ATM - Infrastruktur Für Die Hochleistungskommunikation

ISBN-13: 9783642643736 / Niemiecki / Miękka / 2011 / 535 str.

Erwin Rathgeb; Eugen Wallmeier

Opis

Die Autoren stellen die technischen Aspekte vom ATM gemass ihrer Relevanz fur Entwickler und Entscheidungstrager dar. Das Auflisten von Standards wird auf das Notigste eingeschrankt, das Hauptaugenmerk liegt auf grundsatzlichen, langfristig gultigen Aussagen zu Funktionen und Mechanismen."

Spis treści

1 Einführung: Vom Telefon zur Datenautobahn.- 1.1 Was bisher geschah.- 1.2 …und wie es weitergehen könnte.- 1.2.1 Die Entwicklung des öffentlichen Telekommunikationsmarktes.- 1.2.2 Die Entwicklung im Bereich der privaten Netze.- 1.2.3 Die Entwicklung des Internet.- 1.2.4 Die Perspektiven für ATM.- 1.3 Standardisierungsgremien für ATM/B-ISDN und andere relevante Organisationen.- 2 Grundideen des Asynchronen Transfer Modus.- 2.1 Asynchrones Zeitmultiplexverfahren und virtuelle Verbindung.- 2.2 Die Zell-Vermittlungsfunktion.- 2.3 Der virtuelle Pfad und seine Anwendungen.- 2.4 Zwischenpufferung in ATM-Netzen.- 2.4.1 Gründe für die Zwischenpufferung.- 2.5 Verkehrssteuerung in ATM-Netzen.- 3 Architekturkonzepte und Schnittstellen für ATM und B-ISDN.- 3.1 Funktionen und Struktur des B-ISDN.- 3.2 Vermittlung von virtuellen Pfaden und Kanälen.- 3.3 Das Protokoll-Referenzmodell des B-ISDN.- 3.4 Die Breitband-Schnittstellen.- 4 Funktionen der ATM-spezifischen Schichten.- 4.1 Überblick über die Funktionen.- 4.2 Die physikalische Schicht.- 4.2.1 Die PMD-Subschicht.- 4.2.2 Die TC-Subschicht.- 4.2.2.1 Erzeugung und Erkennung des Übertragungsrahmens.- 4.2.2.2 Anpassung des Zellstroms an den Übertragungsrahmen.- 4.2.2.3 Fehlersicherung für den Zellkopf.- 4.2.2.4 Erkennen der Zellgrenzen.- 4.2.2.5 Entkoppeln der Zellrate von der Übertragungsrate.- 4.2.2.6 Die UTOPIA-Schnittstelle.- 4.2.2.7 Verfahren zum inversen Multiplexen.- 4.3 Die ATM-Schicht.- 4.3.1 Das ATM-Zellformat.- 4.3.2 Die Generische Flußsteuerung.- 4.3.3 Die Verbindungskennung.- 4.3.4 Die Funktionen des PT-Feldes.- 4.3.5 Das CLP-Bit.- 4.3.6 Die Dienst-Schnittstellen der ATM-Schicht.- 4.3.7 Mehrpunktverbindungen auf der ATM-Schicht.- 4.4 Die ATM-Anpassungsschicht (AAL).- 4.4.1 Diensteklassen und AAL-Typen.- 4.4.2 Der AAL Typ 1.- 4.4.3 Die SAR-Subschicht des AAL Typ 1.- 4.4.4 Die CS-Subschicht des AAL Typ 1.- 4.4.5 Der AAL Typ 3/4.- 4.4.5.1 Funktionen und Struktur.- 4.4.5.2 Die SAR-Subschicht.- 4.4.5.3 Die CPCS-Subschicht.- 4.4.6 Der AAL Typ 5.- 4.4.6.1 Die SAR-Subschicht.- 4.4.6.2 Die CPCS-Subschicht.- 5 Verkehrssteuerung und statistisches Multiplexen.- 5.1 Verbindungstypen.- 5.1.1 Deterministische Bitrate (Deterministic Bit Rate, DBR).- 5.1.2 Statistische Bitrate (Statistical Bit Rate, SBR).- 5.1.3 Verfügbare Bitrate (Available Bit Rate, ABR).- 5.1.4 ATM-Block-Übertragung (ATM Block Transfer, ABT).