ATM Asynchronous Transfer Mode

ATM ATM Asynchronous Transfer ModeAsynchronous Transfer Mode

Rede Digital de AcessoFEUP

Junho 2000João Antunes

ATM

Voz

De forma completamente integrada

Combinar na mesma tecnologia

Dados

Imagem

Vídeo

Antes…

Diferentes redes baseadas em diferentes tecnologias, desenvolvidas independentemente umas das outras

Redes Telefónicas – sinais de voz e com restrições em termos de largura de banda, fax e dados

Redes exclusivamente de dados

Serviços - requisitos de LB

ATM – quais as vantagens?

Integração de vários serviços, tais como voz, imagem, vídeo, dados e multimedia, com a respectiva adaptação dos diferentes requisitos e padrões de tráfego

Standardização das estruturas de rede e respectivos componentes, permitindo reduções de custos para os operadores

Disponibilidade de largura de banda para novas tecnologias, tais como tele-medicina, VoD, e-learning, etc.

ATM – quais as vantagens?

Transmissão independente do meio. As células ATM podem ser transportadas sobre PDH, SDH, SONET, etc., todos eles transparentes para o ATM.

Escalabilidade, ou seja, flexibilidade em adaptar a largura de banda a novos requisitos.

Garantia de Qualidade de Serviço.

O ATM pode ser utilizado na rede local ou na rede alargada.

ATM – quais as desvantagens?

Complexidade

Custos elevados de implementação

ATM – o que é?

Tecnologia de comunicação de dados, baseada na comutação de células.

Usa células com comprimento fixo de 53 bytes, sendo 5 bytes para o cabeçalho (Header) e 48 bytes para os dados (Payload).

Existe um fluxo contínuo de células entre o utilizador e a rede e vice-versa. Caso não hajam dados a transportar, são introduzidas células “em branco” no fluxo. Se as necessidades de largura de banda aumentarem, o racio entre células usadas e células ”em branco” aumenta. Desta forma facilmente se adapta a largura de banda às necessidades.

ATM – Interfaces

UNI (User to Network Interface) – Norma ITU-T Q.2931

NNI (Network Node Interface) – Norma ITU-T Q.2764

Redes Públicas

Redes Privadas

Private NNI e Private UNI – ambos definidos pelo ATM Forum

ATM – Formato da célula

ATM – Circuito Virtual

Estabelecimento de circuito virtual antes do inicio da transferência da informação.

Ligação Virtual – não existe fisicamente, apenas nas “tabelas de routing”

As células são encaminhadas de acordo com a informação dos campos VPI/VCI

ATM – Modelo de Referência

ATM – Modelo de Referência

User plane – transporta a informação do utilizador para determinada aplicação. Usa os níveis físico, ATM e AAL.

Control plane – gere a activação, manutenção e desactivação das ligações usadas pelo User plane.

Management plane – inclui a gestão dos vários níveis bem como dos planos. O nível de gestão monitoriza e coordena as tarefas individuais de cada nível.

ATM – Modelo de Referência

Nível Físico – o ATM não especifica um meio de transmissão em particular. O SDH/SONET são os mais utilizados em termos de backbone, embora também se utilizem as tecnologias PDH ou xDSL.

Formato SDH

ATM – Modelo de Referência

Nível ATM – as funções mais importantes deste nível são o transporte e a comutação de células ATM. O que este nível faz é adicionar os cabeçalhos à informação recebida do nível de adaptação.

Multiplexagem / Demultiplexagem das células ATM.

Não executa quaisquer funções em termos de controlo de erros ou de fluxo.

ATM – Modelo de Referência

Nível Adaptação ATM (AAL) – a função deste nível é adaptar as características internas da rede às características dos diferentes tipos de trafego que a utilizam.

Existem 4 tipos diferentes de serviços – AAL1, AAL2, AAL3/4 e AAL5.

O AAL é dividido em dois sub-níveis:

CS – Convergence Sublayer

SAR – Segmentation and Reassembly Sublayer

ATM – Níveis de Adaptação (AAL)

AAL 1 – transporte de aplicações Real Time (voz, vídeo)

CBR – constant bit rate

AAL 2 – transporte de aplicações Real Time

VBR – variable bit rate

AAL 3/4 – transporte end-to-end de ligações orientadas à conexão e não orientadas à conexão.

