Transcript ETM_29_04_2014

Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža
Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža
-Saobraćajni Odsek –
29-04-2014
Asynchronous Transfer Mode (ATM)
Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža
-Saobraćajni Odsek –
ATM (Asynchronous Transfer Mode)


1995. usvojen standard
zamišljen kao protokol koji može da služi za prenos
svih vrsta podataka:
 glas
 video
 fajlovi...

komutacija ćelija

koristi:


virtuelna kola:
 PVC,
 SVC
datagram prenos
ATM i B-ISDN



ATM je tehnologija izabrana od strane međunarodnih
standardizacionih tela za realizaciju B-ISDN-a (Broadband
ISDN), odn. širokopojasnog ISDN
još ranih osamdesetih je bilo jasno da će se vrlo brzo javiti
novi servisi koji zahtevaju veće propusne opsege od onih koji
nudi N-ISDN (2Mbit/s)
N-ISDN daje dve varijante pristupa:
 bazni: 2B + D = 2 * 64 kbit/s + 16 kbit/s
 primarni: 30B + D = 30 * 64 kbit/s + 128 kbit/s
ATM i B-ISDN



prvobitna ideja za B-ISDN je bila vrlo slična s tim da bi kao
osnovne brzine prenosa bile korišćene brzine od 2Mbit/s i
140Mbit/s
velika mana ovakvog sistema bila je nemogućnost efikasnog
rukovanja servisima koji zahtevaju promenljivu brzinu
prenosa
rešenje ovog problema doneo je ATM sa svom fleksibilnošću
koju pruža u pogledu brzina prenosa
B-ISDN servisi
Klasa servisa
Primer
Interaktivni
(Konverzacioni)
video , audio
tekst/podaci
slika
video konferencije, nastava na daljinu
telefon
bankarske transackije, verifikacija kreditne kartice
multimedijalne konferencije
Poruke
(Messaging)
video
audio
tekst/podaci
slika
Multimedijalni e-mail
govorna pošta
e-mail, teleks, faks
faks visoke rezolucije
Distribucija
videa
audia
teksta
slike
Televizija
Radio, prenos zvuka
prenos vesti, netnews
satelitska vremenska slika
Pristupanje
(Retrieval)
videu
audiu
tekstu/podacima
slici
video po zahtevu (video on demand - VOD)
audio biblioteka
transfer fajlova
pretrega biblioteke
Povezivanje LAN-ova
Udaljeni terminali
povezivanje ili emulacija LAN-a
Telnet, Telecommuting
ATM ćelija


ATM ćelija je dužine 53 bajta:
 korisnički deo - 48 bajta
 zaglavlje – 5 bajta
rezultat kompromisa između Evrope, SAD i Japana:
 Evropa je htela 32 bajta za korisnički deo
 SAD i Japan 64 bajta
5 bajta
ZAGLAVLJE
(HEADER)
48 bajta
KORISNIČKI PODACI
(PAYLOAD)
ATM ćelija

ukupno kašnjenje je zbir
sledećih:
1. kašnjenje usled
“punjenja” ćelije
(packetization delay)
2. kašnjenje zbog
komutacije (store and
forward)
3. kašnjenje zbog prenosa

međutim, manja ćelija –
procentualno više zaglavlja –
veliki deo prenosa otpada na,
za korisnike, nepotreban deo
Format ATM ćelije
1
2
3
5
6
1
GFC
VPI
2
VPI
VCI
4
5
7
8
VCI
3
ZAGLAVLJE
4
VCI
PTI
CLP
HEC
6
.....
53
Korisničke informacije (Payload)
Vrste ćelija

tri vrste:
 sa korisničkim saobraćajem
 OAM ćelije (sa kontrolnim informacijama)
 prazne ćelije (idle cells)

ćelije sa korisničkim saobraćajem generišu se od strane korisnika

ćelije koje nose informaciju o mreži se kreiraju u samoj mreži

po linku se uvek prenosi konstantan broj ćelija u jedinici vremena
 one ćelije koje ostanu neraspoređene za korisnički i OAM
saobraćaj su prazne
 Po fizičkom linku sinhron prenos
 Na ćelijskom nivou asinhron
Značenje pojedinih polja

VPI (Virtual Path Identifier)
 polje
namenjeno za identifikaciju
virtuelne staze
8
GFC
VPI
VPI
VCI
VCI
bita.
VCI
u
slučaju prazne ćelije svi biti ovog
polja postavljeni su na 0
PTI
HEC
Korisničke informacije
(Payload)
C
L
P
Značenje pojedinih polja

