ATM (ang. Asynchronous Transfer Mode, Asynchroniczny Tryb Transmisji)
jest szerokopasmową (broadband) technologią komunikacyjną, która
wykorzystywana jest do przesyłania danych interakcyjnych, różnej
wielkości plików, transmisji głosu, a także sygnału
wizyjnego, słowem multimediów. Standard budowy sieci ATM
(Asynchronous Transfer Mode) może być stosowany zarówno w
sieciach lokalnych LAN (Local Area Network), miejskich MAN
(Metropolitan Area Network) jak i rozległych WAN (Wide Area Network).
Najszersze
zastosowanie sieci ATM (Asynchronous Transfer Mode) znajdziemy w
technologii ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Połączenie
pomiędzy odbiorcą a nadawcą, tworzone jest na podstawie informacji
zawartej w przesyłanych komórkach ATM (ang. ATM cell) o
jednakowych rozmiarach na zasadzie przełączania komórek
(cell-relay).
Standard ATM (Asynchronous Transfer Mode) nie definiuje medium transmisyjnego,
wykorzystywanego do realizacji połączeń miedzy węzłami, lecz zasady
komunikacji w sieci, dopuszczając zastosowanie technologii ATM w
różnorodnych środowiskach transmisyjnych, takich jak kable
koncentryczne (sieci lokalne), światłowody (sieci LAN, WAN), bądź
kanały bezprzewodowe (sieci globalne). ATM nie jest też związany z
określoną szybkością przesyłania danych. Początkowo zdefiniowano
szybkości transmisji od 1.5 Mb/s do 622 Mb/s, ale sieci ATM mogą
swobodnie osiągać coraz wyższe prędkości przesyłania danych, w miarę
rozwoju sprzętu i technologii transmisyjnych. Określone w standardach
mechanizmy synchronizacji i sygnalizacji zajmują około 1 Mb/s każdego
łącza fizycznego, stąd nie jest korzystne używanie wolniejszych łączy
niż T1/E1.
Termin "asynchroniczny" (asynchronous) w nazwie technologii ATM (Asynchronous Transfer Mode) ,
odnosi się do trybu transmisji danych. W metodzie ATM przesyłane
strumienie bitów dzielone są na grupy po 53 bajty, zwane “komórkami".
Komórki z różnych połączeń są ze sobą wymieszane i przesyłane bez
żadnego ustalonego porządku.
Architektura ATM
Architektura ATM (Asynchronous Transfer Mode) została zdefiniowana jako element specyfikacji B-ISDN
(ang. Broadband - Integrated Services Digital Network). Skrót B-ISDN
oznacza szerokopasmową sieć cyfrową z integracją usług, w której
informacje są przesyłane z dużą szybkością w postaci komutowanych
pakietów danych, mowy i obrazów ruchomych i nieruchomych (wideo).
Podobnie jak i w innych typach sieci telekomunikacyjnych, również i
w systemie B-ISDN ATM, funkcje sterowania, zarządzania, obsługi
procesów użytkowych oraz związane z nimi protokoły mają strukturę
warstwową.
Model architektury ATM składa się z trzech warstw:
fizycznej - definiującej funkcje związane z dostępem do medium transmisyjnego;
ATM - określającej format komórki oraz funkcje zapewniające niezawodny transfer komórek, bez względu na typ usługi;
AAL (ang. ATM Adaptation Layer - AAL)
- adaptacyjnej, obejmującej funkcje zależne od typu realizowanej
usługi, które określają sposób konwersji informacji z warstw wyższych
do postaci komórek ATM,
oraz płaszczyzn:
użytkownika - pełniącej funkcje transferu informacji użytkownika oraz sterowania przepływem strumieni tych informacji, itp.;
sterowania
- odpowiedzialnej za realizacje zgłoszeń; w płaszczyźnie tej zawarte są
funkcje sygnalizacyjne odpowiedzialne za ustanawianie, zarządzanie i
rozłączanie połączeń;
zarządzania - realizującej funkcje nadzoru
warstwą (zarządzanie zasobami oraz parametrami obiektów istniejących w
protokole) i nadzoru płaszczyzną (koordynacja miedzy płaszczyznowa).
