PrésentationATM

Décrire les bases d’ATM nécessaires à la compréhension du réseau d’accès ADSL

Objectifs

ATM = Asynchronous Transfer Mode

Programme

Les bases d’ATM

1 Les concepts ATM2 La couche physique3 Couche ATM4 La couche AAL

Décrire le concept de l’ATM

Décrire le rôle de la couche physique

Décrire le rôle de la couche ATM

Décrire les bases d’ATM

Décrire le rôle de la couche AAL

1 Concepts de base

Question : Qu’est ce qu’ATM

•En quoi ressemble-t-il à un canard?

ATM

Réponse

Marche Nage

Vole

• Les deux sont destinés à un environnement multi média

Voix Video Data

ATM

Cellules

• Conversion de toute information en petites cellules de longueur fixe.

Voix Video Data

CellulesATM

Network

Chemin Virtuel et Circuit Virtuel

Chemin Virtuel identifié par VPI

Circuit Virtuel identifié par VCI

Charge utile

VCI VPI DonnéesCellule ATM :

entête

VPI : Virtual Path IdentifierVCI : Virtual Channel Identifier

Fibre Optique

ou

Ligne électrique

Voie L Voie G

P:8

Voiture:1Voiture:2

Voiture:3Voiture:4

P:5

Voit.: 3Voit.: 2

Voit.: 1

Voit. :1

Voit.: 2

Voit.: 3

P:3

P:2

5/9 2/35/8 3/4

Voiture:2Voiture:3

Voiture:4Voiture:5

Voiture:1

P:9

P:4

Voie M Voie KVoie B

: destination Font Romeu

: destination Nice

NiceFont Romeu

2/22/31/53/4

PARIS

LYON

LANNION

Connexion virtuelle : commutation de VP/VC

VP: Virtual Path (chemin virtuelVC: Virtual Channel (Circuit virtuel

Voit.: 3

Voie L Voie G

Voiture:2Voiture:3

Voiture:4Voiture:5

Voiture:1

5/ 3/

: destination Nice

: destination Font Romeu

NiceFont Romeu

Voie M Voie KVoie B

2/1/1/3/

PARIS

LYON

LANNION

Commutation de voiture

(VP)

Connexion virtuelle : commutation de VP

8 6 3 59 8 1

Voit.: 2

Voit.: 3

8 63

5

Voit.:1

98

13/ 1/

Voiture:1Voiture:2

Voiture:3Voiture:4

86 3 5

Voit. :1

Voit.: 2

Voit.: 3

98

1

L G

B

M K

Voit.: 3

Voie L Voie G

P:8

Voiture:1Voiture:2

Voiture:3Voiture:4

Voit.: 2Voit.: 1

Voit. :1

Voit.: 2

Voit.: 3

Voiture:2Voiture:3

Voiture:4Voiture:5

Voiture:1

P:9 5/ 3/

P:9

P:8

: destination Nice

: destination Font Romeu

NiceFont Romeu

P:5P:2

Voie M Voie KVoie B

2/23/91/53/8

PARIS

LYON

LANNION Voit.: 3

Commutation de voiture (VP)

Commutation de siège (VC)

Commutation de VP et de VP/VC

Commutation de VP

Commutateur de VP

VP

VC

Commutation de VP / VC Commutation de VP

Commutateur de VP/VC

VP

VC

Commutation de VP/VC

5 Bytes

48 Bytes

5 OctetsEn tête (Header)

48 OctetsDonnées utiles

(Payload)

Format de la Cellule ATM

Chaque entête de cellule ATM contient un double identificateur de connexion virtuel :

Identification des Cellules

2 6/9 /4

l’identificateur de chemin virtuel VPI.

l’identificateur de circuit virtuel VCI

Rôle des commutateurs ATM

4/1

6/3

1/2 8/23/5

7/3

•Fonction de base : commuter les cellules rapidement !

