ATM - Math/CS

ATM Asynchronous Transfer Mode
Rede Digital de Acesso
FEUP
Junho 2000
João Antunes
ATM
Combinar na mesma tecnologia
Voz
Dados
Imagem
Vídeo
De forma completamente integrada
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
Redes Públicas

UNI (User to Network Interface) – Norma ITU-T Q.2931

NNI (Network Node Interface) – Norma ITU-T Q.2764
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 Forum
www.atmforum.org
ATM References
http://www.dit.upm.es/infowin/atmeurope/atmrefs.html
Vinay Ravuri's ATM and Multimedia Home Page:
http://www.digicoms.com/atmpage/
ATM Tutorial
http://www.scan-technologies.com/tutorials/ATM%20Tutorial.htm
ATM Pocket Guide, Wandell & Goltermann
http://www.wg.com