INTRODUCCIN La capa AAL est entre la capa

INTRODUCCIÓN • La capa AAL está entre la capa ATM y las capas de los servicios superiores (Modelo de Referencia de Protocolos RDSI-BA) Capas Superiores Capa de Adaptación ATM Capa Física

FUNCIONES DE LA CAPA AAL Juega un rol clave en el manejo de múltiples tipos de tráfico para usar la red ATM, y es dependiente del servicio. Responsable de las relaciones con el mundo externo, por esta razón sólo se encuentra en los nodos terminales de la red Su propósito principal es resolver cualquier disparidad entre un servicio requerido por el usuario y los servicios disponibles de la capa ATM. Adaptar cada tráfico a la velocidad de los usuarios

FUNCIONES DE LA CAPA AAL Adaptar los servicios dados por la capa ATM a aquellos servicios que son requeridos por las capas más altas, tales como emulación de circuitos, video, audio, frame relay, etc. Recibir los datos de varias fuentes o aplicaciones y segmentar y reensamblar en células de 48 bytes (sin incluir la cabecera ATM) Detección de células erróneas y/o perdidas Mantenimiento del sincronismo entre los usuarios conectados (terminales).

Servicios de video codificados a Denominados CBR, velocidad variable, VBR. Constant Bit Rate, Este tipo de tráfico es el más difícil de como la voz o el manejar por la red, pues sus variaciones video codificado a Que la información que La información transportada (servicios) por la capa de no son predecibles. velocidad constante esta siendo transportada adaptación se divide en cuatro clases según ciertas propiedades, dependa o no del tiempo para los que se definieron 4 tipos de AAL (ITU-T I. 362) CLASES DE SERVICIO Tasa de bit sea constante/variable 4 Tipos de AAL Las clases C y D definidas para servicios de Modo de transferencia de conexión. datos.

CLASES DE SERVICIO Las AAL son estandarizadas en la ITU-T en las series de Recomendaciones I. 363. X. La misión del ATM Forum es acelerar y facilitar el despliegue de la tecnología ATM por proveer un set de estándares de interoperabilidad. Servicios SMDS (Servicio de Conmutación de Datos Multimegabits).

FUTURO DE LA CAPA AAL En el ATM Forum se está considerando la posibilidad de una nueva capa AAL 6 que integre los servicios SMDS. En el ATM Forum se está considerando la posibilidad de una nueva capa AAL 6 que integre los servicios de AAL 1 y AAL 5 Se desea integrar en una sola capa AAL válida para todo tipo de servicios, lo cual es un problema muy complejo En la última versión de la Recomendación I. 362 (mayo de 1996), en la que se realiza la descripción funcional de la capa AAL, incluso desaparece el intento de clasificar los servicios en clases

ESTRUCTURA DE LA CAPA AAL La capa AAL está organizada en dos subcapas La subcapa de segmentación y reensamblado (SAR) AAL SAP La subcpa de convergencia (CS) CS CS primitivas AAL SAR ATM-SAP

ESTRUCTURA DE LA CAPA CS recibe y paquetiza AAL Los paquetes son los datos en tramas o paquetes de datos Internet Protocol longitud variable. Packet CS-PDU conocidos como (CS - Protocolos de PDU) Cada porción es ubicada en servicio-específico Convergence su propia unidad de protocolo Sublayer Protocol de segmentación y reemsable Sub Capa Convergencia Data Units. conocida como (SAR - PDU) PDU: Protocol Data Unit de 48 bytes Segmentación y SAR recibe los CS - SAR-PDU y los segmenta Reensamblado También realiza el Finalmente cada SAR - PDU se reemsamblado ubica en el caudal de celdas ATM Célula de 53 bytes Células con su header y trailer ATM ATM Header de 5 bytes respectivos.

