Frame Relay / ATM

Vorwort
Die folgenden WAN-Methoden ATM und Frame-Relay werden sicherlich nur in grösseren Unternehmensverbundnetzen eingesetzt. Es wird deshalb nur ein eine kleine Einführung in die Technik beschrieben. Für solche Anforderungen sind grössere Planungen in einzelnen notwendig, die hier den Rahmen sprengen würden. Hierzu sei auf weitergehende Literatur verwiesen.

Beschreibung
Der Multiprotocol-Service auf Basis Frame Relay / ATM bietet die ideale Voraussetzung zur unkomplizierten und weltweiten Datenkommunikation und stellt den Basisdienst zum Aufbau von Corporate Networks dar, die mehrere Standorte performant und intelligent verbinden.

Kurze Wege zum nächstgelegenen Netzknoten (POP), eine gemeinsame Übertragungstechnik für verschiedene Anwendungsarchitekturen sowie intelligente und performante Bandbreitennutzung führen zu hohen Kosteneinsparungen. Grosse Datenmengen sowie kurzzeitige Lastspitzen lassen sich effektiv und mit effizienter Bandbreitenausnutzung im Punkt-zu-Punkt und Punkt-zu-Mehrpunkt Betrieb übertragen.

• Frame Relay Technik
  Frame Relay (FR) ist ein X.25-ähnlicher, paketorientierter Dienst mit minimiertem Protokolloverhead für Fluss- und Fehlerkontrolle. Er ist besonders geeignet für Datenanwendungen mit burstartigem Charakter, wie z.B. LAN-Kopplungen. Für solche Anwendungen stellt er eine kostengünstige Alternative zu Festverbindungen (Leased Line) dar. Über FR können sowohl sämtliche Datendienste (IP, IPX, SNA,...) als auch Sprachübertragung abgebildet werden. FR ist ein verbindungsorientierter Dienst. An einem FR-Anschluss können im Prinzip beliebig viele logische Verbindungen zu unterschiedlichen Zielen bereitgestellt werden.
  Der FR-Dienst wird im wesentlichen durch drei Bandbreitenparameter beschrieben:
  Bandbreite des FR-Anschlusses (Access Rate)
  Garantierte Bandbreite der FR-Verbindung (Committed Information Rate, CIR)
  Peak Information Rate (PIR)
  
  Die Senderate einer Applikation kann kleiner, gleich oder grösser als die durch CIR angegebene Bandbreite sein. Das Netz garantiert unter normalen Umständen, dass auf einer FR-Verbindung die durch CIR spezifizierte Bandbreite immer zur Verfügung steht. Unter Committed Information Rate (CIR) versteht man den Datendurchsatz, der dem Anschluss dauernd zur Verfügung gestellt wird, die Peak Information Rate (PIR) bezeichnet die Bandbreite, die kurzfristig genutzt wird, wenn das zu übertragende Datenvolumen die Bandbreite der CIR übersteigt. Die Höhe der PIR entspricht in der Regel der Access-Rate. Datenraten, die jedoch über die CIR hinausgehen, können bei Netz-Überlast vom Netz verworfen werden.
  Die Datenübertragung wird über virtuelle Festverbindungen (PVCs) realisiert. Die Frame-Technik ermöglicht für die Übertragung Geschwindigkeiten von 64 kbit/s bis 2 Mbit/s Dynamische Bandbreitenzuordnung (PIR: n x 64 bis 1920 kbit/s, CIR: 2,4 – 1920 Kbps, Schnittstelle: X.21 DDV).
  
  Standards:
  • ANSIT1.606 /607/617/618
  • CCITT I.122 / Q.933UNI/NNI
  
  Schnittstellen:
  • T1 (USA), E1 (Europa), J1(Japan) nach CEPT G.703/G.704
  • CCITT V.35CCITT X.21
  
  
  
• ATM
  ATM (Asynchronous Transfer Mode) ist eine universelle Netzwerk-Technologie, mit der Kommunikationdienste für die Übertragung von Daten, Sprache und Video auf einer einzigen Netzwerkinfrastuktur realisiert werden können. Dabei unterstützt ATM Datenraten, die über die von traditionellen Diensten wie X.25 oder Frame Relay weit hinaus gehen.
  ATM ist vergleichbar mit den paketorientierten Übertragungstechniken wie z.B. X.25 oder Frame Relay; im Unterschied zu diesen benutzt ATM jedoch sehr kurze Pakete, genannt Zellen. Jede Zelle besteht aus 5 Bytes ATM-Kontrollinformation und 48 Bytes Benutzerdaten. Da ATM-Zellen, verglichen mit X.25 oder FR-Paketen, relativ kurz sind, wird sichergestellt, dass zeitkritische Applikationen wie Sprache und Video nicht von langen Paketen beeinträchtigt werden.
  ATM ist ein verbindungsorienter Dienst, d.h. zwischen Sender und Empfänger wird eine logische Verbindung (virtual circuit) eingerichtet. Durch statistisches Multiplexen von Zellen ist es möglich, dass unterschiedliche ATM-Verbindungen quasi-parallel dieselben Netzwerkressourcen (Übertragungsleitungen) verwenden. Dies ermöglicht einen kosteneffizienten Einsatz der verfügbaren Netzwerkressourcen. Für das korrekte Routen der Zellen vom Sender zum Empfänger sind ATM-Vermittlungsknoten (ATM Switches) zuständig. Da die Routing-Funktion in den ATM-Vermittlungsknoten durch Hardware ausgeführt wird, ist ein ATM-Netz in der Lage, Verbindungen mit sehr hohen Datenraten zur Verfügung zu stellen.
  
  Der ATM-Standard definiert zwei Typen von Verbindungen:
  Festverbindungen (Permanent Virtual Circuit, PVC) und
  Wählverbindungen (Switched Virtual Circuit, SVC).
  
  Um unterschiedliche Anwendungen mit unterschiedlichen Anforderungen bedienen zu können, wird jeder ATM-Verbindung eine Verkehrskategorie zugeordnet. ATM stellt folgende Verkehrskategorien zur Verfügung:
  
  • Constant Bit Rate (CBR)
  • Unspecified Bit Rate (UBR)
  • Variable Bit Rate (VBR)
  • Available Bit Rate (ABR)
  Die quantitative Ausprägung des Verkehrsprofils in den einzelnen Kategorien wird durch Bandbreitenparameter beschrieben. Der ATM-Standard definiert folgende Bandbreitenparamter:
  • Peak Cell Rate (PCR)
  • Sustained Cell Rate (SCR)
  • Maximum Burst Size (MBS)
  • Minimum Cell Rate (MCR)
  Die Bedeutung dieser Parameter in den einzelnen Verkehrskategorien wird in einem getrennten Abschnitt erläutert.
  
  Standards ANSI und ITU:
  • ATM UNI und NNI
  • ATM AAL 1,2,3,4,5
  • CBR und ABR
  
  Schnittstellen
  • OC3, STM-1E3, T3
  • T1 (USA), E1 (Europa), J1(Japan) nach CEPT G.703/G.704