Podstawowa architektura B-ISDN

Funkcje niższego poziomu

TE

L
F

C

Sieć

szerokopasmowa

Sieć ISDN

(kanały 64kbit/s)

L
F

C

Sygnalizacja

międzycentralowa

TE (dost.

usługi)

Funkcje wyższego

poziomu

Sygnalizacja typu

użytkownik-użytkownik

LFC – funkcje lokalne (Local Functions
Capabilities)
TE – sprzęt użytkownika (Terminal
Equipment)

Sygnalizacja

użytkownik-sieć

Elementy połączenia B-ISDN

TE

TE

TA

CPN

NT1

SW

T

B

S

B

S

B

Wyposażeni

e

Końcowe

Użytkownik

a

Sieć

lokalna

Zakończenie

sieci

szerokopasmo

wej

Węzeł N

(przełącznik

szerokopasmowy

)

Interfejs
y NNI do

innych

węzłów

N sieci

B-ISDN

Interfejsy wg

wymagań

użytkownika

Prywatna

linia

transmisyjna

Interfejs UNI dla

abonenckiego

dostępu

szerokopasmoweg

o

TA – Terminal Adaptor
CPN – Customer
Premises Network
SW – Switch

Interfejsy w ATM

serwe

r

Łącze

publiczne

UNI

Łącze NNI

Łącze B-

ICI

Łącze

prywatne

UNI

Łącze

prywatne

UNI

Sieć

prywatn

a

Sieć

publiczn

a

Sieć

publiczn

a

R

R

R

R

R – router
B-ICI – styk sieciowy pomiędzy różnymi operatorami (Broadband
Interexchange Carrier Interconection)

Rozmieszczenie punktów odniesienia

B-TA

TE2/

B-TE1

R

S

B

B-TE1

B-NT2

B-NT1

S

B

T

B

U

B

TA – adapter terminala (Terminal
Adaptor)
TE – terminal (Terminal Equipment)
NT – zakończenie sieci (Network
Termination)

1.

Transfer asynchroniczny jest metodą przekazywania informacji

cyfrowej poprzez umieszczanie jej w krótkich pakietach o

ustalonej długości, zwanych komórkami (cells), lub pakietami

ATM. Określenie "transfer" obejmuje zarówno transmisję (a

zwłaszcza zwielokrotnienie) jak i komutację informacji, mające

na

celu

przetransportowanie

informacji

przez

sieć

telekomunikacyjną, od źródła (nadawcy) do wskazanego ujścia

(odbiorcy, ew. odbiorców).

2.

Każda komórka ATM składa się z 5-oktetowego nagłówka

(header) i 48-oktetowego pola informacji użytkowej (payload). W

ramach 40 bitów nagłówka możemy wyróżnić:

–

4-bitowe pole kontroli dostępu (Generic Flow Control - GFC).

Służy ono użytkownikowi do poinformowania sieci o jakości

obsługi wymaganej dla danego typu usługi. Pole to występuje

tylko na styku użytkownika z siecią (UNI- User - Network

Interface) a nie występuje na styku pomiędzy węzłami sieci

(NNI- Network - Node interface);

–

Pole numeru ścieżki logicznej (VPI - Virtual Path Identifier).

Komórki należące do tej samej grupy niosą ten sam numer

ścieżki logicznej;

–

Pole numeru kanału logicznego (VCI - Virtual Circuit

Identifier). Komórki generowane przez tego samego

użytkownika oznaczane są tym samym numerem tzw. kanału

logicznego.

–

Oba pola łącznie pozwalają rozróżniać na styku użytkownika

z siecią UNI 2

24

adresów ( transakcji; na styku NNI pole VPI

jest o cztery bity dłuższe (nie ma pola GFC);

–

2-bitowe pole typu komórki (PT- Payload Type) pozwala

odróżnić komórkę niosącą dane użytkownika (00) od

komórki zawierającej informację sygnalizacyjną;

–

Jeden bit rezerwy dla przyszłych zastosowań;

–

Bit priorytetu (CLP- Cell Lost Priority). Jeżeli bit ten jest

ustawiony na 1 to komórka może być odrzucona w okresie

przeciążenia;

–

8-bitowe pole kontroli poprawności nagłówka (HCS - Header

Check Sequence);

