Wirtualna konkatenacja
Wirtualna konkatenacja ( VCAT ) jest techniką odwrotnego multipleksowania , tworzącą kontener danych o dużej pojemności, rozłożony na wiele sygnałów TDM o mniejszej pojemności . Sygnały te mogą być transportowane lub kierowane niezależnie. Wirtualna konkatenacja została zdefiniowana dla SONET / SDH , OTN i PDH .
Alternatywne techniki łączenia SONET/SDH to ciągłe łączenie i dowolne łączenie.
Strumieniowe przesyłanie danych o zmiennej bitowości
Wirtualna konkatenacja jest uważana za podstawowe udoskonalenie zoptymalizowanego pod kątem głosu SONET/SDH, w celu wspierania transportu strumieni danych o zmiennej bitowości. Inne niedawne ulepszenia SONET/SDH obejmują Link Capacity Adjustment Scheme (LCAS) oraz Generic Framing Procedure (GFP).
W połączeniu z LCAS i GFP, wirtualna konkatenacja daje tę zaletę, że dzieli wymaganą przepustowość równo między określoną liczbę ścieżek podrzędnych zwanych wirtualnymi dopływami (VT).
Wirtualna konkatenacja jest określona w zaleceniach ITU-T G.707 (2007) i G.783 (2006).
Wirtualna konkatenacja służy do podziału przepustowości Sonet/SDH na grupy o odpowiedniej wielkości. Te praktycznie połączone grupy mogą być wykorzystywane do obsługi różnych klientów i usług oraz do odpowiedniego rozliczania. VCAT działa w całej istniejącej infrastrukturze i może znacznie zwiększyć wykorzystanie sieci poprzez efektywne rozłożenie obciążenia na całą sieć.
Sonet/SDH to sieć hierarchiczna. Na każdym poziomie ładunki są konkatenacją ładunków niższego rzędu. Na przykład ładunek STS192 (10 Gbit/s) składa się z czterech połączonych ze sobą ładunków OC48 (2,5 Gbit/s).
Dzięki VCAT ładunek STS192 może składać się z wielu praktycznie połączonych grup, z których każda zawiera do 192 nieciągłych ładunków STS1 (51 Mbit/s). Każdy STS1 w grupie może być udostępniany w różnych częściach sieci. VCAT obsługuje zarówno ścieżki wysokiego rzędu, jak i ścieżki dopływowe niskiego rzędu.
VCAT wysokiego rzędu
Każda ścieżka w grupie ma około 51 Mbit/s (STS1/VC3) lub 155 Mbit/s (STS3c/VC4). Przepustowość jest przydzielana za pomocą bajtu H4 w ramach narzutu ścieżki.
Przepustowość jest przydzielana jako wielokrotność 51 Mbit/s, dlatego VCAT wysokiego rzędu może być używany do obsługi ruchu o niższej szybkości w Gigabit Ethernet. To sprawia, że VCAT wysokiego rzędu idealnie nadaje się do zastosowań w metrze.
VCAT niskiego rzędu
Każda ścieżka w grupie ma około 1,5 Mbit/s (VT1.5/VC11) lub 2 Mbit/s (VT2/VC12). Przepustowość jest przydzielana za pomocą bajtu Z7/K4 w ramach narzutu ścieżki.
Przepustowość jest przydzielana w porcjach 2 Mbit/s, dlatego VCAT niskiego rzędu może być używany do dostarczania ruchu o niższej szybkości w sieci Ethernet 10/100 Mbit/s używanej w sieci dostępowej.
Wirtualna grupa konkatenacji
Kilka wirtualnych dopływów tworzy część wirtualnej grupy konkatenacyjnej (VCG). Wirtualne dopływy do przesyłania danych przez sieć obsługującą VCAT mogą w wielu przypadkach, zwłaszcza gdy sieć podstawowa jest stosunkowo przeciążona, kosztować mniej niż znalezienie tylko jednej ścieżki, która spełnia wymaganą przepustowość. Takie dzielenie ścieżek często powoduje znalezienie krótszych ścieżek do ukierunkowania ruchu.
Protokół Virtual Concatenation dostarcza zawartość w procesie zwanym przeplataniem bajtów. Na przykład, biorąc pod uwagę, że chcemy udostępnić Gigabit Ethernet (n, 1 Gbit/s), udostępnilibyśmy ją na (7) STS-nc VT, gdzie każdy z członków VCG ma równoważną przepustowość V = n/k [bitów/sekundę], gdzie w tym przypadku n = 1 Gb i k = 7. Zazwyczaj dane są przeplatane w taki sposób, że pierwszy bajt jest umieszczany na VT1, drugi bajt jest umieszczany na VT2 i tak dalej, aż Siódmy bajt jest umieszczany na VT7. Proces powtarza się, zaczynając od ósmego bajtu, który jest wysyłany na VT1.
Opóźnienie różnicowe
VCAT pomaga w świadczeniu usług po niższych kosztach i szybciej niż ciągła konkatenacja. Jednak tworzy opóźnienie różnicowe, dzięki czemu każda tworzona ścieżka, reprezentowana przez VT, ma inne opóźnienie propagacyjne w sieci. Różnica w tych opóźnieniach nazywana jest „opóźnieniem różnicowym” (D). Głównym problemem związanym z opóźnieniem różnicowym jest konieczność stosowania szybkich buforów w węźle odbiorczym do przechowywania informacji przychodzących, podczas gdy wszystkie ścieżki się zbiegają. Ta przestrzeń buforowa (B) może być przyrównana do iloczynu opóźnienia przepustowości takiego, że B = n * D. Zatem każde wirtualnie połączone połączenie wymaga B bitów przestrzeni buforowej. To zapotrzebowanie na przestrzeń buforową ostatecznie zwiększa koszt sieci, dlatego bardzo ważne jest wybranie ścieżek, które minimalizują opóźnienie różnicowe, które jest wprost proporcjonalne do wymaganej przestrzeni buforowej.
Istnieje kilka algorytmów opartych na heurystyce, które próbują zminimalizować opóźnienie różnicowe, aby zapewnić rozwiązanie. Nie jest to prosty problem do rozwiązania i jest określany matematycznie jako NP-zupełnych , dla którego nie istnieje żaden znany algorytm, który znajduje optymalne rozwiązanie i kończy się wielomianowym ograniczeniem czasowym.