1

2

3

Commutation des cellules ATM

Port VPI/VCI

1

1

2/9

6/4

2/9

Port

2

3

VPI/VCI

4/5

2/9

4/5

6/4

2/9

Modèle de référence ATM

Signalisation Données

Plan deContrôle

Planusager

Coucheshautes

ATM Adaptation

Layer

ATM Layer

Physical Layer

Plan de gestion

Données, vidéo, voix, signalisation

Conversion entre informations de couches hautes et cellules ATM

Multiplexage et relayage de cellules

Mise en trame sur média physique

Coucheshautes

ATM comprend 3 couches fonctionnelles :

Les couches ATM

La couche physique ATM :

•Transmet et reçoit des flux de bits sur le médium

•Insert les cellules dans des trames utilisées par le médium

La couche ATM :•Responsable de l’établissement des connexions virtuelles

•Responsable du routage des cellules dans le réseau

La couche d’adaptation ATM :•Assure la qualité de service choisie par les couches supérieures

PHYATM

PHYATM

PHYATM

PHYATM

PHYATM

PHYATM

PHYATMAAL

Couchesusager

PHYATMAAL

Couchesusager

Réseau ATM

Réseau ATM à connexions semi-permanentes

Connexions réalisées par opérateur du réseau

PHYATM

PHYATM

PHYATM

PHYATM

PHYATM

PHYATMATM

Réseau ATM

Réseau ATM avec connexions à la demande

PHY

AAL

Couchescontrôle

AAL

Couchesusager

AAL

Couchescontrôle

AAL

Couchescontrôle

PHY

AAL

Couchescontrôle

AAL

Couchesusager

AAL

Couchescontrôle

AAL

Couchescontrôle

AAL

Couchescontrôle

AAL

Couchescontrôle

Le traitement d’appel est géré par les couches de contrôle

2 - Couche physique

Transmission et réception de bits en fonction du type de support (optique, électrique)

Transmission Convergence (TC)

Justification (insertion extraction de cellules vides)

Embrouillage / désembrouillage cellule

Délimitation cellule, calcul et vérification du HEC

Adaptation au système de transmission (SDH, PDH,…)

Couche physique

Physical Medium (PM)

TC : Justification

TC

Couche ATM

Cellule videCellule demaintenance

Couche physique

TC : Calcul et vérification du HEC

5 Bytes

48 Bytes

5 Octets

En tête (Header)

48 Octets

Données utiles(Payload)

Header Error Correction

Cellule ATM

•Correction une erreur simple,•Détection erreurs multiples.

Transmission Convergence (TC)

TC : Délimitation des cellules

Réception

4 octets1oct

HEC?

0100111001010110011010100010010100111100101001010101010010101010010100101001001010010EntêteHECPayload

cellule

HEC EntêtePayloadEntêteHECPayload HEC EntêtePayloadEntêteHECPayload HEC EntêtePayload

Recherche de synchronisation

(bit à bit)

Pré synchronisation(cellule à cellule )

Synchronisation

HEC correct

HEC incorrect

corrects HEC consécutifs

incorrects HEC consécutifs

TC : Adaptation au système de transmission

Trame SDHContainer

Physical Medium (PM)

Transmission Convergence (TC)

SDH

Cellules ATM

POHPath OverHead

(entête trame SDH)

Embrouilleur/Désembrouilleur

(exemple : SDH)

Couche ATM

Sous-couche TC

Super Trame (SF)

synch FEC

Trame 0 (DF) Trame synchro68Trame 1 (DF) Trame 67 (DF)

Symbole DMT

TC : Adaptation au système de transmission ADSL

Cellule ATM Cellule ATM Cellule ATM

CellulesvideCellule ATM

Données

Sous-couche PM

TC : Adaptation au système de transmission ATM-F

PM

TC

Couche physique

Embrouilleur/Désembrouilleur

00010 ESC(X)

10101010010101001011001110110101110011111001011001110101101110111111011111011111

Symbol5B

Codage 4B/5B

0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111

Data4B

Synchro désembrouilleur

ATMF (25,6 Mb/s)XX

X4

X4

X4

Codage NRZI

Début de cellule

UTP

(exemple : ATMF)