B - ISDN z protokołem komunikacyjnym ATM

Model OSI dla ATM

Architektura protokołu ATM

Warstwa fizyczna

Warstwa ATM

Warstwa AAL

Warstwy wyższe

Plan zarządzania

Plan

sterowania

Plan

użytkownika

Z

a

rz

ą

d

za

n

ie

w

a

rs

tw

y

Z

a

rz

ą

d

za

n

ie

p

la

n

u

Architektura protokołu ATM

ATM jako sieć szkieletowa

Zalety protokołu ATM

Porównanie standardów TDM i ATM

Pakiet

ATM

ATM

Multipleksacja

etykietowana

Pole informacyjne

Nagłówek

Szczelina

czasowa

Pole
informacyjne

Kanał 1

Kanał 2

Kanał 3

Kanał 4

Kanał n

TDM

Multipleksacja z
podziałem czasu

Właściwości technologii ATM

Asynchroniczna szerokopasmowa technologia komunikacyjna ATM

została

utworzona

w

celu

zapewnienia

transmisji

w

szerokopasmowych sieciach transportowych B-ISDN. Łączy

zalety

transmisji

synchronicznej

transmisji

pakietowej,

eliminując większość wad każdego z tych systemów.

Uniwersalność technologii:

• przesyłanie stałych porcji informacji o pojemności 53 bajtów

(w tym 48 bajtów informacji użytecznej i 5 bajtów nagłówka), co

ułatwia proces ich obróbki w węzłach sieci ATM;

• indywidualność połączeń o dowolnej szybkości w obrębie

przyjętych lub istniejących standardów (25 Mbit/s, 100 Mbit/s,

155 Mbit/s, 622 Mbit/s, 2500 Mbit/s), dzięki przyporządkowaniu

dowolnej

liczby

komórek

do

konkretnego

połączenia

użytkownika;

• obsługa transmisji izochronicznych: głosu, obrazu, standardu

telewizyjnego o podwyższonej rozdzielczości HDTV (ang. High

Division TeleVision) z opóźnieniem nie większym niż 10 ms,

przez zastosowanie przełączników (ang. switch) ATM z szybkim

sprzętowym przełączaniem komórek i połączeń;

• skalowanie przepływności ścieżek i węzłów ATM, dzięki czemu

wykorzystuje się w pełni maksymalną przepływność dowolnego

medium transportowego, w tym wysoką przepływność torów

światłowodowych;

• multipleksacja statystycznej poszczególnych kanałów, co pozwala na

efektywne gospodarowanie pasmem łącza transmisyjnego;

• tworzenie przekazów głównie w trybie połączeniowym, co oznacza, że

przed wysłaniem informacji właściwej występuje faza zestawienia łącza -

według parametrów deklarowanych przez abonenta (typ usługi,

przewidywana przepływność, deklarowany adres), a po zakończeniu

przekazu - jego likwidację;

• tworzenie wirtualnych połączeń przez sieć zarówno dla pojedynczych

kanałów, jak i definiowanych grup kanałów zwanych ścieżkami. Jest to

możliwe dzięki istnieniu odpowiednich identyfikatorów VCI (ang. Virtual

Channel Identifier) dla kanałów oraz identyfikatorów VPI (ang. Virtual

Path Identifier) dla ścieżek wirtualnych. Pola tych identyfikatorów

znajdują się w nagłówku każdej komórki ATM przesyłanej przez sieć;

• adaptacja strumienia komórek ATM do dowolnej przepływności medium

transportowego, przez wprowadzanie komórek pustych, pomijanych

w węźle docelowym;

• przypisanie komórkom ATM (kanałowi, ścieżce, połączeniu między

użytkownikami) konkretnej usługi, której parametry mogą być

dynamicznie zmieniane zarówno w fazie nawiązywania połączenia, jak

i w trakcie realizacji usługi;

• zapewnianie „przezroczystości” przenoszenia informacji przez sieć ATM,

a więc dostosowanie pracy sieci z różnymi protokołami komunikacyjnymi

i do realizacji różnych usług.

Właściwości technologii ATM

Model warstwowy sieci szkieletowej

Współdziałanie ATM

Współdziałanie ATM

Współdziałanie ATM

Współdziałanie ATM

Współdziałanie ATM

Routing ATM

Routing ATM

Interfejsy ATM

Wady i zalety ATM

Jakość usług w ATM

Klasyfikacja usług w ATM

Klasy jakości usług

• Klasa A

– klasa ta odpowiada usługom połączeniowym CBR z

czasową relacją pomiędzy punktami źródłowym i docelowym.

