Modo Asíncrono de Transferencia

Indice
• Introducción
• ATM (Asynchronous Transfer Mode)
• Estructura de la Celda ATM
• Modelo AT
• Capas ATM
• Conmutación ATM
• Tipos de Conexión ATM
• Aplicaciones Multimedia con ATM
• Conclusiones
• Cuestionario
• Bibliografía
Introducción
El Modo Asíncrono de Transferencia (ATM), es una de las mas nuevas tecnologías actuales que prometen ser
el futuro de telecomunicaciones involucrando información de muy diferentes tipos, como audio, video y
también forma la base para el B−ISDN, o Broadband −Integrated Services Digital Network. (Red Digital de
Servicios Integrados de Banda Ancha) . La B−ISDN está diseñada para ser la red más inteligente,
incorporando sistemas de control que permiten al proveedor iniciar una conexión dependiendo de el tráfico de
señales ,o el tipo de señales que están siendo transmitidas. La implementaciones de ATM puedentransmitir
datos desde 25 hasta 622 Mbps.
ATM es una técnica de transporte de telecomunicaciones, y se diferencía en redes de transferencia
sincronizada (STM`s) en que no se transmite la información en paquetes de información repetitiva y
sincronizada con algún contador de tiempo. En una red ATM, las celdas de información son nada más
transmitidas cuando el usuario está accesando o manipulando la información, al contrario de una red
sincronizada, que transmitiría celdas todo el tiempo, a veces vacías. Lo conveniente de las redes ATM es que
también pueden contener en sus celdas todo tipo de información.
A veces es ambigua la definición de una red ATM, ya que combina las tecnologías de las redes telefónicas y
las redes de datos y trata de producir un protocolo de enlace de datos estable. ATM también es difícil
definirlo, ya que también tiene todas las características de un protocolo de capa de red. Implementa éstas
características: Circuitos Virtuales de terminal a terminal, conmutación, y enrutamiento.
ATM está orientado conexiones, es decir, dos usuarios en diferentes equipos pueden establecer un canal
simultáneo, pero a diferencia a redes de circuito de "switcheado" como en la red telefónica, no se establecen
apartando líneas físicas o anchos de banda particulares, sino esta conexión se hace por medio de multiplexado
estadístico, que combina todos los canales y anchos de banda en la misma conexión física. Para los usuarios
utilizando la red, esta función es transparente y les brinda canales, o "circuitos virtuales" separados.
ATM ha surgido porque la demanda de redes con aplicaciones de imágenes requieren de una velocidad más
rápida que la que es posible ahorita en redes actuales. Lo que se buscó fue una red capaz de brindar un ancho
de banda suficiente, y que fuera "switcheado", para que su costo fuera compartido. También ha existido la
necesidad para estructurar una red que responda más rápido, ya que la fluctuación de cantidad y tipos de
información puede variar mucho en una red, y haciendo un uso más eficiente crea una red mejor diseñada y
que trabaja mejor; estas consideraciones se toman en cuenta: La velocidad de bits (bitspeed) en la red. Que tan
grande es el paquete de información. El número de interacciones entre las CPUs para que consiga una
respuesta el usuario.
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La demanda de aplicaciones integradas con audio, video−telefonía y datos forman una red integrada. Todos
los tipos de redes de comunicación de antaño han involucrado la orientación a circuitos; Es decir, una
conexión física y única se establecía entre usuarios. Cuando surgieron los módems en los 80`s, se había
formado, en efecto, la primera red integrada; ya obteniendo la conexión en el circuito, se podía usar para
transmitir datos o voz.
En los 70`s, la necesidad de las compañías para tener redes de comunicaciones rápidas y eficientes separó al
módem, CPU y la red telefónica de las redes de las compañías, que utilizaban técnicas de "switcheo"
completamente diferentes a las de los teléfonos. Desde ese entonces, se han tratado de consolidar redes con
diferentes datos, creando redes integradas. La premisa es que es mas barato y conveniente tener todo tipo de
datos en un solo tipo de red, a tener diferentes redes para manejar voz, datos, e imágenes, y tratar de hacer que
interactúen.
ATM (Asynchronous Transfer Mode)
Este fue seleccionado por la CCITT(Comité Consultatif Internationale de Téléphonie et Télégraphie) Como
base para Broadband ISDN(B−ISDN) en 1988. Desde entonces se ha continuado con el trabajo en las
especificaciones de los detalles de ATM en sí mismo(Estandarizado en 1991), y en las interfaces ATM a
diferencia de los requerimientos de servicios B−ISDN (Parcialmente estandarizado en 1991).
El enfoque de B−ISDN incluye la especificación de diferentes clases de servicios de telecomunicación y de
como puede ser adaptado a los requerimientos de cada clase de servicios además de que ATM tiene gran
facilidad de transmisión para SONET. (Redes Opticas Síncronas). Los objetivos de ISDN son principalmente
siete, que pueden ser alcanzados usando la tecnología de transporte ATM.
ATM debe ser capaz de llevar servicios de banda ancha alta, tales como Televisión de alta definición (HDTV
High Definition Television) así como los servicios más convencionales de Banda ancha baja tal0es como la
voz.
ATM debe de ser capaz de proveer transporte en redes de Banda ancha alta, enlazando oficinas centrales en
ambientes de redes públicas. En redes privadas, la banda ancha alta es también requerida para incorporarse a
un sitio y entre sitios. En estas situaciones los anchos de banda altos se deben a los servicios de Banda ancha o
alternativamente resultará de la multiplexión de grandes volúmenes de servicios de banda ancho bajos: Las
interfaces especificada por la CCITT para B−ISDN son de 155 Mbps y 622 Mbps. En Norte América,
ANSI(American National Standards Institute Organization), también tienen aprobada una interface de 45
Mbps.
El mayor atractivo de ATM desde el punto de vista de un operador de redes públicas, no es el ancho de banda
alto en sí, sino la habilidad de integrarse a una variedad de servicios diferentes dentro de una sola red usando
un sólo método de transmisión y conmutación.
Los beneficios de integración son ahorros en términos de:
Que reduce los costos en el equipo.
Que reduce costos de operación.
Que reduce costos de mantenimiento.
