ATM

ATM
Pedro Mario Otterburg Aramayo

Introducción
 La tecnología llamada Asynchronous Transfer
Mode (ATM) ¨Modo de Transferencia Asíncrona¨ es
el corazón de los servicios digitales integrados que
ofrecerán las nuevas redes digitales de servicios
integrados de Banda Ancha (B-ISDN), Los
conmutadores ATM aseguran que el tráfico de
grandes volúmenes es flexiblemente conmutado al
destino correcto.

 ¿Cómo se puede transportar un universo
diferente de servicio de voz, vídeo por un lado y
datos por otro de manera eficiente usando una
simple tecnología de conmutación y
Multiplexación?
 ATM contesta esta pregunta combinando la
simplicidad de la Multiplexación por división en el
tiempo (Time Division Multiplex TDM) encontrado
en la conmutación de circuitos, con la eficiencia
de las redes de conmutación de paquetes con
Multiplexación estadística.

Multiplexación en ATM
 La figura muestra un formato básico y la
jerarquía de ATM. Una conexión ATM,
consiste de "celdas" de información
contenidos en un circuito virtual (VC). Estas
celdas provienen de diferentes fuentes
representadas como generadores de bits a
tasas de transferencia constantes como la
voz y a tasas variables tipo ráfagas (bursty
traffic) como los datos.

 Cada celda compuesta por 53 bytes, de los
cuales 48 (opcionalmente 44) son para trasiego
de información y los restantes para uso de
campos de control (cabecera) con información
de "quién soy" y "donde voy"; es identificada
por un "virtual circuit identifier" VCI y un "virtual
path identifier" VPI dentro de esos campos de
control, que incluyen tanto el enrutamiento de
celdas como el tipo de conexión.

 La organización de la cabecera (header)
variará levemente dependiendo de sí la
información relacionada es para interfaces de
red a red o de usuario a red. Las celdas son
enrrutadas individualmente a través de los
conmutadores basados en estos
identificadores, los cuales tienen significado
local - ya que pueden ser cambiados de
interface a interface.

 La técnica ATM multiplexa muchas celdas de
circuitos virtuales en una ruta (path) virtual
colocándolas en particiones (slots), similar a
la técnica TDM. Sin embargo, ATM llena cada
slot con celdas de un circuito virtual a la
primera oportunidad, similar a la operación de
una red conmutada de paquetes. La siguiente
figura describe los procesos de conmutación
implícitos los VC switches y los VP switches.
Procesos de Conmutación

Los slots de celda no usados son llenados con celdas "idle", identificadas
por un patrón específico en la cabecera de la celda. Este sistema no es igual
al llamado "bit stuffing"en la Multiplexación Asíncrona, ya que aplica a celdas
enteras.

 La tecnología ATM ha sido definida tanto por el
ANSI como por el CCITT a través de sus
respectivos comités ANSI T1, UIT SG XVIII,
como la tecnología de transporte para la B-
ISDN (Broad Band Integrated Services Digital
Network), la RDSI de banda ancha. En este
contexto "transporte" se refiere al uso de
técnicas de conmutación y Multiplexación en la
capa de enlace (Capa 2 del modelo OSI) para
el trasiego del tráfico del usuario final de la
fuente al destino, dentro de una red.

Velocidades de ATM
 En ATM, ha aprobado cuatro velocidades UNI
(User Network Interfaces) para ATM: DS3
(44.736 Mbit/s), SONET STS3c (155.52
Mbit/s) y 100 Mbit/s para UNI privados y 155
Mbit/s para UNI privadas.
 UNI privadas se refieren a la interconexión de
usuarios ATM con un switch ATM privado que
es manejado como parte de la misma red
corporativa.

 Aunque la tasa de datos original para ATM
fue de 45 Mbit/s especificado para redes de
operadores (carriers) con redes T3 existentes,
velocidades UNI adicionales se han venido
evaluando y están ofreciéndose. También hay
un alto interés en interfaces, para velocidades
EI (2Mbps) y T1 (1,544 Mbps) para accesos
ATM de baja velocidad.

