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1 SUMÁRIO Introdução... 3 UNIDADE I Conceitos Básicos 1.1 Protocolos de Comunicação de Dados Modelo OSI da ISO A camada Física A camada de Enlace A camada de Rede A camada de Transporte A camada de Sessão A camada de Apresentação A camada de Aplicação Padrões de REDES de Computadores 802.X Características do Protocolo X Protocolo Frame Relay Multiplexação Estatística e Determinística Características do MUX Determinístico Características do MUX Estatístico Hierarquias de Transmissão Digital Tipos de Serviços UNIDADE II Protocolos ATM 2.1 Introdução Modelos de Camadas ATM Camada Física Camada ATM Comutação de Células ATM Camada de Adaptação Pág.:1

2 UNIDADE III Plano de Controle e Gerenciamento 3.1 Introdução Parâmetros de Desempenho Sinalização Classes de Serviços QoS (Qualidade de Serviço) Controle de Tráfego UNIDADE IV Interconexão de Redes 4.1 Introdução IPOA Encapsulamento IP over ATM Arquitetura IPOA Divisão em Subredes ATM Estabelecimento de Conexão IPOA com Múltiplas Subredes LIS Serviços de Emulação de LAN (LAN Emulation) O padrão LAN Emulation Componentes LANE LAN Emulation Server (LES) LAN Emulation Configuration Server (LECS) Broadcast and Unknown Server (BUS) Formato do Pacote LAN Emulation Características de Projeto LANE MPOA Multiprotocol Over ATM Modelo MPOA Serviços Oferecidos Características Mercado Pág.:2

3 INTRODUÇÃO A tecnologia de redes de telecomunicações vem sofrendo mudanças bastante significativas no decorrer das últimas décadas. Estas mudanças visam atender as necessidades do mercado atual de telecomunicações, dentre as quais podemos citar: altas taxas de throughput; reduzidos delays de trânsito; transparência a protocolos; alocação dinâmica de meios de transmissão. A tecnologia de redes determinísticas (STM - Sinchronous Transfer Mode) ou TDM síncrono atende perfeitamente as três primeiras necessidades do mercado, porém, por apresentar uma alocação fixa de meios de transmissão e um baixo grau de otimização das topologias de redes, a utilização desta tecnologia para aplicações em rajada (burst), característico das redes de computadores, e para redes com uma grande dispersão geográfica de terminais se torna inviável. A tecnologia de redes estatística (ATM Asynchronous Transfer Mode) ou TDM assíncrono se apresenta de forma oposta às redes STM, esta tecnologia proporciona uma alocação dinâmica da faixa passante, e possibilita a utilização de topologias mais otimizadas. Assim, o ATM tenta eliminar as limitações do STM, tirando vantagem do ganho estatístico de serviços com tráfego com taxa variável, ao mesmo tempo garantindo um desempenho aceitável para serviços com trafego continuo (taxa variável ou constantes). Embora o ATM não seja tão eficiente quanto o STM para tráfego contínuo com taxa constante, em relação á utilização da capacidade do meio ao retardo (devido ao overhead adicional do cabeçalho e ao tempo necessário para montar uma célula de informação), este fato não é bastante para se sobrepor ás vantagens do ATM. Obviamente, alguma compensação da variação estatística do retardo terá de ser feita para que se possa oferecer serviços isócronos (voz). Entretanto, nem todos as tecnologias de redes estatística atende as necessidades atuais de serviços de telecomunicações que precisam de maior largura de banda de escoamento de tráfego. Como exemplo, podemos citar as redes X.25, onde o protocolo é bastante robusto por possuir os níveis 2 e 3 do modelo de referência OSI, com isso este protocolo apresenta mecanismos de controle de erros, de seqüência e de fluxo bastante sofisticados, fazendo com que ele apresente baixas taxas de throughput e elevados delays de trânsito. Com o surgimento de meios de transmissão de melhor qualidade e de terminais inteligentes, nota-se que os mecanismos de controle de erros, de seqüência e de fluxo, não precisam ser realizados no interior da rede, estas funções podem ser realizadas no modo fim-a-fim, com isso pode-se reduzir o delay de trânsito, como acontece nas redes ATM. Pág.:3

