Modo de Transferencia Asíncrona (ATM)

Dr. Ing. Álvaro Rendón Gallón
Ing. Fernando Mendioroz, MSc. (c.)
Popayán, 2014
Universidad del Cauca
Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones
Departamento de Telemática

 Introducción
 Necesidad de las WAN.
 Origen y concepto básico de ATM.
 Características generales de ATM.
 Arquitectura
 Conmutación
 Señalización

• Ethernet
• Redes de radio-paquetes
• Redes satelitales
• Red telefónica
• Red de enrutamiento por
longitud de onda
• Red IP• X.25
• Frame Relay
• ATM
• MPLS
Redes de
Comunicación
Redes de Comunicación
Conmutadas
Redes de Comunicación
por Difusión
Redes de Conmutación
de Circuitos
Redes Orientadas a
Conexión
Redes No Orientadas a
Conexión
Redes de Conmutación
de Paquetes

Interconectan LAN (cuyas redes pueden ser de tecnologías
diferentes).
Protocolos de red (capa 3).
Establecen a cuál red local se debe entregar la
información:
 TCP/IP (Internet)
 X.25
 Frame Relay
 ATM
 MPLS

Redes de conmutación de paquetes orientadas a conexión:
X.25: Conmutación de paquetes original.
 Paquetes de tamaño variable.
Frame Relay: Retransmisión de tramas.
 Paquetes de tamaño variable (ISDN-BE).
ATM: Retransmisión de celdas.
 Paquetes de tamaño fijo (ISDN-B).
MPLS: Conmutación de etiquetas.
 Etiquetas de tamaño fijo.

Red SDH
Red de conmutación de paquetes
Soportada en una red SDH
WAN

Red SDH
Red de Transporte
Conmutado
Red de conmutación de circuitos
Soportada en una red SDH
Voz: ráfaga continua de
pequeños paquetes de datos a
64 Kbps

Redes de Transporte
Conmutado
Red SDH
Red de Transporte
Fijo
Se quiere una única
Red de Transporte
Conmutado!
Conmutador Frame Relay
Enrutador
Multiplexor SDH
WAN
LAN
LAN
LAN
Red de conmutación
de paquetes
Red de conmutación
de circuitos

Acceso integrado a las redes y servicios
De la integración del acceso…
… a la integración de las redes

Red ATMRed de Transporte
Conmutado
Conmutación
de circuitos
Conmutación
de paquetes
B-ISDN LAN
Red SDH
Red de Transporte
Fijo
Conmutador ATM
Enrutador
Multiplexor SDH

STM: Módulo de Transferencia Síncrona
 Tramas periódicas encabezadas por patrón de alineación.
 Cada conexión se identifica por su posición en la trama.
 El acceso al canal es sincrónico o determinístico.
 Problema:
 El canal se mantiene ocupado aún cuando no se transmite información
(durante «silencios»).
TS:0 TS:1 TS:2 TS:3 TS:4 TS:n-1 TS:n
125 μs
Trama de n TS
Alineación
de Trama
A->B B->A BB
A A
Información
(voz/datos)

Modo de Transferencia Asíncrona
 Celdas con cabecera y carga útil (información):
 Cada conexión se identifica por la cabecera (circuito virtual).
 El acceso al canal es asincrónico o estadístico (en función del volumen de
información).
 Problema:
 Control de tráfico: garantizar capacidad y retardos para distintos tipos
de servicio (QoS).
BB
A A
A->B B->A B->AB->A
Celdas
InformaciónCabecera

ATM
HFC
LAN
Voz
Video
Datos
Concebida para transmitir voz, video y datos y
unificar redes Telco y de computadores.
Transmite en modo TDM asíncrono en pequeñas
unidades fijas de datos llamados celdas.
Uso actual:
 Red troncal (backbone) para ISP.
 Conexiones de video punto a punto y punto-
multipunto.
 Conexiones de voz para telefonía celular.
 Emulación de circuitos E1 sobre la red ATM.
 Soporte a redes de acceso residencial basadas
en ADSL.

ATM
HFC
LAN
Voz
Video
Datos
Tipo de
Tráfico
Sensibilidad
Pérdida de
paquetes
Retardos
Voz Baja Alta
Video Moderada Alta
Datos Alta Baja
Niveles de tolerancia por tipo de tráfico

ATM
HFC
LAN
Voz
Video
Datos
 Conmutación de paquetes: celdas de tamaño fijo.
 Orientada a conexión (establecimiento-comunicación-liberación).
 No hay control de errores ni de flujo entre nodos.
 Protección de cabecera (garantizar enrutamiento).
 Esquemas de control de congestión.
 QoS por conexión (única hasta MPLS).