Podobnie jak w wielu innych architekturach sieciowych, tak i w ATM,
poszczególne warstwy dzielą się na podwarstwy, pełniące różne
zdefiniowane funkcje (zobacz poniższy rysunek).
Zestawienie funkcji realizowanych w poszczególnych warstwach przedstawione jest w tabeli:
Funkcje wyższych warstw ISO
|
Wyższe warstwy ISO
|
Podwarstwa zbieżności
|
CS
|
AAL
|
Podwarstwa segmentacji i składania
|
SAR
|
Sterowanie przepływem informacji
Generacja i wydzielanie nagłówka
Translacja identyfikatora ścieżki logicznej/kanału logicznego
Multipleksacja i demultipleksacja komórek
|
|
ATM
|
Dopasowywanie szybkości transmisji komórek
Generowanie i weryfikacja nagłówka komórki
Wydzielanie komórek ze strumienia bitów
Adaptacja ramki transmisyjnej
Generowanie i odtwarzanie ramki transmisyjnej
|
TC
|
Warstwa fizyczna
|
Realizacja podstawy czasu
Funkcje łącza fizycznego
|
PM
|
CS - (ang. Convergence Sublayer) - podwarstwa zbieżności
SAR - (ang. Segmentation and Reassembly) - podwarstwa segmentacji i scalania
AAL - (ang. ATM Adaptation Layer) - warstwa adaptacyjna
TC - (ang. Transmission Convergence Sublayer) - podwarstwa zbieżności transmisji
PM - (ang. Physical Medium Sublayer) - podwarstwa medium fizycznego
Rodzaje interfejsów fizycznych
Standard ATM (Asynchronous Transfer Mode) definiuje dwa podstawowe rodzaje styków (interfejsów) fizycznych:
1. UNI (ang. User-to-Network Interface) - styk użytkownik-sieć - określający zasady połączenia użytkownika z siecią ATM.
Istnieją przy tym dwa rodzaje interfejsów UNI:
a. prywatny UNI (ang. private UNI)- odnosi się do styku pomiędzy
użytkownikiem, a przełącznikiem ATM, należącym do tej samej korporacji
co użytkownik
b. publiczny UNI (ang. public UNI)- wykorzystywany jest, gdy użytkownik lub sieć prywatna łączy się z publiczną siecią ATM.
Z interfejsem tym związany jest protokół ILMI.
2. NNI (ang. Network-to-Network Interface lub Node-to-Node Interface) - styk międzywęzłowy opisujący zasady łączenia przełączników ATM i odpowiadający głównie za zarządzanie ich współdziałaniem.
W przypadku NNI możemy także wyróżnia dwa rodzaje styków:
a. prywatny NNI (ang. private NNI) - dotyczący przełączników w prywatnych sieciach
b. publiczny NNI (ang. public NNI) - stosowany w sieciach publicznych.
Z interfejsem tym związany jest protokół PNNI.
Protokoły związane ze stykami
ILMI (ang. Integrated Local Management Interface)
protokół odpowiedzialny jest za autokonfigurację wielu parametrów
protokołu ATM, np. wyznaczanie adresów serwerów inicjalizujących różne
protokoły sieciowe ATM czy też określanie adresów ATM stacji końcowych.
Mechanizm rejestracji adresów ATM w standardzie ILMI pozwala
przełącznikom ATM rezerwować początkową cześć adresu stacji końcowych,
podczas gdy pozostała cześć stanowi unikatowy 48-mio bajtowy adres MAC
stacji. Protokół ten umożliwia administratorowi sieci kontrole
rezerwowanych adresów.
