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Redes de alta velocidade Redes ATM Introdução. 2 trib. 1 trib. 2 trib. 3 trib. 4 trib. n trib. 1 FAS trib. 2trib. 3trib. 4 trib. nFAStrib. 1 sinal de.

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1 Redes de alta velocidade Redes ATM Introdução

2 2 trib. 1 trib. 2 trib. 3 trib. 4 trib. n trib. 1 FAS trib. 2trib. 3trib. 4 trib. nFAStrib. 1 sinal de alinhamento de quadro TDM: multiplexação determinística-1 a transmissão é síncrona a velocidade do agregado é igual à soma das velocidades dos tributários acrescido do overhead overhead é necessário para o alinhamento de quadro, alarmes, controle O quadro de linha repete-se a uma determinada freqüência

3 3 TDM: multiplexação determinística-2 Vantagens simplicidade atraso pequeno Desvantagens atribui parte da capacidade do agregado a uma comunicação havendo ou não tráfego cada usuário dispõe somente de uma fração da velocidade total da linha que compartilha com outros usuários técnica é ineficiente para aplicações em transmissão de dados de natureza anisócrona

4 4 TDM: multiplexação de dados Usuário de dados deseja utilizar toda a largura de faixa da linha para enviar uma rajada, e em seguida liberar a linha para as rajadas dos demais usuários segundo estas técnicas, a informação é transportada em unidades de dados-DU dependendo da técnica são denominadas de pacotes, quadros, mensagens ou células cada DU possui um cabeçalho o cabeçalho identifica a conexão da informação contida na DU o cabeçalho permite a demultiplexação e o roteamento individual de cada DU

5 5 trib. 1 trib. 2 trib. 3 trib. n informação overhead buffer informação overhead... cada pacote contém seu próprio overhead TDM: multiplexação estatística-1 a transmissão pode ser síncrona ou assíncrona a velocidade do agregado pode ser inferior à soma das velocidades das tributárias cada tributário transmite por rajadas com baixa ocupação do tempo total As unidades de dados podem ser transmitidas continuamente ou apenas quando há dados possuir comprimento fixo ou variável

6 6 TDM: multiplexação estatística-2 Se a transmissão de dados é anisócrona e de velocidade binária variável (rajadas) a multiplexação estatística é mais eficiente cada tributário ocupa no agregado a capacidade estritamente necessária para transportar os dados em cada momento quando um tributário não possui dados para transmitir, a capacidade do agregado fica liberada para transmitir os dados dos outros usuários

7 7 TDM: multiplexação estatística-3 Desvantagens o controle e a demultiplexação são complexos quando há muito tráfego pode haver congestionamento ocorrem atrasos e até perda de dados o overhead é muito grande quando há transmissão de dados isócronos de velocidade binária constante como voz ou vídeo situação antieconômica

8 8 ts 1 FAS ts 2ts 3ts 4 ts nFASts n n ts 1 FAS ts 2ts 3ts 4 ts nFASts 1 Comutação de sinais determinísticos A função do comutador é copiar bits ou bytes de janelas fixas de um quadro que recebe nas janelas fixas de um quadro que gera localmente e transmite adiante

9 9 os dados contidos em cada DU são roteados de acordo com os endereços contidos nos cabeçalhos informação overhead informação overhead informação overhead informação overhead informação overhead informação overhead informação overhead informação overhead Comutação de sinais estatísticos o comutador analisa o overhead individual de cada DU e mapeia a informação contida no campo de carga útil nas DU que transmite adiante acrescenta um novo overhead ou mantém o mesmo overhead anterior

10 Fast relay Frame relay Cell relay

11 11 Fast Relay - 1 Tecnologias emergentes são baseadas na transferência ou chaveamento de tráfego da forma mais rápida possível: fast relay packet ou fast packet switching PDU: Protocol Data Unit Frame Relay utiliza PDUs (frames) de tamanho variável. Cell Relay utiliza PDUs de tamanho fixo (célula ATM)

12 12 Fast Relay - 2 Cell Relay: suporta transmissão e recepção de voz, vídeo, dados, e outras aplicações. ideal para grandes companhias que possuem várias redes diferentes para transportar os diversos esquemas de transmissão (companhias telefônicas). Técnicas com células (cells) são mais utilizadas que com quadros (frames): Desempenho de sistemas com células de tamanho fixo são mais prevísiveis (atrasos na transmissão, p.e.) buffers de tamanho fixo são mais fáceis de gerenciar.

