ESCUELA POLITECNICA NACIONAL ESFOT E/T CONMUTACION Andrés Sala EQUIPOS ATM El modo modo de transf transfer erenc encia ia asíncr asíncrono ono o ATM (Async (Asyncro ronous nous Transfe ransferr Mode) Mode) es un estánd estándar ar adop adopta tado do por por la ITUITU-T T (Int (Inter erna nati tion onal al Telec elecom ommu muni nica cati tion on Unio Unionn-T Telec elecom ommu munic nicat atio ion n Standardization Sector) en 1!" para soportar la red di#ital de ser$icios inte#rados de %anda anc&a o '-IS ('road%and Inte#rated Ser$ices i#ital et*or+), a tecnolo#ía ATM permite la inte#raci.n de los ser$icios orientados y no orientados a cone/i.n, a inte#raci.n de estos ser$icios en una 0nica red reduce enormemente los costes en infraestructura y en personal de operaci.n y mantenimiento en las operadoras de telecomunicaciones, a tecnolo#ía ATM se %asa en la multiple/aci.n y conmutaci.n de celdas o pe2ue3os pa2uetes de lon# lon#it itud ud 45a 45a com% com%ina inand ndo o los los %ene4 %ene4ci cios os de la conm conmut utac aci. i.n n de circ circuit uitos os (cap (capac acid idad ad #arant #arantiza izada da y retar retardo do de transmi transmisi. si.n n consta constante) nte) con los de la conmut conmutaci aci.n .n de pa2uet pa2uetes es (6e/i%ilidad y e4ciencia para trá4co intermitente), 7roporciona anc&o de %anda escala%le 2ue $a desde los 8 M%ps a los 19 :%ps; $elocidades muy superiores a los <= >%ps como má/imo 2ue ofrece ofrece ?,8" ?,8" o a los 8 M%ps M%ps de @rame rame elay elay, Ademá Además s ATM es más e4ciente e4ciente 2ue las tecnolo#ías síncronas tales como la multiple/aci.n por di$isi.n en el tiempo o TM (Time i$ision Multiple/in#) en la 2ue se %asan 7B y SB, 7uesto 2ue ATM es asíncrono las ranuras tempor temporale ales s están están dispo disponi% ni%les les %a5o %a5o demand demanda a con con infor informac maci.n i.n ident identi4c i4cand ando o la fuente fuente de la transmisi.n contenida en la ca%ecera de cada celda ATM, as principales características de ATM sonC no &ay control de 6u5o ni recuperaci.n de errores e/tremo opera en modo orientado a cone/i.n tiene una %a5a so%recar#a de informaci.n en la ca%ecera -2ue permite altas $elocidades de conmutaci.n- tiene un campo de informaci.n relati$amente pe2ue3o D2ue reduce el tama3o de las colas y el retardo en las mismas- y utiliza pa2uetes de lon#itud 45a D2ue simpli4ca la conmutaci.n de datos a alta $elocidad-, Dispositivos ATM
Una red ATM está formada por conmutadores ATM y puntos 4nales ATM, El conmutador ATM es responsa%le del tránsito de celdas a tra$s de la red ATMC ATMC acepta las celdas 2ue le lle#an de un punto 4nal ATM o un conmutador ATM lee y actualiza la informaci.n en la ca%ecera de la celda y rápidamente conmuta la celda a una interfaz de salida &acia su destino, Un punto 4nal ATM o sistema 4nal contiene un adaptador de interfaz a la red ATM el cual sí lee los %ytes de datos de la celda, E5emplos de puntos 4nales sonC las estaciones de tra%a5o routers unidades de ser$icio di#itales conmutadores A y codi4cadores codi4cadores y decodi4cadores decodi4cadores de $ídeo, os conmutadores ATM ATM soportan dos tipos primarios de interfacesC UNI (User to et*or+ et*or+ Interface) Interface),, a interfaz UI conecta conecta sistemas 4nales ATM (tales como ser$idores y routers) a un conmutador ATM, NNI (et*or+ NNI (et*or+ to et*or+ Interface), Fonecta dos conmutadores ATM, En la @i#ura se ilustran las especi4caciones de interfaz para las redes p0%licas y pri$adas,