ESTRUCTURA DE LA CAPA AAL Subcapa CS üCapa más externa, tiene como misión realizar funciones específicas para cada servicio, como el tratamiento de la variación de retardo de células, mantenimiento de la sincronización extremo a extremo o detección y tratamiento de las células perdidas o mal insertadas. üPueden existir diferentes CS (dependiendo del servicio) sobre la subcapa SAR. üSe calculan los valores que debe llevar la cabecera y los payloads del mensaje. üLa información en la cabecera y en el payload depende del servicio

ESTRUCTURA DE LA CAPA AAL Subcapa SAR üSegmenta la información de las capas superiores en células y las envía al nivel ATM para que les ponga la cabecera y, üRecibe células y reensambla los campos de información de las células en unidades de información para las capas superiores üRecibe los datos de la capa de convergencia y los divide en trozos formando los paquetes de ATM. üAgrega la cabecera que llevara la información necesaria para el reensamblaje en el destino.

Calidad de Servicio de la AAL (Qo. S) üEl nivel AAL proporciona un servicio denominado Qo. S. üConsiste en que la información que llega a un nodo terminal ATM es captada, segmentada y dispuesta en células con las cabeceras adecuadas para cada tipo de tráfico. üQo. S esta definido por tres parámetros: Caudal Define el volumen de información que puede ser enviado en un período de tiempo Tráfico Constante Tráfico a Ráfagas 3 Parámetros de Único Parámetro : conexión: velocidad pico, velocidad media, duración de la ráfaga

Calidad de Servicio de la AAL (Qo. S) Retardo Definido por su media y su varianza que relaciona el retardo global medio de toda la transmisión y la variación entre los retardos individuales que afectan a cada célula. Nivel de seguridad Se refiere a la tolerancia de un determinado tipo de tráfico a la pérdida de células que puede ocurrir durante períodos de congestión

AAL 1

Capa AAL 1 Servicios esenciales que debe proporcionar üTransferencia de Unidades de Datos de Servicio (SDU) con una velocidad constante (CBR) desde la fuente y su entrega debe ser con la misma velocidad üTransferencia de información de temporización (que regule el tiempo)entre fuente y destino. üAAL-1 provee recuperación de errores e indica la información con errores que no podrá ser recuperada.

Sub. Capas CS y SAR en la Capa AAL 1 En la Recomendación I. 363. 1 Se describen las funciones de la subcapa CS para los siguientes servicios: üTransporte de circuito üTransporte de señal de video üTransporte de señal de frecuencias de voz üTransporte de señal de audio de alta calidad

Sub. Capas CS y SAR en la Capa AAL 1 Capa de convergencia (CS): üLas funciones provistas a esta capa difieren dependiendo del servicio que se proveyó. üProvee la corrección de errores. Capa de segmentación y reensamblaje (SAR): üEn esta capa los datos son segmentados y se les añade una cabecera. La cabecera contiene 3 campos: üSN, SNP y Indicador de CS usado para indicar la presencia de la función de la capa de convergencia

Formato de la SAR-PDUde la Usado para detectar una Capa AAL 1 Número de Secuencia para la Protección, se utiliza para detección y corrección de errores en el número de secuencia de la cabecera de la SAR-PDU inserción o perdida de un paquete Cabecera de Célula SN SNP Carga Útil SAR-PDU Lleva el indicador de CS. El valor (5 bytes) (4 bits) (47 octetos) por defecto es “ 0”. Se utiliza en Cabecera SAR-PDU algunos procedimientos para recuperación del reloj de la fuente, SAR-PDU (48 octetos) mediante la información transportada en varios bits CSI 48 octetos de la ATM-SDU. CSI bit Contador de Secuencia (3 bits) Proporcionado por la CS

AAL 2

AAL 2 INTRODUCCIÓN Esta presentación detalla la capa 2 del protocolo de adaptación de ATM (AAL 2). AAL 2 tiene sus principios en una contribución del comité T 1 S 1. 5 titulado “Short Multiplexed AAL” (SMAAL) de Septiembre de 1995. AAL 2 se terminó de construir en 1997 con un objetivo muy singular: Desarrollar un engranaje AAL capaz de soportar voz y datos empaquetados sobre ATM.