13 13 Características do frame relay protocolo da rede de comutação de quadros velocidades médias e altas de acesso até 2 Mbit/s e ou maiores comutadores de alta velocidade sinalização compatível com a RDSI de faixa estreita totalmente implementada na camada 2 (modelo OSI) sem recuperação de erros os quadros com erros são sumariamente descartados pressupõe uma alta qualidade do suporte de transmissão pode ser considerado como interface de acesso

14 14 Acesso à rede Frame Relay (TELESP) FILIAL A FILIAL B FILIAL C MATRIZ LP+MODEM64kbps CIR32kbps CIR 32kbps CIR 16 ACESSO FR PORTA 64KBPS 4 ACESSOS 2 CIR 32kbps 1 CIR 16kbps SPFast da TELESP Fonte: Telesp na FENATEL 97

15 15 Tipos de transferência de dados Uma rede de dados é formada por multiplexadores e comutadores de unidades de dados-DU (data unit) Para que um usuário possa comunicar-se com outro é necessário que os comutadores saibam interpretar os endereços no cabeçalho (overhead) de cada DU Os tipos de transferência de dados são: orientada para a conexão (connection oriented) não orientada para a conexão (connectionless)

16 16 Modo não orientado para a conexão O overhead de cada unidade de dados (DU) traz toda a informação necessária para que os comutadores possam roteá-la até seu destino final (serviço de datagramas) um dos principais exemplos de uma rede que presta este tipo de serviço é a Internet o overhead é muito grande cada unidade de dados contém o endereço completo de rede do destinatário

17 17 Modo orientado para a conexão O overhead de cada unidade de dados (DU) só tem significado local só é válido enquanto durar a conexão lógica (virtual) entre os usuários conectados Antes de cada sessão é necessário estabelecer uma conexão a conexão pode ser programada de forma semi-permanente nos comutadores ou pode ser estabelecida dinamicamente mediante um procedimento de sinalização as tabelas de comutação associam um identificador de canal lógico em uma porta de entrada a um canal lógico em uma porta de saída do comutador

18 18 Comparação das técnicas de transferência-1 Modo orientado para a conexão a rede pode garantir uma certa qualidade de serviço ao estabelecer a conexão a rede reserva uma certa quantidade de memória para suportar as rajadas de dados e uma certa largura de faixa (capacidade nos troncos de interconexão) para dar passagem ao tráfego previsto congestionamentos e atrasos longos são evitados As tabelas de comutação são curtas e simples

19 19 Comparação das técnicas de transferência-2 Modo não orientado para a conexão não é preciso estabelecer uma conexão antes da transmissão dos dados não é possível garantir uma qualidade de serviço a rede tem mecanismos de observação do tráfego e deve ter seus recursos expandidos à medida que surge necessidade

20 Modo de transferência assíncrono Características Aplicações

21 21 ATM é padrão internacional Padrão do ITU-T conjunto de padrões internacionais de interface e sinalização definido pelo ITU-T (International Telecommunications Union-Telecommunications ), Setor de Padrões (antigo CCITT) Fórum ATM estabelecido em 1991 organização internacional composta voluntariamente por fabricantes, provedores de serviços, organizações de pesquisas e usuários tem como objetivo acelerar o oferecimento de produtos e serviços promovendo a cooperação entre empresas e a especificação de interoperação

