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![Ligação entre comutador e
terminais móveis
Multiplexador virtual
Terminal Móvel
[MAC=A]
Terminal Móvel
[MAC=B]
UNI p/VPI=0
UNI p/VPI=1
Comutação
de células
VPI=0
VPI=1
MAC=A
MAC=B
VPI=0/VCI=5
VPI=0/VCI=48
VPI=0/VCI=48
VPI=0/VCI=5
VPI=0/VCI=48
VPI=1/VCI=48 VPI=1/VCI=5
VPI=0/VCI=5
Comutador ATM
[comprefixo=P]
NSAP=P-A
NSAP=P-B
Estaçãodebase
NSAP=P-B
NSAP=P-A](https://image.slidesharecdn.com/atmviardioapresentaodatese-150416091555-conversion-gate02/85/ATM-via-radio-apresentacao-da-tese-14-320.jpg)
Carregado porPedro Silva
ATM via rádio (apresentação da tese)
O documento examina a implementação de redes ATM sem fio, destacando as vantagens, a arquitetura, e os desafios na garantia da qualidade de serviço. Aborda a comutação de células, regulação de tráfego, e problemas como controle de admissão de chamadas e congestão. O protótipo desenvolvido apresentou desempenho aceitável, com propostas para futuros testes e melhorias na segurança e mobilidade dos terminais.
ATM via rádio (apresentação da tese)
- 1. Comutador de ATM Terminalde ATM Terminal de ATM Terminal de ATM Terminal móvel de ATM sem fios Terminal móvel de ATM sem fios Terminal móvel de ATM sem fios Estação de base Rede de ATM ATM via rádio Licenciatura em Engenharia Informática e de Computadores Trabalho Final de Curso UNIVERSIDADE TÉCNICA DE LISBOA INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO
- 2. ATM Espinha dorsalda RDIS de banda larga Vantagens Tráfego com requisitos distintos Qualidade de serviço Controlo de fluxo Comutação de células
- 3. CIF Transporte decélulas em tramas Várias células numa trama Um único cabeçalho para várias células Utilização de placas de rede convencionais para ligação a uma rede ATM Vantagens Redução de custos na evolução para ATM Melhoria da eficiência do ATM (menor número de cabeçalhos) Cabeçalho de Ethernet Tipo de trama= Tipo CIF(0x8821) Cabeçalho de CIF Célula 1 Célula 2 … Célula n Cabeçalho de CIF Célula 1 …
- 4. Redes locais semfios Motivações Equipamento portátil mais pequeno e barato Aumento da mobilidade dos utilizadores Instalação de redes facilitada devido à ausência de cabos Exemplo Wavelan
- 5. Oterminalmove-se Rede fixa Célula 1 Célula2 Redes locais sem fios: arquitectura celular Permite o acesso a uma rede fixa Estações de base (cobrem células) Terminais móveis (deslocam-se entre as células)
- 6. ATM sem fios Motivações Extensão das redes ATM a um ambiente sem fios Redes sem fios com tecnologia ATM permitirão qualidade de serviço Terminais móveis com acesso às vantagens do ATM Encontra-se em normalização (Fórum ATM + ETSI)
- 7. ATM via rádiocom CIF Utilização de tecnologias consolidadas ATM CIF WaveLAN NDIS Baseado em equipamento disponível no mercado Aplicação imediata Norma de ATM sem fios ainda não está disponível
- 8. NDIS Norma para controladores derede Sistema operativo Windows NT
- 9. NDIS com ATM NDIS suporta ATM Controladores de rede de ATM Gestor de chamadas Cliente de LANE Controladores de protocolo ARP TCP/IP IP sobre ATM Transporte nulo Plano de dados sem ligação Plano de dados orientado à ligação Plano de dados orientado à ligação Ciente Gestor de chamadas N D I S Winsock 2 Aplicações Modo utilizador Modo núcleo
- 10. ATM via rádio:problemas da abordagem CIF CIF é insuficiente para um meio partilhado É necessário provê-lo de funcionalidades adicionais. São necessários Repartição justa da largura de banda disponível Garantia de qualidade de serviço Protocolo de associação entre terminais móveis e estações de base
- 11. ATM via rádio:problemas a solucionar Transmissão da informação Eficiência elevada e Atrasos reduzidos Garantia da qualidade de serviço Controlo de ritmo e Escalonamento das transmissões Comutação de células na estação de base Controlo de admissão de chamadas (CAC) Análise da sinalização Controlo de congestão
- 12. ATM via rádio:problemas a solucionar (cont.) Integridade das mensagens Células de um circuito virtual não podem ser confundidas com as de outro Atenção especial à sinalização e outros circuitos virtuais pré-definidos Associação entre os terminais móveis e uma estação de base
