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|>|Asynchronous Transfer Mode (ATM)
State of the art  
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> Description This document presents the ATM technology, its principles, its protagonists, its fields of application, the available and announced products, so as to be able to decide in favor of or against a short term migration toward this new network architecture.  
> Context & Dates
8 August 1994 
> Author Tristan Debeaupuis 
> Type  
> Abstract &
Table of content
1. Objet
2. Technique
2.1. Introduction
2.2. Le RNIS large bande
2.3. Présentation d'ATM
2.4. La couche ATM
2.4.1. La commutation d'étiquettes
2.4.2. La connexion ATM
2.4.3. La signalisation
2.4.4. Le contrôle de flux de la communication
2.4.5. Le modèle de référence du protocole
2.5. La couche physique
2.5.1. Le média physique
2.5.2. La sous-couche de transmission
2.6. Les services utilisant ATM
2.6.1. La couche d'adaptation ATM (AAL)
2.6.2. Les services en mode non-connecté
2.6.3. Les services en mode connecté
2.6.4. L'émulation de circuits
2.6.5. Les services à débit non constant
2.6.6. Les services multimédia
2.7. Le débat autour d'ATM
2.7.1. La couche physique et l'émulation de circuits
2.7.2. Les services de données
2.7.3. Les services temps réels
2.7.4. Le contrôle du trafic
2.7.5. Les commutateurs
2.8. Conclusion
3. Les produits
3.1. Réunion AFUU-Réseaux
3.1.1. Présentation de Joel Fessard (NEWTEK) représentant la société TRANSWITCH
3.1.2. Présentation de Eric Leblanc (XIPLEX)
3.1.3. Présentation de Olivier Cognet, consultant CISCO
3.1.4. Présentation de NEWBRIDGE
3.2. Annonces et disponibilités
3.2.1. 3Com
3.2.2. Alcatel
3.2.3. Alcatel CIT
3.2.4. Alcatel Data Networks
3.2.5. Ascom
3.2.6. Canon
3.2.7. Chipcom
3.2.8. Cisco
3.2.9. CNET
3.2.10. Ericson
3.2.11. Fibronics
3.2.12. Fore Systems
3.2.13. France Télécom
3.2.14. Fujitsu
3.2.15. General Datacom
3.2.16. Hewlett Packard
3.2.17. Hughes LAN Systems
3.2.18. IBM
3.2.19. Interdata
3.2.20. Interphase
3.2.21. Lannet
3.2.22. Lightstream
3.2.23. Madge
3.2.24. Motorola
3.2.25. National Semiconductor
3.2.26. NCR
3.2.27. NET
3.2.28. Network Peripherals
3.2.29. Newbridge
3.2.30. OST
3.2.31. Siemens Nixdorf
3.2.32. SMC (Standard Microsystems)
3.2.33. StrataCom
3.2.34. Sun MicroSystems
3.2.35. Synoptics
3.2.36. Timeplex
3.2.37. Thomson
3.2.38. Triphide
3.2.39. TRT
3.2.40. Ungermann-Bass
3.2.41. Wellfleet
3.2.42. Xyplex
3.3. Annonces technologiques
3.3.1. Foisonnement de produits ATM
3.3.2. Alliance ATM à 25 Mbps
3.3.3. Opinion de Sean Mc Govern, IDC
3.4. Tests de la solution ATM par l'EDF
3.5. Phase d'expérimentation d'ATM
3.6. Budget 1994
3.7. Les services ATM des opérateurs américains
4. Glossaire
5. Bibliographie
6. Liste des figures
 
> Related documents
themeATM
[Techno-watch]  ATM Services in Intranet [29 October 1996 - French]
> Copyright This document belongs to Tristan Debeaupuis. Its distribution is free. Any complete or partial use is free provided the author is mentionned.

 

1. Objet

Ce document présente la technologie ATM, ses principes, ses acteurs, ses domaines d'applications, les produits disponibles et annoncés en vue de décider ou non une migration à courte durée vers cette nouvelle achitecture de réseau numérique.

Attention : compte tenu de la rapidité d'évolution des technologies de pointe, ce document n'est valable que deux mois environ.

Remarque : les ouvrages utilisés en référence dans le présent document ont

  • 2 ans pour la partie théorique,
  • quelques mois - voire quelques semaines - pour les informations relatives aux produits

Toute information a une origine et une date de référence. Cette dernière est le plus souvent incluse dans la référence choisie.

2. Technique

2.1. Introduction

ATM (Asynchronous Transfer Mode) est reconnu comme étant une base d'architecture commune pour les systèmes de télécommunications futurs, et particulièrement les R.N.I.S. (ou réseaux à intégration de services) [3].

