ATM(AsynchronousTransfer Mode)

Modo de Transferencia Asíncrona

Es una tecnología basada en la transmisión de toda la información en paquetespequeños de tamaño fijo llamados células o celdas

Emplea el concepto de Conmutación de Celdas (Cell Switching), combina:- Conmutación de Paquetes utilizada en redes de datos- Conmutación de Circuitos utilizada en redes de voz

ATM se basa en el concepto de Conmutación Rápida de Paquetes (Fast PacketSwitching) en el que se supone una fiabilidad muy alta a la tecnología de transmisióndigital, típicamente sobre fibra óptica, y por lo tanto la no necesidad de recuperaciónde errores en cada nodo. Ya que no hay recuperación de errores, no son necesarioslos contadores de número de secuencia de las redes de datos tradicionales,tampoco se utilizan direcciones de red ya que ATM es una tecnología orientada aconexión, en su lugar se utiliza el concepto de Identificador de Circuito o ConexiónVirtual (VCI).

ATM ha sido definido para soportar de forma flexible, la conmutación y transmisión detráfico multimedia comprendiendo datos, voz, imágenes y vídeo. ATM soportaservicios en modo circuito, similar a la conmutación de circuitos, y servicios en modopaquete, para datos.

Definiciones

Razones de conmutación de celdas:

- Primero: la conmutación de celdas es altamente flexible y puedemanejar con facilidad tanto tráfico de velocidad constante (audio, video)como variable (datos).

- Segundo: por las velocidades tan altas que se contemplan (gigabitspor segundo), la conmutación digital de las celdas es más fácil que elempleo de las técnicas tradicionales de multiplexión, en especial si seusa fibra óptica.

-Tercero: para la distribución de televisión es esencial la difusión. Estoes proporcionado por la conmutación de celdas, pero no por laconmutación de circuitos.

Cada celda tiene una longitud de 53 bytes divididos en:- 5 de cabecera- 48 de información o carga útil

Las celdas pequeñas y de longitud constante son ventajosas para tráfico contasa de bit constante (Voz, Vídeo) ya que permiten un tiempo de latencia bajo,constante y predecible, y una conmutación por hardware a velocidades muyelevadas.

En el caso de pérdida de celdas por congestión o corrupción, la pérdida puedeser remediable o recuperable.

El tráfico de Voz y Vídeo, no es muy sensible a pequeñas pérdidas deinformación, pero si es muy sensible a retardos variables, sucediéndole locontrario al tráfico de datos.

En una red ATM, donde las celdas no están reservadas sino asignadas bajodemanda, el conmutador receptor no puede determinar por adelantado a quecanal corresponde cada celda. La Celda ATM debe transportar la identificaciónde la conexión a la que pertenece, de esta forma no existirán Celdas vacías yaque serán utilizadas por conexiones pendientes. La cabecera presente en cadacelda, consume aproximadamente un 9.5% del ancho de banda, por el ancho debanda bajo demanda de que dispone, en lugar de tenerlo permanentementereservado y eventualmente desperdiciado.

La adopción de una cabecera de 5 bytes ha sido posible, porque no se realizarecuperación de errores en los nodos intermedios, tampoco se empleandirecciones válidas a nivel de toda la red, tales como la dirección MAC enEthernet o IP en redes tipo TCP/IP

Definiciones

Tecnología Orientada a Conexión. Para hacer una llamada primero se debeenviar un mensaje para establecer la conexión. Después, todas las celdassubsecuentes siguen la misma trayectoria al destino. La entrega de celdas noestá garantizada, pero sí su orden. Si las celdas 1 y 2 se envían en ese orden, yambas llegan, lo harán en ese orden, nunca la 2 primero y después la 1.

Las velocidades pretendidas para las redes ATM son de 155 Mbps y 622 Mbps,con la posibilidad de tener velocidades de gigabits. La velocidad de 155 Mbpsse escogió porque es la velocidad más cercana a lo que se necesita paratransmitir televisión de alta definición. La elección exacta de 155.52 Mbps sehizo por compatibilidad con el sistema de transmisión SONET de AT&T. Lavelocidad de 622 Mbps se eligió para que se pudiera mandar por ella 4 canalesde 155 Mbps.

El modelo de referencia propuesto por el CCITT está constituido por tres niveles:Nivel Físico, Nivel ATM y Nivel de Adaptación ATM (AAL)

Las funciones están divididas en tres grupos llamados planos:

•Plano C de control y señalización: Estos protocolos se encargan de laseñalización, es decir, del establecimiento, mantenimiento y cancelación deconexiones virtuales.

•Plano U de usuario: Estos protocolos dependen de la aplicación y en generaloperan extremo a extremo (usuario a usuario).

•Plano M de gestión: Estos protocolos se encargan de la Operación,Administración y Mantenimiento (OAM).

Los protocolos de los tres planos hacen uso de los servicios ofrecidos por los tresniveles ATM.

Nivel Físico

La capa física tiene que ver con el medio físico: voltajes, temporización de bits yvarias consideraciones más. Esta tecnología no prescribe un conjunto de reglas enparticular, en cambio dice que las celdas ATM se pueden enviar por sí solas por uncable o fibra o bien se pueden empacar dentro de la carga útil de otros sistemasportadores. ATM fue diseñado para que fuera independiente del medio detransmisión.

Cada conexión física al conmutador ATM es un enlace dedicado y todos los enlacespueden estar simultáneamente activos. Los conmutadores ATM están diseñadospara permitir a todos los puertos comunicarse transparentemente e independientede la velocidad física. Esto permite que la conexión física esté acoplada con losrequerimientos de ancho de banda del dispositivo conectado. La conversión develocidad es una característica inherente de ATM, tampoco tiene restriccionestopológicas de las redes Token Ring o Ethernet.

El nivel físico (PHY), proporciona al nivel ATM los medios para transportar celdasya configuradas. Está dividido en dos subniveles:

La subcapa PMD (Physical medium dependent, dependiente del medio físico)establece la interfaz con el cable real; transfiere los bits y controla sutemporización y esta información la transmite al nivel de Adaptación (AAL). Estacapa es diferente para diferentes portadoras y cables.

La subcapa TC (transmission convergente, convergencia de transmisión).Cuando se transmiten las celdas, la capa TC las envía como una corriente debits a la capa PMD. En el otro extremo, la subcapa TC obtiene una corrienteentrante de puros bits de la subcapa PMD; su trabajo es convertir esta corrientede bits en una corriente de celdas para la capa ATM. La subcapa TC se encargade todas las consideraciones que se relacionan con determinar dónde empiezany donde terminan las celdas en la corriente de bits. (En OSI esta tarea es de lacapa de enlace de datos).

Transmisión de células

Cada célula contiene un encabezado de 5 bytes que consiste en 4 bytes deinformación del circuito virtual y de control seguidos de una suma decomprobación de 1 byte. La suma de comprobación sólo cubre los primeros 4bytes de encabezado, no el campo de carga útil. Además, se agrega laconstante 01010101 para proporcionar robustez ante encabezados quecontengan principalmente bits 0.

La decisión de obtener la suma de comprobación sólo de encabezado es parareducir la posibilidad de entregar células incorrectamente debido a un error deencabezado, y evitar obtener la suma de comprobación del campo de carga útil.Debido a que cubre sólo el encabezado, el campo de suma de comprobación de8 bits se denomina HEC (Header Error Control, control de error de encabezado).

El esquema HEC corrige todos los errores de un bit y errores multibit.

Una vez que se ha generado el HEC y se ha introducido en el encabezado dela célula, la célula está lista para transmitirse. Los medios de transmisiónpueden ser síncronos y asíncronos. Con un medio asíncrono se puede mandaruna célula cuando esté lista para irse; no existen restricciones de tiempo.

