ATM INALAMBRICO: TECNOLOGIA Y APLICACIONES
Padilla G, L.
CANTV, Final Av. Libertador, Edif. Equipos I, Piso 2. Caracas. Venezuela
e-mail:
lpadil@cantv.com.ve
Resumen
La tendencia predominante en telecomunicaciones en los últimos años se dirige hacia las comunicaciones móviles. El tremendo éxito comercial de la telefonía móvil ha estimulado esfuerzos para la investigación en el área de acceso de la banda ancha móvil. Las próximas generaciones de redes móviles evolucionarán de redes de sólo voz a las redes de multi-servicios, capaces de llevar datos y servicios de vídeo junto al servicio de voz tradicional. Se espera que la tecnología de ATM se convierta en una tecnología de gestión de redes predominante en el término medio para redes de infraestructura pública y LANs. La infraestructura de ATM puede apoyar todos los tipos de servicios, de las comunicaciones de voz tempo-sensibles, conferencias multimedia de escritorio hasta procesos de tráfico pesado en LAN. El ATM inalámbrico agrega las ventajas de movilidad (i.e el funcionamiento inalámbrico) a las ventajas de servicios de redes de ATM
Abstract
The dominant trend in telecommunications in recent years is towards mobile communications. The tremendous commercial success for mobile telephony has spurred research efforts in the area of mobile broadband access. The next generation networks will extend today' s (mainly) voice only mobile networks to multi-services networks capable of carrying data and video services alongside the traditional voice service. ATM technology is expected to become the dominant networking technology in the medium term for both public infrastructure networks and LANs. ATM infrastructure can support all types of services, from time-sensitive voice communications and desktop multimedia conferencing to bursty transaction processing and LAN traffic. Wireless ATM adds the advantages of mobility (i.e. cordless operation) to the service advantages of ATM networks
INTRODUCCION
La infraestructura ATM puede soportar todos los tipos de servicio, desde videoconferencias hasta explotar un gran procesamiento de transacciones y trafico en redes LAN. Extendiendo la infraestructura de ATM con el acceso inalámbrico satisface la necesidad de los usuarios y proveedores quienes desean unificar la infraestructura de redes "end-to- end" con alta ejecución y consistencia de servicio. El ATM Inalámbrico adiciona el beneficio de movilidad hacia los servicios provistos por una red ATM. Un punto de acceso inalámbrico conecta el conjunto de nodos inalámbricos a un puerto de un switch ATM.
Este sistema puede representar cualquiera de las topologías de un sistema Ethernet para una Intranet, con transporte TCP/IP o ATM. Este sistema consta de puntos de acceso inalámbrico geográficamente distribuidos en la estructura a ser cubierta y una red ATM Inalámbrica para la conectividad de los puntos remotos. Existen diversos factores que tienden a favor de la implementación de ATM Inalámbrico, entre los cuales se pueden mencionar:
BACKGROUND de ATM
ATM se ha definido como una tecnología importante para la interconexión del área ancha de redes heterogéneas. En redes ATM, los datos son divididos en unidades de longitud pequeñas, fijas llamadas células. La célula es de 53 bytes. Cada célula contiene un encabezado de 5 bytes, este encabezado contiene la identificación y la prioridad de la información. Los otros 48 bytes son los datos reales. ATM no proporciona ningún funcionamiento de chequeo de error en el payload del usuario, dentro de la célula, y tampoco ofrece ningún servicio de retransmisión. Para adecuar la velocidad del enlace ATM a la de los dispositivos conectados se insertan células no asignadas.
Los estándares ATM definen dos tipos de interfaces: UNI (Interfaz de Red de Usuario) y NNI (Interfaz de Nodo de Red). UNI proporciona la conexión a la red ATM desde un equipo terminal ATM o bien desde un sistema intermedio, IS, tal como hub, puente o encaminador, que a su vez controla equipos de usuario final. La NNI define la interfaz entre dos nodos ATM; cuando la NNI conecta nodos pertenecientes a distintas redes se denomina NNI-ICI, es decir, NNI-Inter carrier interface.
