Figura 1: Especificaciones de interfaz
para redes ATM públicas y
privadas.
Los dispositivos ATM utilizan un formato de direcciones
NSAP (Network Service Access
Point) del modelo OSI de 20
bytes, en el caso de redes ATM privadas; y un formato de
direcciones E.164 del ITU-T, semejante a números
telefónicos, para las redes públicas B-ISDN. Cada
sistema ATM
necesita de una dirección ATM, independiente de los
protocolos de
nivel superior como IP o
IPX.
La transferencia de información en ATM, a diferencia de la de
otras técnicas
de conmutación de paquetes, como X.25 o Frame Relay,
utiliza paquetes de longitud corta y fija, denominados celdas.
Cada celda consta de 53 octetos o bytes, tamaño que
consigue el mejor equilibrio
entre la eficiencia de
transmisión de datos y los
requerimientos de retardo para el tráfico de voz y
vídeo. Los 5 primeros bytes contienen la
información de la cabecera y los 48 bytes restantes la
información de usuario.
La cabecera ATM tiene dos formatos, el UNI y el NNI. La
cabecera UNI es utilizada para la
comunicación entre los puntos finales ATM y los
conmutadores ATM, mientras que la cabecera NNI es utilizada para
la comunicación entre conmutadores ATM. La
cabecera UNI es mostrada en la Figura 3 y la cabecera NNI en la
Figura 4. Como se puede comprobar, la cabecera contiene la
siguiente información:
Identificador de canal virtual o VCI (Virtual
Channel Identifier) e identificador de camino virtual o
VPI (Virtual Path Identifier). Identifican el
siguiente destino de la celda cuando pasa a través de
varios conmutadores ATM. Un camino virtual o VP (Virtual
Path) no es más que la multiplexación de
diversos flujos de tráfico sobre un mismo medio de
transmisión, y es identificado por el VPI. Un camino
de transmisión es un conjunto de VPs. En ATM cada uno
de estos VPs es más tarde multiplexado en un cierto
número de canales virtuales o VCs (Virtual
Channels), identificados mediante los VCIs. Un VP es,
por lo tanto, un conjunto de VCs, cada uno de los cuales es
conmutado de forma transparente a través de la red ATM
en base a un VPI común. Los VCIs y VPIs sólo
tienen un significado local a lo largo de un enlace en
particular y se hace una correspondencia, cuando sea
apropiado, en cada conmutador.Identificador del tipo de carga o PTI (Payload
Type Identifier). Indica en el primer bit si la celda
contiene datos de usuario o datos de control. Si la celda
contiene datos de usuario, el segundo bit indica
congestión, y el tercer bit indica si la celda es la
última en una serie de celdas que representan una
única trama AAL5.Prioridad de pérdida de celda o CLP (Cell
Loss Priority). Indica si la celda debe ser descartada
en el caso de que haya congestión en su
tránsito por la red. Si el CLP es igual a 1, la celda
debe ser descartada antes que las celdas de la misma
conexión con el CLP igual a 0.Campo de control de errores o HEC (Header Error
Check). Calcula el código de redundancia
cíclica sobre la cabecera de la celda. Se utiliza para
localizar errores en la cabecera y corregirlos, si el
número de ellos no es mayor que 2; en caso contrario,
cuando existan más de 2 errores, la celda se
descarta.Campo de control de flujo genérico o GFC
(Generic Flow Control). La cabecera UNI, a
diferencia de la NNI, no soporta el CGF.
Figura 3: Formato de la cabecera de la
celda ATM UNI.
Figura 4: Formato de la cabecera de la
celda ATM NNI.
La funcionalidad de ATM se corresponde con la capa
física y
parte de la capa de enlace del modelo de
referencia OSI (Open
Systems Interconnection) de la ISO
(International Organization for Standardization). En la
Figura 5 se ilustra el modelo de referencia ATM.
El modelo de referencia ATM está compuesto por
los siguientes planos:
Control. Este plano es responsable de generar y de
manejar las peticiones de
señalización.Usuario. Este plano es responsable de manejar la
transferencia de datos.Gestión. Este plano contiene una componente
denominada gestión de la capa que maneja funciones
específicas del nivel ATM, tales como la
detección de fallos y los problemas de protocolo, y
otra capa denotada gestión de plano que maneja y
coordina funciones relacionadas con el sistema
completo.
