Dienstgüte von ATM

Die beiden wichtigen Schichten für die Dienstgüte von ATM sind die ATM Layer und die ATM Adaption Layer.

Für den Zelltransport ist die ATM Layer verantwortlich. Der unbestätigte Kommunikationsdienst der ATM Layer besitzt zwei Dienstprimitive:

• ATM-DATA.request(SDU-Type, Loss-Priority, ATM-SDU)
• ATM-DATA.indication(Congestion-Experienced, SDU-type, Loss-Priority, ATM-SDU)

Bevor mit der ATM-DATA.request Dienstprimitive der Transport von Daten erfolgen kann, muß mit dem User-Network Interface (UNI) Signalisierungsprotokoll [#!af-uni-0010.002!#][#!af-sig-0061.000!#] eine virtuelle Verbindung eingerichtet werden. Bei der Einrichtung der virtuellen Verbindung wird für diese eine Dienstgüte bestimmt. Die Dienstgüte der ATM Layer wird mit folgenden Parametern beschrieben:

• Cell Error Rate (CER)
  Gibt den Prozentsatz der mit Fehlern übetragenen Zellen an. Dieser Wert ist von der Technologie in der Physical Layer abhängig und kann daher nicht verhandelt werden.
• Cell Missinsertion Rate (CMR)
  Die Rate der in den Switches falsch weitergeleiteten Zellen. Auch dieser Parameter ist nicht verhandelbar, er ist von der Hardware abhängig.
• Cell Loss Rate (CLR)
  Prozentsatz der bei der Übertragung verloren gegangenen Zellen. Dieser Wert ist verhandelbar, da er von Faktoren wie Pufferkapazität und Bandbreite abhängt.
• Maximum Cell Transfer Delay (maxCTD)
  Die maximale Verzögerung einer Zelle zwischen Sender und Empfänger.
• peak-to-peak Cell Delay Variation (peak-to-peak CDV)
  Die maximale Schwankung der Verzögerungszeiten beim Zelltransport.

Neben diesen Parametern, die die Übertragung betreffen, besitzt die ATM Layer noch die Parameter, die den Verkehr beschreiben. Folgende Parameter werden verwendet, um die benötigten Ressourcen zu bestimmen:

• Sustainable Cell Rate (SCR)
  Eine andauernde Zelltransferrate, das Mittel der Zelltransferraten über die Dauer der Verbindung.
• Minimum Cell Rate (MCR)
  Die minimale Zelltransferrate mit der gesendet wird.
• Peak Cell Rate (PCR)
  Die maximale Zelltransferrate mit der gesendet wird.
• Maximum Burst Size (MBS)
  Die Maximum Burst Size gibt die Anzahl der Zellen an, die in einem Zeitintervall T mit der PCR gesendet werden dürfen.
• Cell Delay Variation Tolerance (CDVT)
  Maximaler Jitter. Der maximale Jitter kann nicht verhandelt werden [#!af-sig-0061.000!#].
• Severely-Errored Cell Block Ratio (SECBR)
  Der Prozentsatz der fehlerhaften Blöcke. Dieser Parameter kann nicht verhandelt werden. Ein Block ist eine Folge der Länge N von aufeinander folgenden Zellen einer Verbindung. Ein Block ist fehlerhaft, wenn mehr als M Zellen verloren, falsch weitergeleitet oder beschädigt sind.

Für eine Einrichtung einer virtuellen Verbindung müssen nicht alle verhandelbaren Parameter angegeben werden. Welche Parameter benötigt werden hängt von der gewünschten Dienstklasse ab. Die ATM Layer besitzt die folgenden fünf Dienstklassen [#!af-uni-0010.002!#] [#!af-sig-0061.000!#][#!af-tm-0056.000!#]:

• Constant Bit Rate (CBR) (siehe Abbildung )
  Dieser Dienstklasse steht eine fest definierte Bandbreite zur Verfügung (PCR). Verkehr dieser Dienstklasse setzt hohe Anforderungen an die Übertragungszeiten (maxCTD) und die Schwankungen der Übertragungszeiten (peak-to-peak CDV).
  
