Sieci szerokopasmowe w technice ATM

1

Krzysztof Wajda

ATM - podstawowe

koncepcje

VC, VP, budowa pakietu,

architektura protokołu

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

2

Krzysztof Wajda

Plan

•

Organizacje standaryzacyjne normujące

technikę ATM

•

Rola ATM Forum

•

Interfejsy

•

Zagadnienia testowania sprzętu i instalacji ATM

•

Standardy dla LAN-ATM

•

Aspekty zarządzania ruchem

•

Wsparcie ATM dla aplikacji multimedialnych

•

Problemy otwarte

•

Wnioski

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

3

Krzysztof Wajda

Normalizacja w zakresie sieci ATM

ITU-T

- ogólne aspekty sieci szerokopasmowych, aspekty

administracyjne, definicja usług,

ATM Forum

- wszystkie aspekty techniki ATM i definicja

usług

ETSI

- ogólna architektura, specyfikacja styków

szerokopasmowych, standard dostępu (np. VDSL),

DAVIC

(Digital Audio-Video Council) - multimedialne usługi

szerokopasmowe,

FSAN

(Full Services Access Network) - zdefiniowanie

wymagań na sieć dostępową opartą o ATM,

ADSL-Forum

- technika transportu,

IETF

- Internet Engineering Task Force - aspekty współpracy

IP/ATM

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

4

Krzysztof Wajda

ATM Forum

Organizacja producentów i użytkowników
sprzętu ATM
utworzona w 1991 roku przez CISCO,
NET/Adaptive, Northern Telecom i US Sprint,
obecnie zrzesza około 500 instytucji (było
1000),
cele:

definiowanie standardów przemysłowych

dla techniki ATM

ATM Forum faktycznie przejęło inicjatywę
standaryzacyjną w zakresie ATMu,
ściśle współpracuje z ITU-T, IETF, ADSL Forum,
Frame Relay Forum itp. w celu zapewnienia
zgodności standardów.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

5

Krzysztof Wajda

Anchorage Accord

kwiecień 1996
odpowiedź na krytykę niestabilności standardu ATM
deklaruje stan dojrzałości techniki ATM
specyfikacje:

•

podstawowa (foundation)

- niezmienna przez 18

miesięcy, np. UNI, PNNI, B-ICI, TM, interfejsy
fizyczne

•

rozszerzona (extended feature)

- oparta na

specyfikacji podstawowej

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

6

Krzysztof Wajda

ATM - informacje wstępne

!

Standard ATM (ang. Asynchronous Transfer Mode)

jest powszechnie uważany za podstawową (kiedyś
“docelową”) technikę komutacyjną i transmisyjną
w sieci szerokopasmowej ISDN (B-ISDN).

!

Informacja w ATM jest przesyłana w postaci krótkich

pakietów zaopatrzonych w unikalny nagłowek
o minimalnej długości (48 bajtów informacji + 5
bajtów nagłówka).

!

Nagłówek realizuje przezroczysty transport

informacji użytkownika przez sieć ATM.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

7

Krzysztof Wajda

Terminale

typy, opis procesu generacji ruchu

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

8

Krzysztof Wajda

Nowoczesna usługa szerokopasmowa

Wymaganie na pasmo do pojedynczego
abonenta powyżej 2 Mbit/s usługa:

•

niesymetryczna,

•

interaktywna,

•

mutlimedialna

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

9

Krzysztof Wajda

Cechy usług szerokopasmowych (1)

!

Usługi wymagające transmisji w jednym lub w dwu
kierunkach (

unidirectional or bidirectional services

),

dla których kanał zwrotnej transmisji może być
wymagany lub nie;

!

usługi typu symetrycznego lub niesymetrycznego
(

symmetric or asymmetric services

);

!

usługi wąsko- i szerokopasmowe (

narrowband and

broadband services

);

!

usługi o stałej i zmiennej szybkości strumienia bitów
(

Constant Bit Rate - CBR - and Variable Bit Rate -

VBR

);

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

10

Krzysztof Wajda

Cechy usług szerokopasmowych (1)

!

Usługi zorientowane na połączenie
i bezpołączeniowe (

Connection-oriented - CO - and

Connectionless - CL - services

);

!

usługi topologicznie dedykowane (międzypunktowe)
lub typu rozgłoszeniowego (

point-to-point and point-

to-multipoint services

);

!

usługi mobilne lub niemobilne (

mobile and non-

mobile services

);

!

usługi wymagające przetwarzania danych wewnątrz
sieci (

services with data processing

).

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

11

Krzysztof Wajda

Parametry opisujące zgłoszenie

Wybrane parametry muszą spełniać następujące

warunki:

!

mieć istotny wpływ na opis działania multipleksera -

jako podstawowego elementu funkcjonalnego ATM,

!

muszą być użyteczne zarówno dla sterowania

przyjęciem zgłoszenia w czasie rzeczywistym jak
również w procesie wymiarowania sieci,

!

łatwość do przewidzenia jak również kontroli (czyli

zarówno dla CAC jak i UPC).

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

12

Krzysztof Wajda

Parametry opisujące zgłoszenie

Chwilowy ruch generowany przez aktywne

zgłoszenie może być reprezentowane przy
pomocy obwiedni “ON-OFF”, tzn.:

–

maksymalnej szybkości transmisji źródła R

i

,

–

średniej szybkości transmisji źródła A

i

,

lub przy pomocy obwiedni typu normalnego

(gaussowskiego), tzn.:

–

średniej szybkości transmisji źródła A

i

,

–

odchylenia standardowego szybkości transmisji
źródła

σ

i

.

!

W praktyce przyjęto zbiór parametrów związany z

modelem ON-OFF

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

13

Krzysztof Wajda

Klasyfikacja źródeł ruchu

!

Źródła typu

ON-OFF

, dla których

charakterystyczne jest naprzemienne
występowanie okresów aktywności i “ciszy”,

!

źródła o zmiennej szybkości generowania
danych (

VBR- Variable Bit Rate

), dla których

proces wyjściowy jest skomplikowany i trudny do
dokładnego modelowania,

!

źródła o stałej szybkości generowania danych
(

CBR - Constant Bit Rate

), proste do opisu oraz

nie dające wielkiego zysku z multipleksacji
statystycznej.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

14

Krzysztof Wajda

Reprezentacja strumienia ruchu

poziom zgłoszeń

odstęp między

zgłoszeniami

poziom „bursts”

„cisza”

poziom pakietów

czas trwania

pakietów

odstęp między

pakietami

zgłoszenie

„

burst”

pakiety

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

15

Krzysztof Wajda

ATM - podstawy

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

16

Krzysztof Wajda

Trudności ze zrozumieniem techniki ATM

!

