ATM - podstawowe
koncepcje
VC, VP, budowa pakietu,
architektura protokołu
1
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Plan
" Organizacje standaryzacyjne normujÄ…ce
technikÄ™ ATM
" Rola ATM Forum
" Interfejsy
" Zagadnienia testowania sprzętu i instalacji ATM
" Standardy dla LAN-ATM
" Aspekty zarzÄ…dzania ruchem
" Wsparcie ATM dla aplikacji multimedialnych
" Problemy otwarte
" Wnioski
2
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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
3
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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
standaryzacyjnÄ… w zakresie ATMu,
ściśle współpracuje z ITU-T, IETF, ADSL Forum,
Frame Relay Forum itp. w celu zapewnienia
zgodności standardów.
4
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Anchorage Accord
kwiecień 1996
odpowiedz
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
5
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
ATM - informacje wstępne
Standard ATM (ang. Asynchronous Transfer Mode)
jest powszechnie uważany za podstawową (kiedyś
 docelowÄ… ) technikÄ™ komutacyjnÄ… i transmisyjnÄ…
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.
6
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Terminale
typy, opis procesu generacji ruchu
7
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Nowoczesna usługa szerokopasmowa
Wymaganie na pasmo do pojedynczego
abonenta powyżej 2 Mbit/s usługa:
" niesymetryczna,
" interaktywna,
" mutlimedialna
8
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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);
9
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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).
10
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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).
11
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Parametry opisujące zgłoszenie
Chwilowy ruch generowany przez aktywne
zgłoszenie może być reprezentowane przy
pomocy obwiedni  ON-OFF , tzn.:
 maksymalnej szybkości transmisji z
ródła Ri,
 średniej szybkości transmisji z
ródła Ai,
lub przy pomocy obwiedni typu normalnego
(gaussowskiego), tzn.:
 średniej szybkości transmisji z
ródła Ai,
 odchylenia standardowego szybkości transmisji
z
ródÅ‚a Ãi.
W praktyce przyjęto zbiór parametrów związany z
modelem ON-OFF
12
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Klasyfikacja z
ródeł ruchu
ON-OFF
, dla których
y
ródła typu
charakterystyczne jest naprzemienne
występowanie okresów aktywności i  ciszy ,
z
ródła o zmiennej szybkości generowania
VBR- Variable Bit Rate
danych ( ), dla których
proces wyjściowy jest skomplikowany i trudny do
dokładnego modelowania,
z
ródła o stałej szybkości generowania danych
CBR - Constant Bit Rate
( ), proste do opisu oraz
nie dajÄ…ce wielkiego zysku z multipleksacji
statystycznej.
13
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Reprezentacja strumienia ruchu
poziom zgłoszeń odstęp między zgłoszenie
zgłoszeniami
poziom  bursts  burst
 cisza
poziom pakietów pakiety
odstęp między
pakietami
czas trwania
pakietów
14
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
ATM - podstawy
15
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Trudności ze zrozumieniem techniki ATM
Kanał wirtualny
ścieżka wirtualna
multipleksacja statystyczna
QoS, GoS, ich wzajemne zależności
16
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Punkty odniesienia w B-ISDN
TB
UB
SB
B-TE1 B-NT2
B-NT1
Pętla abonencka
S
R
TE2 /
B
TA - adapter terminala (Terminal Adaptor)
B-TA
B-TE2
TE - terminal (Terminal Equipment)
NT - zakończenie sieci (Network Termination)
17
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Koncepcja kanału wirtualnego
46 567
3 25
VCL 25
VCL 46
VCL 567
VCL 11
VCL 3
11 46
567 3
VCL - Virtual Channel Link
- User End System
- Network Node
18
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Koncepcja ścieżki wirtualnej
36,338 25
VCL 25
VPC 36, VCL 338
VCL 11
11 (36,338)
VPC - Virtual Path Connection
VCL - Virtual Channel Link
- User End System
- Network Node
19
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
A
ącze fizyczne, kanały wirtualne,
ścieżki wirtualne
VC VP
VC
VP
A
Ä…cze ATM
VC VP
VC
VP
(medium transmisyjne)
VC VP
VC
VP
20
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Struktura sterowania ruchem
pojemności łączy
i komutatorów
poziom sieci
zarzÄ…dzanie
przydział pasma
scieżkom wirtualnym
obciążenie
parametry
ścieżki
ścieżek
poziom zgłoszeń
zgłoszenia
przydział pasma zgłoszeniom
parametry informacja
zgłoszeń o natłoku
poziom pakietów
bieżący ruch
egzekwowanie pasma zgłoszeń
(i ścieżek) POLICING
21
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Pakiet w standardzie ATM
Długość pakietu ATM (komórki) jest kompromisem
pomiędzy następującymi, będącymi w konflikcie,
czynnikami:
 specyficznymi potrzebami aplikacji (usług), np.
