ATM: Modo de Transferencia Asíncrona

ATM (Modo de Transferencia Asíncrona) es una tecnología de conmutación que utiliza pequeñas celdas de tamaño fijo como mecanismo de transporte para servicios de banda ancha. Es asíncrona porque las celdas se transmiten a través de una red sin ocupar fragmentos específicos de tiempo en alineación de paquetes como E1/T1. Estas celdas son de 53 bytes, donde la información se segmenta en bloques de 48 bytes y los otros 5 (encabezado) se utilizan para mover las celdas. ATM es orientado a la conexión, lo que significa que debe establecerse antes de cualquier transferencia de datos. Luego, las celdas se autoenrutan, y cada celda contiene campos que identifican la conexión a la que pertenecen.

Encabezado

El encabezado de 5 bytes tiene tres funciones: identificar el canal, detectar errores y determinar si la celda es utilizable. También puede incluir un número de secuencia y corrección de errores.

La carga útil tiene 48 bytes con datos del usuario y protocolos AAL (Capas de Adaptación ATM) que se consideran como datos de usuario.

Ventajas

  • Diferentes tipos de transmisiones (voz, datos, vídeo) se pueden mezclar con ATM, con rangos de 155 Mb a 2,5 Gbps.
  • Esta velocidad puede dirigirse a un usuario, grupo de trabajo o una red completa, ya que ATM no reserva posiciones específicas para tipos específicos de información.
  • Su ancho de banda puede optimizarse para el ancho de banda de baja demanda.
  • Conmutar las celdas de tamaño fijo permite incorporar algoritmos en chips, eliminando los retrasos causados por el software.
  • ATM es escalable, ya que varios conmutadores se pueden conectar en cascada para formar redes más grandes.

Interfaces

ATM se establece a través de conmutadores, y existen dos interfaces: Interfaz Usuario-Red (UNI) y Red a Red (NNI). La UNI une un usuario a un conmutador público, mientras que la NNI describe la conexión de dos conmutadores. Las UNI son de 1 a 45 Mb y 155 Mb. La interfaz DS3 está definida en T1 del comité ANSI. La interfaz de 155 Mb está definida por CCITT y ANSI. Se han desarrollado tres interfaces para las UNI privadas: una a 100 Mb y dos a 155 Mb. La interfaz estándar internacional SDH/SONET de 155 permite la interoperabilidad de UNI públicas.

ATM VPI/VCI

Identificador de Ruta Virtual (VPI) e Identificador de Circuito Virtual (VCI). No todas las celdas se enviarán por la misma ruta, ya que las conexiones funcionan sobre una base virtual. Dos de los conceptos de ATM, canales virtuales y rutas virtuales, se materializan en dos identificadores en el encabezado de cada celda: VCI/VPI. Ambos determinan el enrutamiento entre nodos.

Campos

  • GFC (4 bits): Gestión de tráfico (no utilizado en la práctica).
  • VPI (8 bits) y VCI (16 bits): Ruta de destino o final de la celda.
  • PT (3 bits): Tipo de datos de la celda (carga útil, congestión de red, SDU).
  • CLP (1 bit): Prioridad de la celda (puede descartarse en caso de congestión).
  • HEC (8 bits): Código de detección de errores para el encabezado.

Encaminamiento

La ruta inicial de encaminamiento se obtiene generalmente de tablas estáticas en los conmutadores. También hay tablas dinámicas que se configuran según el estado de la red al inicio de la conexión. Gran parte del esfuerzo de las empresas se dedica a esta área, ya que puede ser crucial para su permanencia en el mercado.

Capas de ATM (AAL)

  • AAL1: Tipo 1 o clase A (CBR): Síncrono, orientado a la conexión, alta prioridad, garantizado. Se utiliza para audio y vídeo sin comprimir.
  • AAL2: Tipo 2 (rt-VBR): Circuito orientado a la conexión, tráfico síncrono, baja prioridad, garantizado. Se utiliza en compresión de vídeo.
  • AAL3 y AAL4: VBR, tráfico de datos, circuitos orientados a la conexión, tráfico asíncrono o paquetes de datos no orientados a la conexión con una cabecera adicional de 4 bytes en la carga útil de la celda. Por ejemplo, Frame Relay y X.25. Alta prioridad, no garantizado.
  • AAL5: Diseñado para TCP/IP, similar a AAL 3/4 con simplificación de cabecera. Asume datos secuenciales y utiliza el bit PTI para indicar la última celda. Ejemplos: IP sobre ATM, Ethernet sobre ATM, SMDS, emulación LAN. Baja prioridad, no garantizado.