Typowymi usługami tego typu są transmisja głosu 64kbit/s oraz

transmisja wideo CBR.

• Klasa B

– klasa ta odpowiada usługom połączeniowym VBR z

czasową relacją pomiędzy punktami źródłowym i docelowym.

Typowym przykładem usługi tego typu są transmisja

skompresowanego (kodowanego) wideo VBR.

• Klasa C

– klasa ta odpowiada usługom połączeniowym VBR

bez czasowej relacji pomiędzy punktami źródłowym i

docelowym. Typowym przykładem usługi tego typu jest

bezpołączeniowy

transfer

danych

pomiędzy

sieciami

komputerowymi.

• Klasa D

– klasa ta odpowiada usługom bezpołączeniowym VBR

bez czasowej pomiędzy punktami źródłowym i docelowym.

Typowym przykładem usługi tego typu jest bezpołączeniowy

transfer danych pomiędzy sieciami komputerowymi.

Funkcje warstw ATM

Warstwy architektury protokołu ATM

•

Fizyczna (Physical layer), czyli funkcji realizujących dostęp do

medium transmisyjnego. W tej warstwie przewidziano możliwość

zastosowania jednego z dwóch standardów: SDH (lub jego

amerykańskiego odpowiednika SONET).

•

ATM (ATM layer), czyli funkcji realizujących niezawodny transfer

pakietów (cells) bez względu na typ usługi. Do podstawowych zadań tej

warstwy należy komutacja i sprawdzanie poprawności nagłówka komórki

ATM.

•

Adaptacji ATM (ATM Adaptation Layer), czyli funkcji zależnych od

typu realizowanej usługi, dostosowujących format danych wyższych

warstw protokołu do przesyłania informacji w postaci pakietów komórek.

• W modelu można także wyróżnić "płaszczyzny" lub ”plany” (planes) o

budowie warstwowej:

•

użytkownika (User PIane), która realizuje funkcję przesyłania

informacji użytkownika oraz stowarzyszonych z nią informacji sterujących

(dotyczących np. sterowania przepływem czy kontroli błędów);

•

sterowania (Control Plane), która realizuje funkcje sterowania

zgłoszeniami i połączeniami;

•

zarządzania (Management Plane), odpowiedzialną za realizację

funkcji nadzoru, zarządzania i utrzymania sieci ATM; dokładniej

płaszczyzna ta jest podzielona na funkcje zarządzania warstwą (Layer

Management) oraz zarządzania płaszczyzną (Plane Management).

Warstwy architektury protokołu ATM

Funkcje warstw ATM

Z

A
R

Z

Ą

D

Z

A

N

I

E

W

A
R

S
T

W

A

M

I

Funkcje wyższych warstw

Podwarstwa zbieżności
Podwarstwa segmentacji i składania

Generic flow control
Generacja i wydzielanie nagłówka
Translacja pól VPI i VCI
Multipleksacja i demultipleksacja pakietów

Dopasowywanie szybkości transmisji pakietów
Generacja i weryfikacja nagłówków pakietów
Wydzielanie pakietów ze strumienia bitów
Adaptacja ramki transmisyjnej
Generacja i odtwarzanie ramki transmisyjnej

Realizacja podstawy czasu

Funkcja łącza fizycznego

Wyższe warstwy

CS

SAR

AAL

ATM

TC

PM

Warstwa

fizyczna

.

Funkcje podwarstw SAR i CS

Realizuje podział jednostek PDU warstw wyższych na SAR- PDU.
Długość SAR-PDU wynosi 48 bajtów (pole informacyjne

komórki). Pierwszy bit za nagłówkiem komórki (CSI –

convergence sublayer indication) służy do synchronizacji

zegara. Numer sekwencyjny (SN – sequence number) ma

długość 3 bitów i jest używany do detekcji straconych

komórek i niewłaściwej numeracji. Pole protekcji numeru

(SNP – sequence number protection) ma długość 4 bitów –

zapewnia detekcję błędów i możliwości korekcyjne (dla pola

SN i CSI). Podwarstwa CS protokołu AAL1 realizuje

następujące funkcje:

• korekcję błędów;

• odtwarzanie zegara;

• odtworzenie zegara przez znakowanie czasu w CS-PDU;

• obsługę straconych i niewłaściwe ponumerowanych komórek.
W szczególności AAL1 realizuje transfer danych głosowych.