Esencialmente, el propósito es el de introducir gradualmente una sola red ATM como una alternativa para las
redes múltiples que por lo regular existen para voz, datos X.25, frame relay y posiblemente CATV (Televisión
por Cable).
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Previo a la introducción de ATM, los protocolos usados para proveer transporte de datos en Redes LAN
fueron muy diferentes a aquellas usadas sobre WANs. Puentes y enrutadores son necesarios para pasar de un
protocolo a otro. Con el despliegue de ATM en ambas partes (LANs y WANs), la necesidad de un protocolo
para convertirse se ve reducida, dando como resultado una mejor ejecución particularmente en términos de
reducción de retrasos terminal a terminal.
Prioritario a la introducción de B−ISDN, operadores de red asignados de Banda ancha para los usuarios en
bloques discretos, usualmente múltiplos de 64 Kbps ( Por ejemplo: 64Kbps, 384 Kbps, 768 Kbps, 1.5 Mbps,
45 Mbps).
El propósito de ATM es el de permitir a los usuarios mucho más flexibilizad para seleccionar cualquier ancho
de banda que desee para favorecer su aplicación. La mayor parte de la base instalada de equipo de usuario
tienen puertas con anchos de banda designados para competir con los sistemas de comunicación para los
cuales se conecta. La mayoría de los puertos están por ello en 64 Kbps, 768 Kbps, y así sucesivamente. El
propósito de ATM es el de permitir más opciones para diseñadores de equipo de usuario, así que el ancho de
banda de los puertos pueden ser más cercanamente competitivos a los requerimientos de las aplicaciones de
usuario.
Otro propósito de ATM es el de permitir al usuario variar el ancho de banda durante el curso de una llamada.
Esto puede deberse a las variaciones naturales en el tráfico siendo mandado por ejemplo: el estallido en el
tráfico de interconexión (AN). Alternativamente esto se debe a que el usuario desea cambiar los
requerimientos de ancho de banda durante el curso de una llamada (Por ejemplo, durante una llamada de voz,
el usuario desea mandar una imagen de alta resolución para ilustrar un punto durante una discusión.
Esto debe de hacer notar que todas las formas de comunicación en su forma pura requieren una variación de
ancho de banda dinámico. Las voces contienen pausas entre palabras, fax e imagen congelada, contienen áreas
con más detalles que otras y el vídeo tienen más rango de información cuando las escenas involucran más
movimiento.
Esas variaciones están clasificadas dentro de rangos de bit constantes, de manera que se ajuste a los
requerimientos de canales de telecomunicación con anchos de banda fijos.
Uno de los beneficios de ATM, es que este quita la necesidad de rangos de bit fijos codificando y
amortiguando la voz, fax, imagen y vídeo.
TDM (Time Division Multiplexion) y WDM (Wavelength Division Multiplexion).
TDM y WDM son dos técnicas de multiplexión muy usadas en RN de la arquitectura doble estrella es un
diseño fundamental ya que este determina el tipo de equipo requerido en los RNs de un ciclo de red. Las
características críticas del RN incluyan sus costos, tamaño, poder de disipación, requerimientos de
mantenimiento y sistema de reconocimiento de nivel de supervivencia de la red, que es muy importante.
TDM y WDM son las mejores técnicas de multiplexión usadas en la fibra alimentadora de transporte de red.
TDM es un esquema de señal multiplexada que comparte una liga de transmisión entre múltiples canales por
medio de asignación de intervalos de tiempo en el transcurso de canales individuales, los cuales tienen anchos
de banda completos del sistema para su uso. A diferencia de WDM, esta es una señal multiplexada en un
esquema que combina (o separa) dos o más canales con diferentes anchos de onda para (o desde) una guía de
onda óptica común; cada canal puede accesar el ancho de banda del sistema completo. Para el esquema TDM,
la concentración de tráfico sobre el alimentador de ciclo confía en el procesamiento electrónico de alta
velocidad en el RN para alcanzar máxima utilización de fibra y usa tecnología óptica sólo para transmisión
punto a punto. En contraste, el esquema WDM procesa señales directamente en el dominio óptico usando
diferentes anchos de onda para diferentes canales más que por la vía tradicional de alta velocidad electrónica.
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La clase de servicio define la ejecución de parámetros para cada conexión PVC (Permanent Virtual
Channel)para los VBR (Variable Bit Rate) y CBR (Constant Bit Rate) que ofrece ATM.
Cada uno encuentra los únicos requerimientos de diferentes aplicaciones de terminales de usuario, los
servicios CBR (Constant Bit Rate) son designados por tiempo de sensibilidad de tráfico tales como voz y
vídeo conferencias interactivas.
Estructura de la Celda ATM
Aunque los objetivos de ATM cubran muchos aspectos de los servicios de red y operación, muchos de ellos
pueden ser alcanzados por una característica de los protocolos ATM, denominada uso de celdas cortas con
longitud fija. Todos los usuarios e información de red, ya sea voz, fax, imágenes o de vídeo es transportado
mediante el mismo formato de celda.
El fundamento detrás de la elección de longitud de celda para ATM puede ser dividido dentro de dos
escenarios:
1). La transición entre unidades de datos de longitud variable y fijas.
2). La elección de una longitud especifica para usarse.
Comparación Entre Longitud Fija Longitud Variable.
En términos de diseño de red y eficiencia de operación existen ciertas ventajas para celdas de longitud fija y
otras ventajas asociadas con la variación de la longitud de una unidad de datos a otra.
La primera ventaja de tener celdas de longitud fija es concerniente al diseño de conmutadores. El ancho de
banda alto al que ATM opera requiere conmutadores instalados directamente en el Hardware. Si las celdas no
son de la misma longitud, la conmutación puede realizarse de forma síncrona y con esto simplificar el diseño
del Hardware. Las celdas llegan de dos puertos de entrada a un conmutador y de acuerdo a la información en
los Headers, estos son enrutados a sus puertos de salida designados. Cuando los dos primeros pares de celdas
son conmutados, el segundo par esté listo en los puertos de entrada y el conmutador simplemente repite la
operación de conmutación que éste tuvo que realizar en el primer par de celdas. Si las celdas han sido de
diferentes longitudes, una nueva celdas podría llegar a un puerto de entrada mientras una previa celda más
larga sigue siendo conmutada de otro puerto, por ello requieren de un diseño de conmutador más complejo.
