Warum ATM-Netze?
- Angetrieben durch die Integration von Diensten und Leistungsanforderungen sowohl der Telefonie als auch der Datennetze: „broadband integrated service vision“ (B-ISON).
- Telefonnetze unterstützen eine einzige Dienstqualität und sind zudem teuer.
- Internet unterstützt keine Dienstqualität, ist aber flexibel und billig.
- ATM-Netze sollten eine Reihe von Dienstqualitäten zu angemessenen Kosten unterstützen und sowohl das Telefonnetz als auch das Internet umfassen.
Asynchronous Transfer Mode (ATM):
Es handelt sich um ein effizientes Verfahren der International Telecommunication Union – Telecommunications Standards Section (ITU-T) für die Anrufweiterleitung, das alle Informationen einschließlich mehrerer Diensttypen wie Daten, Video oder Sprache in kleinen Paketen fester Größe, den sogenannten Zellen, überträgt. Die Zellen werden asynchron übertragen und das Netz ist verbindungsorientiert.
ATM ist eine Technologie, die in den 1970er und 1980er Jahren bei der Entwicklung des Breitband-ISDN zum Einsatz kam und als Weiterentwicklung der Paketvermittlung angesehen werden kann. Jede Zelle ist 53 Bytes lang – 5 Bytes Header und 48 Bytes Payload. Um einen ATM-Anruf zu tätigen, muss zunächst eine Nachricht gesendet werden, um eine Verbindung aufzubauen.
Danach folgen alle Zellen demselben Pfad zum Ziel. Es kann sowohl Datenverkehr mit konstanter Rate als auch Datenverkehr mit variabler Rate verarbeiten. Es kann also mehrere Arten von Verkehr mit durchgängiger Dienstqualität übertragen. ATM ist unabhängig vom Übertragungsmedium, die Daten können entweder selbst auf einer Leitung oder Glasfaser gesendet werden oder sie können in die Nutzlast anderer Trägersysteme integriert werden. ATM-Netze verwenden „Paket-“ oder „Zellen“-Vermittlung mit virtuellen Schaltungen. Sein Design hilft bei der Implementierung von Hochleistungs-Multimedia-Netzen.
ATM-Zellenformat –
Da Informationen in ATM in Form von Einheiten fester Größe übertragen werden, die Zellen genannt werden. Wie bereits bekannt, ist jede Zelle 53 Bytes lang und besteht aus 5 Bytes Header und 48 Bytes Payload.
Asynchronous Transfer Mode kann zwei Formate haben, die wie folgt aussehen:
- UNI Header: wird in privaten ATM-Netzen für die Kommunikation zwischen ATM-Endpunkten und ATM-Switches verwendet. Er enthält das Feld Generic Flow Control (GFC).
- NNI-Header: wird für die Kommunikation zwischen ATM-Switches verwendet und enthält keine Generic Flow Control (GFC), sondern einen Virtual Path Identifier (VPI), der die ersten 12 Bits belegt.
Arbeitsweise von ATM:
ATM-Standard verwendet zwei Arten von Verbindungen, nämlich, Virtuelle Pfadverbindungen (VPCs), die aus gebündelten virtuellen Kanalverbindungen (VCCs) bestehen und eine Grundeinheit darstellen, die einen einzelnen Zellenstrom von Benutzer zu Benutzer überträgt. Ein virtueller Pfad kann Ende-zu-Ende über ein ATM-Netz erstellt werden, da er die Zellen nicht an einen bestimmten virtuellen Kreislauf weiterleitet. Im Falle eines größeren Ausfalls werden alle Zellen, die zu einem bestimmten virtuellen Pfad gehören, auf die gleiche Weise durch das ATM-Netz geleitet, was zu einer schnelleren Wiederherstellung beiträgt.