charakterystyczna długość ramki,
 opóz
nieniem pakietyzacji,
 wielkością nagłówka niezbędnego z powodów
transmisyjnych (priorytety, adresowanie),
 narzutem związanym z zabezpieczeniem nagłówka,
 stopniem skomplikowania realizacji sprzętowej
(hardware).
22
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Ogólny format pakietu
Bity
8 7 6 5 4 3 2 1
1
.
Nagłówek
.
.
.
5 oktetów
5
6
Pakiet
.
Pole informacyjne
.
53 oktety
.
.
.
48 oktetów
.
53
23
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Format pakietu ATM
UNI NNI
Octet 0
GFC VPI
VPI
VPI VCI Octet 1 VPI VCI
Header
VCI Octet 2 VCI
PT PT
VCI CLP Octet 3 VCI CLP
HEC Octet 4 HEC
Octet 5
Information
field
(48 octets) (48 octets)
Octet 52
GFC: Generic Flow Control 4-0 bits
VPI: Virtual Path Identifier
8-12 bits
VCI: Virtual Channel Identifier
16 bits
PTI: Payload Type Identifier 3 bits
CLP: Cell Loss Priority 1 bit
HEC: Header Error Control
8 bits
24
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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,
25
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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.
26
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Architektura protokołu
Budowa warstwowa:
warstwa adaptacji ATM (ATM Adaptation Layer),
warstwa ATM (ATM layer),
warstwa fizyczna (Physical layer).
27
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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
28
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Architektura protokołu
Management plane P
l
a
n
e
L
a
M
y
Control Plane User Plane
a
e
n
r
a
g
M
e
Higher Layers a
Higher Layers
m
n
e
a
n
g
t
e
ATM Adaptation Layer
m
e
n
t
ATM Layer
Physical Layer
29
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Funkcje warstw w protokole ATM
Wyższe warstwy
Funkcje wyższych warstw
C
Podwarstwa zbieżności
A
S
A
S
Z
a A
Podwarstwa segmentacji i składania
L
r
R
z
Ä…
Generic flow control
A
d
z T
Generacja i wydzielanie nagłówka
a
M
Translacja pól VCI/VPI
n
i
Multipleksacja i demultipleksacja pakietów
e
Dopasowywanie szybkości transmisji pakietów
w
T W
Generacja i weryfikacja nagłówka pakietu
a
a
C
r Wydzielanie pakietów ze strumienia bitów
r
s
s
Adaptacja ramki transmisyjnej
t
t
Generacja i odtwarzanie ramki transmisyjnej
w
w
a
a
m
f
i
Realizacja podstawy czasu
i
z
y
P
c
Funkcja Å‚Ä…cza fizycznego
M z
n
a
30
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Warstwa AAL
31
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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.
