Introdução à Tecnologia ATM

Apresentação em tema: "Introdução à Tecnologia ATM"— Transcrição da apresentação:

1 Introdução à Tecnologia ATM
Marco Antônio Chaves Câmara LOGIC Engenharia Ltda

2 Agenda do Tutorial Aplicações & Banda Larga Introdução ao ATM
Configuração e Modelo de Referência As Camadas Outras Características

3 Aplicações & Banda Larga
Sistemas de Comunicação Típicos O que é “banda larga” ? Tipos de serviço Classes de Tráfego Tipo de serviço define requisitos do meio de comunicação Redes hoje & Aplicações para banda larga

4 Sist. de Comunicação Típicos
Voz Rede telefônica Transmissão de Dados Redes de pacotes Vídeo TV a cabo e broadcast Para unificar os ambientes ?

5 Que é Serviço de Banda Larga ?
Todo serviço que exige canais de comunicação capazes de suportar taxas superiores às taxas primárias do RDSI-FE Chamada também de broadband Acesso Primário RDSI-FE (Redes Digitais de Serviços Integrados - Faixa Estreita) T1 = 1,544 MBps E1 = 2,048 MBps Também chamada de B-ISDN

6 Serviço Conversacional
Transferência fim-a-fim em tempo real; Vídeo-conferência

7 Serviço de Recuperação
Recuperação remota de informações Vídeo-texto, video-on-demand

8 Serviço de Mensagem Armazenamento temporário de mensagens
Store-and-forward Não são em tempo real Correio de vídeo & Correio multimídia

9 Serviço de Distribuição
Sem controle Broadcasting : cotação de bolsas, TV etc Com controle Acesso a documentos selecionados; locação de vídeos

10 Características Específicas
Longos Altas taxas Transferência contínua Sincronismo

11 Características Específicas
Longos Serviços de Banda larga geralmente envolvem grande quantidade de informação. Altas taxas Transferência contínua Sincronismo

12 Características Específicas
Longos Altas taxas Além da grande quantidade, as informações precisam ser entregues em um tempo reduzido. Transferência contínua Sincronismo

13 Características Específicas
Longos Altas taxas Transferência contínua Alguns serviços exigem a transferência constante de informação, como no caso do áudio, por exemplo. Sincronismo

14 Características Específicas
Longos Altas taxas Transferência contínua Sincronismo Exige-se que os tempos de apresentação correspondam ao tempo da origem, ou mesmo que dois tipos diferentes de informação estejam sincronizadas.

15 Um exemplo : TV Televisão comum Televisão - estúdio
Normal = 120 MBps Comprimido = 3 a 6 MBps Televisão - estúdio Normal = 216 MBps Comprimido = 10 a 30 MBps Televisão de alta resolução Normal = 1500 MBps Comprimido = 20 a 30 MBps Fonte : IEEE Communications Magazine, Abril 1992

16 Classes de Tráfego CBR Rajadas (bursty) VBR

17 Classes de Tráfego CBR Rajadas (bursty) VBR Constant Bit Rate
Contínuo e constante Taxa média = Taxa de pico Rajadas (bursty) VBR

18 Classes de Tráfego CBR Rajadas (bursty) VBR
Períodos de pico intercalados com silêncio (nenhum tráfego) Taxa média não tem significado VBR

19 Classes de Tráfego CBR Rajadas (bursty) VBR Variable Bit Rate
Contínuo, porém variável

20 Tráfego por Aplicação Texto Imagem Fixa Áudio Vídeo

21 Tráfego por Aplicação Texto Imagem Fixa Áudio Vídeo Bursty
Baixa tolerância a erros Sincronismo não é crítico Imagem Fixa Áudio Vídeo

22 Tráfego por Aplicação Texto Imagem Fixa Áudio Vídeo Bursty
Sincronismo não é crítico Erros em imagens matriciais Erros em imagens vetoriais Áudio Vídeo

23 Tráfego por Aplicação Texto Imagem Fixa Áudio Vídeo CBR
Sensível ao sincronismo Sensibilidade média a erros Vídeo

24 Tráfego por Aplicação Texto Imagem Fixa Áudio Vídeo CBR
Sincronismo crítico Baixa sensibilidade a erros

25 Aplicações Especiais Técnicas críticas para o tratamento de erros
Compressão (eliminam-se dados desnecessários) Compactação (não se eliminam dados) Interpretação automática dos dados (medicina) Prioridade de perda Aplicação estabelece o que pode ser desprezado em situações críticas