El modelo de referencia ATM se compone de los siguientes
niveles:
Nivel físico. Semejante al nivel
físico del modelo de referencia OSI, el nivel
físico ATM maneja la transmisión dependiente
del medio físico. Define las características
eléctricas y las interfaces de red.Nivel ATM. El nivel ATM, en combinación con
el nivel de adaptación ATM, es análogo al nivel
de enlace de datos del modelo de referencia OSI. El nivel ATM
es responsable del establecimiento de conexiones y del paso
de celdas a través de la red ATM. Para ello toma los
datos que van a ser enviados y añade la
información de la cabecera de 5 bytes que asegura que
la celda es enviada por la conexión
correcta.Nivel de adaptación ATM. La AAL (ATM
Adaptation Layer), combinada con el nivel ATM, es
semejante al nivel de enlace de datos del modelo de
referencia OSI. La AAL es responsable de aislar los detalles
de los procesos ATM a los protocolos de niveles superior. Se
encarga de asegurar las características de servicio
apropiadas y de segmentar cualquier tipo de tráfico en
una carga de 48 bytes que será transmitida en las
celdas ATM. Para implementar los distintos tipos de servicio
ATM se han especificado varias capas AAL que adapten el flujo
de celdas ATM a un flujo con las características
requeridas por cada uno de ellos.Niveles superiores. Son los niveles que residen
sobre la AAL, los cuales aceptan los datos de usuario, los
clasifican en paquetes, y los pasan a la AAL.
Figura 5: Modelo de referencia
ATM.
Las redes ATM están fundamentalmente orientadas a
conexión (funcionamiento similar al sistema de
conmutación telefónico estándar), donde las
llamadas son establecidas basándose en los extremos
finales antes de que se produzca el intercambio de
información.
Cuando se establece un circuito a través de un
sistema ATM, todas las celdas relacionadas con ese flujo de
datos, viajan por la misma ruta durante toda la sesión.
Por lo tanto, las celdas llegan en orden, simplificando su
procesamiento. En cambio, en la
conmutación de paquetes, los paquetes se encaminan
dinámicamente en cada nodo.
Los sistemas de
señalización y de gestión
reservan un canal virtual consistente en una cantidad apropiada
de ancho de banda dentro de un camino con un mayor ancho de
banda. En una conexión permanente o PVC (Permanent
Virtual Connection), el ancho de banda se establece de forma
permanente –similar a una línea alquilada-, mientras
que en una conexión conmutada o SVC (Switched Virtual
Connection) , el ancho de banda se reserva al iniciar la
sesión mediante el sistema de señalización y
dicha reserva es liberada por el sistema de
señalización cuando se finaliza la llamada
–similar a una llamada telefónica por la red telefónica
básica-.
Las conexiones en ATM pueden ser punto a punto o bien
punto a multipunto. Las conexiones punto a punto conectan dos
sistemas finales ATM y pueden ser unidirecciones o
bidireccionales. Las conexiones punto a multipunto conectan un
único sistema final origen con múltiples sistemas
finales destino y sólo pueden ser
unireccionales.
Una PVC garantiza la disponibilidad de la
conexión y no requiere de establecimientos de llamada
entre los conmutadores. Entre sus desventajas, están el
carácter estático de la
conexión y la necesidad de un establecimiento manual. Entre las
ventajas del SVC, están la flexibilidad de la
conexión y que el establecimiento de la llamada puede ser
manejado automáticamente por el dispositivo de red. Entre
sus desventajas, están el tiempo extra y
la sobrecarga requerida para establecer la
conexión.
En cada conmutador ATM, para cada una de sus interfaces,
se tiene una tabla de conmutación introducida manualmente
mediante los procesos de
gestión (en PVCs) o creada dinámicamente por los
mecanismos de señalización (en SVCs). La tabla hace
una correspondencia entre los valores
VPI/VCI de la celda entrante y los nuevos valores para
el trayecto siguiente de la celda, además de indicarse la
interfaz de salida del conmutador.
El Foro
ATM
El Foro ATM (actualmente Foro IP/MPLS) era una organización internacional sin ánimo
de lucro, formada con el objetivo de
acelerar la utilización de los productos y
servicios ATM,
a través de una rápida convergencia de las
especificaciones de interoperabilidad. Además, el Foro
promueve la cooperación y el
conocimiento en la industria de
la tecnología ATM. Desde su creación en
1991, el Foro ATM ha generado un gran interés
dentro de la industria de las telecomunicaciones.
El Foro ATM consistía en un Comité
Técnico mundial, tres Comités de Marketing para
Norte América, Europa y Asia-Pacífico, y un Comité de
Usuarios, a través del cual participan los usuarios
finales de ATM.
Autor:
Ing. Ramón
Jesús Millán Tejedor
Ingeniero de Telecomunicación, Master en
Tecnologías de la Información y Licenciado en
Investigación y Técnicas de
Mercado
Web:
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