En un medio síncrono las células deben transmitirse de acuerdo con un patrónde temporización predefinido. Si no hay una célula de datos disponible cuandose necesita, la subcapa TC debe inventar una. Éstas se llaman células derelleno.

Otro tipo de células que no es de datos, es la célula OAM (Operation AndMaintenance, operación y mantenimiento). Las células OAM son usadas porlos conmutadores ATM para intercambiar información de control y otrainformación necesaria para mantener funcionando el sistema.

Las células de relleno se procesan en la subcapa TC, pero las OAM seentregan a la capa ATM. Las células OAM se distinguen de las de datos portener ceros en los tres bytes de encabezado, algo no permitido en las célulasde datos. El cuarto byte describe la naturaleza de la célula OAM.

Recepción de células

En lo que respecta a la salida, la tarea de la subcapa TC es tomar una secuenciade células, agregarle un HEC a cada una, convertir el resultado en una corriente debits, e igualar la corriente de bits con la velocidad de la transmisión físicasubyacente introduciendo células OAM como relleno. En la entrada, la subcapa TChace exactamente lo inverso. Toma una corriente de bits de entrada, localiza loslímites de las células, verifica los encabezados (descartando las células conencabezados no válidos), procesa las células OAM y pasa las células de datos a lacapa ATM.

A nivel de bits, una célula es sólo una secuencia de 53 X 8 = 424 bits. No hay bytesindicadores presentes para marcar el inicio y el final de una célula.

A medida que entran bits, la subcapa TC mantiene un registro de desplazamiento de40 bits, entrando los bits por la izquierda y saliendo por la derecha. La subcapa TCinspecciona los 40 bits para ver si son potencialmente un encabezado de célulaválida. Si lo son, los ocho bits del extremo derecho serán un HEC válido para los 32de la izquierda. Si no se cumple esta condición, el buffer no contiene una célulaválida, en cuyo caso se recorren a la derecha un bit todos los bits del buffer,haciendo que un bit caiga por el extremo y se introduzca un nuevo bit de entrada alextremo izquierdo. Este proceso se repite hasta que se localiza un HEC válido. Eneste punto, el límite de la célula se conoce porque el registro de desplazamientocontiene un encabezado válido.

Para mejorar la precisión del algoritmo de reconocimiento, se usa la máquina deestado finito:

HUNT PRESYNCH

SYNCH

Revisión bit porbit

HEC incorrectosconsecutivos

HEC correctosconsecutivos

Detección de HEC correcto

Detección de HEC incorrecto

Revisión célula porcélula

Se manejan tres estados: HUNT, PRESYNCH y SYNCH.

HUNT, en este estado, la subcapa TC recorre bits en los registros dedesplazamiento uno a la vez buscando un HEC válido. Tan pronto encuentrauno, la máquina de estado finito se conmuta al estado PRESYNCH, lo quequiere decir que ha localizado tentativamente un límite de célula. Ahora recorrelos siguientes 424 bits (53 bytes) sin examinarlos. Si su suposición respecto allímite de la célula fue correcta, el registro de desplazamiento ahora contendráotro encabezado de célula válida, por lo que nuevamente ejecutará el algoritmoHEC. Si el HEC es incorrecto, la TC regresará al estado HUNT y continuarábuscando bit por bit un encabezado cuyo HEC sea correcto.

Por otra parte, si el segundo HEC también es correcto, la TC podría haberencontrado algo, por lo que recorre otros 424 bits e intenta de nuevo. Continúainspeccionando encabezados de esta manera, hasta que ha encontradoencabezados correctos consecutivos, momento en el cual supone que estásincronizada y pasa el estado SYNCH para comenzar la operación normal.

Nivel ATM

La capa ATM se orienta a conexiones, tanto en términos del servicio que ofrececomo de la manera en que operan internamente. El elemento básico de la capaATM es el circuito virtual.

La capa ATM es inusual para un protocolo orientado a conexiones en el sentido deque no proporciona acuses de recibo. Su diseño:

- Uso en redes de fibra óptica = altamente confiables.

- El control de errores se deja a las capas superiores.

Garantiza orden en las células que se envíen por un circuito virtual. Permite a lasubred ATM descartar células si ocurren congestionamientos, pero ningunacircunstancia puede reordenar las células enviadas por un solo circuito virtual.

No se garantiza el orden si un host envía células por diferentes circuitos virtuales.

La capa ATM tiene que ver con las celdas y su transporte; define la organización delas celdas y dice lo que significan los campos de encabezado. Esta capa tambiéntiene que ver con el establecimiento y la liberación de circuitos virtuales y aquí esdonde se localiza el control de la congestión.

La capa ATM reconoce una jerarquía de conexión de dos niveles que es visible a lacapa de transporte. A lo largo de cualquier trayectoria de transmisión de un origen dadoa un destino dado, un grupo de circuitos virtuales puede agruparse en lo que se llamauna trayectoria virtual.

Trayectoria detransmisión

Trayectoriavirtual

Circuitovirtual

Una trayectoria de transmisión puede contener varias trayectorias virtuales, cada unade las cuales puede contener varios circuitos virtuales.

Formatos de célula

En la capa ATM se distinguen dos interfaces: la UNI (User-Network Interface,interfaz usuario-red) y la NNI (Network-Network interface, interfaz red-red). Laprimera define el límite entre un host y una red ATM (en muchos casos, entre elcliente y la portadora). La última se aplica a la línea entre dos conmutadores ATM.

En ambos casos, las células consisten en una cabecera de 5 bytes seguida de unacarga útil de 48 bytes.

GFC VPI VCI PTI HECCLP

40 bits

VPI VCI PTI HECCLP

Cabecera de la capa ATM en la UNI

Cabecera de capa ATM en la NNI

GFC: Control general de flujoVPI: Identificador de trayectoria virtualVCI: Identificación de canal virtual

PTI: Tipo de carga útilCLP: Prioridad de pérdida de célulasHEC: Control de error de encabezado

Las células se transmiten comenzando por el byte más a la izquierda, y por el bitmás a la izquierda de cada byte.

El campo GFC está presente sólo en las células entre un host y de red; essobrescrito por el primer conmutador al que llega, por lo que no tiene unsignificado de terminal a terminal, y no se entrega al destino. Originalmente sepensó que este campo tendría alguna utilidad para el control de flujo entre los hosty las redes, pero no hay valores definidos para él, y la red lo ignora. Se consideracomo una falla del estándar.

El campo VPI es un entero pequeño que selecciona una trayectoria virtual enparticular.

El campo VCI selecciona un circuito virtual en particular en la trayectoria virtualseleccionada. Dado que el campo VPI tiene 8 bits (en la UNI) y el campo VCI tiene16 bits, en teoría un host puede tener hasta 256 haces de VC, conteniendo cadauno hasta 65,536 circuitos virtuales.

El campo PTI define el tipo de carga útil que contiene la célula. Aquí los tipos decélula son proporcionados por el usuario, pero la información decongestionamientos es proporcionada por la red. En otras palabras, una célulaenviada con PTI 000 podría llegar con 010 para avisar al destino que hayproblemas en el camino.

Tipo de carga Significado

000 Célula de datos de usuario, sin congestionamientos, célula tipo 0

001 Célula de datos de usuario, sin congestionamientos, célula tipo 1

010 Célula de datos de usuario, hubo congestionamiento, célula tipo 0

011 Célula de datos de usuario, hubo congestionamiento, célula tipo 1

100 Información de mantenimiento entre conmutadores adyacentes

101 Información de mantenimiento entre conmutadores del origen y destino

110 Célula de administración de recursos (usada para el control de congestionamientos ABR)

111 Reservado para función futura

Valores del campo PTI

El bit CLP puede ser establecido por un host para distinguir entre el tráfico de altaprioridad y el de baja prioridad. Si ocurre un congestionamiento y debendescartarse células, los conmutadores primero intentan descartar las que tienenel CLP establecido en 1 antes de descartar cualquiera que lo tenga establecidoen 0.