26 Ethernet Redes hoje & Broadband Ausência de Sincronismo
Dificuldades para tráfegos contínuos Desempenho cai com o aumento de tráfego Ethernet

27 Redes hoje & Broadband Tratamento de prioridades existe, mas não é perfeito Não há garantia de sincronismo Dificuldades para tráfego em rajada Token Ring

28 Redes hoje & Broadband Taxa de transferência elevada
Não há garantia de sincronismo, exceto no FDDI II FDDI

29 Agenda do Tutorial Aplicações & Banda Larga Introdução ao ATM
Configuração e Modelo de Referência As Camadas Outras Características

30 Introdução ao ATM ? ? Histórico Comutação Rápida RDSI-FL
Limitações do STM SDH ATM - Solução ? ? ? ? ?

31 Histórico do ATM Integração de serviços surge quando as redes de telefonia evoluiram para a comunica-ção de dados; Comutação de circuitos é substituída pela comutação de pacotes; Multiplexação no tempo e transmissão síncrona. O TDM já previa integração dados/voz; 1962 1996

32 Histórico do ATM RDSI introduz o conceito da comunicação digital de ponta a ponta; Começa-se a analisar a integração da RDSI às redes atuais; Frame-relay reduz o tempo de chaveamento, através da simplificação do processo; Tecnologia cell-relay promete mais velocidade e integração facilitada 1962 1996

33 Histórico do ATM ATM Forum 1992 - 1ª Versão UNI 1993 - UNI 3.0
Criação em 1991: Adaptive Corporation Cisco System, Inc. Sprint Corporation Northern Telecom Ltd. ª Versão UNI UNI 3.0 Classical IP and ARP over ATM (IETF) 1962 1996

34 Comutação Rápida A idéia :
Simplificar o trabalho da camada de enlace, passando suas funções para as camadas superiores; Eliminar a camada 3 para o fluxo nominal. Enlace Rede Rede Física

35 Comutação Rápida Implementando : Enlace Rede Rede Física
Reduzem-se as funções das camadas 2 e 3 controles passam a funcionar fim a fim (transporte); Informações de sinalização seguem por circuitos virtuais separados; O roteamento é feito no momento da conexão (criação do circuito virtual). Enlace Rede Rede Física

36 Comutação Rápida Implementando : Enlace Rede Rede Física
Reduzem-se as funções das camadas 2 e 3 controles passam a funcionar fim a fim (transporte); Informações de sinalização seguem por circuitos virtuais separados; O roteamento é feito no momento da conexão (criação do circuito virtual). Enlace Rede Rede Física

37 A existência do link virtual vai garantir que, após o
estabelecimento da conexão, todas as informações posteriores sejam encaminhadas sem roteamento.

38 Comutação Rápida As técnicas :
Unidades de informação com tamanho variável Frame Relay Unidades de informação com tamanho fixo Cell Relay Enlace Rede Rede Física

39 RDSI-FL Faixa Larga Baseada na tecnologia cell-relay Objetivos
Também conhecida como B-ISDN Baseada na tecnologia cell-relay Objetivos Oferecer gama ampla de serviços Interfaces de acesso padronizadas

40 STM Limitações do STM O que é STM ? Os canais Estruturas de Acesso
Atendendo ao RDSI-FL STM

41 O que é STM ? Synchronous Transfer Mode
Linhas de transmissão são canais síncro-nos multiplexados no tempo (TDM) Modo de transferência utilizado pelo RDSI-FE (Seria possível usá-lo para o RDSI-FL ?)

42 Os canais Canal B = 64 KBps Canal D = 16, 64 KBps Canais H
Canais Hierarquia(MBps) H KBps H KBps KBps H KBps ~45000 H ~

43 Estruturas de Acesso Acesso Básico Acesso Primário
Dois canais B + um canal D (16 KBps) Taxa de 192 KBps Acesso Primário T1: 23 canais B + um canal D (64 K) E1: 30 canais B + um canal D (64K) Acesso com canais H ? Problemas de gerenciamento de canais Necessidade de alta velocidade no chaveamento de canais provocaria perda de performance