AAL 2 INTRODUCCIÓN La cooperación entre el foro ATM, que identificó las necesidades del mercado, y los expertos en protocolos del ITU-T, dieron como resultado un nuevo AAL idealmente preparado para aplicaciones de voz sobre ATM (AAL 2).

AAL 2 CAPA 2 DE ADAPTACIÓN ATM Las funciones básicas del protocolo AAL 2 son consistentes con AAL 1, ya que las dos soportan las funciones requeridas por la siguiente capa superior. Sin embargo AAL 2 va más allá que AAL 1 definiendo una estructura que incluye funciones para soporta requerimientos de la capa superior, no consideradas o imposibles dentro de la estructura de AAL 1.

AAL 2 CAPA 2 DE ADAPTACIÓN ATM AAL 2 provee una transmisión eficiente con bajo costo de ancho de banda, paquetes cortos y variables para aplicaciones sensibles. Establece el soporte para aplicaciones VBR y CBR en la red ATM. Los servicios VBR habilitan multiplexión estadística para los requerimientos de la capa superior demandados por aplicaciones para voz como son compresión, detección y supresión de silencios y remoción de canales ociosos.

AAL 2 CAPA 2 DE ADAPTACIÓN ATM La capacidad de AAL 2 para manejar VBR y CBR permite al administrador de la red poder tener en cuenta las variaciones en el tráfico en la red ATM y optimizar la red igualando las condiciones de tráfico. Además activa múltiples canales de usuario en un solo circuito virtual ATM y las condiciones de tráfico para cada usuario o canal.

AAL 2 CAPA 2 DE ADAPTACIÓN ATM La estructura también permite formar paquetes de longitud corta dentro de una o mas celdas ATM y provee los mecanismos de recuperación para errores de transmisión. A diferencia de AAL 1, AAL 2 provee un payload variable dentro de las celdas ATM, lo que mejora de manera considerable la eficiencia en el uso del ancho de banda.

AAL 2 CAPA 2 DE ADAPTACIÓN ATM En resumen, AAL 2 posee las siguientes ventajas: • Eficiencia en el uso del ancho de banda. • Soporte para la compresión y supresión de silencios. • Soporte para canales de voz ociosos. • Canales para múltiples usuarios con anchos de banda variables en una sola conexión ATM. • VBR.

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2 esta dividida en dos subcapas: • La subcapa de la parte común (CPS), y • La subcapa de convergencia especifica de servicio (SSCS).

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2 CPS Provee la estructura básica para identificar los usuarios de AAL ensamblando o desensamblando la variable payload asociada a cada usuario, corrección de errores y relacionarse con el SSCS.

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS posee las siguientes características: • Esta definida sobre una base de fin a fin como una concatenación de canales AAL 2. • Cada canal AAL 2 es un canal virtual bidireccional, y el mismo valor identificador es usado en ambas direcciones. • Los canales son establecidos sobre la capa ATM como un circuito virtual permanente (PVC), un circuito virtual permanente flexible (blando) (SPVC) o un circuito virtual de cambio (SVC).

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS La función de multiplexación en CPS funde varias corrientes de paquetes CPS dentro de una sola conexión ATM. El formato de un paquete CPS es el siguiente:

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS FORMATO DEL PAQUETE CPS DE AAL 2

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS FORMATO DEL PAQUETE CPS DE AAL 2 Identificador de Canal

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS Indicador de FORMATO DEL PAQUETE CPS DE AAL 2 Longitud

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS Indicación FORMATO DEL PAQUETE CPS DE AAL 2 de campo usuario a usuario

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS Identifica el canal del usuario dentro de AAL 2 y permite FORMATO DEL PAQUETE CPS DE AAL 2 hasta 248 usuarios dentro de su estructura.