4 Assim, ATM é uma tecnologia de comunicação que utiliza comutação rápida de pacotes, baseada em padrões abertos, que se propõe a servir de transporte comum para diversos tipos de tráfego, como dados, voz, imagem estática e vídeo, podendo ser utilizada tanto em redes locais como em redes de longa distância, com uma qualidade de serviço garantida (QoS - Quality of Service), o que é extremamente importante nas redes que suportam aplicações em tempo real. Para garantir a QoS, os protocolos de sinalização do ATM são inevitavelmente complexos, que não encontra precedentes nas tecnologias já estabelecidas.... Este trabalho visa desenvolver uma visão geral dos conceitos e aplicações do ATM, para isto ele esta dividido em quatro unidades. Na primeira unidade, é definido uma série de conceitos básicos necessários para nivelar e facilitar a abordagem nas outras unidades, sem querer esgotar toda a riqueza dos respectivos conceitos. Nas unidades II e III, é descrito o protocolo ATM com suas três camadas: a física; a ATM e a AAL, bem como seu desempenho, controle de tráfego e congestionamento, e a sinalização. Para facilitar a migração das LANs (Local Area Network) atuais e a integração das redes STM existentes, para a tecnologia ATM, tem-se, atualmente, quatro protocolos/serviços em destaque: IP (Internet Protocol) sobre ATM (IPOA); LAN Emulation (LANE); Multiprotocol Over ATM (MPOA) e Serviço de Emulação de Circuitos. Estes serviços serão descritos na unidade IV. Pág.:4

5 UNIDADE I CONCEITOS BÁSICOS 1.1. Protocolos de Comunicação de Dados Em projetos de redes, seja ela uma LAN (local Area Network), MAN (Metropolitan Area Network) ou WAN (Wide Area Network), se destaca a idéia de estruturar a rede como um conjunto de camadas hierárquicas, cada uma sendo construída utilizando as funções e serviços oferecidos pelas camadas inferiores. Cada camada ou nível deve ser pensada como um programa ou processo, implementado por hardware e/ou software, que se comunica com o processo correspondente na outra máquina. As regras que governam a conversação de um nível N qualquer são chamadas de protocolo de nível N. Os limites entre cada nível adjacente são chamados de interfaces. A figura 1.2 mostra um exemplo de uma estrutura com sete camadas, que é o modelo de referência OSI. O modelo de referência OSI (Open Systems Interconnection) da ISO ( International Stantards Organization) é o padrão internacional de arquitetura de redes de computadores. Portanto, a arquitetura de rede é formada por níveis, interfaces e protocolos. Cada nível oferece um conjunto de serviços ao nível superior, usando primitivas de serviço através das API s (Aplication Program Interface) nos pontos de acesso ao serviço (Service Acess Point SAP). Usuário do serviço (N) Usuário do serviço (N) Pontos de acesso ao serviço (N) Entidade do serviço (N) Protocolo do Serviço (N) Fornecedor do Serviço (N) Entidade do serviço (N) Camada (N) Pontos de acesso ao serviço (N 1) Entidade do serviço (N - 1) Protocolo do Serviço (N -1) Fornecedor do Serviço (N-1) Entidade do serviço (N - 1) Camada (N-1) Figura 1.1 Fornecedores e Usuários de Serviço Pág.:5

6 1.2. Modelo OSI da ISO O modelo OSI possui sete níveis de protocolos, que são mostrados na figura 1.2 e descritos a seguir. Camada Nome da Unidade intercambiada Protocolo de Aplicação 7 Aplicação Aplicação APDU Interface Protocolo de Apresentação 6 PPDU Protocolo de Sessão 5 Sessão Sessão SPDU Protocolo de Transporte 4 TPDU Transporte Transporte Limite da sub-rede de comunicação Apresentação Apresentação 3 Pacote Rede Rede Rede Rede Protocolos internos da Sub-Rede 2 Enlace de Enlace de Enlace de Enlace de dados dados dados dados Quadro (Frame) 1 Físico Físico Físico Físico BIT Host Protocolo Camada de Rede Protocolo Camada Enlace de Dados Protocolo Camada Físico Host Pág.:6

7 Figura 1.2 Níveis do Modelo OSI LEGENDA APDU Unidade de dados do protocolo de aplicação PPDU Unidade de dados do protocolo de apresentação SPDU Unidade de dados do protocolo de sessão TPDU Unidade de dados do protocolo de Transporte Pág.:7

