Технология атм

    Название АТМ происходит от английских слов Asynchronous Transfer Mode и означает асинхронный способ (режим) передачи сообщений. Сущность технологии АТМ состоит в транспортировании всех видов информации пакетами фиксированной длины (ячейками), когда потоки ячеек от различных пользователей асинхронно мультиплексируются в едином цифровом тракте. В качестве протокольной единицы в АТМ принят пакет фиксированной длины, включающий заголовок (5 октет) и информационное поле (48 октет).

        Первое сообщение о технологии АТМ в её современном виде прозвучало в 1984 г. на ХI Международном симпозиуме по коммутации, проходившем во Флоренции (Италия).

Преимущества АТМ:

• При передаче ячейки данных отдельного пользователя вставляются в общий поток данных асинхронно по мере их генерирования источником. В результате получается очень гибкая система, позволяющая предоставлять логические каналы для любой услуги связи с требуемой шириной полосы без установления физического канала соответствующей ширины.

• Эффективность использования сетевых ресурсов;

• Возможность создания единой универсальной сети для всех существующих служб.

Основные особенности асинхронного метода переноса:

• Отсутствие защиты от ошибок и управление потоком данных на уровне звена;

• Ориентация на соединение;

• Ограниченное количество функций, которые несет заголовок пакета АТМ;

• Относительно небольшая длина информационной части ячейки.

Фазе передачи информации в сетях АТМ предшествует фаза установления виртуального соединения, во время которой осуществляется проверка достаточности объема сетевых ресурсов, как для качественного обслуживания уже установленных виртуальных соединений, так и для создаваемого. Если сетевых ресурсов недостаточно, то оконечному устройству выдается отказ в установлении соединения.

После завершения фазы передачи информации виртуальное соединение разрушается, а сетевые ресурсы могут использоваться в интересах обеспечения другого виртуального соединения.

Сети с асинхронной передачей АТМ состоят из трех элементов:

1. Средства доступа, выполняющие функции мультиплексирования и концентрации исходящей (соответственно демультиплексирования распределения входящей) нагрузки. Эти средства сосредоточены в узлах доступа, и услуги АТМ от такого узла могут предоставляться в сети доступа почти по любой передающей среде.

2. Средства коммутации, которые могут располагаться как в узлах доступа, так и в магистральных узлах.

3. Средства управления сигнализацией и предоставлением услуг, которые рассредоточены по узлам сети.

Физический уровень

Физический уровень является нижним уровнем протокольного стека АТМ, определяющим интерфейс между потоком ячеек АТМ и физической средой. Состоит из двух подуровней:

• подуровня, зависящего от физической среды;

• подуровня конвергенции с системой передачи

Подуровень, зависящий от физической среды, определяет скорость, с которой трафик АТМ транспортируется через физическую среду, отвечает за корректную передачу и прием битов по каналу, с его помощью осуществляется ввод потока данных в канал связи.

Подуровень конвергенции с системой передачи является частью физического уровня и отвечает за:

- определение протокола размещения ячеек для передачи через физическую среду в кадрах различных цифровых систем передачи, т.е. выполняет адаптацию к системе передачи;

- выполнение функции формирования той информационной структуры, которая соответствует системе передачи;

- осуществление вкладывания потока селлов в кадры и формирования самих кадров;

- изъятие селлов из кадров на приеме;

- помехозащиту заголовка селлов;

- выполнения всех функций, связанных с обработкой ошибок в заголовке.

Уровень АТМ

Работа уровня АТМ полностью независима от работы физического уровня, который выдает селлы, проверенные по заголовкам и готовые к маршрутизации.

Основные функции:

- мультиплексирование потока селлов из разных виртуальных путей в один канал доля передачи;

- необходимые преобразования заголовков (например, переназначение номера виртуального пути при переходе с участка на участок);

- формирование и изъятие заголовка.

Базовым элементом уровня АТМ является ячейка. Основное содержание поля ячейки составляет полезная информация, занимающая 48 октет с 6-го до 53-го. Верхние пять октет составляют заголовок, который служит для распознавания ячеек, принадлежащих конкретному соединению, и их маршрутизации. Между ячейками в канале нет никаких промежутков – они следуют друг за другом сплошным потоком.

Передача ячейки осуществляется в следующей последовательности:

- октеты передаются в порядке возрастания, начиная с1-го;

- биты внутри октета передаются в убывающем порядке, начиная с 8-го;

- для всех полей ячейки первый бит является наиболее значимым.

Структура заголовка пакета АТМ в интерфейсе «пользователь – сеть»

8	7	6	5	4	3	2	1
ОУП				ИВП
ИВП				ИВК
ИВК
ИВК				ТПН			ППЯ
КОЗ

ОУП – поле общего управления потоком – состоит из 4-х бит и предназначено для управления нагрузкой с целью защиты от перегрузок (для контроля нагрузки, создаваемой оконечными устройствами пользователя).

ИВП – идентификатор виртуального пути – занимает 8 бит, что расширяет возможности маршрутизации.

ИВК - идентификатор виртуального канала – занимает 16бит. Вместе с полем ИВП составляет маршрутное поле ячейки.

ТПН – поле типа полезной нагрузки – занимает 3 бита. Используется для идентификации пользовательских ячеек, ячеек эксплуатации и технического обслуживания и управления ресурсами.

ППЯ – занимает 1 бит. Используется для указания явного приоритета потери ячейки. Если в поле приоритета ячейки записана 1, то данная ячейка может быть сетевым узлом отброшена в случае возникновения перегрузок. Если в поле ППЯ записан 0, то ячейка имеет высокий приоритет и должна быть сохранена. Приоритет потери ячейки устанавливается пользователем или поставщиком услуг.

КОЗ – поле контроля ошибок в заголовке на уровне АТМ на заполняется и не проверяется.

Уровень адаптации АТМ

Уровень адаптации АТМ предназначен для преобразования трафика пользователя в протокольные блоки данных для их размещения в поле полезной нагрузки одного или нескольких смежных пакетов АТМ и наоборот.

Уровень адаптации АТМ разделяется на два подуровня:

- подуровень сегментации и сборки;

- подуровень конвергенции или слияния.

Основными функциями подуровня сегментации и сборки являются:

- на передающей стороне – сегментация протокольных блоков данных вышележащего уровня в 48 октет информационного поля ячейки АТМ;

- на приемной стороне – сборка информационных полей ячеек в протокольный блок данных более высокого уровня.

Подуровень конвергенции выполняет функции идентификации сообщений, синхронизации абонентских установок.