PNNI (ang. Private Network-to-Network Interface)
protokół definiuje zbiór reguł dynamicznego routingu oraz sterowania,
obejmujących zasady ustalania połączenia z gwarancją jakości usług QoS,
z uwzględnieniem dostępnej w danej chwili przepustowości, obciążenia
sieci i średniego opóźnienia transmisji. Protokół PNNI umożliwia
przełącznikom ATM wymianę informacji o dostępnych adresach w sąsiednich
przełącznikach oraz metryk QoS, wykorzystywanych przy określaniu
parametrów kontraktu nowego połączenia. Wymiana informacji pomiędzy
przełącznikami ATM z wykorzystaniem protokołu PNNI umożliwia
zestawienie połączenia tak, by został osiągnięty pożądany poziom QoS
oraz by uniknąć przeciążeń w sieci. Protokół PNNI jest stosowany
zarówno w małych, lokalnych sieciach ATM, jak i w sieciach o zasięgu
globalnym. Jest to możliwe dzięki hierarchicznemu podziałowi urządzeń w
sieci na poziomy i grupy (ang. Peer Groups). W jednej grupie znajduje
się liczba przełączników, dobrana tak, by zapewnić zarówno wysokie
wykorzystanie przepustowości łączy, jak i właściwe metryki QoS
połączeń. Każda grupa posiada “lidera" (ang. Peer Group Leader).
“Liderzy" wchodzą w skład grup wyższego poziomu, które też mają swoich
liderów. Każdy poziom hierarchii jest identyfikowany przez określoną
część 20 bajtowego adresu ATM, który złożony jest z 13 bajtów prefiksu
sieciowego (Network Prefix), 6 bajtów ESI (End System Identifier) i 1
bajtu SEL (Selector). W ten sposób hierarchia przełączników może nawet
obejmować do 104 poziomów (Network Prefix ma 13 bajtów = 104 bity. Po
ustaleniu klasy usług, jakości QoS oraz zestawieniu połączenia
wirtualnego następuje transmisja danych.
Rodzajów połączeń w sieci ATM
PVC (ang. Permanent Virtual Connection) -
połączenie zestawiane jest na stałe, niezależnie od tego czy jest
wykorzystywane do transmisji. Wartości identyfikatorów połączenia
ustala administrator sieci, który też ustanawia i zamyka połączenie;
SPVC (ang. Soft-Permanent Virtual Connection) -
różni się od stałego tym, że połączenie jest ustalane tylko na czas
przesyłania danych, ale wartości identyfikatorów połączenia są z góry
nadane przez administratora sieci;
SVC (ang. Switched Virtual Connection) -
połączenie zestawiane jest tylko na czas przesyłania danych. Wartości
identyfikatorów połączenia ustalane są podczas ustanawiania połączenia.
Kanały i ścieżki wirtualne
Sieć ATM składa się na ogół z wielu połączonych ze sobą przełączników
ATM (komutatorów). Gdy komórka informacyjna przybywa do komutatora,
jest ona kierowana, na podstawie informacji adresowej zawartej w
nagłówku, właściwą drogą do kolejnego węzła. Przełączanie komórek
następuje sprzętowo. Z uwagi na to przesyłanie danych w standardzie ATM
jest bardzo szybkie. W komutatorach ATM nie jest dokonywana weryfikacja
poprawności przesyłanych komórek - odpowiadają za nią wyższe warstwy
zaimplementowane w stacjach nadawcy i odbiorcy.
Zgodnie z koncepcją ATM pomiędzy stacjami źródłową a docelową
zestawiane jest logiczne połączenie zwane kanałem wirtualnym VCC (ang.
Virtual Channel Connection). Zestaw kanałów o wspólnym węźle docelowym
tworzy tzw. wirtualną ścieżkę VPC (ang. Virtual Path Connection). W
komutatorze ATM ma więc miejsce multipleksacja statystyczna
poszczególnych kanałów. Kanały i ścieżki wirtualne są rozróżniane przez
części adresowe VPI (ang. Virtual Path Identifier - 12-to (w NNI) lub
8-mio (w UNI) bitowe identyfikatory w zależności od wersji styku ATM) i
VCI (ang. Virtual Channel Identifier - 16-to bitowy identyfikator)
umieszczone w nagłówku komórki.