Kanał wirtualny

!

ścieżka wirtualna

!

multipleksacja statystyczna

!

QoS, GoS, ich wzajemne zależności

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

17

Krzysztof Wajda

Punkty odniesienia w B-ISDN

B-TE1

B-NT2

B-NT1

B-TA

TE2 /

B-TE2

UB

TB

S B

S B

R

Pętla abonencka

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

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

18

Krzysztof Wajda

Koncepcja kanału wirtualnego

VCL 11

VCL 25

- Virtual Channel Link

- User End System

VCL

- Network Node

46 567

"

11 46

"

567 3

"

3 25

"

VCL 567

VCL 46

VCL 3

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

19

Krzysztof Wajda

Koncepcja ścieżki wirtualnej

VCL 11

VCL 25

- Virtual Channel Link

- User End System

VCL

- Network Node

VPC - Virtual Path Connection

11 (36,338)

"

VPC 36, VCL 338

36,338 25

"

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

20

Krzysztof Wajda

Łącze fizyczne, kanały wirtualne,

ścieżki wirtualne

VC

VP

VC

VP

VC

VP

VC

VP

VC

VP

VC

VP

Łącze ATM

(medium transmisyjne)

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

21

Krzysztof Wajda

Struktura sterowania ruchem

poziom sieci

przydział pasma

scieżkom wirtualnym

poziom zgłoszeñ

przydział pasma zgłoszeniom

poziom pakietów

egzekwowanie pasma zgłoszeń

(i ścieżek) POLICING

zarządzanie

zgłoszenia

bieżący ruch

pojemności łączy

i komutatorów

parametry

ścieżki

parametry

zgłoszeñ

obciążenie

ścieżek

informacja

o natłoku

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

22

Krzysztof Wajda

Pakiet w standardzie ATM

Długość pakietu ATM (komórki) jest kompromisem

pomiędzy następującymi, będącymi w konflikcie,
czynnikami:

–

specyficznymi potrzebami aplikacji (usług), np.
charakterystyczna długość ramki,

–

opóźnieniem pakietyzacji,

–

wielkością nagłówka niezbędnego z powodów
transmisyjnych (priorytety, adresowanie),

–

narzutem związanym z zabezpieczeniem nagłówka,

–

stopniem skomplikowania realizacji sprzętowej
(hardware).

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

23

Krzysztof Wajda

Ogólny format pakietu

8

7

6

5

4

3

2

1

1.

...

5

6

.

...

..

53

Bity

Nagłówek

5 oktetów

Pole informacyjne

48 oktetów

Pakiet

53 oktety

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

24

Krzysztof Wajda

Format pakietu ATM

(48 octets)

VPI

VCI

VCI

VCI

HEC

PT

CLP

Octet 0

Octet 1

Octet 2

Octet 3

Octet 4

Octet 5

Octet 52

(48 octets)

VPI

VCI

VCI

VCI

HEC

PT

CLP

GFC

VPI

VPI

UNI

NNI

Header

Information

field

Generic Flow Control
Virtual Path Identifier

Virtual Channel Identifier
Payload Type Identifier

Cell Loss Priority

Header Error Control

GFC:

VPI:

VCI:
PTI:

CLP:

HEC:

4-0 bits
8-12 bits

16 bits

3 bits

8 bits

1 bit

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

25

Krzysztof Wajda

Budowa pakietu (1)

Pole GFC (Generic Flow Control) - 4 bity,

występuje tylko w interfejsie UNI, bez ściśle
sprecyzowanej roli,

Pole VCI (Virtual Channel Identifier) - 16 bitów

(możliwe utworzenie 65536 kanałów wirtualnych
w każdej ścieżce wirtualnej),

Pole VPI (Virtual Path Identifier) - w styku UNI 8

bitów, w styku NNI 12 bitów (4096 ścieżek),

Pole PT (Payload Type) - określa typ komórki,

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

26

Krzysztof Wajda

Budowa pakietu (2)

Pole CLP (Cell Loss Priority) - okresla priorytet

pakietu; gdy CLP=1 pakiet może być usuniety
w sytuacji natłoku,

Pole HEC (Header Error Control) - użyte w celu

wykrywania błędów transmisji,

Pole informacyjne - 48 bajtów przeznaczone do

przenoszenia informacji użytkownika, zawiera
także informację sterującą warstwy AAL.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

27

Krzysztof Wajda

Architektura protokołu

Budowa warstwowa:

!

warstwa adaptacji ATM (ATM Adaptation Layer),

!

warstwa ATM (ATM layer),

!

warstwa fizyczna (Physical layer).

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

28

Krzysztof Wajda

Architektura protokołu (2)

!

Uproszczenie budowy w stosunku do
tradycyjnego modelu OSI/ISO

!

model trójwymiarowy zamiast dwuwymiarowego
(dla ISDN) lub jednowymiarowego (tradycyjne
sieci pakietowe),

!

Trzy warstwy dla ATM równoważne 2 warstwom
dla klasycznych sieci pakietowych

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

29

Krzysztof Wajda

Architektura protokołu

Higher Layers

Higher Layers

L

a

y

e

r

M

a

n

a

g

e

m

e

n

t

P

l

a

n

e

M

a

n

a

g

e

m

e

n

t

Management plane

Control Plane

User Plane

ATM Adaptation Layer

ATM Layer

Physical Layer

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

30

Krzysztof Wajda

Funkcje warstw w protokole ATM

Generic flow control

C

S

S

A

R

T

C

P

M

A
A

L

A
T

M

Realizacja podstawy czasu

Funkcja łącza fizycznego

Funkcje wyższych warstw

Wyższe warstwy

Podwarstwa segmentacji i składania

Translacja pól VCI/VPI

Multipleksacja i demultipleksacja pakietów

Dopasowywanie szybkości transmisji pakietów

Wydzielanie pakietów ze strumienia bitów

Adaptacja ramki transmisyjnej

Generacja i weryfikacja nagłówka pakietu

Generacja i odtwarzanie ramki transmisyjnej

W

a

r

s

t

w

a

f

i

z

c

z

n

a

y

Z

a

r

z

ą

d

z

a

n

i

e

w

a

r

s

t

w

a

m

i

Podwarstwa zbieżności

Generacja i wydzielanie nagłówka

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

31

Krzysztof Wajda

Warstwa AAL

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

32

Krzysztof Wajda

Warstwa AAL

!