Postać komórki zawierającej SAR-PDU – format
AAL1

Konwersja danych od PDU do komórki
ATM

Warstwy

wyższe

CS

SAR

Warstwa

ATM

64 kB

44 B

Długi plik danych

44 B

T

H

2

B

2

B

48 B - payload

Header

5

B

CS PDU

SAR PDU

ATM

Funkcje warstw ATM

Warstwa fizyczna

dzieli się na dwie podwarstwy:

medium fizycznego

(Physical Medium sublayer), realizującą funkcje ściśle

związane z wykorzystywanym medium transmisyjnym, tzn.:

• transfer bitów;

• transformacja optyczno-elektryczna;

• zarządzanie informacją synchronizującą, generowanie i odtwarzanie

podstawy czasu;

• kodowanie liniowe (jeśli występuje).

zbieżności transmisji

(Transmission Convergence Sublayer), która realizuje

funkcje adaptacji strumienia pakietów do transmisji podstawowych

elementów danych (czyli bitów lub oktetów) w fizycznym medium, a

dokładniej:

• obliczanie nadmiaru kodowego dla każdego pakietu i umieszczanie go w

polu HEC nagłówka;

• weryfikacja nagłówka w odebranym pakiecie;

• dokonywanie skramblingu pola informacyjnego;

• umieszczanie pakietu w ramce transmisyjnej wydzielanie pakietu z

ramki, polegające po prostu na wskazaniu początku i końca

poprawnego pakietu.

Funkcje warstw ATM

Warstwa ATM

Warstwa ATM (ATM layer) jest zespołem funkcji niezależnych od

medium

transmisyjnego, dostarczających możliwości przezroczystego

transferu informacji użytkownika (informacji właściwej).

Inaczej mówiąc, warstwa ATM jest wspólną platformą dla

użytkowników usług w sieci, w tym takich jak sygnalizacja i

zarządzanie. Pomiędzy warstwą adaptacji ATM (ATM

Adaptation layer), a warstwą ATM są przesyłane pola

informacyjne pakietów, tzn. ciągi 48 bajtowe. W warstwie

ATM jest tworzona kompletna struktura pakietu.

Podstawowymi funkcjami realizowanymi w warstwie ATM są:

• multipleksacja i demultipleksacja pakietów w komutatorach;

• tworzenie i rozpakowywanie nagłówka pakietu;

• realizacja doboru trasy dla pakietu;

• realizacja translacji VCI lub/i VPI- czyli komutacja komórek;

• realizacja procedur sterowania przepływem (Generic Flow

Control) - tylko w UNI.

Warstwy adaptacji (AAL)

Technika ATM może być używana do transmisji głosu, wideo i innych pakietów, i dowolny

strumień danych musi być konwertowany, do formatu komórki ATM. Dodatkowo komórki

przenoszące informacje, mogą w trakcie transmisji zostać zagubione z powodu zakłóceń,

błędów w urządzeniach lub natłoku. Z tego powodu dane do przesłania przez sieć ATM muszą

być odpowiednio przygotowane.

W warstwie adaptacji ATM wyróżnia się dwie podwarstwy:
• zależną od typu usługi (lub rodzaju ruchu), nazywaną

podwarstwą zbieżności

CS

(Convergence Sublayer);

• podwarstwę

segmentacji i składania SAR

(Segmentation And Reassembly) niezależną od typu

usługi, w której jednostki PDU warstw wyższych są dzielone na pola informacyjne właściwe

komórkom ATM.

Podwarstwa CS zapewnia odpowiednią kontrolę błędów i zachowanie kolejności oraz

wymiarowanie (sizing) informacji. Po fazie przygotowania, komunikat jest dostarczany do

podwarstwy segmentacji, gdzie dzielony jest na 48-bajtowe komórki, które po dołączeniu 5-

bajtowego nagłówka wysyłane są do sieci. Po stronie odbierającej komórki po przejściu przez

podwarstwę składania (reassembly) przechodzą do odpowiedniej warstwy AAL w celu

odtworzeniu oryginalnego komunikatu.