La segunda ventaja de utilizar una longitud de celda fija es que todas las formas de procesamiento de celda
son simplificados ya que no requiere de un cálculo de longitud de celda. La ventaja más importante de la
longitud de celda variable, es que la longitud de celda puede ser
seleccionada para competir con la ejecución de requerimientos de diferentes servicios.
Un servicio de voz pueden ser suministrados para hacer muestreos de voz individual de un octeto cada 125
microsegundos y ser empaquetados dentro del campo de Payload de la celda ATM.
El retraso de empaquetado para un Payload de "d" octetos es entonces de ciento veinticinco "d"
microsegundos. Terminal a terminal, las especificaciones de retraso para voz, mejoran con el uso de celdas
cortas. En contraste, los datos son transportados de manera más eficiente con el uso de celdas más largas. El
porcentaje de sobretransmisión asociada con el Header es más baja para las celdas más largas. Para integrar
muchos servicios dentro de una sola red hay, por tanto, una ventaja en permitir longitud de celdas variables es
que diferentes longitudes pueden ser elegidas para satisfacer los requerimientos de ejecución de servicios
individuales. Ambos con longitud fija y variable, así que, tienen sus propias ventajas para el diseño de redes
integradas de alta velocidad. Las longitudes fijas son elegidas debido a las restricciones del diseño del
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conmutador, el cual es esencialmente basado en componentes electrónicos.
La complejidad de conmutación de longitud variable puede constituir un cuello de botella en comparación con
las altas velocidades de los vínculos de transmisión de fibra óptica, podría retrasar la disponibilidad comercial
de los conmutadores ATM. En contraste, los beneficios de la ejecución de permitir diferentes longitudes de
celda para diferentes servicios es menos difícil de restringir y pude ser resuelto por medio de un compromiso.
Clases de Servicio de B−ISDN
ATM provee un sólo modo de transporte para todos los servicios de telecomunicación basados en las
longitudes de celda fijas con 48 octetos de Payload y 5 octetos de Header. Sin embargo, la información del
usuario genera en una variedad de formas (Por ejemplo: En un sólo octeto muestreos de voz, cientos de
paquetes o miles de octetos de largo y rango de bit variable de vídeo). De modo que se pueda especificar en
que formatos ATM es convertida esta información, además es necesario clasificar los requerimientos de
servicio de usuario. Separa los servicios B−ISDN dentro de cuatro clases. A,B,C y D basados en tres
características, la primera de ellas es la orientación de conexión del servicio. La capa ATM es orientada a
conexión por sí sola, pero esta puede requerir transportar un servicio que no esté orientado a conexión.
Alternativamente, los protocolos LAN son en sí mismos en general no orientados a conexión que no
involucran procesos de adaptación, así que otra manera de interconectar LANs es usar una red de
comunicación no orientada a conexión. La mayoría de los servicios de telecomunicación están orientados a
conexión.
Modelo ATM
El protocolo de referencia ATM esta basado en los estándares desarrollados por la ITU. El protocolo modelo
de referencia para ATM está dividido en tres capas: La capa física, la capa ATM y la capa de adaptación
ATM (AAL). La capa física define un método de transporte para celdas ATM entre dos entidades ATM. Este
tiene un medio dependiente de subcapa (responsable de la correcta transmisión y recepción de bits en el medio
físico) y una subcapa de convergencia de transmisión ( responsable del mapeo de las celdas ATM para el
sistema de transmisión usado). En la capa ATM es donde la transferencia transparente de celdas de longitud
fija de 53 Bytes o capa ATM de servicio de unidades de datos (ATM SDUs), donde la comunicación entre
entidades de capas más altas son definidas.
La capa ATM realiza principalmente la conmutación y multiplexión de funciones. La s capas de adaptación
ATM definen un conjunto de clases de servicio para ajustarse a las demandas de servicio de diferentes
usuarios y convierte futuras peticiones de servicios para el usuario en celdas ATM para ser transportadas.
El tráfico elevado de datos e imágenes es explosivo (Por ejemplo: el rango de bit variable) y está clasificado
dentro de la clase "c" o "d".
El notificador de tráfico en pre−redes ATM es la mayor parte del tiempo clase A. (Por ejemplo. Rango de bit
constante de voz y vídeo), junto con líneas recuperadas. Clase B permite codificación de voz y vídeo para
rangos de bit variables, así que se aprovechan las variaciones naturales en conversaciones analógicas y vídeo
para dar un transporte eficiente.
El tercer factor es que en cualquier parte hay una relación de tiempo entre la fuente y el destino. Las señales
de voz y vídeo aceptan un cierto retraso terminal a terminal pero son sensitivos a la variación en este retraso
de tiempo. La variación en este retraso de tiempo produce Jitter en la señal recibida, la cual es inaceptable en
servicios de tiempo real tales como señales de voz y vídeo. Estas se aplican a los servicios de clase A y B, los
cuales requieren una relación de tiempos de terminal a terminal. Los servicios de clase C y clase B pueden
aceptar información en el receptor con cantidades variables de retraso terminal a terminal dado que son
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servicios de datos muy grandes
Ejemplos de estas cuatro clases de servicios:
1). Clase A.− Servicios de rango de bit constante: (Por ejemplo: voz, vídeo y emulación de circuitos).
2). Clase B.− las señales de voz y vídeo usando codificación de rango de bit variable.
3). Clase C.− Datos orientados a conexión y servicios de imágenes, tales como los soportados en paquetes de
pre−redes ATM.
4). Clase D.− Servicios no orientados a conexión, típicamente para datos e imágenes.
Adaptación ATM a los Requerimientos de Diferentes Servicios.
ATM, constituye la parte más baja de la capa 2 del modelo OSI.
