Технология atm

Асинхронный способ передачи данных – сетевая высокопроизводительная технология коммутации и мультиплексирования, основанная на передаче данных в виде ячеек фиксированного размера(53 байта), из которых 5 байтов используются под заголовок. В отличие от синхронного способа передачи данных, АТМ лучше приспособлен для предоставления услуг передачи данных с сильно различающимся или изменяющимся битрейтом.

При передаче ячеек отдельного пользователя вставляются в общий поток данных асинхронно по мере их генерирования источником. Это выгодно отличает АТМ от синхронных систем передачи, где сообщения каждого канала должны передаваться в фиксированных во времени позициях, а также от систем пакетной передачи, в которых пакеты синхронизируются по разрядам. В результате получилась очень гибкая система, позволяющая предоставлять логические каналы для любой услуги связи с требуемой шириной полосы без установления физического канала соответствующей ширины. При этом, поскольку скорость передачи по каналу и по сети не может быть неограниченной, предусматриваются механизмы контроля интенсивности поступления ячеек.

На рисунке ниже изображен фрагмент сети АТМ. На нем показана передача только в одном направлении. Четыре маршрута разных типов, установленные в этой сети между абонентами А, В, С, D и Е, показаны ячейками с различной штриховкой. Из рисунка, в частности, видно, что маршруты могут быть одноадресными (от А до В) или многоадресными. Кроме того, абонент может участвовать одновременно в нескольких соединениях, причем ряд таких соединений установленных между конкретной парой абонентов, может проходить по разным маршрутам.

Сети АТМ строятся из трех важнейших элементов. Первый из них – это средства доступа, выполняющие функции мультиплексирования и концентрации исходящей (соответственно демультиплексирования и распределения входящей) нагрузки. Эти средства сосредоточены в узлах доступа, и услуги АТМ от такого узла могут предоставляться в сети доступа почти по любой передающей среде, включая симметричный телефонный кабель с парной скруткой. Второй элемент – это средства коммутации, которые могут располагаться как в узлах доступа, так и в магистральных узла. Наконец, третий элемент – это средства управления сигнализацией и предоставлением услуг, которые также рассредоточены по узлам сети.

Базовые принципы

Сеть ATM строится на основе соединенных друг с другом АТМ-коммутаторов. Технология реализуется как в локальных, так и в глобальных сетях. Допускается совместная передача различных видов информации, включая видео, голос.

Ячейки данных, используемые в ATM, меньше в сравнении с элементами данных, которые используются в других технологиях. Небольшой, постоянный размер ячейки, используемый в ATM, позволяет:

Совместно передавать данные с различными классами требований к задержкам в сети, причем по каналам как с высокой, так и с низкой пропускной способностью;

Работать с постоянными и переменными потоками данных;

Интегрировать на одном канале любые виды информации: данные, голос, потоковое аудио- и видеовещание, телеметрия и т.п.;

Поддерживать соединения типа точка–точка, точка–многоточка и многоточка–многоточка.

Технология ATM предполагает межсетевое взаимодействие на трёх уровнях.

Для передачи данных от отправителя к получателю в сети ATM создаются виртуальные каналы, VC (англ. Virtual Circuit), которые бывают трёх видов:

постоянный виртуальный канал, PVC (Permanent Virtual Circuit), который создаётся между двумя точками и существует в течение длительного времени, даже в отсутствие данных для передачи;

коммутируемый виртуальный канал, SVC (Switched Virtual Circuit), который создаётся между двумя точками непосредственно перед передачей данных и разрывается после окончания сеанса связи.

автоматически настраиваемый постоянный виртуальный канал, SPVC (Soft Permanent Virtual Circuit). Каналы SPVC по сути представляют собой каналы PVC, которые инициализируются по требованию в коммутаторах ATM. С точки зрения каждого участника соединения, SPVC выглядит как обычный PVC, а что касается коммутаторов ATM в инфраструктуре провайдера, то для них каналы SPVC имеют значительные отличия от PVC. Канал PVC создаётся путём статического определения конфигурации в рамках всей инфраструктуры провайдера и всегда находится в состоянии готовности. Но в канале SPVC соединение является статическим только от конечной точки (устройство DTE) до первого коммутатора ATM (устройство DCE). А на участке от устройства DCE отправителя до устройства DCE получателя в пределах инфраструктуры провайдера соединение может формироваться, разрываться и снова устанавливаться по требованию. Установленное соединение продолжает оставаться статическим до тех пор, пока нарушение работы одного из звеньев канала не вызовет прекращения функционирования этого виртуального канала в пределах инфраструктуры провайдера сети.

Для маршрутизации в пакетах используют так называемые идентификаторы пакета. Они бывают двух видов:

VPI (англ. virtual path identifier) — идентификатор виртуального пути (номер канала)

VCI (англ. virtual circuit identifier) — идентификатор виртуального канала (номер соединения)

В конце 90-х появляется технология Gigabit Ethernet, которая начинает конкурировать с ATM. Главными достоинствами первой является значительно более низкая стоимость, простота, легкость в настройке и эксплуатации. Также, переход с Ethernet или Fast Ethernet на Gigabit Ethernet можно было осуществить значительно легче и дешевле. Проблему качества обслуживания Gigabit Ethernet мог решить за счет покупки более дешевой полосы пропускания с запасом, нежели за счет умного оборудования. К окончанию 90-х гг. стало ясно, что ATM будет продолжать доминировать только в глобальных сетях. Продажи свитчей ATM для WAN продолжали расти, в то время как продажи свитчей ATM для LAN стремительно падали.

ATM начинает вытесняться новой технологией IP-VPN. к 2014 г. ATM и Frame Relay должны почти полностью исчезнуть, в то время как рынки Ethernet и IP-VPN будут продолжать расти с хорошим темпом.