Stanowi warstwę pośrednią pomiędzy warstwami

wyższymi protokołu ATM a warstwą ATM,

!

realizuje takie funkcje jak: wykrywanie i reakcja

na błędy transmisji, rozpoznawanie zagubionych
lub niesekwencyjnych pakietów, sterowanie
przepływem, kontrola podstawy czasu
w systemie.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

33

Krzysztof Wajda

Klasy usług

Klasa A

Klasa B

Klasa C

Klasa D

Synchroniza
cja mi ędzy
terminalami

wymagana

Nie wymagana

Szybko ść
bitowa

sta ła

zmienna

Tryb

po łączenia

po łączeniowy

bezpo łącze

niowy

Typ AAL

typ1

typ2

typ 3 i 4

typ 5

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

34

Krzysztof Wajda

Funkcje podwarstwy CS

!

Dopasowanie wielkości i cech jednostek danych
aplikacji do sposobu ich przenoszenia w sieci ATM,

!

Korekcja błędów,

!

Realizacja synchronizacji.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

35

Krzysztof Wajda

Funkcje podwarstwy SAR

!

Transformacja jednostek PDU wyższych warstw
(aplikacji) na jednostki SDU (pola informacyjne komórki)
oraz odwrotnie,

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

36

Krzysztof Wajda

A AL1

!

Przesyłanie danych w trybie CBR (usługa transferu

jednostek SDU ze stałą szybkością),

!

Zmniejszanie wpływu zmiennego opóźnienia komórek,

!

Reagowanie na stratę komórek lub zmianę kolejności,

!

Odtwarzanie częstotliwości zegara w odbiorniku,

!

Monitorowanie i obsługa błędów pola kontrolnego AAL

(SNP).

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

37

Krzysztof Wajda

Format SAR-PDU dla AAL1

cell header

SN

SNP

SAR-PDU payload

SAR-PDU header

SAR-PDU

SN
SNP

= Sequence Number
= Sequence Number Protection

(4 bits)
(4 bits)

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

38

Krzysztof Wajda

Nag

ł

ó wek SAR-PDU

!

Najbardziej znaczący bit pola SN może być
wykorzystany do specjalnych celów,

!

3 mniej znaczące bity zliczają komórki modulo 8,

!

Pole SNP chroni cały nagłówek SAR-PDU,

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

39

Krzysztof Wajda

Nagłówek SAR-PDU dla AAL1

Special

Purpose

Indication

Sequence Number

Count

CRC

Parity
Bit
(Even)

SN-field

SNP-field

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

40

Krzysztof Wajda

Tryby pracy odbiornika (pole SNP)

Correction

Mode

Detection

Mode

Multiple Bit Error Detected

Single Bit Error detected

No Error(s)

Detected

Error(s)

Detected

(Correct Error)

No Error(s) Detected

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

41

Krzysztof Wajda

Warstwa AAL1 - podsumowanie

Warstwy wyższe

Podwarstwa zbieżności

konsolidacji (CS)

Podwarstwa segmentacji i

składania (SAR)

Warstwa ATM

Pojedyncze bity lub bajty

47 bajtów

48 bajtów

SNP

SN

53 bajty

SNP

SN

ATM header

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

42

Krzysztof Wajda

AAL2

!

Przygotowana pod kątem realizacji usług VBR wraz z

zachowaną synchronizacją odbiornika i nadajnika,

!

Jednostki CS-PDU o różnej długości,

!

Przez długi czas brak było ustaleń dotyczących

stosowania AAL2,

!

Duże zainteresowanie realizacją usług głosowych, w

tym dla telefonii komórkowej,

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

43

Krzysztof Wajda

Funkcje podwarstwy CS dla AAL2

!

Korekcja błędów dla usług audio i wideo,

!

Realizacja synchronizacji terminali przez przesyłanie
znaczników czasu (time stamps),

!

Obsługa zagubionych i niesekwencyjnych komórek.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

44

Krzysztof Wajda

Format SAR-PDU dla AAL2

cell header

SN

IT

SAR-PDU payload

SAR-PDU header

SAR-PDU

SN

= Sequence number
= Information Type

SAR-PDU trailer

LI

CRC

LI
CRC

= Length Indicator
= Cyclic Redundancy Check

IT

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

45

Krzysztof Wajda

A AL3

!

Przesyłanie danych w trybie VBR (usługa real-time w

trybie połączeniowym),

!

Synchronizacja pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem

nie jest wymagana,

!

Dwa tryby pracy:

– przesyłanie danych ramkowanych (framed mode, message mode),
– typu strumieniowego (streaming mode),

!

Monitorowanie i obsługa błędów AAL (pole CRC w

SAR-PDU).

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

46

Krzysztof Wajda

Format CS-PDU dla AAL3

BETag

AL

CS-PDU Payload

CS-PDU Header

CS-PDU

CPI
BETag = Beginning/End tag

= Common Part Indicator

CS-PDU Trailer

Length

BASize

PAD

= Alignment
= CS-PDU payload length

CPI

AL

Length

= Buffer Allocation Size
= Padding

(1 octet)

(1 octet)
(2 octets)
(0-3 octets)
(1 octets)
(2 octets)

BASize

BETag

PAD

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

47

Krzysztof Wajda

ATM cell header

SN

MID

SAR-PDU payload

SAR-PDU header

SAR-PDU

ST
SN

= Sequence number

= Segment Type

SAR-PDU trailer

LI

CRC

P

MID

= Length Indicator
= Cyclic Redundancy Check

ST

P

LI
CRC

= Priority
= Multiplexing Identification

(2 bits)
(4 bits)
(1 bit)
(9 bits)
(6 bits)
(10 bits)