De manera que sirva de interfase entre las cuatro clases de servicios, una capa de adaptación ATM (AAL) es
usada para la parte más alta de la capa dos. Cinco tipos diferentes de adaptación son especificados, tipo
0,1,2,3/4 y 5. Originalmente había dos tipos separados de AAL 3 y 4 los cuales ahora están mezcladas dentro
de un sólo tipo 3/4. La AAL involucra considerablemente más procesos que la capa ATM por sí sola. La capa
ATM es altamente simplificada para permitir la implementación del Hardware. La ejecución de funciones
adicionales por la AAL, son por lo general implementados en Software incluyendo el control de errores en los
datos del usuario, más el empaquetado de datos del usuario de celdas ATM de longitud fija. Una red ATM por
sí sola es capaz de trabajar a altas velocidades determinadas por su operación basada en Hadware. Debido a la
baja velocidad de la AAL, es primeramente requerido a las orillas de las redes ATM. El primer requerimiento
para que la AAL funcione dentro de una red ATM es por control y manejo de información que es llevada por
medio de celdas ATM que serán extraídas con propósitos de operación de red. En este caso una AAL muy
simple puede ser usada y el control de red así como el manejo de información están implícitos en una celda
ATM con la AAL de tipo cero. El segundo requerimiento por el cual la AAL funciona dentro de una red ATM
es para el uso de servicios no orientados a conexión, tales como SMDS (Switched Multimegabit Data
Services), para ser mandados hacia un servidor no orientado a conexión o conmutador.
La función principal de la AAL es entonces, servir de interfase entre datos de usuario y una red ATM. Las
clases de servicios A y B son similares entre sí, hay una relación de tiempo entre fuente y destino.
Típicamente, están diseñados para satisfacer los requerimientos de tiempo real en servicios de voz y vídeo.
AAL de tipo 1 y 2 pueden ser usados para las clases de servicios A y B, respectivamente. En contraste, los
servicios de clase C y D son diseñados para servicios de datos, donde no hay relaciones de tiempo entre fuente
y destino. La AAL tipo 5 está diseñada para servicios de clase C, datos orientados a conexión. Los tipos de
AAL 3/4 están diseñados para datos no orientados a conexión, servicios clase D. AAL tipo cero se refiere a
una capa de adaptación nula (por ejemplo. No hay adaptación de funciones ejecutables).
Es importante notar que los tipos de AAL no están directamente asociadas a clases de servicios.
Están diseñadas aproximadamente a los requerimientos de ciertas clases de servicios, pero ellos pueden ser
usados para otras clases. Por ejemplo, AAL tipo 3/4 está diseñada para servicios de clases D, pero podrían
también ser usadas para clase C. Si un nuevo servicio es diseñado en el futuro, el cual no entra dentro de las
clases existentes, un nuevo servicio de clases puede ser requerido para éste. Sin embargo, uno de los tipos
AAL existentes pudiera ser usado para las nuevas clases de servicio o alternativamente, un nuevo tipo AAL
pudiera ser diseñado.
Las funciones AAL están divididos en dos subcapas: una subcapa convergente (CS) y una segmentación y
subcapa de reensamble (SAR).
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Capas ATM
* Controlador de error Header.
* Cinco Bytes de encabezado.
* Sólo verifica errores en el encabezado, debido al
ruteo de la información.
* Corrección de un sólo error.
* Detección de un error doble.
Servicios de Claves Tipo A: AAL de Tipo 1.
Información de paquetes de rango de bit constante AAL de tipo 1 tales como voz y vídeo dentro de celdas
ATM manteniendo una relación de tiempo entre fuente y destino.
Subcapas de Convergencia (CS).
La principal función de CS es la de dar la relación de tiempos entre fuente y destino y ejecutar el control de
errores.
La relación de tiempos es también mantenida gracias a la inserción de marcas o por el monitoreo recibido del
rango en el cual las celdas ATM son acumuladas en un registro.
El control de errores es realizado a dos niveles: bit erróneos y unidades de datos perdidos. Corrección de
errores de bits individuales en la información del usuario podrían ser ejecutados para alta calidad en servicios
de audio y vídeo. Unidades de datos olvidados y perdidos pueden ser detectados por medio de la unión de
secuencias de números. Si una unidad de datos fuera de secuencia es detectada, la acción a tomarse depende
de la situación. Si hay tiempo suficiente una retransmisión de información perdida podría ser solicitada. De no
ser así, el receptor podría, insertar información interpolada dentro del flujo de salida.
Segmentación y Re ensamble (SAR).
El SAR toma la información del usuario y lo formatea dentro de celdas de 48 octetos. En caso de servicios de
clase A, la información ocurre como un flujo regular (Por ejemplo: un octeto cada 125 microsegundos para
voz PCM (Pulse Code Modulation)). Los 47 Octetos de información de
usuario están acumulados y formateados junto con una secuencia de números de 4 bits y una secuencia de
protección de números de 4 bits la cual da un control de errores por medio de una secuencia de números.
La información perdida o que se olvidó insertar puede entonces ser detectada y tomar una acción apropiada en
le SAR, CS o ambas.
El total de la sobrecarga adicionada por el SAR es un octeto por 47 Octetos de datos: 2.1% de sobrecarga.
Servicio Clase B: AAL tipo 2.
AAL tipo 2 prepara información de voz y vídeo de rango de bit variable para transporte ATM. Este espera la
disponibilidad comercial de codificadores de rango de bit variable con prioridad para su despliegue.
Subcapa de Convergencia (CS).
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La Subcapa de Convergencia funciona para AAL tipo 2 de forma similar a aquellas de AAL tipo 1.
Segmentación y Re ensamble (SAR).
En los servicios de clase B la información ocurre en unidades de datos con longitud variable, la cual necesita
ser dividida dentro de unidades más pequeñas de modo que sean llevadas por celdas ATM. En este aspecto,
este es similar a los servicios de clase C y D.
La AAL de tipo 5, la cual esta también diseñado para datos de clase C, opera de manera diferente. La escritura
de una SAR para una AAL tipo 2 contiene 4 campos:
Número de Secuencia.− Para la detección de pérdidas o ausencia de celdas.
Tipo de información.− Indica si esta celda es el comienzo, la construcción o el final de una (CS).
Indicador de longitud.− Puesto que la última celda podría estar sólo parcialmente llena, un indicador de
longitud es necesario para indicar donde termina la información.
Para el comienzo y continuación de las celdas, se asume que éstas están siempre llenas, así que el indicador de
longitud no se uso para esas celdas.
