Capitulo 6, WAN como origen del ATM

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1 Capitulo 6, WAN como origen del ATM 6.1 Tecnologías precedentes Qué es ATM? El Modo de Transferencia Asíncrono es una tecnología de conmutación que usa pequeñas celdas de tamaño fijo. En 1988, el CCITT designó a ATM como el mecanismo de transporte planeado para el uso de futuros servicios de banda ancha. ATM es asíncrono porque las celdas son transmitidas a través de una red sin tener que ocupar fragmentos específicos de tiempo en alineación de paquete, como las tramas T1. Estas celdas son pequeñas (53 bytes), comparadas con los paquetes LAN de longitud variable. Todos los tipos de información son segmentados en campos de pequeños bloques de 48 bytes, los cinco restantes corresponden a un header usado por la red para mover las celdas. ATM es una tecnología orientada a conexión, en contraste con los protocolos de base LAN, que son sin conexión. Orientado a conexión significa que una conexión necesita ser establecida entre dos puntos con un protocolo de señalización antes de cualquier transferencia de datos. Una vez que la conexión está establecida, las celdas ATM se auto-rutean porque cada celda contiene campos que identifican la conexión de la celda a la cual pertenecen. Asynchronous Transfer Mode (ATM) es una tecnología de switching basada en unidades de datos de un tamaño fijo de 53 bytes llamadas celdas. ATM opera en modo orientado a la conexión, esto significa que cuando dos nodos desean transferir deben primero establecer un canal o conexión por medio de un protocolo de llamada o señalización. Una vez establecida la conexión, las celdas de ATM incluyen información que permite identificar la conexión a la cual pertenecen. En una red ATM las comunicaciones se establecen a través de un conjunto de dispositivos intermedios llamados switches. Transmisiones de diferentes tipos, incluyendo video, voz y datos pueden ser mezcladas en una transmisión ATM que puede tener rangos de155 Mbps a 2.5Gbps.Esta velocidad puede ser dirigida a un usuario, grupo de trabajo o una red entera, porque ATM no reserva posiciones específicas en una celda para tipos específicos de información. Su ancho de banda puede ser optimizado identificando el ancho de banda bajo demanda. Conmutar las celdas de tamaño fijo significa incorporar algoritmos en chips de silicón eliminando retrasos causados por software. Una ventaja de ATM es que es escalable. Varios switches pueden ser conectados en cascada para formar redes más grandes. Qué interfaces permite manejar ATM? Esta definida en tres interfases especificadas que son la interfase entre el usuario-red UNI (User-Network Interface), la interfaz entre dos switchs red a red NNI (network-network interface) y la interfaz entre redes pública B-ICI (Broadband Inter-Carrier- Interface). La UNI liga un dispositivo de usuario a un switch público o privado y la NNI describe una conexión entre dos switches. 95