32
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Klasy usług
Klasa A Klasa B Klasa C Klasa D
Synchroniza wymagana Nie wymagana
cja mi ędzy
terminalami
Szybko ść sta ła zmienna
bitowa
Tryb po Å‚Ä…czeniowy bezpo Å‚Ä…cze
po Å‚Ä…czenia niowy
Typ AAL
typ1 typ2 typ 3 i 4 typ 5
33
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Funkcje podwarstwy CS
Dopasowanie wielkości i cech jednostek danych
aplikacji do sposobu ich przenoszenia w sieci ATM,
Korekcja błędów,
Realizacja synchronizacji.
34
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Funkcje podwarstwy SAR
Transformacja jednostek PDU wyższych warstw
(aplikacji) na jednostki SDU (pola informacyjne komórki)
oraz odwrotnie,
35
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
AAL1
Przesyłanie danych w trybie CBR (usługa transferu
jednostek SDU ze stałą szybkością),
Zmniejszanie wpływu zmiennego opóz
nienia komórek,
Reagowanie na stratę komórek lub zmianę kolejności,
Odtwarzanie częstotliwości zegara w odbiorniku,
Monitorowanie i obsługa błędów pola kontrolnego AAL
(SNP).
36
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Format SAR-PDU dla AAL1
cell header SN SNP SAR-PDU payload
SAR-PDU header
SAR-PDU
SN = Sequence Number (4 bits)
SNP = Sequence Number Protection (4 bits)
37
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Å‚
Nagówek 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,
38
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Nagłówek SAR-PDU dla AAL1
SN-field SNP-field
Parity
Special
Sequence Number
Purpose CRC Bit
Count
Indication
(Even)
39
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Tryby pracy odbiornika (pole SNP)
Multiple Bit Error Detected
Error(s)
No Error(s) Detected
Detected
Correction Detection
Mode Mode
No Error(s)
Detected
Single Bit Error detected
(Correct Error)
40
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Warstwa AAL1 - podsumowanie
Warstwy wyższe
Pojedyncze bity lub bajty
Podwarstwa zbieżności
konsolidacji (CS)
47 bajtów
Podwarstwa segmentacji i
SN SNP
składania (SAR)
48 bajtów
ATM header SN SNP
Warstwa ATM
53 bajty
41
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
AAL2
Przygotowana pod kątem realizacji usług VBR wraz z
zachowanÄ… synchronizacjÄ… 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,
42
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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.
43
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Format SAR-PDU dla AAL2
IT
cell header SN SAR-PDU payload LI
CRC
SAR-PDU header
SAR-PDU trailer
SAR-PDU
SN = Sequence number
IT = Information Type
LI = Length Indicator
CRC = Cyclic Redundancy Check
44
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
AAL3
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).
45
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Format CS-PDU dla AAL3
CPI BETag CS-PDU Payload AL BETag Length
BASize PAD
CS-PDU Header
CS-PDU Trailer
CS-PDU
CPI = Common Part Indicator (1 octet)
BETag
= Beginning/End tag (1 octet)
= Buffer Allocation Size (2 octets)
BASize
PAD = Padding (0-3 octets)
AL = Alignment (1 octets)
Length = CS-PDU payload length (2 octets)
46
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Format SAR-PDU dla AAL3
ST SN P MID SAR-PDU payload LI
ATM cell header CRC
SAR-PDU header
SAR-PDU trailer
SAR-PDU
ST
= Segment Type (2 bits)
SN
= Sequence number (4 bits)
P = Priority (1 bit)
MID = Multiplexing Identification (9 bits)
LI = Length Indicator
(6 bits)
CRC = Cyclic Redundancy Check (10 bits)
47
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Warstwa AAL3/4  podsumowanie
48
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Warstwa AAL  wersje 1-4, podsumowanie
SAR-PDU
SN SNP
Informacja użyteczna
nagłówek 47 bajtów
1-bajtowy
) Struktura danych podwarstwy SAR dla AAL typ 1
SAR-PDU
ST IT LI CRC
Informacja użyteczna
nagłówek 45 bajtów
zakończenie
1-bajtowy
2-bajtowe
) Struktura danych podwarstwy SAR dla AAL typ 2
SAR-PDU
LI CRC
ST SN Res
Informacja użyteczna
nagłówek 44 bajty zakończenie