8 7 6 5 4 3 2 1

PM : Connecteur RJ45 pour ATMF-25,6Mb/s

Contact

1 278

CôtéUsagerTx +Tx -Rx +Rx -

CôtéRéseauRx +Rx -Tx +Tx -

3 – La couche ATM

Couche ATM

Couche ATM

Multiplexage / démultiplexage de cellules

Acheminement des cellules

Génération / extraction de l’entête

Contrôle de flux à l’interface

Insertion / extraction d’informations de maintenance

Couche Physique

Réseau ATM privé

Réseau ATM public

UNI

UNIUNI

UNI UNIUNI

User to Network Interface (UNI)

NNI

NNI

Node to Node Interface (NNI)

Interfaces UNI et NNI

Payload (48)

Format NNI de la Cellule ATM

VPI

VPI:Virtual Path Identifier 12 bits VCI

VCI:Virtual Channel Identifier 16 bitsPT

PT: Payload Type 3 bits

CLP

CLP : Cell Loss Priority 1 bits

HEC

HEC : Header Error Control 8 bits

Header

Payload (48)

Format UNI de la Cellule ATM

Header

VCI

VCI:Virtual Channel Identifier 16 bitsPT

PT: Payload Type 3 bits

CLP

CLP : Cell Loss Priority 1 bits

HEC

HEC : Header Error Control 8 bits

VPI

VPIVPI:Virtual Path Identifier 8 bits

GFCGFC:Generic Flow Control 4 bits

Deux niveaux de commutation

VCI 1

VCI 2

Commutation de VP

VCI 1VCI 2

Commutation de VC

VCI 1

VCI 2 VPI 1

VPI 2 VCI 4

VPI 3 VCI 3

VCI 2 VCI 4

Nœud ATM

VPI 5VPI 4

VCI 1

VCI 3

Virtual Path Connection

1 VC pour vidéo

1 VC pour audio espagnol1 VC pour audio anglais1 VC pour audio français

Réseau ATMcommutation de VP

Interface physique

Serveurvidéo

Usager

Commutation de VP : exemple 1

Réseau ATM

Virtual Path ConnectionInterface physique

Fournisseur d’accès Internet

Usagers

Commutation de VP : exemple 2

Multiplexeur

Fournisseur d’accès Internet

Internet

Commutation de VP

CLP : Cell Loss Priority

CLP = 0 (cellule de priorité haute)CLP = 1 (cellule de priorité basse)

CongestionCongestion

Payload Type (type de cellule)

Type de cellule

Cellule de données usager, indication d’usager à usager

Cellule de maintenance associée à la liaisonCellule de maintenance de bout-en-boutCellule de gestion de ressourceRéservé

= 0 : cellule de données usager

= 1 : cellule de maintenance

Pas de congestion

Congestion

Code

0 0 00 0 10 1 00 1 1

1 0 01 0 11 1 01 1 1

= 1 : dernière cellule d’un message

ATMATM ATM

PT:0PT:0 PT:0

PT

:0

PT:0

PT:4

Plangestion PT:4

Plangestion

PT:5

PT:5

PT:5

PT:5

PT:0PT:0

PT:0

PT

:0

PT:0

Flux d’exploitation / maintenance F5

Plangestion

PT:4

PT = 4 : flux de maintenance liaison

VC

PT:5

PT = 5 : flux de maintenance de bout en bout

PT = 0 : flux de données usager

4 - La couche AAL

Chaque connexion à l’intérieur du réseau ATM possède sa propre Qualité de Service (QoS).

La qualité de Service détermine comment le réseau traite chaque cellule circulant sur la connexion.