El diagrama 1 muestra que el UNI y NNI unen a una Red de ATM inalámbrica.
RAZONES PARA ATM INALAMBRICO
Desde el principio el concepto de ATM es para comunicaciones de extremo-a-extremo (es decir en un ambiente WAN). El protocolo de comunicación será el mismo (es decir ATM), y las compañías ya no tendrán que comprar equipo extra para interconectar sus redes. También, se considera que ATM reduce la complejidad de la red y mejora la flexibilidad extremo-a-extremo.
Hay varios factores que tienden a favorecer el uso del transporte de celdas para una red de comunicación privada. Éstos son:
- La asignación de banda ancha flexible y selección de tipo de servicio para una amplia gama de aplicaciones.
- Eficaz multiplexación de tráfico data/multimedia.
- Servicios extremo-a-extremo de banda ancha sobre redes inalámbricas.
La facilidad de unión con sistemas de B-ISDN alambrados que formarán el backbone de las telecomunicaciones.
ARQUITECTURA DE ATM INALAMBRICO
La Arquitectura propuesta para el ATM Inalámbrico esta conformada por un gran número de pequeñas celdas de transmisión llamadas "pico celdas". Cada pico celda está servida por una determinada estación base. Todas las estaciones base en la red están conectadas vía ATM Inalámbrico. Para evitar limitaciones entre las pico celdas, las estaciones base pueden operar en la misma frecuencia. Reducir el tamaño de las pico celdas ha traído considerables ventajas en disminuir algunos problemas asociados con la construcción interna de redes inalámbricas. La principal dificultad encontrada es el retardo debido a efectos de múltiples caminos o enrutamientos y la carencia de una línea de visión resultando en una alta atenuación. Las pico celdas tienen algunas desventajas comparadas con las celdas grandes. Siempre hay un número pequeño de móviles, en promedio, al alcance de "ninguna estación base"; por lo tanto, el balance de costos de estaciones base y la conectividad es crítico. Como el tamaño de la celda es reducido, la capacidad se incrementa. Las celdas pequeñas nos dan la flexibilidad de reutilizar la misma frecuencia, evitando así el problema de agotar del ancho de banda. Las unidades móviles se comunican únicamente a la estación base de la celda correspondiente, mas no con otras unidades móviles. En redes móviles tradicionales, la transmisión de las celdas es "marcada" usando multiplexación por división de frecuencia para prevenir la interferencia entre las celdas. El "marcaje" es un derroche de ancho de banda ya que para el momento en que esto sucede, habrá muchas áreas en re-uso que estarán ociosas. Estas áreas inactivas pueden utilizarse potencialmente para transmisión. El siguiente diagrama muestra una conexión típica ATM a una estación base:
ESTANDARES
Existe mucha documentación sobre ATM Inalámbrico y existen anunciados aun prototipos sobre este tema, como por ejemplo RATM (Radio ATM) por los laboratorios de investigación de Olivetti. Para las compañías con intereses de negocio el principal objetivo es frecuentemente implementar únicamente sistemas/equipos que conformen estándares. Por consiguiente, Octubre de 1995 fue significativo para el ATM Inalámbrico ya que fue conducido hacia dos forums de estandarización diferentes nombrados ETSI STC RES10 y ATM forum. Actualmente existen tres organismos de estándares que tienen definido la capa física en soporte de ATM: ANSI, CCITT/ITU-T y el ATM
Forum.
DIAGRAMA NRO. 1 INTERFACES UNI Y NNI EN UNA RED ATM INALAMBRICA.
Ninguno de esos forums tiene considerado la interfaz para ATM Inalámbrico El Sub-Comité técnico ETSI RES10 es el primer cuerpo de estándares que inicio los trabajos sobre multimedia inalámbricos, la compatibilidad ATM y su estandarización. El Comité RES10 se ha comprometido ya con la estandarización de HIPERLAN (high Performance Radio Local Area Network) y el grupo de ATM Inalámbrico esta trabajando en este nuevo prospecto. El Forum ATM no es un organismo oficial de estandarización pero juega un rol significativo ya que posee un robusto soporte industrial. El principal foco del ATM Forum esta en el hecho de la capa física de ATM no es necesariamente un medio seguro y que terminales pueden ser móviles. Esto se deriva de que las conexiones ATM/B-ISDN pueden estrecharse sobre los enlaces inalámbricos en el futuro y deben ser independientes de una interfaz inalámbrica especifica.