 Introducción
 Arquitectura
 Protocolos.
 Capa Física.
 Capa ATM: estructura de la celda.
 Capa AAL.
 Conmutación
 Señalización

Plano de
Control
Plano de
Usuario
Gestión de Planos
Señalización
Capa de Adaptación ATM (AAL)
Capa ATM
Capa Física
Usuario
Capa de
Enlace de
datos
Capa de
Red
Capa Física
Modelo OSI
AAL: ATM Adaptation Layer
Modelo ISDN
Protocolos

Pila de Protocolos
Conmutación
ATM
Capa Física
Capa ATM
AAL
Capa Física
Capa ATM
AAL
Física
ATM
Física
ATM
AAL - Capa de Adaptación ATM (ATM Adaptation Layer):
Conversión de datos de aplicaciones a celdas ATM.
Capa ATM: Adiciona la cabecera de las celdas.
Transporte de las celdas a través de la red.
Capa Física: Conversión al formato óptico o eléctrico apropiado.
UsuarioSeñaliz. Usuario Señaliz.
Usuario Usuario
Red

Señaliz.
Capa Física
 TC: Transmission Convergence
Recibe celdas ATM y las convierte en flujos de bits.
 PMD: Physical Medium Dependent
Entrega y recupera los flujos de bits al/del medio físico:
E1 (2,048 Mbps), STM-1 (155 Mbps), STM-4 (622 Mbps)
E3 (34 Mbps) STM-16 (2,5 Gbps)
Subcapas
PDH SDH
Capa Física
Capa ATM
AAL
Usuario
Desacople de celdas
Generación/Verificación HEC (Head Error Control)
Delineación de celdas
Adaptación de la trama de transmisión
Temporización de bit
Codificación/decodificación (4B/5B, 8B/10B, …)
TC
PMD

Señaliz.
Capa ATM
Capa Física
Capa ATM
AAL
Usuario
Control de flujo genérico
Generación/extracción de la cabecera
Traslación de VPI/VCI
Multiplexación y demultiplexación de celdas
Paquete IP
GFC HECVPI VCI Carga útilPTI
CLP
Cabecera ATM 5 bytes 48 bytes
Celda ATM (53 bytes)
GFC: Generic Flow Control
VPI/VCI: Virtual Path/Channel Identifier
HEC: Header Error Control
CLP: Cell Loss Priority
PTI: Payload Type Indicator
Tamaño fijo: no tiene banderas delimitadoras ni indicador de longitud

Capa ATM: Tipos de Interfaz
Red Privada ATM
UNI PRIVADA
UNI
PÚBLICA
NNI
PRIVADA
Red Pública ATM
Usuarios
UNI PÚBLICA
NNI
PUBLICA
ITEC-Telecom
UNI: User-Network Interface
NNI: Network-Network Interface

Capa ATM: Estructura de la celda UNI
ITEC-Telecom
CLP: Prioridad en la pérdida de celdas
Identificador Camino Virtual Identificador Canal Virtual
Identificador Canal Virtual
Identificador de
Tipo de Carga CLP
Control de Errores en la Cabecera
Carga Útil
1 2 3 4 5 6 7 8
5
Bytes
48
Bytes
Control de Flujo Genérico Identificador Camino Virtual

Capa ATM: Estructura de la celda NNI
ITEC-Telecom
CLP: Prioridad en la pérdida de celdas
Identificador Camino Virtual Identificador Canal Virtual
Identificador de
Tipo de Carga CLP
Control de Errores en la Cabecera
Carga Útil
1 2 3 4 5 6 7 8
5
Bytes
48
Bytes
Identificador Camino Virtual

Capa ATM
GFC (Generic Flux Control): Control de Flujo Genérico
Red ATM
Conmutador
ATM
TIEMPO
Equipo de
Usuario
• Enrutadores
• Conmutadores ATM para LAN
• Estaciones de Trabajo
• Multiplexores ATM
Control del flujo de tráfico entre
los equipos de usuario y la red
HECGFC VPI VCI PTI
CLP
Carga útil

