Campero Paredes, Simón Alexis

Servicios Especiales – CANTV. Caracas 1050 Venezuela.

Resumen

Una de las tegnologías con mayor auge y esperanza de crecimiento en la actualidad es sin duda el ATM, Tecnología basada en celdas de tamaño fijo, capaz de transportar voz, datos y video a velocidades del rango entre los Megabits y los Gigabits. ATM es en la actualidad uno de los medios de transmisión más utilizados como espina dorsal de las redes de Alta Velocidad y multiplataformas del mundo entero. Se espera que ATM este disponible a nivel masivo muy pronto.

Abstract

One of the most growing technologies in the world is ATM, based in cell of fixed size, good transfering voice, data and video, in the range from Megabit to Gigabits. ATM is one of the most used backbone transfer media for high capacity and multi-plataform world wide network. It is suposed that ATM will be able for comercial porposes soon.

Introducción

La tecnología de Modo de Transferencia Asincrónica (ATM), surge de la necesidad de transferir de voz, vídeo y datos a altas velocidades a través de la red pública, en vías de desarrollar la Red Digital de Servicios Integrados de Banda Ancha (B-ISDN). Entre los promotores más resaltantes de esta tecnología se destacan los esfuerzos del Grupo de Estudio XVIII de la ITU-T y del Forum ATM (Fundado en 1991 por Cisco Systems, NET/ADAPTIVE, Northern Telecom, y Sprint). En la actualidad con ATM es posible transferir voz, vídeo y datos a través de redes privadas y a través de redes públicas. ATM continúa evolucionando con varios grupos de estándarización que tratan de finalizar las especificaciones que permitan la interoperabilidad entre los equipos producidos por vendedores en las industrias de redes públicas y privadas.

Conceptos Básicos

ATM esta definida como una interfaz y protocolo designado para conmutar tráfico tanto VBR (Variable Bit Rate, usado típicamente para datos) como CBR (Constant Bit Rate, usado para voz) sobre un medio de transmisión común.

ATM es una implementación de una tecnología llamada cell relay. Cell relay, es un híbrido, que combina las mejores características de TDM y conmutación de paquetes. ATM, usa una tecnología de integración a gran escala (VLSI) para segmentar el dato (por ejemplo, tramas de la capa de enlace del modelo de referencia OSI) a altas velocidades en unidades llamadas "celdas". Cada celda consiste de 5 octetos de información de cabecera y 48 octetos de carga útil de datos tal como se muestra en la figura 1. El número de 48 octetos para datos, surge como compromiso, entre los promotores de tener tramas de 32 Octetos (que implican poco retardo para voz) y los que sugerían 64 Octetos (que implica reducción del overhead en la transmisión de datos).

Las celdas transitan por las redes ATM pasando a través de unos dispositivos conocidos como conmutadores ATM, encargados de analizar la información contenida en la cabecera para luego conmutar la celda y colocarla en la interfaz de salida que conecta al conmutador, con el próximo, para que trabaje la celda y la coloque en el camino que la dirija a su destino.

Como se mencionó anteriormente, ATM es una tecnología de multiplexación y conmutación de celdas que combina los beneficios de la conmutación de circuitos (esto es, retardo de transmisión constante y capacidad garantizada) con la conmutación de paquetes (flexibilidad y eficiencia para tráfico intermitente). Muy semejante a X.25 y Frame Relay, ATM define la interfaz entre el equipo del usuario (tal como las estaciones de trabajo y los routers) y la red (refiriéndose a la interfaz usuario-red o UNI). Esta definición soporta el uso de conmutadores ATM (y técnicas de conmutación ATM) dentro de ambas redes, las públicas y las privadas.

Por usar mecanismos asíncronos, ATM difiere de los métodos de Transferencia Síncronos (STM), donde las técnicas de multiplexación son por división de tiempo (TDM) que preasignan a los usuarios ranuras de tiempo. Los quantum de tiempo en ATM son creados a medida de que son solicitados, cada uno con información de la identificación de la fuente de transmisión, contenida en la cabecera de cada celda. En TDM las ranuras de tiempo preasignadas se desperdician si no hay información a transmitir. Igualmente, en grandes transmisiones no se aprovecha al máximo el ancho de banda, aún cuando existan canales que no esten usando su quantum de tiempo. ATM, por su parte, es capaz de aprovechar mejor el canal, ya que una estación puede enviar celdas siempre que sea necesario.