Qualité de service

La Qualité de Service (QoS) : une question fondamentale des réseaux ATM .

Un contrat est conclu entre fournisseur et client.

Réseau ATM

Utilisateur

L ’ATM Forum a défini un ensemble de paramètres QoS.

L’ATM Forum a défini un certain nombre de Classes de Services.

Paramètres de service

Certains paramètres caractérisent la charge de trafic, ils apparaissent dans le contrat sous la forme de : « descripteur de trafic »

Contra

t

Descripteur d

e trafic

PCR: 400000

MCR: 202022

SCR: 50000

CDV : 10

Classes de services

Avec connexion Sans connexion

Fonction du mode de connexion

Constant Variable Constant VariableFonction

duDébit

Non Temps réel

Temps réel

Non Temps réel

Temps réel

Non Temps réel

Temps réel

Non Temps réel

Temps réel

Fonctiondu

Temps

Classe

AClasse

BClasse

CClasse

D

Catégories de trafics ATM

ClasseC

Variable

ClasseA

Constant

ClasseB

Avec connexion

ClasseD

Sansconnexio

nConnexion

Débit

Temps Temps réel Non temps réelTrafic

FR, X25voix,vidéo

Applications

CBRConstant Bit Rate

Voix/vidéo compressée

VBRVariable Bit Rate

TraficLAN

ABR / UBRAvailable Bit RateUnspecified Bit Rate

AAL 1 AAL 2 AAL 3/4Sous-couchesd’adaptation

(Simple Efficient Adaptation Layer) AAL 5 (SEAL)

Service orienté avec ou sans connexion Service sans contrainte temps réel

Message0 à 65535

octets

PAD0 à 47octets

Service sensible à la perte de données

CRC4

octets

Service préservant la frontière des messages

long2

octets

Entête cellule avec Payload Type = 0

Entête cellule avec Payload Type = 1 (dernière cellule du message)

2oct.

rés.

Caractéristiques de l ’AAL-5

48octets

5oct. Cellules ATM

Valeur maximale du débit envisagé.

PCR : (Peak Cell Rate)

MCR : (Minimum Cell Rate) Débit minimum considéré comme acceptable par l’usager.

CDVT : (Cell Delay Variation Tolerance)

Défini la variation admissible du temps de  transmission des cellules

Principaux paramètres de trafic

Débit

PCR

Temps

Garanti

Paramètres du service CBR

+ CDVT

Emission par rafales

Un Circuit Virtuel: PCR=848kb/s Période = 1/2000 =0,5ms

Débit ligne physique= 3,392Mb/s Soit : 3,392 x 106 / (53octets x 8 bits)= 8000 cellules /s

Soit: (848 x 103 / (53octets x 8 bits))=2000 cellules /s

CDVT: Variations du délai inter-cellules

Emission idéale

Débit constant

Débit irrégulier

Mécanisme du seau percé

La dimension du seau est calculée en fonction

du paramètre CDVT

CDVT=5ms

PCR=848kb/s - 2000 cell/s - T=0,5ms Taille maxi des rafales = 5ms/0,5ms => 10+1 cellules

11 cellules

Taille maximum des rafales

Débit

PCR

Temps

MCR

Garanti

Paramètres du service ABR

Débit

PCR

Temps

Non garanti

Paramètres du service UBR

Mécanismes de gestion de trafic

L’usager spécifie ses paramètres

Le réseau vérifie s’il peut accepter une telle connexion

Le réseau met en place une police pour contrôler si le contrat est respecté

Paramètres CAC : Connection Admission Control

Contra

t

Descripteur d

e trafic

PCR: 400000

MCR: 202022

SCR: 50000

CDV : 10

Connection Admission Control

Station de traitement des

eaux usées

6m3/h

9m3/h

20m3/h

5m3/h7m3/h

Pollution

Le réseau peut-il accepter une nouvelle connexion?