Por último, el campo HEC es una suma de comprobación de la cabecera; noverifica la carga útil. Un código Hamming número de 40 bits sólo requiere 5 bits,por lo que, con ocho bits, puede usarse un código más refinado.

A continuación de la cabecera vienen 48 bytes de carga útil. Sin embargo, notodos los 48 bytes están disponibles para el usuario, pues algunos de losprotocolos de nivel superior, ponen sus cabeceras y sus terminaciones dentro dela carga.

El formato NNI es igual al formato UNI, excepto que el campo GFC no estápresente y esos 4 bits se usan para hacer que el campo VPI sea de 12 bits enlugar de 8.

Establecimiento de la conexión

El establecimiento de la conexión no es parte de la capa ATM, sino que esmanejado por el plano de control usando un protocolo ITU muy complicadollamado Q-2931.

Hay varias maneras de establecer una conexión. La normal es adquirir primero uncircuito virtual para señalización, y usarlo. Para establecer tal circuito, células quecontiene una solicitud se envían por la trayectoria virtual 0, circuito virtual 5. Si hayéxito, se abre un circuito virtual nuevo por el que pueden enviarse y recibirsesolicitudes y respuestas de establecimiento de conexión.

La razón de este procedimiento de establecimiento de dos pasos, es que de estamanera el ancho de banda reservado para el circuito virtual 5 puede mantenerseextremadamente bajo.

El establecimiento de un circuito virtual usa seis tipos de mensajes:

Mensaje Significado al ser enviado por un host Significado al ser enviado por unared

ESTABLECER Favor de establecer un circuito Llamada entrante

LLAMADA EN PROCESO Vi la llamada entrante Se intentará su solicitud de llamada

CONEXIÓN Acepto la llamada entrante Se aceptó su solicitud de llamada

CONEXIÓN RECONOCIDA Gracias por aceptar Gracias por hacer la llamada

LIBERACIÓN Favor de terminar la llamada La otra parte ya no quiere hacer más

LIBERACIÓN COMPLETA Reconocimiento de LIBERACIÓN Reconocimiento de LIBERACIÓN

Mensajes usados para establecer y liberar conexiones

Cada mensaje ocupa una o más células y contiene el tipo de mensaje, la longitudy algunos parámetros. Los mensajes pueden ser enviados por un host a la red opor la red a un host.

El procedimiento normal para establecer una llamada es que un host envíe unmensaje de ESTABLECER (SETUP) un circuito virtual especial. La red entoncesresponde con LLAMADA EN PROCESO (CALL PROCEEDING) para reconocer larecepción de la solicitud. A medida que el mensaje de ESTABLECER se propagahacia el destino, es reconocido en cada salto por un mensaje de LLAMADA ENPROCESO.

Cuando el mensaje de ESTABLECER finalmente llega a su destino, el hostdestino puede responder con CONEXIÓN (CONNECT) para aceptar la llamada.La red envía entonces un mensaje de CONEXIÓN RECONOCIDA (CONNECTACK) para indicar que se ha recibido un mensaje de CONEXIÓN. A medida queel mensaje de conexión se propaga de regreso al originador, cada conmutadorque lo recibe lo reconoce con un mensaje de CONEXIÓN RECONOCIDA.

Establecer

Establecer

Llamada en procesoEstablecer

Llamada en procesoConexión

Conexión

ConexiónConexión reconocida

Conexión reconocida

Conexión reconocida

Hostorigen

Hostdestino

Conmutadornum. 1

Conmutadornum. 2

Tiempo

Para liberar un circuito virtual la secuencia que se sigue es:

El host que desea colgar simplemente envía un mensaje de LIBERACIÓN(RELEASE) que se propaga al otro extremo y causa que el circuito se libere. Encada salto a lo largo del camino se reconoce el mensaje:

Liberación

Liberación

Liberación completaLiberación

Liberación completa

Liberación completa

Hostorigen

Hostdestino

Conmutadornum. 1

Conmutadornum. 2

Tiempo

Las redes ATM permiten el establecimiento de canales multitransmisión. Un canalmultitransmisión tiene un transmisor en más de un receptor; se construyeestableciendo una conexión con otro de los destinos de la manera normal.Entonces se envía el mensaje AGREGAR PARTE (ADD PARTY) para sumar unsegundo destino al circuito virtual devuelto por la llamada previa. Puedenenviarse posteriormente más mensajes AGREGAR PARTE para aumentar eltamaño del grupo de multitransmisión.

A fin de establecer una conexión con un destino, es necesario especificar eldestino, incluyendo su dirección en el mensaje de ESTABLECER. Las direccionesATM tienen tres formas. La primera es de 20 bytes de longitud y se basa en lasdirecciones OSI. El primer byte indica en cuál de tres formatos está la dirección.En el primer formato, los bytes 2 y 3 especifican un país, el byte 4 da el formatodel resto de la dirección, que contiene una autoridad de 3 bytes, un dominio de 2bytes, un área de 2 bytes y una dirección de 6 bytes, más algunos otroselementos. En el segundo formato, los bytes 2 y 3 designan a una organizacióninternacional en lugar de un país. El resto de la dirección es igual que en elformato 1.

Nivel de Adaptación ATM (AAL)

La capa AAL permite a los usuarios enviar paquetes mayores a una celda,segmenta los paquetes, transmite las celdas de forma individual y las reensamblaen el otro extremo.

Cuando una trama o flujo de bits, cualquiera que sea su origen (voz, datos,imagen o vídeo), entra en una red ATM, el nivel de Adaptación la segmenta enceldas. El proceso comienza inmediatamente cuando la primera parte de la tramaentra en el conmutador de acceso a la red ATM; no hay que esperar hasta que latrama entera haya llegado.

Es considerada capa de transporte, es similar al UDP ya que no proporciona unaconexión confiable de extremo a extremo. No hay control de errores, ni control deflujo, ni ningún otro control.

Los servicios en clase A y B están orientados a conexión y existe unatemporización relacionada entre los usuarios origen y destino. La diferenciaentre las dos clases, es que la clase A proporciona un servicio con tasa de bitconstante, mientras que en la clase B la tasa de bit es variable. Un ejemplo deuso de la clase A, es la transferencia de un flujo constante de bits asociada conuna llamada de voz, por ejemplo a 64Kbps (Similar a un canal B en ISDN). Laclase A es también conocida, como Emulación de Circuito Conmutado.

Un ejemplo de uso de la clase B, es la transmisión de un flujo de bits variableasociado con vídeo comprimido. Aunque el vídeo produce tramas a velocidadconstante, un codec de vídeo produce tramas conteniendo una cantidadvariable de datos comprimidos.

Las clases C y D no tienen temporización relacionada entre el origen y eldestino. Ambas proporcionan servicios en modo paquete, con velocidad binariavariable entre origen y destino. La clase C está orientada a conexión y la claseD es sin conexión.

Clases de Servicios

Los servicios han sido clasificados de acuerdo con tres criterios

•La existencia de una temporización relacionada entre los usuarios origen ydestino (por ejemplo voz).

•La tasa de bit, o velocidad binaria asociada con la transferencia(constante/CBR o variable/VBR).

•El modo de conexión (con conexión o sin conexión).

AAL soporta cuatro tipos de servicios: Clases A, B, C y D. Hay cuatro tiposde AAL:

- AAL1 y AAL2 soportan las clases A y B respectivamente

- las clases C y D están indistintamente soportadas por AAL3/4 ó AAL5.

El protocolo AAL5 (SEAL) es una versión más sencilla y eficiente de la AAL3/4, soportando las clases de servicio C y D para datos de alta velocidad.