Otra característica importante del diseño ATM está en su topología en estrella. El conmutador ATM actúa como un hub en la red ATM con todos los dispositivos conectados directamente. Esto proporciona todos los beneficios tradicionales de redes con topología en estrella, incluyendo localización de averías y soporte de una manera más fácil a cambios y adiciones en la configuración de la red.

Además, los conmutadores ATM proporcionan ancho de banda según la demanda y mientras el conmutador maneja la velocidad de transferencia de las celdas agregadas, se pueden hacer conexiones adicionales al conmutador. El ancho de banda total del sistema, por consiguiente, aumenta. Un conmutador puede pasar celdas entre todas sus interfaces a la mayor velocidad de todas las interfaces (proceso descrito como nonblocking). Por ejemplo, un conmutador ATM con 16 puertos y cada puerto a 155 Mbps requeriría sobre los 2.5 Gbps, para ser capaz de agregarlos con un nonblocking.

La visión de ATM es que se pueda construir una red completa usando los principios de conmutación y multiplexación ATM para soportar una amplia gama de servicios, tales como: Voz, datos por paquetes (SMDS, IP, FrameRelay), vídeo, imagen, circuitos virtuales, emulación de LAN’s.

ATM en la Actualidad

La tecnología ATM ha estado en desarrollo dentro de la UIT-T y el ATM Forum desde hace algunos años y actualmente empieza a ser utilizada en redes públicas y privadas. ATM se ha exparcido básicamente en la estructura medular ó fundamental (backbone) de muchos carrier a nivel mundial y se cree que es potencialmente esencial en la próxima generación de LANs. Este fenómeno se debe a que es capaz de soportar mútiples servicios en forma simultánea, eficiente y con altas velocidades.

Hoy en día, ATM es la tecnología más prevaleciente en el mercado de conmutadores, trabajando como una interfaz WAN sobre los tradicionales productos de comunicaciones de datos como los routers y los hubs; sin embargo, los sistemas terminales ATM y sus aplicaciones ya han comenzado a aparecer en cantidades masivas.

El servicio público ATM ya está apareciendo en escena, debido a que le permite a los usuarios capitalizar sobre una ventaja básica de ATM: integración física y accesos al servicio para reducir costos. El desarrollo de la tecnología de Circuitos Virtuales basados sobre ATM hará que estos beneficios estén disponibles a los usuarios. Las líneas de acceso TDM pueden ser multiplexadas sobre un E3, DS3, o incluso lineas de acceso SONET/SDH, dejando grandes cantidades de ancho de banda disponibles para aplicaciones ATM con pequeños incrementos en los costos.

El servicio ATM privado y comercial ha sido anunciado y ofrecido por las tradicionales Portadores de Conmutadores Locales (LEC’s), Proveedores de Acceso Competitivo (CAP’s), Proveedores Independientes del Servicio (ISP’s), Portadores de Interconmutadores (IXC’s), proveedores del servicio de valor añadido y las operadoras internacionales de Telefonía y Telegrafía Postal (PTT). Estos incluyen Ameritech, Bell Atlantic, Bell South, GTE, MFS Datanet, NYNEX, Pacific Bell, SBC, US West, AT&T, BT, LDDS Worldcom, MCI, MFS, Datanet, Sprint, Telecom Finland y Time Warner.

ATM en la Venezuela

En Venezuela, La Dirección Nacional de Servicios Especiales de CANTV, tiene a su cargo la construcción, instalación, control, mantenimiento y operación de redes que ofrecen diversidad de servicios a grandes clientes. Entre sus redes se encuentra la red ATM/Frame Relay/X.25 de CANTV que comienza su operación a inicios de 1997. Se trata de una red basada en la técnica de conmutación de paquetes, tramas y celdas, utilizando como conmutadores los equipos Passport 160 de la familia Magellan de Nortel, los cuales tienen arquitectura de FrameCell (trama y celda).

