET/SDH, OTN және PDH жол сигналдары үшін анықталған. SONET/SDH конкатенциясының баламалы техникалары – тікелей конкатенция және кездейсоқ конкатенция.

Өзгермелі биттік деректер ағыны

Виртуалды конкатенация айнымалы биттік дерек ағындарын тасымалдауды қолдау үшін дауыс оптимизацияланған SONET/SDH-ға негізгі жақсарту болып саналады. Жақындағы SONET/SDH жақсартуларының арасында байланыс сыйымдылығын реттеу схемасы (LCAS) және жалпы фреймдеу процедурасы (GFP) бар. LCAS және GFP-пен бірге, виртуалды конкатенация қажетті өткізу қабілетін виртуалды трибутариялар (VT) деп аталатын бірнеше кіші жолдарға тең бөлу мүмкіндігін ұсынады. Виртуалды конкатенация ITU-T G.707 (2007) және G.783 (2006) ұсынымдарында сипатталған. Виртуалды конкатенация Sonet/SDH өткізу қабілетін дұрыс мөлшердегі топтарға бөлу үшін қолданылады. Бұл виртуалды конкатенацияланған топтар әртүрлі клиенттер мен қызметтерді қолдауға және тиісінше төлемдерді жүзеге асыруға мүмкіндік береді. VCAT қолданыстағы инфрақұрылыммен үйлесімді және жүктемені желіде тиімді тарату арқылы желінің тиімділігін едәуір арттыра алады. Sonet/SDH – иерархиялық желі. Әр деңгейдегі пайдалы жүктемелер төменгі деңгейдегі пайдалы жүктемелердің конкатенациясы болып табылады. Мысалы, STS192 (10 Гбит/с) пайдалы жүктемесі төрт OC48 (2,5 Гбит/с) пайдалы жүктемесінен тұрады. VCAT көмегімен STS192 пайдалы жүктемесі 192-ге дейін үздірілмейтін STS1 (51 Мбит/с) пайдалы жүктемелерінен тұратын бірнеше виртуалды конкатенацияланған топтардан құралуы мүмкін. Топтың әрбір STS1 желінің әртүрлі бөліктері арқылы қамтамасыз етілуі мүмкін. VCAT жоғары және төменгі деңгейдегі жолдарды қолдайды.

Жоғары деңгейдегі VCAT

Топтың ішіндегі әрбір жол шамамен 51 Мбит/с (STS1/VC3) немесе 155 Мбит/с (STS3c/VC4) құрайды. Жолақтық ені H4 байты арқылы жолдың қосымша ақпаратында бөлінеді. Жолақтық ені 51 Мбит/с-тің еселігімен бөлінеді, сондықтан жоғары деңгейдегі VCAT Gigabit Ethernet арқылы төмендетілген жылдамдықтағы трафикті қамтамасыз ету үшін қолданылуы мүмкін. Бұл жоғары деңгейдегі VCAT-ты қалалық желілерде қолдануға өте ыңғайлы жасайды.

Төменгі реттік VCAT

Топтың ішіндегі әрбір жол шамамен 1,5 Мбит/с (VT1.5/VC11) немесе 2 Мбит/с (VT2/VC12) құрайды. Жолақтың бөлінуі жолдың үстіндегі Z7/K4 байты арқылы жүзеге асырылады. Жолақтың ені 2 Мбит/с бөліктермен бөлінеді, сондықтан төменгі деңгейдегі VCAT қолжетімді желіде қолданылатын 10/100 Мбит/с Ethernet арқылы төмен жылдамдықты трафикті қамтамасыз ету үшін пайдаланылуы мүмкін.

Виртуалды біріктіру тобы

Бірнеше виртуалды тармақтар виртуалды конкатенация тобының (VCG) құрамына кіреді. VCAT мүмкіндігі бар желіде деректерді тасымалдау үшін виртуалды тармақтарды пайдалану, әсіресе негізгі желі салыстырмалы түрде жүктеліп тұрғанда, қажетті сыйымдылыққа сай келетін жалғыз жолды табудан арзан болуы мүмкін. Мұндай жолдарды бөлу көбінесе трафикті жеткізу үшін қысқа жолдарды табуға мүмкіндік береді. Виртуалды конкатенация протоколы мазмұнды байттарды араластыру арқылы жеткізеді. Мысалы, егер Gigabit Ethernet (n, 1 Гбит/с) қызметін ұсыну қажет болса, онда оны (7) STS nc VT арқылы ұсынуға болады, мұнда VCG мүшелерінің әрқайсысы V = n/k [бит/секунд] сыйымдылыққа ие болады, осы жағдайда n = 1 Гбит және k = 7. Әдетте, деректер байттарды кезегімен араластырып жіберіледі: бірінші байт VT1-ге, екінші байт VT2-ге, және т.с.с. жетінші байт VT7-ге орналасады. Процесс қайталанып, сегізінші байт VT1 арқылы жіберіледі.

Дифференциалдық кідіріс

VCAT үздірісті конкатенциямен салыстырғанда, төмен қызмет көрсету құнына және жылдамдыққа көмектеседі. Дегенмен, ол дифференциалдық кідіріс тудырады, яғни VT арқылы бейнеленген әрбір жол желіде әртүрлі таралу кідірісіне ие болады. Осы кідірістердің айырмашылығы "дифференциалдық кідіріс" (D) деп аталады. Дифференциалдық кідіріспен байланысты басты мәселе – барлық жолдар біріккен кезде кіріс ақпаратты сақтау үшін қабылдаушы түйінде жоғары жылдамдықты буферлердің қажеттігі. Бұл буферлік кеңістік (B) жолақтық-кешігу өніміне (bandwidth delay product) теңдірілуі мүмкін, яғни B = n * D. Осылайша, әрбір Виртуалды Конкатенцияланған қосылысқа B бит буферлік кеңістік қажет. Бұл буферлік кеңістікке деген қажеттілік желілік шығындарды арттырады, сондықтан қажетті буферлік кеңістікке тікелей пропорционал болатын дифференциалдық кідірісті азайтатын жолдарды таңдау өте маңызды. Шешімдерді табу үшін дифференциалдық кідірісті азайтуға бағытталған бірнеше эвристикалық алгоритмдер бар. Бұл шешуге оңай мәселе емес және математикалық тұрғыдан NP-толық мәселелер жиынтығы ретінде белгілі, он үшін оңтайлы шешімді табуға және полиномиалдық уақыт шегінде аяқталуға белгілі алгоритм жоқ.