Introdução à Tecnologia ATM

1. Introdução à Tecnologia ATM Marco Antônio Chaves Câmara LOGIC Engenharia Ltda mcamara@logicsoft.com.br

2. Agenda do Tutorial • Aplicações & Banda Larga • Introdução ao ATM • Configuração e Modelo de Referência • As Camadas • Outras Características

3. Aplicações & Banda Larga • Sistemas de Comunicação Típicos • O que é “banda larga” ? • Tipos de serviço • Classes de Tráfego • Tipo de serviço define requisitos do meio de comunicação • Redes hoje & Aplicações para banda larga

4. Sist. de Comunicação Típicos • Voz • Rede telefônica • Transmissão de Dados • Redes de pacotes • Vídeo • TV a cabo e broadcast • Para unificar os ambientes ?

5. Que é Serviço de Banda Larga ? • Todo serviço que exige canais de comunicação capazes de suportar taxas superiores às taxas primárias do RDSI-FE • Chamada também de broadband • Acesso Primário RDSI-FE (Redes Digitais de Serviços Integrados - Faixa Estreita) • T1 = 1,544 MBps • E1 = 2,048 MBps • Também chamada de B-ISDN

6. Serviço Conversacional • Transferência fim-a-fim em tempo real; • Vídeo-conferência

7. Serviço de Recuperação • Recuperação remota de informações • Vídeo-texto, video-on-demand

8. Serviço de Mensagem • Armazenamento temporário de mensagens • Store-and-forward • Não são em tempo real • Correio de vídeo & Correio multimídia

9. Serviço de Distribuição • Sem controle • Broadcasting : cotação de bolsas, TV etc • Com controle • Acesso a documentos selecionados; locação de vídeos

10. Características Específicas • Longos • Altas taxas • Transferência contínua • Sincronismo

11. Características Específicas • Longos • Serviços de Banda larga geralmente envolvem grande quantidade de informação. • Altas taxas • Transferência contínua • Sincronismo

12. Características Específicas • Longos • Altas taxas • Além da grande quantidade, as informações precisam ser entregues em um tempo reduzido. • Transferência contínua • Sincronismo

13. Características Específicas • Longos • Altas taxas • Transferência contínua • Alguns serviços exigem a transferência constante de informação, como no caso do áudio, por exemplo. • Sincronismo

14. Características Específicas • Longos • Altas taxas • Transferência contínua • Sincronismo • Exige-se que os tempos de apresentação correspondam ao tempo da origem, ou mesmo que dois tipos diferentes de informação estejam sincronizadas.

15. Um exemplo : TV • Televisão comum • Normal = 120 MBps • Comprimido = 3 a 6 MBps • Televisão - estúdio • Normal = 216 MBps • Comprimido = 10 a 30 MBps • Televisão de alta resolução • Normal = 1500 MBps • Comprimido = 20 a 30 MBps Fonte : IEEE Communications Magazine, Abril 1992

16. Classes de Tráfego • CBR • Rajadas (bursty) • VBR

17. Classes de Tráfego • CBR • Constant Bit Rate • Contínuo e constante • Taxa média = Taxa de pico • Rajadas (bursty) • VBR

18. Classes de Tráfego • CBR • Rajadas (bursty) • Períodos de pico intercalados com silêncio (nenhum tráfego) • Taxa média não tem significado • VBR

19. Classes de Tráfego • CBR • Rajadas (bursty) • VBR • Variable Bit Rate • Contínuo, porém variável

20. Tráfego por Aplicação • Texto • Imagem Fixa • Áudio • Vídeo

21. Tráfego por Aplicação • Texto • Bursty • Baixa tolerância a erros • Sincronismo não é crítico • Imagem Fixa • Áudio • Vídeo

22. Tráfego por Aplicação • Texto • Imagem Fixa • Bursty • Sincronismo não é crítico • Erros em imagens matriciais • Erros em imagens vetoriais • Áudio • Vídeo

23. Tráfego por Aplicação • Texto • Imagem Fixa • Áudio • CBR • Sensível ao sincronismo • Sensibilidade média a erros • Vídeo

24. Tráfego por Aplicação • Texto • Imagem Fixa • Áudio • Vídeo • CBR • Sincronismo crítico • Baixa sensibilidade a erros

25. Aplicações Especiais • Técnicas críticas para o tratamento de erros • Compressão (eliminam-se dados desnecessários) • Compactação (não se eliminam dados) • Interpretação automática dos dados (medicina) • Prioridade de perda • Aplicação estabelece o que pode ser desprezado em situações críticas

26. Redes hoje & Broadband • Ausência de Sincronismo • Dificuldades para tráfegos contínuos • Desempenho cai com o aumento de tráfego Ethernet

27. Redes hoje & Broadband • Tratamento de prioridades existe, mas não é perfeito • Não há garantia de sincronismo • Dificuldades para tráfego em rajada Token Ring

28. Redes hoje & Broadband • Taxa de transferência elevada • Não há garantia de sincronismo, exceto no FDDI II FDDI

29. Agenda do Tutorial • Aplicações & Banda Larga • Introdução ao ATM • Configuração e Modelo de Referência • As Camadas • Outras Características