VCI (Virtual Channel Identifier)


dužine 16 bita
GFC
VPI
VPI
VCI
služi za identifikaciju virtuelnog kanala
(virtuelnog kola) kome ćelija pripada
VCI
VCI

u slučaju praznih ćelija vrednost svih
bita ovog polja postavljena je na 0
PTI
HEC
Korisničke informacije
(Payload)
C
L
P
Značenje pojedinih polja

PTI (Payload Type Identifier)

trobitno polje koje ukazuje na sadržinu
informacionog polja ćelije
GFC
VPI
VPI
VCI
• da li se nose korisničke ćelije
(korisničke informacije)
VCI
VCI
• ili OAM ćelije (Operation,
Administration, Maintenance) –
kontrolne ćelije namenjene za
nadgledanje, upravljenje i i
održavanje mreže
PTI
HEC
Korisničke informacije
(Payload)
C
L
P
Značenje pojedinih polja

CLP (Cell Loss Priority)




bit koji se koristi da bi se ustanovio prioritet ćelija u
preopterećenoj mreži
CLP =0 znači prioritet ćelije visok
ćelije različitih prioriteta se smeštaju u različite bafere - u
tom slučaju će ćelije većeg prioriteta biti poslate pre ćelija
manjeg prioriteta
u slučaju prenosa signala koji zahtevaju konstantan
protok (glas, video) prioritet ćelija je uvek visok
Referentni model protokola

AAL (ATM Adaptation Layer)



nivo mapira podatke iz viših
protokola (npr IP pakete) u
ćelije
podaci se segmentiraju u ćelije
dužine 48 bajta
ATM nivo


vrši komutaciju i
multipleksiranje virtuelnih kola
dodaje se 5 bajta zaglavlja
(48 + 5 = 53)
Menadžment
Kontrolna ravan
Korisnička ravan
Viši nivoi
(Aplikacije)
Viši nivoi
(Aplikacije)
AAL nivo
AAL nivo
ATM nivo
Fizički nivo

Fizički nivo

sinhroni tok ćelija po linku
govor
konstantan protok
video
promenljiv protok
fajlovi
AAL - segmentacija u ćelije
ATM - dodavanje kontrolne informacije i
multipleksiranje
16 / 14
Tok obrade na predaji
Viši nivoi protokola
(npr. IP)
Korisnicki podaci
48 bajta
AAL protokol
Korisnicki podaci
5 bajta
ATM protokol
Fizički nivo
G
F VP
C
VCI
P
T
48 bajta
C
L HEC
P
Korisnicki podaci
biti
Tok obrade na prijemu
Viši nivoi protokola
(npr. IP)
Korisnicki podaci
48 bajta
AAL protokol
Korisnicki podaci
5 bajta
ATM protokol
Fizički nivo
G
F VP
C
VCI
P
T
48 bajta
C
L HEC
P
Korisnicki podaci
biti
Segmentacija i statističko multipleksiranje
PREDAJNIK
PRIJEMNIK
PRENOS
NNI (Network-Network Interface)
 interfejs između čvorova mreže
UNI (User–Network Interface)
 interfejs korisnik-mreža
B-ICI (Broadband Inter-Carrier Interface)
 interfejs između mreža različitih operatera
Mrežni interfejsi
Korisnik
AAL
Korisnik
AAL
ATM mreža
ATM
PHY
ATM
PHY
UNI
UNI
NNI
UNI – User-Network Interface
NNI – Network-Network Interface
NNI
Tehnike prenosa

postoje tri varijante prenosa:




sopstveni (ATM – based)
SDH
PDH
ram u varijanti sopstvenog prenosa (cell based
transmission):


ram se sastoji od 27 ćelija
prva je obavezno idle ili OAM ćelija
• na taj način se omogućava interworking ATM i SDH
• SDH (STM) ram sadrži 1/27 zaglavlja (od 155Mibt/s,
149Mbit/s odlazi na payload, 6Mbit/s na zaglavlje)
Tehnike prenosa

pakovanje u SDH


u korisnički deo STM rama ne
može da stane ceo broj ćelija
ćeliji se prekidaju i nastavljaju
u susednim kontejnerima
• HEC služi za sinhronizaciju
na nivou ćelija
RSOH
P
O
H
MSOH
ATM ćelija

pakovanje u PDH

0
STM-1
16
E1
ram
(32 bajta)
ćelije se mogu prostirati u više
ramova
sinhronizacija
signalizacija
Varijante UNI interfejsa