Użycie ścieżek wirtualnych upraszcza zarządzanie siecią, ponieważ
liczba ścieżek wirtualnych jest znacznie mniejsza od liczby kanałów
wirtualnych. Brak konieczności zestawiania połączeń w węzłach
pośrednich, przez które przebiega dana ścieżka, wpływa na
przyspieszenie procedury ustanawiania nowego połączenia,
wykorzystującego ścieżki wirtualne.
Kanały wirtualne należące do jednej ścieżki wirtualnej muszą
charakteryzować się jednakowym poziomem wymaganej jakości usługi QoS.
Transmisja danych odbywa się z udziałem węzłów-komutatorów ATM.
Rozróżniamy przy tym dwa rodzaje komutatorów (przełączników). Są to
komutatory ścieżek VP i kanałów VC. W komutatorze VP znajdują się
zakończenia ścieżek VPx. W związku z tym dokonywane są zamiany wartości
VPI ścieżki wchodzącej na VPI ścieżki wychodzącej, według adresu
docelowego danego połączenia. W komutatorze kanałów VC translacji
ulegają zarówno wartości wskaźników VCI jak i VPI.
ATM dysponuje dobrymi mechanizmami obronnymi przed powstaniem
przeciążeń. W razie awarii przełącznika w sieci lub dużego zagęszczenia
ruchu następuje przełączenie całej wirtualnej ścieżki na inną drogę w
sieci. Ułatwia to zarządzanie siecią ATM, gdyż wymagane jest tylko
określenie przebiegu wirtualnych ścieżek, nie zaś indywidualnych
kanałów. Określenie ścieżki i kanału w sieci, rodzaj przesyłanej
informacji (użytkowa, zarządzania siecią) oraz priorytet komórki są
umieszczone w nagłówku komórki.
Warstwa fizyczna ATM
Warstwa fizyczna ATM została podzielona na dwie podwarstwy:
podwarstwę PM (ang. Physical Medium Sublayer) określającą
charakterystyki medium transmisyjnego, parametry nadajnika, odbiornika
itp.,
podwarstwę TC (ang. Transmision Convergence) służącą dopasowaniu
otrzymanego ciągu bitów do struktury komórek ATM, określaniu granicy
poszczególnych komórek, sprawdzaniu poprawności transmisji (pole HEC),
oraz generowaniu i usuwaniu komórek warstwy fizycznej.
Do transmisji danych mogą być wykorzystywane interfejsy takie jak SDH,
PDH i inne. Tabela przedstawia hierarchie prędkości transmisji.
Wymieniono w niej prędkości interfejsu SONET, który jest kompatybilny z
SDH.
SONET |
SDH |
Mb/s
|
STS-1/OC-1 |
- |
51.84
|
STS-3/OC-3 |
STM-1 |
155.52
|
STS-9/OC-9 |
STM-3 |
466.5
|
STS-12/OC-12 |
STM-4 |
622.08
|
STS-18/OC-18 |
STM-6 |
933.12
|
STS-24/OC-24 |
STM-8 |
1244.16
|
STS-36/OC-36 |
STM-12 |
1866.24
|
STS-48/OC-48 |
STM-16 |
2488.32
|
W odniesieniu do pakietów SDH warstwy fizycznej proces ich
ramkowania jest w sposób naturalny narzucony przez użycie ramki STM-1
(155,52 Mb/s) lub STM-4 (622,08 Mb/s). Przy tych prędkościach szybkość
transmisji danych użytkownika, sygnałów i informacji warstw wyższych
wynosi odpowiednio 146.760 Mb/s i 599.040 Mb/s. Stosunek liczby
przesyłanych komórek z informacją warstw wyższych do wszystkich
przesyłanych komórek wynosi 26/27, czyli co 27 komórka przenosi
informacje sterujące warstwą fizyczną. Mogą to też być komórki "puste"
(ang. Idle).