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS Los códigos FORMATO DEL PAQUETE CPS DE AAL 2 usados son los siguientes:

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS 0: 1: no usado reservado para administración de FORMATO DEL PAQUETE CPS DE AAL 2 capa para procedimientos par a par. 2 -7 : reservado 8 -255: Identificador de usuario AAL 2

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS Identifica la longitud del payload asociado con cada usuario y asegura la transmisión FORMATO DEL PAQUETE CPS DE AAL 2 del payload variable.

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS El valor del LI es uno menos del payload del paquete y tienen un valor por defecto de 45 FORMATO DEL PAQUETE CPS DE AAL 2 octetos o bien de 64 octetos.

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS Proporciona un enlace entre CPS y un SSCS apropiado para satisfcer la aplicación de la FORMATO DEL PAQUETE CPS DE AAL 2 capa mas alta.

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS Pueden definirse protocolos SSCS diferentes para soportar servicios específicos de FORMATO DEL PAQUETE CPS DE AAL 2 usuarios AAL 2. El SSCS puede ser nulo.

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS Puede tomar los FORMATO DEL PAQUETE CPS DE AAL 2 siguientes valores:

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS 0 -27 Identificador de entradas SSCS 28, 29 Reservados para futura estandarización FORMATO DEL PAQUETE CPS DE AAL 2 30, 31 Reservado para administración de la capa.

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS Después de su ensamble, los paquetes CPS son combinados dentro de un CPS-PDU payload. El campo Offset identifica la localización de salida del próximo paquete CPS dentro del CPS-PDU. Para robustez el campo de salida es protegido de los errores por un bit de paridad y la integridad de los datos por un número de secuencia.

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS FORMATO DEL CPS-PDU

AAL 2 ESTRUCTURA DE AAL 2: CPS Después de su ensamble, los paquetes CPS son combinados dentro de un CPS-PDU payload. El campo Offset identifica la localización de salida del próximo paquete CPS dentro del CPS-PDU. Para robustez el campo de salida es protegido de los errores por un bit de paridad y la integridad de los datos por un número de secuencia.

AAL 2 EFICIENCIA DEL PROTOCOLO AAL 2 Un aspecto importante de AAL 2 es el retardo para el llenado del paquete, esto permite al operador de la red setear el tiempo de ensamble de cada PDU y de su segmentación dentro de la celdas. Diferentes circuitos de voz pueden tener requerimientos de retardo mínimo, esto es importante para poder negociar el retardo y la eficiencia dentro del entorno de voz sobre ATM.

AAL 2 EFICIENCIA La tabla 1 muestra la relación entre el llenado del paquete y el payload requerido para soportar un canal de voz.

AAL 2 EFICIENCIA Por ejemplo: Para un canal de voz de 32 K en formato ADPCM con un retardo de llenado de 2 ms, cada PDU debe tener 8 bytes para soportarlo.

AAL 2 EFICIENCIA Si el valor del tiempo de llenado es doblado, para cada canal de voz, se debería un marco con 16 bytes antes de ser enviado en la red ATM.

AAL 2 EFICIENCIA La tabla 2 lista distintos tiempos de llenado para ambos formatos, PCM y ADPCM y la eficiencia para cada servicio.

AAL 2 EFICIENCIA DEL ANCHO DE BANDA AAL 2 Debido a la complejidad del trato de ambos formatos de compresión en un canal de voz, y la complicación para empaquetar estos canales en celdas ATM, es dificultoso proveer de una fórmula para calcular teóricamente el ancho de banda necesario para soportar el servicio de voz dentro de la red ATM. Sin embargo, los siguientes gráficos ayudarán para ilustrar que eficiencia es esperada para el servicio de voz VBR en AAL 2.

AAL 2 EFICIENCIA Seis canales de 32 K en formato ADPCM con 4 ms de retardo de llenado.

AAL 2 EFICIENCIA Seis canales de 32 K en formato ADPCM con 6 ms de retardo de llenado.

AAL 2 EFICIENCIA Seis canales de 32 K en formato ADPCM con 8 ms de retardo de llenado.