44 Atendendo ao RDSI-FL Se simplificarmos o chaveamento
Perda da capacidade de transmissão dos canais Se utilizarmos totalmente os canais Chaveamento complexo causa perda de performance Esquemas alternativos novamente geram mais complexidade

45 SDH Synchronous Digital Hierarchy Hierarquias digitais
Os diferentes padrões Unificação dos padrões SDH & SONET Synchronous Digital Hierarchy

46 Hierarquias Digitais Sinais Básicos Confome mostrado na figura, diversos sinais básicos são multiplexados em cascata, com cada saída representando um nível hierárquico diferente Níveis hierárquicos superiores exigem meios físicos com maior banda de passagem Multiplexação normalmente não atende a um padrão muito claro (definida pelos fabricantes)

47 Os diferentes padrões Além dos problemas de padronização na multiplexação, existem diferentes padrões para as hierarquias : Americana - T1 Européia - E1 Japonesa Trabalhos do ITU-T visavam a criação de uma hierarquia padrão para a NNI.

48 Os diferentes padrões Além dos problemas de padronização na multiplexação, existem diferentes padrões para as hierarquias : Americana - T1 Européia - E1 Japonesa Trabalhos do ITU-T visavam a criação de uma hierarquia padrão para a NNI.

49 Os diferentes padrões Além dos problemas de padronização na multiplexação, existem diferentes padrões para as hierarquias : Americana - T1 Européia - E1 Japonesa Trabalhos do ITU-T visavam a criação de uma hierarquia padrão para a NNI.

50 Os diferentes padrões Além dos problemas de padronização na multiplexação, existem diferentes padrões para as hierarquias : Americana - T1 Européia - E1 Japonesa Trabalhos do ITU-T visavam a criação de uma hierarquia padrão para a NNI.

51 Os diferentes padrões Além dos problemas de padronização na multiplexação, existem diferentes padrões para as hierarquias : Americana - T1 Européia - E1 Japonesa Trabalhos do ITU-T visavam a criação de uma hierarquia padrão para a NNI.

52 Os diferentes padrões Além dos problemas de padronização na multiplexação, existem diferentes padrões para as hierarquias : Americana - T1 Européia - E1 Japonesa Trabalhos do ITU-T visavam a criação de uma hierarquia padrão para a NNI.

53 Unificação dos padrões
Esforço do BBTG (BroadBand Task Group) do ITU-T O SDH seria padrão para a RDSI-FL A Bell havia criado um padrão para hierarquiais digitais e multiplexação SDH

54 SDH & SONET O padrão da Bell (SONET) é aprovado para a NNI, e depois para a UNI Taxa Básica de 51,84 MBps do SONET vira 155,52 no SDH 155,52 MBps x3 51,84 MBps x7 6,312 MBps x4 x3 1,544 MBps 2,048 MBps

55 ATM - A solução ? Assynchronous Transfer Mode
Baseada em pequenas células de 53 bytes Suporta diferentes tipos de tráfego, com alta taxa de transferência Escolhido como modo de transferência para a RDSI-FL

56 Agenda do Tutorial Aplicações & Banda Larga Introdução ao ATM
Configuração e Modelo de Referência As Camadas Outras Características

57 Config. de Referência UNI
Rede Define o ambiente do usuário, ou melhor, a conexão do usuário à rede. Esta interface é chamada de UNI (User Network Interface)

58 Config. de Referência B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RB SB TB UB Define o ambiente do usuário, ou melhor, a conexão do usuário à rede. Esta interface é chamada de UNI (User Network Interface)

59 Config. de Referência B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RB SB TB UB Os blocos representam funções realizadas por equipamentos presentes no ambiente do usuário.

60 Config. de Referência ? B-TE1 B-NT2 B-NT1 ? B-TE2 B-TA RB SB TB UB Entre os blocos estão os pontos de referência, que são as interfaces entre equipamentos. A interface com o usuário não é representada.

61 Config. de Referência B-TE1 B-NT2 B-NT1 Rede B-TE2 B-TA RB SB TB UB Do lado direito da figura, conecta-se a linha de comunicação, que interliga o ambiente de usuário ao resto da rede.