Opis styku STM-1
Ramka SDH jest strukturą bajtową, zawierającą 9 wierszy i 270
kolumn, co wymusza częstotliwość nadawania 8kHz (9*270 bitów * 8 kHz =
155.520 Mb/s). Pierwsze dziewięć kolumn stanowi pole SOH (ang. Section
Overhead) oraz wskaźnik administrowania AU-4 (ang. Administrative
Unit), kolejne dziewięć wyznacza wskaźnik sterowania ścieżką POH (ang.
Path Overhead). Przychodzące komórki są składowane w "kontenerze" C-4
(9*260 kolumn). Następnie dodawane są kolumny odpowiadające za
organizację ścieżki (POH). Ponieważ często pojemność "kontenera" nie
odpowiada całkowitej wielokrotności długości komórki ATM, pozostała
przestrzeń wykorzystywana jest do odwzorowywania zawartych komórek. Po
zapełnieniu "kontenera" jest on odwzorowywany w ramkę 9*270 oktetów
(znaną jako STM-1). Na podstawie AU-4 ustalany jest pierwszy bajt
kontenera. Następnie ustawiane są bity J1, B3, C2 i G1.
Opis styku STM-4
W przypadku wyższych prędkości transmisji (622 Mb/s) stosowana jest
ramka STM-4 (4 * STM-1). Nie oznacza to, że wszystkie pola występują
cztery razy. Kolumna POH występuje tylko raz, a przyległe trzy kolumny
w "kontenerze" C-4-4 nie są używane. Pozwala to na przesyłanie pakietu
STM-4 w czterech połączeniach STM-1 w przypadku, gdy nie jest możliwa
transmisja STM-4 w sieci ATM.
W identyczny sposób można utworzyć pakiety dla jeszcze wyższych prędkości.
HEC - Header Error Control
W warstwie fizycznej ustalana jest wartość pola HEC, obliczana na
podstawie wielomianu generującego: x8+x2+x+1. Dzięki temu możliwa jest
korekcja błędów na pojedynczych bitach w nagłówku komórki.
Warstwa ATM i struktura komórki ATM
Struktura komórki ATM
W standardzie ATM dane przesyłane są w postaci komórek o stałym,
wynoszącym 53 bajty rozmiarze. Składają się one z 5-cio bajtowego
nagłówka oraz 48-u bajtów danych (ang. payload). Ich stała długość
powoduje, że sieć ATM jest przystosowana do transportu różnorodnych
protokołów komunikacyjnych i usług. Jednocześnie fakt jednakowej
długości komórek informacyjnych daje możliwość przydzielenia aplikacjom
takiego pasma przesyłania, jakie jest im niezbędne, a w razie potrzeby
zmianę jego zakresu. Ma to zasadnicze znaczenie dla przesyłania
informacji głosowych i sygnału telewizyjnego, które wymagają stałego
pasma oraz pojawiania się kolejnych komórek u odbiorcy w takiej samej
kolejności, w jakiej zostały nadane. Struktura nagłówka została
pokazana na rysunkach.
8
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
bit/oktet
|
GFC
|
VPI
|
1
|
VPI
|
VCI
|
2
|
VCI
|
3
|
VCI
|
PT
|
CLP
|
4
|
HEC
|
5
|
Format nagłówka komórki ATM dla styku UNI, użytkownik - sieć
8
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
bit/oktet
|
VPI
|
1
|
VPI
|
VCI
|
2
|
VCI
|
3
|
VCI
|
PT
|
CLP
|
4
|
HEC
|
5
|
Format nagłówka komórki ATM dla styku NNI, sieć - sieć.
GFC (ang. Generic Flow Control) - pole
kontroli dostępu. Pole GFC jest używane tylko na styku użytkownik-sieć.