Switches, die mit Teilnehmern verbunden sind, verwenden sowohl VPIs als auch VCIs, um die Zellen zu schalten. Dabei handelt es sich um Switches für virtuelle Pfade und virtuelle Verbindungen, die verschiedene virtuelle Kanalverbindungen zwischen sich haben können, was dem Zweck dient, einen virtuellen Trunk zwischen den Switches zu schaffen, der als eine Einheit behandelt werden kann. Die grundlegende Funktionsweise ist einfach, indem der Verbindungswert in der lokalen Übersetzungstabelle nachgeschlagen wird, um den ausgehenden Port der Verbindung und den neuen VPI/VCI-Wert der Verbindung auf dieser Verbindung zu bestimmen.
ATM vs. DATA Networks (Internet) –
- ATM basiert auf einer „virtuellen Schaltung“: der Pfad wird vor der Übertragung reserviert. Das Internet-Protokoll (IP) hingegen ist verbindungslos und eine Ende-zu-Ende-Ressourcenreservierung ist nicht möglich. RSVP ist ein neues Signalisierungsprotokoll im Internet.
- ATM-Zellen: Feste oder kleine Größe und Kompromiss zwischen Sprache oder Daten. Während IP-Pakete von variabler Größe sind.
- Adressierung: ATM verwendet 20-Byte-globale NSAP-Adressen für die Signalisierung und lokal zugewiesene 32-Bit-Etiketten in den Zellen. Während IP globale 32-Bit-Adressen in allen Paketen verwendet.
ATM-Schichten:
- ATM Adaption Layer (AAL) –
Es dient der Isolierung von Protokollen höherer Schichten von Details der ATM-Prozesse und bereitet die Umwandlung von Benutzerdaten in Zellen vor und segmentiert sie in 48-Byte-Zellnutzlasten. Das AAL-Protokoll übernimmt die Übertragung von Diensten der oberen Schicht und hilft ihnen bei der Zuordnung von Anwendungen, z.B. Sprache, Daten zu ATM-Zellen. - Physikalische Schicht –
Sie verwaltet die medienabhängige Übertragung und ist in zwei Teile gegliedert: physikalische medienabhängige Teilschicht und Übertragungskonvergenz-Teilschicht. Die Hauptfunktionen sind wie folgt:- Sie wandelt Zellen in einen Bitstrom um.
- Sie steuert die Übertragung und den Empfang von Bits im physikalischen Medium.
- Sie kann die ATM-Zellengrenzen verfolgen.
- Sie sorgt für die Verpackung der Zellen in geeignete Rahmentypen.
- ATM-Schicht –
Sie übernimmt die Übertragung, die Vermittlung, die Staukontrolle, die Verarbeitung der Zellköpfe, die sequentielle Zustellung usw., und ist verantwortlich für die gleichzeitige gemeinsame Nutzung der virtuellen Schaltkreise über die physische Verbindung, bekannt als Zellenmultiplexing, und die Weiterleitung von Zellen durch das ATM-Netz, bekannt als Zellenrelais, unter Verwendung der VPI- und VCI-Informationen im Zellenheader.
ATM-Anwendungen:
- ATM-WANs –
Es kann als WAN verwendet werden, um Zellen über große Entfernungen zu senden, wobei der Router als Endpunkt zwischen dem ATM-Netz und anderen Netzen dient, der zwei Protokollstapel hat. - Multimediale virtuelle private Netze und verwaltete Dienste –
Es hilft bei der Verwaltung von ATM-, LAN-, Sprach- und Videodiensten und ist in der Lage, ein virtuelles privates Netzwerk mit vollem Service anzubieten, das einen integrierten Zugang zu Multimedia beinhaltet. - Frame-Relay-Backbone –
Frame-Relay-Dienste werden als Netzinfrastruktur für eine Reihe von Datendiensten verwendet und ermöglichen Frame-Relay-ATM-Dienste für Internetworking-Dienste. - Breitbandnetze für Privatkunden –
ATM ist die Netzinfrastruktur für die Einrichtung von Breitbanddiensten für Privatkunden, die nach hoch skalierbaren Lösungen suchen. - Carrier-Infrastruktur für Telefon- und Privatleitungsnetze –
Um SONET/SDH-Glasfaserinfrastrukturen effektiver zu nutzen, wird die ATM-Infrastruktur für die Übertragung des Telefon- und Privatleitungsverkehrs aufgebaut.