2 Hay dos interfases públicas UNI, una a 45 Mbps y otra a 155 Mbps. La interfase DS3 está definida en un estándar T1 del comité ANSI, mientras que la interfase de 155 Mbps está definida por los grupos estándar del CCITT y ANSI. Tres interfases han sido desarrolladas para UNIs privadas, una a 100 Mps y dos a 155 Mbps. Es seguro que la interfase estándar internacional SDH/SONET de 155 Mbps sea la elegida porque permite interoperabilidad en UNIs públicas y privadas. transparente a protocolo. La carga de cada celda es pasada por el switch sin ser "leida" a nivel binario. ATM usa el concepto de control de error y flujo de "fin a fin" en contraste a la red convencional de paquete conmutado que usa un control de error y flujo interno. Esto es que la red en sí no checa la carga de datos para errores y lo deja al dispositivo Terminal final (De hecho, el único chequeo de error en las celdas es en el header, así la integridad de los VCI/VPI esta asegurada). ATM está diseñado para manejar los siguientes tipos de tráfico: Clase A - Constant Bit Rate (CBR), orientado a conexión, tráfico síncrono (Ej. voz o video sin compresión) Clase B - Variable Bit Traffic (VBR), orientado a conexión, tráfico sícrono (voz y video comprimidos). Como ATM es una red orientada a conexión, un enlace entre dos puntos empieza cuando uno transmite una solicitud a través de la UNI a la red. Un dispositivo responsable de señalización pasa la señal a través de la red a su destino. Si el sistema indica que se acepta la conexión, un circuito virtual es establecido a través de la red ATM entre los dos puntos. Ambas UNIs contienen mapas para que las celdas puedan ser ruteadas correctamente. Cada celda contiene campos, un identificador de ruta virtual VPI (virtual path identifier) y un identificador de circuito virtual VCI (virtual circuit identifier) que indican estos mapeos. El uso de celdas para transmitir datos no significa que los protocolos de hoy no sean usados. ATM es totalmente Clase C - Variable Bit Rate, orientado a conexión, tráfico asíncrono (X.25, Frame Relay, etc). Clase D - Información de paquete sin conexión (tráfico LAN, SMDS, etc). Los switches que se utilizan en la actualidad son usados para formar terminales de trabajo de alto desempeño en grupos de trabajo. El mayor mercado para los switches ATM será como columna vertebral de redes corporativas. Uno de los mayores problemas que se enfrentan es el desarrollo de especificaciones para emulación de LAN, una manera de ligar los switches ATM con las redes de área local. En la actualidad solo existen soluciones de propietario. 96

3 6.2 Cómo funciona ATM? El componente básico de una red ATM es un switch electrónico especialmente diseñado para transmitir datos a muy alta velocidad. Un switch típico soporta la conexión de entre 16 y 32 nodos. Para permitir la comunicación de datos a alta velocidad la conexión entre los nodos y el switch se realizan por medio de un par de hilos de fibra óptica. Aunque un switch ATM tiene una capacidad limitada, múltiples switches pueden interconectarse ente si para formar una gran red. En particular, para conectar nodos que se encuentran en dos sitios diferentes es necesario contar con un switch en cada uno de ellos y ambos a su vez deben estar conectados entre si. Las conexiones entre nodos ATM se realizan en base a dos interfaces diferentes como ya mencionamos, la User to Network Interfaces o UNI se emplea para vincular a un nodo final o «edge device» con un switch. La Network to Network Interfaces o NNI define la comunicación entre dos switches. Los diseñadores piensan en UNI como la interfase para conectar equipos del cliente a la red del proveedor y a NNI como una interfase para conectar redes de los diferentes proveedores. 6.3 Arquitectura de un modo ATM El ATM puede ser considerado como una tecnología de conmutación de paquete en alta velocidad con unas características particulares: Los paquetes son de pequeño y constante tamaño (53 bytes). Es una tecnología de naturaleza conmutada y orientada a la conexión. Los nodos que compone la red no tiene mecanismo para el control de errores o control de flujo. El header de las celdas tiene una funcionalidad limitada. Una red ATM esta compuesto por nodos de conmutación, elementos de transmisión y equipos terminales de usuarios. Los nodos son capas de encaminar la información empaquetada en celular a través de unos caminos conocido como Conexiones de Canal Virtual. El Routing, en los nodos conmutadores de celular, es un proceso hardware, mientras que el establecimiento de conexiones y el empaquetamiento/desempaquetamiento de las celdas son procesos software. Jerarquía de transmisión. En ATM, se divide el campo de dirección en un campo VCI (identificador de circuito virtual) y un campo VPI (identificador de path virtual), lo que permite dividir los flujos de celdas en dos niveles: los niveles de VC y VP. Los grupos de canales con el mismo valor de VPI, pero diferentes valores de VCI, son enrutados a través de los mismos nodos de la red. Canal virtual VC: conexiones unidireccionales entre usuario. Ruta Virtual VP: se trata de un conjunto de canales virtuales que atraviesan multiplexadamente un tamo de la red ATM. Esto permite al usuario crear una red privada virtual (VPN). Cada conexión se representa con un VP, que a su vez 97