30. Introdução ao ATM • Histórico • Comutação Rápida • RDSI-FL • Limitações do STM • SDH • ATM - Solução ? ? ? ? ?

31. Histórico do ATM 1962 1962 1962 1996 • Integração de serviços surge quando as redes de telefonia evoluiram para a comunica-ção de dados; • Comutação de circuitos é substituída pela comutação de pacotes; • Multiplexação no tempo e transmissão síncrona. O TDM já previa integração dados/voz;

32. Histórico do ATM 1962 1962 1962 1996 • RDSI introduz o conceito da comunicação digital de ponta a ponta; • Começa-se a analisar a integração da RDSI às redes atuais; • Frame-relay reduz o tempo de chaveamento, através da simplificação do processo; • Tecnologia cell-relay promete mais velocidade e integração facilitada

33. Histórico do ATM 1962 1962 1962 1996 • ATM Forum • Criação em 1991: • Adaptive Corporation • Cisco System, Inc. • Sprint Corporation • Northern Telecom Ltd. • 1992 - 1ª Versão UNI • 1993 - UNI 3.0 • 1994 - Classical IP and ARP over ATM (IETF)

34. Comutação Rápida • A idéia : • Simplificar o trabalho da camada de enlace, passando suas funções para as camadas superiores; • Eliminar a camada 3 para o fluxo nominal. Enlace Rede Rede Física

35. Comutação Rápida • Implementando : • Reduzem-se as funções das camadas 2 e 3 controles passam a funcionar fim a fim (transporte); • Informações de sinalização seguem por circuitos virtuais separados; • O roteamento é feito no momento da conexão (criação do circuito virtual). Enlace Rede Rede Física

36. Comutação Rápida • Implementando : • Reduzem-se as funções das camadas 2 e 3 controles passam a funcionar fim a fim (transporte); • Informações de sinalização seguem por circuitos virtuais separados; • O roteamento é feito no momento da conexão (criação do circuito virtual). Enlace Rede Rede Física

37. A existência do link virtual vai garantir que, após o estabelecimento da conexão, todas as informações posteriores sejam encaminhadas sem roteamento.

38. Comutação Rápida • As técnicas : • Unidades de informação com tamanho variável • Frame Relay • Unidades de informação com tamanho fixo • Cell Relay Enlace Rede Rede Física

39. RDSI-FL • Faixa Larga • Também conhecida como B-ISDN • Baseada na tecnologia cell-relay • Objetivos • Oferecer gama ampla de serviços • Interfaces de acesso padronizadas

40. Limitações do STM • O que é STM ? • Os canais • Estruturas de Acesso • Atendendo ao RDSI-FL STM

41. O que é STM ? • Synchronous Transfer Mode • Linhas de transmissão são canais síncro-nos multiplexados no tempo (TDM) • Modo de transferência utilizado pelo RDSI-FE (Seria possível usá-lo para o RDSI-FL ?)

42. Os canais • Canal B = 64 KBps • Canal D = 16, 64 KBps • Canais H Canais Hierarquia(MBps) 2048 1544 H0 384 KBps H1 1920 KBps 1536 KBps H2 32.768 KBps 43.000~45000 H4 132.032~138.240

43. Estruturas de Acesso • Acesso Básico • Dois canais B + um canal D (16 KBps) • Taxa de 192 KBps • Acesso Primário • T1: 23 canais B + um canal D (64 K) • E1: 30 canais B + um canal D (64K) • Acesso com canais H ? • Problemas de gerenciamento de canais • Necessidade de alta velocidade no chaveamento de canais provocaria perda de performance

44. Atendendo ao RDSI-FL • Se simplificarmos o chaveamento • Perda da capacidade de transmissão dos canais • Se utilizarmos totalmente os canais • Chaveamento complexo causa perda de performance • Esquemas alternativos novamente geram mais complexidade

45. SDH • Hierarquias digitais • Os diferentes padrões • Unificação dos padrões • SDH & SONET Synchronous Digital Hierarchy

46. Hierarquias Digitais • Confome mostrado na figura, diversos sinais básicos são multiplexados em cascata, com cada saída representando um nível hierárquico diferente • Níveis hierárquicos superiores exigem meios físicos com maior banda de passagem • Multiplexação normalmente não atende a um padrão muito claro (definida pelos fabricantes) Sinais Básicos

47. Os diferentes padrões • Além dos problemas de padronização na multiplexação, existem diferentes padrões para as hierarquias : • Americana - T1 • Européia - E1 • Japonesa • Trabalhos do ITU-T visavam a criação de uma hierarquia padrão para a NNI.

48. Os diferentes padrões • Além dos problemas de padronização na multiplexação, existem diferentes padrões para as hierarquias : • Americana - T1 • Européia - E1 • Japonesa • Trabalhos do ITU-T visavam a criação de uma hierarquia padrão para a NNI.

49. Os diferentes padrões • Além dos problemas de padronização na multiplexação, existem diferentes padrões para as hierarquias : • Americana - T1 • Européia - E1 • Japonesa • Trabalhos do ITU-T visavam a criação de uma hierarquia padrão para a NNI.

50. Os diferentes padrões • Além dos problemas de padronização na multiplexação, existem diferentes padrões para as hierarquias : • Americana - T1 • Européia - E1 • Japonesa • Trabalhos do ITU-T visavam a criação de uma hierarquia padrão para a NNI.