El nivel AAL realiza funciones de Segmentación y Reensamblado (SAR)para mapear la información de niveles superiores, al campo de Carga Útildel la celda.

Otras funciones de AAL son el control y recuperación de la temporizaciónpara las clases de servicio A y B, así como la detección y manejo de celdasperdidas o fuera de secuencia.

Para realizar las funciones anteriores, la capa AAL se divide en:

Subcapa SAR (segmentation and reassembly, segmentación y reensamblado):es la capa más baja, divide los paquetes en celdas en el lado de la transmisión ylos vuelve a armar de nuevo en el destino.

Subcapa CS (convergence sublayer, subcapa de convergencia): hace posibletener sistemas ATM que ofrezcan diferentes clases de servicios a diferentesaplicaciones. Se divide en una subparte común a todas las aplicaciones y otrasubparte para cada aplicación

Subcapa de convergencia (parte de servicio específico)

Subcapa de convergencia (parte común)

Capa ATM

Capa física

Subcapa de segmentación y reenamblado

Capa de adaptación ATM y sus subniveles

El funcionamiento general de las CS y SAR son:

CS CS

SAR

SAR

ATM

SAR

SAR

CSSAR

SAR

CSATM

SAR

SAR

SAR

SAR

CS

CSATM

SAR

SAR

Cabacera Apéndice

Salida de la subcapade convergencia

Salida dela subcapa

SAR

Salida dela capa

ATM

Salida de la aplicación Mensaje

CabaceraATM

CabaceraSAR

Cabacera desubcapa de

convergencia

Cola desubcapa de

convergenciaApéndice

SAR

Sin usar

Bytes

44-484853

Las cabeceras y apéndices que pueden ser agregados a un mensaje en una red ATM

Asociada con cada clase de servicio está un tipo de Punto de Acceso al Servicio(SAP) y un protocolo asociado. Clase A tiene un SAP de tipo 1, clase B de tipo 2y así sucesivamente

Los cuatro tipos o clases de servicios utilizan los 48 bytes del campo de carga útilen cada celda de forma diferente, pudiendo opcionalmente contener un campo dehasta 4 bytes para adaptación ATM.

Tipo 1: Velocidad Binaria Constante (CBR).

AAL1 es el protocolo usado para transmitir tráfico tipo A, es decir, tráfico orientado aconexiones de tiempo real y con tasa de bit constante, como audio o vídeo sincompresión. Los bits son alimentados por la aplicación a una velocidad constante ydeben entregarse en el otro lado a la misma velocidad constante, con retardo,fluctuación y carga extra mínimos. Para este tráfico no se usan los protocolos dedetección de errores como el de parada y espera porque los retardos que generanlas terminaciones de temporización y las retransmisiones no son aceptables. Sinembargo, las células faltantes se informan a la aplicación, que entonces puedetomar sus propias medidas para recuperarlas.

AAL1 tiene una subcapa TC que detecta células perdidas y mal introducidas,también amortigua el tráfico de entrada para proporcionar entrega de células a unatasa constante. Por último, divide los mensajes o la corriente de entrada enunidades de 46 o 47 bytes que se entregan a la subcapa SAR para su transmisión.En el otro extremo se extraen estas unidades y se construye la entrada original. TCno tiene ninguna cabecera de protocolo propia.

La sucapa SAR si tiene un protocolo. Ambos formatos comienzan con unacabecera de 1 byte que contiene un número de secuencia de células de 3 bits, SN,para detectar células perdidas o mal introducidas. Le sigue un número deprotección de secuencia (suma de comprobación) de 3 bits, el SNP, basado en elnúmero de secuencia, para permitir la corrección de errores individuales y ladetección de errores dobles en el campo de secuencia. Un bit de paridad par quecubre el bit de cabecera reduce más la posibilidad de un número de secuenciaequivocado.

Formato de célula AAL 1

1 3 3 1Bits

No-P

PApun-tador

Paridad par

Carga útil de 46 bytes

Carga útil de 47 bytes

48 bytes

SN SNP0

SN SNP1

Las células P se usan cuando deben preservarse los límites de los mensajes. Elcampo de apuntador sirve para indicar el desfasamiento del comienzo delsiguiente mensaje. Sólo las células con un número de secuencia par pueden sercélulas P, por lo que el pauntador está en el intervalo de 0 a 92, para que apuntedentro de la carga útil de su propia célula o de la que sigue.

El bit de orden mayor del campo apuntador se reserva para uso futuro. El bitinicial de cabecera de todas las células de número impar forma una corriente dedatos usada para la sincronización de reloj.

Tipo 2: Velocidad Binaria Variable (VBR).

AAL2. En este tipo de servicio, aunque exista una temporización relacionada entrelos SAPs fuente y el destino, la velocidad de transferencia real de información,puede variar durante la conexión. Como con el tipo 1, el segmento contiene unNúmero de Secuencia de 4 bits para la recuperación de celdas perdidas .

El campo de Tipo de Información (IT) indica, o bien la posición relativa delsegmento con relación al mensaje remitido, por ejemplo, una trama comprimidaprocedente de un video-codec, o si el segmento contiene información detemporización, o de otro tipo. Los tres tipos de segmento con relación a lainformación posicional son:

- Comienzo de mensaje (BOM),

- Continuación de mensaje (COM)

- Fin de mensaje (EOM).

Debido al tamaño variable de las unidades de mensaje remitidas, un Indicador deLongitud (LI) en la cola del segmento indica el número de bytes útiles en el últimosegmento. Finalmente, el campo FEC habilita la detección y corrección deerrores.

Tipo 3: Datos Orientados a Conexión.

El protocolo AAL3/4 proporciona dos tipos de servicios para la transferencia dedatos: uno Orientado a Conexión (CO) y otro Sin Conexión (CLS). La diferenciaentre los dos es que con el primero, antes de que cualquier dato pueda sertransmitido, debe establecerse una Conexión Virtual.

El servicio orientado a conexión tiene dos modos operacionales: asegurado y noasegurado, cada uno soportando envíos de Unidades de Datos del Servicio(SDUs) o mensajes de usuario, de tamaño fijo o variable.

- Modo asegurado proporciona un servicio fiable que garantiza que todas lasSDUs son entregadas sin errores y en la misma secuencia con que fueronremitidas.

- Modo no asegurado, los segmentos son transmitidos sobre la base del mejorintento; esto es, cualquier segmento corrompido es simplemente descartado y sedeja a los niveles de protocolo de usuario superar esta eventualidad.

El Tipo de Segmento (ST) indica sí es: el primero (BOM), continuación (COM), elúltimo (EOM), o el único (SSM) de una SDU remitida

Formato del segmento con conexión

El Número de Secuencia (SN) se emplea para detectar segmentos perdidos oduplicados y también para control de flujo. Un único bit de Prioridad (P) permiteque los segmentos tengan uno de dos niveles de prioridad. En la cola, elIndicador de Longitud (LI) indica el número de bytes útiles en el segmento y elCRC-10 está presente para la detección y eventual corrección de errores.Claramente LI solamente tiene significado en el último segmento de una SDU osi es el único segmento.

El funcionamiento del protocolo del Sub-nivel de Convergencia (CS) se puededescribir mejor, considerando el formato de los mensajes o Unidades de Datosdel Protocolo (CS-PDU) que genera, en relación con la SDU remitida por elusuario, y el modo que ésta es transportada por el sub-nivel SAR

Los campos de cabecera y cola añadidos por el protocolo CS en origen a laSDU remitida, se utilizan para habilitar al protocolo CS receptor, la detección deSDUs perdidas o malformadas. El Identificador de Protocolo CS (CPI), se utilizapara identificar el tipo de protocolo CS que está siendo utilizado. El identificadorcomienzo-fin (BE) es un número de secuencia módulo 256 y se repite en colapara añadir capacidad de reacción. Se utiliza para asegurarse que las SDUsson entregadas en la misma secuencia en la que se remitieron. El campo deAsignación de Buffer (BA) se inserta en la cabecera para ayudar al protocolo CSreceptor, a reservar una cantidad de memoria suficiente (buffer) para conteneruna SDU completa.