4 contiene varios VCs que el propio usuario puede utilizar. Tipos de conexiones ATM provee servicios orientados a la conexión. Para comunicarse con un nodo remoto, un host debe solicitar a su switch local el establecimiento de una conexión con el destino. Estas conexiones pueden ser de dos naturalezas: Switched Virtual Circuits (SVC) o Permanent Virtual Circuits (PVC). Switched Virtual Circuits (SVC) Un SVC opera del mismo modo que una llamada telefónica convencional. Un host se comunica con el switch ATM local y requiere del mismo el establecimiento de un SVC. El host especifica la dirección completa del nodo destino y la calidad del servicio requerido. Luego espera que la red ATM establezca el circuito. El sistema de señalización de ATM se encarga de encontrar el path necesario desde el host origen al host destino a lo largo de varios switches. El host remoto debe aceptar el establecimiento de la conexión. Durante el proceso de señalización (toma este nombre por analogía con el usado en sistemas telefónicos de los cuales deriva ATM) cada uno de los switches examina el tipo de servicio solicitado por el host de origen. Si acuerda propagar información de dicho host registra información acerca el circuito solicitado y propaga el requerimiento al siguiente switch de la red. Este tipo de acuerdo reserva determinados recursos el switch para ser usados por el nuevo circuito. Cuando el proceso de señalización concluye el switch local reporta la existencia del SVC al host local y al host remoto. La interfase UNI identifica a cada uno de los SVC por medio de un número de 24 bits. Cuando un host acepta un nuevo SVC, el switch ATM local asigna al mismo un nuevo identificador. Los paquetes transmitidos por la red no llevan información de nodo origen ni nodo destino. El host marca a cada paquete enviado con el identificador de circuito virtual necesario para llegar al nodo destino. Nótese que se ha evitado hablar de los protocolos usados para el establecimiento de los SVC, para los procesos de señalización y para comunicar a los hosts el establecimiento de un nuevo SVC. Además hay que tener en cuenta que comunicaciones bidireccionales van a necesitar reservar recursos a lo largo del SVC para dos sentidos de comunicación. Permanent Virtual Circuits (PVC) La alternativa al mecanismo de SVC descrito en el ítem anterior es evidente: el administrador de la red puede configurar en forma manual los switches para definir circuitos permanentes. El administrador identifica el nodo origen, el 98

5 nodo destino, la calidad de servicio y los identificadores de 24 bits para que cada host pueda acceder al circuito. Paths, Circuitos e Identificadores ATM asigna un entero único como identificador para cada path abierto por un host. Este identificador contiene mucha menos información de la que fue necesaria para la creación del circuito. Además el identificador solo es válido mientras que el circuito permanece abierto. Otro punto a tener en cuenta es que el identificador es valido para un solo sentido del circuito. Esto quiere decir que los identificadores de circuito obtenidos por los dos hosts en los extremos del mismo usualmente son diferentes. Los identificadores usados por la interfase UNI están formados por 24 bits, divididos en dos campos, el primero de 8 bits y el segundo de 16 bits. Los primeros 8 bits forman el llamado «Virtual Path Identifier» y los 16 restantes el «Virtual Circuit Identifier». Este conjunto de bits suele recibir el nombre de «VPI/VCI pair». Esta división del identificador en dos campos persigue el mismo fin que la división de las direcciones IP en un campo para identificar la red y un segundo campo para identificar el host. Si un conjunto de VCs sigue el mismo path el administrador puede asignar a todos ellos un mismo VPI. El hardware de ATM usa entonces los VPI para funciones de ruteo de tráfico. Transporte de celdas En cuanto al transporte de información, ATM usa tramas de tamaño fijo que reciben el nombre de celdas. El hecho de que todas las celdas sean del mismo tamaño permite construir equipos de switching de muy alta velocidad. Cada celda de ATM tiene una longitud de 53 bytes, reservándose los 5 primeros para el encabezado y el resto para datos, de los cuales 48 (opcionalmente 44) son para trasiego de información y los restantes para uso de campos de control (cabecera) con información de "quién soy" y "donde voy"; es identificada por un "virtual circuit identifier" VCI y un "virtual path identifier" VPI dentro de esos campos de control, que incluyen tanto el enrutamiento de celdas como el tipo de conexión, circuito entre extremos, información de control de flujo y un CRC. La conexión final entre dos nodos recibe el nombre de Virtual Channel Connection o VCC. Una VCC se encuentra formada por un conjunto de pares VPI/VCI. Multiplexación en ATM: La figura No.1 muestra un formato básico y la jerarquía de ATM. Las celdas son enrutadas individualmente a través de los conmutadores basados en estos identificadores, los cuales tienen significado local - ya que pueden ser cambiados de interfaces a interfaces. 99

