comunicacions de banda ampla : xarxes atmdocencia.ac.upc.edu/master/cba-ngn/atm-aal-fr.pdfdesarrollo...

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Comunicacions Comunicacions de Banda de Banda AmplaAmpla : : Xarxes Xarxes ATMATM

ATM:ATM:-- Característiques generals del mode de transferència asíncron (ATCaracterístiques generals del mode de transferència asíncron (ATM)M)

-- El nivell físicEl nivell físic

-- El nivell ATMEl nivell ATM

-- El nivell d’adaptació a ATM (AAL)El nivell d’adaptació a ATM (AAL)-- Gestió de tràfic en ATMGestió de tràfic en ATM

Transport Network (ATM)

Adaptation Layer

Services Network

BISDN: Broadband ISDNBISDN: Broadband ISDN

� Architecture

2

ATM Adaptation LayerATM Adaptation Layer


� Service Classification for AAL

3

AAL 1AAL 1

� Para servicios de tasa y retardo constante, por ejemplo� transporte de circuitos� vídeo (a tasa constante)� voz (PCM)� audio

� Transferencia de información de usuario y de información temporal, con indicaciones de errores o pérdida de información: no hace retransmisiones

� El subnivel SAR pone una cabecera de 1 octeto� por ej. en una célula caben como máximo 47 octetos

de voz, no 48

AAL 2AAL 2

� Para servicios de tasa variable y que necesitan retardo constante, por ejemplo� voz con supresión de silencios� vídeo

� Permite multiplexar varios flujos de información sobre la misma conexión ATM � por ejemplo, varias llamadas de voz codificadas a baja

velocidad y con supresión de silencios

� Propuesto para redes de acceso UMTS basadas en ATM

4

AAL 3/4AAL 3/4

� Para servicios de tasa variable y sin requisitos estrictos de retardo (clases C y D)

� Variedad de funciones, pero a costa de la eficiencia� 4 octetos de cabecera SAR en cada segmento de 48: cada segmento lleva

un identificador del mensaje al que pertenece, un número de secuencia, la longitud de los datos que contiene (para segmentos parcialmente llenos), un código de control de errores y una marca de principio, continuación o final de mensaje.

� Se pueden enviar segmentos de diferentes mensajes entrelazados por la misma conexión ATM

� El subnivel CS introduce una sobrecarga adicional de entre 8 y 11 octetos por mensaje, que es despreciable para mensajes largos

AAL 5AAL 5

� Alternativa más simple y, normalmente, más eficiente que el AAL 3/4:� El subnivel CS introduce una sobrecarga de 8 octetos

por mensaje, similar a la del AAL 3/4� El subnivel SAR no pone cabeceras

– como indicación de fin de mensaje se usa el bit de información usuario a usuario de la cabecera de célula.

– no permite entrelazar trozos de diferentes mensajes

� Menos robusto que el AAL3/4

� Solución habitual para el transporte de IP y Frame Relay sobre ATM

5

cell

header cell payload

payload

user informationAAL - SAP

ATM - SAP

AA

LA

TM

Segmentation

Convergence control information

Segmentation and reassembly control information

note: the header field is completed by the physical layer


� Mapping of user information

ATM - SAP

AAL - SAP

AA

L

CS

SA

R

Convergence Sublayer

Segmentation and ReassemblySublayer

primitives

ATM Adaptation Layer ATM Adaptation Layer

� AAL Service Access Point

6


� AAL encapsulation

Segmentation and Reassembly Segmentation and Reassembly

7

Segmentation and ReassemblySegmentation and Reassembly

� AAL1 SAR-PDU


� AAL2 SAR-PDU

8


� AAL3/4 SAR-PDU


� AAL 3/4 multiplexing capability

9


� AAL5 SAR-PDU in comparison with the AAL 3/4 SAR-PDU

AAL 2 AAL 2 -- EstructuraEstructura

T1310250-97

SAP

Subcapa de convergencia específica deservicio (puede ser nula)