- 5.1.5 Nicht Spezifizierte Bitrate (Unspecified Bit Rate, UBR).- 5.2 Parameter zur Beschreibung der Übertragungsgüte auf der ATM-Schicht.- 5.2.1 Zellverlustwahrscheinlichkeit.- 5.2.2 Zellverzögerung.- 5.2.3 Zellverzögerungs-Schwankungen.- 5.3 Der Verkehrsvertrag.- 5.3.1 Die Spitzenzellrate einer ATM-Verbindung.- 5.3.2 Der „Generic Cell Rate“-Algorithmus (GCRA).- 5.3.3 CDV-Toleranz.- 5.3.4 Die andauernd erlaubte Zellrate (Sustainable Cell Rate, SCR) und die Burst-Toleranz.- 5.3.5 Weitere Bestandteile von Verkehrsverträgen.- 5.3.6 Verkehrs- und Güteparameter verschiedener Verbindungstypen.- 5.4 Überwachung von ATM-Zellströmen.- 5.4.1 Policing-Algorithmen.- 5.4.2 Vergleich von Policing-Algorithmen.- 5.4.3 UPC-Konfigurationen.- 5.5 Traffic Shaping.- 5.5.1 Reduktion der Spitzenzellrate innerhalb des Netzes.- 5.5.2 Reduktion von Zellverzögerungs-Schwankungen.- 5.5.3 Traffic Shaping bei Virtuellen Pfaden.- 5.6 Prioritätensteuerung in ATM-Netzen.- 5.6.1 Prioritäten innerhalb einer Verbindung.- 5.6.2 Zeitprioritäten.- 5.6.3 Verbindungsspezifische Prioritäten.- 5.7 Verbindungsannahme-Algorithmen.- 5.7.1 Grundlagen des statistischen Multiplexens in ATM-Netzen.- 5.7.2 Verbindungsannahme-Algorithmen für Verkehr mit Echtzeitanforderungen.- 5.7.2.1 Spitzenzellraten-Reservierung.- 5.7.2.2 Lineare Zuteilung von Übertragungskapazität.- 5.7.2.3 Faltungsalgorithmen und verwandte Approximationen.- 5.7.2.4 Sigma-Regel.- 5.7.3 Verbindungsannahme-Algorithmen für Verkehr ohne Echtzeitanforderungen.- 5.7.4 Weitere Verbindungsannahme-Algorithmen.- 5.8 Schnelle Ressourcenzuteilung.- 5.8.1 Reservierung von Übertragungskapazität.- 5.8.2 Reservierung von Pufferkapazität.- 5.8.3 Die Flußkontrolle für ABR-Verkehr.- 5.9 Einsatz virtueller Pfade.- 5.10 Überlastbehandlung auf der ATM-Schicht.- 5.10.1 Selektives Verwerfen von Zellen.- 5.10.2 Frühzeitiges Verwerfen von Paketen.- 5.10.3 Explizite Anzeige einer Überlast.- 6 Managementkonzepte für Breitbandnetze.- 6.1 Schichtspezifische Managementfunktionen im ATM-Transportnetz.- 6.1.1 Das Konzept der OAM-Flüsse.- 6.1.2 OAM-Funktionen der Physikalischen Schicht.- 6.1.2.1 Fehlererkennung und Alarmierung (Fault Management).- 6.1.2.2 Dauernde Überwachung der Übertragungsqualität (Performance Management).- 6.1.2.3 Zusätzliche systemspezifische Funktionen.- 6.1.3 OAM-Funktionen der ATM-Schicht.- 6.1.3.1 Fehlererkennung und Alarmierung durch AIS/RDI.- 6.1.3.2 Kontinuitätsprüfung (Continuity Check).- 6.1.3.3 Betriebsbegleitende Schleifenbildung (Loopback).- 6.1.3.4 Überwachung der Übertragungsgüte (Performance Monitoring).- 6.1.3.5 Das Format der OAM-Zellen.- 6.1.4 Verkehrsmessungen auf der ATM-Schicht.- 6.2 Die ILMI-Definitionen des ATM-Forums.- 6.3 Managementfunktion der Netzebene.- 6.3.1 Übersicht über die Standardisierungsaktivitäten.