Capa ATM
VPI/VCI: Identificador de Camino/Canal Virtual
VPm
VP2
VP1
MEDIO
FÍSICO
VPm
VP2
VP1
VC1
VC2
…..
VCn
VC1
VC2
…..
VCn
VC1
VC2
…..
VCn
VPI (Virtual Path Identifier): Identificador de Camino Virtual
VCI (Virtual Channel Identifier): Identificador de Canal Virtual
CI (VPI+VCI): Connection Identifier = Label: Etiqueta
ITEC-Telecom

Capa ATM: Operación de los VPI/VCI
VPI = 38
VCI = 56
VPI = 19
VCI = 27
VPI = 5
VCI = 131
VPI =29
VCI = 164
VPI = 4
VCI = 10
VPI = 20
VCI = 332
VPI = 234
VCI = 1002
VPI = 234
VCI = 1000
VPI = 234
VCI = 1001
Cali
Bogotá
Conmutador de
Ingreso
Conmutador de
Egreso
HECGFC VPI VCI PTI
CLP
Las etiquetas
tienen sentido
sólo entre dos
nodos

Capa ATM: Operación de los VPI/VCI
VPI = 5
VCI = 131
VPI =29
VCI = 164
VPI = 234
VCI = 1000
Conmutador de
Ingreso
Conmutador de
Egreso
2
8
1
16
Conmutador:
Con la etiqueta y el puerto
de entrada se obtiene la etiqueta
y el puerto de salida
(traslación de VPI/VCI)
Cali
Bogotá
HECGFC VPI VCI PTI
CLP
2 5 131 8 234 1000
Pto VPI VCI Pto VPI VCI
Entrada Salida
1 234 1000 16 29 164
Entrada Salida
Tabla de Conmutación

Capa ATM: Tabla de Conmutación/Traslación
I
II
IIIPuerto de
Entrada
Datos 3
Datos 5
Datos 8
Matriz de Conmutación
(Switch Fabric)
Datos 7 VPI/VCI
ITEC-Telecom
Puerto
Entrada
Etiqueta
Entrada
Etiqueta
Salida
Puerto
Salida
I 3 5 II
I 7 8 III
•Se implementa
con circuitos
•Mayor velocidad

Conexiones Virtuales
PVC
SVC
S-PVC
ITEC-Telecom
Q.2931
En SVC, cada conmutador:
• Asigna ancho de banda a la conexión
• Selecciona una etiqueta VPI/VCI
• Actualiza su tabla de conmutación
Permanentes: PVC/PVP
Conmutadas: SVC/SVP
Permanentes Inteligentes: S-PVC

Capa ATM: PTI: Indicador del Tipo de Carga
1
0 Indicación de
Congestión Último Dato (AAL5)Celda Usuario
Celda OAM
Celda de
Gestión de
Recursos
0/1
0/1
Control de
Segmento/Conexión0/1
0/1
Bit 3 Bit 2 Bit 1
HECGFC VPI VCI PTI
CLP
Carga útil
PTI: Payload Type Indicator

Capa ATM: CLP: Prioridad en la Pérdida de Celdas
Celda normal (CLP = 0)
Celda Descartable (CLP = 1)
Fijada por el usuario o la red
la red fija CLP=1
Descarte
Contrato
Servicio
CLP: Cell Loss Priority
la aplicación
fija CLP=1
HECGFC VPI VCI PTI
CLP
Carga útil

Capa ATM: HEC: Control de Errores en la Cabecera
HEC: Header Error Control
HECGFC VPI VCI PTI
CLP
Carga útil
ALGORITMO DETECCIÓN DE ERRORES
No hay errores
(no hacer nada)
Error detectado
(eliminar celda)
No hay más errores
(no hacer nada)
Modo
corrección
Modo
detección
2
3
4
5
1
Hay errores múltiples
(eliminar celda)
Hay un error simple (un bit)
(corregir cabecera)

Capa AAL: Capa de Adaptación ATM
AAL: ATM Adaptation Layer
Usuario/
Señalización
Usuario/
Señalización
Capa Física
Capa ATM
AAL
Capa Física
Capa ATM
AAL
Física
ATM
Física
ATM
Voz
Video
Datos
LAN
Datos
LANHFC HFC
Voz
Video
Los servicios se ofrecen en los extremos
AAL sólo opera del lado del usuario
Red
ATM