ATM permite el manejo de protocolos de acceso al usuario tales como: X.25, X.28, X.32, PPP, Frame Relay, BSC, SDLC, ALC, TCP/IP a velocidades de hasta 64 kbps (Frame Relay hasta 2 Mbps) en la forma dedicada o a través de la red telefónica (hasta 28.8 kbps). La red ofrece además la facilidad de red privada virtual (VPN) e integra las redes existentes.

La red Nortel ATM surge como consecuencia de la integración de los equipos DPN-100 de la antigua red de transmisión de datos American Airlines con los equipos Passport, para así aprovechar los beneficios que ofrece la técnica de transmisión ATM.

Los equipos Passport utilizados en la red Nortel ATM de CANTV Poseen tarjetas para enlaces troncales E3 ATM, tarjetas para enlaces troncales E1 y Frame Relay, y cada Passport posee también 1 tarjeta para enlace STM-1 a 155 Mbps.

Las Tarjetas troncales E3 ATM interconectan la red de Passport 160. Cada tarjeta E3 ATM tiene 3 puertos y se asignan (para tener redundancia) 2 enlaces E3 (c/u a 34 Mbps) para interconectar 2 equipos Passport. La interfaz eléctrica utilizada es G.703, que es la recomendación dada por el UIT para enlaces E3. Las Tarjetas E1 instaladas en los Passport han sido asignadas para interconectar estos equipos a los equipos DPN-100 (Data Packet Network). Los equipos DPN-100 se interconectan mediante enlaces E1 c/u de 2 Mbps a los equipos Passport mediante la interfaz eléctrica G.703 no balanceada.

Debido a la gran aceptación que posee la red conmutada de datos, esta ha presentado una demanda creciente desde su inicio, y es por ello que CANTV ha realizado proyectos de ampliación de la red, en los cuales se han agregado más equipos Passport en las ciudades de mayor demanda (Caracas, Maracay, San Cristóbal, Puerto Ordaz y Puerto La Cruz), también se han integrado equipos DPN-100 a la red.

BACKBONE ATM

La red Nortel ATM de CANTV está distribuida como se muestra a continuación:

A cada nodo Passport se interconectan equipos de conmutación de datos DPN-100 mediante 2 enlaces E1, para tener redundancia. Con la ampliación de la red, todos los troncales serán STM-1 de 155 Mbps y se integrarán 6 nuevos equipos Passport: uno en el CNT de Caracas (CNTPP2) y en Maderero (MADPP1), otro en Maracay (MCYPP1) y otros en Puerto La Cruz (PLCPP1), San Cristóbal (SCRPP1) y Puerto Ordaz (PTOPP1), además de incluirse nuevos equipos DPN-100.

Actualmente se puede tener acceso dedicado a este servicio a través de la red RDCD de CANTV, dando soporte a velocidades desde 64 kbps hasta 2 Mbps.

En el caso de bajas velocidades (menores a 33,6 kbps, con interfaz V.24) se brinda acceso a través de una infraestructura de modems. El acceso a través de modems puede hacerse de dos maneras:

• Usando la planta externa de CANTV para llegar a un modem dedicado y de ahí al usuario.
• Usando la red telefónica conmutada para acceso dial up a la red.

Conclusiones

Sin duda alguna, una de las tecnologías con mayor esperanza de crecimiento en la actualidad es ATM. Expandiendose rapidamente, como espina dorsal de las redes de comunicación de las principales compañías telefónicas del mundo, se espera que ATM siga evolucionando y bajando sus costos, para poder ofrecer en forma competitiva, equipos ATM a nivel de usuario final. ATM ofrece al usuario las ventajas de un sistema TDM, soportando voz con buena calidad, y además las ventajas de un sistema de conmutación de paquetes, aprovechando al máximo el ancho de banda disponible. Para el mayor aprovechammiento de la red ATM, se requieren enlaces de alta velocidad y calidad, ya que la idea de estos nuevos protocolos es la de reducir la redundancia y aumentar la capacidad del canal de transmisión. Como un último punto, podemos agregar que cada día son más las empresas que apuntan hacia ATM, y aquí mismo en Venezuela tenemos a la vuelta de la esquina ATM disponible a nivel de aplicaciones de usuario final en las redes públicas.

referencias