Format SAR-PDU dla AAL3

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

48

Krzysztof Wajda

Warstwa AAL3/4 – podsumowanie

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

49

Krzysztof Wajda

W arstwa AAL – wersje 1-4, podsu m o wanie

SN SNP

SAR-PDU

Informacja użyteczna

nagłówek

1-bajtowy

47 bajtów

nagłówek
1-bajtowy

ST

SN

MID

SAR-PDU

Informacja użyteczna

44 bajty

) Struktura danych podwarstwy SAR dla

AAL typ 3

d) Struktura danych podwarstwy SAR dla

AAL typ 4

zakończenie

2-bajtowe

ST

SN

Res

SAR-PDU

Informacja użyteczna

nagłówek
2-bajtowy

44 bajty

) Struktura danych podwarstwy SAR dla

AAL typ 2

zakończenie

2-bajtowe

ST

IT

LI

CRC

SAR-PDU

Informacja użyteczna

nagłówek
1-bajtowy

45 bajtów

) Struktura danych podwarstwy SAR dla

AAL typ 1

zakończenie

2-bajtowe

SN (

- 4 bity) - numer kolejny

SNP (

- 4 bity) - ochrona SN

IT (

- 4 bity) - typ informacji

LI (

- 6 bitów) - wskaźnik, długości

CRC (

- 10 bitów) - ciąg kontrolny kodu cyklicznego

ST (

- 2 bity) typ segmentu

Res (

- 10 bitów) - rezerwa

MID (

- 10 bitów) -identyfikator multipleksowania

S e quence Numbe r

S e quence Numbe r Protection

Information Type

Length Indicator

Cyclic-Redundancy-Check

S e gme nt Type

Reserved

Multiple xing IDentification

LI

CRC

LI

CRC

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

50

Krzysztof Wajda

A AL5

!

Uniwersalna wersja AAL, pokrywa funkcje realizowane
przez AAL3 i AAL4, Przesyłanie danych w trybie VBR,
połączeniowym, bez synchronizacji,

!

Brak numeracji kolejnych komórek,

!

Brak mechanizmu retransmisji,

!

SEAL (Simple and Efficient Adaptation Layer),

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

51

Krzysztof Wajda

Format SAR-PDU dla AAL5

ATM cell header

SAR-PDU payload

SAR-PDU

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

52

Krzysztof Wajda

Podział CS-PDU na komórki ATM

CS-PDU trailer

CRC

= Cyclic Redundancy Check

CRC

PAD = Pad field (0 to 47 bytes)

LF = Length Field (2 bytes)

CF = Control Field (2 bytes)

(4 bytes)

ATM cell

(AAL5)

LF

CF

PAD

User data

CS-PDU

podwarstwa SAR

podwarstwa CS

ATM cell

(AAL5)

ATM cell

(AAL5)

ATM cell

(AAL5)

PT

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

53

Krzysztof Wajda

ATM - interfejsy

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

54

Krzysztof Wajda

Interfejsy warstwy fizycznej wg ATM Forum

●

Światłowód wielomodowy

» 100 Mbit/s, kodowanie 4B/5B
» 155 Mbit/s, SONET STS -3c (SDH)
» 155 Mbit/s, kodowanie 8B/10B

●

Światłowód jednomodowy

» 155 Mbit/s, SONET STS-3c (SDH),
» 622 Mbit/s,
» 2,488 Gbit/s

●

Skrętka ekranowana (shielded twisted pair)

» 155 Mbit/s, kodowanie 8B/10B

●

Kabel koncentryczny

» 6.132 Mbit/s, J-2
» 45 Mbit/s, DS3

●

Skrętka nieekranowana (unshielded twisted pair)

» 52 Mbit/s, skrętka nieekranowana kategorii 3
» 155 Mbit/s, skrętka nieekranowana kategorii 5
» 1.5 Mbit/s, DS1

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

55

Krzysztof Wajda

Interfejsy warstwy fizycznej wg ATM Forum

Nazwa

Szybkość bitowa (Mbps)

Efektywna szybkość

bitowa (Mbps)

SONET STS-1

51.84

49.536

SONET STS-3c

155.52

149.76

SONET STS-12c

622.08

594.432

SDH STM1

155.52

149.76

SDH STM4

622.08

594.432

DS-1

1.544

1.536

DS-2

6.312

6.176

DS-3

44.736

40.704

E1

2.048

1.92

E3

34.368

E4

139.264

Światłowód

wielomodowy

(FDDI)

100

100

STP

155.52

Łącze

światłowodowe

155.52

UTP

51.84
25.60
12.96

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

56

Krzysztof Wajda

Interfejsy w ATMie (podstawowe)

Sieć

ATM

NNI

UNI

interfejs

interfejs

terminal

dostęp

do sieci

UNI - User Network Interface

NNI - Network Node Interface

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

57

Krzysztof Wajda

Interfejsy w technice ATM

(zgodnie z ATM Forum)

DTE

(router)

(ATM DSU)

Publiczna
sieć ATM

sieć ATM

sieć ATM

sieć ATM

sieć ATM

Publiczna

Publiczna

Prywatna

Prywatna

Użytkownik

ATM

ATM

Użytkownik

DXI

Publiczny

UNI

UNI

UNI

UNI

Publiczny

Publiczny

Prywatny

Prywatny

NNI

B-ICI

B-ICI

DCE

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

58

Krzysztof Wajda

Specyfikacja UNI

•

Specyfikacja UNI 3.1 (wrzesień 1994, realizowana praktycznie)

•

specyfikacja UNI 4.0 (najnowsza wersja)

•

określa standardy dla protokołów w warstwie fizycznej i warstwie ATM, aby mogły

ze sobą współpracować różne urządzenia ATM, tj. użytkownik ATM i komutator
sieciowy, do którego jest przyłączony

Specyfikacja UNI obejmuje:

•

interfejsy w warstwie fizycznej,

•

funkcje warstwy ATM,

•

interfejs do systemu zarządzania

•

sygnalizację w UNI.

