Технология АТМ позволяет пользователям указывать полный набор запрашиваемых параметров качества обслуживания. Коммутаторы АТМ и сетевые адаптеры предоставляют пользователям доступ к различным классам обслуживания, которые определяются совокупностью параметров качества обслуживания. С появлением пользовательского интерфейса UNI 4.0 появилась возможность прямой установки значения каждого параметра. Эта версии позволяет пользователям указывать конкретные значения параметров качества обслуживания в рамках каждого класса. Отличие в том, что уже не нужно выбирать определенный класс обслуживания с предопределенными сетевым администратором параметрами качества обслуживания. Это снимает проблемы совместимости между различными провайдерами услуг АТМ, так как администраторам разных сетей не придется согласовывать параметры качества обслуживания. Эта задача будет возлагаться на конкретные приложения.

Параметры качества обслуживания

Форум АТМ определил три параметра, которые должны быть согласованы при установлении соединения. К ним относятся:

- время задержки при передаче ячеек (Cell Transfer Delay – CTD) – максимальное время передачи ячейки от одного узла к другому. Э тот параметр зависит от задержек при передаче и времени нахождения ячеек в очередях коммутаторов АТМ;

- вариация задержки (Cell Delay Variation – CDV) отражает разницу между максимальным и минимальным временем передачи ячейки между узлами. Эта величина зависит от числа виртуальных соединений, мультиплексируемых в один физический канал. Кроме того, на нее влияет изменение времени задержки ячеек в очередях коммутаторов;

- процент потерянных ячеек (Cell Loss Ratio –CLR) зависит от качества конкретного физического канала и алгоритма, заложенного в коммутатор для устранения перегрузок.

Форум АТМ определил четыре класса качества обслуживания:

- первый класс обеспечивает выполнение требований служб класса А. Этот класс обслуживания, должен предоставлять характеристики, сопоставимые с параметрами цифровых каналов;

- второй класс, обеспечивает выполнение требований служб класса В. Предназначен для мультимедийных приложений и предоставляет произвольную скорость передачи;

- третий класс обеспечивает выполнение требований служб класса С. Предназначен для технологий, ориентированных на соединения;

- четвертый класс обеспечивает выполнение требований служб класса D. Предназначен для технологий. Работающих без установления соединения.

Для уменьшения количества протоколов уровня адаптации АТМ выделено три признака, по которым проведена классификация приведенных служб: существует ли временная зависимость между абонентами, постоянная или изменяющаяся скорость передачи используется, необходимо ли устанавливать соединение или можно работать без установления соединения. Типичным примером класса службы А является передача речи или видео с постоянной скоростью. В АТМ службу этого класса называют эмуляцией канала. Служба класса В работает с источниками трафика с изменяющейся скоростью передачи (например, передача подвижных изображений). Служба С ориентирована на соединение и работает с источниками с изменяющейся скоростью передачи. Служба класса D предназначена для работы без установления соединения.

Основные службы услуг

На основе классов качества обслуживания Форум АТМ определил пять основных служб или услуг, предоставляемых сетью АТМ:

- передачу с постоянной скоростью (Constant Bit Rate – CBR);

- передачу в реальном времени с переменной скоростью (real-time Variable Bit Rate – rtVBR);

- передачу с неопределенной скоростью (Unspecified Bit Rate – UBR);

- передачу с доступной скоростью (Available Bit Rate – ABR).

Коммутатор и конечные станции в сети АТМ заключают соглашения по пропускной способности и задержкам в соединении до того момента, как оно будет установлено. То есть до установления соединения должно быть выполнено согласование трафика, или, иными словами, заключение соглашения, которое называется трафик контрактом.

Когда коммутатор получает запрос на установление виртуального соединения, он выполняет процедуру, называемую контролем за установлением соединения (Connection Admission Control, CAC). Коммутатор, выполняющий процедуру CAC, проверяет наличие доступных ресурсов в канале, или порте, через который поступил запрос на установление соединения. Требования, указанные в запросе, сравниваются с доступными ресурсами (пропускной способностью, вариацией задержки и т.д.) этого порта коммутатора. Если коммутатор не способен поддержать выдвигаемые требования, он блокирует процесс соединения, генерирует специальный ответ и возвращает его отправителю или предыдущему коммутатору в пути. Версии пользовательского интерфейса UNI 3.0/3.1 позволяют приложениям запрашивать определенный класс обслуживания во время установления виртуального соединения. Приложения при запросе класса обслуживания должно указать характеристики трафика, которые ему нужны. К таким характеристикам относятся пиковая и средняя скорости передачи ячеек, терпимость к дрожанию и т.д. Классы обслуживания, которые устанавливаются административно, определяют конкретное качество обслуживания, например: максимально допустимую задержку и коэффициент потери ячеек. Сеть будет игнорировать запрос на установление соединения, если требуемый класс обслуживания не может быть поддержан (не затрагивая уже существующее соединения). Приложение может повторить свой запрос позже, требуя тот же самый или другой класс обслуживания. Следует отметить, что после установления соединения оговоренный класс обслуживания не может быть изменен.