2-bajtowy 2-bajtowe
) Struktura danych podwarstwy SAR dla AAL typ 3
SAR-PDU
ST SN MID
LI CRC
Informacja użyteczna
nagłówek
zakończenie
44 bajty
1-bajtowy
2-bajtowe
d) Struktura danych podwarstwy SAR dla AAL typ 4
SN (Sequence Number - 4 bity) - numer kolejny
SNP (Sequence Number Protection - 4 bity) - ochrona SN
IT (Information Type - 4 bity) - typ informacji
LI (Length Indicator - 6 bitów) - wskaz
nik, długości
CRC (Cyclic-Redundancy-Check - 10 bitów) - ciąg kontrolny kodu cyklicznego
ST (Segment Type - 2 bity) typ segmentu
Res (Reserved - 10 bitów) - rezerwa
MID (Multiplexing IDentification - 10 bitów) -identyfikator multipleksowania
49
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
AAL5
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),
50
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Format SAR-PDU dla AAL5
SAR-PDU payload
ATM cell header
SAR-PDU
51
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Podział CS-PDU na komórki ATM
CS-PDU
podwarstwa CS
CS-PDU trailer
User data
PAD CF LF
CRC
podwarstwa SAR
PT
ATM cell ATM cell ATM cell ATM cell
(AAL5) (AAL5) (AAL5) (AAL5)
PAD = Pad field (0 to 47 bytes)
CF = Control Field (2 bytes)
LF = Length Field (2 bytes)
CRC (4 bytes)
= Cyclic Redundancy Check
52
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
ATM - interfejsy
53
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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
54
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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 100 100
wielomodowy
(FDDI)
STP 155.52
A
Ä…cze 155.52
światłowodowe
UTP 51.84
25.60
12.96
55
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Interfejsy w ATMie (podstawowe)
terminal interfejs interfejs
Sieć
UNI NNI
ATM
dostęp
do sieci
UNI - User Network Interface
NNI - Network Node Interface
56
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Interfejsy w technice ATM (zgodnie z ATM Forum)
Publiczny
DXI UNI
DTE DCE Publiczna
(router) (ATM DSU) sieć ATM
B-ICI
Publiczny
B-ICI
UNI
Prywatna
Publiczna Publiczna
sieć ATM
sieć ATM sieć ATM
Prywatny
Prywatny Publiczny
UNI
NNI UNI
Użytkownik
Użytkownik
ATM
ATM
Prywatna
sieć ATM
57
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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,
terminal interfejs interfejs
" interfejs do systemu zarzÄ…dzania
Sieć
UNI NNI
" sygnalizacjÄ™ w UNI.
ATM
dostęp
do sieci
UNI - User Network Interface
NNI - Network Node Interface
58
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
P-NNI
" P-NNI: Private Network-Node Interface
" określa interfejs pomiędzy systemami komutacyjnymi
(SS - Switching Systems)
" sygnalizacja oparta na UNI
" dedykowane procedury zarzÄ…dzania (P-NNI
Management) i zarzÄ…dzania ruchem (P-NNI Traffic
Management)
" opracowany pod kÄ…tem skalowalnych sieci ATM
budowanych z urządzeń wielu producentów:
dobór trasy
adresowanie
59
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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 Å‚Ä…czy
" obecnie rozwijana koncepcja AINI (ATM
Internetworking Interface)
60
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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
informacyjnÄ… bazÄ™ danych
61
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
API dla ATM
" API - Application Programming Interface
" API - zestaw procedur przenoszÄ…cych 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
62
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Komutator typu VP oraz VC/VP
Komutator VC
(VC Switch)
VCI 1
VCI 2 VCI 3 VCI 4
Punkt końcowy
VPC
VPI 1' VPI 3' VPI 2'
VCI 1
VCI 4
VPI 2
VPI 1
VCI 2
VCI 3
VPI 3
VCI 1
VCI 1
VPI 4 VPI 5
VCI 2
VCI 2
Komutator VP
(VP Switch) VCI 3
VCI 1
VPI 1
VPI 4
VCI 4
VCI 2
VCI 3
VCI 5
VPI 2
VPI 5
VCI 4 VCI 4
VCI 5
VCI 1
VPI 3 VPI 6
VCI 4 VCI 2
Komutator VP
(VP Switch)
63
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Testowanie sprzętu ATM
64
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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 deklarujÄ….