En la cola, el campo de relleno (PAD) se utiliza para hacer que el número debytes de la unidad de datos del protocolo CS, sea un múltiplo de 4 bytes. Deforma similar, el byte de Alineamiento (AL) es un byte de relleno para hacer quela cola tenga 4 bytes. El campo de longitud (Length) indica la longitud total de launidad de datos del protocolo completa y entonces ayuda al receptor a detectarcualquier SDU malformada.

Tipo 4: Datos sin Conexión.

El servicio de datos sin conexión es probablemente el primero que va a sersoportado. Está pensado, por ejemplo, para la interconexión de LANs a altavelocidad. A diferencia del tipo 3 no hay señalización de llamada ni terminación,en su lugar conexiones permanentes o semi-permanentes están siempreestablecidas entre cada par de SAPs origen y destino. Aparte de esto, los dosservicios utilizan los mismos formatos en el Subnivel de Convergencia CS ysegmento

Sin embargo, con los servicios sin conexión, el campo RES (reservado) estásustituido por el IDentificador del Mensaje (MID). Normalmente celdasrelacionadas con diferentes tramas estarán en tránsito en cualquier instante, elcampo MID se utiliza para habilitar al subnivel SAR de destino relacionar cadacelda recibida a su SDU específica. La utilización del MID permite lamultiplexación de múltiples sesiones en una misma conexión virtual VPI/VCI.

Para que en los servicios sin conexión, el origen determine el VPI correcto autilizar, con sólo las direcciones origen y destino (digamos MAC) de la tramaremitida (SDU), el nivel ATM en cada nodo envíe todas las celdas a un nododado de destino conocido, en el cual está localizada una utilidad deencaminamiento de tramas, la cual conoce el camino o ruta a todas lasdirecciones de destino.

Conexiones virtuales a un Servidorde la Función de Sin Conexión (CLSF)

Servicios sin conexión ATM

Usualmente esta información será introducida por el gestor de la red y paraminimizar la sobrecarga se deben utilizar varios de estos nodos. Estos sonconocidos como Servidores de la Función Sin Conexión (CLSF). Otro tema coneste tipo de servicio se relaciona con el asignamiento de MIDs. Está claro que,si dos nodos fuente utilizan simultáneamente el mismo MID y las tramas sonpara el mismo destino, el procedimiento de reensamblado no funcionará. Enconsecuencia, para superar esta eventualidad, el CLSF puede también cambiarel MID durante su operación de retransmisión, si este ya está en uso en unnodo de destino dado.

Comunicaciones de datos sobre ATM - AAL5 (SEAL)

AAL5 es un protocolo para soportar transmisiones de datos con o sin conexión.Elimina parte de la complejidad y sobrecarga introducida por AAL3/4, proporcionandoun nivel de adaptación simple y eficiente para la transmisión de tramas de datos entredispositivos tales como "Routers", sobre una red ATM.

AAL5 define un formato de trama de longitud variable, así como los procedimientospara segmentar la trama en celdas para su transmisión sobre la red ATM, y elreensamblado en destino.

El subnivel de convergencia CS, para realizar sus funciones añade 8 bytes por trama:Un CRC-32 para detectar errores de trama y celdas perdidas, 2 bytes de paraespecificar la longitud de la trama (0-65.535 bytes), 2 bytes de control reservados.Hay un campo de relleno (PAD) conteniendo de 0 a 47 bytes con el fin de el númerototal de bytes sea múltiplo de 48. La unidad de datos del protocolo así generada (CS-PDU), es transportada al subnivel SAR para su segmentación.

El subnivel SAR utiliza un bit del campo PT de la cabecera de la celda ATM, paraindicar que es la última celda (EOM) perteneciente a la trama (PT = 0x1), o no es laúltima (not EOM, PT = 0x0). No consume ninguna parte de la carga útil de la celdapara realizar esta función, obteniéndose una mejora de 4 bytes por celda frente aAAL3/4.

AAL5, a diferencia de AAL3/4, no permite la multiplexación de mensajes de diferentesusuarios (diferentes SDUs) dentro de un mismo VPI/VCI ya que no contiene elIDentificador de Mensaje (MID), así que requiere un VPI/VCI dedicado.

Topología de las redes ATM

Con tecnología ATM se consigue crear una red de transporte de banda ancha detopología variable. Es decir, en función de las necesidades y enlaces disponibles, eladministrador de la red puede optar por una topología en estrella, malla, árbol, etc.con una configuración libre de enlaces (E1, E3, OC-3, …)

E1=2.048MbpsE2=8.848MbpsE3=34.304MbpsE4=139.264MbpsE5=565.148Mbps

T1=1.544MbpsT2=6.312MbpsT3=44.736MbpsT4=274.176Mbps

ATM no tiene topología asociada

La gran ventaja es la indiscutible capacidad de adaptación a las necesidades queATM puede ofrecer. Una empresa puede empezar a desarrollar su red detransporte de banda ancha en base a unas premisas de ancho de banda ycobertura obtenidas a raíz de un estudio de necesidades. La evolución de lasaplicaciones puede conducir a que una de esas premisas quede obsoleta y quese necesite una redefinición del diseño. En este caso, el administrador disponede total libertad para cambiar enlaces o añadir nodos allí donde sea necesario.

Modificación de enlaces

Pongamos, por ejemplo, el caso de una dependencia que accede al resto de la redde transporte ATM mediante un enlace E1 a 2Mbps. Por un crecimientoinesperado en el nombre de trabajadores en dicha dependencia, las necesidadesde ancho de banda sobrepasan el umbral de los 2Mbps que, en el momento deldiseño de la red, se consideró suficiente.

Libertad de actuación frente a cambios de enlace

Ante esta situación, el administrador de la red puede optar por dos soluciones.Una de ellas consiste en contratar un segundo enlace E1 para el acceso de ladependencia (un agregado de 4Mbps) o cambiar el enlace principal al otronivel en la jerarquía (E3 a 34Mbps) Cualquiera de las dos actuaciones serádetectada instantáneamente por los conmutadores ATM afectados sinnecesidad de reconfigurar la red.

Ampliaciones sucesivas

Crecimiento ordenado en capas

Otro problema muy frecuente con el que se encuentran los administradores delas redes de transporte es cómo adaptarse a los cambios relativos arequerimientos de cobertura geográfica. Estos cambios, que muchas veces sondebidos a cambios estratégicos de las empresas y por lo tanto imprevisibles,estaban asociados a graves problemas tecnológicos y económicos antes de laaparición de la tecnología ATM.

Como hemos explicado anteriormente, los nuevos nodos insertados, sondescubiertos automáticamente por el resto de conmutadores que conforman lared ATM. El procedimiento asociado a añadir una nueva dependencia a la red detransporte ATM es tan sencillo como elegir el tipo de enlace (E1, E3, …) y instalarel nuevo conmutador. La red responderá automáticamente a esta ampliación sinninguna necesidad de reconfigurar nada.

PNNI

En los dos puntos anteriores hemos explicado que los conmutadores que componenuna red ATM son capaces de detectar, dinámicamente, los cambios de topología queocurren a su alrededor. La base de todo este comportamiento es la existencia de unprotocolo interno entre nodos: el PNNI

Un conmutador ATM intenta, continuamente, establecer relaciones PNNI con otrosconmutadores por cada uno de sus puertos. Tan pronto se establece una de estasrelaciones (por ejemplo, entre dos conmutadores adyacentes), se procede a unintercambio de información topológica entre ellos. De esta manera, cada conmutadorpuede hacerse una idea de como esta diseñada la red.