W ramach klas zdefiniowano pięć rodzajów warstw adaptacji, oznaczanych kolejno AAL1 do

AAL5:

• klasa A

: dotyczy usług, wymagających synchronizacji czasowej pomiędzy źródłem a

odbiornikiem – emulacja łącza, odnosi się do źródeł wymagających stałej szybkości

nadawania/odbioru – CBR (Constant Bit Rate) – AAL1;

• klasa B

: dotyczy usług (audio, wideo) o zmiennej szybkości nadawania wymagających

synchronizacji czasowej pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem – AAL2;

• klasa C

: dla usługi danych (niewymagających obsługi w czasie rzeczywistym) połączeniowych

– AAL3/4;

• klasa D

: dla usługi danych niewymagających zestawienia połączenia (podobny do klasy C) –

AAL3/4;

• Dodatkowo zaproponowano protokół AAL5, podobny do AAL 3/4, dla usług danych klasy C i D.

Funkcje warstw ATM

Funkcje AAL1

Protokół AAL1 służy do realizacji usług CBR wymagających

synchronizacji nadajnika z odbiornikiem (klasa A). Usługi dostarczone

przez tą warstwę polegają na odbiorze jednostek SDU (Service Data

Unit) ze stałą szybkością transmisyjną i przekazanie ich z taką samą

szybkością bitową, transfer informacji synchronizacyjnych pomiędzy

źródłem i miejscem przeznaczenia oraz identyfikacją strat lub

błędnych informacji, które nie są odkryte przez warstwę AAL.

Dla dostarczenia powyższych usług, protokół AAL1 wykonuje następujące

funkcje:

• segmentacja i zbieranie informacji użytkowych;

• reakcja na zmienne opóźnienie komórek (CDV–cell delay variation);

• obsługa straconych i źle umiejscowionych komórek;

• odtworzenie w odbiorniku częstotliwości zegara nadajnika;

• monitorowanie informacji sterującej protokołu AAL dla obsługi

błędów, tj. AAL – PCI (AAL – Protocol Control Information);

• obsługa błędów AAL – PCI;

• monitorowanie pól informacyjnych użytkowych z punktu widzenia

błędów bitowych i podejmowanie akcji korygujących.

Funkcje warstwy AAL2

Specyfikacja AAL2 została przygotowana do realizacji

usług o zmiennej szybkości nadawania (VBR) wymagających
synchronizacji między źródłem i odbiornikiem, np.
skompresowanego wideo i dźwięku. Różnica w stosunku do
AAL1 polega na odbieraniu SDU ze zmienną szybkością.
Protokół AAL2 akceptuje CS-PDU o zmiennej długości.

Nagłówek

komórki

Numer

sekwencji

Typ

informacji

Przenoszone

dane

CRC

Wskaźnik

długości

Postać komórki zawierającej SAR-
PDU AAL2

Pola SN (4 bity, detekcja straconych bitów) oraz 10 bitowe
CRC umożliwiają korekcję do dwóch błędów w polu SAR-PDU.
Pole IT (4 bity) wskazuje na to czy komórka jest pierwszą,
środkową lub końcową komórką generowanego burstu.
Ponieważ ostatnia komórka burstu nie musi zawierać
pełnych 45 bajtów danych, 6 bitowe pole LI wskazuje na to, w
jakim stopniu jest nimi wypełniona.

Funkcje warstwy AAL3/4

AAL3 jest przeznaczona do przesyłania danych w trybie

połączeniowym bez zachowania synchronizacji między

nadajnikiem i odbiornikiem.

AAL3 (a także AAL4) ma zaimplementowane mechanizmy

kontroli błędów i retransmisji. Typ AAL4 jest bardzo

podobny do AAL3 z tą różnicą, że przeznaczony jest do

transmisji w trybie bezpołączeniowym. Protokół AAL3/4

przeznaczony jest do obsługi danych wrażliwych na straty

komórek. Parametr dotyczący opóźnienia nie jest dla tych

aplikacji krytyczny. Funkcje AAL3/4 obejmują segmentację i

zbieranie danych użytkowych o zmiennej długości oraz

obsługę błędów. Protokół może być użyty dla transferu

danych przesyłanych w ramkach jak i w postaci strumienia

danych. Proponuje się dwa typy usług: message mode (dla

danych przesyłanych w ramkach) i streaming mode (dla

strumienia danych). Message mode: pojedyncze SDU

odpowiada pojedynczemu CS-PDU (lub opcjonalnie, wielu

CS-PDU). Streaming mode: dla ciągłego przesyłania – jeden

lub więcej SDU odpowiada jednemu CS-SDU.