Sieć

ATM

NNI

UNI

interfejs

interfejs

terminal

dostęp

do sieci

UNI - User Network Interface

NNI - Network Node Interface

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

59

Krzysztof Wajda

P-NNI

•

P-NNI: Private Network-Node Interface

•

określa interfejs pomiędzy systemami komutacyjnymi

(SS - Switching Systems)

•

sygnalizacja oparta na UNI

•

dedykowane procedury zarządzania (P-NNI

Management

) i zarządzania ruchem (P-NNI Traffic

Management

)

•

opracowany pod kątem skalowalnych sieci ATM

budowanych z urządzeń wielu producentów:

»

dobór trasy

»

adresowanie

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

60

Krzysztof Wajda

B-ICI

•

B-ICI - Broadband Intercarrier Interface

•

określa styk pomiędzy różnymi sieciami publicznymi

•

szereg interfejsów fizycznych opartych na systemach

cyfrowych:

»

44.736 Mbit/s, DS3

»

155.52 Mbit/s, STS-3c

»

622.08 Mbit/s, STS-12c

•

określa sposoby realizacji takich usług jak: SMDS,

Frame Relay

, Cell Relay, emulacja łączy

•

obecnie rozwijana koncepcja AINI (ATM

Internetworking Interface)

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

61

Krzysztof Wajda

Interfejs DXI

•

DXI - Data Exchange Interface

•

opracowany w celu łatwego podłączania

istniejących routerów do sieci ATM

•

umieszczony pomiędzy DTE i DCE

•

określa protokoły warstwy łącza danych

i fizycznej

•

określa lokalny interfejs do zarządzania oraz

informacyjną bazę danych

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

62

Krzysztof Wajda

API dla ATM

•

API - Application Programming Interface

•

API - zestaw procedur przenoszących wymagania

aplikacji na ustalenia i parametry warstwy AAL

•

API zawiera 3 interfejsy:

»

sygnalizacji ATM-UNI

»

warstwy adaptacji ATM-API poprzez wszystkie
warstwy AAL

»

„pustą” warstwę adaptacji dla bezpośredniego
dostępu do warstwy ATM

•

API to obecnie niezbyt intensywnie rozwijany temat

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

63

Krzysztof Wajda

Komutator typu VP oraz VC/VP

Komutator VC

(VC Switch)

Komutator VP

(VP Switch)

VPI 2

VPI 3

VPI 5

VPI 1

VPI 4

VCI 1

VCI 2

VCI 3

VCI 4

VCI 4

VCI 3

VCI 1

VCI 2

VPI 1'

VPI 3'

VPI 2'

Punkt koñcowy

VPC

VCI 1

VCI 2

VCI 1

VCI 2

Komutator VP

(VP Switch)

VCI 3

VCI 4

VCI 5

VCI 4

VCI 1

VCI 2

VPI 1

VPI 2

VPI 3

VCI 1

VCI 2

VCI 3

VCI 4

VCI 5

VCI 4

VPI 4

VPI 5

VPI 6

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

64

Krzysztof Wajda

Testowanie sprzętu ATM

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

65

Krzysztof Wajda

Testowanie sprzętu dla sieci ATM

Testowanie obejmuje trzy kategorie:

•

Conformance Testing

- weryfikacja czy sprzęt

odpowiada zaleconiom określonym przez ATM
Forum; obejmuje testowanie implementacji dla każdej
zdefiniowanej cechy

•

Interoperability Testing

- stopień kompatybilności

pomiędzy dwoma implementacjami dwu lub więcej
producentów w odniesieniu do wspólnej cechy, którą
producenci deklarują.

•

Performance Testing

- obejmuje ono pomiary

parametrów QoS (Quality of Service), które są
zależne przede wszystkim od ruchu w sieci.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

66

Krzysztof Wajda

Testowanie sprzętu dla sieci ATM

Pojęcia i dokumenty (1)

•

IUT

(Implementation Under Test) - część systemu ATM, który

ma być testowany, np. fizyczna implementacja karty SDH,

•

•

SUT

(System Under Test) - rzeczywisty system ATM, w którym

rezyduje IUT, poddany procesowi testowania

•

PICS

(Protocol Implementation Conformance Statement) -

oświadczenie dostawcy sprzętu ATM, w którym podane są
zaimplentowane możliwości i opcje (także cechy pominięte)

•

•

PICS Proforma

- kwestionariusz określony przez grupę SGW

Testing, który po wypełnieniu dla systemu ATM staje się
dokumentem PICS

•

•

PIXIT

(Protocol Implementation eXtra Information for Testing)

- oświadczenie dostawcy lub implementatora IUT

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

67

Krzysztof Wajda

Testowanie sprzętu dla sieci ATM

Pojęcia i dokumenty (1)

•

PIXIT Proforma

- kwestionariusz dostarczany przez

laboratorium testujące, który wypełniony w czasie
przygotowywania testów staje się dokumentem PIXIT.

•

Test Suite

- pełny zbiór testów, który konieczny jest do

sprawdzenia współpracy dwóch IUT.

•

Test Case

- seria kroków podczas testowania konieczna do

doprowadzenia testowanej IUT do danego stanu w celu
obserwacji i opisu zachowania się w nim IUT.

•

SITR

(System Interoperability Test Report) - raport z testów,

który podsumowuje opis rezultatów każdej testowanej cechy
IUT i zawiera wnioski końcowe dla przeprowadzonego testu.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

68

Krzysztof Wajda

Stosowanie ATM w sieciach LAN

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

69

Krzysztof Wajda

ATM jako sieć LAN

•

Sieć ATM jako realizująca usługi w trybie połączeniowym musi

mieć zaimplementowane specjalne mechanizmy pozwalające na
pracę w trybie bezpołączeniowym; jednym z takich zastosowań
jest emulacja sieci LAN (LANE - LAN Emulation)

•

Protokół LANE powinien zapewnić dostęp do sieci ATM

z poziomu takich popularnych protokołów jak IPX, Appletalk,
NetBIOS czy APPN

•

Usługa typu best effort w sieci LAN jest dobrze odzwierciedlona

w usłudzie typu ABR (Available Bit Rate) w sieci ATM

•

Technika ATM jest dzisiaj konkurencyjna dla innych klasycznych

protokołów sieci LAN; także jeśli chodzi o aspekty finansowe -
można porównać koszt jednostki pasma - konkurencja ze strony
Gigabit Ethernet

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

70

Krzysztof Wajda

LANE

•

umożliwia komunikację pomiędzy sieciami LAN

z zastosowaniem sieci ATM

•

LANE jest protokołem działającym w warstwie drugiej

(

bridging

)

•

elementy logiczne :

•

serwer konfiguracyjny (LAN Emulation Configuration Server -

LECS)

•

serwer emulacji sieci LAN (LAN Emulation Servers - LES)

•

serwer ruchu broadcast (Broadcast Unknown Servers - BUS)

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

71

Krzysztof Wajda

LANE - LAN emulation

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

72

Krzysztof Wajda

MPOA

•

MPOA zapewnia integrację technologii ATM z klasycznymi,

wieloprotokołowymi segmentami sieci LAN

•

MPOA

integruje i unifikuje

rozwiązania protokołów LANE, IP

over ATM, Next Hop Routing Protocol (NHRP)

i Multicast

Address Resolution Server (MARS)