Capa Física
Capa ATM
AAL
Usuario/
Señalización
2 Mbps 34 Mbps
Voz/video en
paquetes Datos
n x
64 Kbps
STM-1: 155 Mbps
125 μs
Celda
Segmentación
/Reensamblaje
Tara de SDH

PDU: Protocol Data Unit
CS: Convergence Sublayer
Ofrece servicios de tráfico apropiado a los protocolos más altos.
Se subdivide en dos subcapas:
◦ SSCS: Subcapa de Convergencia Específica del Servicio
◦ CPS: Subcapa Parte Común
SAR: Segmentation and reassembly
En Tx: segmenta PDU de capas superiores en las celdas.
En Rx: re-ensambla la información de las celdas en PDU de capas superiores.
Sub-capa de Convergencia
Segmentación y Re-ensamblaje
Subcapas
Capa Física
Capa ATM
AAL
Usuario/
Señalización
CS
SAR

Capa AAL: Servicios de Usuario sobre AAL
Temporización
entre el origen y el
destino
Velocidad binaria
Modo de
Conexión
Constante
(CBR)
Con conexión
(CO)
Sin
conexión
(CL)
Tipo de AAL:
Ejemplos de
servicios:
AAL 1
N/B-ISDN
Voz/Video
Emulación de
circuitos E1/T1
Voz/Video
comprimido
(MPEG 1,2,3)
TCP, X.25,
Frame Relay
Ethernet, IP
AAL 2 AAL 5
Variable
(VBR)
No requerida
(NTR)
Requerida
(TR)
Clase de Servicio
(Rec. I.362):
Clase A Clase B Clase C Clase D

Capa AAL: Servicios AAL
AAL5SAAL AAL2AAL1
Un tipo de AAL para cada clase de servicio ofrecido:
• Para usuarios:
AAL1 (clase A), AAL2 (clase B), AAL3 (clase C) y AAL4 (clase D)
AAL3 y AAL4 se fusionaron (AAL3/4) y luego fueron reemplazadas
por AAL5.
• Para señalización: SAAL (Signaling AAL)
Conmutación
ATM
Capa Física
Capa ATM
Física
ATM
Física
ATM
UsuarioSeñaliz.
AAL5SAAL AAL2AAL1
Capa Física
Capa ATM
UsuarioSeñaliz.

Capa AAL: Características de los Servicios
Terminal
origen
Relación de temporización entre
el origen y el destino
Terminal
destino
3 32 1 3 2 1
Temporización
entre el origen
y el destino
Velocidad
binaria
Modo de
Conexión
Requerida: N/B-ISDN, Voz/Video, Emulación de circuitos E1/T1
Voz/Video comprimido (MPEG 1,2,3)
No Requerida: TCP, X.25, Frame Relay, Ethernet, IP

Velocidad binaria (constante o variable)
Velocidad de
bits constante
Velocidad de bits
variable
Temporización
entre el origen
y el destino
Velocidad
binaria
Modo de
Conexión
Constante: N/B-ISDN, Voz/Video, Emulación de circuitos E1/T1
Variable: Voz/Video comprimido (MPEG 1,2,3)
TCP, X.25, Frame Relay
Ethernet, IP

Modo de conexión
• Orientado a la conexión
Conmutador Conmutador Conmutador
Temporización
entre el origen
y el destino
Velocidad
binaria
Modo de
Conexión
Orientado a Cx: N/B-ISDN, Voz/Video, Emulación de circuitos E1/T1
Voz/Video comprimido (MPEG 1,2,3)
TCP, X.25, Frame Relay

Temporización
entre el origen
y el destino
Velocidad
binaria
Modo de
Conexión
No orientado a Cx: Ethernet, IP
Modo de conexión
• NO orientado a la conexión

AAL1
 Soporta el servicio de Clase A
 Uso: Emulación de circuitos E1/T1, conexiones de
audio a velocidad de bit constante.
Temporización
Requerida
Velocidad
Binaria
Constante
Orientado a
Conexión
ATMPSTN
PSTN
ITEC-Telecom

AAL1: Funciones de CS
• Manejo de variaciones en el retardo de celdas.
• Procesamiento del contador de secuencia (CS):
– Detección de celdas perdidas y mal insertadas, y compensación con celdas falsas.
• Corrección de errores hacia adelante (FEC video/audio).
• Supervisión de rendimiento.
• Transferencia de datos estructurados (nx64 Kbps) y no estructurados:
emulación de circuitos E1/T1.
• Transferencia de información de reloj (bit CSI).
AAL
CS
SAR
Capa ATM
Aplicaciones
ATM