22 22 História Tecnologia ATM começou a ser desenvolvida nos anos 70 e 80 junto com a da Rede Digital de Serviços Integrados (RDSI) Características deste novo conceito em redes serviços integrados em um único suporte transmissão e comutação ponta-a-ponta totalmente digital padrão universal ITU-T decidiu em 1988 que o ATM seria a técnica de comutação e multiplexação das redes RDSI-FL

23 23 Técnica de transmissão e chaveamento. Combina capacidades de multiplexação por divisão de tempo (TDM) e chaveamento por pacotes. Método de transferência de informação digital sob a forma de células. O tamanho da célula é sempre constante, independentemente da informação transportada. A conexão é estabelecida sob a forma de canais e rotas virtuais Usuário do ATM envia quantas células forem necessárias para transferir seus dados paga somente pelas células que enviou Características do ATM

24 24 Características do ATM Pode ser entendida como uma evolução da rede de chaveamento de pacotes (packet switching) O fluxo de informações pode ser variável Adequada para suportar tráfego sob a forma de rajadas (burst) em contraste com a técnica de chaveamento de circuitos Permite comunicação entre dispositivos que operam em taxas de transmissão diferentes

25 25 Características do ATM O cabeçalho do ATM é muito mais simples que os dos pacotes de dados convencionais Os atrasos no chaveamento são muito pequenos As redes ATM são construídas a partir de nós ATM interconectados que comutam as células Uma rota através da rede é alocada para cada conexão As conexões podem ser dos tipos ponto-a-ponto Multicast células de uma fonte podem ser copiadas e enviadas para vários destinos

26 26 Características do ATM ATM pode rodar em vários meios SDH-155 Mb/s PDH-34 Mb/s LAN, MAN, WAN Nós ATM podem comutar capacidade de 2,5 Gb/s, podendo chegar a 10 Gb/s Células ATM podem operar nas taxas das LANs (100 Mb/s) ou nas taxas da rede pública (155 Mb/s) Potencial para reunir LANs, MANs e WANs em uma única e simplificada rede

27 27 Características do ATM Redes ATM são do tipo orientada à conexão (connection- oriented) Circuitos virtuais são estabelecidos entre 2 pontos do sistema e as células são comutadas de acordo com identificadores de conexão conexão ponta-a-ponta define pontos terminais e rotas sem dedicar largura de faixa largura de faixa é alocada pela rede de acordo com a demanda de tráfego do usuário este tipo de conexão garante qualidade do serviço.

28 28 Vantagens do ATM Alto desempenho com potencial para comutar taxas da ordem de Tera bits/s Largura de faixa dinâmica que pode acomodar tráfego de taxa variável (burst) aplicações envolvendo dados e voz em LANs vídeo por causa da resolução e movimento requerem taxas altamente variáveis Suporte que permite tráfego de serviços multimídia em uma única rede Padrão internacional desde centrais até o ambiente do usuário final

29 29 Vantagens do ATM Tecnologia escalonável em velocidade de transmissão e tamanho da rede pode suportar enlaces nas atuais velocidades T1/E1 até OC-12 (622 Mb/s) e nos futuros enlaces multi Gb/s Arquitetura comum LAN/WAN permitindo uso consistente de equipamento para outro tradicionalmente LAN e WAN adotam tecnologias diferentes com implicações no desempenho e na interoperação Simplificação das redes usando a arquitetura de canais virtuais tráfego nas LANs atuais são não orientadas para conexão

30 30 Fundamentos do ATM MUXMUX Taxa de transmissão Nível AAL segmentação e montagem Nível ATM multiplexação e rede de transporte Nível físico STM SDH/SONET STM: Synchronous Transfer Mode Célula ATM

31 31 células de vídeo burst de dados multiplexadormultiplexador fila chave ATM células multiplexadas a transmissão de vídeo (sensível a atraso) permanece inalterada, enquanto as células de dados são atrasadas. as células de dados são concentradas e multiplexadas com informação síncrona, como voz e vídeo. A chave ATM


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