•

możliwe jest tworzenie skalowalnych i efektywnych sieci

złożonych

•

MPOA obsługuje protokoły warstwy sieciowej (np. IP, IPX)

•

elementy systemu MPOA:

»

urządzenia brzegowe (edge device)

»

hosty ATM

»

serwer doboru trasy (router server)

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

73

Krzysztof Wajda

Architektura MPOA

Cloud

ELAN

Serwer MPOA

Sieć ATM

host ATM

Serwer MPOA

Serwer MPOA

host ATM

brzegowe

NHRP

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

74

Krzysztof Wajda

Zarządzanie ruchem w standardzie

ATM

(Traffic Management)

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

75

Krzysztof Wajda

Zarządzanie ruchem - zadania

•

zapewnianie istniejącym połączeniom

uzgodnionej jakości (QoS)

•

monitorowanie przepływów ruchu wewnątrz sieci

•

rozpoznawanie i reagowanie na problemy

•

obsługę nowych zgłoszeń

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

76

Krzysztof Wajda

Zarządzanie ruchem – funkcje (mechanizmy)

!

Sterowanie przyjęciem zgłoszenia (

Connection Admission

Control - CAC

),

!

Usage Parameter Control (UPC),

!

Sterowanie priorytetem komórki (

Cell Loss Priority

Control

),

!

Kształtowanie strumieni ruchu (

Traffic shaping

),

!

Sterowanie przepływem dla kategorii ABR (

ABR Flow

Control

),

!

Selektywne usuwanie komórek (

Early Packet Discard

),

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

77

Krzysztof Wajda

Klasy usług

Klasa A

Klasa B

Klasa C

Klasa D

Synchroniza
cja mi ędzy
terminalami

wymagana

Nie wymagana

Szybko ść
bitowa

sta ła

zmienna

Tryb

po łączenia

po łączeniowy

bezpo łącze

niowy

Typ AAL

typ1

typ2

typ 3 i 4

typ 5

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

78

Krzysztof Wajda

Zarządzanie ruchem - kategorie ruchowe

•

CBR (Constant bit rate)

- ścisłe gwarancje pasma

i opóźnień

•

rt-VBR (Real-time Variable Bit Rate)

- wideokonferencje

•

nrt-VBR (Non-real time Variable Bit Rate)

- transakcje

bankowe, dostęp do sieci Frame-Relay.

•

ABR (Available Bit Rate)

- możliwa negocjacja pasma

•

UBR (Unspecified Bit Rate)

- brak wymagań co do

transmisji

•

GFR (Guaranteed

Frame Rate)

– gwarancje na poziomie

komórki i ramki

•

dyskusja nad

UBR+

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

79

Krzysztof Wajda

Deskryptory ruchu

•

Peak Cell Rate (PCR):

maksymalna liczba komórek, jaką

źródło transmituje w określonym przedziale czasu.

•

Sustainable Cell Rate (SCR):

maksymalna średnia

szybkość transmisji dla źródła ruchu typu burst.

•

Maximum Burst Size (MBS):

maksymalna liczba

komórek, jaka może zostać wysłana równocześnie
z wartością Peak Cell Rate.

•

Minimum Cell Rate (MCR):

minimalna liczba komórek,

jaką źródło transmituje w określonym przedziale czasu.

parametry połączenia: wszystkie powyższe +

CDVT (Cell Delay

Variation Tolerance

)

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

80

Krzysztof Wajda

Interpretacja PCR

1 komórka/szybkość
medium

PCR

komórka

1

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

81

Krzysztof Wajda

Interpretacja SCR i M B S

czas

1 komórka/SCR

MBS/SCR

1 komórka/szybkość
medium.

1 komórka/PCR

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

82

Krzysztof Wajda

Parametry jakości obsługi

•

Maximum Cell Transfer Delay

(Max CTD)

•

Mean Cell Transfer Delay

(Mean CTD)

•

Cell Delay Variation

(CDV)

•

Cell Loss Ratio

(CLR)

•

Cell Error Ratio

(CER)

•

Severely Errored Cell Block Ratio

(SECBR)

•

Cell Misinsertion Rate

(CMR)

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

83

Krzysztof Wajda

Rozk

ł

ad g

ę

sto

ś

ci prawdopodobie

ń

stwa dla

opó

ź

nienia ko mórki

opóźnienie

Min-CTD

Max-CTD

P2P-CDV

Prawd.(opóź.>Max-CTD)<

α

gęs
toś
ć
pra
wd.
f(t)

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

84

Krzysztof Wajda

Ilustracja C D V

1

1

1

1

1

1

1

1

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

85

Krzysztof Wajda

W arto

ś

ci CL R and M axC D V dla wybranych us

ł

ug

0,001 0,01

0,1

1

10

10

-10

10

-4

10

-6

10

-8

głos

transfer plików

dane
interaktywne

obrazy

interaktywne
wideo

CL

R

MaxCDV [s]

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

86

Krzysztof Wajda

CL R – Cell Loss Ratio

!

Straty komórek mogą wystąpić w przypadku:

– przepełnienia buforów,
– awarii,
– braku urządzeń redundantnych,
– zbyt długiej reakcji na awarię,
– po przekroczeniu dopuszczalnego opóźnienia.

!

„wszystkie komórki wytransmitowane” to komórki które zostały

wysłane w pewnym ustalonym czasie (standardy nie określają tego

czasu, generalnie przyjmuje się, że jest to czas trwania

połączenia).

towanych

wytransmis

komórek

liczba

straconych

komórek

liczba

CLR

_

_

_

_

=

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

87

Krzysztof Wajda

Para metry opó

ź

nieniowe

!

•

Max-CTD (Maximum Cell Transfer Delay) - maksymalne

opóźnienie komórek

!

•

P2P-CDV (Peak-to-Peak Cell Delay Variation) -

międzyszczytowa zmienność opóźnienia komórek

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

88

Krzysztof Wajda

Mapowanie parametrów na kategorie ruchowe

CBR

rt-VBR

nrt-VBR

ABR

UBR

PCR

Tak

Tak

Tak

Tak

Tak

SCR

bd

Tak

Tak

bd

bd

MBS

bd

Tak

Tak

bd

bd

MCR

Nie

Nie

Nie

Tak

Nie

CDVT (PCR)

Tak

Tak

Tak

Tak

Tak

CDVT (SCR)

bd

Tak

Tak

bd

bd

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

89

Krzysztof Wajda

Kontrakt rucho wy

!