AAL1: Estructura de Paquetes
AAL
CS
SAR
Capa ATM
Aplicaciones
Carga útil CS (46/47 bytes)SNPSNPDU SAR
Cabecera SAR (1 byte)
1 3 bits
CSI SC PCRC-3
13 bits
Celda ATM Cabecera ATM
(5 bytes)
Carga útil ATM
(48 bytes)
Cabec. CS
(Opcional)
Apuntador SDT P
Cabecera CS (1 byte)
17 bits
SN: Número de Secuencia
• CSI: Indicador de CS (reloj)
• SC: Contador de secuencia
SNP: Protección de SN
• CRC 3 bits
• P: Paridad par
Apuntador SDT (Structured Data Transfer): usado por CS en la
transferencia de datos estructurados (nx64 Kbps)
P: Paridad

AAL2
 Soporta el servicio de Clase B
 Compresión y supresión de canales silentes y sin uso.
 Apropiado para tráfico de voz de baja velocidad.
 Uso: Conexión UTRAN/GERAN-CN y red troncal PLMN.Temporización
NO Requerida
Velocidad
Binaria
Variable
Orientado a
Conexión
ITEC-Telecom
ATM
GERAN/
UTRAN
Dominio CS CN
MSCS/CS-MGW/VLR
CS-CN
Core Network

AAL2: Subcapas
AAL
SSCS
CPS
Capa ATM
Aplicaciones
Celda ATM
Service Specific Convergence Sublayer
Common Part Sub-layer
Subcapas
SSCS
CPS
AAL2 no tiene capa SAR -> Subcapas de CS
•Cada SSCS puede prestar un tipo de servicio distinto.
•A cada usuario se le asigna un SSCS.
•SSCS recibe los datos de su usuario y los entrega al CPS en
forma de pequeños paquetes.
•CPS multiplexa paquetes de distintos SCSS en una misma
celda ATM.

AAL2: Empaquetamiento en CPS
Carga útil
Paquete CPS
PDU CPS
Celdas ATM Carga útil
1 2 3 4 5
3 4 51 2 3
•A cada usuario se le asigna un SSCS.
•SSCS recibe los datos de su usuario y los entrega al CPS en forma de
pequeños paquetes.
•CPS multiplexa paquetes de distintos SCSS en una misma celda ATM.
48 bytes

AAL2: Paquetes de CPS
SNOSF
Cabecera ATM
(5 bytes)
Carga útil ATM
(48 bytes)
P
6 bits 1 1
PDU CPS RellenoCarga útil PDU CPS
8 bits 6 2 3 5
CID LI
PPT
HEC
UUI
Paquete SSCS
Celda ATM
Paquete CPS
1-64 bytes
47 bytes
Cabecera:
CID: Identificador de Canal
LI: Indicador de Longitud (1-64)
PPT: Tipo de Paquete (voz/gestión)
UUI: Info. Usuario-Usuario
HEC: Control de Error en Cabecera
Campo de Inicio:
OSF: Campo de desplazamiento
SN: Número de Secuencia
P: Paridad del Campo de Inicio
Campo de inicio

AAL2: Paquetes de SSCS
Tres tipos de paquetes:
• Tipo 1: No protegido (tipo por defecto)
• Tipo 2: Parcialmente protegido
• Tipo 3: Completamente protegido
Paquetes de tipo 3: son usados para dígitos marcados,
señalización por canal asociado, control de demodulación de
facsímil, alarmas, y control de estado del usuario.
Info dependiente del
Mensaje
Redun Marca de tiempo
Tipo de
Mensaje CRC-10
Paquete SSCS
Tipo 3
Redundancia (Redun): Número de secuencia del paquete. Los paquetes
son enviados tres veces para asegurar la corrección de errores.
Marca de Tiempo: Cuenta la variación de retardo del paquete para
permitir al receptor reproducir la temporización relativa.
CRC-10: Chequeo de 10 bits.
14 bits 162 6 10

AAL5
 Soporta los servicios de Clase C y Clase D.
 Inicialmente se denominó SEAL (Simple Efficient
Adaptation Layer).
 Uso: Transferencia de datos IP, Frame Relay, etc.Temporización
Requerida
Velocidad
Binaria
Constante
Orientado o
No Orientado
a Conexión
ITEC-Telecom
ATM
Red de
Datos
Red de
Datos

