ما هو وضع النقل غير المتزامن ATM

يختلف “ATM” عن “Ethernet” أو الإنترنت اللذين يستخدمان أحجام حزم متغيرة للبيانات أو الإطارات حيث أنّ “ATM” هو البروتوكول الأساسي المستخدم عبر أساسيات الشبكة الضوئية المتزامنة “SONET” لشبكة الخدمات الرقمية المتكاملة “ISDN”.

ما هو وضع النقل غير المتزامن ATM

وضع النقل غير المتزامن “ATM”: هو أسلوب تبديل تستخدمه شبكات الاتصالات التي تستخدم تعدد إرسال غير متزامن بتقسيم زمني لتشفير البيانات إلى خلايا صغيرة ثابتة الحجم.

• “ATM” هي اختصار لـ “Asynchronous Transfer Mode”.

• “ISDN” هي اختصار لـ “Integrated Services Digital Network”.

• “SONET” هي اختصار لـ “Synchronous optical networking”.

أساسيات وخصائص ATM

في تقنية شبكة المنطقة الواسعة “WAN” يُعد وضع النقل غير المتزامن “ATM” هو وضع نقل للتبديل والإرسال ينظم المعلومات بكفاءة ومرونة في الخلايا، كما إنّه غير متزامن بمعنى أن تكرار الخلايا يعتمد على معدل البت المطلوب أو الفوري وبالتالي لا تمر الخلايا الفارغة أثناء انتظار البيانات، كما تكمن مرونة “ATM” القوية في قدرتها على توفير نسيج تحويل عالي السعة وزمن انتقال منخفض لجميع أنواع المعلومات، بما في ذلك البيانات والفيديو والصورة والصوت، أي أنها مستقلة عن البروتوكول والسرعة والمسافة.

يدعم “ATM” الخلايا ذات الطول الثابت التي يبلغ طولها “53 بايت” ودوائر البيانات الافتراضية بين “45 ميجابت في الثانية” و”622 ميجابت في الثانية”، وباستخدام مضاعفة الإرسال الإحصائي يتم مضاعفة الخلايا من العديد من المصادر المختلفة في دائرة فيزيائية واحدة، كما تضمن الحقول ذات الطول الثابت في الخلية والتي تتضمن معلومات التوجيه التي تستخدمها الشبكة تمكين سرعات معالجة أسرع باستخدام دوائر أجهزة بسيطة.

تتمثل أكبر فائدة لـ “ATM” في قدرتها على تقديم الدعم لمجموعة واسعة من خدمات الاتصالات مع توفير استقلالية النقل عن تلك الخدمات، كما تم إنشاء وضع “ATM” مع وضع الخلايا في نفس الأهمية وذلك لأنّ البيانات الصوتية يتم تحويلها إلى حزم، ويتم إجبارها على مشاركة شبكة مع بيانات الاندفاع والتي تمر عبر نفس الوسيط.

وبغض النظر عن امتداد صغر حجم الحزم الصوتية فإنّها تواجه دائماً حزم بيانات كاملة الحجم ويمكن أن تواجه أقصى تأخيرات في قائمة الانتظار، وهذا هو الهف من أنّ جميع حزم البيانات يجب أن يكون لها بنية من نفس الحجم، ويعني الهيكل الخلوي الثابت لـ “ATM” أنّه يمكن تبديله بسهولة عن طريق الأجهزة دون التأخيرات التي تسببها الإطارات الموجهة وتبديل البرامج.

لهذا الشيء يظن بعض الناس أنّ “ATM” هي مفتاح مشكلة النطاق الترددي للإنترنت وتطور تحويل الحزم، حيث كانت تقنية “ATM” مفيدة في تطوير النطاق العريض “ISDN” قبل بضعة عقود، حيث يجب إنشاء دائرة أو اتصال افتراضي قبل أن تتمكن نقطتا النهاية من تبادل البيانات بالفعل، وبعد إعداد الاتصال تصل جميع الخلايا إلى وجهتها باتباع نفس المسار، كما تشتمل كل خلية على رأس “5 بايت” وحمولة “48 بايت” بإجمالي “53 بايت”.

يمكن أن يكون معدل الحركة ثابتاً أو متغيراً، حيث تقوم “ATM” بإنشاء مسارات ثابتة بين نقطتين قبل بدء نقل البيانات والتي تختلف عن مجموعة بروتوكولات الإنترنت “TCP / IP“، حيث يتم تقسيم البيانات إلى حزم تأخذ كل منها مساراً مختلفاً للوصول إلى وجهتها، وهذا يجعل من السهل فوترة استخدام البيانات وتُعد شبكة “ATM” أقل قابلية للتكيف مع الزيادة المفاجئة في حركة مرور الشبكة.

توفر “ATM” خدمات طبقة ارتباط البيانات التي تعمل على الروابط المادية للطبقة الأولى من “OSI“، وإنّه يشبه إلى حد كبير شبكات تبديل الحزمة الصغيرة وشبكات تبديل الدارات، ممّا يجعله مثالياً للبيانات الواقعية ذات زمن الوصول المنخفض مثل “VoIP” والفيديو، وكذلك لنقل البيانات عالية الإنتاجية مثل عمليات نقل الملفات.

