5. Camada ATM (I.361)

5. Camada ATM (I.361) 5.1 Estrutura da célula Bits8 7 6 5 4 3 2 1 Cabeçalho (5 octetos) Campo de informação (48 octetos) 1... 5 6..... 53 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

5.2. Estrutura do cabeçalho Em UNI Em NNI Bit 8 7 6 5 4 3 2 1 Bit 8 7 6 5 4 3 2 1 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

Campo de controlo de fluxo (GFC) Só existe na interface UNI. Quando não é usado é colocado a 0000. 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

VPI VCI PT Canal de metasinalização x 00000000 00000001 0x0 Canal de difusão x 00000000 00000010 0xx Célula F4 (segmento) x 00000000 00000011 0x0 Célula F4 (utiliz-a-utiliz) x 00000000 00000100 0x0 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 432 000 - info de utilizador, sem congestão; AUU = 0 001 - info de utilizador, sem congestão; AUU = 1 010 - info de utilizador, congestão; AUU = 0 011 - info de utilizador, congestão; AUU = 1 100 - célula F5 (segmento) 101 - célula F5 (utiliz-a-utiliz) 110 - célula para gestão de recursos (RM) 111 - reservado 4

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 1 2 3 4 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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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

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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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

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

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

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

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: 00 00 00 01 52 6A 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

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): 0 1 2 3 4 5 6 7 8 910111213141516171819202122232425262728293031 Octeto ATM Header Campo de Informação Campo de Informação Trama E1 Campo de Informação Campo de Informação ATM Header Trama E1 15

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

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

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

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

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

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

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

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

7.3.1 Interface a 155.520 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 7.3.2 Interface a 622.080 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

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

- 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 +/- 1. - 32 Mbaud - UTP 100 m 26

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 : 00010 00010) : Início de célula com reset de scrambler/descrambler - X_4 (escape - 4 : 00010 00111) : Início de célula sem reset de scrambler/descrambler Está definido um terceiro octeto de comando designado X_8 (escape - 8 : 00010 10010) indicador de marca temporal de 8 KHz. 27

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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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