AAL5: Subcapas
AAL
CS
SAR
Capa ATM
Aplicaciones
Celda ATM Convergence Sublayer
•Service Specific Convergence Sublayer
•Common Part Sublayer
Segmentation And Reassembly
Subcapas
CS
SSCS
CPS
SAR
•A cada usuario se le asigna un SSCS (puede ser nulo).
•CPS encapsula los datos de usuario y luego SAR los fragmenta.
•CPS ofrece transferencia no garantizada de PDU de cualquier
longitud hasta 65.535 bytes.
•CPS detecta errores pero no corrige por retransmisión. Informa
a la aplicación de nivel superior (e.g. TCP).
•CPS entrega los PDU en el orden en que los recibe.
•No permite multiplexar segmentos de diferentes mensajes.

AAL5: Formatos de PDU
48 bytes
PTI=0x1 (fin de mensaje)
PDU CS
PDU SAR
Celdas ATM
48 bytes 48 bytes
SAR PDUSAR PDU
PDU de Usuario UURelleno CPI LI CRC-32
0-65.535 bytes 0-47 1 1 2 4 bytes
PTI=0x0 PTI=0x0
Relleno: Para ajustar PDU a múltiplo de 48 bytes.
UU: Información Usuario-Usuario (extremo a extremo).
CPI: Indicador de la Parte Común = 0.
LI: Indicador de Longitud.
CRC-32: Chequeo de Redundancia Cíclica.
No hay cabecera SAR. Usa PTI de cabecera ATM.
…
… SAR PDU

 Introducción
 Arquitectura
 Conmutación
 Funciones y Arquitectura.
 Conmutador de Memoria Compartida.
 Algoritmos de Planificación.
 Señalización

 Transferencia de celdas desde los enlaces de entrada
hasta los de salida;
 Señalización;
 Gestión de la red.
(Perros, 2005, 58)
Tipos:
• Input buffering switch
• Output buffering switch
2 5 131 8 234 1000
Entrada Salida
Paquetes y Arquitectura

ITEC, Telecom
Diagrama Funcional del Conmutador ATM
CAC
Cell
Switch
Fabric
IM
SM
CAC: Connection Admission Control
SM: Switch Management
IM: Input Module
OM: Output Module
Usuarios
Servidores
Enrutadores
Conmutadores
OM
IM
OM
IM
OM
IM
OM

Funciones & Arquitectura
 Dependiendo del diseño, pérdida de celdas en:
puertos de entrada, estructura del conmutador
o puertos de salida.
 La traslación de etiquetas (VPI/VCI) tiene lugar
antes de que la celda sea transferida a la salida.
VPI/VCI
celda de entrada
VPI/VCI y Puerto
celda de salida
Tabla
Tabla por Puerto de entrada
•Pequeñas
•Tiempo de búsqueda reducido
2 5 131 8 234 1000
Entrada Salida

Funciones & Arquitectura
Tres tipos de arquitecturas de conmutador:
 División de Espacio
Basada en MIN (Multistage Interconnection Network).
Red de elementos de conmutación interconectados, organizados en
filas y columnas.
 Compartición de Memoria (el más común)
Todas las celdas de entrada van a una memoria única.
Las celdas se organizan en la memoria en listas encadenadas, una
por puerto de salida.
 Compartición de Medio
Las celdas de entrada se entregan sincrónicamente a un bus.
Cada puerto de salida ve todas las celdas y recibe las suyas.

Conmutador de Memoria Compartida
Un conmutador para
enlaces de 2,5 Gbps
procesa 5,8 millones de
celdas de 53 bytes por
segundo.
 Una lista encadenada de celdas por Puerto de salida.
 Memoria con puerto dual: escritura y lectura al tiempo.
 En cada intervalo: N escrituras y N lecturas:
Ancho de banda de la memoria ≤ 2NV
donde V: Velocidad de transmisión de los enlaces.