W interfejsie NNI nie występuje. Służy do kontroli przepływu danych od
stacji użytkownika do sieci ATM oraz zapobieganiu krótkotrwałym
przeciążeniom na tym styku. Pole to nie jest związane z dalszą częścią
nagłówka, dlatego nie może być używane do kontroli przepływu w
poszczególnych ścieżkach czy kanałach.
VPI (ang. Virtual Path Identifier) -
identyfikator ścieżki logicznej VPI, w zależności od rodzaju styku UNI
czy NNI, ma długość 8 lub 12 bitów.
VCI (ang. Virtual Channel Identifier) -
identyfikator kanału logicznego VCI, łącznie z poprzednim polem, służy
do wyznaczania drogi przesyłania komórki. Długość tego pola jest
identyczna dla obu rodzajów interfejsów styku.
PT (ang. Payload type) - typ danych, określa
jakiego typu dane są przesyłane w danej komórce, np. wartość "000"
wskazuje na dane użytkownika. W przypadku danych sieci pole to przenosi
informacje potrzebne do zarządzania oraz przeprowadzenia określonych
operacji.
CLP (ang. Cell-Loss Priority) - bit priorytetu.
Wartość "1" oznacza niski priorytet i taka komórka może ulec
zniszczeniu w zależności od stanu sieci, np. przy zatłoczeniu. Bit CLP
może być określany przez użytkownika lub usługę sieciową. Komórki
przenoszące dane CBR mają zawsze wysoki priorytet CLP="0". Wiele usług
VBR ma niskie wymagania co do jakości transmisji i komórki z ich danymi
mogą mieć ustawiony bit CLP na "1". Poziom jakości transmisji jest
określany przy ustalaniu połączenia, przy czym w trakcie trwania
transmisji może ulec zmianie.
HEC (ang. Header-Error-Control) - pole
kontrolne. HEC w odróżnieniu od pozostałych pól nagłówka, ustawianych w
warstwie ATM, określane jest w warstwie fizycznej i służy do
sprawdzania poprawności transmisji, a także korekcji błędów. Generowane
jest na podstawie pierwszych 32-ch bitów nagłówka według wielomianu
generującego: x8+x2+x+1.
Rozróżnia można kilka typów komórek:
"puste" (ang. Idle) nie przenoszące żadnej
informacji, generowane są przez warstwę fizyczną w celu dostosowania
szybkości przepływu pomiędzy warstwą ATM a fizyczną, w przypadku
obciążenia;
"poprawne" (ang. Valid) przesłane prawidłowo bez
błędów nagłówka lub takie, których nagłówek jest poprawny po
przeprowadzeniu weryfikacji;
"niepoprawne" (ang. Invalid) przesłane błędnie z niemożliwością przeprowadzenia poprawek weryfikacji;
"przydzielone" (ang. Assigned) w warstwie ATM dostarczające usługi aplikacjom;
"nieprzydzielone" (ang. Unassigned) wszystkie komórki w warstwie ATM nie będące "przydzielonymi".
Funkcje warstwy ATM
Warstwa ATM odpowiada za ustawienie połączenia, ustalenie parametrów
przepływu oraz jego kontrole. Do rozróżniania połączeń służą wskaźniki
ścieżek VPI oraz kanałów VCI. Dwa różne kanały w dwóch różnych
ścieżkach mogą mieć identyczny wskaźnik kanału VCI. Dlatego dopiero oba
wskaźniki jednoznacznie określają połączenie. Wartość VPI zmieniana
jest w miejscu zakończenia ścieżki (np. komutator ścieżek), a VCI w
miejscu zakończenia kanału. Dlatego z definicji ścieżki i kanału
wynika, że wraz ze zmianą VCI następuje zmiana VPI.
Parametry przepływu danych są ustalane podczas ustawiania połączenia, jednak podczas transmisji mogą być negocjowane.