Especi4caciones de interfaz ATM para redes p0%licas y pri$adas, os dispositi$os ATM utilizan un formato de direcciones SA7 ( Network Service Access Point ) del modelo GSI de 89 %ytes en el caso de redes ATM pri$adas; y un formato de direcciones E,1<= del ITU-T seme5ante a n0meros telef.nicos para las redes p0%licas '-IS, Fada sistema ATM necesita de una direcci.n ATM independiente de los protocolos de ni$el superior como I7 o I7?, Modelo de Reeren!ia ATM a funcionalidad de ATM se corresponde con la capa física y parte de la capa de enlace del modelo de referencia GSI (Gpen Systems Interconnection) de la ISG (International Gr#anization for Standardization), En la @i#ura se ilustra el modelo de referencia ATM, El modelo de referencia ATM está compuesto por los si#uientes planosC Control, Este plano es responsa%le de #enerar y de mane5ar las peticiones de se3alizaci.n, Us"ario, Este plano es responsa%le de mane5ar la transferencia de datos, #esti$n, Este plano contiene una componente denominada #esti.n de la capa 2ue mane5a funciones especí4cas del ni$el ATM tales como la detecci.n de fallos y los pro%lemas de protocolo y otra capa denotada #esti.n de plano 2ue mane5a y coordina funciones relacionadas con el sistema completo, El modelo de referencia ATM se compone de los si#uientes nivelesC Nivel %si!o, Seme5ante al ni$el físico del modelo de referencia GSI el ni$el físico ATM mane5a la transmisi.n dependiente del medio físico, e4ne las características elctricas y las interfaces de red, Nivel ATM, El ni$el ATM en com%inaci.n con el ni$el de adaptaci.n ATM es análo#o al ni$el de enlace de datos del modelo de referencia GSI, El ni$el ATM es responsa%le del esta%lecimiento de cone/iones y del paso de celdas a tra$s de la red ATM, 7ara ello toma los datos 2ue $an a ser en$iados y a3ade la informaci.n de la ca%ecera de " %ytes 2ue ase#ura 2ue la celda es en$iada por la cone/i.n correcta, Nivel de adapta!i$n ATM, a AA (ATM Adaptation ayer) com%inada con el ni$el ATM es seme5ante al ni$el de enlace de datos del modelo de referencia GSI, a AA es responsa%le de aislar los detalles de los procesos ATM a los protocolos de ni$eles superior, Se encar#a de ase#urar las características de ser$icio apropiadas y de se#mentar cual2uier tipo de trá4co en una car#a de =! %ytes 2ue será transmitida en las celdas ATM, 7ara implementar los distintos tipos de ser$icio ATM se &an especi4cado $arias capas AA 2ue adapten el 6u5o de celdas ATM a un 6u5o con las características re2ueridas por cada uno de ellos, Niveles s"periores, Son los ni$eles 2ue residen so%re la AA los cuales aceptan los datos de usuario los clasi4can en pa2uetes y los pasan a la AA,
Modelo de referencia ATM, Cone&iones ATM as redes ATM están fundamentalmente orientadas a cone/i.n (funcionamiento similar al sistema de conmutaci.n telef.nico estándar) donde las llamadas son esta%lecidas %asándose en los e/tremos 4nales antes de 2ue se produzca el intercam%io de informaci.n, Fuando se esta%lece un circuito a tra$s de un sistema ATM todas las celdas relacionadas con ese 6u5o de datos $ia5an por la misma ruta durante toda la sesi.n, 7or lo tanto las celdas lle#an en orden simpli4cando su procesamiento, En cam%io en la conmutaci.n de pa2uetes los pa2uetes se encaminan dinámicamente en cada nodo, os sistemas de se3alizaci.n y de #esti.n reser$an un canal $irtual consistente en una cantidad apropiada de anc&o de %anda dentro de un camino con un mayor anc&o de %anda, En una cone/i.n permanente o P'C (Per)anent 'irt"al Conne!tion* el anc&o de %anda se esta%lece de forma permanente Dsimilar a una línea al2uilada- mientras 2ue en una cone/i.n conmutada o S'C (S+it!,ed 'irt"al Conne!tion* el anc&o de %anda se reser$a al iniciar la sesi.n mediante el sistema de se3alizaci.n y dic&a reser$a es li%erada por el sistema de se3alizaci.n cuando se 4naliza la llamada Dsimilar a una llamada telef.nica por la red telef.nica %ásica-, as cone/iones en ATM pueden ser punto a punto o %ien punto a multipunto, as cone/iones punto a punto conectan dos sistemas 4nales ATM y pueden ser unidirecciones o %idireccionales, as cone/iones punto a multipunto conectan un 0nico sistema 4nal ori#en con m0ltiples sistemas 4nales destino y s.lo pueden ser unidireccionales, Una 7HF #arantiza la disponi%ilidad de la cone/i.n y no