 Capacidad de la memoria: B celdas.
 Capacidad máxima de lista por puerto: Bi < B
Evita que un puerto acapare la capacidad de celdas.
 Capacidad mínima de lista por puerto: LBi < Bi
Es un colchón dedicado al puerto.
Bi<B, ΣBi>B
LBi<Bi, ΣLBi<B
Capacidad: B

Pérdida de celdas
 Memoria compartida llena: contiene B celdas.
 Lista del puerto de salida llena: contiene Bi celdas.
Arquitectura no bloqueante
 Una celda que ingresa a la estructura del conmutador (la memoria)
no es bloqueada por otras celdas.
 Pueden construirse conmutadores a etapas sin bloqueo.
Bi<B, ΣBi>B
LBi<Bi, ΣLBi<B
Capacidad: B

Algoritmos de Planificación
Su finalidad es gestionar las QoS ofrecidas a los usuarios.
Para conmutador no bloqueante con memorias
intermedias de salida (output buffering switch):
◦ Cada conexión de salida está asociada a una categoría de QoS
acordada durante el establecimiento.
◦ Las celdas que pertenecen a estas conexiones se pueden agrupar
en colas: una por QoS.
◦ Las colas se atienden con un algoritmo de planificación.

Algoritmos de Planificación
Considerando cuatro categorías de QoS:
 CBR (Constant Bit Rate): Audio y video sin comprimir (circuito E1).
 RT-VBR (Real-Time Variable Bit Rate): Ej.: PLMN, videoconferencia.
 NRT-VBR (Non-Real-Time Variable Bit Rate): Ej.: email multimedia.
 UBR (Unspecified Bit Rate): Ej.: Transferencia de archivos.
El algoritmo de planificación
asigna distintas prioridades a
estas colas para satisfacer
cada QoS.

 Introducción
 Arquitectura
 Conmutación
 Señalización
 Tipos.
 Protocolos.
 Formato del mensaje.
 Procedimientos Q.2931.

Tipos de Señalización
RED ATMRED ATM
Canal de Señalización (VPI/VCI = 0/5)
Señalización
UNI
Señalización
NNI
Señalización
UNI
UNI: User-Network Interface
NNI: Network-Node Interface
Network-Network Interface
ITEC-Telecom

Señalización UNI
Establecimiento, supervisión y liberación de conexiones
(SVC: Switched Virtual Circuits)
 Conexión punto a punto:
◦ Bidireccional (dos conexiones unidireccionales).
◦ Ancho de banda y QoS para cada dirección.
◦ Señalización con protocolo Q.2931, basado en el
protocolo Q.931 (DSS1) de N-ISDN.
 Conexión punto-multipunto
◦ Unidireccional: un terminal ATM (raíz) envía
información a varios terminales ATM (hojas).
◦ Señalización con protocolos Q.2971 y Q.2931.

Señalización NNI
En redes ATM privadas: PNNI (Private NNI).
En redes ATM públicas: B-ISUP/B-ICI.
Cumple doble función:
 Protocolo de señalización
Usado para establecer, mantener y liberar en forma dinámica
conexiones entre terminales.
 Protocolo de enrutamiento
Usado para distribuir información de topología y alcance entre
conmutadores.
RED ATMRED ATM
B-ISUP: Broadband ISUP (UIT),
B-ICI: Broadband Inter-Carrier Interface (ATMF)

Arquitectura de Protocolos
Plano de
Control
Plano de
Usuario
Gestión de Planos
Señalización
SAAL
Capa ATM
Capa Física
Usuario
Capa de
Enlace de
datos
Capa de
Red
Capa Física
Modelo OSI Modelo ISDN
AAL1, AAL2,
AAL5
SAAL: Signaling ATM Adaptation Layer

Pila de Protocolos de Señalización
Protocolos de señalización
Capa Física
Capa ATM
SAAL
Q.2931 Q.2971 PNNI B-ISUP
 Los protocolos de señalización son aplicaciones que
corren encima de SAAL (Signaling AAL).
 Por debajo de SAAL están las mismas capas usadas para
transferencia de datos.
 Esta torre se llama también Plano de Control, de modo de
diferenciarla del Plano de Usuario.

SAAL
SAAL
CS
SAR
Capa ATM
Prot. Señaliz.
Convergence Sublayer
•Service Specific Convergence Sublayer
•Common Part Sublayer
Segmentation And Reassembly
Subcapas
CS
SSCS
CPS
SAR
Tiene la misma estructura de AAL5 (SAR y CPS), pero difiere
SSCS, que tiene dos componentes:
 SSCF: Service-Specific Coordination Function: Interfaz
entre protocolos de señalización y SSCOP
 SSCOP: Service-Specific Connection Oriented Protocol:
Suministra una conexión confiable para intercambio de
señalización entre terminales.
Ofrece la mayoría de los servicios de LAP-D (ISDN) y MTPL2 (SS7):
Detección y corrección de errores y control de flujo.