6 La técnica ATM multiplexa muchas celdas de circuitos virtuales en una ruta (path) virtual colocándolas en particiones (slots), similar a la técnica TDM. Sin embargo, ATM llena cada slot con celdas de un circuito virtual a la primera oportunidad, similar a la operación de una red conmutada de paquetes. La figura No.2 describe los procesos de conmutación implícitos los VC switches y los VP switches. Los slots de celda no usados son llenados con celdas "idle", identificadas por un patrón específico en la cabecera de la celda. Este sistema no es igual al llamado "bit stuffing"en la multiplexación Asíncrona, ya que aplica a celdas enteras. 6.4 Protocolo ATM o Nivel de adaptación ATM (AAL) Clasificación de servicios LA ITU-T ha estandarizado un modelo de referencia de protocolo, que presenta semejanzas con el modelo OSI. Las tres capas inferiores en el modelo de referencia de protocolo son: Capa 1, capa física; Capa 2, la capa ATM; y Capa 3, la capa AAL. Para habilitar la transferencia tanto de datos como de servicios 100

7 síncronos, la información debe de ser adaptada de diferentes maneras. Se ha dividido ATM en cuatro clases de servicio (A, B, C y D) en base a tres parámetros. En la figura 3, muestra de cómo están definidos cuatro protocolos (AAL 1, AAL 2, AAL 3/4 y AAL 5) para cada una de las clases. Figura 3 Para la clasificación se utilizan los siguientes tres parámetros: Servicios síncronos o asíncronos; Tasa de bit constante o variable; Transferencia orientada a la conexión o no orientada a la conexión. 6.5 Modelo de capas de ATM (Capa física, Nivel ATM y B-ISDN ATM) Capa Física La primera capa llamada capa física (Physical Layer), define lo interfases físicos con los medios de transmisión y el protocolo de trama para la red ATM es responsable de la correcta transmisión y recepción de los bits en el medio físico apropiado. A diferencia de muchas tecnologías LAN como Ethernet, que especifica ciertos medios de transmisión, (10 base T, 10 base 5, etc.) ATM es independiente del transporte físico. Las celdas ATM pueden ser transportadas en redes SONET (Synchronous Optical Network), SDH (Synchronous Digital Hierarchy), T3/E3, TI/EI o aún en modems de 9600 bps. Hay 101

