Comunicacions de Banda Ampla : Xarxes ATMdocencia.ac.upc.edu/master/CBA-NGN/ATM-AAL-FR.pdfDesarrollo...
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Comunicacions Comunicacions de Banda de Banda AmplaAmpla : : Xarxes Xarxes ATMATM
ATM:ATM:-- Característiques generals del mode de transferència asíncron (ATCaracterístiques generals del mode de transferència asíncron (ATM)M)
-- El nivell físicEl nivell físic
-- El nivell ATMEl nivell ATM
-- El nivell d’adaptació a ATM (AAL)El nivell d’adaptació a ATM (AAL)-- Gestió de tràfic en ATMGestió de tràfic en ATM
Transport Network (ATM)
Adaptation Layer
Services Network
BISDN: Broadband ISDNBISDN: Broadband ISDN
� Architecture
2
ATM Adaptation LayerATM Adaptation Layer
ATM Adaptation LayerATM Adaptation Layer
� Service Classification for AAL
3
AAL 1AAL 1
� Para servicios de tasa y retardo constante, por ejemplo� transporte de circuitos� vídeo (a tasa constante)� voz (PCM)� audio
� Transferencia de información de usuario y de información temporal, con indicaciones de errores o pérdida de información: no hace retransmisiones
� El subnivel SAR pone una cabecera de 1 octeto� por ej. en una célula caben como máximo 47 octetos
de voz, no 48
AAL 2AAL 2
� Para servicios de tasa variable y que necesitan retardo constante, por ejemplo� voz con supresión de silencios� vídeo
� Permite multiplexar varios flujos de información sobre la misma conexión ATM � por ejemplo, varias llamadas de voz codificadas a baja
velocidad y con supresión de silencios
� Propuesto para redes de acceso UMTS basadas en ATM
4
AAL 3/4AAL 3/4
� Para servicios de tasa variable y sin requisitos estrictos de retardo (clases C y D)
� Variedad de funciones, pero a costa de la eficiencia� 4 octetos de cabecera SAR en cada segmento de 48: cada segmento lleva
un identificador del mensaje al que pertenece, un número de secuencia, la longitud de los datos que contiene (para segmentos parcialmente llenos), un código de control de errores y una marca de principio, continuación o final de mensaje.
� Se pueden enviar segmentos de diferentes mensajes entrelazados por la misma conexión ATM
� El subnivel CS introduce una sobrecarga adicional de entre 8 y 11 octetos por mensaje, que es despreciable para mensajes largos
AAL 5AAL 5
� Alternativa más simple y, normalmente, más eficiente que el AAL 3/4:� El subnivel CS introduce una sobrecarga de 8 octetos
por mensaje, similar a la del AAL 3/4� El subnivel SAR no pone cabeceras
– como indicación de fin de mensaje se usa el bit de información usuario a usuario de la cabecera de célula.
– no permite entrelazar trozos de diferentes mensajes
� Menos robusto que el AAL3/4
� Solución habitual para el transporte de IP y Frame Relay sobre ATM
5
cell
header cell payload
payload
user informationAAL - SAP
ATM - SAP
AA
LA
TM
Segmentation
Convergence control information
Segmentation and reassembly control information
note: the header field is completed by the physical layer
ATM Adaptation LayerATM Adaptation Layer
