ATM war die Schlüsseltechnik für das Broadband Integrated Services Digital Network (BISDN), das für das neue digitale ISDN das Backbone-Netz bilden sollte.
Der gesamte ATM-Standard besteht aus Definitionen für die Schichten 1 bis 3 des OSI-Modells. Federführend bei der Entwicklung der ATM-Standards waren vorwiegend Telekommunikationsfirmen, aber auch das amerikanische Verteidigungsministerium (DoD)7.
→ Daher wurden viele der existierenden Telekommunikationsverfahren und -konventionen in ATM integriert.
Die ATM-Technik wird zur Unterstützung für Anwendungen von den globalen Internet- und Telefonie-Backbones über die DSL-Technik bis zum privaten LAN genutzt.
→ Die Spezifikationen werden vom ATM Forum entwickelt und bei der ITU-T (früher CCITT) zur Standardisierung eingereicht.
Aus dem Telefonnetz ist bekannt:
- Ein kontinuierlicher Übertragungskanal mit einer festen Echtzeitfähigen Bandbreite ist nicht erforderlich.
- Es entsteht vielmehr burstartiger Verkehr in einer Richtung.
- Sind Paketnetzte dann nicht besser, z.B. auch für VoIP8?
- Synchrone Kanäle fester Bandbreite — Synchron Tranfer Mode, STM — ist nicht flexibel (und zu teuer).
Asynchron␣Transfer␣Mode (ATM) stellt den Anwendungen bedarfsgerecht eine Übertragungsbandbreite mit sehr hoher Übertragungsgeschwindigkeit zur Verfügung.
→ ATM ist ein spezielles Übertragungsverfahren, das auf einem vereinfachten, verbindungsorientierten Paketvermittlungsverfahren analog zu Datex-P basiert.
→ In ATM-Netzen werden Zellen (Pakete mit fester Länge) über virtuelle Verbindungen übertragen.
Zellen unterschiedlicher Quellen werden im Multiplex übertragen, wie in Abb. 12.3.1 dargestellt .
→ Quellen mit höherer Bitrate können mehrere aufeinanderfolgende Zellen belegen.
→ Quellen mit niedriger Bitrate belegen entsprechend weniger Zellen.
→ Quellen mit konstanter Bitrate belegen entsprechende Zellen mit annähernd gleichem Abstand.
Bei ATM werden mit synchroner Bitrate Zellen übertragen. Falls keine Nutzdaten vorhanden sind, werden Leerzellen übertragen.
→ Es enststeht ein kontinuierlicher Zellenstrom!
Bei ATM wird den Quellen unabhängig von der Systembandbreite eine variable Bandbreite zur Verfügung gestellt, da kein festes Belegungsraster zwischen Zellen und Quellen besteht.
→ Die Quellen belegen asynchron die synchronen Zellen!
Die ATM-Schicht sorgt für den Zellentransport und die Vermittlung von ATM-Zellen:
- Bearbeitung und Identifizierung der virtuellen Kanäle und der virtuellen Kanalbündel
- Überwachung der maximalen angeforderten und reservierten Übertragungsrate der Verbindungen
Zur Kennzeichnung einer virtuellen Verbindung verwendet ATM (siehe Abb. 12.3.2) :
- Virtueller Kanal, Virtual Channel Connection, VCC
Ende-zu-Ende-Verbindung zwischen zwei Teilnehmern
- Virtuelles Kanalbündel, Virtual Path Conection, VPC
Teilabschnitt, eine Leitung
- Logische Kanalnummer, Virtual Path Identifier, VPI
Nutzkanal eines Teilnehmers
- Logische Kanalnummern, Virtual Channel Identifier, VCI
Verbindung von zwei VPIs in einer ATM-Vermittlung
Ein virtueller Kanal (VCI 75) wird über ein Kanalbündel (VPI 5 im CC A mit VPI 7 verbunden) zu einer ATM-Vermittlungsstelle geleitet. Hier findet die eigentliche Vermittlung statt, bei der zwei Nutzkanäle miteinander verbunden werden (siehe Abb. 12.3.3) .
→ Ein Leitungsbündel bezeichnet in der klassischen Telefonie mehrere gleichwertige (redundante) Wege (Leitungen) zwischen zwei Punkten, realisiert also Raummultiplex.
Die Vermittlungsfunktionen (siehe Abb. 12.3.4) in diesem ATM-Netz sind:
- Im ATM-Cross-Connect werden die virtuellen Kanalbündel (VPs) einer physikalischen Leitung als Ganzes auf VPs einer anderen Leitung geschaltet.
- In einer ATM-VSt können zusätzlich noch die virtuellen Känäle (VC) einer einzelnen Verbindung geschaltet werden.
Die OSI-Darstellung der ATM-Schnittstelle in Abb. 12.3.5 zeigt den Definitionsbereich von ATM.
→ Einige Funktionen lassen sich nicht auf die klassischen Schichten des OSI-Modells abbilden.
Das ATM-Verfahren ist im Prizip unabhängig von der Realsisierung der physikalischen Übertragung.
→ Vorzugsweise Glasfaserstrecken als Übertragungsmedium
Die ATM-Schicht transportiert die Zellen inklusiv deren Vermittlung in den Netzelementen für alle Dienste
→ Aufgaben einer klassischen OSI-Struktur der Sicherungs- und der Vermittlungsschicht.
Die Adaptionsschicht (ATM Adaption Layer, AAL) bildet die Nutzdaten der Anwendungen auf die ATM-Zellenstruktur ab.
→ Aufgaben einer klassischen OSI-Struktur der Transportschicht.
Die AAL ist dienstabhängig:
→ feste oder varable Bitrate
→ kontinuierlicher Bitstrom oder Burstbetrieb
→ fester Zeitbezug für Echtzeitdaten, z.B. Sprache