Primitivas

Subcapa de parte común

SAP

AA

L

CP

SS

SC

S

Par

te

com

ún

CPS Subcapa de partes comunesSAP Punto de acceso al servicioSSCS Subcapa de convergencia específica de servicio

10

AAL 2 AAL 2 -- Unidades de datosUnidades de datos

� Formato del paquete CPS (Common Part Sublayer)

� Formato de la CPS-PDU

T1310280-97

CPS-INFOCID LI UUI HEC

Cabida útil de paquetes CPS (CPS-PH)

Paquete CPS

CID Identificador de canal (8 bits)LI Indicador de longitud (6 bits)UUI Indicación usuario a usuario (5 bits)HEC Control de error del encabezamiento (5 bits)CPS-INFO Información (1 .. 45/64 octetos)

Encabezamiento de paquetes CPS (CPS-PH)

T1310290-97

OSFS

NP PAD

CPS-PDU

Encabezamientode célula

Campo de inicio Cabida útil CPS-PDU

OSF Campo descentrado (6 bits)SN Número secuencial (1 bit)P Paridad (1 bit)PAD Relleno (0 a 47 octetos)

AAL 2 AAL 2 –– Ejemplo Ejemplo multiplexaciónmultiplexación

T1310460-97

CPS-PDU

CPS-PDU

CPS-PDU

CPS-PDU

ATM-SDU

CPS-PDU

CPS-PDU

CPS-SDU

CPS-SDU

CPS-SDU

CPS-SDU

CPS-SDU

CPS-SDU

CPS-SDU

CPS-SDU

CPS-SDU

CPS-SDU

CPS-SDU

CPS-SDU

CPS-SDU

CPS-SDU

16octetos

16octetos

16octetos

16octetos

16octetos

16octetos

16octetos

16octetos

16octetos

16octetos

16octetos

16octetos

16octetos

16octetos

Paquete

CPS

Cabida útilde célula

Encabezamiento de célula

ATM-PDU = Célula

Información CPS-SDU

Parte con solapamiento CPS-PDU

Encabezamiento paquete CPS

Campo de inicio

Campo PAD

Paquete Paquete Paquete PaquetePaquete Paquete Paquete Paquete Paquete Paquete Paquete Paquete Paquete

CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS CPS

11

SSCS and CPCS used inSSCS and CPCS used inAAL 3/4 and AAL5AAL 3/4 and AAL5

ATM - SAP

AAL - SAP

AA

L

CS

SA

R

Common Part CS

SAR (common)

primitives

primitives

Service Specific CS - may be null

CP

CS

SS

CS

From “ATM: the broadband telecommunications solution” by L.G. Cuthbert and J.C. Sapanel.

� AAL 3/4 message mode

Service Specific Convergence Service Specific Convergence SublayerSublayer

12

Service Specific Convergence Service Specific Convergence SublayerSublayer

From “ATM: the broadband telecommunications solution” by L.G. Cuthbert and J.C. Sapanel.

� AAL 3/4 streaming mode

Common Part ConvergenceCommon Part Convergence SublayerSublayer

� AAL 3/4 CPCS-PDU

13

Common Part ConvergenceCommon Part Convergence SublayerSublayer

� AAL 3/4 CPCS-PDU

Common Part Convergence Common Part Convergence SublayerSublayer

� AAL5 CPCS-PDU

14

Common Part Convergence Common Part Convergence SublayerSublayer

� AAL5 CPCS-PDU


� AAL3/4 transmission

15


� AAL5 transmission

AAL5 without last segment AAL5 without last segment indicationindication

16

AAL5 with last segment indication AAL5 with last segment indication at PTIat PTI

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ContenidoContenido

� Evolución de la conmutación

� Frame Relay� Características básicas de Frame Relay

� Formato de trama

� Control de tráfico

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Evolución de la conmutación Evolución de la conmutación -- plano plano de usuariode usuario

conmutación de paquetes

(ej. X.25)

controlde errorcompleto

123

123

123

123

terminal conmutador terminalcontrolde errorcompleto

12a2b

12a

12a2b

12a

reenvío detramas

(Frame Relay)

3 3

sólodetecciónde errores

sólodetecciónde errores

control de error (opcional)

