Opis technologii ATM

 ATM (ang. Asynchronous Transfer Mode) jest szerokopasmową technologią komunikacyjną, która wykorzystywana jest do przesyłania danych interakcyjnych, różnej wielkości plików, transmisji głosu, a także sygnału wizyjnego. Standard ATM może być stosowany zarówno w sieciach lokalnych LAN, miejskich MAN jak i rozległych WAN. Połączenie pomiędzy odbiorcą a nadawcą, tworzone jest na podstawie informacji zawartej w przesyłanych komórkach informacyjnych (ang. cell) o jednakowych rozmiarach.

Standard ATM nie definiuje medium transmisyjnego, wykorzystywanego do realizacji połączeń miedzy węzłami, lecz zasady komunikacji w sieci, dopuszczając zastosowanie technologii ATM w różnorodnych środowiskach transmisyjnych, takich jak kable koncentryczne (sieci lokalne), światłowody (sieci LAN, WAN), bądź kanały bezprzewodowe (sieci globalne). ATM nie jest też związany z określoną szybkością przesyłania danych. Początkowo zdefiniowano szybkości transmisji od 1.5 Mb/s do 622 Mb/s, ale sieci ATM mogą swobodnie osiągać coraz wyższe prędkości przesyłania danych, w miarę rozwoju sprzętu i technologii transmisyjnych. Określone w standardach mechanizmy synchronizacji i sygnalizacji zajmują około 1 Mb/s każdego łącza fizycznego, stąd nie jest korzystne używanie wolniejszych łączy niż T1/E1.

Termin "asynchroniczny" w nazwie technologii ATM, odnosi się do trybu transmisji danych. W metodzie ATM przesyłane strumienie bitów dzielone są na grupy po 53 bajty, zwane “komórkami". Komórki z różnych połączeń są ze sobą wymieszane i przesyłane bez żadnego ustalonego porządku.

Architektura ATM

Architektura ATM została zdefiniowana jako element specyfikacji B-ISDN (ang. Broadband - Integrated Services Digital Network). Skrót B-ISDN oznacza szerokopasmową sieć cyfrową z integracją usług, w której informacje są przesyłane z dużą szybkością w postaci komutowanych pakietów danych, mowy i obrazów ruchomych i nieruchomych (wideo).

Podobnie jak i w innych typach sieci telekomunikacyjnych, również i w systemie B-ISDN ATM, funkcje sterowania, zarządzania, obsługi procesów użytkowych oraz związane z nimi protokoły mają strukturę warstwową.

Model architektury ATM składa się z trzech warstw:

 fizycznej - definiującej funkcje związane z dostępem do medium transmisyjnego;

 ATM - określającej format komórki oraz funkcje zapewniające niezawodny transfer komórek, bez względu na typ usługi;

 AAL (ang. ATM Adaptation Layer - AAL) - adaptacyjnej, obejmującej funkcje zależne od typu realizowanej usługi, które określają sposób konwersji informacji z warstw wyższych do postaci komórek ATM,

oraz płaszczyzn:

 użytkownika - pełniącej funkcje transferu informacji użytkownika oraz sterowania przepływem strumieni tych informacji, itp.;

 sterowania - odpowiedzialnej za realizacje zgłoszeń; w płaszczyźnie tej zawarte są funkcje sygnalizacyjne odpowiedzialne za ustanawianie, zarządzanie i rozłączanie połączeń;

 zarządzania - realizującej funkcje nadzoru warstwą (zarządzanie zasobami oraz parametrami obiektów istniejących w protokole) i nadzoru płaszczyzną (koordynacja miedzy płaszczyznowa).

Podobnie jak w wielu innych architekturach sieciowych, tak i w ATM, poszczególne warstwy dzielą się na podwarstwy, pełniące różne zdefiniowane funkcje. 