El CRC es un verificador de redundancia cíclica que se utiliza para detectar los bits erróneos dentro de la
celda. Para servicios de clase B, la detección de bits erróneos y perdidos así como los extraviados pueden ser
manipulados en el SAR,CS o en ambos. El SAR adiciona cuatro octetos de sobrecarga para 44 octetos para 44
octetos de datos: 8.3% de sobrecarga.
AAL tipo 3/4: Servicios de Clases A,C y D.
Las funciones realizadas por la AAL tipo 3/4 y 5 fueron estandarizadas con anterioridad y con más detalle que
aquellos de los tipos AAL 1 y 2 debido a que a ellos les corresponde el transporte de servicios de datos, los
cuales son considerados como la aplicación inicial principal de ATM.
Subcapa de convergencia (CS).
Existen dos modos de operaciones: Modo de mensaje y modo de flujo. En el modo de mensaje la unidad de
datos CS puede llevar una sola unidad de servicio de datos, por lo contrario, en el modo de flujo las unidades
de servicio de datos AAL son de longitud fija y podrían ser multiplexados con otro flujo de unidad de
servicios de datos dentro de una sola unidad de datos (CS), con un octeto de Payload siendo designado para
cada conexión de voz. En contraste, si la voz es llevada por un AAL de tipo 1, hay un retraso mientras 47
muestreos de voz son acumulados dentro de una sola celda ATM.
PCM(Pulse Code Modulation) de voz puede entonces, ser llevado ya sea por un AAL de tipo 1 o de tipo 3/4 .
El intercambio entre las dos alternativas corresponde al retraso de terminal a terminal. En el caso de la AAL
tipo 1, hay un retraso directo mientras los retrasos de voz son acumulados , aunque después de esto la relación
de tiempos entre la fuente y el destino dan una calidad específica en el servicio en términos del retraso
terminal a terminal. Si la AAL tipo 3/4 es usada para voz PCM, cada muestreo de voz es transferido siempre
que esté disponible sin tener que esperar por otro muestreo de voz, desde la misma conexión de voz.
Segmentacion y Reensamble (SAR).
La segmentación de Unidad de datos dentro de 48 octetos de Payload de celdas ATM para la AAL de tipo 3/4
siguiendo el patron genérico, y los detalles de la unidad de datos SAR. La función de la secuencia de números,
el indicador de longitud, y CRC son los usados para la AAL tipo 2. El tipo de segmentos para el tipo 3/4 es
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equivalente al tipo de información del tipo 3.
Estos componentes de la unidad de datos SAR dado por la división de la Unidad de datos CS dentro de celdas
de 48 octetos, la detección de bits erróneos, y la detección de pérdidas o celdas extraviadas.
En adición, diez bits son determinados para identificar multiplexión, la cual permite muchos servicios para
compartir la misma conexión ATM.
Unidad de Datos SAR para la AAL tipo 5
AAL tipo 5: Servicio Clase C.
AAL tipo 5 es un tipo de adaptación de servicios requeridos de línea de flujo de no relación de tiempo
terminal a terminal, el cual tiene menos funcionalidad que el tipo 3/4 con menos sobrecarga, esta diseñado
para servicios orientados a conexión clase C.
Subcapa de Convergencia (CS).
La principal función de la capa de adaptación ATM tipo 5 están ejecutadas en la subcapa de convergencia;
esta consiste en el control de errores de bits en el mantenimiento de un record de la longitud de la unidad de
datos de servicios de la capa de adaptación ATM. El formato de la unidad de datos 6 puede llevar un servicio
de datos de unidad por arriba de 65,536 octetos de carga. La ruta relacionada a la unidad de servicio de datos
contiene 4 octetos para el control de errores CRC, dos octetos especifican la longitud del Payload, un campo
de control y relleno, para lograr la longitud total hacia un múltiple de 48 octetos de Payload de celdas ATM
sin el tipo de segmento e indicador de longitud que fueron requeridos en la capa de adaptación ATM tipo 3/4.
La secuencia numérica del CRC y el control de errores son también eliminados de forma tal que se reduzca la
sobrecarga en la capa ATM tipo 5.
Conmutación ATM
AAL tipo 5: Servicio Clase C.
AAL tipo 5 es un tipo de adaptación de servicios requeridos de línea de flujo de no relación de tiempo
terminal a terminal, el cual tiene menos funcionalidad que el tipo 3/4 con menos sobrecarga, esta diseñado
para servicios orientados a conexión clase C.
Subcapa de Convergencia(CS).
La principal función de la capa de adaptación ATM tipo 5 están ejecutadas en la subcapa de convergencia;
esta consiste en el control de errores de bits en el mantenimiento de un record de la longitud de la unidad de
datos de servicios de la capa de adaptación ATM. El formato de la unidad de datos 6 puede llevar un servicio
de datos de unidad por arriba de 65,536 octetos de carga. La ruta relacionada a la unidad de servicio de datos
contiene 4 octetos para el control de errores CRC, dos octetos especifican la longitud del Payload, un campo
de control y relleno, para lograr la longitud total hacia un múltiple de 48 octetos de Payload de celdas ATM
sin el tipo de segmento e indicador de longitud que fueron requeridos en la capa de adaptación ATM tipo 3/4.
La secuencia numérica del CRC y el control de errores son también eliminados de forma tal que se reduzca la
sobrecarga en la capa ATM tipo 5.
Conmutador ATM
Un rango ancho de aplicaciones ATM puede ser obtenido por ambos, el usuario y el operador de red,
explotando la flexibilidad de asignar rutas virtuales, y canales virtuales a través de una red ATM. Un canal
puede pasar a través de muchas rutas virtuales, y una ruta virtual puede pasar a través de muchos medios de
transmisión. En un canal virtual que consiste en una sola conexión telefónica de Nueva York a los Angeles
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mandado por un usuario a Nueva York a través de la línea de acceso dentro de la red pública como parte de
una ruta virtual que consiste de todo el tráfico de voz de toda esa zona.
El operador de red puede conmutar la conexión usando un conmutador de canal virtual dentro de otra ruta
virtual consistente de todo el tráfico de voz para Los Angeles.