ATM ATMconmutación

de células(ATM)

AAL AAL

1 1 11

control extremo a extremo

ATM ATM

Plano deControl

123

123

123

123

Señalización Señalización

Separación del plano de controlSeparación del plano de control

� Procedimientos de control más generales� Plano de usuario más simple� Evolución independiente de cada plano

terminal A nodo de red terminal B

12

1 1

3

123Plano de

Usuario

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Desarrollo de Frame Relay (FR)Desarrollo de Frame Relay (FR)

� Solución para comunicación de datos en redes de área extensa, ej. interconexión de redes locales, con mejores prestaciones que la solución que le precedía (X.25) o los típicos circuitos dedicados

� Se aprovecha de los avances de los sistemas de transmisión (mayor velocidad con menor VER)

� Normalización por UIT-T (como un sevicio ISDN) y ANSI. En 1990, se crea un grupo de fabricantes, origen del actual Frame Relay Forum

� Desde 1993, fuerte crecimiento de proveedores de servicio FR y usuarios

Frame Relay: características Frame Relay: características básicasbásicas

� Orientado a conexión � Circuitos virtuales (VC) multiplexados a nivel 2

�normalmente permanentes

� Plano de usuario y de control separados� Tramas de longitud variable� No fiable: conserva el orden, pero descarta tramas

con error y no hay acuse de recibo� Funciones de control de tráfico

�control de tasa de envío

� Retardo variable

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Formato de tramaFormato de trama

1

2

3

4

N

octetos8 7 6 5 4 3 2 1

bits

FLAG = 01111110

EA: Extended Address

C/R: Command / Response bit

DLCI: Data Link Connection Id

DE: Discard Eligibility

B(ECN): Backward Explicit Congestion Notification

F(ECN): Forward Explicit Congestion Notification

FCS: Frame Check Sequence

Información

(longitud variable)

FLAG

FLAG

N-2

N-1

DLCIC/R EA

0

DEBF EA1

FCS

...

Multiplexión de Circuitos VirtualesMultiplexión de Circuitos Virtuales

� Las tramas de un VC se identifican por su DLCI� Los DLCIs tienen exclusivamente significado

local (el DLCI asignado a un VC puede ser distinto en cada interfaz)

DLCI=30

DLCI=40

DLCI=35

DLCI=40

DLCI=33

DLCI=32

• Tamaño mínimo 10 bits. Valores más bajos y más altos reservados. Puede ampliarse hasta 23 bits.

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Control de congestiónControl de congestión

Control de tasa (CIR)Control de tasa (CIR)

� Cada VC tiene definidos tres valores:� Committed Information Rate (CIR) bps� Committed Burst Size (Bc) bits� Excess Burst Size (Be) bits

Intervalo de Medida = TcTiempo

Bits

env

iado

s

0

Bc

Bc + Be

Trama 1 (OK)

Trama 2 (OK)

Trama 3 (DE=1)

Trama 4 (descartada)

CIR = Bc / Tc

Capacidad (velocida f’isica) de acceso x Tc

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Control de tasa (Control de tasa ( Leaky BucketLeaky Bucket ))

Control de tasa: ejemploControl de tasa: ejemplo

� Sobre un acceso FR de capacidad C = 64 Kbps se establece un VC de CIR = 32 Kbps, Bc = 16000 bits y Be = 12000 bits� se pueden enviar 16000 bits (2000 octetos) cada

Tc = Bc / CIR = 0,5 s, por ej. 4 tramas de 500 octetos� se pueden enviar 1500 octetos adicionales en los 0,5 s en

tramas con el bit de descarte DE =1� límite máximo: 16000+12000 bits / 0,5 s = 56 Kbps

� Si CIR = 0 y Be = 28000 bits� Bc = 0 y Tc = Be / C = 28000 / 64000 = 0,4375 s� todas las tramas aceptadas llevarán DE = 1

comunicacions de banda ampla : xarxes atmdocencia.ac.upc.edu/master/cba-ngn/atm-aal-fr.pdfdesarrollo...

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