Zestawienie funkcji realizowanych w poszczególnych warstwach przedstawione jest w tabeli:

Funkcje wyższych warstw ISO	Wyższe warstwy ISO
Podwarstwa zbieżności	CS	AAL
Podwarstwa segmentacji i składania	SAR
Sterowanie przepływem informacji Generacja i wydzielanie nagłówka Translacja identyfikatora ścieżki logicznej/kanału logicznego Multipleksacja i demultipleksacja komórek		ATM
Dopasowywanie szybkości transmisji komórek Generowanie i weryfikacja nagłówka komórki Wydzielanie komórek ze strumienia bitów Adaptacja ramki transmisyjnej Generowanie i odtwarzanie ramki transmisyjnej	TC	Warstwa fizyczna
Realizacja podstawy czasu Funkcje łącza fizycznego	PM

CS - (ang. Convergence Sublayer) - podwarstwa zbieżności

SAR - (ang. Segmentation and Reassembly) - podwarstwa segmentacji i scalania

AAL - (ang. ATM Adaptation Layer) - warstwa adaptacyjna

TC - (ang. Transmission Convergence Sublayer) - podwarstwa zbieżności transmisji

PM - (ang. Physical Medium Sublayer) - podwarstwa medium fizycznego

Rodzaje interfejsów fizycznych

Standard ATM definiuje dwa podstawowe rodzaje styków (interfejsów) fizycznych:

 UNI (ang. User-to-Network Interface) - styk użytkownik-sieć - określający zasady połączenia użytkownika z siecią ATM.

Istnieją przy tym dwa rodzaje interfejsów UNI:

• prywatny UNI (ang. private UNI)- odnosi się do styku pomiędzy użytkownikiem, a przełącznikiem ATM, należącym do tej samej korporacji co użytkownik

• publiczny UNI (ang. public UNI)- wykorzystywany jest, gdy użytkownik lub sieć prywatna łączy się z publiczną siecią ATM.

Z interfejsem tym związany jest protokół ILMI.

 NNI (ang. Network-to-Network Interface lub Node-to-Node Interface) - styk międzywęzłowy opisujący zasady łączenia przełączników ATM i odpowiadający głównie za zarządzanie ich współdziałaniem.

W przypadku NNI możemy także wyróżnia dwa rodzaje styków:

• prywatny NNI (ang. private NNI) - dotyczący przełączników w prywatnych sieciach

• publiczny NNI (ang. public NNI) - stosowany w sieciach publicznych.

Z interfejsem tym związany jest protokół PNNI.

 Protokoły związane ze stykami

• ILMI (ang. Integrated Local Management Interface) protokół odpowiedzialny jest za autokonfigurację wielu parametrów protokołu ATM, np. wyznaczanie adresów serwerów inicjalizujących różne protokoły sieciowe ATM czy też określanie adresów ATM stacji końcowych. Mechanizm rejestracji adresów ATM w standardzie ILMI pozwala przełącznikom ATM rezerwować początkową cześć adresu stacji końcowych, podczas gdy pozostała cześć stanowi unikatowy 48-mio bajtowy adres MAC stacji. Protokół ten umożliwia administratorowi sieci kontrole rezerwowanych adresów.

• PNNI (ang. Private Network-to-Network Interface) protokół definiuje zbiór reguł dynamicznego routingu oraz sterowania, obejmujących zasady ustalania połączenia z gwarancją jakości usług QoS, z uwzględnieniem dostępnej w danej chwili przepustowości, obciążenia sieci i średniego opóźnienia transmisji. Protokół PNNI umożliwia przełącznikom ATM wymianę informacji o dostępnych adresach w sąsiednich przełącznikach oraz metryk QoS, wykorzystywanych przy określaniu parametrów kontraktu nowego połączenia. Wymiana informacji pomiędzy przełącznikami ATM z wykorzystaniem protokołu PNNI umożliwia zestawienie połączenia tak, by został osiągnięty pożądany poziom QoS oraz by uniknąć przeciążeń w sieci. Protokół PNNI jest stosowany zarówno w małych, lokalnych sieciach ATM, jak i w sieciach o zasięgu globalnym. Jest to możliwe dzięki hierarchicznemu podziałowi urządzeń w sieci na poziomy i grupy (ang. Peer Groups). W jednej grupie znajduje się liczba przełączników, dobrana tak, by zapewnić zarówno wysokie wykorzystanie przepustowości łączy, jak i właściwe metryki QoS połączeń. Każda grupa posiada “lidera" (ang. Peer Group Leader). “Liderzy" wchodzą w skład grup wyższego poziomu, które też mają swoich liderów. Każdy poziom hierarchii jest identyfikowany przez określoną część 20 bajtowego adresu ATM, który złożony jest z 13 bajtów prefiksu sieciowego (Network Prefix), 6 bajtów ESI (End System Identifier) i 1 bajtu SEL (Selector). W ten sposób hierarchia przełączników może nawet obejmować do 104 poziomów (Network Prefix ma 13 bajtów = 104 bity. Po ustaleniu klasy usług, jakości QoS oraz zestawieniu połączenia wirtualnego następuje transmisja danych.