AAL 2 EFICIENCIA Un canal de 64 K en formato PCM y cinco de 32 K ADPCM con 4 ms de tiempo de retardo de llenado.

AAL 2 EFICIENCIA La tabla 3 muestra el uso de AAL 2 para seis canales. El ancho de banda requerido para soportar la aplicación en ATM es mostrado en la última columna.

AAL 2 EFICIENCIA DEL TRONCO AAL 2 PARA EL SERVICIO DE VOZ SOBRE ATM. Otra posible manera de ver la eficiencia de la conexión AAL 2 es identificar cuantos canales pueden llevarse a través del ancho de banda fijo del tronco ATM y entre los elementos de la red ATM. Los siguientes gráficos muestran el número de canales de voz que pueden implementarse en el tronco T 1 ATM usando AAL 2. El eje X muestra el retardo y el eje Y el número de canales.

AAL 2 EFICIENCIA Número de canales de voz AAL 2 en un tronco DS 1 con tiempos de llenado variable (ms) sin supresión de silencio.

AAL 2 EFICIENCIA Número de canales de voz AAL 2 con supresión de silencio en un tronco DS 1 con tiempos de retardo variable (ms).

AAL 2 RESUMEN En esta sección se presentó la capa AAL 2. El mayor beneficio de AAL 2 es su eficiencia en la administración del ancho de banda, reduciendo substancialmente los requerimientos para soportar voz en redes ATM.

AAL 3/4

AAL 3/4 • Originalmente la ITU tenia protocolos diferentes para la clases C y D, servicio orientado a conexiones y servicios sin conexiones para transporte de datos sensibles a pérdidas y errores pero no dependientes del tiempo.

AAL 3/4 • Luego la ITU descubrió que no había necesidad real de dos protocolos, por lo que los combinó en uno solo, el AAL 3/4

AAL 3/4 • El AAL 3/4 puede operar de dos maneras: * Corriente * Mensajes

AAL 3/4 • El modo de mensaje cada llamada de la aplicación al AAL 3/4 inyecta un mensaje en la red. • El mensaje se entrega como tal, es decir, se conservan los límites del mensaje.

AAL 3/4 • En el modo corrientes no se conservan los límites. • En cada modo hay disponibles transporte confiable y no confiable, es decir, sin garantías.

AAL 3/4 • Una característica del AAL 3/4 no presentes en los otros protocolos es la multiplexión. • Permite que viajen por el mismo circuito virtual múltiples sesiones de un solo host, y que se separen en el destino.

AAL 3/4 • Multiplexión de varias sesiones en un circuito virtual

AAL 3/4 • La razón por la que es deseable esta facultad es que las portadoras con frecuencia cobran por cada establecimiento de conexión y por cada segundo que permanece abierta la conexión.

AAL 3/4 • Si un par de host tiene abiertas varias conexiones simultaneas, dar a cada una su propio circuito virtual será más caro que la multiplexión de todas ellas en el mismo circuito virtual. • Si un circuito virtual tiene suficiente ancho de banda para manejar todo, no hay necesidad de más de uno.

AAL 3/4 • Todas las sesiones que usan un solo circuito virtual reciben la misma calidad de servicio, ya que ésta negocia para cada circuito virtual.

AAL 3/4 • Esta cuestión es la verdadera razón por la que originalmente había formatos AAL 3 y AAL 4 separados: los estados unidenses querían multiplexión y los europeos no, así que cada grupo creó su propio estándar.

AAL 3/4 • Después, los europeos decidieron que ahorrar 10 bits de cabecera no valían el precio de que los Estados Unidos y Europa no se pudieran comunicar.

AAL 3/4 • A diferencia del AAL 1 y el AAL 2, el AAL 3/4 tiene tanto un protocolo de subcapa de convergencia como de subcapa SAR(segmentación y recomposición). • Los mensajes de hasta 65. 535 bytes entran en la subcapa de convergencia desde la aplicación; primero se rellenan con un múltiplo de 4 bytes y luego se les agrega una cabecera y un apéndice.

