Ricardo Jorge Rodríguez - Desarrollo del proyecto de la red telemática. IFCT0410

Importante

ATM se fundamenta en 3 principios:

1 Conmutación de paquetes de un tamaño reducido y fijo, denominados celdas.

2 Tecnología basada en circuitos virtuales.

3 Utilización de altas velocidades de transmisión.

ATM (Asynchronous Transfer Mode) está orientado a la conexión, como una red de conmutación de circuitos. En el momento de iniciar la comunicación hacia un destino debe establecer el camino virtual que seguirán todas las celdas desde el origen hasta el destino. Este camino no cambia durante toda la comunicación; por lo tanto, si cae un nodo la comunicación se pierde. Todos los encaminadores intermedios (o conmutadores) a lo largo del camino introducen entradas en sus tablas para encaminar cualquier paquete del circuito virtual, y también reservarán los recursos necesarios para garantizar durante toda la sesión la calidad del servicio al usuario. Por esta razón, ATM garantiza el orden de llegada de las celdas, pero no garantiza la recepción de una celda, ya que la puede descartar si no es correcto.

ATM utiliza paquetes de un tamaño fijo y reducido, denominados celdas. Cada celda tiene un tamaño de 53 bytes, de los que 5 bytes son de cabecera y los restantes 48 bytes de datos útiles (payload). La utilización de este tipo de celdas supone las siguientes ventajas:

1 Facilita la conmutación de alta velocidad.

2 Simplifica el hardware en los conmutadores y el procesamiento necesario en cada nodo.

3 Reduce el tamaño de las memorias intermedias internas de los conmutadores y permite una gestión de las memorias intermedias más rápida y eficiente.

4 Reduce el retraso de procesamiento, ya que pueden ser procesadas rápidamente y además permiten realizar esta operación por hardware.

5 Disminuye la variabilidad del retraso al tener todas las celdas la misma medida, lo que resulta esencial para aquellos servicios sensibles a la cuestión temporal, como son los de voz o vídeo.

Otras características de ATM son:

1 El estándar ATM define un conjunto total de protocolos de comunicación, desde una API del nivel de aplicación hasta el final a través de la capa física.

2 ATM puede funcionar sobre cualquier capa física. A menudo, funciona sobre fibra óptica, utilizando el estándar SONET (Synchronous Optical Network, Red Óptica Síncrona) a velocidades entre 155,52 Mbps y 622 Mbps, e incluso más elevadas (del orden del gigabit). Se eligió la velocidad de 155 Mbps porque es lo que se necesita para la televisión de alta definición y para que sea compatible con el sistema de transmisión SONET. La velocidad de 622 Mbps se eligió para que 4 canales de 155 Mbps se pudieran transmitir simplemente en uno.

3 ATM es un sistema flexible, diseñado para soportar una amplia variedad de tipo de tráfico: de tasa constante de bits (CBR), de tasa variable de bits (VBR), de tasa disponible de bits (ABR) y de tasa no especificada de bits (UBR).

4 Permite convertir cualquier tipo de tráfico en celdas de 53 bytes y transportarlo sobre una columna vertebral* o WAN. Permite multiplexar las conexiones de diferentes flujos de datos sobre la misma interfaz física debido a las altas velocidades a las que funcionan los equipos ATM. Nota: en inglés, backbone. Se trata de la columna vertebral de la red, normalmente donde se aloja la electrónica de red.

5 ATM no proporciona retransmisiones en términos de enlace a enlace. Si un conmutador* detecta un error en una cabecera de celda ATM, intenta corregir el error utilizando códigos correctores de errores. Si no puede corregir el error, desecha la celda, en lugar de solicitar una nueva retransmisión desde el conmutador precedente. Nota: en inglés, switch (conmutador).

6 ATM solo proporciona control de congestión para un determinado tipo de tráfico (ABR). Los conmutadores ATM proporcionan realimentación al terminal emisor para ayudar a regular su tasa de transmisión en los momentos de congestión de la red.

Formato de las celdas ATM

Son estructuras de datos de 53 bytes compuestas por dos campos principales:

1 Header: sus cinco bytes tienen las siguientes funciones principales:La identificación del canal.Detección de errores y activación o desactivación de la célula.Información concerniente a la corrección de errores y el número correspondiente de la secuencia.

2 Payload: sus 48 bytes se componen de los datos de usuario y protocolos (denominados AAL).

Dos de las especificaciones más importantes de ATM son los canales virtuales y sus rutas virtuales, que se materializan en 2 identificadores del header de cada célula (VCI y VPI), ambos determinan la ruta entre los nodos.

La definición del estándar marca el protocolo de conexión que las transmite, siendo los dos formatos de celda los siguientes:

1 NNI (interfaz red a red), hace referencia a la conexión conmutada ATM en redes privadas.

2 UNI (interfaz usuario a red), hace referencia a la conexión de un conmutador ATM (puede ser pública o privada), a un terminal ATM de un usuario (este último es el más usado).

Nota

NNI son las siglas de Network to Network Interface.

UNI son las siglas de User to Network Interface.

Conexiones virtuales ATM

Las conexiones lógicas ATM están relacionadas con las conexiones de los canales virtuales (VCC), que indican el camino fijo que debe seguir la celda. La conexión entre dos sistemas finales se puede realizar mediante:

1 Caminos de transmisión (TP): conexión física entre un sistema final y un conmutador o entre dos conmutadores.

2 Camino virtual (VP): conjunto de una o más conexiones entre dos conmutadores. El campo VPI de la celda ATM identifica un camino virtual.

3 Circuito virtual (VC): todas las celdas que pertenecen al mismo mensaje viajan por el mismo circuito virtual y mantienen su orden original hasta llegar al destino. El campo VCI de la celda ATM identifica un canal virtual.

Nota

TP son las siglas de Transmission Path.

VP son las siglas de Virtual Path.

VC son las siglas de Virtual Channel.

Varios circuitos virtuales forman un camino virtual. Y la concatenación de varios caminos virtuales forma un canal físico de transmisión.

Dos tipos de conexiones se ofrecen en ATM:

1 Los circuitos conmutados virtuales, como son las llamadas telefónicas de voz (se establecen dinámicamente).

2 Los circuitos virtuales permanentes, que son solicitados manualmente por el usuario final (por ejemplo, para enviar un fax). La ventaja sobre la conmutación virtual de circuitos es que no es necesario ningún tipo de tiempo para establecer el circuito, los paquetes se mueven instantáneamente. Los troncales ATM en Internet utilizan, a menudo, circuitos virtuales permanentes, lo que evita la necesidad de establecimiento o destrucción de VC dinámicos.

Funcionamiento de ATM

El funcionamiento de ATM se basa en el establecimiento de un camino entre el emisor y el receptor, pasando por los nodos intermedios que sean necesarios; su principal componente es el conmutador.