 

Rodzajów połączeń w sieci ATM

• PVC (ang. Permanent Virtual Connection) - połączenie zestawiane jest na stałe, niezależnie od tego czy jest wykorzystywane do transmisji. Wartości identyfikatorów połączenia ustala administrator sieci, który też ustanawia i zamyka połączenie;

• SPVC (ang. Soft-Permanent Virtual Connection) - różni się od stałego tym, że połączenie jest ustalane tylko na czas przesyłania danych, ale wartości identyfikatorów połączenia są z góry nadane przez administratora sieci;

• SVC (ang. Switched Virtual Connection) - połączenie zestawiane jest tylko na czas przesyłania danych. Wartości identyfikatorów połączenia ustalane są podczas ustanawiania połączenia.

Kanały i ścieżki wirtualne

Sieć ATM składa się na ogół z wielu połączonych ze sobą przełączników ATM (komutatorów). Gdy komórka informacyjna przybywa do komutatora, jest ona kierowana, na podstawie informacji adresowej zawartej w nagłówku, właściwą drogą do kolejnego węzła. Przełączanie komórek następuje sprzętowo. Z uwagi na to przesyłanie danych w standardzie ATM jest bardzo szybkie. W komutatorach ATM nie jest dokonywana weryfikacja poprawności przesyłanych komórek - odpowiadają za nią wyższe warstwy zaimplementowane w stacjach nadawcy i odbiorcy.

Zgodnie z koncepcją ATM pomiędzy stacjami źródłową a docelową zestawiane jest logiczne połączenie zwane kanałem wirtualnym VCC (ang. Virtual Channel Connection). Zestaw kanałów o wspólnym węźle docelowym tworzy tzw. wirtualną ścieżkę VPC (ang. Virtual Path Connection). W komutatorze ATM ma więc miejsce multipleksacja statystyczna poszczególnych kanałów. Kanały i ścieżki wirtualne są rozróżniane przez części adresowe VPI (ang. Virtual Path Identifier - 12-to (w NNI) lub 8-mio (w UNI) bitowe identyfikatory w zależności od wersji styku ATM) i VCI (ang. Virtual Channel Identifier - 16-to bitowy identyfikator) umieszczone w nagłówku komórki.

Użycie ścieżek wirtualnych upraszcza zarządzanie siecią, ponieważ liczba ścieżek wirtualnych jest znacznie mniejsza od liczby kanałów wirtualnych. Brak konieczności zestawiania połączeń w węzłach pośrednich, przez które przebiega dana ścieżka, wpływa na przyspieszenie procedury ustanawiania nowego połączenia, wykorzystującego ścieżki wirtualne.

Kanały wirtualne należące do jednej ścieżki wirtualnej muszą charakteryzować się jednakowym poziomem wymaganej jakości usługi QoS.

Transmisja danych odbywa się z udziałem węzłów-komutatorów ATM. Rozróżniamy przy tym dwa rodzaje komutatorów (przełączników). Są to komutatory ścieżek VP i kanałów VC. W komutatorze VP znajdują się zakończenia ścieżek VPx. W związku z tym dokonywane są zamiany wartości VPI ścieżki wchodzącej na VPI ścieżki wychodzącej, według adresu docelowego danego połączenia. W komutatorze kanałów VC translacji ulegają zarówno wartości wskaźników VCI jak i VPI.

ATM dysponuje dobrymi mechanizmami obronnymi przed powstaniem przeciążeń. W razie awarii przełącznika w sieci lub dużego zagęszczenia ruchu następuje przełączenie całej wirtualnej ścieżki na inną drogę w sieci. Ułatwia to zarządzanie siecią ATM, gdyż wymagane jest tylko określenie przebiegu wirtualnych ścieżek, nie zaś indywidualnych kanałów. Określenie ścieżki i kanału w sieci, rodzaj przesyłanej informacji (użytkowa, zarządzania siecią) oraz priorytet komórki są umieszczone w nagłówku komórki.

