ATM

Inicialmente propuesto por la Industria de las Telecomunicaciones, rápidamente se ha

convertido en la tecnología más promovida dentro de las industrias de Comunicaciones

y Computadores.

Las recomendaciones iniciales propuestas por el CCITT en 1988 fueron que, ATM y la

Red Optica Síncrona (SONET) formasen la base de la Red Digital de Servicios

Integrados de Banda Ancha (B-ISDN), un nuevo estándar en desarrollo para la

integración en red de: Datos, Voz, Imagen y Vídeo, a velocidades de transmisión desde

34 Mbps a varios Gigabits por segundo.

Emplea el concepto de Conmutación de Celdas (Cell Switching), el cual combina los

beneficios de la Conmutación de Paquetes tradicionalmente utilizada en redes de datos,

y la Conmutación de Circuitos utilizada en redes de voz.

ATM se basa en el concepto de Conmutación Rápida de Paquetes (Fast Packet

Switching) en el que se supone una fiabilidad muy alta a la tecnología de transmisión

digital, típicamente sobre fibra óptica, y por lo tanto la no necesidad de recuperación de

errores en cada nodo. Ya que no hay recuperación de errores, no son necesarios los

contadores de número de secuencia de las redes de datos tradicionales, tampoco se

utilizan direcciones de red ya que ATM es una tecnología orientada a conexión, en su

lugar se utiliza el concepto de identificador de Circuito o Conexión Virtual (VCI).

La idea en que se basa la ATM consiste en transmitir toda la información en paquetes

pequeños de tamaño fijo llamados celdas. Las celdas tienen una longitud de 53 bytes, de

los cuales cinco son de encabezado y 48 de carga útil. ATM es tanto una tecnología

(oculta a los usuarios) como un servicio potencial (visible a los usuarios).

El uso de una tecnología de conmutación de celdas es un rompimiento drástico con la

tradición centenaria de la conmutación de circuitos (establecimiento de una trayectoria

de cobre) dentro del sistema de teléfonos.

Las redes ATM son orientadas a la conexión. Para hacer una llamada primero se debe

enviar un mensaje para establecer la conexión. Después, todas las celdas subsecuentes

siguen la misma trayectoria al destino. La entrega de celdas no está garantizada. Pero sí

su orden. Si las celdas 1 y 2 se envían en ese orden, si ambas llegan, llegarán en ese

orden, nunca la 2 primero y luego la 1.

Evolución de las redes ATM

El despliegue de redes multiservicio ATM ha permitido a los proveedores de servicio

consolidar varias redes dispares en una infraestructura común con una gran reducción de

costes. Como resultado los proveedores de servicio ahora buscan que los servicios de

datos sean una de sus operaciones más rentables. De acuerdo con los operadores de los

Estados Unidos, la parte de su negocio de datos correspondiente a servicios basados en

ATM está creciendo de los 7.600 millones de dólares en el 2000 a una estimación de

16.000 millones de dólares en el 2005 (IDC 2000).

Para obtener el mismo nivel de rentabilidad en las redes de próxima generación, los

proveedores de servicios deben evolucionar su infraestructura de red rápidamente para

adaptarse a la demanda explosiva de nuevos servicios y mayor ancho de banda. Deben

hacer esto a la vez que protegen las fuentes de ingresos de los servicios actuales de

telefonía y datos. En el mercado actual de las telecomunicaciones, donde escasea la

financiación y el objetivo es construir fuentes de ingresos que generen rentabilidad, el

mensaje clave es obtener resultados.

Para permanecer competitivos, los proveedores de servicios deben ajustar sus

operaciones usando elementos que puedan transportar y gestionar tráfico de múltiples

tipos de servicio. Las redes superpuestas actuales deben sufrir un proceso continuo de

consolidación y optimización de red: La voz se convertirá en un tipo de datos más

dentro del núcleo de paquetes. IP y ATM coexistirán en un núcleo multiprotocolo con

MPLS como la tecnología unificadora que une los beneficios de ambos mundos. Se

desarrollará una capa subyacente de transporte óptico inteligente.