PNNI permite organizar las redes en áreas

Frente a un cambio topológico (inserción de un nuevo nodo, fallo de un enlaceexistente, etc.) los nodos afectados notifican el evento a través de susrelaciones PNNI a el resto de conmutadores en la red. Este procedimiento estábasado en el algoritmo SPF (Shortest Path First)

Para permitir que este tipo de protocolo no represente un problema a laescalabilidad de la red, el PNNI usa una aproximación jerárquica. La red puedeser dividida en áreas dentro de las cuales se ejecuta una copia independientedel algoritmo. Cada área, a su vez, puede estar compuesta por un númeroindeterminado de sub-áreas y así indefinidamente. Las redes basadas entecnología ATM con PNNI pueden crecer hasta más de 2500 conmutadores.

Transporte de servicios tradicionales

En el campo de las aplicaciones, una red de transporte digital ATM ofrece unconjunto nuevo de funcionalidades disponibles sin, por ello, dejar de ofrecer lasfunciones tradicionales.

Emulación de circuito

Mediante la emulación de circuito una red ATM se puede comportar exactamenteigual que una red de transporte basada en tecnología SDH.

La técnica de emulación de circuito consiste en la creación de un canalpermanente sobre la red ATM entre un punto origen y otro de destino a unavelocidad determinada. Este canal permanente se crea con características develocidad de bit constante (CBR). En los puntos extremos de la red ATM sedisponen interfaces eléctricos adecuados a la velocidad requerida (E1, V.35, V.11,…) y los equipos terminales a ellos conectados dialogan transparentemente através de la red ATM.

Emulación de circuito

Los datos que envían los DTE en los extremos de la emulación de circuito, sontransformados en celdas y transmitidos a través del circuito permanente CBRhacia su destino. A la vez que se procede a la transformación de la informaciónen celdas, se ejecuta un algoritmo de extremo a extremo, que garantiza elsincronismo del circuito. Este conjunto de procedimientos está documentadoen el método de adaptación a ATM AAL1.

Mediante la técnica de emulación de circuito, una red ATM puede comportarsecomo una red de transporte basada en la multiplexación en el tiempo (TDM).Este tipo de servicio permite transportar enlaces digitales de centralita, líneaspunto a punto, enlaces E1 para codecs, etc. transparentemente.

El objetivo en la definición de ATM fue que ésta fuera la nueva generación dered de transporte de banda ancha, con un conjunto de funcionalidades nuevas,pero completamente compatible con los servicios tradicionales de transporte.

Frame Relay

Sin evolucionar a aplicaciones nativas, ATM ofrece un conjunto nuevo de opcionespara el transporte de datos que se benefician de la nueva concepción de la red detransporte.

Este es el caso del transporte de Frame Relay sobre ATM. Una opción (norecomendada) consiste en el uso de la técnica de emulación de circuito para eltransporte de FrameRelay sobre ATM. Esta aproximación obliga a la creación de unainfraestructura de equipos de conmutación FrameRelay sobre la infraestructura ATM.Siguiendo este esquema, el tráfico de un DTE (DTE1) a otro DTE (DTE2) atraviesados veces la red ATM. La primera por la emulación de circuito hasta el conmutadorFrameRelay externo y la segunda desde el conmutador FR hasta DTE2.

Integración FrameRelay - ATM

La opción correcta para el transporte del tráfico Frame Relay sobre ATM seconsigue con el uso del protocolo ATM-DXI. Mediante este protocolo se lograque la red ATM se comporte como un gran conmutador Frame Relay. Los DLCIde FR se transforman en VCI de ATM en la capa externa de la red detransporte. De este modo, los equipos terminales pueden transmitirseinformación directamente sobre la red ATM (sin la necesidad de un equipoexterno que los interconecte)

Esta aproximación tiene dos ventajas adicionales. Por un lado, la red ATMconoce el volumen de tráfico que hay en cada momento y, por lo tanto, puedereasignar el ancho de banda no utilizado hacia otros servicios de datos. Por otrolado, en caso de congestión en algún punto de la red, se pueden usar losmecanismos de Frame Relay de control de flujo para informar a los DTE queralenticen sus transmisiones y, por lo tanto, solucionar la congestión sindescartar celdas.

Independientemente del transporte ATM, el uso de Frame Relay para eltransporte de datos evita el uso de grandes y costosos routers centrales decomunicaciones que concentran múltiples líneas punto a punto.

Conmutación de voz (VSTN)

Como para el tráfico Frame Relay, ATM ofrece una nueva manera de transportar eltráfico de voz sobre la red de transporte (a parte de la obvia de emulación decircuito)

La aproximación consiste en conseguir que la red de transporte ATM sea emuladacomo una gran centralita de tránsito (tandem PBX). Esta técnica recibe el nombrede conmutación de voz sobre ATM.

Conmutación de voz sobre ATM

Lo que se busca es que el propio conmutador ATM pueda interpretar el canal deseñalización de la centralita y crear canales conmutados para la transmisión decada circuito de voz independientemente. El circuito va desde la centralitaorigen hasta la de destino sin la necesidad de pasar por ninguna centralita detránsito externa.

Al igual que en el caso de FrameRelay, la red ATM puede conocer el número dellamadas de voz que hay en cada momento del tiempo y, por lo tanto, usarúnicamente el ancho de banda necesario para su transmisión (el resto sereasigna a otros servicios).

Otras ventajas de esta aproximación es la capacidad de la red ATM de informara las centralitas por el canal de señalización de como prosperan sus llamadasindividualmente. Frente a estas notificaciones, una centralita puede decidirconmutar una llamada determinada por la red pública en caso de congestión enla red de transporte corporativa. En el caso que las centralitas usen compresiónde voz, el uso de la técnica de conmutación de voz sobre ATM les asegura queun determinado circuito se comprime/descomprime en un único punto y, por lotanto, la señal no sufre la pérdida de calidad asociada a las redes basadas enmuchos saltos entre centralitas.

La conmutación de voz sobre ATM elimina la necesidad de grandes centralitasde tránsito existentes en las grandes redes de voz y hace más sencillas lastablas de encaminamiento con lo que la escalabilidad es mucho mayor (y muchomás económica)

Aplicaciones

Redes de empresa homogéneas

ATM puede utilizarse para crear una verdadera red homogénea a través de unagran compañía. ATM puede utilizarse como una red de área local altamenteefectiva, como un backbone en un campus, como red de área metropolitana,como red de área extensa, o como una combinación de todas las anteriores. Esconcebible que redes de grandes empresas estén basadas principalmente enATM, con una infraestructura que cubra la empresa entera. Esta red ATMsoportaría tráfico multimedia, es decir, todo tipo de tráfico transportado por unared única y homogénea.

Grupos de trabajo virtuales

Con ATM como núcleo principal de una red de empresa, los usuarios remotospueden pertenecer al mismo grupo de trabajo, sin notar el impacto de ladistancia geográfica mientras se comunican con miembros del mismo grupo.ATM conmuta y transmite las celdas sobre los enlaces de alta velocidadproporcionando una latencia muy baja independientemente de la localización.Las limitaciones físicas de las redes de hoy desaparecen, y la red se convierteen transparente para las aplicaciones remotas.

Desarrollos en colaboración

Los departamentos de ingeniería de diferentes países pueden trabajarconjuntamente en la especificación de un nuevo diseño, utilizando unaaplicación de conferencia para documentación sobre una red ATM. Eldocumento podría ser un sencillo texto, o un documento complejo constando deuna combinación de texto, gráficos de alta resolución, anotaciones de voz y unvídeo clip. Los beneficios resultantes incluyen un mejor diseño, aumento de laproductividad, y un menor tiempo para su comercialización.