   

  Abbildung:   CBR

  
  
• Real-Time Variable Bit Rate (rtVBR) (siehe Abbildung )
  Dieser Dienst ist für Anwendungen gedacht, deren Übertragungsraten zeitlich variieren. Der erzeugte Verkehr wird mit PCR, SCR und MBS beschrieben. Analog CBR werden auch hier hohe zeitliche Anforderungen gestellt.
  
   

  Abbildung:   ABR

  
  
• Non-Real-Time Variable Bit Rate (nrtVBR)
  Der Dienst entspricht rt-VBR, jedoch ohne zeitliche Anforderungen.
• Unspecified Bit Rate (UBR)
  Es werden keine speziellen Dienstgüteparameter vereinbart.
• Available Bit Rate (ABR) (siehe Abbildung )
  Für diesen Dienst wird eine minimale (MCR) und maximale Übertragungsrate (PCR) angegeben. Das Netz teilt dem Sender (Feedback) die Verfügbarkeit von Bandbreite zwischen diesen beiden Werten mit. Der Sender paßt dann seine Datenmenge die Gegebenheiten im Netz an.
  
   

  Abbildung:   VBR

  
  

In Tabelle ) ist zusammengefaßt, welche Parameter für die einzelnen Dienstklassen verwendet werden.

 

CBR rtVBR nrtVBR UBR ABR 5|c|

PCR and CDVT 3|c|specified specified specified

SCR, MBS, CDVT n/a 2|c|specified 2|c|n/a

MCR 3|c|n/a n/a specified 5|c|

peak-to-peak CDV 2cspecified 3|c|unspecified

maxCTD 2|c|specified 3|c|unspecified

CLR 3|c|specified unspecified 5|c|

Feedback 4|c|unspecified specified

Die ATM Adaption Layers (AAL) bauen ihre anwendungsbezogenen Dienste auf dem Dienst der ATM Layer auf. Manche dieser AALs gehen mit einer bestimmten Dienstklasse der ATM Layer einher. Die Dienste der ATM Adaption Layer sind:

• AAL 1
  Dieses Protokoll sorgt für einen konstanten Datenstrom zwischen Sender und Empfänger, der von Verlust betroffen sein darf. Dafür daß der Datenstrom im Falle eines Zellverlusts aber nicht unterbrochen wird, muß das Protokoll sorgen. Für das Erkennen eines Verlust nutzt AAL 1 eine Sequenznummer (SN) (siehe Abbildung ).
  
   

  Abbildung:   AAL 1 Format

  
  
• AAL 2
  Dieses Protokoll versucht den Datenstrom in der selben Weise auszugeben, wie er am SAP der Sender-AAL angekommen ist. Der Unterschied zum AAL 1 Dienst liegt darin, daß auch eine variable Datenrate unterstützt wird. Das IT-Feld (Information Type) gibt an, ob es sich beim Inhalt der Zelle um den Beginn, eine Fortsetzung oder das Ende einer Nachricht handelt. AAL 2 wird von [#!af-sig-0061.000!#] nicht unterstützt. Abbildung zeigt eine AAL 2 PDU.
  
   

  Abbildung:   ALL 2 Format

  
  
• AAL 3/4
  Der Dienst dieses Protokolls soll für einen verbindungslosen gesicherten Datentransfer dienen. Im Falle von Fehlern in den Zellen oder von Verlusten von Zellen, was durch die Sequenznummer (SN) und der Prüfsumme (CRC) in den Zellen (siehe Abbildung ) erkannt wird, werden diese erneut übertragen. Damit ist die Übertragung einer PDU gesichert.
  
   

  Abbildung:   ALL 3/4 Format

  
  
• AAL 5
  Dieses Protokoll besitzt einen verbindungslosen ungesicherten Dienst. Hier wird auf die Sicherung verzichtet, da diese oft in höheren Protokollen (z.B. TCP) erfolgt. Durch diese Vereinfachung wird der Overhead der PDU (siehe Abbildung ) geringer als der der AAL 3/4 gehalten, weshalb man auch von der Simple and Efficient Adaption Layer (SEAL) spricht.
  
   

  Abbildung:   ALL 5 Format