� Mapping of user information
ATM - SAP
AAL - SAP
AA
L
CS
SA
R
Convergence Sublayer
Segmentation and ReassemblySublayer
primitives
ATM Adaptation Layer ATM Adaptation Layer
� AAL Service Access Point
6
ATM Adaptation LayerATM Adaptation Layer
� AAL encapsulation
Segmentation and Reassembly Segmentation and Reassembly
7
Segmentation and ReassemblySegmentation and Reassembly
� AAL1 SAR-PDU
Segmentation and ReassemblySegmentation and Reassembly
� AAL2 SAR-PDU
8
Segmentation and ReassemblySegmentation and Reassembly
� AAL3/4 SAR-PDU
Segmentation and ReassemblySegmentation and Reassembly
� AAL 3/4 multiplexing capability
9
Segmentation and ReassemblySegmentation and Reassembly
� AAL5 SAR-PDU in comparison with the AAL 3/4 SAR-PDU
AAL 2 AAL 2 -- EstructuraEstructura
T1310250-97
SAP
Subcapa de convergencia específica deservicio (puede ser nula)
Primitivas
Subcapa de parte común
SAP
AA
L
CP
SS
SC
S
Par
te
com
ún
CPS Subcapa de partes comunesSAP Punto de acceso al servicioSSCS Subcapa de convergencia específica de servicio
10
AAL 2 AAL 2 -- Unidades de datosUnidades de datos
� Formato del paquete CPS (Common Part Sublayer)
� Formato de la CPS-PDU
T1310280-97
CPS-INFOCID LI UUI HEC
Cabida útil de paquetes CPS (CPS-PH)
Paquete CPS
CID Identificador de canal (8 bits)LI Indicador de longitud (6 bits)UUI Indicación usuario a usuario (5 bits)HEC Control de error del encabezamiento (5 bits)CPS-INFO Información (1 .. 45/64 octetos)
Encabezamiento de paquetes CPS (CPS-PH)
T1310290-97
OSFS
NP PAD
CPS-PDU
Encabezamientode célula
Campo de inicio Cabida útil CPS-PDU
OSF Campo descentrado (6 bits)SN Número secuencial (1 bit)P Paridad (1 bit)PAD Relleno (0 a 47 octetos)
AAL 2 AAL 2 –– Ejemplo Ejemplo multiplexaciónmultiplexación
T1310460-97
CPS-PDU
CPS-PDU
CPS-PDU
CPS-PDU
ATM-SDU
CPS-PDU
CPS-PDU
CPS-SDU
CPS-SDU
CPS-SDU
CPS-SDU
CPS-SDU
CPS-SDU
CPS-SDU
CPS-SDU
CPS-SDU
CPS-SDU
CPS-SDU
CPS-SDU
CPS-SDU
CPS-SDU
16octetos
16octetos
16octetos
16octetos
16octetos
16octetos
16octetos
16octetos
16octetos
16octetos
16octetos
16octetos
16octetos
16octetos
Paquete
CPS
Cabida útilde célula
Encabezamiento de célula
ATM-PDU = Célula
Información CPS-SDU
Parte con solapamiento CPS-PDU
Encabezamiento paquete CPS
Campo de inicio
Campo PAD
Paquete Paquete Paquete PaquetePaquete Paquete Paquete Paquete Paquete Paquete Paquete Paquete Paquete
CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS
11
SSCS and CPCS used inSSCS and CPCS used inAAL 3/4 and AAL5AAL 3/4 and AAL5
ATM - SAP
AAL - SAP
AA
L
CS
SA
R
Common Part CS
SAR (common)
primitives
primitives
Service Specific CS - may be null
CP
CS
SS
CS
From “ATM: the broadband telecommunications solution” by L.G. Cuthbert and J.C. Sapanel.
� AAL 3/4 message mode
Service Specific Convergence Service Specific Convergence SublayerSublayer
12
Service Specific Convergence Service Specific Convergence SublayerSublayer
From “ATM: the broadband telecommunications solution” by L.G. Cuthbert and J.C. Sapanel.