Computación distribuida con uso intensivo de ancho de banda

Con la difusión de la arquitectura cliente-servidor, y el rápido aumento delnúmero de servidores, se necesita un mayor ancho de banda. Con laescalabilidad de ATM, el ancho de banda de la red se puede incrementarañadiendo puertos de acceso a los conmutadores, o incrementado la velocidadde algunos de los puertos. Cuando los 155 Mbps destinados a un servidor seconvierten en un cuello de botella, se puede añadir una interfase de 622 Mbpssin impacto sobre el resto de la red. El beneficio es la protección de la inversiónen la infraestructura de red.

Vídeo conferencia de sobremesa multiventana

Una red ATM proporciona una alta calidad a un coste efectivo en el transporte demúltiples tipos de información. Por ejemplo, un grupo de ejecutivos podría revisarlos planes comerciales de un nuevo producto, un equipo de científicos podríarevisar los resultados de un nuevo experimento, un equipo de doctores podríadiagnosticar a un paciente en una clínica remota. La información podría ser undocumento complejo, un vídeo con movimiento en tiempo real, de un experimentocientífico, o una combinación de radiografías, cardiogramas e imágenes TAC. Losbeneficios serían menos viajes, mejor utilización de los recursos caros (talescomo ejecutivos, científicos y doctores), y una comunicación muy superior a la devoz.

Soporte y formación remota

Un cliente llama, al centro de soporte del vendedor, con un problema. El vendedorinmediatamente obtiene sobre su pantalla la información acerca del cliente, y letransfiere al ingeniero de soporte apropiado para revisar su problema. El clienteenvía un vídeo clip con los síntomas del problema, o muestra el problema entiempo real según está ocurriendo en vídeo en movimiento, junto con los informesde diagnósticos previamente capturados. El suministrador trabaja con el clienteremotamente para resolver el problema en tiempo real. Los beneficios serían unarápida respuesta al cliente, una mejora de las relaciones entre el cliente y elsuministrador, y ahorros de gastos para ambos.

Nuevas aplicaciones nativas en ATM

En este último apartado enunciamos un pequeño conjunto de aplicaciones quedisfrutan, actualmente, de los nuevos servicios ofrecidos por las redes de transporteATM.

Broadcasting de vídeo

Mediante el uso de circuitos multipunto, una red ATM puede replicar en su interior unafuente de datos única hacia múltiples destinos. La replicación se realiza únicamente,siguiendo una estructura de árbol, allí donde el circuito multipunto se replica. De estamanera, el consumo de ancho de banda en el núcleo de la red se minimiza.

Los circuitos multipunto en aplicaciones de broadcasting de vídeo.

La aplicación más inmediata delos circuitos multipunto de ATMse encuentra en la distribuciónmasiva de señal de vídeo desdeun origen hasta múltiplesdestinatarios (televisión porcable, broadcasting de vídeo, …)

Videoconferencia

Las aplicaciones de videoconferencia pueden verse como un caso específico debroadcasting de vídeo en el que múltiples fuentes envían señal hacia múltiplesdestinos de manera interactiva.

Los circuitos multipunto conmutados abren un nuevo mundo de posibilidadespara las aplicaciones de videoconferencia de alta calidad. Una determinadadependencia puede entrar a formar parte de la vídeo conferencia pidiendo,dinámicamente, una extensión de los circuitos multipunto correspondientes haciasu punto de conexión.

LAN virtual (VLAN)

Desde el punto de vista del transporte de datos LAN, las infraestructuras decomunicaciones ATM permiten la aplicación de la técnicas de redes virtuales. Eladministrador de la red puede hacer que un conjunto de dependenciasconectadas a la red de transporte interconecten sus LAN de manera aislada decomo lo hacen otras dependencias.

Las redes virtuales son muy útiles en aquellos casos en los que las dependenciasconectadas a la red de transporte no forman parte de un mismo estamento y serequiere, por lo tanto, un invisibilidad de los datos para cada organismo.

Aunque aisladas, se podrían interconectar las diferentes redes virtuales medianteuna función de routing disponible en cualquier punto de la red que, entre otrascosas, garantizase unas determinadas políticas de seguridad.

ATM permite la creación de redes virtuales para el tráfico LAN

Conclusión

ATM es igualmente adecuada para entornos de LAN y WAN, para aplicaciones devoz, datos, imagen y vídeo, para redes públicas y privadas. ATM puede manejartráfico isócrono y tráfico en ráfagas y proporcionar la Calidad de Servicio (QoS)solicitada. Combina los beneficios de la conmutación de paquetes y laconmutación de circuitos, reservando ancho de banda bajo demanda de unamanera eficaz y de coste efectivo, a la vez que garantiza ancho de banda ycalidad de servicio para aquellas aplicaciones sensibles a retardos.

ATM (Asynchronous Transfer Mode)

Modo de transferencia asíncrona. Norma internacional para cell relay, en el cual setransmiten múltiples tipos de servicio (como voz, video, o datos) en celdas de longitud fija (53bytes). Las celdas de longitud fija permiten que el procesamiento de celdas tenga lugar en elhardware, lo que reduce los retrasos en el tránsito. ATM está diseñada para aprovechar mediosde transmisión de alta velocidad como E3, SONET, y T3.

VCI (virtual channel identifier)

Identificador de canal virtual. Campo de 16 bits en el encabezado de una celdaATM. El VCI, junto con el VPI, se utilizan para identificar el próximo destino de una celda amedida que pasa a través de una serie de switches ATM en su recorrido hasta el destino. Losswitches ATM utilizan los campos VPI/VCI para identificar el próximo VCL de red que unacelda necesita para recorrer su camino hasta llegar al destino final. La función del VCI essimilar a la del DLCI en Frame Relay. Compárese con DLCI.

VCL (virtual channel link)

Enlace de canal virtual. Conexión entre dos dispostivos ATM. Una VCC estácompuesta por uno o más VCLs.

VCC (virtual channel connection)

conexión de canal virtual. Circuito lógico compuesto por VCLs, que transportadatos entre dos puntos finales en una red ATM. También llamada conexión de circuito virtual.

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VPI (virtual path identifier)

Identificador de ruta virtual. Campo de 8 bits en el encabezado deuna celda ATM. El VPI, junto con el VCI, se utiliza para identificar el próximodestino de una celda a medida que atraviesa una serie de switches ATM hastallegar a su destino. Los switches ATM utilizan los campos VPI/VCI paraidentificar el próximo VCL que una celda necesita para transitar hasta su destinofinal. La función del VPI es similar a la del DLCI en Frame Relay. Compáresecon DLCI.

CLP (Cell loss priority)

Prioridad de pérdida de celda. Campo en el encabezado de celdaATM que determina la probabilidad del descarte de una celda si la red secongestiona. Las celdas con CLP = 0 son tráfico asegurado, que resultaimprobable que se descarte. Las celdas con CLP = 1 son los de tráfico conmejor esfuerzo, que podría descartarse en condiciones de congestión, a losefectos de liberar recursos para manejar tráfico asegurado.

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PBX (Private branch exchange)

Central telefónica. Tablero de conmutación telefónico digital oanalógico ubicado en las instalaciones del abonado y que se utiliza paraconectar redes telefónicas privadas y públicas.

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AAL (ATM adaptation layer)

Capa de adaptación ATM. Subcapa dependiente del servicio de la capa de enlace de datos. AAL aceptadatos de distintas aplicaciones, y los presenta a la capa ATM en forma de segmentos de payload ATM de 48 bytes. AALconsiste en dos subcapas, CS y SAR. Las AAL difieren según la temporización origen–destino utilizada, ya sea queusen CBR o VBR, y si se utilizan para una transferencia de datos de modo orientado a conexión o sin conexión.Actualmente, los cuatro tipos de AAL recomendados por ITU-T son AAL1, AAL2, AAL3/4, y AAL5.