Protocolo ATM
 El protocolo ATM consiste de tres niveles o
capas básicas.
 La primera capa llamada capa física
(Physical Layer), define las interfaces físicas
con los medios de transmisión y el protocolo
de trama para la red ATM es responsable de
la correcta transmisión y recepción de los bits
en el medio físico apropiado.

 La segunda capa es la capa ATM. Ello define
la estructura de la celda y cómo las celdas
fluyen sobre las conexiones lógicas en una
red ATM, esta capa es independiente del
servicio. El formato de una celda ATM es muy
simple. Consiste de 5 bytes de cabecera y 48
bytes para información.

 La tercer capa es la ATM Adaptation Layer (AAL).
La AAL juega un rol clave en el manejo de
múltiples tipos de tráfico para usar la red ATM, y
es dependiente del servicio. Específicamente, su
trabajo es adaptar los servicios dados por la capa
ATM a aquellos servicios que son requeridos por
las capas más altas, tales como emulación de
circuitos, (circuit emulation), vídeo, audio, frame
relay, etc. La AAL recibe los datos de varias
fuentes o aplicaciones y las convierte en los
segmentos de 48 bytes.

Capa de adaptación ATM
 La capa de Adaptación de ATM yace entre el
ATM layer y las capas más altas que usan el
servicio ATM. Su propósito principal es
resolver cualquier disparidad entre un servicio
requerido por el usuario y atender los
servicios disponibles del ATM layer.

 La capa de adaptación introduce la
información en paquetes ATM y controla los
errores de la transmisión. La información
transportada por la capa de adaptación se
divide en cuatro clases según las
propiedades siguientes:
 Que la información que está siendo
transportada dependa o no del tiempo.
 Tasa de bit constante/variable.
 Modo de conexión.

 Estas propiedades definen ocho clases
posibles, cuatro se definen como B-ISDN
Clases de servicios. La capa de adaptación
de ATM define 4 servicios para equiparar las
4 clases definidas por B-ISDN:
 AAL-1
 AAL-2
 AAL-3
 AAL-4

La capa de adaptación se divide en dos subcapas:
 Capa de convergencia (convergence sublayer (CS))
:En esta capa se calculan los valores que debe
llevar la cabecera y los payloads del mensaje. La
información en la cabecera y en el payload depende
de la clase de información que va a ser
transportada.
 Capa de Segmentación y re-ensamblaje
(segmentation and reassembly (SAR)) Esta capa
recibe los datos de la capa de convergencia y los
divide en trozos formando los paquetes de ATM.
Agrega la cabecera que llevara la información
necesaria para el re-ensamblaje en el destino.

Problemas en ATM
 En el pasado los protocolos de
comunicaciones de datos evolucionaron en
respuesta a circuitos poco confiables. Los
protocolos en general detectan errores en bits
y tramas perdidas, luego retransmiten los
datos.
 Los usuarios puede que jamás vean estos
errores reportados, la degradación de
respuesta o de caudal (through put) serían los
únicos síntomas.

 A diferencia de los mecanismos de control
extremo a extremo que utiliza TCP en
internetworking, la capacidad de Gbit/seg de la red
ATM genera un juego de requerimientos
necesarios para el control de flujo.

 Si el control del flujo se hiciese como una
realimentación del lazo extremo a extremo,
en el momento en que el mensaje de control
de flujo arribase a la fuente, ésta habría
transmitido ya algunos Mbytes de datos en el
sistema, exacerbando la congestión. Y en el
momento en que la fuente reaccionase al
mensaje de control, la condición de
congestión hubiese podido desaparecer
apagando innecesariamente la fuente.

 La constante de tiempo de la realimentación
extremo a extremo en las redes ATM (retardo
de realimentación por producto lazo - ancho
de banda) debe ser lo suficientemente alta
como para cumplir con las necesidades del
usuario sin que la dinámica de la red se
vuelva impráctica.

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