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Die Physikalische Schicht oder Bitübertragungsschicht Besteht aus 2 Schichten:

Obere Schicht:: Transmission Convergence Sublayer
Anpassung an das Übertragungssystem

Untere Schicht: Physical Medium Dependent
Signale, Codierung

Übertragungsabschnitte (Transmission Path)

Multiplexabschnitte (Digital Section)

Regeneratorabschnitte (Regenerator Section)

Virtuelle Kanäle (Virtual Channel)

Virtuelle Pfade (Virtual Path)

Typische Funktionen sind:

• Rahmensynchronisation

• Überwachung der Übertragungsqualität über Paritiy Bits

• Erkennung und Meldung von Fehlern und Ausfällen (Alarm Indication Signal / Remote Defect Indication, AIS/RDI)

• Steuerung einer automatischen Ersatzschaltung

VP-Cross Connect wertet nur den VPI aus und wertet diesen um
– Es werden Pfade (Bündel von Verbindungen) gemeinsam   geschaltet
– Einfach zu implementieren, kleine Umwertetabellen (1 Eintrag pro   VP)

VC-Switch wertet VPI und VCI aus und wertet diesen um
– Es werden einzelnen Verbindungen getrennt geschaltet
– Aufwendiger zu implementieren, größere Umwertetabellen
(1 Eintrag pro VP/VC)

An VP-Verbindungsendpunkten werden die VPs terminiert
– Es werden die darin enthaltenen VCs sichtbar

An VP- (VC-) Verbindungspunkten werden die VPIs (VPIs/VCIs) umgewertet

Verbindung auf VC-Ebene
– Dynamischer Aufbau von Wählverbindungen (Switched Virtual  Circuit, SVC) im Netz erforderlich

Verbindung auf VP-Ebene
– Virtueller Pfad wird vom Netzbetreiber konfiguriert (Network  Management) und existiert relativ lang (Permanent Virtual Circuit,  PVC)
– Aufbau einzelner Verbindungen durch die Zugangsknoten der  Teilnehmer

Funktionen der AAL-Schicht (Beispiele)

– Behandlung unvollständig gefüllter Zellen
– Multiplexen/Demultiplexen
– Flusssteuerung
– Erkennung von Zellverlusten und Bitfehlern im Informationsfeld
– Anpassen der PDUs der höheren Schichten an das Zellformat (Segmentation and Reassembly)

Die Physikalische Schicht oder Bitübertragungsschicht Besteht aus 2 Schichten:

Obere Schicht:: Transmission Convergence Sublayer
Anpassung an das Übertragungssystem

Untere Schicht: Physical Medium Dependent
Signale, Codierung

Die hauptsächlichen in der PMD-Subschicht auszuführenden Funktionen sind:

• die elektrisch/optische bzw. optisch/elektrische Umwandlung bei optischen Schnittstellen,

• die Formung der Pulse beim Sender und die Entzerrung der Signale beim Empfänger,

• die Erzeugung des Bittaktes beim Sender sowie die Taktrückgewinnung, Jitterdämpfung und Biterkennung beim Empfänger und

• die Leitungskodierung/-dekodierung.

Stopfzellen zwischen Zellburst einfügen.

Berechnenung der Prüfsumme, diese wird aus den ersten 4 Bytes des Headers Berechnet und steht im Header bestehen aus 5 Byte. Header Error Controll (HEC): 8Bit

Weitere:

Verwürfeln des Informationfeldes

Rahmenerzeugung und Einfügung der Zellen

Funktionen der ATM-Schicht

– Einhaltung der Zellreihenfolge pro Verbindung (VPC, VCC) wird   garantiert (Cell Sequence Integrity)
– Erzeugen und Entfernen des ATM-Headers an den   Verbindungsendpunkten
– Umsetzen der Verbindungskennungen (VPI/VCI, Header  Translation)
– Multiplexen/demultiplexen/vermitteln der Zellströme (inkl. Pufferung)
– Verkehrs- und Überlaststeuerung (Traffic Management, Overload    Control)
– OAM-Funktionen
– Keine Sicherung gegen Zellverluste
   (Pufferüberlauf, Verwerfen wegen HEC-Fehler)

VCI=3: Kennzeichnet spezielle Zellen zum Austausch von
OAM Informationen, die auf ein Segment des jeweiligen Pfades bezogen sind (F4 Segment Flow).

VCI=4: Kennzeichnet Zellen zum Austausch von OAM-Informationen, die auf den gesamten Pfad bezogen sind (F4 End-to-End Flow).

VCI=6: Kennzeichnet pfadbezogene Resource-Management-Zellen (VP RM), die für eine Flusssteuerung auf der ATM-Schicht verwendet werden.

PTI (Payload Type Identifier): 3 Bit
– VC-bezogene Zusatzfunktionen:
• Unterscheidung von Nutz- und VC-bezogenen OAMZellen,
• Überlastanzeige (Explicit Forward Congestion Indication,
    EFCI)
• Zweiwertige Kennung zur Nutzung durch die höheren
    Schichten (ATM User to ATM User, AUU)
• Kennung für VC-bezogene Flusssteuerungs-Zellen
    (Resource Management Cell)

CLP (Cell Loss Priority): 1 Bit
– Kennung für Zellen, die bevorzugt verworfen werden können
(CLP=1)

HEC(Header Error Control): 8 Bit
– Prüfsumme für die ersten 4 Byte des Headers

STM-1 hat eine Übertragungsrate von 155,520 Mbit/s.
STM-4 hat eine Übertragungsrate von  622,080 Mbit/s

E1-Rahmen (PCM 30/32/125 μs; 2,048 Mbit/s):
Nutzung für Sprachkanäle (ISDN) oder zur Übertragung von ATM-Zellen

Zellen werden seriell in den normalen (ohne 0, 16) Zeitschlitzen übertragen.