- 13. Componentes do trabalho Aplicaçõessobre ATM nativo Winsock2 c/ ATM NDIS Controlador NDIS intermédio para ATM VIA RÁDIO Controlador NDIS da placa Wavelan Placa Wavelan Controlador de pacotes da placa Wavelan Placa Wavelan Placa ATM PC-BAT NIC_INTF (controlador da placa PC-BAT) Programa da estação de base ATM VIA RÁDIO Tramas via rádio Comutador ATM ATM Terminal móvel Estação de base PC com W indows NT PC com M S-Dos CIFvia rádio
- 14. Ligação entre comutadore terminais móveis Multiplexador virtual Terminal Móvel [MAC=A] Terminal Móvel [MAC=B] UNI p/VPI=0 UNI p/VPI=1 Comutação de células VPI=0 VPI=1 MAC=A MAC=B VPI=0/VCI=5 VPI=0/VCI=48 VPI=0/VCI=48 VPI=0/VCI=5 VPI=0/VCI=48 VPI=1/VCI=48 VPI=1/VCI=5 VPI=0/VCI=5 Comutador ATM [comprefixo=P] NSAP=P-A NSAP=P-B Estaçãodebase NSAP=P-B NSAP=P-A
- 15. Ligação entre comutadore terminais móveis (cont.) Configuração manual do comutador Alternativas ao método adoptado Entidades de SSCOP na base Metassinalização Cria VPI=0 Cria VPI=1 Cria UNI 0 Cria UNI 1
- 16. Protocolo de associaçãoentre terminais móveis e estação de base Faróis difundidos periodicamente pela base permitem aos terminais saberem quando devem registar-se Faróis permitem difundir informação sobre o nível de carga do sistema Terminais pedem para se registar; a estação de base responde afirmativa ou negativamente
- 17. Dados armazenados pelabase VPI 0 VPI 1 VPI 2 VPI 3 VPI N-1 VPI N ... Para cada Terminal / VPI Estado: activo ou inactivo Endereço MAC do terminal móvel Temporizadores Lista de chamadas activas
- 18. Análise da sinalização A base observa e pode alterar as mensagens trocadas entre terminais móveis e comutador ... Q.2931 SSCF SSCOP AAL5 ATM Físico Interpreta Q.2931 e SSCOP AAL5 ATM Físico ... AAL5 ATM Rádio Q.2931 SSCF SSCOP AAL5 ATM Rádio Q.2931 SSCF SSCOP AAL5 ATM Rádio Comutador Estação de base Terminal móvel 1 Terminal móvel n ... Vpi=0, Vci=5 Vpi=0, Vci=5
- 19. Análise da sinalização:desvio da sinalização para a base Pretende-se aproveitar a capacidade de segmentação e reagrupamento AAL5 da placa PC-BAT Este objectivo é conseguido através de um VCI de sinalização diferente do habitual e de um PVC VPI=0/VCI=5/ AAU=0 VPI=0/VCI=5/ AAU=1 VPI=0/VCI=5/ AAU=0 Pacotede sinalização Análise da sinalização Pacotede sinalização VPI=0/VCI=102/ AAU=0 VPI=0/VCI=102/ AAU=0 Reagru- pament o AAL5 Segmen- tação AAL5 VPI=0/VCI=103/ AAU=0 Entidade de sinalização para o VPI=0 PVC entre VCI=5 e VCI=102 Do terminal móvel Comu- tação de células Estação de base Comutador ATM
- 20. Análise da sinalização(cont.) Análise das tramas do SSCOP para seleccionar somente as de dados Análise dos pacotes de Q.2931 Analisa somente as mensagens e os elementos de informação relevantes Pode ter que alterar alguns elementos de informação Tipos Nomes Mensagens de estabelecimento de ligação CALL PROCEEDING CONNECT CONNECT ACKNOWLEDGE SETUP Mensagem de libertação de ligação RELEASE RELEASE COMPLETE Mensagens diversas STATUS STATUS ENQUIRY Elemento de informação Call reference ATM user traffic descriptor Called party number AAL parameters Broadband bearer capability Connection identifier
- 21. AAL5 A estaçãode base não realiza AAL5 Só comuta células Os terminais móveis realizam AAL5 tanto na emissão como na recepção de pacotes
- 22. Transmissão da informaçãovia rádio Transmissão em tramas de CIF É preciso escolher um tamanho para cada trama de modo a: Maximizar o débito Manter os atrasos de transmissão dentro dos limites aceitáveis
- 23. Transmissão da informaçãovia rádio (cont.) A eficiência aumenta com o aumento do número de células por trama Consequentemente, o débito máximo também aumenta Eficiência vs. Tamanho das tramas 0% 50% 100% 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Nº de células por trama Eficiência(%) Ef.Mín. Ef.Máx. Ef.Méd.
- 24. Transmissão da informaçãovia rádio (cont.) Os atrasos aumentam com o aumento do número de células por trama A teoria das filas permite estimar estes atrasos É necessário um compromisso entre débito e atraso Solução: escolher o maior tamanho possível que, em média, não comprometa os atrasos máximos tolerados.