Warstwa fizyczna

Warstwa fizyczna ATM została podzielona na dwie podwarstwy:

• podwarstwę PM (ang. Physical Medium Sublayer) określającą charakterystyki medium transmisyjnego, parametry nadajnika, odbiornika itp.,

• podwarstwę TC (ang. Transmision Convergence) służącą dopasowaniu otrzymanego ciągu bitów do struktury komórek ATM, określaniu granicy poszczególnych komórek, sprawdzaniu poprawności transmisji (pole HEC), oraz generowaniu i usuwaniu komórek warstwy fizycznej.

Do transmisji danych mogą być wykorzystywane interfejsy takie jak SDH, PDH i inne. Tabela przedstawia hierarchie prędkości transmisji. Wymieniono w niej prędkości interfejsu SONET, który jest kompatybilny z SDH.

SONET	SDH	Mb/s
STS-1/OC-1	-	51.84
STS-3/OC-3	STM-1	155.52
STS-9/OC-9	STM-3	466.5
STS-12/OC-12	STM-4	622.08
STS-18/OC-18	STM-6	933.12
STS-24/OC-24	STM-8	1244.16
STS-36/OC-36	STM-12	1866.24
STS-48/OC-48	STM-16	2488.32

W odniesieniu do pakietów SDH warstwy fizycznej proces ich ramkowania jest w sposób naturalny narzucony przez użycie ramki STM-1 (155,52 Mb/s) lub STM-4 (622,08 Mb/s). Przy tych prędkościach szybkość transmisji danych użytkownika, sygnałów i informacji warstw wyższych wynosi odpowiednio 146.760 Mb/s i 599.040 Mb/s. Stosunek liczby przesyłanych komórek z informacją warstw wyższych do wszystkich przesyłanych komórek wynosi 26/27, czyli co 27 komórka przenosi informacje sterujące warstwą fizyczną. Mogą to też być komórki "puste" (ang. Idle).

Opis styku STM-1

Ramka SDH jest strukturą bajtową, zawierającą 9 wierszy i 270 kolumn, co wymusza częstotliwość nadawania 8kHz (9*270 bitów * 8 kHz = 155.520 Mb/s). Pierwsze dziewięć kolumn stanowi pole SOH (ang. Section Overhead) oraz wskaźnik administrowania AU-4 (ang. Administrative Unit), kolejne dziewięć wyznacza wskaźnik sterowania ścieżką POH (ang. Path Overhead). Przychodzące komórki są składowane w "kontenerze" C-4 (9*260 kolumn). Następnie dodawane są kolumny odpowiadające za organizację ścieżki (POH). Ponieważ często pojemność "kontenera" nie odpowiada całkowitej wielokrotności długości komórki ATM, pozostała przestrzeń wykorzystywana jest do odwzorowywania zawartych komórek. Po zapełnieniu "kontenera" jest on odwzorowywany w ramkę 9*270 oktetów (znaną jako STM-1). Na podstawie AU-4 ustalany jest pierwszy bajt kontenera. Następnie ustawiane są bity J1, B3, C2 i G1.

Opis styku STM-4

W przypadku wyższych prędkości transmisji (622 Mb/s) stosowana jest ramka STM-4 (4 * STM-1). Nie oznacza to, że wszystkie pola występują cztery razy. Kolumna POH występuje tylko raz, a przyległe trzy kolumny w "kontenerze" C-4-4 nie są używane. Pozwala to na przesyłanie pakietu STM-4 w czterech połączeniach STM-1 w przypadku, gdy nie jest możliwa transmisja STM-4 w sieci ATM.

W identyczny sposób można utworzyć pakiety dla jeszcze wyższych prędkości.

HEC - Header Error Control

W warstwie fizycznej ustalana jest wartość pola HEC, obliczana na podstawie wielomianu generującego: x8+x2+x+1. Dzięki temu możliwa jest korekcja błędów na pojedynczych bitach w nagłówku komórki.