Ustawienie zasad realizacji połączenia:

–Kategoria ruchowa
–Wymagania QoS,
–Deskryptory ruchu,
–Definicja zgodności (poprawności) komórki –

conformance definition

)

,

–Definicja poprawności połączenia

(compliant

connection

).

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

90

Krzysztof Wajda

Sterowanie przyjęciem zgłoszenia (CAC) - (1)

Kiedy nowe zgłoszenie pojawia się w węźle ATM,

użytkownik deklaruje

zbiór parametrów ruchowych

i wymagany poziom jakości obsługi QoS

- zwykle

określony jednoznacznie przez podanie rodzaju
usługi, do którego należy zgłoszenie.

Korzystając z tej informacji oraz znając stan elementów

sieci, jednostka realizująca CAC decyduje
o zaakceptowaniu lub odrzuceniu nowo
przybywającego zgloszenia

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

91

Krzysztof Wajda

Sterowanie przyjęciem zgłoszenia (CAC) - (2)

Decydującym kryterium musi być rezultat

predykcji spełnienia wymogów jakościowych
transmisji (QoS) w warstwie pakietowej po
akceptacji nowego zgłoszenia.

Decyzja o akceptacji lub odrzuceniu nowego

zgłoszenia jest jedną z najważniejszych
azarazem najtrudniejszych w sieci ATM.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

92

Krzysztof Wajda

Cechy charakterystyczne CAC (SPZ)

Algorytm CAC powinien być:

prosty

- tzn. ze względnie niską złożonością

obliczeniową,

oparty na

ograniczonej liczbie parametrów opisujących

zgłoszenie

,

zachowawczy

(pesymistyczny), tzn. raczej przesadnie

oceniać stan natłoku w sieci,

elastyczny

, tzn. pozwalający na zmiany w zależności od

warunków ruchowych a także umożliwiający łatwą
adaptację w przypadku wprowadzenia nowych usług.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

93

Krzysztof Wajda

Algorytmy CAC - klasyfikacja 1

Skala czasu, na której działają algorytmy CAC:

!

algorytmy czasu rzeczywistego (

on-line

),

spodziewane naruszenie parametrów jakościowych
dla istniejących połączeń po zaakceptowaniu nowo
przychodzącego zgłoszenia musi być realizowane
w czasie rzeczywistym,

!

algorytmy

off-line

, gdy odpowiednie modele są

wstępnie rozwiązywane a wyniki umieszczane
w specjalnych tablicach (look-up tables) zapisanych
w pamięci jednostek sterujących pracą węzła ATM.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

94

Krzysztof Wajda

Algorytmy CAC - klasyfikacja 1

Na podstawie teoretycznych metod użytych do

rozwiązania modeli ruchowych, możemy podzielić
algorytmy CAC na nastepujące trzy grupy:

!

metody oparte na teorii masowej obsługi,

!

metody oparte na symulacji,

!

metody analityczne (uproszczone).

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

95

Krzysztof Wajda

Sterowanie przyjęciem zgłoszenia

(podstawowe relacje)

Sterowanie przyjęciem zgłoszenia

Rate Sharing (koncepcja dla dużych buforów)

X – zajętość bufora

Rate Envelope Multiplexing (REM)

i

C

R

k

k

n

i

i

k

i

i

i

A

n

R

A

R

A

k

n

C

R

k

CLR

i

⋅









−

















−

⋅

=

∑

>

⋅

−

1

)

(

i

i

R

A

burstiness

=

β

_

CLP

x

X

P

e

x

X

P

x

C

g

≈

>

≈

>

−

}

{

}

{

)

(

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

96

Krzysztof Wajda

Sterowanie przyjęciem zgłoszenia

przykład wykorzystania REM

(na podstawie REM – zależność CLR(Ri))

0,0001

0,001

0,01

0,1

1

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

Switch with
buffer 200B -
uni

Switch with
buffer 200B -
exp

Switch with
buffer 10kB-
exp

Model ON -
OFF

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

97

Krzysztof Wajda

Koncepcja pasma wirtualnego

!

Efektywna metoda dla połączeń klasy VBR,

!

Połączenie reprezentowane przez 1 parametr,

!

pomysł polega na znalezieniu (dowolną metodą) maksymalnej
liczby połączeń przy zachowaniu wymaganych parametrów
jakościowych.

– C

VP

- pasmo przydzielone ścieżce wirtualnej

– n

max

- maksymalna liczba zestawionych kanałów,

– ACR - Average Cell Rate,
– PCR - Peak Cell Rate.

ω

=

C

n

VP

/

max

ACR

PCR

≤

≤

ω

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

98

Krzysztof Wajda

Aspekty doboru trasy w ATM

Dobór trasy w sieci ATM jest skomplikowany.

Projektując algorytm doboru trasy należy rozważyć

wpływ:

!

struktury fizycznej sieci,

!

struktury logicznej sieci opartej na koncepcji ścieżek

wirtualnych, przydziału pasma dla scieżek i ich separacji,

!

multipleksacji statystycznej,

!

typu modelu ruchowego poziomu sieci,

!

wymagań jakościowych na transmisję QoS w odniesieniu

do zastosowanej separacji usług.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

99

Krzysztof Wajda

Źródła opóźnień w sieci ATM

Terminal

źródłowy

komutator

ATM

komutator

ATM

PD

TD1

FSD1+QD1

TD2

FSDn+QDn

docelowy

Terminal

TDn

DD

PD - opóźnienie pakietyzacji (packetization delay)

TD - opóźnienie transmisji (transmission delay)

FSD - opóźnienie komutacji (fixed switching delay)

QD - opóźnienie kolejkowania (queueing delay)

DD - opóźnienie depakietyzacji (depacketization delay)

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

100

Krzysztof Wajda

Standard ATM w sieciach

operatorów

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

101

Krzysztof Wajda

Tendencje rozwojowe

lata 60-te: sieci operatorskie TDM,

lata 80-te: komercyjnej oferta łączy klasy T w USA

(T-Carrier networks),

lata 80-te: specjalizowane sieci transmisji danych (PDN

– Packet Data Networks), oparte na protokole X.25,

lata 90-te: eksplozja Internetu

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

102

Krzysztof Wajda

Sieci operatorskie TDM

Pojawiły się w latach 80-tych,

zalety

sieci operatorskich opartych na koncepcji TDM:

–

dokładne przypisanie zasobów telekomunikacyjnych
użytkownikowi (np. 1 szczelina czasowa/użytkownika),

–

stabilna i odporna na sytuacje awaryjne platforma sieciowa.

wady

sieci operatorskich TDM (decydowały

o realizowanej migracji w stronę standardu ATM):

–

nieefektywne użycie pasma (zwykle poniżej 50 %, jak
w przypadku klasycznej telefonii),

–

nieelastyczność w przypadku ruchu o dużej niejednorodności
(bursty traffic), charakterystycznego dla usług multimedialnych

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

103

Krzysztof Wajda

Czynniki wpływające na zmianę koncepcji

sieci operatorskiej

!