Esta ruta visual atraviesa un numero de conmutadores de rutas virtuales y sistemas de transmisión a través del
país hasta que éste alcanza un conmutador de canal virtual en Los Angeles. Así, los canales virtuales
individuales son conmutados a la línea de acceso de los usuarios destinatarios. Los usuarios pueden accesar
servicios ATM, ya sea a nivel de canal virtual o ruta virtual. Las rutas virtuales están determinadas tanto en
zonas de usuarios como en conmutadores de canal virtual. En cada caso la terminación de una ruta virtual
implica que el canal virtual individual sea extraído y manipulados por separado.
Los canales virtuales son acabados a las orillas de un canal ATM, una función de adaptación es usada para
cambiar el tráfico para ningun formato ATM. Por ejemplo: voz, datos y vídeo.
El umbral de las redes ATM puede ocurrir por ejemplo:
Dentro de una estación de usuarios. En un puente o enrutador conectado a ninguna LAN ATM.
En Un conmutador de canal virtual ATM sobre una línea de acceso a usuario.
En un conmutador ATM que proporciona una interfase a otra real, por ejemplo X.25, frame relay o una red de
circuito conmutada. Los principios generales para usar rutas virtuales y canales virtuales, permite un rango
ancho de aplicaciones para ser designadas.
Conmutación de Circuitos Virtuales.
El cruce de conexión de grandes anchos de banda multiplexados de tráfico pueden ser alcanzados en ATM
mediante la asignación de cada multiplexor a una ruta virtual y usando un conmutador de ruta virtual.
Columna Vertebral del Transporte.
ATM puede proporcionar gran ancho de banda para el transporte dentro de la columna vertebral de la red para
un rango completo de servicios para el usuario (Por ejemplo: voz, vídeo, X.25, Frame Relay, y
SMDS(Switched Multimegabit Data Service)). El tráfico es convertido a formato ATM usando funciones de
adaptación y eficientemente transportados usando rutas virtuales. Sprint enm lo E.U.A. y BC Tel en Canadá
han anunciado recientemente el decaimiento de los conmutadores ATM para la columna vertebral para
transporte y conexiones cruzadas.
Nodo de Conmutación de Ruta Virtual VP
Muchas de las aplicaciones de ATM pueden, alternativamente, pueden obtenerse usando SONET. Las
diferencias esenciales entre estas tecnologías son, en términos de transporte, eficiencia y multiplexión de
costo. Estas diferencias logradas por el echo de que SONET es basado en una jerarquía de multiplexión de
canales con ancho de banda fijo(DS1, STS−1, STS−3, ect.). Por lo contrario en ATM, el ancho de banda es
asignado a rutas virtuales y canales virtuales
Eficiencia en el Transporte de Rango de Bit Constante.
Una aplicación típica de un rango de bit constante de ATM es la emulación DSA para el transporte de 24
conexiones de voz, el usuario no necesariamente requiere todas las 24 sobre una base continua.
El medio de transmisión basado para accesar es entonces, llevar 24 celdas ATM cada seis milisegundos, de
los cuales algunas celdas tal vez están vacías. El costo involucrado en llevar celdas ATM en una Línea de
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acceso es más bajo que sobre vínculos inter−ciudad, así que las celdas vacías podrían ser renovadas por el
operador de red, en el primer conmutador ATM. Esto da como resultado una mejor utilización y eficiencia de
altos costos de medios de transmisión de larga distancia y con un canal completo VCI (Virtual Channel
Identifier).
Usando terminal a terminal, transportados en una tributaria virtual SONET.
Eficiencia de Transporte de Rango de Bit Variable.
Muchas aplicaciones ATM involucran tráfico de datos explosivos, por ejemplo, como para interconectar
Redes de Area Local (LAN), cuando un medio de transmisión síncrono tal como SONET es usado para la
explosión de datos, el ancho de banda de un canal debe abastecer al ancho de banda pico, del tráfico de datos.
Las celdas sobre una conexión ATM, emulando un DS1 puede ser multiplexado directamente dentro de una
trama ST−12. Este es un dependiente de cualquier conexión ATM, ya sea canal virtual o ruta virtual. El
(VC/VP) jerarquía de canal virtual/ruta virtual en ATM, es una Jerarquía lógica, sobre la cual el ancho de
banda puede ser distribuido de manera flexible.
Nodo de Conmutación de Canal Virtual VC.
En este se describe un rango de opción disponibles para un operador de red, para controlar una red ATM de
tal manera que asegure la calidad de servicio requerida para los usuarios. Un balance es necesario entre:
La eficiencia alcanzada para permitir el tráfico de diferentes usuarios para compartir recursos de red tales
como transmisión y equipo de conmutación. No permite explosiones en un tráfico visual del usuario que causa
congestión y que adversamente causa impacto en la calidad de servicio de otro usuario. Hay tres significados
para el arreglo del operador de red, para permitir un balance apropiado. Las primeras dos, control de admisión
y la imposición de tráfico, son medidos para prevenir congestionamientos. Métodos preventivos pueden
reducir las oportunidades de congestionamiento, pero sin poder eliminarlo completamente; así que un tercer
método, control reactivo, es también requerido para aliviar el congestionamiento que ocurre.
Analizador de Tráfico de Datos
El control de admisión determina cualquiera que sea un patrón de tráfico especificado para un usuario; es
aceptado por una red ATM para transporte. El control de admisión es aplicado para llamar, tanto en tiempo de
suscripción para las terminales de abonado largas, por ejemplo, una ruta virtual o en demanda para responder
a los dígitos discados dentro de una red por el usuario. Además para el control de admisión llamada base,
estallidos individuales de tráfico con una llamada que podría ser objeto para control de admisión. Un operador
de red, podría escoger control de admisión basado en explosiones, además para control de admisión llamada
base y para explosión de tráfico en particular.
Tipos de Conexión ATM
Conexiones Virtuales .
Estas conexiones pueden ser realizadas de la siguiente manera:
* Circuitos Virtuales Permanentes
* Circuitos inicializados por el
Administrador de Red
Operaciones de ATM.
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* Establecimiento de una ruta Virtual
* Asignación de Recursos
El cruce de conexión de grandes anchos de banda multiplexados de tráfico pueden ser alcanzados en ATM
mediante la asignación de cada multiplexor a una ruta virtual y usando un conmutador de ruta virtual.