8 A camada Física A camada física está relacionada com a transmissão de bits sobre um canal de comunicação. Garante que ao envio de um 1 bit pelo transmissor, o receptor receberá um bit 1 e não um bit 0. Especifica quantos volts representam um bit 1 e quantos representam um bit 0; qual é a duração de um bit em microsegundos; se a transmissão é half ou full-duplex; como uma conexão deve ser estabelecida e terminada; quantos pinos deve ter o conector de rede e qual o uso de cada pino. Portanto, tem a ver com as características mecânicas, elétricas, funcionais, de procedimentos de interface e com o meio físico de transmissão, que se encontra abaixo da camada física A camada de Enlace A principal função da camada de enlace de dados é transformar uma facilidade de transmissão de bits em uma linha confiável, livre de erros. Uma vez que a camada física apenas aceita e tramite bits sem se preocupar com seus significados, compete à camada de enlace criar e reconhecer os limites de um quadro, contornando qualquer problema que possa provocar dano, perda ou duplicação de quadros. Deve também implementar funções de controle de fluxo, a fim de impedir que um transmissor de dados mais rápido sobrecarregue um receptor lento A camada de Rede Trata-se da camada de comunicação da subrede. É responsável pelas formas de estabelecimento, manutenção e desconexão de chamadas na rede tendo, portanto, funções de roteamento, endereçamento, controle de congestionamento e controle de fluxo. Outra função nobre é a parte de contabilidade da rede. A camada de rede deve contabilizar quantas unidades de dados foram trocadas em cada comunicação estabelecida A camada de Transporte A camada de transporte é a primeira camada fim a fim no modelo OSI, ou seja, o protocolo da camada de transporte é conhecido e trocado entre os host de origem e de destino da camada, sendo totalmente transparente para a sub-rede de comunicação. A função básica dessa camada é aceitar dados da camada de sessão, dividi-los em unidades menores caso necessário, passar essas unidades para a camada de rede e assegurar que todas as unidades cheguem corretamente ao destino. A camada de transporte oferece à camada superior (sessão) serviços de entrega de dados sem erros, em seqüência, sem duplicação ou perda de informação, este é o tipo de serviço mais popular da camada de transporte. Contudo, existem outros possíveis tipos de serviço, como o utilizado para mensagens Pág.:8

9 isoladas sem garantia sobre a ordem de entrega e o envio de mensagens em broadcast. O tipo de serviço a ser usado é determinado quando a conexão é estabelecida A camada de Sessão A camada de sessão permite que dois usuários em máquinas diferentes estabeleçam uma sessão entre si. Uma sessão permite a troca comum de dados, como faz a camada de transporte, porém oferece outros serviços úteis em algumas aplicações. Um dos serviços da camada de sessão é gerenciar a troca de dados. Sessões podem permitir que o tráfego seja duplex ou half-duplex. Se o tráfego é half-duplex (só tem sentido por vez), então a camada de sessão controla de quem é a vez de transmitir. Outro serviço dessa camada é a sincronização da comunicação. Para transações de grande duração no tempo (transferência de grandes arquivos, por exemplo), pode-se optar por uma sincronização periódica associada com a transferência de dados entre as pontas comunicantes. Assim, em caso de ocorrência de falha durante a transação, pode-se reiniciála a partir do último ponto de sincronização, não sendo necessário retornar ao início A camada de Apresentação A camada de apresentação é responsável pela sintaxe dos dados transferidos entre duas entidades de nível 7. Um exemplo típico de serviço é a conversão de códigos usados, que podem ser diferentes nas diferentes máquinas que se comunicam. É responsável também por outros aspectos de representação da informação. Por exemplo, pode-se usar compressão de dados para reduzir o número de bits a serem transmitidos e também criptografia para garantir segurança e privacidade da informação A camada de Aplicação É a camada que provê a interface com o usuário final. Contém uma variedade de protocolos que são comumente necessários. Provê, por exemplo, acesso à transferência de arquivos, gerenciamento da transferência, troca de mensagens e documentos, consultas a bancos de dados, etc. Todos os serviços são solicitados por meio de primitivas de um sistema operacional local. Pág.:9