- 6.3.2 Typische Funktionen von Netzmanagement-Systemen für ATM-Netze.- 6.3.3 Sicherheitsaspekte im Bereich des Netzmanagements.- 6.4 Netzmanagement-Plattformen.- 6.5 Vergebührung.- 7 Zeichengabe in ATM-Netzen.- 7.1 Die ATM-Anpassungsschicht für die Zeichengabe.- 7.1.1 Die Funktionen der SSCOP-Teilschicht.- 7.1.2 Die Funktionen der SSCF-Teilschicht.- 7.1.2.1 Die Funktionen der SSCF-Teilschicht am UNI.- 7.1.2.2 Die Funktionen der SSCF-Teilschicht am NNI.- 7.2 Teilnehmersignalisierung.- 7.2.1 Die Teilnehmersignalisierung gemäß ITU-T Q.2931.- 7.2.1.1 Einfache Verbindungssteuerung.- 7.2.1.2 Struktur der Schicht 3-Meldungen.- 7.2.1.3 Zusätzliche Dienstmerkmale.- 7.2.2 Die Teilnehmersignalisierung gemäß ATM-Forum.- 7.2.3 Weiterentwicklung der Teilnehmersignalisierung.- 7.2.4 Meta-Signalisierung.- 7.3 Die CCS7-Zeichengabe für das B-ISDN.- 7.3.1 Der Anwenderteil für das B-ISDN (B-ISUP).- 7.4 PNNI-Signalisierung.- 7.4.1 PNNI-Protokolle für die Verbindungssteuerung.- 7.4.2 Die logische Struktur von PNNI-Netzen.- 8 Anwendungen, Dienste und Interworking.- 8.1 Anwendungen für eine Breitband-Infrastruktur.- 8.1.1 Anwendungen im geschäftlichen Bereich.- 8.1.2 Anwendungen im privaten Bereich.- 8.2 Das Dienstkonzept des B-ISDN.- 8.3 Breitband-Übermittlungsdienste.- 8.4 Unterstützung bestehender Dienste.- 8.4.1 Schmalbanddienste.- 8.4.1.1 Paketierte Übermittlung isochroner Signale mit dem AAL Typ.- 8.4.1.2 Strukturierte Übermittlung isochroner Signale.- 8.4.1.3 64kbit/s-Sprache über ATM.- 8.4.2 Datendienste.- 8.4.2.1 Frame Relay.- 8.4.2.2 Verbindungslose Dienste.- 8.4.2.3 IP über ATM.- 8.4.2.4 Die ATM-DXI-Schnittstelle.- 9 Netzstrukturen für das Informationszeitalter.- 9.1 Die übertragungstechnische Infrastruktur für ATM-Netze.- 9.2 Einführungsstrategien für öffentliche ATM-Breitbandnetze.- 9.3 Grundlegende Strukturprinzipien für ATM-Breitbandnetze.- 9.4 Prinzipielle Klassifizierung von ATM-Netzelementen.- 9.5 Netzstrukturen in privaten Firmennetzen.- 9.6 Netzelemente in öffentlichen ATM-Netzen und ihre Funktionen.- 9.7 Breitband-Anschlußnetze für Privatteilnehmer.- 9.7.1 PON-basierte Breitband-Zugangsnetze.- 9.7.2 HFC-Anschlußnetze.- 9.8 Anwendungsszenarien für ATM-basierte Breitbandnetze.- 9.8.1 Vernetzung von MANs.- 9.8.2 Vernetzung von Firmenstandorten.- 9.8.3 ATM-Netze als Internet-Backbones.- 9.8.4 Breitbandige Versorgung der Privatteilnehmer.- 9.8.5 Übernahme des Fernverkehrs aus dem Schmalbandnetz.- 9.8.6 ATM-basierte Stadtnetze.- 9.9 Beispiele für bestehende ATM-Netze.- 10 Architekturen für ATM-Vermittlungsknoten.- 10.1 Generische Knotenarchitektur.- 10.2 Leitungsmodule.- 10.3 ATM-Verbindungsnetzwerke.- 10.3.1 Prinzipielle Überlegungen zur Zwischenspeicherung in ATM-Verbindungsnetzwerken.- 10.3.2 Strukturen mit gemeinsamem Übertragungsmedium.- 10.3.3 Strukturen mit mehrstufigen Koppelfeldern.- 10.3.3.1 Blockierungsverhalten von ATM-Koppelfeldern.