62 Config. de Referência NT1 - Network Terminal 1
B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RB SB TB UB NT1 - Network Terminal 1 Representa a camada 1 da rede Uma interface TB para conexão com NT2

63 Config. de Referência NT2 : MUX/DEMUX de células
B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RB SB TB UB NT2 : MUX/DEMUX de células Permite a concentração de vários equipamen-tos, como podemos ver na figura

64 Config. de Referência Interfaces S e T são definidas pela norma UNI
B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RB SB TB UB Interfaces S e T são definidas pela norma UNI É obrigatória a obediência aos padrões estabelecidos na norma

65 Config. de Referência B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RB SB TB UB TE1 (Terminal Equipment) - terminal que aten-de às condições especificadas no ATM-UNI Não é necessária conversão para acesso ao NT2

66 Config. de Referência B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RB SB TB UB TE2 - terminal que não atende às condições especificadas no ATM-UNI É necessária a conversão para acesso ao NT2

67 Config. de Referência B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RB SB TB UB TA (Terminal Adapter) - Adapta a interface do terminal TE2 ao padrão UNI exigido pelo NT2.

68 { { { Config. de Referência Privada Pública UNI B-TE1 B-NT2 B-NT1
B-TA { RB SB TB UB { Privada Pública UNI

69 Modelo de Referência Define quatro planos Gerência Planos
Gerência Camadas Controle Usuário

70 Modelo de Referência Gerência dos Planos Não está dividido em camadas
Faz o gerenciamento de todos os planos, inclusive o próprio

71 Modelo de Referência Gerência das Camadas
Trata do fluxo de informações de operação e manutenção de cada camada Gerenciamento de recursos e parâmetros de protocolos

72 Modelo de Referência Plano de Controle Sinalização de conexões
Funções de controle

73 Modelo de Referência Plano do Usuário Dividido em camadas
Transferência da informação propriamente dita entre os usuários

74 Agenda do Tutorial Aplicações & Banda Larga Introdução ao ATM
Configuração e Modelo de Referência As Camadas Outras Características

75 As Camadas Camada de Adaptação Camada ATM Camada Física

76 As Camadas Camada de Adaptação Camada ATM Camada Física
Primeira camada fim-a-fim no ATM AAL (ATM Adaptation Layer) Dividida nas subcamadas CS e SAR CS (Convergência) SAR (Quebra e Remontagem) Camada ATM Camada Física

77 As Camadas Camada de Adaptação Camada ATM Camada Física
Comum aos planos de controle e usuário Presente em todos os equipamentos da rede Não possui subcamadas Camada Física

78 As Camadas Camada de Adaptação Camada ATM Camada Física
Comum aos planos de controle e usuário Presente em todos os equipamentos da rede Dividida nas subcamadas TC e PM TC (Convergência de Transmissão) e PM (Mídia Física)

79 A Camada Física Como ocorre a Transmissão A subcamada TC
A subcamada PM

80 Como ocorre a Transmissão
TC recebe um fluxo de células São inseridos os delimitadores É gerado o HEC do cabeçalho Os bits são en- tregues a PM O fluxo é trans- formado em bits Os bits são transmitidos

81 A subcamada TC Desacopla a taxa de transmissão da taxa de geração de células Geração e verificação do HEC Delineamento das células Embaralhamento

82 A subcamada TC Desacopla a taxa de transmissão da taxa de geração de células Preenchimento automático para tráfego bursty Geração e verificação do HEC Delineamento das células Embaralhamento

83 A subcamada TC Desacopla a taxa de transmissão da taxa de geração de células Geração e verificação do HEC Polinômio gerador : X8 + X2 + X + 1 Erros no HEC causam descarte da célula Só a garantia de correção para erros em um bit Em fibra ótica, normalmente pode-se corrigir Delineamento das células Embaralhamento

84 A subcamada TC Desacopla a taxa de transmissão da taxa de geração de células Geração e verificação do HEC Delineamento das células Abandonadas as técnicas de padrão de bits e codificação inválida O HEC é usado para sincronismo Embaralhamento

85 A subcamada TC Desacopla a taxa de transmissão da taxa de geração de células Geração e verificação do HEC Delineamento das células Embaralhamento Realizado na parte de dados da célula. Mantém-se o cabeçalho intacto Evita seqüências indesejáveis (0s, 1s e HEC)

86 A subcamada PM Definida pelo ITU-T apenas para a NNI e interface TB da UNI Estudos do ITU-T procuram adequar a SB às redes locais já existentes Células SDH FDDI etc