10 1.3. Padrões de REDES de Computadores 802.X O modelo de referência OSI, embora possa ser usado tanto em redes geograficamente distribuídas quanto em redes locais, foi originalmente pensado apenas para o uso das primeiras. As distâncias limitadas que são destinadas as redes locais permitem que seu protocolo de nível físico possa se dar ao luxo de utilizar um meio de alta velocidade e baixíssima taxa de erros. Assim, não cabe ao nível 2 a introdução de bits a mais de redundância (overhead) para a recuperação de erros, como o CRC (Code Redudance Ciclic). Também em redes locais é utilizado protocolos de acesso para disciplinar o acesso ao meio físico para a transmissão de dados. Como exemplo, citamos o MAC (Medium Acess Control). Nas LAN s a transmissão dos dados é feita por difusão (broadcasting, multicasting) ou elas possuem roteamento único. Devido a estas características as redes locais não seguem na integra o modelos de referência OSI, ficando a cargo do IEEE Computer Society a padronização no âmbito das redes locais. O comitê concebeu o projeto IEEE O modelo elaborado pelo IEEE definiu uma arquitetura de três camadas, que correspondem as camadas 1 e 2 do modelo OSI. A figura 1.3 mostra a relação entre os modelos com exemplo de protocolos (softwares) de aplicação. APLICATION TELNE T PRESENTATION NETWARE FTP OS / 2 SESSION NFS TRANSPORT SPX TCP NETBIOS NETWORK IPX IP DATA LINK LLC MAC / / PHYSICAL PHYSICAL Figura 1.3 Comparação entre os Modelos. Como podemos verificar, a camada de enlace é dividida nas camadas LLC ( Logical Link Control) e MAC. Tal divisão teve como objetivo permitir a definição de vários opções de Pág.:10

11 MAC, que podem ser otimizadas para as diferentes topologias de redes locais, mantendo uma interface única, a camada LLC, para os usuários da rede local. Alguns padrões do nível físico e da subcamada MAC são: IEEE rede em barra utilizando CSMA/CD como método de acesso. Ex.: Ethernet IEEE Rede em anel utilizando passagem de permissão como método de acesso. Ex.: Rede Token Ring da IBM (NETBios). IEEE 802.3u Idem a 802.3, com variação de velocidade para 100 Mbps Características do Protocolo X.25 A recomendação X.25 ( Interface Between Data Terminal Equipament (DTE) and Data circuit Terminating Equipament (DCE) for Terminals Operating in the packet Mode na Public Data Networks) provê um conjunto preciso de procedimentos para comunicação entre ETD e ECD para terminais que operam em modo pacote. O ECD neste caso é um NÓ processador que serve como um ponto de entrada / saída da rede de pacotes na interface usuário / rede. As figuras 1.4 mostra algumas características do protocolo X.25 X.25 - Características Meios de Transmissão Analógicos Controle de Fluxo X.25 Detecção e correção de erros Baixo Desempenho: Até 64 kbit/s Rede de Telecomunicações Pacotes de Tamanho Variável Retardo variável Só Dados 14:3 Figura 1.4 Características X.5 Multiplexação estatística dos pacotes de dados (paga-se por pacote mais o tempo de conexão). transmitido, Pág.:11

12 A rede é responsável por comutar o pacote de dados ao seu destino. Detecção de Erro / recuperação & Sequenciamento de pacote. Modo Store and forward causam atrasos. Geralmente, conexões estão limitadas à 56kbps. Controle de Fluxo Pacotes de tamanho variável O maior problema encontrado em redes de comutação de pacotes (X.25) reside nos altos atrasos gerados pela rede devido ao grande processamento efetuado pelos nós intermediários. Cada nó recebe pacotes, armazena-os, processa algoritmos de detecção e controle de erro e de fluxo nos enlaces a que está ligado, toma decisões de roteamento, espera que o enlace de destino esteja livre, para então encaminhar o pacote ao próximo nó. Assim, o X.25 é recomendado para velocidades até 64 kbps Protocolo Frame Relay O Serviço de Transmissão de Dados Frame Relay (FRDTS) foi provido inicialmente através da RDSI-FE e se tornou um serviço de ampla utilização em diversas plataformas, tendo em vista que permite o compartilhamento de acessos através de multiplexação estatística, a elevação da velocidade através da redução do processamento pela rede, o aproveitamento da confiabilidade inerente aos meios de transmissão digitais e a crescente inteligência dos End Systems, os quais são capazes de realizar parte do processamento anteriormente realizado pelas redes. O Frame Relay é um serviço orientado a conexão, cujo acesso é feito através da interface usuário-rede (UNI), que pode estabelecer conexões sob demanda (SVC) ou por provisionamento (PVC). Neste trabalho será tratado somente o caso PVC. A interface UNI-FR permite, através de multiplexação estatística, o estabelecimento simultâneo de diversas conexões Frame Relay com características de serviço específicas, entre Equipamentos Terminais de Dados (DTE), assegurando a otimização dos acessos e a elevação da confiabilidade das conexões, pela implementação de diversas funcionalidades padronizadas, dentre as quais ressaltamos: Controle de chamadas; Gerenciamento de canais de acesso; Controle de tráfego no acesso. O acesso a uma rede Frame Relay pode ser feito através de meios/equipamentos, permitindo a aplicação direta ou a adaptação do ambiente de usuário ao ambiente de rede, conforme ilustra a Figura 1.5. Pág.:12