AAL 3/4

AAL 3/4 • CPI : indica el tipo de mensaje y la unidad de conteo de los campos tamaño BA y longitud. • Btag Etag : sirven para enmarcar los mensajes. • BA : se usa para asignación de buffers; indica al receptor la cantidad de espacio de buffers a asignar para el mensaje antes de su llegada.

AAL 3/4 • Longitud: longitud de la carga útil; en el modo de mensaje debe ser igual al tamaño BA, pero en el modo de corriente puede ser diferente.

AAL 3/4 • Una vez que la subcapa de convergencia ha construido el mensaje y le ha agregado una cabecera y una cola, pasa el mensaje a la subcapa SAR, que lo divide en bloques de 44 bytes.

AAL 3/4 • Nótese que para manejar multiplexión, la subcapa de convergencia puede construir varios mensajes internamente al mismo tiempo y pasar bloques de 44 bytes a la subcapa SAR, primero de un mensaje, luego de otro, en cualquier orden.

AAL 3/4 • La subcapa SAR inserta cada bloque de 44 bytes en la carga útil de una célula. S S MID Carga útil de 44 bytes L CRC T N I

AAL 3/4 • Los campos de la célula AAL 3/4 son los siguientes: • ST (tipo de segmento) : sirve para enmarcar los mensajes; indica si la célula inicia un mensaje, está a la mitad de él, es la última célula o si es un mensaje pequeño, es decir, de una sola célula.

AAL 3/4 • Sigue un número de secuencia de 4 bits, SN, para detectar células faltantes o mal introducidas. • MID (identificador de multiplexión): sirve para llevar el registro de la sesión a la que pertenece cada célula.

AAL 3/4 • Nótese que AAL 3/4 tiene carga extra de dos capas de protocolo: 8 bytes que se agregan a cada mensaje y 4 bytes que se agregan a cada célula.

AAL 5

AAL 5 Presenta las mismas funciones de AAL 3/4, incluso su estructura es la misma. AAL-SAP Servicio Específico CS (puede ser nula) SSCS CS primitivas Parte común CS CPCS AAL primitivas SAR ATM-SAP SAR

AAL 5 Se definen dos modalidades de servicio: • Modo Mensaje: La SDU se pasa através de la interfaz con la capa AAL a través de una sóla IDU (Interface Data Unit) • Modo Flujo (streaming): La SDU se pasa a través de la interfaz en una o más IDU. Procedimientos: • OPeraciones Fiables (assured): Cada AAL-SDU se entrega con el mismo contenido enviado por la entidad emisora. (Retransmisiones) • Operaciones no fiables (non-assured): Las AAL-SDU pueden perderseo llegar erróneas. (No retransmisiones)

AAL 5 Características del protocolo de las subcapas SAR y CS: • Utilización de indicación ATM (U-U) para el soporte de la función de segmentación y reensamblaje. • Indicación, en la información (UU) de la CPCS-PDU, de cuando se llega al final de la SDU. • Detección de células perdidas, mal insertadas o información errónea de usuario mediante CRC en la cola CPCS-PDU.

AAL 5 Formato de la SAR-PDU: Cabecera de Célula PTI Carga Útil SAR-PDU PTI: Tipo de carga útil (1ó 0)

AAL 5 Relleno (0 -47 octetos) Formato de la CPCS: Indicación Indicador CPCS Parte usuario a Común Carga útil CPCS-PDU (CPCS-SDU) usuario (1 octeto) CPCS-UU CPI PAD Longitud Cola CPCS-PDU Longitud de Código Cíclico CPCS-SDU de (2 octetos) Redundancia CRC Cola CPCS-PDU El campo CPI no se uriliza en la actualidad.

Bibliografía • Redes de Alta velocidad Jesús García Tomás 1997 • http: // www. cybercursos. net • A Management Briefing on Adapting Voice For ATM Networks An AAL 2 Tutorial Mike Mc. Loughlin, John O’Neil

FIN