5. Camada ATM (I.361)

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1 5. Camada ATM (I.361) 5.1 Estrutura da célula Bits Cabeçalho (5 octetos) Campo de informação (48 octetos) octetos - Os octetos são enviados por ordem crescente começando com o octeto 1 - Os bits num octeto são enviados por ordem decrescente, começando com o bit 8. 1

2 5.2. Estrutura do cabeçalho Em UNI Em NNI Bit Bit GFC VPI 1 VPI 1 VPI VCI 2 VPI VCI 2 VCI 3 VCI 3 VCI PT CLP 4 HEC 5 Octetos VCI PT CLP 4 HEC 5 Octetos GFC: Generic Flow Control VPI/VCI:Virtual Path Identifier/Virtual Channel Identifier PT: CLP: HEC: Payload Type Cell Loss Priority Header Error Control 2

3 Campo de controlo de fluxo (GFC) Só existe na interface UNI. Quando não é usado é colocado a Utilizado no caso de existirem configurações com múltiplos utilizadores para controlar o acessos destes utilizadores à rede. É usado de modo a aliviar momentaneamente condições de sobrecarga que possam ocorrer. Campo de encaminhamento (VPI/VCI) A identificação lógica de uma conexão ATM é hierárquicos: VPI e VCI. subdividida em dois níveis Numa interface um canal é identificado pelo campo completo (VPI/VCI). Usando VPs, até 2 16 VCs podem ser tratados como uma única entidade para multiplexagem e comutação. A tradução dos valores VPI e VCI é feita em cross-connects e comutadores. Existem alguns valores pré-definidos para VPI/VCI em UNI 3

4 VPI VCI PT Canal de metasinalização x x0 Canal de difusão x xx Célula F4 (segmento) x x0 Célula F4 (utiliz-a-utiliz) x x0 Célula F5 (segmento) x xxxxxxxxxxxxxxxxxx 100 Célula F5 (utiz-a-utiliz) x xxxxxxxxxxxxxxxxxx 101 Tipo de informação (PT) Identifica o tipo de informação transportada na célula. PT bits info de utilizador, sem congestão; AUU = info de utilizador, sem congestão; AUU = info de utilizador, congestão; AUU = info de utilizador, congestão; AUU = célula F5 (segmento) célula F5 (utiliz-a-utiliz) célula para gestão de recursos (RM) reservado 4

5 Prioridade (CLP) CLP = 1 indica células de menor prioridade. As células de menor prioridade são as primeiras a ser eliminadas em caso de congestão na rede. Controlo de erros (HEC) A utilização deste campo é descrita na camada física. 5.3 Valores pré-definidos no cabeçalho octeto Célula vazia 00H 00H 00H 01H Célula F1 00H 00H 00H 03H Célula F3 00H 00H 00H 09H Reservado PPP0000B 00H para uso do nível PHY 00H 0000PPP1B 5

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7 5.4 Primitivas da camada ATM i)atm_data.request (ATM_SDU, submitted loss priority, AUU) A camada AAL requer que a ATM_SDU seja transportada para a entidade par. ii) ATM_DATA.indication (ATM_SDU, congestion indication, AUU) A camada AAL é notificada que a ATM_SDU associada com a primitiva, está disponível. A ATM_SDU é o campo de informação da célula. 7

8 6. Camada física (I.432) 6.1 Subcamada de Convergência de Transmissão Mecanismo de protecção do cabeçalho É importante proteger o cabeçalho contra erros, pois erros podem dar origem a células perdidas ou mal inseridas. O campo HEC é uma sequência de 8 bits, que protege todo o cabeçalho. O polinómio gerador é: x 8 +x 2 +x+1. DIN+Q7 DIN D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 8

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10 Dois tipos de erro podem ocorrer na transmissão: erro de um bit e rajada de erros. O código pode ser operado em: correcção de um bit errado ou detecção de múltiplos bits errados. O modo correcção é o modo inicial. Erros detectados (célula eliminada) Não há erros Modo correcção Não há erros Modo detecção Erros detectados (célula eliminada) 1 bit errado detectado (corrigir) 10