13 The Technical Framework PC Controller PBX Video Desktop & LAN CPE Router Bridge FRAD MUX Switch Formats Packets into Frames UNI Dedicated Access ISDN Analog Dial Integrated Access or Local Wiring (v.35, T-1, RS232) Network Access Port Statistical Multiplexing Frame Relay Network PVC PVC PVC SVC SVC Figura Framework Frame Relay O Serviço de Transmissão de Dados Frame Relay (FRDTS) fornece transferência bidirecional de frames de uma interface DTE/DCE para uma outra interface DTE/DCE, com transferência de conteúdo, detecção de erros e preservação da ordem dos frames transmitidos. O FRDTS não fornece procedimentos para a notificação de erros, recuperação de erros e retransmissão, no caso de frames perdidos. A perda de frames pode ser devida não somente a erros de transmissão, mas também a congestionamento dentro da rede ou nas interfaces DTE/DCE. O FRDTS permite que conexões simultâneas entre DTE s sejam multiplexadas num único circuito de acesso. O Frame Relay é um protocolo com poucas mensagens de controle de congestionamento e erro, na teoria os usuários podem enviar todos os dados quanto necessários para a rede, com poucas restrições. Isto é obviamente uma das principais vantagens do protocolo, particularmente no ambiente de LAN s, onde o tráfego para a rede não é previsível e possui um perfil de rajadas (burst). Porém, se o Frame Relay fosse um protocolo sem nenhuma restrição de tráfego, haveria possibilidade da rede ser congestionada devido a uma grande quantidade de dados que fossem enviados simultaneamente. Uma das soluções para resolver este problema seria o descarte de todos os frames que a rede não consegue tratar. Contudo o descarte dos dados, sem levar em consideração a demanda individual de cada usuário da rede é uma solução inaceitável do problema. O Frame Relay necessita de um método para garantir a taxa de transmissão de dados para usuários, e desta forma garantir a justiça da rede, oferecendo um serviço de qualidade para estes usuários. Pág.:13

14 Muitos mecanismos podem ser utilizados para controlar e limitar o fluxo de dados de uma rede. Dentro de um típico serviço de rede Frame Relay existem três parâmetros que afetam o desempenho da rede no nível de acesso. Os Parâmetros CIR (Commited Information Rate), Bc (Commited Burst Size) e Be (Excess Burst Size) são configurados para cada um dos circuitos virtuais de uma rede Frame Relay. A figura a seguir ilustra a relação entre os parâmetros de controle de congestionamento. Bc + Be B c Taxa de acesso EIR CIR Descarte de todos os frames Frames com bit DE setado Frames normais T c T(seg) Figura Parâmetros de Controle O bit DE de um frame é setado tipicamente quando o usuário está trafegando dados durante o período de rajadas. Este Bit indica para a rede que os dados não fazem parte do CIR e que podem ser descartados se necessário. Apesar de uma rede Frame Relay ser capaz de descartar qualquer dado a qualquer tempo, muitas implementações são projetadas para descartar frames com o bit DE setado antes de descartar os demais frames sem este bit setado. Frame Relay Figura 1.7- Frame Relay Pág.:14