8 dos subcapas en la capa física que separan el medio físico de transmisión y la extracción de los datos: Capa ATM Provee un solo mecanismo de transporte para múltiples opciones de servicio Es independiente del tipo de información que es transmitida (datos, gráficos, voz. audio, video) con excepción del tipo de servicio (QOS) requerido Existen dos tipos de header ATM o UNI (User-Network Interface) o NNI (Network-Network Interface) ATM Adaptation Layer Provee las funciones orientadas al usuario no comprendidas en la Capa ATM Permite a la Capa ATM transportar diferentes protocolos y servicios de capas superiores Tiene dos subcapas : CS (Convergence Sublayer) y SAR (Segmentation and Reassembly Sublayer) Si bien ATM se maneja con celdas a nivel de capas inferiores, las aplicaciones que generan la información a ser transportada por ATM no trabajan con celdas. Estas aplicaciones interactuarán con ATM por medio de una capa llamada «ATM Adaptation Layer». Esta capa realiza una serie de funciones entre las que se incluyen detección de errores (celdas corruptas). En el momento de establecer la conexión el host debe especificar el protocolo de capa de adaptación que va a usar. Ambos extremos de la conexión deben acordar en el uso del mismo protocolo y este no puede ser modificado durante la vida de la conexión. Hasta el momento solo se han definido dos protocolos de capa de adaptación para ser usados por ATM. Uno de ellos se encuentra orientado a la transmisión de información de audio y video y el otro para la transmisión de datos tradicionales. ATM Adaptation Layer 1 (AAL1) transmite información a una tasa de bits fija. Las conexiones creadas para trabajar con video deben usar AAL1 dado que requieren un servicio de tasa constante para no tener errores de parpadeo o «flicker» en la imagen. La transmisión de datos tradicionales trabaja con la AAL5 para enviar paquetes de un nodo a otro. Ahora, si bien ATM trabaja con tramas o celdas de tamaño fijo. Los protocolos de capa superior generalmente manejan datagramas de longitud variable. Una de las funciones de la AAL5 consiste en adaptar estas tramas a celdas. En particular la AAL5 puede recibir datagramas de hasta 64 Kb de longitud. El paquete manejado por la AAL5 difiere estructuralmente de otros tipos de tramas existentes ya que la información de control se inserta al final de la misma. La longitud de la misma es de 8 bytes. Cada una de las tramas de AAL5 deben ser fraccionadas en celdas para poder ser transportadas por la red para luego ser recombinadas en el nodo 102

9 remoto. Cuando el datagrama es un múltiplo de 48 bytes el resultado de la división da un número entero de celdas. En caso contrario la última de las celdas no se encontrará completa. Para poder manejar paquetes de longitud arbitraria, AAL5 permite que la celda final pueda contener entre 0 y 40 bytes de datos y coloca la información de control al final de la misma antecedida por los ceros de relleno necesarios. En otras palabras, la información de control se coloca al final de la secuencia de celdas donde puede ser encontrada y extraída sin necesidad de conocer la longitud del datagrama fraccionado. Convergencia, Segmentación y Reensamblado Cuando una aplicación envía datos sobre una conexión ATM usando AAL5, el host pasa los datos a la interfase AAL5. Esta divide los datos en celdas, genera el «trailer» y transfiere a cada una de ellas a través de la red ATM. En el nodo receptor AAL5 recibe las celdas y las reensambla en base a la información contenida en el «trailer» para regenerar el datagrama original. El nodo origen usa el byte menos significativo del campo «Payload Type» de la celda para indicar la celda final de un datagrama. Podemos pensar que este bit funciona como un «end of packet bit». para resolver el problema de convergencia. 6.6 Aplicación Dispositivos ATM Una red ATM se construye con conmutadores ATM y dispositivos (o punto) finales ATM. Un conmutador ATM es responsable del transito de las celdas a través de la red: recibe la celda de un punto-final ATM o de otro conmutador ATM, entones lee y actualiza la información del encabezado y rápidamente conmuta la celda a una interfaz de salida hacia su destino. Un punto final (o sistema final) ATM contiene una interfaz de red. Ejemplo de estos dispositivos son: estaciones de trabajo, conmutadores LAN, codec de video entre otro. Interfaces de Red ATM Una red ATM consiste en un conjunto de conmutadores ATM interconectados de punto a punto por enlace o interfaces ATM. Los conmutadores ATM soportan 2 tipo principales de interfaces: UNI y NNI conectan dispositivos finales ATM (como son enrutadores o usuarios) a un conmutador ATM. La NNI conecta dos conmutadores ATM las cuales también se subdividen en UNI y NNI públicas y privadas. En ATM el término convergencia se usa para identificar el método usado para detectar el final de cada datagrama fraccionado. Otras capas de adaptación de ATM trabajan con métodos diferentes 103