Warstwa ATM i struktura komórki ATM

Struktura komórki ATM

W standardzie ATM dane przesyłane są w postaci komórek o stałym, wynoszącym 53 bajty rozmiarze. Składają się one z 5-cio bajtowego nagłówka oraz 48-u bajtów danych (ang. payload). Ich stała długość powoduje, że sieć ATM jest przystosowana do transportu różnorodnych protokołów komunikacyjnych i usług. Jednocześnie fakt jednakowej długości komórek informacyjnych daje możliwość przydzielenia aplikacjom takiego pasma przesyłania, jakie jest im niezbędne, a w razie potrzeby zmianę jego zakresu. Ma to zasadnicze znaczenie dla przesyłania informacji głosowych i sygnału telewizyjnego, które wymagają stałego pasma oraz pojawiania się kolejnych komórek u odbiorcy w takiej samej kolejności, w jakiej zostały nadane. Struktura nagłówka została pokazana na rysunkach.

 

8	7	6	5	4	3	2	1	bit/oktet
GFC				VPI				1
VPI				VCI				2
VCI								3
VCI				PT			CLP	4
HEC								5

Format nagłówka komórki ATM dla styku UNI, użytkownik - sieć

 

8	7	6	5	4	3	2	1	bit/oktet
VPI								1
VPI				VCI				2
VCI								3
VCI				PT			CLP	4
HEC								5

Format nagłówka komórki ATM dla styku NNI, sieć - sieć

 

GFC (ang. Generic Flow Control) - pole kontroli dostępu. Pole GFC jest używane tylko na styku użytkownik-sieć. W interfejsie NNI nie występuje. Służy do kontroli przepływu danych od stacji użytkownika do sieci ATM oraz zapobieganiu krótkotrwałym przeciążeniom na tym styku. Pole to nie jest związane z dalszą częścią nagłówka, dlatego nie może być używane do kontroli przepływu w poszczególnych ścieżkach czy kanałach.

VPI (ang. Virtual Path Identifier) - identyfikator ścieżki logicznej VPI, w zależności od rodzaju styku UNI czy NNI, ma długość 8 lub 12 bitów.

VCI (ang. Virtual Channel Identifier) - identyfikator kanału logicznego VCI, łącznie z poprzednim polem, służy do wyznaczania drogi przesyłania komórki. Długość tego pola jest identyczna dla obu rodzajów interfejsów styku.

PT (ang. Payload type) - typ danych, określa jakiego typu dane są przesyłane w danej komórce, np. wartość "000" wskazuje na dane użytkownika. W przypadku danych sieci pole to przenosi informacje potrzebne do zarządzania oraz przeprowadzenia określonych operacji.

CLP (ang. Cell-Loss Priority) - bit priorytetu. Wartość "1" oznacza niski priorytet i taka komórka może ulec zniszczeniu w zależności od stanu sieci, np. przy zatłoczeniu. Bit CLP może być określany przez użytkownika lub usługę sieciową. Komórki przenoszące dane CBR mają zawsze wysoki priorytet CLP="0". Wiele usług VBR ma niskie wymagania co do jakości transmisji i komórki z ich danymi mogą mieć ustawiony bit CLP na "1". Poziom jakości transmisji jest określany przy ustalaniu połączenia, przy czym w trakcie trwania transmisji może ulec zmianie.

HEC (ang. Header-Error-Control) - pole kontrolne. HEC w odróżnieniu od pozostałych pól nagłówka, ustawianych w warstwie ATM, określane jest w warstwie fizycznej i służy do sprawdzania poprawności transmisji, a także korekcji błędów. Generowane jest na podstawie pierwszych 32-ch bitów nagłówka według wielomianu generującego: x8+x2+x+1.

 Rozróżnia można kilka typów komórek:

• "puste" (ang. Idle) nie przenoszące żadnej informacji, generowane są przez warstwę fizyczną w celu dostosowania szybkości przepływu pomiędzy warstwą ATM a fizyczną, w przypadku obciążenia;

• "poprawne" (ang. Valid) przesłane prawidłowo bez błędów nagłówka lub takie, których nagłówek jest poprawny po przeprowadzeniu weryfikacji;

• "niepoprawne" (ang. Invalid) przesłane błędnie z niemożliwością przeprowadzenia poprawek weryfikacji;

• "przydzielone" (ang. Assigned) w warstwie ATM dostarczające usługi aplikacjom;

• "nieprzydzielone" (ang. Unassigned) wszystkie komórki w warstwie ATM nie będące "przydzielonymi".