Warstwa adaptacyjna ATM
W skład warstwy adaptacyjnej AAL wchodzą:
podwarstwa CS (Convergence Sublayer), która
zależy od wybranej usługi, jakie prowadzi poprzez punkty udostępniania
usług AAL-SAP, będące adresami aplikacji.
podwarstwa SAR (Segmentation And Reassembly)- segmentująca pakiety PDU z podwarstwy CS i składająca komórki warstwy ATM w pakiety CS PDU
Ze względu na różnorodność charakterystyk przepływu danych zostało
wydzielonych kilka klas usług, z każdą związana jedna z warstw
adaptacji AAL.
ATM AAL Typ 1
Protokół AAL typ 1 wykorzystywany jest przy usługach klasy A, która
charakteryzuje się stałą szybkością transmisji (usługi CBR), np.
przesyłanie dźwięku, wideo, usługi multimedialne. Protokół ten jest
zorientowany połączeniowo (ang. Connection Oriented). Realizuje on
segmentacje i scalanie danych użytkownika, informuje warstwy wyższe o
zgubionych lub błędnych komórkach, jeżeli nie jest w stanie
przeprowadzić ich korekty. Utrzymuje dopuszczalny poziom opóźnienia
transmisji komórek oraz segmentacji/scalania pakietów. Protokół AAL1
odtwarza częstotliwości zegara w odbiorniku. Synchronizacja ta
potrzebna jest do utrzymania odpowiedniej stałej częstotliwości
nadawania/odbierania komórek.
W podwarstwie SAR jednostki SAR-PDU składają się z 48-miu oktetów.
Pierwszy oktet zawiera informacje PCI (ang. Protocol Control
Information), która jest podzielona na dwa pola:
4-ro bitowy numer kolejny SN (ang. Sequence Number):
jeden bit CSI (ang. Convergence Sublayer Indication)
trzy bity numeru sekwencyjnego SC (ang. Sequence Count)
4-ro bitowe pole poprawności SNP (ang. Sequence Number Protection)
trzy bity CRC, które określają poprawność pola SN według wielomianu: x3+x+1
jeden bit parzystości określony na podstawie poprzednich 7-miu.
CSI
|
SC
|
CRC
|
P
|
dane SAR-PDU
|
SN
|
SNP
|
|
Format SAR-PDU typu AAL 1(tabela)
Podwarstwa CS jest odpowiedzialna za utrzymanie dopuszczalnego opóźnienia. Realizuje to za pomocą buforów.
ATM AAL Typ 2
Protokół warstwy AAL2 jest również zorientowany połączeniowo, ale
charakteryzuje się zmienną szybkością transmisji VBR (świadczy usługi
klasy B). AAL2 przenosi informacje synchronizacji pomiędzy nadawcą i
odbiorcą oraz utrzymuje dopuszczalne opóźnienie transmisji. Warstwom
wyższym może przekazywać informacje o błędach transmisji (błędne
komórki lub ich zgubienie).
SN
|
IT
|
dane SAR-PDU
|
LI
|
CRC
|
SN (ang. Sequence Number) - numer sekwencyjny
IT (ang. Information Type) - typ przesyłanej informacji
LI (ang. Length Indicator) - ilość przesyłanych danych
Format SAR-PDU typu AAL 2
ATM AAL Typ 3 i 4
Protokoły AAL warstw 3/4 są bezpołączeniowe, o zmiennej szybkości
transmisji nie wymagającej izochroniczności. Odnoszą się do usług klas
C i D. Podwarstwa CS składa się z CPCS (ang. Common Part Convergence
Sublayer) oraz SSCS (ang. Service-Specific Convergence Sublayer).
Dla warstwy AAL Typ 3/4 są zdefiniowane dwa sposoby transmisji:
wiadomości (ang. Message Mode) przesyła dane warstw wyższych w jednej lub kilku jednostkach SAR-PDU;
strumieniowy (ang. Streaming Mode) przeznaczony do transmisji z małą prędkością i małymi opóźnieniami.