La consolidación reducirá la complejidad y el coste de construir, configurar y operar

redes separadas, y proporcionará la infraestructura necesaria para soportar nuevos

servicios. Para permitir esta transición de arquitectura, los suministradores de equipos

deben de proporcionar soluciones escalables que tomen la calidad "carrier grade" como

punto de partida para construir valor, a la vez que se cumple la demanda de menores

costes a corto plazo.

Para las redes ATM existentes, donde se usan líneas alquiladas para transportar el

tráfico troncal y existe una significativa infraestructura en el núcleo de paquetes, es

posible obtener un gran ahorro consolidando este tráfico troncal en el núcleo de la red

IP-MPLS. Para algunos proveedores de servicio adoptar esta estrategia puede suponer

ahorrar millones de euros en costes, impactando directamente en la rentabilidad del

negocio.

Actualmente hay muchas opciones técnicas para ahorrar costes en el núcleo ATM.

Puede hacerse reduciendo el número de conexiones de larga distancia, o mediante una

operación más eficiente que incorpore la tecnología óptica directamente usando técnicas

como la conmutación de lambdas.

Puente entre dos mundos

ATM es hoy en día el principal soporte de datos sobre el que se ofrecen multitud de

servicios. La mediación ATM/MPLS surge como la solución ideal para interconectar

los mundos ATM e IP.

La influencia de Internet en el dinámico mercado de las telecomunicaciones ha

generado una gran demanda de flexibilidad a la vez que un mayor control sobre los

costes. Esta influencia provoca una necesidad importante de replantear la arquitectura

de las próximas generaciones de redes, los conceptos fundamentales en esta nueva

mentalidad de red son convergencia, consolidación, migración y simplificación.

Parece claro que la capa de servicio del futuro consistirá en una red IP con capacidad

multiservicio. La ubicuidad, simplicidad y estructura abierta de IP lo convierte en un

catalizador natural para las nuevas aplicaciones, servicios, tráfico y, consecuentemente,

para los nuevos ingresos. Los desarrollos de los estándares de Calidad de Servicio

(QoS) IP y la ingeniería de tráfico basada en la conmutación de etiquetas multiprotocolo

(MPLS) proporcionará las capacidades técnicas para hacer viables estas redes IP

multiservicio.

El núcleo de la red está evolucionando hacia lo que puede denominarse red óptica de

paquetes. El principal motor de esta evolución es la reducción del coste por megabit

(ancho de banda) en esta parte de la red.

Los operadores de red encaran grandes desafíos a la hora de construir nuevas redes

fiables con núcleo óptico IP-MPLS "carrier grade". Los productos y servicios IP están

todavía luchando con la necesidad de trabajar en una red "carrier class" en la que la

disponibilidad de 99,999 por ciento es la norma, y donde cualquier indisponibilidad no

esperada puede costar miles de millones de dólares en pérdida de negocio. Cada vez

más, el desarrollo de la tecnología IP-MPLS está revalidando las cualidades de ATM

emulando muchas de sus características y funciones hasta tal punto que la convergencia

de IP-MPLS y ATM en el núcleo es ahora técnicamente factible. Uno de los primeros

ejemplos de esta convergencia es la introducción de la mediación ATM sobre un núcleo

de red IP-MPLS, en el cual el tráfico ATM puede ser encapsulado de forma transparente

a través del núcleo IP-MPLS usando túneles LSP.

¿Dónde deja esto a ATM?. La tecnología ATM continúa soportando muchas y muy

amplias redes multiservicio en el mundo. Desde las redes críticas de Frame Relay hasta

la nueva generación de redes de voz sobre paquetes, ATM ha demostrado ser la

tecnología preferida en el mundo de los negocios y de los operadores de red.