- 10.3.3.2 Pufferung in ATM-Koppelfeldern.- 10.3.3.3 Prinzip der Zellvermittlung.- 10.3.3.4 Internes Verbindungskonzept.- 10.3.3.5 Topologie mehrstufiger Koppelfelder.- 10.3.3.6 Banyan-Netzwerke.- 10.3.3.7 Trichter-Koppelfelder.- 10.3.3.8 Knockout-Koppelfelder.- 10.3.3.9 Koppelfelder mit seriellem Eingangsbus.- 10.3.3.10 Erweiterung von Koppelfeldern mit einfacher Wegemöglichkeit.- 10.3.3.11 Verwendung klassischer mehrstufiger Gruppierungen.- 10.3.4 Multicast-Unterstützung in ATM-Verbindungsnetzwerken.- 10.4 Zentrale Steuerung.- 10.4.1 Funktionen der zentralen Steuerung.- 10.4.2 Implementierungskonzepte.- 10.4.2.1 Hardware für die zentrale Steuerung.- 10.4.2.2 Infrastruktur für die interne Steuerkommunikation.- 10.4.2.3 Software für die zentrale Steuerung.- 10.5 Verfügbarkeit.- 10.5.1 Doppelungsstrategien.- 10.5.2 Netzweite Redundanzmechanismen.- 10.5.3 Knoteninterne Redundanzmechanismen.- 10.6 Technologieaspekte.- 10.7 Beispiel für einen ATM-Knoten.- 10.7.1 Die Gesamtarchitektur des MainStreetXpress 36190 Kernnetz¬knotens.- 10.7.2 Das Koppelfeld.- 10.7.3 Die Leitungsmodule.- 10.7.4 Die SMU.- 10.7.5 Die zentrale Steuerung.- 11 Grundlagen: Prinzipien, Netze und Protokolle.- 11.1 Prinzipien.- 11.1.1 Verbindungskonzepte und Vermittlungsverfahren.- 11.1.2 Netztopologien.- 11.1.2.1 Topologien mit zentralen Vermittlungsknoten.- 11.1.2.2 Topologien mit gemeinsamem Übertragungsmedium.- 11.1.3 OSI.- 11.2 Netze und Protokolle.- 11.2.1 ISDN.- 11.2.1.1 Grundprinzipien des ISDN.- 11.2.1.2 Die Benutzer-/Netzzeichengabe im ISDN.- 11.2.1.3 Das Zentralkanal-Zeichengabesystem CCS7.- 11.2.2 Lokale Netze.- 11.2.3 Internet.- 11.2.4 Protokolle für öffentliche Datennetze.- 11.2.4.1 X.25.- 11.2.4.2 Frame Relay.- 11.2.4.3 SMDS/CBDS.- 11.2.4.4 TCP/IP.- 11.3 Management von Kommunicationsnetzen.- 11.3.1 Das TMN-Konzept.- 11.3.2 Das Simple Network Management Protocol (SNMP).- 11.4 Übertragungstechnik.- 11.4.1 Die plesiochrone digitale Heirarchie (PDH).- 11.4.2 Die synchrone digitale Heirarchie (SDH) und SONET.- 12 Anhang: ATM Standards und Spezifikationen.- 12.1 Übersicht über die Empfehlungen von ITU-T.- 12.2 Übersicht über die Spezifikationen des ATM-Forums.- 13 Anhang: Abkürzungsliste.

Blurb

Der Asynchrone Transfer-Modus (ATM) bildet als schnelle Paketvermittlungstechnik die Basis für das Breitband-ISDN. Viele moderne Telekommunikationsdienste mit Daten-, Bild- und Sprachübertragung werden dadurch erst ermöglicht. Die Autoren dieses Buches legen Wert darauf, die vielen technischen Aspekte von ATM gemäß Ihrer Relevanz für Entwickler und Entscheidungsträger darzustellen. Das Auflisten von Standards wird auf das Nötigste eingeschränkt, Firmenspezifika werden vermieden. Dafür richtet sich das Hauptaugenmerk auf grundsätzliche, langfristig gültige Aussagen zu Funktionen und Mechanismen.