Funkcje warstwy ATM

Warstwa ATM odpowiada za ustawienie połączenia, ustalenie parametrów przepływu oraz jego kontrole. Do rozróżniania połączeń służą wskaźniki ścieżek VPI oraz kanałów VCI. Dwa różne kanały w dwóch różnych ścieżkach mogą mieć identyczny wskaźnik kanału VCI. Dlatego dopiero oba wskaźniki jednoznacznie określają połączenie. Wartość VPI zmieniana jest w miejscu zakończenia ścieżki (np. komutator ścieżek), a VCI w miejscu zakończenia kanału. Dlatego z definicji ścieżki i kanału wynika, że wraz ze zmianą VCI następuje zmiana VPI.

Parametry przepływu danych są ustalane podczas ustawiania połączenia, jednak podczas transmisji mogą być negocjowane.

Warstwa adaptacyjna ATM

W skład warstwy adaptacyjnej AAL wchodzą:

• podwarstwa CS (Convergence Sublayer), która zależy od wybranej usługi, jakie prowadzi poprzez punkty udostępniania usług AAL-SAP, będące adresami aplikacji.

• podwarstwa SAR (Segmentation And Reassembly)- segmentująca pakiety PDU z podwarstwy CS i składająca komórki warstwy ATM w pakiety CS PDU

Ze względu na różnorodność charakterystyk przepływu danych zostało wydzielonych kilka klas usług, z każdą związana jedna z warstw adaptacji AAL.

 AAL Typ 1

Protokół AAL typ 1 wykorzystywany jest przy usługach klasy A, która charakteryzuje się stałą szybkością transmisji (usługi CBR), np. przesyłanie dźwięku, wideo, usługi multimedialne. Protokół ten jest zorientowany połączeniowo (ang. Connection Oriented). Realizuje on segmentacje i scalanie danych użytkownika, informuje warstwy wyższe o zgubionych lub błędnych komórkach, jeżeli nie jest w stanie przeprowadzić ich korekty. Utrzymuje dopuszczalny poziom opóźnienia transmisji komórek oraz segmentacji/scalania pakietów. Protokół AAL1 odtwarza częstotliwości zegara w odbiorniku. Synchronizacja ta potrzebna jest do utrzymania odpowiedniej stałej częstotliwości nadawania/odbierania komórek.

W podwarstwie SAR jednostki SAR-PDU składają się z 48-miu oktetów. Pierwszy oktet zawiera informacje PCI (ang. Protocol Control Information), która jest podzielona na dwa pola:

 4-ro bitowy numer kolejny SN (ang. Sequence Number):

1/ jeden bit CSI (ang. Convergence Sublayer Indication)

2/ trzy bity numeru sekwencyjnego SC (ang. Sequence Count)

 4-ro bitowe pole poprawności SNP (ang. Sequence Number Protection)

1/ trzy bity CRC, które określają poprawność pola SN według wielomianu: x3+x+1

2/ jeden bit parzystości określony na podstawie poprzednich 7-miu.

CSI	SC	CRC	P	dane SAR-PDU
SN		SNP

Format SAR-PDU typu AAL 1

Podwarstwa CS jest odpowiedzialna za utrzymanie dopuszczalnego opóźnienia. Realizuje to za pomocą buforów.

AAL Typ 2

Protokół warstwy AAL2 jest również zorientowany połączeniowo, ale charakteryzuje się zmienną szybkością transmisji VBR (świadczy usługi klasy B). AAL2 przenosi informacje synchronizacji pomiędzy nadawcą i odbiorcą oraz utrzymuje dopuszczalne opóźnienie transmisji. Warstwom wyższym może przekazywać informacje o błędach transmisji (błędne komórki lub ich zgubienie).

SN

IT

dane SAR-PDU

LI

CRC

SN (ang. Sequence Number) - numer sekwencyjny

IT (ang. Information Type) - typ przesyłanej informacji

LI (ang. Length Indicator) - ilość przesyłanych danych

Format SAR-PDU typu AAL 2

AAL Typ 3 i 4

Protokoły AAL warstw 3/4 są bezpołączeniowe, o zmiennej szybkości transmisji nie wymagającej izochroniczności. Odnoszą się do usług klas C i D. Podwarstwa CS składa się z CPCS (ang. Common Part Convergence Sublayer) oraz SSCS (ang. Service-Specific Convergence Sublayer).