Zmiany w technikach sieciowych,

!

rozwój oferty usług telekomunikacyjnych

!

rozwój Internetu,

!

liberalizacja rynku telekomunikacyjnego,

!

globalizacja rynku telekomunikacyjnego.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

104

Krzysztof Wajda

ATM - zalety dla operatora (1)

•

pasmo jest dynamicznie przydzielane użytkownikom,

•

istnieje możliwość definiowania i realizacji usług
z różnymi parametrami jakościowymi QoS,

•

poprawne sterowanie ruchem daje większą
efektywność w przypadku dużych strumieni ruchu.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

105

Krzysztof Wajda

ATM - zalety dla operatora (2)

•

możliwość realizacji wszystkich potrzeb ruchowych
docelowo w jednolitej architekturze sieciowej co
przekłada się na koszty realizacji, utrzymania
i rozwoju sieci,

•

skalowalność sieci,

•

pojedynczy interfejs z użytkownikiem bez względu
na funkcjonalny typ styku (LAN, WAN, sieć
kampusowa).

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

106

Krzysztof Wajda

Usługi związane z dostępem do sieci

ATM operatora

•

szeroki zakres szybkości w interfejsie fizycznym: od E1
(T1 w USA) do STM-1 (wkrótce STM-4),

•

realizacja komutowanych połączeń VC (SVC –
Switched Virtual Connections

),

•

emulacja łączy E1 (lub T1),

•

zapewnienie współpracy protokołów X.25, Frame
Relay

, oraz IP,

•

realizacja styku B – ICI,

•

realizacja kategorii ruchowych CBR oraz VBR,

•

multicast,

•

wspieranie zarządzania sieci poprzez SNMP.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

107

Krzysztof Wajda

Cechy przyszłej oferty operatorskiej

dla środowiska ATM

Perspektywa 2-3 lat:

•

wprowadzenie dostępu z użyciem protokołu PNNI
(istotne w przypadku budowy rozległych sieci
prywatnych na bazie sieci operatorskich),

•

udostępnienie kategorii ruchowej w dowolnej
relacji w sieci (end-to-end),

•

wprowadzenie specyficznych dla ATM metod
billingu ruchu,

•

rozbudowa sieci do szybkości STM-4,

•

rozszerzenie możliwości zarządzania do zarówno
SNMP oraz CMIP.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

108

Krzysztof Wajda

Schemat sieci operatorskiej

wykorzystującej ATM

Publiczna sieć

ATM

Sieć IP

Sieć Frame

Relay

Multiplekser

E1

Urządzenie dostępowe

ATM

E1

Sieć kampusowa

ATM LANE

IP over ATM

Sieć prywatna

ATM

Wideo

Multiplexer

nxE1

nxE1

Multiplekser

E1

OC-3

Multiplekser

ATM

Multiplekser

ATM

Publiczna sieć

ATM

OC-3

Sieć prywatna

ATM

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

109

Krzysztof Wajda

ATM w sieci dostępowej

•

ATM

+

xDSL, PON, HFC, FITL,

•

sprzęt (karty 25 Mbit/s praktycznie osiągalne),

•

zarządzanie ruchem - trudne,

•

adresowanie (przestrzeń adresowa i pożądana

kompatybilność z E.164) - brak ostatecznych
rozwiązań,

•

sygnalizacja (lub decyzja o jej braku),

•

kompatybilność sprzętu (np. przy szybkiej ewolucji

rozwiązań).

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

110

Krzysztof Wajda

Przyszłość

!

Dalszy rozwój oferty opartej na usłudze ATM,

!

duże zainteresowanie standardem IP,

!

dostępność systemów WDM, DWDM,

!

uniwersalna multipleksacja MPLS.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

111

Krzysztof Wajda

Podsumowanie techniki ATM

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

112

Krzysztof Wajda

Cechy techniki ATM

!

Dojrzała,

!

bardzo skomplikowana (liczba standardów

podstawowych w ATM Forum

–

138 w lutym 2000,152 w lutym 2001, 170 w
lutym 2002),

!

akceptowana w większości obszarów sieci

i zastosowań,

!

obserwujemy wzrastające zainteresowanie

koncepcjami równoważnymi, np.
wielousługową siecią IP, MPLS.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

113

Krzysztof Wajda

ATM - zalety

•

w pełni skalowalna technika umożliwiająca realizacje
sieci o funkcjach LAN, MAN i WAN,

•

oferuje rzeczywistą fizyczną oraz funkcjonalną
integrację,

•

zapewnia możliwość realizacji usług poprzez jeden
interfejs,

•

elastyczny rodzaj komutacji i transmisji jest idealnym
rozwiązaniem dla usług o wysokiej
nieprzewidywalności parametrów transmisji.

Sieci szerokopasmowe w technice ATM

114

Krzysztof Wajda

ATM - wady

!

Narzut informacji nadmiarowej wynosi 5/53%,

!

ATM wprowadza opóźnienie pakietyzacji związane z faktem
składania informacji do komórki po stronie nadawczej i odwrotnej
funkcji po stronie odbiorczej,

!

opóźnienie przejścia komórek przez sieć jest losowe; wymaga to
stosowania dodatkowych mechanizmów niwelujących wpływ
niejednorodności opóźnień,

!

podstawową przyczyną straty pakietów jest zjawisko przepełnienia
buforów, istotne są metody wymiarowania buforów pod kątem
aplikacji,

!

w celu uniknięcia obniżenia jakości świadczonych usług
transmisyjnych dla wszystkich połączeń jest potrzebny ciągły nadzór
nad rzeczywistymi parametrami wszystkich aktywnych połączeń,

!

istnieje zjawisko wzmacniania się błędów w przypadku wystąpienia
przekłamań w nagłówkach komórek.