Columna Vertebral del Transporte.
ATM puede proporcionar gran ancho de banda para el transporte dentro de la columna vertebral de la red para
un rango completo de servicios para el usuario (Por ejemplo: voz, vídeo, X.25, Frame Relay, y
SMDS(Switched Multimegabit Data Service)). El tráfico es convertido a formato ATM usando funciones de
adaptación y eficientemente transportados usando rutas virtuales. Sprint enm lo E.U.A. y BC Tel en Canadá
han anunciado recientemente el decaimiento de los conmutadores ATM para la columna vertebral para
transporte y conexiones cruzadas.
Muchas de las aplicaciones de ATM pueden, alternativamente, pueden obtenerse usando SONET. Las
diferencias esenciales entre estas tecnologías son, en términos de transporte, eficiencia y multiplexión de
costo. Estas diferencias logradas por el echo de que SONET es basado en una jerarquía de multiplexión de
canales con ancho de banda fijo(DS1, STS−1, STS−3)
Por lo contrario en ATM, el ancho de banda es asignado a rutas virtuales y canales virtuales.
No es proporcional para tal rango de valores de umbral, tal como en SONET. Puede ser multiplexado en un
sólo esenario a diferencia de SONET que en algunas ocasiones requiere dos escenarios.
La tecnología ATM está orientada a conexión; y las conexiones necesitan estar instaladas para dar lugar a la
comunicación. Una llamada individual puede requerir de muchas conexiones. Por ejemplo, una llamada
multimedia puede involucrar conexiones ATM separadas para voz, imagen y datos.
Una opción de llamada de instalación ATM es para que el usuario sitúe una orden de servicio con el operador
de la red especificando la ruta y el canal virtual requerido. Desde el punto de vista del usuario, el
procedimiento es muy similar al ordenamiento de una línea de abonado o a un circuito virtual permanente de
Frame Relay. Esta es una manera conveniente para que un usuario fije una red privada basada en rutas
virtuales ATM.
Una opción de llamada de instalación ATM es para que el usuario sitúe una orden de servicio con el operador
de la red especificando la ruta y el canal virtual requerido. Desde el punto de vista del usuario, el
procedimiento es muy similar al ordenamiento de una línea de abonado o a un circuito virtual permanente de
Frame Relay. Esta es una manera conveniente para que un usuario fije una red privada basada en rutas
virtuales ATM.
La otra opción de llamada de instalación ATM es en demanda, el cual es manipulado por Q.93B, una
extensión de ancho de banda estrecho con sistema de señalización ISDN, Q.931. Hay tres escenarios en ATM
llamados establecimientos.
Primero; el operador de la red asigna al usuario un canal de señalización, el cual es subsecuentemente usado
por todo el tráfico de señalización usuario a red. El canal de señalización debe estar instalado antes de que
cualquier usuario pueda establecer climas de conexión. Sí, en el acceso a la línea de una red ATM hay un sólo
mecanismo capaz de fijar llamadas, por ejemplo un servidor ATM, es entonces un VCI determina por fuerza
el canal virtual que va a ser usado para señalización.
Sí hay muchos dispositivos de usuario capaces de fijar llamadas sobre una línea de acceso, por ejemplo una
estación ATM, esntonces el VCI que determina el canal virtual también determinará que todos ellos serán
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usados para Metaseñalización. El canal de metaseñalización es usado para asignar un canal de señalización
individual para cada estación, así que cada una puede fijar llamadas separadamente.
Segundo; un usuario señaliza la red para establecer y fijar las conexiones requeridas para la llamada. Cada
conexión puede ser especificada separadamente en términos de:
Requerimientos de ancho de Banda Pico.
Requerimientos de Ancho de Banda Promedio.
Calidad de Servicios.
Diferente calidad de servicio, en términos de retraso terminal a terminal, rango de error y así sucesivamente,
es requerido para diferentes medios de comunicación: Audio, Vídeo o Datos. En este escenario, un
mecanismo de control de admisión es usado para determinar la capacidad de cualquier red y sí es capaz de
aceptar la llamada. Si es así, la o las conexiones pueden ser establecidas tanto en canales virtuales como en
rutas virtuales, de acuerdo a los requerimientos del usuario.
Conexión Lógica.
La red ATM depende de el establecimiento de conexiones entre dos entidades de la capa 2 ATM. Es por ello
que la tecnologia ATM es Orientada a Conexión; la información no puede ser transferida hasta que una
conexión terminala terminal lógica sea establecida.
Las conexiones preproporcionadas son llamadas PVCs, mientras conexiones establecidas para usar
señalización de corta duración y redes basadas en conmutación son llamadas Conexiones Virtuales
Conmutadas (SVCs). PVCs son usualmente establecidas para uso prolongado (por ejemplo, mese o años),
enter dos puntos terminales y una vez establecidos, no requieren más intervención para transferir información
de terminal de usuario entre dos locaciones.
Hoy en día, ATM ofrece el uso de PVCs. Cada PVC consiste en una serie de conexiones de rutas virtuales
(VPs) o Canales Virtuales (VCs). Cada VP/VC tiene una dirección de significancia local en la UNI de ATM.
Aplicaciones Multimedia con ATM
El término multimedia se aplica para representar diseminación, almacenamiento y retrieval de la información
de la máquina procesable expresada en múltiples medios, tales como texto, voz, vídeo, gráficos y audio.
Algunos ejemplos de este tipo de aplicaciones multimedia incluyen: Teleconferencias, vídeo para
entretenimiento, imagenes de utilidad para medicina y para advertising.
Las aplicaciones multimedia difieren de las aplicaciones unimedia de muchas formas. Muchas aplicaciones
multimedia involucran un grupo de usuarios y requiere conexiones punto a multipunto o multipunto a
multipunto. En genral ellos imponen ejecuciones estrictas en tiempo real sobre la red. En contraste con el uso
de multimedia estos generan grandes cantidades de bit streams.
Demanda de Multimedia Sobre ATM.