ST

SN

MID

DANE

CRC

LI

Nagłówek SAR-PDU

SAR-PDU

Trailer SAR-PDU

2

4

10

6

10

Postać komórki zawierającej SAR-PDU –
AAL3/4

DANE

Nagłówek CPCS-PDU

CPCS-PDU

Trailer CPCS-PDU

Nagłówek

CPCS-PDU

PAD

Trailer

CPCS-PDU

CPI

Btag

BAsize

AL

Etag

Length

1

1

1

1

2

2

Postać CS-PDU AAL3/4

Nagłówek CS-PDU składa się z następujących pól:
CPI – wskazuje na jednostki w których będzie liczone pole Basize;
Btag – łącznie z polem Etag wskazuje na początek i koniec
wiadomości;
BAsize – informacja o wielkości buforów odbiorczych;

Trailer natomiast zawiera:

AL – 32-bitowe dopełnienie trailera;
Etag – patrz Btag;
Lenght – długość pola danych CPSC-PDU.
Pole PAD spełnia funkcję dopełnienia informacji użytkowej.

Funkcje warstwy AAL3/4

Funkcje warstwy AAL5

Protokół AAL5 dotyczy usług z zestawieniem połączenia bez

synchronizacji

czasowej

pomiędzy

źródłem

i

przeznaczeniem (klasa C) lub usługę obsługi ruchu

bezpołączeniowego (klasa D). Warstwa AAL5 stosowana

jest, do transmisji ruchu VBR i ABR, zarówno w trybie

połączeniowym, jak i bezpołączeniowym. Funkcjonalność

warstwy AAL5 jest uproszczona w stosunku do AAL3/4, aby

obsłużyć ruch o dużej szybkości i zwiększyć jej

efektywność. Zakłada się, że funkcje związane z obsługą

błędów, retransmisji i sprawdzenia kolejności komórek są

realizowane przez warstwy wyższe.

DANE

PT

Nagłówek komórki

SAR-PDU

Postać SAR-PDU AAL5

DANE

CPCS-PDU

Trailer CPCS-PDU

PAD

Trailer

CPCS-PDU

Length

1

1

2

CRC

4

CPCS

UU

CPI

Postać CS-PDU
AAL5

Funkcje warstwy AAL5

Różnice pomiędzy typami AAL 3/4 i

typem AAL5

• typy AAL 3/4 realizują kontrolę błędów na

poziomie komórek i ramek, w AAL5 – jedynie

na poziomie ramek;

• długość pola payload SAR-PDU: typy 3/4 - 44

bajty, typ 5 – 48 bajtów;

• poziom multipleksacji AAL: typ 3/4 - możliwa

multipleksacja z użyciem wskaźnika MID, typ

5 – nie ma możliwości multipleksacji;

• zbieranie wiadomości typ 3/4 - CS-PDU jest

składane z użyciem pól ST i SN, typ 5 – przez

detekcję bitu końca ramki zawartego w

nagłówku.

Ogólna struktura pakietu ATM

nagłówek

Pole informacyjne

Strumień cyfrowy

4

0

5

5
2

5
oktetów

48 oktetów = 384 bity

inf.

53 oktety = 424 bity

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

48

47

46

45

44

1

2

3

4

5

6

7

8

OKTETY

BITY

NAGŁÓWEK

PRZESTRZEŃ ŁADUNKOWA

(HEADER)

(PAYLOAD)

C

F

C

VPI

VCI

H

E

C

PT

CLP

Res

Struktura komórki ATM

Struktury pakietów ATM w styku UNI
oraz NNI

C

L

P

1

1

1

1

1

48

UNI

0 1 2 3 4 5 6 7

1

1

1

1

1

48

NNI

0 1 2 3 4 5 6 7

GFC

VPI

VPI

VPI

VCI

VCI

VCI

VCI

VCI

VCI

VCI

PT

PT

C

L

P

HEC

HEC

DANE

DANE

GFC: Generic Flow Control

4-0 bitów

VPI: Virtual Path Identifier 8-12 bitów
VCI: Virtual Channel Identifier

16

bitów
PTI: Payload Type Identifier 3 bity
CLP: Cell Loss Prioryty

1

bit
HEC: Header Error Control

8 bitów

Zawartość poszczególnych pól nagłówka
ATM

GFC

Pole to występuje tylko sprzęgu UNI (w punktach odniesienia SB i TB), zawiera 4 bity ułatwiające zarządzanie

przepływem pakietów pomiędzy elementami sieci użytkownika. W przypadku, gdy procedura GFC nie jest wykorzystana

wartość tego pola wynosi 0000. Pole GFC może być wykorzystane przez użytkownika w celu wydzielenia w ramach jego

prywatnej sieci wielu klas usług z realizacją różnych wartości QoS. Pprocedury GFC są użyte w sytuacji, gdy wiele

terminali dzieli wspólne zasoby dostępu do sieci (także dla pojedynczego terminala).