Los proveedores de servicio ATM tienen, en principio, dos estrategias plausibles para

evolucionar sus redes: escalar el núcleo ATM existente integrándolo directamente sobre

el nuevo núcleo de conmutación óptica de lambdas, en lugar de multiplexar sobre el

núcleo de transporte SDH más caro, o superponer el núcleo ATM sobre un núcleo

óptico IP-MPLS usando técnicas de mediación ATM/MPLS para consolidar el ancho de

banda de ambas redes en un sólo núcleo.

Sin embargo, es la segunda de estas opciones la que parece más atractiva, en especial

para los operadores con un núcleo IP en rápida expansión.

Mediación:ATM/MPLS

De la misma manera que ATM ha sido usado para transportar tráfico multiservicio

sobre una red de área amplia, ahora existe la oportunidad de utilizar MPLS para

transportar tráfico ATM a través de un núcleo IP-MPLS. Cuando el tráfico ATM es

mediado sobre una red IP-MPLS, las conexiones ATM se transportan transparentemente

sobre túneles LSP establecidos entre puntos del borde del núcleo. En la red convergente

ATM/MPLS, hay túneles LSP entre las pasarelas de mediación ATM/MPLS que rodean

el borde de la red MPLS. Estos LSP sirven como túneles de transporte a través de la red

MPLS. La red ATM ve a los nodos de mediación ATM/MPLS como conmutadores

ATM, y a los túneles LSP como simples enlaces virtuales ATM punto a punto que

conectan los nodos ATM.

El desafío de la mediación es construir los túneles LSP a través del núcleo MPLS de tal

forma que proporcione el mismo o mejor nivel de servicio que el enlace físico ATM. En

la pasarela de mediación ATM/MPLS, las conexiones que atraviesan desde la red ATM

a la red MPLS se admiten en el túnel LSP de la misma manera que lo serían en un

enlace físico ATM. Una función de control de admisión de las conexiones en la pasarela

de mediación ATM/MPLS garantiza que el túnel LSP tiene suficientes recursos para

acomodar los requerimientos de servicio de las conexiones ATM. Los mecanismos de

colas y planificación usados para lanzar las tramas MPLS conteniendo tráfico ATM en

los túneles LSP serán funcionalmente equivalentes a los usados para lanzar células

ATM en enlaces físicos ATM.

Un punto fuerte de ATM es que puede proporcionar diferentes niveles de calidad de

servicio a diferentes clientes. Esta habilidad se mantiene y se mejora en la red

convergente ATM/MPLS. Entre un par dado de pasarelas de mediación ATM/MPLS, se

pueden transportar varias conexiones ATM con diferentes calidades de servicio dentro

del mismo túnel LSP. Dentro de la red MPLS, un conmutador MPLS puede

simplemente conmutar las tramas de un túnel LSP particular entre el punto de entrada y

el de salida manteniendo un orden estricto de lo primero que entra es lo primero que

sale. Esto significa que el enlace ATM virtual representado por el túnel LSP imitará

perfectamente el comportamiento de un enlace físico ATM.

Alternativamente, cada trama MPLS puede transportar en su cabecera, específicamente

en los bits experimentales (EXP), una indicación de la clase de servicio que corresponde

a la trama. De esta forma, las tramas MPLS que transportan el tráfico de una conexión

ATM sobre un túnel particular LSP pueden ser marcadas para recibir diferente

tratamiento que el tráfico de otra conexión ATM del mismo túnel LSP. La red MPLS

asume un papel activo en la diferenciación de los servicios. A diferencia de los enlaces

físicos ATM, los enlaces virtuales ATM proporcionados por los túneles LSP pueden ser

elásticos. Los servicios ATM de tiempo real pueden ser ajustados para encajar en los

recursos reservados dentro del túnel LSP, y los servicios ATM sin calidad garantizada

("Best Effort") pueden estar autorizados a expandirse más allá de estos límites para

aprovechar de la capacidad no utilizada dentro de la red MPLS.