Введение
Основы технологии ATM были разработаны независимо во Франции и США в 1970-х. Целью было создать такую архитектуру, которая бы осуществляла транспортировку данных, голоса и видео на высоких скоростях, и использовала бы сетевые ресурсы наиболее эффективно.
В существующих телекоммуникационных сетях около 20 лет назад наметились тенденции к передаче трафика различных сервисов в едином канале связи, т.е. сети связи становились мультисервисными. Однако используемые технологии не позволяли гарантировать качество обслуживания (постоянное время задержки и полосу пропускания, высокий процент использования канала связи и т.п.) для разнородного трафика. В это время специалистов в области телекоммуникаций привлек внимание протокол АТМ, который был разработан еще в начале 1970-х годов. Данная технология позволяла решить проблему передачи разнородного трафика в единой среде.
ATM разрабатывалась как технология коммутации для передачи всех видов трафика (цифровых, голосовых и мультимедийных данных) по одним и тем же системам и линиям связи в пакетном формате. ATM широко используется в телефонной системе при передаче данных на большие расстояния.
Эталонная модель
Рис. 1. Эталонная модель АТМ.
Она состоит из трёх уровней: физического, ATM и адаптационного ATM-уровня, а также включает верхние уровни, используемые пользователем.
Физический уровень взаимодействует с физической средой передачи данных: напряжениями, длительностями битов и т. п. ATM не предписывает на этот счет каких-нибудь правил. Напротив, ячейки ATM могут передаваться по проводам или по оптоволоконным кабелям сами собой, а также в упакованном виде в качестве данных по любому другому носителю. Другими словами, ATM разрабатывалась как независимая от физического носителя система.
ATM-уровень имеет дело с ячейками и их передачей. Он описывает схему ячейки и значение полей заголовка. Кроме того, этот уровень занимается установлением и освобождением виртуальных каналов связи. Здесь же осуществляется управление перегрузкой.
Поскольку большинство приложений не желают работать напрямую с ячейками, уровень, расположенный над уровнем ATM, был разработан для предоставления пользователям возможности посылать пакеты, превосходящие размер ячейки. Интерфейс ATM разбивает такой пакет на ячейки, передает их по отдельности, после чего вновь собирает из них пакет на противоположной стороне. Этот уровень называется уровнем адаптации ATM, или уровнем AAL.
Таблица 1. Уровни и подуровни АТМ, их функции.
Зависящий от физического носителя подуровень PMD обеспечивает интерфейс с физическим кабелем. Он пересылает биты и управляет временными параметрами сигналов. Этот уровень будет различным для различных носителей и кабелей.
Другим подуровнем физического уровня является подуровень конвергенции передачи ТС. Уровень конвергенции передачи пересылает ячейки в виде последовательности битов подуровню PMD. С другой стороны, подуровень конвергенции передачи принимает поток битов от подуровня PMD. Его задачей является преобразование этого битового потока в поток ячеек для уровня ATM. Он выполняет все задачи, связанные с определением начала и конца ячеек во входном потоке. В модели ATM эти функции относятся к физическому уровню.
На уровне ALL происходит разделение сообщения на пакеты длиной до 64 кбайт, которые, в свою очередь, делятся на 48-байтные ячейки, преобразование битовых входных потоков в один поток с соблюдением пропорций между числом ячеек для данных, голосовой и видеоинформации, определение вида сервиса. При этом должна поддерживаться скорость передачи данных, необходимая для обеспечения соответствующего сервиса.
В целом уровень AAL разделяется на два подуровня - подуровень сборки/разборки ячеек SAR и подуровень конвергенции CS. Функции подуровня сборки/разборки состоят в "нарезке" входной информации на части, годные для вставления в ячейку и обратное преобразование на приеме.
Подуровень конвергенции выполняет функции идентификации сообщений, синхронизации абонентских установок (если соответствующая служба этого требует) и т.д. В тех случаях, когда условия работы сети АТМ пользователя устраивают, т.е. не требуется синхронизации абонентских установок и параметры качества сети (задержки и уровень ошибок) пользователя устраивает, этот подуровень может быть пропущен. В настоящее время организациями по стандартизации определено пять способов реализации уровня AAL, каждый из которых предназначен для поддержки своего типа службы.