AAL1 (ATM adaptation layer 1)

Capa de adaptación ATM 1. Una de las cuatro AALs recomendadas por ITU-T. AAL1 se utiliza paraservicios orientados a conexión, sensibles a retrasos que requieren velocidades de bits constantes, por ejemplo, videosin comprimir y otro tipo de tráfico isócrono.

AAL2 (ATM adaptation layer 2)

Capa de adaptación ATM 2. Una de las cuatro AALs recomendadas por ITU-T. AAL2 se utiliza paraservicios orientados a conexión que soportan una velocidad de bits variable, por ejemplo, cierto tráfico isócrono devideo y voz.

AAL3/4 (ATM adaptation layer 3/4)

Capa de adaptación ATM 3/4. Una de las cuatro AALs (como resultado de la fusión de dos capas deadaptación originalmente distintas) recomendadas por ITU-T. AAL3/4 soporta tanto enlaces enlaces sin conexión comoorientados a conexión, pero se utiliza principalmente para transmitir paquetes SMDS por redes ATM.

AAL5 (ATM adaptation layer 5)

Capa de adaptación ATM 5. Una de las cuatro AALs recomendadas por ITU-T. AAL5 soporta serviciosVBR orientados a conexión, y se utiliza principalmente para transferir IP convencional por tráfico ATM y LANE. AAL5usa SEAL y es la menos compleja de las recomendaciones AAL actuales. Ofrece una baja sobrecarga en el ancho debanda y requisitos de procesamiento más simples, a cambio de una capacidad de ancho de banda reducida yrecuperación de errores.

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CPCS (Common part convergence sublayer)

Subcapa de convergencia de la parte común. Una de las dos subcapas de cualquier AAL.CPCS es independiente del servicio y posteriormente se divide en las subcapas CS y SAR. CPCS esresponsable de la preparación de los datos para el transporte a través de la red ATM, incluyendo lacreación de las celdas de payload de 48 bytes que pasan a la capa ATM.

SSCS (service specific convergence sublayer)

Subcapa específica de convergencia del servicio. Una de las dos subcapas de cualquierAAL. SSCS, que depende del servicio, ofrece una transmisión de datos garantizada. Los SSCStambién pueden ser nulos en IP clásicos sobre ATM o en implementaciones de emulación de LAN.

CS (Convergence Sublayer)

Subcapa de convergencia. Una de las dos subcapas del AAL CPCS, responsable delproceso de padding y verificación de errores. Las PDUs pasadas desde SSCS se juntan con untrailer de 8 bytes (para verificación de errores y otra información de control) y se le hace padding,de ser necesario, de forma tal que la longitud del PDU resultante sea divisible por 48. Estas PDUsse pasan a la subcapa SAR del CPCS para su posterior procesamiento.

SAR (Segmentation and Reassembly)

Segmentación y rensamblado. Una de las dos subcapas del CPCS de AAL, responsablesde dividir (en el origen) y de rensamblar (en el destino) los PDU transmitidos desde el CS. Lasubcapa SAR toma los PDU procesados por el CS y, después de dividirlos en trozos de datospayload de 48 bytes, los pasa a la capa ATM para su posterior procesamiento.

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UNI (User-Network Interface)

Interfaz de red de usuario. Especificación del Forum ATM que defineun estándar de interoperabilidad para la interfaz entre productos basados enATM (un router o un switch ATM) ubicados en una red privada y los switchesATM ubicados dentro de las redes portadoras públicas. Se la utiliza tambiénpara describir conexiones similares en redes Frame Relay.

NNI (Network-to-Network Interface)

Interfaz red-a-red. Norma del Foro ATM que define la interfaz entredos switches ATM, ambos situados en una red privada, o ambos situados en unared pública. La interfaz entre un switch público y uno privado es definida por lanorma UNI. También, la interfaz de norma entre dos switches de Frame Relayque reúnen los mismos criterios.

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ISDN (Integrated Services Digital Network)

Red digital de servicios integrados. Protocolo de comunicacionesque ofrecen las empresas telefónicas y que permite que las redes telefónicastransmitan datos, voz y tráfico de otros orígenes.

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CBR

Tasa de bits constante. Clase QOS definida por el Foro ATM pararedes ATM. CBR se utiliza para las conexiones que dependen desincronizaciones precisas para garantizar una entrega no distorsionada.

VBR (variable bit rate)

velocidad binaria variable. Clase de QOS definida por el ForumATM para redes ATM. VBR se subdivide en dos clases: tiempo real (RT) y notiempo real (NRT). VBR (RT) se utiliza para las conexiones en las cuales existeuna relación de tiempo fijo entre las muestras. VBR (NRT) se utiliza para lasconexiones en las cuales no existe una relación de tiempo fijo entre las muestraspero que aún así necesitan un QOS garantizado.

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SAP (Service Access Point)

Punto de acceso al servicio. Campo definido por la especificaciónIEEE 802.2 que forma parte de una especificación de dirección. De este modo,el destino más el DSAP definen al receptor de un paquete. Lo mismo se aplicaal SSAP.

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PNNI (Private Network-Network Interface)

Interfaz privada de red-a-red. Especificación del Forum ATM quedescribe un protocolo de enrutamiento de circuito virtual ATM así como elprotocolo de señalización entre switches ATM. Utilizado para permitir lainterconexión de switchs ATM dentro de una red privada. Algunas vecesdenominada Interfaz privada del nodo de la red.

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SPF (shortest path first algorithm)

Algoritmo de enrutamiento que itera sobre la longitud de la ruta para determinar elspanning tree de la ruta más corta. Comúnmente empleado en los algoritmos de enrutamiento deestado de enlace. También llamado algoritmo de Dijkstra.

Algoritmo de enrutamiento del estado de enlace

Algoritmo de enrutamiento en el cual cada router realiza un broadcast o multicast deinformación referente al costo de hacer llegar a cada uno de sus vecinos a todos los nodos de lainternetwork. Los algoritmos de estado de enlace crean una vista consistente de la red y por lotanto no son propensos a bucles de enrutamiento, pero logran esto al costo de dificultadescomputacionales relativamente mayores y un tráfico más diseminado (comparado con losalgoritmos de enrutamiento por vector de distancia).

Algoritmo de enrutamiento por vector de distancia

Clase de algoritmos de enrutamiento que iteran sobre el número de saltos en una rutapara encontrar un spanning-tree del camino más corto. Los algoritmos de enrutamiento porvector de distancia piden a cada router que envíe su tabla de enrutamiento total en cadaactualización, pero solamente a sus vecinos. Los algoritmos de enrutamiento por vector dedistancia pueden ser propensos a los bucles de enrutamiento, pero son computacionalmente mássimples que los algoritmos de enrutamiento del estado de enlace. También denominadosalgoritmo de enrutamiento Bellman-Ford.

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TDM (time-division multiplexing)

Multiplexación por división de tiempo. Técnica en la cual se puedeasignar ancho de banda a la información de múltiples canales en un solo cable,en base a espacios de tiempo asignados previamente. Se asigna ancho de bandaa cada canal, sin tomar en cuenta si la estación tiene datos para transmitir.

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DXI (InteData Exchange rface)

Interfaz de intercambio de datos. Especificación del Forum ATM,descripta en RFC 1483, que define la forma en la que un dispositivo de red, talcomo un bridge, router o hub puede actuar efectivamente como un FEP en unared ATM, realizando la interfaz con una DSU especial que realiza lasegmentación y rearmado del paquete.

FEP (front-end processor)

Procesador frontal. Dispositivo o panel que proporciona capacidadesde interfaz de red a un dispositivo en red. En SNA, por lo general, undispositivo IBM 3745.