15 Resumidamente, o Frame Relay tem as seguintes características: Multiplexação estatísticas dos pacotes de dados; Sem notificação de detecção de erro / recuperação ou sequenciamento de pacotes; Altamente dependente do meio físico de transporte (fibra, etc.); Taxa dos Serviços (E1/2. 048Mbps); Somente serviços de circuitos virtuais permanentes Multiplexação Estatística e Determinística Um meio físico pode ser compartilhado por vários usuários (estações) através da multiplexação no tempo (TDM Time Division Multiplexing), pelo fato de que a capacidade ( em quantidade de bits por segundo) desse meio de transmissão, em muitos casos, excede a taxa média de geração de bits das estações conectadas ao meio físico. A multiplexação no tempo pode ser classificada em deteminística ou síncrona e estatística ou assíncrona Características do MUX Determinístico A figura 1.8 representa um mux determinístico, que sempre trabalha aos pares. MUX - DETERMINÍSTICO Porta secundárias Porta principal ETD ETD VS1 1 VS2 2 M U X Vp M U X VS1 1 VS2 2 ETD ETD ETD VSN n 1 2 VSN n ETD Vp > = VS1+ VS2 + VSN Figura 1.8 Características do MUX Determinístico Pág.:15

16 Características: É transparente a códigos e protocolos. A somatória das velocidades das N portas secundarias é menor ou igual a velocidade da porta principal (agregado) Ex.: Rede MDE e Rede E Características do MUX Estatístico MUX - ESTATÍSTICO Porta secundárias ETD ETD ETD VS1 1 VS2 2 Porta principal M U X 1 Vp M U X 2 VS1 1 VS2 VSN n VSN n 2 ETD ETD ETD Vp < = VS1+ VS2 + VSN Figura 1.9 Características do MUX Estatístico Características Não é transparente a códigos e protocolos. A somatória das velocidades das N portas secundária é maior que a velocidade da porta principal. O dimensionamento das velocidades secundária dependerá do tempo de resposta desejado. É utilizado normalmente para ETD de baixo / médio fluxo de dados (velocidade). Ex.: Rede de Pacote. Pág.:16

17 Hierarquias de Transmissão Digital Nas técnicas de TDM síncrono, as formas de particionamento do tempo dependem da capacidade de transmissão do meio. Para tornar o particionamento dos frames independentes dos progressos tecnológicos que tendem a possibilitar taxas cada vez maiores de transmissão, criou-se um esquema de hierarquias. Esquemas de hierarquias de transmissão tem sido utilizados em sistemas de telefonia digital, tendo passado por processos de padronização em várias entidades internacionais, sendo, hoje em dia, utilizados também na transmissão de dados. A figura 1.10 mostra a hierarquia SDH que é a utilizada pelas redes ATM. Pág.:17

18 SONET SDH SONET & SDH N.American N. American European Line Rates # or 64 kb/s STS Level OC Level STM Level (Mbps) Channels STS-1 OC-1 N/S STS-3 OC-3 STM ,016 STS-12 OC-12 STM ,064 STS-24 OC-24 STM-8 1, ,128 STS-48 OC-48 STM-16 2, ,256 Figura Hierarquia SDH Pág.:18

19 1.7. Tipos de Serviços Os tipos de serviços oferecidos pelos protocolos podem ser orientados e não-orientado a conexão. No serviço não-orientado, não existe uma conexão estabelecida entre origem e destino. Toda a informação necessária para transmitir a unidade de dados (endereço, parâmetros de qualidade do serviço, etc. ) é passada para a camada que vai fornecer o serviço de transporte. Sendo, assim, cada unidade de dados (datagrama) é roteada de forma independente das demais, portanto, não garantindo seqüenciação. No serviço orientado a conexão, existe uma conexão com fases de estabelecimento, transferência de dados e liberação. Portanto, não há necessidade de endereços completos após o estabelecimento da conexão. O sequenciamento é natural. Pág.:19

