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Introdução à Tecnologia ATM Marco Antônio Chaves Câmara LOGIC Engenharia Ltda

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Apresentação em tema: "Introdução à Tecnologia ATM Marco Antônio Chaves Câmara LOGIC Engenharia Ltda"— 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 – 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 – Constant Bit Rate – Contínuo e constante – Taxa média = Taxa de pico Rajadas ( bursty ) VBR

18 Classes de Tráfego CBR Rajadas ( bursty ) – 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 – Bursty – Baixa tolerância a erros – Sincronismo não é crítico Imagem Fixa Áudio Vídeo

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

23 Tráfego por Aplicação Texto Imagem Fixa Áudio – 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 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;

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

33 Histórico do ATM ATM Forum – Criação em 1991: Adaptive Corporation Cisco System, Inc. Sprint Corporation Northern Telecom Ltd ª Versão UNI UNI Classical IP and ARP over ATM (IETF)

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

35 Comutação Rápida Rede Implementando : – 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). Física Enlace

36 Comutação Rápida Rede Implementando : – 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 ). Física Enlace

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

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

40 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) H0 384 KBps H KBps 1536 KBps H KBps ~45000 H ~

43 Estruturas de Acesso Acesso Básico – 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 Hierarquias digitais Os diferentes padrões Unificação dos padrões SDH & SONET SynchronousDigitalHierarchy

46 Hierarquias Digitais 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) Sinais Básicos

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 51,84 MBps 6,312 MBps 1,544 MBps 2,048 MBps x4 x3 x7 x3

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

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

59 Config. de Referência Os blocos representam funções realizadas por equipamentos presentes no ambiente do usuário. B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RBRBRBRB SBSBSBSB TBTBTBTB UBUBUBUB

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

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

62 Config. de Referência NT1 - Network Terminal 1 Representa a camada 1 da rede Uma interface T B para conexão com NT2 B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RBRBRBRB SBSBSBSB TBTBTBTB UBUBUBUB

63 Config. de Referência NT2 : MUX/DEMUX de células Permite a concentração de vários equipamen- tos, como podemos ver na figura B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RBRBRBRB SBSBSBSB TBTBTBTB UBUBUBUB

64 Config. de Referência Interfaces S e T são definidas pela norma UNI É obrigatória a obediência aos padrões estabelecidos na norma B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RBRBRBRB SBSBSBSB TBTBTBTB UBUBUBUB

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

66 Config. de Referência TE2 - terminal que não atende às condições especificadas no ATM-UNI É necessária a conversão para acesso ao NT2 B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RBRBRBRB SBSBSBSB TBTBTBTB UBUBUBUB

67 Config. de Referência TA ( Terminal Adapter ) - Adapta a interface do terminal TE2 ao padrão UNI exigido pelo NT2. B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RBRBRBRB SBSBSBSB TBTBTBTB UBUBUBUB

68 Config. de Referência B-TE1 B-NT2 B-NT1 B-TE2 B-TA RBRBRBRB SBSBSBSB { TBTBTBTB UBUBUBUB { { UN I Pública Privada

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 – 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 – 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 É gerado o HEC do cabeçalho O fluxo é trans- formado em bits São inseridos os delimitadores Os bits são en- tregues a PM 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 : X 8 + X 2 + 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 T B da UNI Estudos do ITU-T procuram adequar a S B 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 Formato da Célula Cabeçalho Dados Bytes GFCVPI VPIVCI VCI VCIPTCLP HEC 48 bytes de dados

90 Formato da Célula 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 Bytes GFCVPI VPIVCI VCI VCIPTCLP HEC 48 bytes de dados

91 Formato da Célula Representam 90% da célula – Header = 10% ( Overhead ?) Diversos formatos : – Vídeo – Voz – Dados O tamanho é fixo ! Bytes GFCVPI VPIVCI VCI VCIPTCLP HEC 48 bytes de dados

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 – Realiza serviços da classe A AAL 2 AAL 3/4 AAL 5

97 Os tipos de AAL AAL 0 AAL 1 AAL 2 – 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 – 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 – 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 – 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) 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


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