11 Mecanismo de delimitação das células O mecanismo é independente do sistema de transmissão. É baseado na correlação que existe entre os bits do cabeçalho e os bits HEC. Bit a bit CAPTURA 7 HEC incorrectos consecutivos PRÉ-SINCR. Célula a célula SINCR. Célula a célula 6 HEC correctos consecutivos HEC correcto: sem erros e sem correcção feita 11

12 CAPUTURA: verifica bit a bit se a codificação do HEC é respeitada. PRÉ-SINCRONIZAÇÃO: uma delimitação correcta de célula foi identificada SINCRONIZAÇÃO: delimitação de célula confirmada. Scrambling É um mecanismo de protecção adicional contra imitações do HEC no campo de informação. Os bits do campo de informação são misturados por um sistema scrambler autosincronizável com o polinómio x 43 +1, para um sistema de transmissão SDH. Os bits do cabeçalho não são misturados. A operação descrambler na recepção é desactivada no estado CAPTURA. Nos estados PRÉ-SINCRONIZAÇÃO e SINCRONIZAÇÃO, o descrambler é activado para um número de bits igual ao comprimento do campo de informação e desactivado no presumível cabeçalho. Na operação de scrambling é adicionada uma sequência pseudo-aleatória de bits à informação e na operação de descrambling efectua-se a operação inversa. 12

13 Scrambler: B(n) = A(n) + B(n-43) Descrambler: C(n) = B'(n) + B'(n-43) (+ = soma módulo 2) Não havendo erros de transmissão, a saída do Scrambler é igual à entrada do Descrambler, pelo que igualando B'(n) = B(n) e substituindo B(n) pela expressão do scrambler, obtem-se: C(n) = ( A(n) + ( B(n-43) ) + B(n-43) = A(n) + ( B(n-43) + B(n-43) ) = A(n) 13

14 Adaptação do ritmo de células O ritmo de células atribuídas tem que ser menor que a capacidade disponível do sistema de transmissão. O lado emissor insere células vazias, que serão eliminadas no lado receptor. São também inseridas células OAM na camada física. Célula vazia: A 6A 6A Células ATM atribuídas Camada ATM Células de gestão (OAM) (do plano de gestão) Células vazias Camada Física / Sub-camada TC Scrambling Camada Física / Sub-camada PM 14

15 Adaptação ao sistema de transmissão Efectua as acções necessárias para estruturar o fluxo de células de acordo com a trama do sistema de transmissão e para extrair as células a partir da trama de transmissão recebida. Os sistemas de transmissão poderão ser: i) SDH [STM-1, STM-3] ii) PDH [E1, E3] iii) Baseado em células Exemplo de adaptação à interface E1 (G.804): Octeto ATM Header Campo de Informação Campo de Informação Trama E1 Campo de Informação Campo de Informação ATM Header Trama E1 15

16 6.2. Subcamada do meio físico É responsável pela transmissão dos bits no meio físico. Executa funções de codificação/descodificação de linha, regeneração, conversão electro-óptica e geração/recuperação do relógio. Estão normalizados os ritmos de acesso de 2 Mbit/s, 25 Mbit/s, 34 Mbit/s, 100 Mbit/s, 155 Mbit/s e 622 Mbit/s em UNI. O meio físico na interface UNI pode ser eléctrico ou óptico. Sendo eléctrico, é recomendado usar 2 cabos coaxiais de 75Ω, um em cada direcção. Sendo óptico, é necessário usar 2 fibras monomodo, uma em cada direcção. 16

17 6.3. Primitivas da camada física i) PHY_DATA.request (PHY_SDU) ii) PHY_DATA.indication (PHY_SDU) A PHY_SDU é uma célula ATM. 17

18 7. Interfaces ATM 7.1 Configuração de referência do CPN A configuração de referência para o acesso do utilizador é configuração da RDIS. baseada na S B T B U B B-TE1 B-NT2 B-NT1 TE2 ou B-TE2 R B-TA S B Ponto de referência Grupo funcional 18

