TKK | Tietoverkkolaboratorio | Opetus

ATM-verkossa / Asynkroninen toimintamuoto

3. Asynkroninen toimintamuoto

Asynkroninen tarkoittaa sellaista tapahtumien sarjaa, jossa tapahtumat eivät seuraa toisiaan säännöllisesti. ATM-tekniikan yhteydessä tämä tarkoittaa sitä, että saman yhteyden peräkkäiset solut eivät välttämättä tule vastaanottajalle yhtä nopeasti. ATM-verkkoa voisikin verrata liikenneverkkoon, jossa ruuhkassa matkaan lähteneeltä solulta kestää kauemmin päästä perille kuin muuna aikana. Tässä vertauksessa liikennevaloja edustavat verkon solmut, joiden muisteihin solut kerätään jonottamaan 'vihreäksi vaihtumista' eli kytkentää seuraavaan solmuun.

Kannattaa huomata, että itse siirtotie - kaapeli, valokuitu, radiokanava - on synkroninen eli bitit siirtyvät kyllä tasaisella tahdilla solmusta toiseen. Itse asiassa solut pakataan siirron ajaksi yleensä suurempiin kehyksiin, esimerkiksi SDH- eli Synchronous Digital Hierarchy- standardin mukaisiin kehyksiin. ATM-verkko on kuitenkin riippumaton alimman tason fyysisestä siirtotiestä, ja tekniikan nimessä oleva sana 'asynkroninen' viittaa juuri jonottamisesta aiheutuviin solutason viiveisiin.

Voidaan ajatella, että solun sisältämä otsikkotieto vain laskee ATM-verkon hyötysuhdetta verrattuna muihin, synkronisiin ratkaisuihin, jotka käyttävät samaa fyysistä siirtoverkkoa eivätkä kuluta kapasiteettia osoitetiedon kuljettamiseen. ATM:n merkitys on kuitenkin juuri siinä, että soluja voidaan viivästää, jolloin solmussa olevien jonottavien solujen järjestystä voidaan vaihtaa - kuitenkin siten että saman yhteyden solut säilyttävät keskinäisen järjestyksen. Jotta tällaista järjestelyä voitaisiin tehdä, on tietenkin tiedettävä mille yhteydelle kukin solu kuuluu. Siihen tarvitaan tunnistetieto, jona solun otsikko myös toimii. Mutta miksi sitten haluttaisiin antaa toisille soluille etuajo-oikeus?

On tärkeää huomata, että on luonteeltaan erilaista tietoa, mikä pitää huomata myös verkon suunnittelussa. ATM-tekniikka yrittää ratkaista kaikenlaiset tiedonsiirtotarpeet. Siksi kaikki tieto pilkotaan samanmuotoisiin soluihin, siksi hyötykuorman lisäksi kaistaa uhrataan myös osoitteelle. Siksi myös verkon solmujen täytyy näyttää vihreää valoa toisille soluille ennen toisia.

ATM-verkossa pyritään vain tarpeellisen tiedon siirtämiseen. Jos Kallella ei tällä hetkellä ole asiaa Kaisalle, niin verkossa ei tarvitse kuljettaa 'tyhjiä' soluja, vaan vapautuvan kaistan voi käyttää joku muu solu johonkin muuhun tarkoitukseen.

Ja tässä tullaan siihen, miksi oikeastaan ATM:ää kehitetään: raha. Operaattori voi sijoittaa kaikki verkon käyttäjien erilaiset tietovirrat toistensa lomiin. Liikkuvan kuvan siirto on purskeista ja vie purskeiden aikana paljon kapasiteettia. Äänen siirto ei taas vaadi niin paljon kaistaa, mutta on hyvin herkkä viiveiden suhteen. Datan siirto puolestaan ei  ole kriittinen siirtoviiveiden vaan -virheiden suhteen. Kun käyttäjien tarpeet vaihtelevat, niin verkon liikenne voidaan sopeuttaa tarpeisiin eikä päinvastoin. Ja mitä useamman käyttäjän soluille voidaan näyttää vihreää valoa, sitä enemmän rahaa kilahtaa operaattorin kirstuun. Siinä yksinkertainen syy liikennevirtojen optimoimiseksi.

Yhteyttä muodostettaessa käyttäjä sopii yhteydelleen tarvittavista liikenneparametreista operaattorin kanssa. Liikenneparametrit voivat sisältää sopimuksen yhteyden keskimääräisestä kaistasta, siirtoviiveiden hajonnasta ja keskimääräisen soluhävikin ylärajasta. Tällainen keskimääräisyys on tyypillistä puhuttaessa ATM-yhteyksistä, sillä lyhyen aikavälin tapahtumat voivat olla hyvinkin satunnaisia. Tämä johtuu tietysti jatkuvasti muuttuvista olosuhteista, eikä yksittäisen solun kohtalosta tyypillisesti taatakaan mitään.

Eri tarpeita varten on luokiteltu muutamia mahdollisia liikenneluokkia:

CBR = Constant Bit Rate; Tiukat kaista- ja viivevaatimukset

VBR = Variable Bit Rate; Väljemmät viivevaatimukset

ABR = Available Bit Rate; Käyttää saatavilla olevaa kaistaa

Kokonaisuudessaan liikenteen optimaalinen ohjaaminen on hyvin monimutkaista. Jos yhteys muodostuu, niin operaattorin on taattava parametrien toteutuminen. Käytännössä tästä yrittää huolehtia verkonhallintaohjelmisto, jonka merkitys verkon toiminnan kannalta on oleellinen. Voidaankin sanoa, että jos ATM-verkon laitteiston rakentaminen on haastavaa, niin verkonhallintaan liittyvä tietotekninen osuus on äärimmäisen haastavaa rakentaa.

• Edellinen aihe: Yhteydellisyys
• Pääsivu: ATM-verkossa

Tietoverkkolaboratorio on nyt osa Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitosta. Tällä sivulla oleva tieto voi olla vanhentunutta.

Kurssien ajantasainen tieto on MyCourses-palvelussa.