Технология атм (Asynchronous Transfer Model)
Технология АТМ является дальнейшим развитием идей предварительного резервировании пропускной способности виртуального канала, реализуемая в технологии frame relay. Кроме того, достоинством технологии АТМ является то, что она поддерживает основные виды трафика, существующего у абонентов разного типа:
Трафик с постоянной битовой скоростью CBR, характерный для телефонных сетей и сетей передачи изображения.
трафик с переменной битовой скоростью VBR, характерный для компьютерных сетей и для передачи компрессированного голоса и изображения.
Для каждого типа трафика пользователь может заказать у сети несколько значений параметров качества обслуживания:
Максимальную битовую скорость PCR.
Среднюю битовую скорость SCR.
Максимальный уровень пульсации MRS,
Параметры контроля времени соотношений между передатчиком и приемником, важных для трафика, чувствительного к задержкам.
Так как параметры контроля времени соотношений между передатчиком и приемником выбраны в качестве транспортной основы широкополосных цифровых сетей с интеграцией услуг B-ISDN, которые должны заменить ISDN. Неоднородность трафика присуща любой крупной вычислительной сети, поэтому системные интеграторы и администраторы тратят большую часть своего времени на согласование разнородных компонентов. В связи с этим, любое средство, способствующее уменьшению неоднородности сети, вызывает интерес у специалистов.
Технология АТМ разработана как единый универсальный транспорт для нового поколения сетей с интеграцией услуг. Кроме указанных выше достоинств АТМ обеспечивает:
Скорость передачи данных от десятков Мбит до нескольких Гбит с гарантированной пропускной способностью.
Обеспечение использования общих транспортных протоколов для локальных и глобальных сетей.
Сохранение имеющейся инфраструктуры физических каналов или физических протоколов T1/E1, T3/E3, SDNSTM-n, FDDI.
Взаимодействие с уже установленными протоколами локальных и глобальных сетей ip, SNA, Ethernet, ISDN.
Технология АТМ совмещает в себе подходы двух технологий:
Коммутация пакетов.
Коммутация каналов.
От первой она взяла передачу данных в виде адресуемых пакетов, а от второй – использование пакетов небольшого и фиксированного набора. В результате этого задержки в сети становятся более предсказуемыми.
АТМ в сравнении с другими технологиями достаточно сложная, поэтому хотя основные стандарты приняты в 1993 году, она пока не получила широкого распространения.
Основные принципы технологии атм
Сеть АТМ имеет классическую структуру крупной территориальной сети. Конечные узлы соединяются индивидуальными каналами с коммутаторами нижнего уровня, которые в свою очередь соединяются с коммутаторами более высоких уровней.
Коммутаторы АТМ осуществляют маршрутизацию на основе VCI. Для частных сетей определён протокол PNNI (Privat NNI), с помощью которого коммутаторы строят таблицы маршрутизации автоматически.
Для увеличения скорости соединения в больших сетях используется понятие «виртуальный путь», он объединяет виртуальные каналы, имеющие в сети АТМ общий маршрут, между исходными и конечными узлами или общую часть маршрута между коммутаторами.
Идентификаторы «виртуального пути» VPI (Virtual Path Identifier) является старшей частью адреса и представляет собой общий префикс для иск-го количества виртуальных каналов.
Таким образом, идея унификации адресов применена на двух уровнях:
а) на уровне адресов конечных узлов (работает на стадии установления соединения VCI).
б) на уровне номеров виртуальных каналов (работает при передаче данных по имеющемуся виртуальному каналу VCI).
Особенность технологии АТМ заключается в качественном обслуживании разнородного трафика в одних и тех же каналах связи и в одном и том же коммутативном образовании, таким образом чтобы каждый абонент получил требуемый ему уровень обслуживания и не рассматривался как второстепенный.
Трафик вычислительных сетей имеет ярко-выраженный пульсирующий характер, т.к. компьютер посылает пакеты в сеть в случайные моменты времени.
Рисунок – Вычислительная сеть. Мультимедийный трафик
Чувствительность данного трафика к потере данных высокая и данные можно восстановить за счёт повторной передачи. Такой трафик характеризуется низким коэффициентом пульсации, высокой чувствительностью к задержкам передачи данных, отражается на качестве воспроизводимого сигнала и низкой чувствительности к потере данных.
Из-за инерционности физических процессов, потере отдельных замеров голоса или кадров изображения может компенсировать на основании предыдущих и последующих значений. На возможность совмещения этих двух видов трафика указывает объём комплексного пакета.
Поэтому в технологии АТМ любой вид трафика передаётся пакетами фиксированной и малой длины 53 байта. Эти пакеты называются ячейками, поле данных в них занимает 48 байт, а заголовок 5 байт.
На выбор размера ячейки большое влияние оказало допустимое время задержки пакетизации – это время, в течении которого первый замер голоса ждёт окончание форматирование пакета и отправки его по сети. При размере поля данных 48 байт, одна ячейка АТМ обычно переносит 48 замеров голосов, которые делятся с интервалом 125 мкс, поэтому первый замер должен ожидать примерно 6 мс прежде, чем ячейка будет сформирована и отправлена в сеть. Именно 6 мс это задержка близкая к пределу, за который начинаются нарушения качества передачи голоса. Выбор размера ячейки ещё не решает задачу совмещения разнородного трафика в одной сети, а создаёт предпосылки для её решения. Для полного решения задачи технология АТМ развивает возможность заказа пропускной способности и качество обслуживания. В результате определено 5 классов трафика, отличающихся по следующим характеристикам:
Наличие или отсутствие пульсации
Требование синхронизации данных между передающими и принимающими станциями.
Тип протокола, с помощью которого, передаются данные (с участием соединения или без участия соединения).