ATM (Asynchronous Transfer Mode-Eşzamansız Aktarım Modu)

Eşzamansız Aktarım Modu (ATM), ses, resim, video gibi değişik türden verilerin sabit büyüklükte veri paketlerine bölünerek iletimini sağlayan bir ağ teknolojisidir. Veri iletimi sırasında paket anahtarlamanın bir türü olan hücre aktarımı tekniğini kullanır. Eşzamansız Aktarım Modu sabit büyüklükte küçük boyutlu paketler halinde aktarım yaptığından  ağ donanımlarına daha etkili anatharlama yapma imkanı sağlar ve çok yüksek veri iletim hızlarına çıkabilir. En çok kullanılan standart hızlar, 155 Mbps ve 622 Mbps’dir ve 10 Gbps hızlara kadar da çıkılabilmiştir. Ayrıca eşzamansız aktarım, bant genişliğinin daha etkili kullanılmasını sağlayarak çeşitli önceliklere sahip verilere boşluk verme imkanı sağlar. Eşzamansız Aktarım Modu, B-ISDN protokolünün temel öğelerinden biridir.

Çalışma Şekli

Eşzamansız Aktarım Modu bağlantıya yönelik bir aktarım teknolojisidir. Bundan dolayı aktarımın sağlanacağı noktalar arasında bağlantı kurulmalıdır. Bunu sağlamak için öncelikle bir bağlantı kurulum paketi gönderilir. Kurulum paketi geçtiği ATM anahtarlarına bağlantının varlığı ve ihtiyaç duyduğu kaynaklar hakkında bilginin kaydolmasını sağlar. Bu bağlantıya sanal devre denir. Bu aşamadan sonra iki taraflı veri aktarımı başlayabilir. Arasında bağlantı kurulan noktalar arasındaki veri aktarımı sabit büyüklükteki paketlerle yapılır.

Hücre Yapısı ve Hücre Başlığı

ATM sabit uzunlukta paketler üzerine kurulu bir iletişim protokolüdür. Her hücre 48 Byte’lık bir veri alanı  ve 5 Byte’lık bir başlık  kısmı olmak üzere toplam 53 Byte büyüklüğündedir.

Hücre başlığı kullanılan arayüze bağlı olarak UNI ve NNI olmak üzere iki farklı formda olabilir.

Genel Akış Kontrolü (GFC – Generic Flow Controller) :  Yerel fonksiyonların kontrolünü sağlar.
Sanal Yol Kimliği (VPI – Virtual Path Identifier )  ve Sanal Kanal Kimliği (VCI – Virtual Channel Identifier ) : Arayüzde sanal kanal yolu bilgisinin tutulmasını sağlarlar.
Yük Türü (PT – Payload Type ) : 3 bit’dir. Hücre tarafından tasınan bilginin ne tür bilgi (kullanıcı bilgisi, ağ bilgisi, yönetim bilgisi v.b.) içerdigini gösterir.
Hücre Kaybı Önceliği (CLP – Cell Loss Priority ) : Ağdaki herhangi bir yoğunluk durumunda paketin ağdan düşürülüp düşürülemeyeceği bilgisini taşır.
Başlık Hata Denetimi (HEC – Header Error Control ) : Hücre başığındaki çevrimsel hata denetimini yapar.

ATM Aygıtları ve Ağ Arayüzü Türleri

ATM ağlarında iki farklı aygıt kullanışır. Bunlar ATM anahtarı ve ATM uç noktalarıdır. Bir ATM ağı bir ya da daha fazla ATM anahtarı yada ATM uç noktasından oluşur. ATM uç noktaları, iş istasyonları,yönlendirici gibi bir ATM arayüz bağdaştırıcısı içerir. ATM uç noktaları ATM anahtarları ile birbirine bağlanabilir.

• Kullanıcı-Ağ Arayüzü(UNI): Kullanıcı-Ağ arayüzü, ATM uç noktası ile ATM anahtarını bağlamak için kullanılır. Yerel Kullanıcı-Ağ Arayüzü ve Özel Kullanıcı-Ağ Arayüzü olmak üzere ikiye ayrılır. Bunlardan ilki bir ATM uç noktasını özel bir ATM anahtarına bağlamak için kullanılır. İkincisi ise bir ATM uç noktasını ya da özel ATM bir anahtarını, yerel bir ATM anahtarına bağlamak için kullanılır.

Sanal Devreler: Sanal Yol ve Sanal Kanal
ATM’de hücre aktarımı sanal devreler üzerinden gerçekleştirilir. Sanal devrelerin oluşturulmasında iki farklı yol izlenmektedir. Birincisi iletişimden hemen önce sanal devrelerin kurularak iletişimden sonra kaldırılmasıdır. Bu yöntem Anahtarlamalı Sanal Devre olarak adlandırılır. Diğer yöntem sanal devre aşamasında kurularak silinmemesidir. Bu yönteme Kalıcı Sanal Devre adı verilmektedir. Oluşturulan sanal devreler iki dügüm arasındaki sanal yolların içinde yer alırlar. Her ATM anahtarlama cihazı üzerinde hangi sanal yolların kuruldugunu ve içlerinde hangi sanal devrelerin olduğunu gösteren birer tablo vardır. Hücrelerin nereye anahtarlanacağı bu tabloya bakılarak değerlendirilir. Her tabloda sanal yol kimliği ve sanal kanal kimliği ikilileri yer alır. Bu hangi sanal devrenin hangi sanal yoldan geçtiğini gösterir. Bu sayede birden fazla birçok nokta arasında aynı fiziksel ortam üzerinden bağlantı kurulabilir.

Sanal Yol Kimliği(VPI) : Hücrenin üzerinden geçecegi sanal yol numarasıdır.
Sanal Kanal Kimliği(VCI) : Hücrenin içinden geçecegi sanal kanal numarasını belirtir.

ATM  Referans Modeli

ATM mimarisi ATM referans modeli adında bir lojik modele dayanır. ATM, daha çok donanım tabanlı olmasına rağmen OSI Modelinin 1., 2. ve 3. katmanları ile karşılaştırılabilir tanımlamalar içerir. Bunlar Fiziksel Katman, ATM katmanı ve ATM Uyum Katmanı olarak adlandırılırlar.

ATM Hizmet Sınıfları
ATM hizmetleri bit akısına göre sınıflandırılmaktadır.

• Sabit Bit Akısı (Continuous Bit Rate): Sabit bit akısı gereksinimi olan video ve ses aktarımlarında kullanılır. Uçtan uca sabit bir bant genişliği garanti eder.
• Değişken Bit Akısı (Variable Bit Rate): Bit akısının birden arttığı ve sonradan azaldığı, ne zaman ne kadar artacagğ belli olmayan uygulamalar için kullanılır. Gerçek zamanlı hizmetler ve gerçek zamanlı olmayan hizmetler olmak üzere iki sınıfa ayrılır.
• Mevcut Bit Akısı (Available Bit Rate): Önceliği az olan fakat bant genişliği garantisi veren hizmet sınıfıdır. Diger hizmet sınıflarından geriye boş kalan band genişliğini kullanır.