20 2. 2. UNIDADE II PROTOCOLO ATM 2.1. Introdução No final da década de 1980, ATM surgiu como a tecnologia de comutação a ser empregada na infra-estrutura de suporte das redes RDSI de faixa larga, as RDSI-FL ou B-ISDN. Em 1987, a ITU-T havia escolhido a ATM como a técnica de telecomunicação ou modo de transferência a ser utilizada nas então futuras RDSI-FL, que permitirão a integração de voz, dados e imagem. O modo de transferência Assíncrono (Asynchronus Transfer Mode) é uma tecnologia baseada na transmissão de pequenas unidades de informação de tamanho fixo e formato padronizado denominado células. Células são transmitidas através de conexões com circuitos virtuais através de informações contidas no cabeçalho das células. Esta tecnologia é capaz de suportar diferentes serviços com diferentes tipos de tráfego. Acredita-se, que o ATM virá a desempenhar um papel preponderante nas novas redes de alta velocidade. A expressão Modo Assíncrono de Transferência, que da nome a tecnologia ATM, visa destacar a diferença de abordagem introduzida por esta tecnologia, em relação ao existente STM (Modo de Transferência Síncrono ou Determinístico). Assíncrono, neste caso, referese ao fato de se utilizar a multiplexação estatística, onde os recursos da rede são utilizados por um dado canal do usuário apenas quando existe atividade nesse canal, ou seja, as janelas de tempo são alocadas dinamicamente, sob demanda, e estão disponíveis para qualquer usuário que tenha informações a transmitir. Na tecnologia ATM, a definição do tamanho da célula consumiu muito tempo de intensas discussões de âmbito internacional. De um lado, os interesses da comunidade de comunicação de dados principalmente os Estados Unidos reivindicam células com grande carga útil, que permitiriam maior eficiência do protocolo. De outro lado, os interesses da comunidade de Voz (Europa e Japão) reivindicavam células pequenas, que favoreciam o controle dos retardos da rede. Houve um consenso e ficou aceito a célula de 53 octetos, sendo 48 octetos para a carga útil (payload) e 5 octetos para o cabeçalho Além do ITU-T, existem outras entidades de padronização da tecnologia ATM. Entre elas, o IETF (Internet Enginneeling Task Force e o ATMFORUM). Pág.:20

21 2.2. Modelo de Camadas ATM A Figura 2.1 ilustra uma simplificação do modelo de camadas ATM. Embora existam na literatura diversas propostas de mapeamento das camadas ATM nas camadas do modelo OSI, não trataremos aqui destas propostas. CAMADAS SUB CAMADAS FUNÇÕES Convergência AAL CS ATM PHY SAR TC PM Quebra e Remontagem Controle genérico de fluxo Inserção e remoção de Cabeçalho Interpretação de VPI / VCI Multiplexação / Demultiplexação de células Desacoplamento de taxa de células Geração e verificação de HEC Geração e Recuperação de frames Transmissão pelo meio físico Conversão eletroóptico CS Convergence Sublayer SAR Segmentation and Reasembly TC Transmission Convergence PM Physical Medium Figura 2.1 Estruturação das Camadas ATM Camada Física A camada física do modelo ATM é dividida em duas subcamadas TC (Transmission Convergence ) e PM ( Physical Medium). A subcamada TC efetua a seguinte seqüência de operações: Gera o HEC (Header Error Check) para cada célula e a insere no campo a ele destinado no cabeçalho; Transforma o fluxo de células em um fluxo de bits adequado para a transmissão pela subcamada inferior PM, podendo ser PDH, SDH ou FDDI, inserindo informações que permitirão a subcamada TC do receptor recuperar as fronteiras da células transmitidas, ou seja, faz o desacoplamento de taxa; Realiza a transmissão de bits pelo meio físico. Pág.:21

22 A subcamada de meio físico (PM) tem como função a transmissão de um conjunto de bits através de uma linha de transmissão, incluindo conversões eletroópticas. Para isto a mesma faz codificação do fluxo de informação recebido da TC em uma forma adequada para a transmissão no meio físico, para que seja possível a sincronização entre os circuitos transmissores e receptores, o embaralhamento é feito somente no payload. A codificação também esta relacionada com a delineação de células. O delineamento de células é a função que permite determinar onde, dentro de um fluxo de bits ou bytes recebidos, começa e termina uma célula. A figura 2.2 mostra o processo de delineamento HUNT α = 7 α HEC s incorretos encontrados sucessivamente HEC correto encontrado PRESYNC SYNC HEC incorreto encontrado δ = 6 δ HEC corretos encontrados sucessivamente Figura 2.2 Delineamento de Células através do HEC A figura 2.3 mostra os meios físicos padronizados utilizados hoje para a transmissão ATM. Taxa (Mbs) STM 1 elétrico 155,52 STM 1 óptico 155,52 STM 4 óptico 622,08 E1 2,048 E3 34,368 E4 139,264 Cell Bassed e 155,52 Cell Bassed O 155,52 Cell Bassed O 622,08 ATM 25 25,6 Taxi (FDDI) 100 Figura 2.3 Meio Físico para ATM Para o sistema STM-1, teríamos: Pág.:22

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