re2uiere de esta%lecimientos de llamada entre los conmutadores, Entre sus des$enta5as están el carácter estático de la cone/i.n y la necesidad de un esta%lecimiento manual, Entre las $enta5as del SHF están la 6e/i%ilidad de la cone/i.n y 2ue el esta%lecimiento de la llamada puede ser mane5ado automáticamente por el dispositi$o de red, Entre sus des$enta5as están el tiempo e/tra y la so%recar#a re2uerida para esta%lecer la cone/i.n, En cada conmutador ATM para cada una de sus interfaces se tiene una ta%la de conmutaci.n introducida manualmente mediante los procesos de #esti.n (en 7HFs) o creada dinámicamente por los mecanismos de se3alizaci.n (en SHFs), a ta%la &ace una correspondencia entre los $alores H7IHFI de la celda entrante y los nue$os $alores para el trayecto si#uiente de la celda además de indicarse la interfaz de salida del conmutador, escripci.n del proceso ATM
Fon esta tecnolo#ía a 4n de apro$ec&ar al má/imo la capacidad de los sistemas de transmisi.n sean estos de ca%le o radioelctricos la informaci.n no es transmitida y conmutada a tra$s de canales asi#nados en permanencia sino en forma de cortos pa2uetes (celdas ATM) de lon#itud constante y 2ue pueden ser enrutadas indi$idualmente mediante el uso de los denominados canales virtuales y trayectos virtuales,
En la @i#ura se ilustra la forma en 2ue diferentes 6u5os de informaci.n de características distintas en cuanto a $elocidad y formato son a#rupados en el denominado Módulo ATM para ser transportados mediante #randes enlaces de transmisi.n a $elocidades (%it rate) de 1"" o <88 M%its facilitados #eneralmente por sistemas SB, En el terminal transmisor la informaci.n es escrita %yte a %yte en el campo de informaci.n de usuario de la celda y a continuaci.n se le a3ade la ca%ecera, En el e/tremo distante el receptor e/trae la informaci.n tam%in %yte a %yte de las celdas entrantes y de acuerdo con la informaci.n de ca%ecera la en$ía donde sta le indi2ue pudiendo ser un e2uipo terminal u otro m.dulo ATM para ser encaminada a otro destino, En caso de &a%er más de un camino entre los puntos de ori#en y destino no todas las celdas en$iadas durante el tiempo de cone/i.n de un usuario serán necesariamente encaminadas por la misma ruta ya 2ue en ATM todas las cone/iones funcionan so%re una %ase $irtual, Encaminamiento ATM ofrece un ser$icio orientado a cone/i.n en el cual no &ay un desorden en la lle#ada de las celdas al destino, Esto lo &ace #racias a los caminos o rutas $irtuales (H7) y los canales o circuitos $irtuales (HF), os caminos y canales $irtuales tienen el mismo si#ni4cado 2ue los Hirtual F&anel Fonnection (HFF) en ?,8" 2ue indica el camino 45o 2ue de%e se#uir la celda, En el caso de ATM los caminos $irtuales (H7) son los caminos 2ue si#uen las celdas entre dos enrutadores ATM pero este camino puede tener $arios canales $irtuales (HF), En el momento de esta%lecer la comunicaci.n con una calidad de ser$icio deseada y un destino se %usca el camino $irtual 2ue $an a se#uir todas las celdas, Este camino no cam%ia durante toda la comunicaci.n así 2ue si se cae un nodo la comunicaci.n se pierde, urante la cone/i.n se reser$an los recursos necesarios para #arantizarle durante toda la sesi.n la calidad del ser$icio al usuario, Fuando una celda lle#a a un router o encaminador ste le cam%ia el enca%ezado se#0n la ta%la 2ue posee y lo en$ía al si#uiente con un H7I yo un HFI nue$o, a ruta inicial de encaminamiento se o%tiene en la mayoría de los casos a partir de ta%las estáticas 2ue residen en los conmutadores, Tam%in se pueden encontrar ta%las dinámicas
2ue se con4#uran dependiendo del estado de la red al comienzo de la cone/i.n; ste es uno de los puntos donde se &a de5ado li%ertad para los fa%ricantes, :ran parte del esfuerzo 2ue están &aciendo las compa3ías está dedicando a esta área puesto 2ue puede ser el punto fundamental 2ue les permita permanecer en el mercado en un futuro,