Wie funktioniert ATM?

ATM (Asynchronous Transfer Mode) ist als Übertragungsprotokoll auf Providerseite nicht mehr wegzudenken, denn es ist steuerbar und ermöglicht QoS. Übertragungsprotokolle: Was ist ATM und wie funktioniert ATM?

Im Leitungsnetz des Internetproviders, dem Backbone, ist ATM (Asynchronous Transfer Mode) heute unabdingbar. Für Kunden wichtig ist, dass es QoS ermöglicht – dazu unten mehr.

Für die Integration verschiedener Dienste, wie Telefonie und Videokonferenzen, in die Datennetze und so genannte Multiservice-Applikationen ist eine optimierte Übertragungstechnik nötig, denn das IP-Protokoll bietet hier zu wenig Flexibilität, da es nur auf Basis der Herkunfts- oder Zieladressen unterscheidet. Eine Differenzierung der Anwendungsströme kann damit nicht erfolgen.

So müssen die einzelnen Verkehrsströme getrennt und nach Bedarf priorisiert werden können. Dies bedeutet: Sprach- und Datensignale dürfen sich nicht vermischen, da es sonst zu Übertragungsstörungen und -fehlern kommt. Und wenn eine Firma einmal mehr Sprachsignale als Daten übertragen will, zum Beispiel weil eine Videokonferenz stattfindet, muss die Übertragungstechnik dies flexibel steuern können.

Das kann ATM

ATM (Asynchronous Transfer Mode) ist hierzu in der Lage: es weist den einzelnen Diensten je nach Bedarf größere oder kleinere Bandbreiten zu. ATM eignet sich für praktisch alle Kommunikationsdienste, von der einfachen Datenübertragung bis hin zur hochauflösenden Bewegtbildkommunikation in Echtzeit. Um die Übertragungsverzögerungen gering zu halten, sind in den Netzknoten viele Funktionen fest verdrahtet und hardwareseitig umgesetzt. Zudem verzichtet ATM auf eine abschnittsweise Sicherung der Übertragung.

ATM – effektive Paket-Übertragung

Anders als Leitungsnetze, zum Beispiel das öffentliche Telefonnetz, ist die ATM-Netztechnik (Asynchronous Transfer Mode) ein Paketnetz. ATM unterscheidet sich jedoch von anderen Paketnetzen, wie zum Beispiel Datenleitungen im Internet dadurch, dass es Datenblöcke fester Größe verwendet, so genannte Zellen. Dies bringt einschneidende Geschwindigkeitsvorteile, weil zum Beispiel Internet-Router die Paketgrößen erst berechnen und kontrollieren müssen.

Da ATM über Mechanismen zur Verkehrssteuerung verfügt, ist die Netzauslastung wie bei anderen paketorientierten Übertragungen – etwa Frame Relay – bei ATM deutlich besser als bei einem leitungsvermittelten Netz.

QoS-Serviceklassen: Schneller oder langesamer Datentransport

Obendrein weist ATM im Unterschied zu manchen anderen Paketnetzen umfangreiche Mechanismen auf, die verschiedene Service-Klassen ermöglichen. Bei diesem so genannten Quality of Service (QoS) sind Abstufungen spezifiziert, die dem Kunden verschiedene Durchsatzraten oder Mindestverzögerungszeiten beim Datentransport zusichern. ATM-Netzbetreiber lassen sich die höherwertigen Klassen entsprechend teurer bezahlen.

So arbeitet ATM

Grob betrachtet, stellt sich die Arbeitsweise eines ATM-Netzes recht einfach dar: Es verpackt die Nutzinformationen in Zellen konstanter Größe, fügt Steuerinformationen hinzu und transportiert das Resultat zum Ziel. Die Verpackung der Nutzdaten übernimmt das ATM-Endgerät, zum Beispiel eine Netzwerkkarte.

ATM-Netze lassen sich, dem Ursprungsgedanken des breitbandigen Universalnetzes folgend, auf einer Vielzahl von Übertragungssystemen aufbauen. Derzeit dominieren die in den öffentlichen Netzen Nordamerikas und Europas eingesetzten – angefangen bei DS1 mit eine Datenrate von 1,544 MBit/s über E1 mit 2,48 MBit/s bis hin zu den High-End-Übertragungssystemen SDH und SONET, die Übertragungsraten mit einem Vielfachen von 155 MBit/s bereitstellen können.

Das ATM-Modell

ATM passt weder in das ISO-OSI- noch in das TCP/IP-Modell hinein. Daher wurde ein eigenes ATM-Modell entwickelt (siehe Grafik unten).

  • Die User-Plane stellt den verschiedenen Anwendungen die eigentliche Transportkapazität des ATM-Netzes zur Verfügung.
  • Aufgabe der Control-Plane ist die Steuerung der Verbindung. Dies ist vergleichbar den D-Kanal-Funktionen bei ISDN für Auf- und Abbau.
  • Die Management-Plane ist die Schnittstelle (Interface) zum Netzwerk-Managementsystem.
  • Die Layer 2 bis 3 des ISO-OSI-Modells sind in der ATM-Ebene enthalten.

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