10 usuario Inicio y registro de cliente IP/ATM con una dirección IP estática Frame Rela y usuari o IWF red ATM IWF red Frame Rela y usuari o El ejemplo siguiente describe los pasos para establecer una conexión IP/ATM de un único cliente IP/ATM con una dirección IP estática: IP sobre ATM IP/ATM es un grupo de servicios para la comunicación en redes ATM que pueden usarse como alternativa a la emulación de LAN. IP/ATM se controla mediante dos componentes principales: el cliente IP/ATM y el servidor IP/ATM. El servidor IP/ATM incluye un servidor ARP de ATM y un servicio de resolución de direcciones de multidifusión (MARS). Los componentes de red IP/ATM pueden residir en un servidor o en un conmutador ATM. La ventaja principal de usar IP/ATM es que es más rápido que LANE. Con IP/ATM, no se agrega información adicional de encabezado a los paquetes a medida se transmiten por la pila de protocolo. En cuanto el cliente IP/ATM ha establecido una conexión, los datos pueden transferirse sin modificaciones. IP/ATM admite el uso de un servidor DHCP (Protocolo de configuración dinámica de host) en la red ATM. Las tres etapas generales del funcionamiento de IP/ATM son: Inicio del cliente Registro del cliente Transferencia de datos Imagen 1. El cliente A inicia y obtiene una dirección ATM del conmutador ATM. 2. El cliente A se conecta al servidor ARP/MARS de ATM y se une al grupo de difusión. La asignación de dirección IP a ATM del cliente A se agrega a la base de datos del servidor ARP de ATM. 3. El cliente A se pone en contacto con el cliente B, una estación final ATM conectada a la red, y empieza la transferencia de datos. Inicio y registro de cliente IP/ATM con DHCP El ejemplo siguiente describe los pasos para establecer una conexión IP/ATM de un único cliente IP/ATM que obtiene una dirección IP utilizando el 104

11 Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP). 1. El cliente se inicia y obtiene una dirección ATM del conmutador ATM. 2. El cliente se conecta al servidor ARP/MARS de ATM y se une al grupo de difusión. 3. El cliente se conecta al servidor de multidifusión y envía una solicitud de DHCP. El servidor multidifusión envía la solicitud de DHCP a todos los miembros del grupo de difusión. El servidor DHCP recibe la solicitud. 4. El servidor DHCP envía una respuesta DHCP al servidor de multidifusión, que a su vez envía la respuesta a todo el grupo de difusión. 5. El cliente recibe la respuesta DHCP y registra sus direcciones IP y ATM con el servidor ARP/MARS de ATM. 6. El cliente ahora está listo para ponerse en contacto con otros hosts y comenzar la transferencia de datos. Difusión y multidifusión: La difusión y la multidifusión se emplean para establecer conexiones punto a multipunto entre el cliente que las solicita y varias estaciones finales de la red. El proceso de difusión y multidifusión en IP/ATM puede seguir dos métodos distintos: Conexión directa punto a multipunto: Si un cliente tiene que enviar un paquete IP a una dirección IP de difusión o de multidifusión, envía una solicitud a MARS para resolver la dirección IP en una lista de clientes. MARS envía un conjunto de direcciones a un cliente, lo que le permite configurar una conexión punto a multipunto. Conexión punto a multipunto a través de un servidor de multidifusión: MARS puede funcionar también con un servidor de multidifusión. El servicio ARP/MARS de ATM de Windows tiene un servidor de multidifusión integrado, que registra uno o varios grupos de multidifusión en MARS y recibe una lista de miembros de cada grupo de multidifusión de MARS. MARS actualiza el servidor de multidifusión cuando los clientes se unen a un grupo de multidifusión o lo abandonan. Cuando un cliente efectúa una solicitud de difusión o multidifusión a MARS, MARS devuelve sólo la dirección del servidor de multidifusión. El cliente se pone en contacto con el servidor de multidifusión, que genera una conexión punto a multipunto con el grupo de multidifusión. El servidor de multidifusión copia y distribuye los paquetes enviados por el cliente que inició la llamada punto a multipunto a las estaciones finales de la lista de multidifusión. VTOA (Voz sobre ATM). ATM ofrece una nueva manera de transportar el tráfico de voz sobre la red de transporte (a parte de la emulación de circuito). La aproximación consiste en conseguir que la red de transporte ATM sea emulada como una gran centralita de tránsito (PBX). Esta técnica recibe el nombre de conmutación de voz sobre ATM. 105