" Performance Testing - obejmuje ono pomiary
parametrów QoS (Quality of Service), które są
zależne przede wszystkim od ruchu w sieci.
65
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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,
"
(System Under Test) - rzeczywisty system ATM, w którym
" SUT
rezyduje IUT, poddany procesowi testowania
(Protocol Implementation Conformance Statement) -
" PICS
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
66
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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 siÄ™ 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.
67
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Stosowanie ATM w sieciach LAN
68
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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
69
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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)
70
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
LANE - LAN emulation
71
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
MPOA
" MPOA zapewnia integracjÄ™ technologii ATM z klasycznymi,
wieloprotokołowymi segmentami sieci LAN
integruje i unifikuje
" MPOA 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:
urzÄ…dzenia brzegowe (edge device)
hosty ATM
serwer doboru trasy (router server)
72
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Architektura MPOA
host ATM
Cloud
Serwer MPOA
Serwer MPOA
NHRP
ELAN
Sieć ATM
Serwer MPOA
brzegowe
host ATM
73
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
ZarzÄ…dzanie ruchem w standardzie
ATM
(Traffic Management)
74
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
ZarzÄ…dzanie ruchem - zadania
" zapewnianie istniejącym połączeniom
uzgodnionej jakości (QoS)
" monitorowanie przepływów ruchu wewnątrz sieci
" rozpoznawanie i reagowanie na problemy
" obsługę nowych zgłoszeń
75
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
ZarzÄ…dzanie 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),
76
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Klasy usług
Klasa A Klasa B Klasa C Klasa D
Synchroniza wymagana Nie wymagana
cja mi ędzy
terminalami
Szybko ść sta ła zmienna
bitowa
Tryb po Å‚Ä…czeniowy bezpo Å‚Ä…cze
po Å‚Ä…czenia niowy
Typ AAL
typ1 typ2 typ 3 i 4 typ 5
77
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
ZarzÄ…dzanie ruchem - kategorie ruchowe
" CBR (Constant bit rate) - ścisłe gwarancje pasma
i opóz
nień
" 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+
78
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Deskryptory ruchu
" Peak Cell Rate (PCR): maksymalna liczba komórek, jaką
z
ródło transmituje w określonym przedziale czasu.
" Sustainable Cell Rate (SCR): maksymalna średnia
szybkość transmisji dla z
ródła 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,
jakÄ… z
ródło transmituje w określonym przedziale czasu.
parametry połączenia: wszystkie powyższe + CDVT (Cell Delay
Variation Tolerance)
79
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Interpretacja PCR
1komórka
1 komórka/szybkość
PCR
medium
80
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Interpretacja SCR i MBS
1 komórka/SCR MBS/SCR
czas
1 komórka/PCR
1 komórka/szybkość
medium.
81
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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)
82
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Å‚ Ä™ Å› Å„
Rozkad g stoci prawdopodobie stwa dla
z

opó nienia komórki
gęs
toÅ›
ć
pra
wd.