Funkcje realizowane przez GFC

:

•

gwarantowanie wymaganej przepływności dla połączeń;

•

wysoka efektywność i małe opóźnienia;

•

brak wpływu na ruch kierowany z sieci do terminala użytkownika;

•

brak istotnego wpływu na charakterystyki ruchu kierowanego z terminala do sieci ATM;

•

odporność na sytuacje awaryjne.

VCI

Zarówno w styku UNI, jak i NNI pole VCI ma jednakową wielkość 16 bitów. Daje to możliwość utworzenia do 65536

kanałów wirtualnych w obrębie każdej ścieżki wirtualnej

.

VPI

Wielkość pola VPI w styku UNI wynosi 8 bitów, a w styku NNI – 12 bitów. Daje to możliwość utworzenia do 256 różnych

ścieżek wirtualnych w styku UNI oraz do 4096 ścieżek wirtualnych w styku NNI. Potrzeby funkcjonalne w sprzęgu NNI

wydają się dużo mniejsze.

CLP

Bit jest zarezerwowany dla celów określania priorytetu pakietu (CLP - Cell Loss Priority). Jeśli CLP=1, pakiet może być

utracony w sytuacji natłoku. W trakcie przejścia pakietu przez sieć można podnieść jego priorytet względem utraty

ustalając CLP=0 ale nie gwarantuje to oczywiście niezawodnego dostarczenia do miejsca przeznaczenia.

HEC

Ośmiobitowe pole protekcji przed błędami transmisji (HEC - Header Error Control) jest użyte w celu wykrywania

błędów transmisji. Chroniona jest zawartość całego nagłówka. Pojedyncze błędy mogą być korygowane ale większa

liczba błędów może być tylko detekowana. Algorytm HEC jest identyczny w obu sprzęgach: UNI i NNI.

RES

Jednobitowe pole RES jest przeznaczone do przyszłych zastosowań i ustawione na wartość 0. Ten bit nie powinien być

wykorzystywany do żadnych zastosowań krajowych, operatorskich czy też prywatnych (sieci wydzielone).

Pole informacji

Przeznaczone dla informacji użytkownika. Jego wykorzystanie i podział na mniejsze jednostki nie wpływa na działanie

warstwy sieciowej albo adaptacji ATM.

Translacja VCI w węzłach
komutacyjnych

VCI=17

VCI=75

VCI=1

VCI=9

VCI=4

72

VCI=

23

17 ->

75

75 -> 1

1 -> 9

9 ->

472

472 ->

23

Sposoby utworzenie kanału wirtualnego:

•bez wykorzystania procedur sygnalizacyjnych, na podstawie subskrypcji
usługi;

•wykorzystując procedury metasygnalizacji – w taki sposób są tworzone
specjalne kanały sygnalizacyjne;

•wykorzystując specjalne kanały sygnalizacyjne (signalling VCC) – w taki
sposób są tworzone „klasyczne” kanały wirtualne w chwili nadejścia
nowego zgłoszenia;

•wykorzystując procedury sygnalizacyjne typu użytkownik-użytkownik (np.
tworzenie odrębnego kanału sygnalizacyjnego na bazie już istniejącego
połączenia typu ścieżki wirtualnej).

Ścieżki i kanały wirtualne w połączeniu
ATM Wzajemne relacje VC - VP

VCL=16

VCL=22

VCL=95

VPI=86

VCL=23

5

VPI=86

VCL=40

VPI=86

.

Łącze ATM

(medium

transmisyjne)

VP

VP

VP

VC

VC

VC

etykieta

port

wej.

m

m

n

wyj.

wej.

port wyj. j

etykieta wyj. n

i

TABLICA PRZEŁĄCZEŃ

KOMUTATOR / MULTIPLEKSER

Zasada działania
komutatora/multipleksera ATM

Rodzaje połączeń ATM

Istnieją dwa poziomy połączenia zdefiniowane przez CCITT:



połączenie typu kanału wirtualnego VCC ( Virtual Channel Connection );



połączenie typu ścieżki wirtualnej VPC (Virtual Path Connection ).