ALGORITMOS MAC PARA ATM INALAMBRICO
ATM es el protocolo de transferencia para B-ISDN, estandarizado por ITU-T. ATM fue diseñado para soportar todos los tipos de servicio. Los servicios típicos llevados por ATM incluyen servicios de comunicaciones así como telefonía y videoconferencia, y, portador de servicios para redes de área local, metropolitanas y extensa. Inicialmente no se esperaba que fuese técnicamente posible combinar las características de movilidad existentes en GSM (Sistemas Globales para Comunicaciones Móviles) con los altos requerimientos de banda ancha (Mbps) para servicios de banda ancha. Uno de los más importantes aspectos para la performance de ATM Inalámbrico es el Protocolo de Control de Acceso Medio (MAC). El protocolo MAC debe ser capaz de permitir manejar satisfactoriamente los diferentes servicios ATM (CBR, VBR, ABR y UBR) con sus diferentes requerimientos de configuración. Adicionalmente, el protocolo debe ser capaz de rivalizar con el medio ambiente de la radio. El Forum ATM aprobó recientemente un grupo de estudio hacia el ATM Inalámbrico, denominado WATM. Este grupo concentrara su trabajo en las capas altas de OSI. Un gran numero de documentos o papers en algoritmos MAC has sido propuestos. Muchos de los algoritmos describen un tipo de sistemas TDMA en el cual las tramas son divididas en dos partes: Una parte de contienda en el cual la estación móvil contiende por acceso y una parte en la cual la información es transmitida En algunos algoritmos son los paquetes de información los que contienden directamente por el medio de acceso.
Requerimientos
El grupo de estudio de la IEEE 802.11 fue formado para buscar y recomendar un estándar para redes inalámbricas. En el curso de ese trabajo, ellos formularon 20 requerimientos en una capa MAC inalámbrica general. , es decir un ATM basado en redes LAN de acceso publico La lista de requerimientos se presenta a continuación:
El "Throughput" es, como siempre, un parámetro muy importante del protocolo. En el caso del LAN ATM Inalámbricas la utilización del espectro de ancho de banda debe ser alto (por ejemplo bps/Hz) como también el throughput absoluto (al menos 10Mbs)
CONCLUSIONES
En general, siempre pueden verse las interredes como una solución para lograr acceso inalámbrico a cualquier red del backbone general pero la consecuencia, en este caso, es una pérdida de la calidad de ATM de características de servicio y conexiones de portador original. Mientras más interredes existan en una red menos armonización existirá en los servicios proporcionados.
Una de las ideas fundamentales de ATM es proporcionar ancho de banda por demanda. El ancho de banda ha sido tradicionalmente un recurso caro y escaso. Esto ha afectado el desarrollo de la aplicación e incluso las expectativas del usuario. Finalmente, ATM ha disminuido éstos inconvenientes.
El ancho de banda se ha puesto verdaderamente barato y esto es un buen apoyo para los diversos tipos de tráfico.
Los beneficios de un acceso con ATM inalámbrico en que la tecnología debe ser percibida por el usuario como un servicio mejorado por la accesibilidad. Conservando las características esenciales de transmisión de ATM, el ATM inalámbrico ofrece la promesa de mejorar la actuación y calidad de servicio, no asequible a los sistemas celulares, u otros sistemas de comunicaciones inalámbricos.
Además, el acceso de ATM inalámbrico proporciona independencia en la localización que elimina un mayor factor limitante en el uso de computadores y equipos de comunicación poderosos sobre redes inalámbricas.
REFERENCIAS
http://fiddle.ee.vt.edu/courses/ee4984
http://www.tts.lth.se/personal
http://www-comm.itsi.disa.mil/atmf/watm.html