Formato del Mensaje
Discriminador del Protocolo
0 0 0 0 Long de Ref Llam
Valor de Referencia de Llamada
Ban
Tipo de Mensaje
Longitud del Mensaje
Elementos de info. de longitud variable
Byte 1
2
3
4
5
6
7
8
9
≥ 10
8 7 6 5 4 3 2 1
Formato usado por los
protocolos Q.2931, Q.2971 y
PNNI
Discriminador de Protocolo:
identifica el protocolo.
Valor de Referencia de Llamada:
Número asignado a la llamada a
la que se refiere el mensaje.
Bandera: 0 para llamante, 1 para
llamado.
Elementos de información (IE):
Parámetros de los mensajes.

Formato del Mensaje
Longitud del IE
Información específica del IE
Byte 1
2
3
4
≥ 5
Identificador del IE
Instrucción del IE
8 7 6 5 4 3 2 1
 Elementos de información (IE): Parámetros de los
mensajes.

ITU-T Rec. Q.2931: Mensajes de control de conexiones ISDN-B
Mensaje (Esp.) Mensaje (Ing.) Función
Mensajes de establecimiento de la llamada
AVISO ALERTING Iniciado aviso a usuario llamado
LLAMADA EN CURSO CALL PROCEEDING Iniciado establecimiento de conexión
CONEXIÓN CONNECT Usuario llamado ha aceptado la conexión
ACUSE (DE RECIBO) DE
CONEXIÓN
CONNECT
ACKNOWLEDGE
La conexión ha sido concedida
ESTABLECIMIENTO SETUP Inicia el establecimiento de conexión
Mensajes de liberación de la llamada
LIBERACIÓN RELEASE Liberación de conexión iniciada
LIBERACIÓN COMPLETA RELEASE COMPLETE Liberación de conexión completada
Mensajes varios
INDICACIÓN NOTIFY Envía información sobre la conexión
ESTADO STATUS Responde CONSULTA o reporta error
CONSULTA DE ESTADO STATUS ENQUIRY Solicita mensaje de ESTADO

ITU-T Rec. Q.2931: Procedimiento de Señalización de llamada
Red ATM
SETUP
CALL PROCEEDING
Circuito Virtual establecido
CONNECT
Usuario
llamante
Usuario
llamado
CONNECT ACKNOWLEDGE
SETUP
ALERTING
RELEASE
RELEASE COMPLETE
RELEASE
RELEASE COMPLETE
REL
RLC
ANM
CONNECT
CONNECT ACKNOWLEDGE
ALERTING
ACM
IAM
Señalización
Q.2931
B-ISUP
Dir. ATM destino
Ancho de banda
Retardo/pérdidas
Dir. ATM destino
Ancho de banda
Retardo/pérdidas

 H. G. Perros, “Connection-Oriented Networks: SONET/SDH, ATM,
MPLS and Optical Networks”. John Wiley & Sons, Chichester, England,
2005.
 ITEC-Telecom. “Curso de ATM”. Bogotá, Colombia. 2003
 Javvin. “Network Protocols Handbook”. Javvin Technologies, Saratoga,
USA. 2005.
 M. A. Parra. “Introducción a Frame Relay y ATM, Modo de
Transferencia Asíncrono”. ITEC-Telecom, Bogotá, Colombia. 2000.

 Roberto Ares. “El manual de las Telecomunicaciones”. 2000
http://www.robertoares.com.ar/manual-de-las-telecomunicaciones
 Andrew S. Tanenbaum, David J. Wetherall. “Computer Networks”, 5th
Edition. 2009.
 Oscar R. Pons. “Introducción a las Telecomunicaciones fijas y
móviles”, Tapias Encuadernaciones. Argentina. 2014.

 UIT-T I.362. “Descripción funcional de la Capa Adaptación MTA
(CAA) de la RDSI-BA”. Unión Internacional de Telecomunicaciones.
Recomendación UIT-T I.362. Ginebra, Suiza. 1991.
 UIT-T Q.2931. “Red Digital de Servicios Integrados de Banda Ancha –
Sistema de Señalización Digital de Abonado No. 2 – Especificación de
la capa 3 de la interfaz usuario-red para el control de
llamada/conexión básica”. Unión Internacional de
Telecomunicaciones. Recomendación UIT-T Q.2931. Ginebra, Suiza.
1995.

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