87 A Camada ATM As funções da Camada Formato da Célula

88 As funções da Camada Adição e remoção do cabeçalho
Chaveamento e encaminhamento Campos VPI e VCI do cabeçalho Meio Físico contém VPI que contém VCI GFC Controle Genérico do Fluxo Presente no cabeçalho apenas na UNI

89  Cabeçalho  Dados Formato da Célula Bytes 1 2 3 4 5 53 GFC VPI VPI
VCI 2  Cabeçalho  Dados VCI 3 VCI PT CLP 4 HEC 5 48 bytes de dados 53

90 Formato da Célula Bytes 1 GFC - Generic Flow Control
Apenas na UNI VPI - Virtual Path Identifier VCI - Virtual Channel Identifier PT - Payload Type CLP - Cell Loss Priority HEC - Header Error Control GFC VPI 1 VPI VCI 2 VCI 3 VCI PT CLP 4 HEC 5 48 bytes de dados 53

91 Formato da Célula Bytes 1 2 Representam 90% da célula 3
GFC VPI 1 VPI VCI 2 Representam 90% da célula Header = 10% (Overhead ?) Diversos formatos : Vídeo Voz Dados O tamanho é fixo ! VCI 3 VCI PT CLP 4 HEC 5 48 bytes de dados 53

92 A Camada de Adaptação Classes de Serviços Os tipos de AAL

93 Classes de Serviço A AAL utiliza os serviços das camadas inferiores para oferecer serviços com características específicas (classes) Atributos permitem modificações no tipo de serviço : VBR ou CBR Presença do Sincronismo Cada serviço específico é oferecido por um tipo de AAL

94 Os tipos de AAL AAL 0 AAL 1 AAL 2 AAL 3/4 AAL 5

95 Os tipos de AAL AAL 0 Camada AAL não existe AAL 1 AAL 2 AAL 3/4 AAL 5

96 Os tipos de AAL AAL 0 AAL 1 AAL 2 AAL 3/4 AAL 5
Realiza serviços da classe A AAL 2 AAL 3/4 AAL 5

97 Os tipos de AAL AAL 0 AAL 1 AAL 2 AAL 3/4 AAL 5
Realiza serviços da classe B. Ainda não é utilizada AAL 3/4 AAL 5

98 Os tipos de AAL AAL 0 AAL 1 AAL 2 AAL 3/4 AAL 5
Realizam os serviços das classes C e D Combinadas durante a definição das normas AAL 5

99 Os tipos de AAL AAL 0 AAL 1 AAL 2 AAL 3/4 AAL 5
Realiza serviços das classes C e D, porém de forma mais simples

100 Agenda do Tutorial Aplicações & Banda Larga Introdução ao ATM
Configuração e Modelo de Referência As Camadas Outras Características

101 Outras características
Sinalização Plano de Gerenciamento Plano do Usuário

102 Sinalização Realizada pelo plano de controle
Estabelece, mantém e libera dinamicamente conexões VCCs e VPCs Oferece suporte a configurações ponto-a-ponto, multiponto e difusão Permite modificar configurações do tráfego existente

103 Plano Gerenciamento Responsável pelo OAM Fases existentes :
Operation, Administration and Maintenance Fases existentes : Monitoração de Desempenho Detecção de falhas e defeitos Proteção do Sistema Informação de falha ou desempenho Localização de falhas

104 Plano Gerenciamento ILMI Informações da MIB
Interim Local Management Interface Define informações que serão coletadas pelos agentes Informações da MIB Camada Física VCCs e VPCs Estatísticas dos VCCs e VPCs Registro de endereços

105 Plano do Usuário Redes Virtuais
Interconecção entre redes locais e remotas Emulação de LAN IP over ATM Frame Relay over ATM

106 Agenda do Tutorial Aplicações & Banda Larga Introdução ao ATM
Configuração e Modelo de Referência As Camadas Outras Características

107 Switches ATM As características técnicas As aplicações típicas
Comparativos

108 Dúvidas ? LogicSoft Marco Antônio C. Câmara Tel. (071) 351-1264
FAX (071) Internet

109 Detalhes ? Bibliografia - Livros Redes de Computadores
2a.Edição - Editora Campus Luis Fernando Gomes Soares Guido Lemos Sérgio Colcher Emerging Communications Technologies Uyless Black Prentice Hall

110 Detalhes ? Bibliografia - Livros
ATM User-Network Interface Specification Prentice Hall The ATM Forum

111 Detalhes ? Bibliografia - links