1.2.1. Восстановление на приемнике тактовой частоты передатчика

Приложения, работающие на фиксированной скорости естественным образом требуют поддержки на передатчике и приемнике работы с одной и той же тактовой частотой. Соблюдение этого требования не так просто выполнить, поскольку скорость работы пользовательского приложения и скорость работы сети задается из разных тактовых источников. Значит, передача абонентского потока ведется асинхронно по отношению к передаче селлов АТМ. Именно отсюда и пошло название "асинхронный режим передачи". В результате передатчик и приемник оказываются рассинхронизированными, и задачей сети является доведение до приемника тактовой частоты передатчика.

В рекомендации приведен способ такого доведения, состоящий в передаче специальных синхронных временных меток - Sinchronous Residual Time Stamp - SRTS, показанный на рис 5.3, который сводится к следующему.

Предположим, что абонент заказал соединение на скорости 2048 кбит/сек, в то время как сеть работает на скорости fсети =155.52 Мбит/сек. Генерация временных меток производится на достаточно длительном интервале времени N с использованием дополнительной промежуточной частоты f_пром, соизмеримой (но не равной) с частотой пользователя f_польз. Для передачи сигналов цифровых систем Е/Т рекомендуется использовать генерацию меток на интервале N, равном 3008 периодов частоты абонента, т.е. время передачи 3008 бит информации (это число точно равно объему поля данных восьми протокольных блоков, выдаваемых на уровень АТМ). Промежуточная частота f_пром должна быть не более, чем в два раза выше пользовательской частоты f_польз, которую определил абонент при запросе соединения.

В идеале, т.е. когда и частота сети, и пользовательская частота стабильны в цикл N (который составляет Т секунд) будет укладываться всегда одинаковое количество периодов промежуточной тактовой частоты, которое не обязательно будет целым. Пусть, например, для описываемого примера частота f_пром выбрана равной 3000 кбит/сек. Тогда при N=3008 (Т=N/ f_польз =1468,75 ms) теоретическое количество периодов промежуточной частоты f_пром составит Mном=3*106*1468,75*10-6=4436.

Все исходные значения известны и передатчику и приемнику, поэтому величина Мном им также известна.

Далее, фактически количество периодов промежуточной частоты в реальной работе не будет равна 4436, поскольку частоты у абонента и у сети не могут быть абсолютно стабильными, однако, они не будут различаться сильно. Так, например, в рекомендации указывается, что за время Т расхождение частот промежуточной частоты f_пром не накопится больше, чем на 6 периодов. Эти предельно допустимые отклонения показаны на рис.4 интервалом от Мmin до Mmax.

За время генерации временной метки, т.е. за время Т, система подсчитывает фактическое значение периодов частоты f_пром. Зная разницу между теоретическим и реальным значением и передав эту разницу приемнику можно точно восстановить на приеме значение исходной тактовой частоты.

Блок-схема процедуры вычисления временной метки показана на рис.5. Здесь счетчик А - это просто делитель частоты, который вырабатывает сигналы с интервалом времени, равным 3008 периодов частоты абонента f_польз. Блок ФОР - это формирователь промежуточной частоты на базе тактовой частоты сети (с помощью этого блока сетевую частоту 155.52 Мбит/сек преобразовали в 3Мбит/сек). Четырехбитный счетчик подсчитывает число периодов частоты f_пром. Поскольку счетчик всего четырехбитный, то за время Т на его выходе будет не непосредственно количество периодов, а остаток его деления на 16. Этот остаток и представляет собой временную метку. Триггер пропускает на выход схемы значение метки в момент окончания интервала Т. В нашем примере в случае идеальных значений частот этот остаток будет равен 4 (4436/16=277*16+4). Если этот остаток увеличивается, то, значит, частота абонента меньше расчетной (если брать сетевую частоту неизменной) и наоборот.

На приеме анализируется значение этого остатка и частота приемника будет вырабатываться исходя из значения сетевой частоты и значения этой метки. Приемник знает номинальное значение числа циклов частоты f_пром - в нашем случае это 4436, и это соответствует значению временной метки равному 4. Если реально оказалось, что значение метки меньше, например, 3, то это значит, что частота передающего абонента больше номинальной на величину, соответствующую одному периоду частоты f_пром. В нашем примере абоненту-получателю будет подана частота, выработанная по следующему соотношению:

f_польз=2048ґ(1+(4-3)/4436)=2048,46кбит/сек,

где 4-3 - разность между номинальным и фактическим значением временной метки. Слагаемое (4-3)/4436 определяет отличие реальной частоты абонента на передаче от номинальной - это как раз доля, соответствующая одному периоду частоты f_пром. Все вычисления даны в килобитах в секунду.

Таким образом, оба абонента будут работать с одинаковой частотой.

Временная метка передается приемнику в составе бита CSI заголовка блока SAR-PDU. Раз метка четырехбитовая, то для ее передачи требуется 4 таких блока. Однако, мы помним, что период синхронизации вычислялся как время передачи восьми протокольных блоков, т.е. в резерве остаются еще 4 бита, которые оставлены для других применений. Метка передается в составе нечетного блока в рамках цикла синхронизации, т.е. в блоках 1, 3, 5, 7.