2 Mbit/s (PDH – E1, bakarne parice UTP 3)
34 Mbit/s (PDH – E3, bakarne parice –
UTP 3)
51.84 Mbit/s (SONET, bakarne parice UTP 3)
100 Mbit/s (FDDI - Fiber Distributed
Data Interface – optička vlakna)
155 Mbit/s (SDH – STM 1, optička
vlakna, bakarne parice - UTP 3,
koaksijalni kabl)
622 Mbit/s (SDH – STM 4, optička
vlakna)
za privatne mreže još se definiše i
25.6 Mbit/s, UTP 3
moguća upotreba ADSL i HFC
interfejs ne mora biti simetričan u oba
smera
 npr. korisnik prima 622 Mbit/s a
šalje 155 Mbit/s
Varijante NNI interfejsa

NNI (prenosna mreža):




SDH kao prenosna
tehnika
155 Mbit/s (SDH)
622 Mbit/s (SDH)
SMIN mreža poseduje
obe varijante
VC i VP

ATM ćelijski tok po fizičkom linku logički je
organizovan u virtualne kanale (VC) i virtualne staze
(VP)

VP i VC su pojmovi povezani sa virtuelnim kolima

VC je u stvari virtuelno kolo (u ATM terminologiji
virtuelni kanal)

za uspostavljanje veze korisniku je potreban jedan
virtuelni kanal - VC, kome odgovara na pojedinačnom
linku jedinstven VCI

virtuelni kanali koja se po mreži delom prostiru istom
putanjom grupišu se u virtuelne staze

sve ćelije nose informaciju o VCI i VPI u svom zaglavlju,
i ovi brojevi su isti za sve ćelije koje pripadaju istoj vezi
VC i VP
Zašto VPI/VCI brojevi umesto
jedinstvenog broja za virtuelno kolo?


olakšana komutacija
 umesto mnoštva kanala, komutacija samo jedne
staze
 tabele rutiranja su manje
 virtualni kanali se lako dodaju virtualnim stazama
mogućnost razdvajanja tokova različitih karakteristika i
zahteva (podataka, govora i videa)
 omogućuje se primena različitih QoS na različite
grupe tokova
Komutacija
komutacija na nivou
virtuelnih staza, menja
se samo VPI vrednost
komutacija na nivou
virtuelnih kanala
Završava i VC i VP
Komutacija i virtuelna kola


uspostava virtuelnog kola - pre nego što započne
prenos između korisnika, prvo sledi faza u kojoj
signalizacioni protokoli i protokoli za rutiranje
(ukoliko su implementirani) izvrše rezervaciju
(logičke) putanje
u toku uspostave virtuelnog kola, u svim mrežnim
čvorovima duž putanje se izvrši popuna tabela
rutiranja koja određuje na koji izlaz se ćelija
upućuje u zavisnosti od VPI i VCI vrednosti koje se
upisane u zaglavlju, i u koje nove vrednosti VPI i
VCI se menjaju
Komutacija i virtuelno kolo - primer
K5
K1
K2
mreža
E
C
B
A
K3
K6
K7
D
F
G
K4
Korisnik 2 zahteva komunikaciju sa
korisnikom 9
K8
K9
Komutacija i virtuelno kolo - primer
K5
K1
K2
mreža
E
C
VC7
K3
K4
K6
B
A
K7
D
F
G
K8
K9
1. signalizacija radi uspostave virtuelnog kola i
popunjavanje tabela rutiranja u svakom čvoru duž
putanje
Komutacija i virtuelno kolo - primer
K5
K1
K2
mreža
E
C
VC7
K3
B
A
K7
D
F
G
K8
K4
TABELA RUTIRANJA
U ČVORU A
K6
K9
ulazni
link
ulazno
VC
izlazni
link
izlazno
VC
CA
…
…
4
…
…
AB
…
…
3
…
…
Komutacija i virtuelno kolo - primer
K5
K1
K2
mreža
E
C
VC7
K3
K6
B
A
K7
D
F
G
K4
2. primer obrade u čvorovima prilikom komutacije:
svaka ćelija koja pristigne sa linka CA i sa VCI = 4 u
čvor A, biće usmerena na link AB, a VCI u ćeliji biti
promenjen sa 4 na 3
K8
K9
ATM Network - Primer
Pitanja?


Na koji način se podaci prenose u ATM mreži?
Šta su to ATM ćelije i kakav je njihov format?
Šta su virtuelna kola (VC) i virtuelne putanje (VP)
u ATM mreži? Kako se uspostavlja virtuelno kolo?
Asynchronous Transfer Mode (ATM)
Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža
-Saobraćajni Odsek –
29-04-2014