VP

ŚCIEŻKA

WIRTUALNA

POŁĄCZENIE

WIRTUALNE

VP

Rodzaje połączeń ATM

Komutacja w ATM

Rodzaje połączeń ATM

Rodzaje połączeń ATM

Topologie sieciowe ATM

Typy pakietów ATM

W sieci ATM działającej w rzeczywistych warunkach

transmitowane są nie tylko pakiety zawierające poprawnie

zakodowaną

informację

użytkownika.

Wykaz

typów

pakietów określonych w standardzie ATM obejmuje:

• pakiety puste

(idle cells), generowane i usuwane przez

warstwę fizyczną; pakiety te nie przenoszą żadnej informacji

a jedynie mają za cel dostosowanie szybkości przepływu

pomiędzy warstwą ATM oraz warstwą fizyczną wynikającą

z obciążenia systemu transmisyjnego;

• pakiety poprawne

(valid cells), przesyłane w warstwie

fizycznej, które mają prawidłowy nagłówek lub których

nagłówek został zmodyfikowany przez proces weryfikacji;

• pakiety niepoprawne

(invalid cells), których nagłówek

zawiera błędy nie usunięte przez proces weryfikacji, pakiety

tego typu są usuwane przez warstwę fizyczną;

• pakiety

przydzielone

(assigned

cells),

występujące

w warstwie ATM i dostarczające usługi dla aplikacji;

• pakiety nieprzydzielone

(unassigned cells), czyli wszystkie

pakiety warstwy ATM, które nie są „przydzielone”.

Jakość obsługi aplikacji (QoS)

Grupy parametrów jakościowych:

•

parametry negocjowane

;

•

parametry nie negocjowane

.

Do grupy parametrów negocjowanych należą:

•

CDV (Cell Delay Variation) – zmienność opóźnienia komórki, która opisuje

wielkość odchyleń rzeczywistych czasów przyjść komórek do punktów

pomiarowych od zakładanych czasów teoretycznych;

•

Max CTD (Cell Transmission Delay) - maksymalne opóźnienie komórki

doznawane podczas transferu;

•

CLR (Cell Loss Rate) – prawdopodobieństwo straty komórki (stosunek

komórek straconych do wszystkich komórek transmitowanych).

Do grupy parametrów nie negocjowanych należą:

•

CER (Cell Error Rate) – prawdopodobieństwo przekłamania komórki

(stosunek liczby komórek błędnych do wszystkich komórek tzn. dobrze i

błędnie przesłanych);

•

SECBR (Severely Error Cell Block Rate) – prawdopodobieństwo znacznie

przekłamanych bloków komórek (stosunek liczby bloków znacznie

przekłamanych do liczby wszystkich bloków – nie bierze się tu pod uwagę

komórek zawartych w silnie zakłóconych blokach);

•

CMR

–

stopa

błędnie

skomutowanych

komórek

(stosunek

źle

skomutowanych komórek do danego przedziału czasu).

Wartości parametrów QoS aplikacji
wideofonicznych

Parametr QoS

Proste (QoS1)

Rozszerzone

(QoS2)

Zaawansowane

(QoS3)

Opóźnienie audio

<400ms

<400ms

<150ms

Zakres

częstotliwości

audio

>0.3 – 3.4 kHz

>0.3 – 3.4 kHz

>0.05 – 6.8 kHz

Poziom audio

- 20 dBm

- 20 dBm

- 20 dBm

Czas bezbłędnego odbioru

sygnału audio

>5min

>15min

>30min

Opóźnienie sygnału wideo

<10s

(obraz

stały)

<600ms

<250ms

Różnica

opóźnień

wideo/audio

Nie określone

>-400 i <200ms

>-150 i <100ms

Liczba klatek na sekundę

Nie określone

>5 klatek/s

>25 klatek/s

Rozdzielczość wideo

Nie określone

>176x144

>352x288

Czas bezbłędnego odbioru

sygnału wideo

Nie określone

>15min

>30min

Różnica

opóźnień

DSD/audio

<1s

<200ms

<100ms

Czas bezbłędnego odbioru

danych DSD

>5min

>15min

>30min

Szybkość transmisji

>5 kbit/s

>50 kbit/s

>500 kbit/s