12 Figura 9: Conmutación de voz (VSTN) sobre ATM Lo que se busca es que el propio conmutador ATM pueda interpretar el canal de señalización de la centralita y crear canales conmutados para la transmisión de cada circuito de voz independientemente. El circuito va desde la centralita origen hasta la de destino sin la necesidad de pasar por ninguna centralita de tránsito externa. La red ATM puede conocer el número de llamadas de voz que hay en cada momento del tiempo y, por lo tanto, usar únicamente el ancho de banda necesario para su transmisión asignando el resto para otros servicios. Una ventajas añadida de esta técnica es la capacidad de la red ATM de informar a las centralitas por el canal de señalización de como prosperan sus llamadas individualmente. Frente a estas notificaciones, una centralita puede decidir conmutar una llamada determinada por la red pública en caso de congestión en la red de transporte corporativa. En el caso que las centralitas usen compresión de voz, el uso de la técnica de conmutación de voz sobre ATM les asegura que un determinado circuito se comprime/descomprime en un único punto y, por lo tanto, la señal no sufre la pérdida de calidad asociada a las redes basadas en muchos saltos entre centralitas. La conmutación de voz sobre ATM elimina la necesidad de grandes centralitas de tránsito existentes en las grandes redes de voz y hace más sencillas las tablas de encaminamiento con lo que la escalabilidad es mucho mayor y el coste mucho menor. En esta técnica se utiliza el servicio VBR que ofrece el protocolo AAL2 como se explicara a continuación. En el servicio VBR (Velocidad Binaria Variable) aunque exista una temporización relacionada entre los SAPs fuente y el destino, la velocidad de transferencia real de información, puede variar durante la conexión. Como con el tipo 1, el segmento contiene un Número 106

13 de Secuencia (SN) de 4 bits para la recuperación de celdas perdidas. indica el número de bytes útiles en el último segmento. El campo FEC habilita la detección y corrección de errores. Figura 10: Formato del segmento VBR El campo de Tipo de Información (IT) indica la posición relativa del segmento con relación al mensaje remitido, por ejemplo, una trama comprimida procedente de un videocodec. Los tres tipos de segmento con relación a la información de posición son: Comienzo de mensaje (BOM) Continuación de mensaje (COM) Fin de mensaje (EOM). Debido al tamaño variable de las unidades de mensaje, un Indicador de Longitud (LI) en la cola del segmento La capa AAL2 soporta trasporte ATM de voz y video en conexiones orientadas a la conexión con tasa de bit variable (VBR). La ITU-T aprobó las definiciones básicas del protocolo AAL2 en la recomendación I en septiembre de 1997, gracias a la cooperación del ATM Forum, Voz y Telefonía Sobre ATM (Voice and Telephony Over ATM VTOA) y el ITU- T. AAL2 no tiene la sub-capa de Segmentación y Re ensamblado (SAR). AAL2 tiene una interfase SAP con la capa ATM y otra interfase SAP con las capas superiores, llamada AAL2-SAP. La sub-capa Parte Común (Common Part Sublayer CPS) tiene dos componentes: CPS-Packet. CPS-Protocol Data Unit (CPS- PDU). Figura 11: Formato de la Celda ATM en AAL2. CPS proporciona la forma de identificar usuarios multiplexados dentro de un mismo VCC, manejando el ensamblado y desensamblado de la cargas de tamaño variable para cada usuario. EL CPS ofrece un servicio del tipo extremo a extremo concatenando una secuencia de canales AAL2 bidireccionales operando sobre la misma VCC. Cada usuario AAL2 genera paquetes CPS con 3 bytes de cabecera y un número variable de bytes de carga. 107