� AAL 3/4 streaming mode
Common Part ConvergenceCommon Part Convergence SublayerSublayer
� AAL 3/4 CPCS-PDU
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Common Part ConvergenceCommon Part Convergence SublayerSublayer
� AAL 3/4 CPCS-PDU
Common Part Convergence Common Part Convergence SublayerSublayer
� AAL5 CPCS-PDU
14
Common Part Convergence Common Part Convergence SublayerSublayer
� AAL5 CPCS-PDU
ATM Adaptation LayerATM Adaptation Layer
� AAL3/4 transmission
15
ATM Adaptation LayerATM Adaptation Layer
� AAL5 transmission
AAL5 without last segment AAL5 without last segment indicationindication
16
AAL5 with last segment indication AAL5 with last segment indication at PTIat PTI
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ContenidoContenido
� Evolución de la conmutación
� Frame Relay� Características básicas de Frame Relay
� Formato de trama
� Control de tráfico
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Evolución de la conmutación Evolución de la conmutación -- plano plano de usuariode usuario
conmutación de paquetes
(ej. X.25)
controlde errorcompleto
123
123
123
123
terminal conmutador terminalcontrolde errorcompleto
12a2b
12a
12a2b
12a
reenvío detramas
(Frame Relay)
3 3
sólodetecciónde errores
sólodetecciónde errores
control de error (opcional)
ATM ATMconmutación
de células(ATM)
AAL AAL
1 1 11
control extremo a extremo
ATM ATM
Plano deControl
123
123
123
123
Señalización Señalización
Separación del plano de controlSeparación del plano de control
� Procedimientos de control más generales� Plano de usuario más simple� Evolución independiente de cada plano
terminal A nodo de red terminal B
12
1 1
3
123Plano de
Usuario
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Desarrollo de Frame Relay (FR)Desarrollo de Frame Relay (FR)
� Solución para comunicación de datos en redes de área extensa, ej. interconexión de redes locales, con mejores prestaciones que la solución que le precedía (X.25) o los típicos circuitos dedicados
� Se aprovecha de los avances de los sistemas de transmisión (mayor velocidad con menor VER)
� Normalización por UIT-T (como un sevicio ISDN) y ANSI. En 1990, se crea un grupo de fabricantes, origen del actual Frame Relay Forum
� Desde 1993, fuerte crecimiento de proveedores de servicio FR y usuarios
Frame Relay: características Frame Relay: características básicasbásicas
� Orientado a conexión � Circuitos virtuales (VC) multiplexados a nivel 2
�normalmente permanentes
� Plano de usuario y de control separados� Tramas de longitud variable� No fiable: conserva el orden, pero descarta tramas
con error y no hay acuse de recibo� Funciones de control de tráfico
�control de tasa de envío
� Retardo variable
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Formato de tramaFormato de trama
1
2
3
4
N
octetos8 7 6 5 4 3 2 1
bits
FLAG = 01111110
EA: Extended Address
C/R: Command / Response bit
DLCI: Data Link Connection Id
DE: Discard Eligibility
B(ECN): Backward Explicit Congestion Notification
F(ECN): Forward Explicit Congestion Notification
FCS: Frame Check Sequence
Información
(longitud variable)
FLAG
FLAG
N-2
N-1
DLCIC/R EA
0
DEBF EA1
FCS
...
Multiplexión de Circuitos VirtualesMultiplexión de Circuitos Virtuales
� Las tramas de un VC se identifican por su DLCI� Los DLCIs tienen exclusivamente significado
local (el DLCI asignado a un VC puede ser distinto en cada interfaz)
DLCI=30
DLCI=40
DLCI=35
DLCI=40
DLCI=33
DLCI=32
• Tamaño mínimo 10 bits. Valores más bajos y más altos reservados. Puede ampliarse hasta 23 bits.
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Control de congestiónControl de congestión
Control de tasa (CIR)Control de tasa (CIR)
� Cada VC tiene definidos tres valores:� Committed Information Rate (CIR) bps� Committed Burst Size (Bc) bits� Excess Burst Size (Be) bits
Intervalo de Medida = TcTiempo
Bits
env
iado
s
0
Bc
Bc + Be
Trama 1 (OK)
Trama 2 (OK)
Trama 3 (DE=1)
Trama 4 (descartada)
CIR = Bc / Tc
Capacidad (velocida f’isica) de acceso x Tc
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Control de tasa (Control de tasa ( Leaky BucketLeaky Bucket ))
Control de tasa: ejemploControl de tasa: ejemplo
� Sobre un acceso FR de capacidad C = 64 Kbps se establece un VC de CIR = 32 Kbps, Bc = 16000 bits y Be = 12000 bits� se pueden enviar 16000 bits (2000 octetos) cada
Tc = Bc / CIR = 0,5 s, por ej. 4 tramas de 500 octetos� se pueden enviar 1500 octetos adicionales en los 0,5 s en
tramas con el bit de descarte DE =1� límite máximo: 16000+12000 bits / 0,5 s = 56 Kbps
� Si CIR = 0 y Be = 28000 bits� Bc = 0 y Tc = Be / C = 28000 / 64000 = 0,4375 s� todas las tramas aceptadas llevarán DE = 1