Zeitschlitze 1-15 und 17-31: 30 Nutzkanäle mit je 64kbit/s
Zeitschlitz 0: Synchronisation und OAM
Zeitschlitz 16: Reserviert für Signalisierung

Payload Type Identifier (PTI): 3 Bit

VC-bezogene Zusatzfunktionen:

Unterscheidung von Nutz- und VC-bezogenen OAM Zellen

Überlastanzeige (Explicit Forward Congestion Indication, EFCI)

Zweiwertige Kennung zur Nutzung durch die höheren Schichten (ATM User to ATM User, AUU)

Kennung für VC-bezogene Flusssteuerungs-Zellen (Resource Management Cell)

Signalisierungs-AAL (SAAL) - In der Standardisierung bei ITU-T wird als Basis für den Transport der Zeichengabemeldungen AAL Typ 5 verwendet.

CBR (Constant Bit Rate): Echtzeitdienste (Real Time Services)

VBR (Variable Bit Rate): Echtzeitdienste (Real Time Services)

ABR (Available Bit Rate): Non-Real Time Services

UBR (Unspecified Bit Rate): Non-Real Time Services

SSCF: Service Specific Convergence Functions
SSCOP: Service Specific Connection Oriented Protocol

Zusätzlich zu diesem allgemeinen Teil, der aus der SAR- und der CPCS-Teilschicht
des AAL Typ 5 besteht, wurden für den SAAL zwei dienstspezifische Teilschichten
definiert. Das in ITU-T Q.2110 definierte „Service Specific Connection Oriented
Protocol“ (SSCOP) erweitert den ungesicherten Übermittlungsdienst des AAL Typ 5
durch die typischen Funktionen der Sicherungsschicht, wie Fehlererkennung und -
behebung und Flusssteuerung, zu einem gesicherten, verbindungsorientierten
Übermittlungsdienst. Durch die „Service Specific Coordination Functions“ (SSCF)
wird dieser Dienst an die Anforderungen der darüberliegenden
Zeichengabeprotokolle angepasst.

Zeitebene: Paket/Zellebene
Reaktionszeit: Paket/Zellübertragungszeit
Mechanismen: Prioritätensteuerung, Selektives Verwerfen, Verkehrsformung (Shaping), Verkehrsüberwachung (Policing)

Admission Control – Überbuchung (Statistical Multiplexing)

Bei burstartigen und zeitlich variablen Verbindungen „überbuchen“ möglich.

Es senden nur mit einer geringen Wahrscheinlichkeit alle Verbindungen gleichzeitig mit der maximalen Rate. Gilt nur wenn sich viele (niederratige) Verbindung eine Ressource teilen

Wenn zu viele Verbindungen gleichzeitig senden: Ressource zeitweise überlastet

Überlast auf Burstebene: Burst enthält viele Pakete, d.h. Pakete werden zwischengespeichert und/oder gehen verloren

Burstartigen und zeitlich variablen Verbindungen. d.h ein hoher Burstiness Faktor.

Zur Effizienzsteigerung in paketorientierten Netzen kann die Admission Control die vorhandenen Ressourcen um einen gewissen Faktor überbuchen, wenn ein signifikanter Anteil der Verbindungen einen relativ hohen Burstiness-Faktor aufweist. Dabei wird im
Prinzip die Tatsache ausgenutzt, dass die Verbindungen unabhängig voneinander sind und nicht immer alle Verbindungen mit der maximalen Rate senden.

Admission Control – Peak Rate Allocation

Der einfachste Algorithmus für eine Admission Control Funktion ist die sogenannte Peak Rate Allocation. Dabei teilt die Verbindung dem Netz lediglich die gewünschte maximale Datenrate mit. Die Admission Control addiert einfach für jeden Übertragungslink die maximalen Raten aller Verbindungen auf, die diesen Link benutzen. Ist für alle Links, über die die neue Verbindung geführt wird, die Differenz zwischen der Gesamtkapazität und der Summe der maximalen Datenraten der bereits akzeptierten Verbindungen größer (oder gleich) der maximalen Rate der neuen Verbindung, dann wird diese angenommen, sonst wird sie abgewiesen. Dadurch wird sichergestellt, dass nie mehr Last auf einem Link auftritt als dieser tragen kann

Zeitebene: Verbindungsebene
Reaktionszeit: Verbindungsdauer
Mechanismen: Verbindungsannahmesteuerung (Admission Controll)

Zeitebene: Burstebene
Reaktionszeit: Signallaufzeit im Netz (Round Trip Time)
Mechanismen: Flusssteuerung

Die Beschreibung der Verkehrsquellen bildet die Basis für die Verkehrssteuerung auf Verbindungsebene. Dabei werden einer Verbindung während des Verbindungsaufbaus bestimmte Netzressourcen exklusiv (z.B. Übertragungszeitschlitze bei der Durchschaltevermittlung) oder statistisch (z.B. ein Teil der Übertagungskapazität in Paketnetzen) zugeordnet und die Verbindungsannahmesteuerung (Admission Control) führt über die freien und bereits zugeordneten Ressourcen Buch.