19 Características dos grupos funcionais i) B-NT1 (Broadband Network Termination 1) - terminação de linha - interface de transmissão - funções de OAM ii) B-NT2 (Broadband Network Termination 2) - adaptação a diferentes topologias e meios - multiplexagem/ demultiplexagem - comutação - processamento de sinalização As realizações de B-NT2 podem ser concentradas ou distribuídas. 19

20 iii) Equipamento terminal Tipos de equipamento terminal B-TE1 (Broadband Terminal Equipment 1) B-TE2 (Broadband Terminal Equipment 2) B-TA (Broadband Terminal Adaptor) TE2 (Terminal Equipment 2) - diálogo utilizador-a-utilizador - terminação de interface - funções AAL - funções de OAM. 20

21 7.2 Interfaces ATM O ATM Fórum define na especificação ATM UNI 3.1 duas UNI ATM distintas: - UNI Pública (UNI): interliga um utilizador ATM e um comutador ATM numa rede publica. - UNI Privada (P-UNI): interliga um utilizador ATM e um comutador ATM privado. A distinção entre ambas as UNI é feita ao nível físico. O ATM Fórum e a ITU-T especificam também: - NNI (Network Node Interface) : interface entre comutadores ATM públicos - PNNI (Private NNI): interface entre comutadores ATM privados - B-ICI (Broadband Inter Carrier Interface): Interface entre redes ATM públicas de operadores diferentes. 21

22 TE UNI Rede ATM Pública Operador A Rede ATM Pública Operador B TE UNI Public ATM Switch NNI Public ATM Switch B-ICI Public ATM Switch NNI Public ATM Switch UNI UNI UNI Rede ATM Privada TE TE TE P-UNI Private ATM Switch PNNI Private ATM Switch P-UNI TE P-UNI TE 22

23 7.3 Características das Interfaces em S B e T B Na ATM UNI 3.1 estão especificadas as seguintes interfaces UNI: - Interface física SDH STM-1/SONET STC-3 a 155,52 Mbit/s (UNI, P-UNI) - Interface física DS3 a 44,736 Mbits (UNI, P-UNI) - Interface física a 100 Mbit/s para fibra multimodo, baseada em FDDI (P-UNI) - Interface física a 155,52 Mbit/s para fibra multimodo (P-UNI) -Interface física E4 a 139,264 Mbit/s (UNI) - Interface física E3 a 34,368 Mbit/s (UNI) - Interface física a 155,52 Mbit/s sobre UTP (P-UNI) - Interface física a 25,6 Mbit/s sobre UTP (P-UNI) - Interface física DS1 a 1,544 Mbit/s (UNI) - Interface física E1 a 2,048 Mbit/s (UNI) 23

24 7.3.1 Interface a Mbit/s - SDH ou baseada em células - Óptico ou eléctrico interface eléctrico: 2 cabos coaxiais interface óptico: 2 fibras ópticas monomodo -Simétrico - Ponto-a-ponto Interface a Mbit/s - SDH ou baseada em células - Ponto-a-ponto - Simétrico ou Assimétrico (622/155 Mbit/s) - Interface óptico com 2 fibras ópticas monomodo 24

25 7.3.3 Interface a 25.6 Mbit/s - Baseada em células - Par entrançado -Simétrico - Ponto-a-ponto 25

26 - Código 4B/5B -Média de 3 transições de nível em cada elemento de 5 símbolos - A codificação/descodificação não é afectada pela incorporação de scrambler - A sequência do mesmo símbolo (run length) é limitada a <= 5 - A diferença 1/0 nunca excede +/ Mbaud - UTP 100 m 26

27 Cada célula de 53 octetos é precedida de um octeto de comando, formando células com o comprimento de 54 octetos. Estão definidos 2 comandos de início de célula: - X_X (escape - escape : ) : Início de célula com reset de scrambler/descrambler - X_4 (escape - 4 : ) : Início de célula sem reset de scrambler/descrambler Está definido um terceiro octeto de comando designado X_8 (escape - 8 : ) indicador de marca temporal de 8 KHz. 27

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29 7.3.4 Interface E1 a 2,048 Mbit/s - Baseada em células -Fibra -Simétrico -Ponto-a-ponto - Tramas de 32 slots 29

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