Es importante considerar las aplicaciones del mundo real que pueden utilizar completamente las capacidades
ATM. Una cuantas aplicaciones han sido desarrolladas que pudieran hacer buen uso del ancho de banda que
proporciona ATM sumandose a los multiples y funcionales QOS (Quality of Services). El servidor distribuido
y el sistema de cliente multimedia fue desarrollado como un sistema prototipo, llamado "Demanda de
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Multimedia Sobre ATM". La interfase de aplicación multimedia para redes ATM, la cual maneja conexiones
ATM y controla la calidad de servicios ATM deseados para esa aplicación, es incluida como un módulo clave
pero aun permanece en experimentación y discusión.
Conclusiones
• ATM se ha originado por la necesidad de un standard mundial que permita el intercambio de información,
sin tener en cuenta el tipo de información transmitida. Con ATM la meta es obtener un standard
internacional. ATM es una tecnología que va creciendo y es controlada por un consenso internacional,
debido a que es capaz de transmitir a una velocidad de varios Megabytes hasta llegar a Gigabytes.
• Desde siempre, se han usado métodos separados para la transmisión de información entre los usuarios de
una red de área local (LAN) y los de una red de gran tamaño(WAN). Esta situación traía una serie de
problemas a los usuarios de LAN's que quieran conectarse a redes de área metropolitana, nacional y
finalmente mundial. ATM es un método de comunicación que se puede implantar tanto en LAN's como en
WAN's. Con el tiempo, ATM intentara que las diferencias existentes entre LAN y WAN vayan
desapareciendo.
• Actualmente se usan redes independientes para transportar voz, datos e imágenes de vídeo debido a que
necesitan un ancho de banda diferente. Por ejemplo, él tráfico de datos no necesita comunicar por un
periodo extenso de tiempo sino transmitir grandes cantidades de información tan rápido como sea posible.
Voz y vídeo, por otra parte, tienden a necesitar un trafico mas uniforme siendo muy importante cuando y en
el orden en que llega la información. Con ATM, redes separadas no serán necesarias. ATM es la única
tecnología basada en estándar que ha sido diseñada desde el comienzo para soportar transmisiones
simultaneas de datos, voz y vídeo.
• Si usamos ATM, la información a enviar es dividida en paquetes de longitud fija. Estos son mandados por
la red y el destinatario se encarga de poner los datos en su estado inicial. Los paquetes en ATM tienen una
longitud fija de 53 bytes. Siendo la longitud de los paquetes fija, permite que la información sea
transportada de una manera predecible. El hecho de que sea predecible permite diferentes tipos de trafico en
la misma red.
Cuestionario
• ¿Qué significa ATM y por que se ha originado?
Significa Asynchronous Transfer Mode. Se ha originado por la necesidad de un standard mundial que
permita el intercambio de información, sin tener en cuenta el tipo de información transmitida. Con ATM la
meta es obtener un standard internacional.
• Explique cual es la diferencia entre los métodos de comunicación convencionales y ATM
Actualmente se usan redes independientes para transportar voz, datos e imágenes de vídeo debido a que
necesitan un ancho de banda diferente. Con ATM, redes separadas no serán necesarias. ATM es la única
tecnología diseñada para soportar transmisiones simultaneas de datos, voz y vídeo.
• Mencione que ventajas tiene ATM, al hacer la comunicación a través de conmutadores en vez de usar un
BUS
• Reserva de ancho de banda para la conexión.
• Mayor ancho de banda
• Procedimientos de conexión bien definidos
• Velocidades de acceso flexibles
• ¿Por que se dice que en ATM la información se transmite de manera predecible?
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Por que la información enviada se dividida en paquetes de longitud fija. Estos son mandados por la red y el
destinatario se encarga de poner los datos en su estado inicial. Los paquetes en ATM tienen una longitud fija
de 53 bytes. Siendo la longitud de los paquetes fija, permite que la información sea transportada de una
manera predecible. El hecho de que sea predecible permite diferentes tipos de trafico en la misma red.
• ¿Cómo están conformados los paquetes en ATM?
Los paquetes están divididos en dos partes, la cabecera y payload. El payload (que ocupa 48 bytes) es la
parte del paquete donde viaja la información, ya sean datos, imágenes o voz. La cabecera (que ocupa 5 bytes)
lleva el mecanismo direccionamiento.
• Explique la arquitectura de ATM
ATM es una arquitectura estructurada en capas y se divide en 3: capa de adaptación, capa intermedia y capa
física.
• Explique las capas de ATM
• La capa de adaptación garantiza las características apropiadas del servicio y divide todos los tipos
de datos en payload de 48 bytes que conformaran el paquete ATM.
• La capa intermedia de ATM coge los datos que van a ser enviados y añade los 5 bytes de la cabecera
que garantiza que el paquete se envía por la conexión adecuada.
• La capa física define las características eléctricas y los interfaces de la red. ATM no esta ligado a un
tipo especifico de transporte físico.
• Mencione al menos tres beneficios de ATM
• Compatibilidad
Porque ATM no esta basado en un tipo especifico de transporte físico, es compatible con las actuales redes
físicas que han sido desplegadas. ATM puede ser implementado sobre par trenzado, cable coaxial y fibra
óptica.
• Simplifica el control de la red
ATM esta evolucionando hacia una tecnología standard para todo tipo de comunicaciones. Esta uniformidad
intenta simplificar el control de la red usando la misma tecnología para todos los niveles de la red.
• Largo periodo de vida de la arquitectura
Los sistemas de información y las industrias de telecomunicaciones se están centrando y están estandarizado
el ATM.
• Explique que es el ATM Forum
Es un consorcio de compañías que escribe especificaciones para acelerar la definición de la tecnología ATM.
Estas especificaciones son luego pasadas al ITU−T(lo que era antes CCITT) para su aprobación.
Bibliografía
• Hiroshi Saito, "Teletraffic Technologies in ATM Networks", Artech House
Publishers, 1994.
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• Raif O. Onvural, "Asynchronous Transfer Mode Networks: penformance
Issues", Artech House Publishers, 1994.
• Tsong−Ho Wu, "Fiber Network Service Survivability", Artech House
Publishers, 1992.
• David Wright, "Broadband: Business Services, Technologies, and
Strategic Impact", Artech House Publishers, 1993.
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