Dla warstwy AAL Typ 3/4 są zdefiniowane dwa sposoby transmisji:

 wiadomości (ang. Message Mode) przesyła dane warstw wyższych w jednej lub kilku jednostkach SAR-PDU;

 strumieniowy (ang. Streaming Mode) przeznaczony do transmisji z małą prędkością i małymi opóźnieniami.

 Protokół AAL typ 3/4 umożliwia przesyłanie z retransmisją błędnych lub utraconych komórek lub bez retransmisji.

Jednostki CS-PDU z reguły są różnej długości. Podwarstwa SAR segmentuje je na 44-oktetowe części, dodaje dwu-oktetowy nagłówek oraz dwu-oktetowe zakończenie (ang. Trailer). Nagłówek składa się z pól:

 typ segmentu ST (ang. Segment Type) (2 bity) definiujący czy dana komórka zawiera początek (BOM), kontynuacje (COM), koniec (EOM) pakietu czy cały pakiet (SSM),

 numer kolejny SN (4 bity),

 wskaźnik multipleksacji MID (ang. Multiplexing Identification) (10 bitów).

W skład zakończenia wchodzą:

 wskaźnik ilości bitów informacji - 6 (w przypadku BOM i COM zawsze równy 44),

 pole poprawności transmisji CRC (10 bitów) określone dla całej SAR-PDU na podstawie wielomianu: X¹⁰+x⁹+x⁵+x⁴+x+1.

ST

SN

MID

dane SAR-PDU

LI

CRC

Format SAR-PDU typu AAL 3/4

Dodatkowo funkcje podwarstwy SAR to:

 wykrywanie pojedynczych błędów,

 multipleksacja/demultipleksacja jednostek CS-PDU należących do różnych połączeń w jedno połączenie warstwy ATM, wszystkie o jednakowym QOS (wszystkie jednostki SAR-PDU o jednakowym MID zawierają dane jednego CS-PDU).

Podwarstwa CS składa się z części SSCS (wymaga dalszych studiów) oraz CPCS.

CPI

Btag

BASize

dane CPCS-PDU

PAD

AL

Etag

Długość

Format CPCS-PDU typu AAL 3/4

CPCS składa się z pól:

 wskaźnik części CP (ang. Common Part Indicator) (8 bitów),

 wskaźniki początku (Btag) i końca (Etag) CPCS-PDU (8 bitów),

 rozmiar wymaganego bufora BASize,

 pole wyrównujące PAD (0-24 bity),

 pole AL (8 bitów),

 wskaźnik ilości danych warstwy wyższej przenoszonych przez daną CS-PDU.

 

AAL Typ 5

Protokół AAL typu 5 prowadzi podobne usługi jak typ AAL 3/4, ale likwiduje jego nadmiarowość. Jest on przeznaczony przede wszystkim do obsługi ruchu o dużej szybkości transmisji, pochodzącego z sieci LAN. Tryb wiadomości, strumieniowy oraz możliwość retransmisji jest identyczna jak w protokole AAL 3/4. AAL5 nie umożliwia multipleksacji, gdyż nie występuje tu pole MID.

Funkcją podwarstwy SAR jest segmentacja/scalanie pakietów CS. Nie dodaje ona żadnych własnych pól. Do określenia początku i końca pakietu używa bitu AUU w polu PT nagłówka komórki ATM ("1" oznacza koniec pakietu, a "0" początek lub kontynuacje).

Podwarstwa CS składa się z SSCS (przeważnie niewykorzystywana) oraz CPCS, która charakteryzuje się 8-mio oktetowym zakończeniem oraz polem uzupełniającym (od 0 do 47 oktetów). Zakończenie zawiera:

 wskaźnik danych użytkownika UU (ang. User-to-User Indication) (8 bitów)

 wskaźnik części CPI,

 ilość przenoszonych danych,

 pole poprawności transmisji CRC.

dane CPCS-PDU

PAD

UU

CPI

Długość

CRC

Format CPCS-PDU typu AAL 5

Rozłączenie

Gdy transmisja została zakończona za pomocą sterowania ATM, zostaje usunięte połączenie - zwolnione są kanały i ścieżki wirtualne (usunięte VPI/VCI z tablic przełączania).

---