O sub-nível CS é dividido em dois:

SSCS – Service Specific Convergence Sublayer

CPCS – Common Part Convergence Sublayer AAL 5 – criado para responder aos requisitos

específicos do Frame Relay, TCP/IP e LAN Emulation. É uma versão reduzida do AAL 3/4.

ATM – Sincronização das células

Como é que o receptor detecta a chegada de uma célula ATM?

ATM – Detecção e Correcção de Erros

Como se processa a detecção e correcção dos erros?

ATM – Sinalização

Tem de ser estabelecido um circuito virtual, antes de se dar início à transferência dos dados.

Os circuitos PVC (permanent virtual circuit) comportam-se como linhas dedicadas, sendo as alterações feitas unicamente pelo operador.

Os circuitos SVC (switched virtual circuit) são estabelecidos pelo utilizador, utilizando procedimentos de sinalização.

No entanto é necessário um canal separado para transporte da informação relacionada com a sinalização. Este canal é fixo para ligações extremo a extremo.

As células com um VCI=5 são detectadas pelos comutadores como contendo informação de sinalização.

ATM – Sinalização

Mensagens utilizadas pelo protocolo de sinalização:

Setup Call Proceeding Connect Connect ack Release Release complete

ATM – Categorias de Serviço

ATM – Categorias de Serviço

ATM – Contratos de trafego

Os parâmetros do trafego definem os tipos de serviço:

Peak Cell Rate (PCR) – define o valor máximo de bit rate que pode ser transmitido a partir da origem

Cell Delay Variation Tolerance (CDVT) peak – tolerância da variação do atraso da célula em relação ao PCR.

Sustainable Cell Rate (SCR) – limite máximo para valores de transmissão de células pelo emissor.

Cell Delay Variation Tolerance (CDVT) sustained – é o valor de CDVT em relação ao SCR.

ATM – Contratos de trafego

Os parâmetros do trafego definem os tipos de serviço:

Maximum Burst Size (MBS)/Burst Tolerance (BT) - valor máximo, em tempo ou número de células, que o emissor pode transmitir o PCR.

Minimum Cell Rate (MCR) – valor mínimo de transmissão de células assegurado pelo operador (para ABR).

ATM – Gestão de trafego

De forma a manter uma determinada qualidade de serviço em todos os serviços ATM, é importante que não hajam congestões na rede.

De forma a evitar estas situações, foram introduzidos mecanismos de controlo e regulação, para que os vários circuitos virtuais não interfiram entre si.

ATM – Gestão de trafego

Assim temos:

Connection admission control (CAC) – confirma, no decorrer do processo de sinalização, se o circuito poderá manter níveis de QoS e se não afectará o nível de QoS dos circuitos já estabelecidos, de acordo com o contrato de trafego estabelecido.

Usage parameter control (UCP) ou policing – verifica se os parâmetros acordados no contrato estão a ser cumpridos. As células que não estejam conformes, são colocadas com o CLP=1.

Cell loss priority control – assegura que as células com CLP=1, são rejeitadas (nos casos em que é necessário)

ATM – Qualidade de Serviço

As Classes de Serviços são independentes do tipo de serviço.

As Classes de Serviços são definidas pela especificação de diferentes valores para os seguintes parâmetros:

CTD CDV CLR

ATM – Medidas de Qualidade de Serviço

Os parâmetros apresentados estão de acordo com a recomendação ITU-T I.356:

ATM - Informação Adicional

ATM Forumwww.atmforum.org

ATM Referenceshttp://www.dit.upm.es/infowin/atmeurope/atmrefs.html

Vinay Ravuri's ATM and Multimedia Home Page:http://www.digicoms.com/atmpage/

ATM Tutorialhttp://www.scan-technologies.com/tutorials/ATM%20Tutorial.htm

ATM Pocket Guide, Wandell & Goltermannhttp://www.wg.com