Уровни адаптации

Уровень адаптации АТМ отвечает за взаимодействие между уровнем АТМ и более высокими уровнями. При перемещении информации вниз в модели АТМ уровень адаптации разбивает пользовательскую информацию на единицы данных длиной до 48 байт, которые затем используются для формирования поля полезной нагрузки ячейки АТМ. На пути вверх в модели АТМ происходит сборка поступающих ячеек, при которой происходит восстановление пользовательской информации

На уровне адаптации могут происходить различные процессы, которые напрямую зависят от типа трафика в сети. Введение этого уровня позволяет сделать сеть не зависящей от вида трафика. Уровень ограждает верхние и нижние уровни от несвойственных им функций. Так, например, он позволяет снять с коммутаторов функции фрагментации и сборки, передав их на конечные станции. Уровень адаптации состоит из двух подуровней: подуровня схождения (Convergence Sublayer, CS) и подуровня сегментации и сборки (Segmentation and Reassembie, SAR).

Разные виды трафика предъявляют разные требования к сети. Например, при передаче аудиоинформации требуется постоянный поток; видео информация критична к временным задержкам; передача данных обычно носит непостоянный характер и допускает некоторые задержки и т.д. Различные уровни адаптации АТМ предназначены именно для предоставления возможности любому виду трафика передаваться с теми характеристиками, которые ему необходимы. Введены несколько уровней адаптации:

- AAL1;

- AAL3/4;

- AAL5

Помимо перечисленных уровней существует уровень AAL2, который был разработан с целью обеспечения переменной скорости для синхронного, чувствительного к задержкам трафика со сжатым видео. В настоящее время эта функция выполняется

Уровень адаптации АТМ состоит из четырех протоколов (называемых протоколами AAL)

Для наглядности уровень адаптации АТМ можно представить так, как показано на рисунке 3.3.3.1

Каждый уровень адаптации характеризуется двумя основными параметрами: скоростью передачи (постоянная или переменная) и режимом соединения (с установлением или без установления виртуального соединения).

Постоянная скорость передачи используется в приложения, требующих согласования между отправителем и получателем и не допускающих задержек, - например. Передача голоса. Переменная скорость позволяет адаптироваться к требованиям приложения. Такой режим идеально подходит для передачи данных, которая терпима к задержкам.

Режим с установлением соединения использует детерминированный метод доступа, похожий на телефонный вызов, где соединение устанавливается после вызова и сохраняется до окончания разговора. Для установления соединения используются специальные ячейки, содержащие адресную информацию. Установление соединения использую уровнями AAL3/4, AAL5 и работает совместно с протоколом эмуляции локальных сетей.

Физический уровень

Физический уровень является самым нижним уровнем в модели АТМ и определяет физический интерфейс, через который работает уровень АТМ. Иными словами это интерфейс между потоком ячеек и физической средой передачи. Данный уровень берет на себя заботу о контроле за ошибками, согласовании скоростей передачи, упаковку ячеек в соответствующие транспортные кадры. Как следствие, следующий уровень – уровень АТМ – полностью не зависит от используемого механизма передачи. Физический уровень в модели АТМ делится на два подуровня: подуровень согласования с системой передачи и подуровень физической среды.

В настоящее время определено несколько скоростей передачи для АТМ – от 1.544 Мбит/с до 2.4 Гбит/с. Основное различие между спецификациями для локальных и глобальных сетей состоит, в основном, в физической среде передачи. Интерфейсы глобальной сети основаны на одномодовом оптоволоконном или коаксиальном кабелях, в то время как для интерфейсов локальной сети рекомендовано использование многомодового оптоволоконного кабеля и витой пары.

Уровень АТМ

Функции уровня АТМ полностью не зависят от процессов, происходящих на физическом уровне. Основная задача этого уровня состоит в подготовке данных, получаемых с уровня адаптации АТМ, для передачи в сеть. По сути дела, уровень АТМ организует транспортный механизм. Информационными единицами на данном уровне являются ячейки. К ячейкам данных по 48 байт, получаемых с уровня адаптации АТМ, на этом уровне добавляются заголовок с идентификатором виртуального соединения.