Protokół AAL typ 3/4 umożliwia przesyłanie z retransmisją błędnych lub utraconych komórek lub bez retransmisji.
Jednostki CS-PDU z reguły są różnej długości. Podwarstwa SAR
segmentuje je na 44-oktetowe części, dodaje dwu-oktetowy nagłówek oraz
dwu-oktetowe zakończenie (ang. Trailer).
Nagłówek składa się z pól:
typ segmentu ST (ang. Segment Type) (2 bity)
definiujący czy dana komórka zawiera początek (BOM), kontynuacje (COM),
koniec (EOM) pakietu czy cały pakiet (SSM),
numer kolejny SN (4 bity),
wskaźnik multipleksacji MID (ang. Multiplexing Identification) (10 bitów).
W skład zakończenia wchodzą:
wskaźnik ilości bitów informacji - 6 (w przypadku BOM i COM zawsze równy 44),
pole poprawności transmisji CRC (10 bitów) określone dla całej SAR-PDU na podstawie wielomianu: X10+x9+x5+x4+x+1.
ST
|
SN
|
MID
|
dane SAR-PDU
|
LI
|
CRC
|
Format SAR-PDU typu AAL 3/4
Dodatkowo funkcje podwarstwy SAR to:
wykrywanie pojedynczych błędów,
multipleksacja/demultipleksacja jednostek CS-PDU należących do różnych
połączeń w jedno połączenie warstwy ATM, wszystkie o jednakowym QOS
(wszystkie jednostki SAR-PDU o jednakowym MID zawierają dane jednego
CS-PDU).
Podwarstwa CS składa się z części SSCS (wymaga dalszych studiów) oraz CPCS.
CPI
|
Btag
|
BASize
|
dane CPCS-PDU
|
PAD
|
AL
|
Etag
|
Długość
|
Format CPCS-PDU typu AAL 3/4
CPCS składa się z pól:
wskaźnik części CP (ang. Common Part Indicator) (8 bitów),
wskaźniki początku (Btag) i końca (Etag) CPCS-PDU (8 bitów),
rozmiar wymaganego bufora BASize,
pole wyrównujące PAD (0-24 bity),
pole AL (8 bitów),
wskaźnik ilości danych warstwy wyższej przenoszonych przez daną CS-PDU.
ATM AAL Typ 5
Protokół AAL typu 5 prowadzi podobne usługi jak typ AAL 3/4, ale
likwiduje jego nadmiarowość. Jest on przeznaczony przede wszystkim do
obsługi ruchu o dużej szybkości transmisji, pochodzącego z sieci LAN.
Tryb wiadomości, strumieniowy oraz możliwość retransmisji jest
identyczna jak w protokole AAL 3/4. AAL5 nie umożliwia multipleksacji,
gdyż nie występuje tu pole MID.
Funkcją podwarstwy SAR jest segmentacja/scalanie pakietów CS. Nie
dodaje ona żadnych własnych pól. Do określenia początku i końca pakietu
używa bitu AUU w polu PT nagłówka komórki ATM ("1" oznacza koniec
pakietu, a "0" początek lub kontynuacje).
Podwarstwa CS składa się z SSCS (przeważnie niewykorzystywana) oraz
CPCS, która charakteryzuje się 8-mio oktetowym zakończeniem oraz polem
uzupełniającym (od 0 do 47 oktetów).
Zakończenie zawiera:
- wskaźnik danych użytkownika UU (ang. User-to-User Indication) (8 bitów)
-
wskaźnik części CPI,
-
ilość przenoszonych danych,
-
pole poprawności transmisji CRC.
dane CPCS-PDU
|
PAD
|
UU
|
CPI
|
Długość
|
CRC
|
Format CPCS-PDU typu AAL 5
Rozłączenie
Gdy transmisja została zakończona za pomocą sterowania ATM, zostaje
usunięte połączenie - zwolnione są kanały i ścieżki wirtualne (usunięte
VPI/VCI z tablic przełączania).
|