Prawd.(opóz
.>Max-CTD)<Ä…
f(t)
opóz
nienie
P2P-CDV
Min-CTD Max-CTD
83
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Ilustracja CDV
1
1
1
1 1
1
1
1
84
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Å› Å‚
Wartoci CLR and MaxCDVdla wybranych usug
transfer plików
głos
10-4
dane
10-6
interaktywne
10-8
obrazy
interaktywne
10-10 wideo
0,001 0,01
0,1
1
10
MaxCDV [s]
85
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
CLR
CLR  Cell Loss Ratio
Straty komórek mogą wystąpić w przypadku:
 przepełnienia buforów,
 awarii,
 braku urządzeń redundantnych,
 zbyt długiej reakcji na awarię,
 po przekroczeniu dopuszczalnego opóz
nienia.
liczba _ komórek _ straconych
CLR =
liczba _ komórek _ wytransmistowanych
 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).
86
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
z

Parametry opónieniowe
" Max-CTD (Maximum Cell Transfer Delay) - maksymalne
opóz
nienie komórek
" P2P-CDV (Peak-to-Peak Cell Delay Variation) -
międzyszczytowa zmienność opóz
nienia komórek
87
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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
88
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Kontrakt ruchowy
Ustawienie zasad realizacji połączenia:
 Kategoria ruchowa
 Wymagania QoS,
 Deskryptory ruchu,
 Definicja zgodności (poprawności) komórki 
conformance definition),
 Definicja poprawności połączenia (compliant
connection).
89
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Sterowanie przyjęciem zgłoszenia (CAC) - (1)
Kiedy nowe zgłoszenie pojawia się w węz
le 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 realizujÄ…ca CAC decyduje
o zaakceptowaniu lub odrzuceniu nowo
przybywajÄ…cego zgloszenia
90
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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.
91
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Cechy charakterystyczne CAC (SPZ)
Algorytm CAC powinien być:
prosty - tzn. ze względnie niską złożonością
obliczeniowÄ…,
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.
92
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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 sÄ…
wstępnie rozwiązywane a wyniki umieszczane
w specjalnych tablicach (look-up tables) zapisanych
w pamięci jednostek sterujących pracą węzła ATM.
93
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Algorytmy CAC - klasyfikacja 1
Na podstawie teoretycznych metod użytych do
rozwiązania modeli ruchowych, możemy podzielić
algorytmy CAC na nastepujÄ…ce trzy grupy:
metody oparte na teorii masowej obsługi,
metody oparte na symulacji,
metody analityczne (uproszczone).
94
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Sterowanie przyjęciem zgłoszenia
(podstawowe relacje)
Sterowanie przyjęciem zgłoszenia
Rate Sharing (koncepcja dla dużych buforów)
X  zajętość bufora
P{X x} e- g (C ) x
> H"
P{X x} H" CLP
>
Rate Envelope Multiplexing (REM)
k n-k
n
ëÅ‚ öÅ‚ ëÅ‚ öÅ‚
ëÅ‚ öÅ‚ Ai Ai
(k Ri - C)ìÅ‚ ÷Å‚ìÅ‚ ÷Å‚ ìÅ‚1- ÷Å‚
Å" ìÅ‚ ÷Å‚ìÅ‚ ÷Å‚ ìÅ‚
"
Ri Ri ÷Å‚
kÅ"Ri >C
íÅ‚k Å‚Å‚ Å‚Å‚
íÅ‚ Å‚Å‚ íÅ‚
CLR =
Ai
burstiness _ ² =
n Ai
Å"
Ri
95
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Sterowanie przyjęciem zgłoszenia
przykład wykorzystania REM
(na podstawie REM  zależność CLR(Ri))
1
Switch with
10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000
buffer 200B -
uni
Switch with
0,1
buffer 200B -
exp
Switch with
buffer 10kB-
exp
0,01
Model ON -
OFF
0,001
0,0001
96
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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.
 CVP - pasmo przydzielone ścieżce wirtualnej
 nmax - maksymalna liczba zestawionych kanałów,
 ACR - Average Cell Rate,
 PCR - Peak Cell Rate.