14 Figura 12: Formato del paquete CPS AAL2 usa el campo Channel ID (CID) de 8 bits en la cabecera de los paquetes de la CPS (CPS Packet Header CPS-PH) para multiplexar múltiples usuarios dentro de una misma VCC. El campo CID soporta hasta 248 usuarios individuales por VCC, con ocho CID reservados para propósitos de administración y funciones futuras. Después el campo de 6 bits, llamado Indicador de tamaño (Length Indicador LI) especifica el numero de bytes (menos uno) en la campo de carga de tamaño variable. El tamaño máximo de la carga de usuario esta establecida en 45 o 64 bytes. Destacaremos que seleccionando el valor de 45 bytes, un paquete CPS encaja perfectamente dentro de los 48 bytes de carga de la célula ATM. El campo de 5 bits llamado Userto-User Indicaron (UUI), proporciona una forma de identificar el enlace extremo a extremo. Otro campo de 5 bits llamado Header Error Control (HEC) ofrece detección de errores y corrección de la CPS-PH. La sub-capa CPS recoge los paquetes CPS de los usuarios de la AAL2, multiplexados dentro del mismo VCC sobre intervalos de tiempo concretos, formando CPS-PDUs compuesta de los 48 bytes de los paquetes CPS. Los CPS-PDU emplean un byte llamado Start Field (STF) seguido de 47 bytes de carga. Un campo de 6 bits llamado Offset Field (OSF) en el campo STF, identifica el punto de comienzo de la próxima cabecera del paquete CPS, para calcular los márgenes para el próximo paquete. El campo de offset permite a los paquetes CPS abarcar células sin ninguna perdida o espacios vacíos. Entonces el campo de Comienzo (STF) es crítico para la operación confiable de la AAL2. Un bit de número de secuencia (SN) y otro de paridad (P) agregan una protección a errores. Para mantener una entrega de tiempo real, el protocolo AAL2 define un Time Out, si ningún dato es recibido se inserta un campo de relleno o PAD hasta llenar los 48 bytes de la carga en célula ATM. 108

15 Figura 13: Utilización de los Campos OSF y STF Utilizando el servicio VBR ofrecido por el protocolo AAL2 logramos un transporte de voz sobre una red ATM aceptable y de menor coste que el servicio de telefonía existente. Conclusiones Una tecnología actual como es el ATM, base de la RDSI de banda ancha, está pensada para soportar un caudal de tráfico muy intenso, entre el que se encuentra el de voz y el de datos, junto con el de vídeo. Por sus características resulta adecuado para cualquier situación, pero su overhead y su alto coste no le hacen adecuado para velocidades inferiores a 2 Mbit/s. Según la procedencia de la señal, se utilizan distintas capas de adaptación (AAL1, AAL2 para la voz), con lo que se consigue multiplexar tráfico sobre el mismo medio de transmisión. Si bien, es posible el tráfico de voz sobre ATM, su rendimiento es escaso y no resulta económicamente rentable pues se necesitan grandes inversiones en equipos y en los enlaces de alta velocidad, por lo que, sólo se justifica en caso de volúmenes muy alto de tráfico entre nodos. 109