- 25. Transmissão da informaçãovia rádio (cont.) Escolha dinâmica do tamanho da trama Para cada trama enviada é determinado o número de células óptimo t t N R R N N t t R N t t R N t t R N t t R total trama i atraso total atraso total M atraso M total M M atraso M total M ( ) max ( ) ( ) ( ) ( ) 1 1 1 1 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 2 2
- 26. Filas de transmissãoe recepção Terminal móv el 1 Aplicações Células Células VPI=0 VCI=5 VCI=16 Células Células VPI=1 VCI=5 VCI=16 Células do coumutador VCI=5 Controlador Segmentação em células Tramas Células para o coumutador Escalonamento Escalonament o VCI=5 VCI=16 Tramas VCI=16 Fila de recepção de tramas Fila de recepção de células Estação de base AAL5/ AAL0 Pacotes Pacotes AAL5/ AAL0 Pacotes Pacotes Fila de células Legenda
- 27. Controlo do ritmoe do atraso máximo É preciso evitar que a qualidade de serviço possa ser prejudicada pela ocupação excessiva do meio por alguma fonte É necessário um mecanismo de regulação das transmissões Soluções Modelação de tráfego Distribuição de largura de banda Escalonamento
- 28. Controlo do ritmoe do atraso máximo: modelação de tráfego Alcatruz furado, para limitar a largura de banda utilizada por uma fonte num dado instante Estimativa do ritmo a atribuir a cada chamada Indicações explíctas de ritmo autorizado Troca de mensagens de pedidos e autorizações de ritmo entre a base e os terminais L I Não pode enviar esta Vazamento
- 29. Controlo do ritmoe do atraso máximo: Distribuição de largura de banda A largura de banda é distribuída em função da sua disponibilidade e em função das classes de tráfego de cada chamada CBR rt-VBR e nrt-VBR UBR / ABR
- 30. Controlo do ritmoe do atraso máximo: Distribuição de largura de banda (UBR/ABR) Exemplo Rmédio Rubr A B C D B pede um aumento de ritmo Rmédio Rubr A B C D Antes Depois C e D descem para B subir
- 31. Controlo do ritmoe do atraso máximo: Escalonamento As tramas são enviadas num dos seguintes instantes quando chega uma célula, que perfaz o número óptimo de células por trama e existem créditos para enviar uma tal trama se não houver créditos, a transmissão é adiada para o instante em que haverá créditos suficientes quando chegam créditos para enviar uma trama cheia pendente quando, não estando uma trama cheia, uma célula não pode esperar mais, sem que fique em risco o atraso máximo permitido são enviadas as células que os créditos permitirem
- 32. Controlo de admissãode chamadas É necessário verificar Que existe largura de banda disponível Que a nova chamada não prejudicará as já existentes Cada classe de tráfego é tratada de forma diferente CBR VBR UBR
- 33. Controlo de congestão Tratamento de sobrecargas anormais do sistema, tentando minimizar as perturbações na qualidade de serviço PPD (descarte parcial de pacotes) EPD (descarte antecipado de pacotes) Para CBR e VBR, tratamento especial com dois graus de gravidade 1- Aumento do ritmo atribuído para tentar enviar células atrasadas 2- Descarte de células irremediavelmente atrasadas
- 34. Resultados O sistemafoi desenvolvido e testado com 3 placas rádio, uma placa PC-BAT e um comutador ATM A indisponibilidade de 2 componentes da pilha de protocolos obrigou a limitações sobre os testes VCI=60 VCI=61 As células que chegam em determinados canais pré-definidos, são devolvidas sem nunca chegarem aos níveis superiores Aplicações Controlador Terminal Móvel Estação de base Comutador VCI=60 VCI=61 Terminal Fixo Terminal Fixo
- 35. Resultados: O.191 Realizou-seum programa para medições de desempenho, que cumpre a norma O.191 CER CLR CMR SECBR CDV SN 4 octetos TS 4 octetos UN 37 octetos TCPT 1 octeto CRC-16 2 octetos
- 36. Resultados: CDV CTDmínimo foi estimado em 10 ms CDV foi estimado em 50 ms 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 Densidadedeprobabilidade Tempo (ms) CTD
- 37. Resultados: SECBR Ocontrolador de pacotes da placa de rádio revelou-se ineficaz para ritmos elevados Provoca erros estranhos Para minorar estes erros são necessários atrasos explíctos no programa da base 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 128 192 256 320 384 448 512 576 640 Percentagem Ritmo (KBit/s) SECBR (provocado pelo controlador da placa de rádio) SECBR SECBR (sem atrasar)
- 38. Resultados: Aplicações Experimentaram-sevárias aplicações, utilizando TCP/IP sobre ATM Ritmo máximo observado Tempo de ida e volta médio (RTT) FTP e HTTP 250 Kbit/s - Videoconferência 600 Kbit/s (num só sentido) 147 ms 0 50 100 150 200 250 32 64 128 256 512 1024 Tempo(ms) Tamanho dos dados (octetos) PING - Tempos médios de resposta c/atraso s/atraso Tendência 0 100 200 300 400 500 600 700 0 50 100 150 200 250 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 Ritmo(Kbit/s) RTT(ms) Tempo (s) Videoconferência: RTT e Ritmo RTT Ritmo
- 39. Conclusão O protótipomostrou um desempenho aceitável Trabalho futuro Teste com a pilha de protocolos completa Transferência de chamadas e mobilidade Identificação e autenticação de terminais Segurança Encaminhamento através de terminais móveis, de forma a proporcionar acesso a outros mais distantes
- 40.