É = CVP / n max
ACR PCR
d" É d"
97
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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.
98
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
y
ródła opóz
nień w sieci ATM
Terminal
Terminal
docelowy
z
ródłowy
TDn
TD1 TD2
komutator
komutator
ATM
ATM
DD
FSDn+QDn
PD
FSD1+QD1
PD - opóz
nienie pakietyzacji (packetization delay)
TD - opóz
nienie transmisji (transmission delay)
FSD - opóz
nienie komutacji (fixed switching delay)
QD - opóz
nienie kolejkowania (queueing delay)
DD - opóz
nienie depakietyzacji (depacketization delay)
99
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Standard ATM w sieciach
operatorów
100
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Tendencje rozwojowe
lata 60-te: sieci operatorskie TDM,
lata 80-te: komercyjnej oferta Å‚Ä…czy 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
101
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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 stronÄ™ 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
102
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Czynniki wpływające na zmianę koncepcji
sieci operatorskiej
Zmiany w technikach sieciowych,
rozwój oferty usług telekomunikacyjnych
rozwój Internetu,
liberalizacja rynku telekomunikacyjnego,
globalizacja rynku telekomunikacyjnego.
103
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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.
104
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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).
105
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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 Å‚Ä…czy E1 (lub T1),
" zapewnienie współpracy protokołów X.25, Frame
Relay, oraz IP,
" realizacja styku B  ICI,
" realizacja kategorii ruchowych CBR oraz VBR,
" multicast,
" wspieranie zarzÄ…dzania sieci poprzez SNMP.
106
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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.
107
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Schemat sieci operatorskiej
wykorzystujÄ…cej ATM
Publiczna sieć
ATM
Sieć Frame
Multiplekser
Relay
E1
OC-3
Multiplekser
ATM
Publiczna sieć
ATM
nxE1
Sieć IP
OC-3
Sieć prywatna
Urządzenie dostępowe
ATM
ATM
nxE1
Multiplekser
ATM
E1
Multiplexer
Sieć prywatna
Sieć kampusowa
Wideo
ATM
ATM LANE
IP over ATM
Multiplekser
E1
108
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
ATM w sieci dostępowej
" ATM xDSL, PON, HFC, FITL,
+
" sprzęt (karty 25 Mbit/s praktycznie osiągalne),
" zarzÄ…dzanie 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).
109
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Przyszłość
Dalszy rozwój oferty opartej na usłudze ATM,
duże zainteresowanie standardem IP,
dostępność systemów WDM, DWDM,
uniwersalna multipleksacja MPLS.
110
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
Podsumowanie techniki ATM
111
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
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 wzrastajÄ…ce zainteresowanie
koncepcjami równoważnymi, np.
wielousługową siecią IP, MPLS.
112
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
ATM - zalety
" w pełni skalowalna technika umożliwiająca realizacje
sieci o funkcjach LAN, MAN i WAN,
" oferuje rzeczywistÄ… fizycznÄ… oraz funkcjonalnÄ…
integracjÄ™,
" zapewnia możliwość realizacji usług poprzez jeden
interfejs,
" elastyczny rodzaj komutacji i transmisji jest idealnym
rozwiązaniem dla usług o wysokiej
nieprzewidywalności parametrów transmisji.
113
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda
ATM - wady
Narzut informacji nadmiarowej wynosi 5/53%,
ATM wprowadza opóz
nienie pakietyzacji zwiÄ…zane z faktem
składania informacji do komórki po stronie nadawczej i odwrotnej
funkcji po stronie odbiorczej,
opóz
nienie przejścia komórek przez sieć jest losowe; wymaga to
stosowania dodatkowych mechanizmów niwelujących wpływ
niejednorodności opóz
nień,
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.
114
Sieci szerokopasmowe w technice ATM
KrzysztofWajda