نظراً لأنّ جميع الخلايا لها طول ثابت يمكن التنبؤ بسهولة بحركة مرور الشبكة وبفضل التوقيت الداخلي للخلايا يمكن التبديل السريع بين الخلايا، وهذا يضمن إمكانية ضمان جودة مستويات الخدمة بسهولة للمستخدم النهائي.

• “WAN” هي اختصار لـ “wide area network”.

• “TCP / IP” هي اختصار لـ “Transmission Control Protocol/Internet Protocol”.

• “VoIP” هي اختصار لـ “Voice over Internet Protocol”.

• “OSI” هي اختصار لـ “Open Systems Interconnection”.

مكونات خدمات ATM في معدل البت

1- معدل البت المتاح

يوفر سعة دنيا مضمونة ولكن يمكن نقل البيانات إلى سعات أعلى عندما تكون حركة مرور الشبكة ضئيلة.

2- معدل البت الثابت

يحدد معدل بت ثابت بحيث يتم إرسال البيانات في دفق ثابت، وهذا مشابه لخط مؤجر.

3- معدل البت غير المحدد

لا يشمل أي مستوى نقل ويستخدم للتطبيقات مثل عمليات نقل الملفات التي يمكنها تحمل التأخير.

4- معدل البت المتغير “VBR”

يقدم سرعة نقل محددة ولكن لا يتم إرسال البيانات بالتساوي، وهذا يجعلها خياراً مناسباً لعقد المؤتمرات الصوتية والفيديو.

• “VBR” هي اختصار لـ “Variable bit rate”.

آلية عمل وضع النقل غير المتزامن

إنّ “ATM” هي تقنية تبديل تستعملها شبكات الاتصالات، حيث تعتمد التقنية مضاعفة تقسيم الوقت غير المتزامن لترميز البيانات إلى خلايا صغيرة وثابتة الحجم، وكما إنّه يشير إلى أنّ اتصالات “ATM” يمكن التنبؤ بها ويسهل التحكم فيها، وبالتالي لا يمكن لأي نوع بيانات أو اتصال واحد احتكار مسار الإرسال وهذا يختلف عن “Ethernet” أو الإنترنت.

يستخدم هذان النوعان من الشبكات أحجام حزم متغيرة للبيانات أو الإطارات، ووضع النقل غير المتزامن هو البروتوكول الأساسي المستخدم في الشبكة الضوئية المتزامنة لشبكة الخدمات الرقمية المتكاملة.

تطبيقات ATM

1- شبكات “ATM WAN”

يمكن استخدام “ATM” كشبكة “WAN” لإرسال الخلايا عبر مسافات طويلة، كما يمكن استخدامه أيضاً كجهاز توجيه يعمل كنقطة نهاية، وتحتوي على مجموعتين من البروتوكولات بين شبكة “ATM” والشبكات الأخرى.

2- الشبكات الخاصة الافتراضية للوسائط المتعددة والخدمات المدارة

يُعد وضع النقل غير المتزامن مفيداً لإدارة “ATM” والشبكة المحلية والصوت والفيديو، وإلى جانب ذلك فهو يساعد أيضاً في إدارة الشبكات الخاصة الافتراضية كاملة الخدمات، بما في ذلك الوصول المتكامل للوسائط المتعددة.

3- أساس لترحيل الإطار

تُستخدم خدمات “ATM” لترحيل الإطار كبنية أساسية للشبكات لسلسلة من خدمات البيانات وبالإضافة إلى ذلك، يمكن لهذه الخدمة تمكين خدمة “ATM” لترحيل الإطارات إلى خدمات تشغيل الإنترنت.

4- شبكات النطاق العريض السكنية

يمكن أن توفر أجهزة الصراف الآلي البنية التحتية للشبكات لإنشاء خدمات النطاق العريض السكنية لإيجاد بعض الحلول القابلة للتطوير بدرجة كبيرة.

5- البنية التحتية لشركات الاتصالات للهواتف وشبكات الخطوط الخاصة

إذا كنت ترغب في الاستفادة الكاملة من البنية التحتية للألياف “SONET / SDH”، فيمكن محاولة إنشاء البنية التحتية لـ “ATM” المستخدمة لنقل حركة المرور الهاتفية والخاصة.

• “SDH” هي اختصار لـ “Synchronous digital hierarchy”.

مزايا ATM

• يوفر اتصالاً صوتياً وفيديو متكاملاً عالي السرعة وسريع التبديل.

• يمكن أن تحل محل البنية التحتية الحالية لشبكات الهاتف.

• يمكن تشغيله مع تقنيات “LAN / WAN” القياسية، والى جانب ذلك فهي موجهة لجودة الخدمة وسرعة عالية.

• كما أنّه يمكن أن يتيح الاستخدام الفعال لموارد الشبكة باستخدام مفهوم النطاق الترددي عند الطلب.

عيوب ATM

• حمل رأس الخلية “5 بايت لكل خلية” وله آليات معقدة لتحقيق جودة الخدمة.

• يمكن أن يسبب الازدحام فقدان الخلايا.

• يعتبر مفتاح “ATM” باهظ الثمن مقارنة بأجهزة “LAN“.

• نظراً لأنّ تقنية “ATM” هي تقنية موجهة للاتصال، فإنّ وقت الإعداد ووقت ظهورها أطول من وقت استخدامها.

ملاحظة:“LAN” هي اختصار لـ “Local Area Network”.