La technique ATM est basée sur la segmentation des données en cellules de taille unique (ce qui la différencie d'un paquet, qui est de taille variable). Ce choix avait pour but une mise en œuvre aisée tant sur des liaisons bas débits que des liaisons hauts débits, des liaisons générant un trafic continu que des liaisons générant un trafic de type transactionnel [3]. L'en-tête de la cellule contient l'information permettant à chaque cellule de trouver son chemin : elle indique entre autre l'identité du canal virtuel (VCI, Virtual Channel Identifier) auquel la cellule appartient. Le VCI est local au commutateur, il est ré-écrit à la sortie de chaque commutateur, prenant une nouvelle valeur pour le prochain noeud. Ce mécanisme évite une allocation du VCI sur tout le réseau [1].

Nous présenterons tout d'abord l'architecture utilisée aujourd'hui au dessous de ATM, servant d'agent de transport, la couche physique : SDH. Mais, à plus long terme, SDH sera remplacé par une architecture entièrement ATM.

2.2. Le RNIS large bande

Le RNIS avec ses 64Kbit/s a atteint ses limites dans la mesure où l'on envisage l'avenir comme une "société du multimédia". Si l'on veut couvrir les besoins en transmission de la voix, de données ou d'images pour l'entreprise ou le particulier, il convient de faire évoluer le RNIS vers une architecture longue distance à haut débit : SDH.

SDH (Synchronous Digital Hierarchy) est une architecture prévue à long terme (le début du siècle prochain) utilisé par les opérateurs publics. Le coeur de ce modèle emploie à plusieurs niveaux des points de concentration/multiplexage comme le font tous les réseaux publics actuellement en service. SDH utilise les commutateurs publics actuellement en service. A chaque niveau, on multiplexe un nombre plus élevé de canaux à 64 kbit/s. Les accès de base à 64 kbit/s sont regroupés par groupes de 30 (nombre de liaisons 64 Kbit/s dans les liaisons par câble de type MIC utilisées aujourd'hui).

Dans le futur, ces accès de base seront regroupés par lots de 119 pour former une artère de plus gros débit. Ce principe permet d'accéder à un niveau plus élevé dans la hiérarchie : 64 kbit/s sur le port d'un multiplexeur, liaisons 30 x 64 kbit/s (capacité d'un multiplexeur), ou groupements de 119 x 30 x 64 kbit/s, etc.

Les liaisons seront vraisemblablement en fibre optique (et non pas en câble coaxial). Aux Etats-Unis, la technique a été mise au point par Bellcore sous le nom de SONET (Synchronous Optical NETwork). Pour des raisons historiques, Sonet et SDH diffèrent par le nombre de multiples de supports à 64 kbit/s, mais le CCITT a prévu des niveaux communs aux deux hiérachies pour qu'elles puissent s'interconnecter.

Le CEPT a défini un certain nombre de niveaux d'accès au réseau SDH :

Nombre de canaux
à 64 kbit/s
Débit total Niveau
1
64 kbit/s
CEPT 0
30
2,048 Mbit/s
CEPT 1
120
8,448 Mbit/s
CEPT 2
480
34,368 Mbit/s
CEPT 3
1920
139,268 Mbit/s
CEPT 4
7680
564,992 Mbit/s
CEPT 5

Comparaison des hiérarchies SONET/SDH :

SONET SDH Débit
OC-1
  51,84 Mbit/s
OC-3
Niveau 1
155,52 Mbit/s
OC-9
  456,56 Mbit/s
OC-12
Niveau 4
622,08 Mbit/s
OC-18
  933,12 Mbit/s
OC-24
Niveau 8
1,244 Gbit/s

2.3. Présentation d'ATM

Le CCITT a cherché à mettre en place une interface réseau large bande pour l'utilisateur, le UNI (Broadband User-Network Interface), pour les réseaux à intégration de services (RNIS, ou ISDN pour Integrated Services Digital Network).

Les cellules qui transitent dans le réseau maillé ATM sont routées grâce aux informations contenues dans l'en-tête de celles-ci. L'association des techniques de multiplexage et d'échange est appellée ATM. Elle diffère de manière signifiante des techniques employées pour les interfaces utilisateurs faibles débits de la manière suivante : plusieurs canaux numériques alloués sont échangés par des circuits virtuels sur le réseau.

Nous utiliserons les termes

  • B-ISDN pour désigner les réseaux numériques haut débit à intégration de services (Broadband ISDN),
  • N-ISDN pour désigner les RNIS bas débit qui utilisent ATM.

Le CCITT parle d'un réseau RNIS unique avec des accès bande étroite et large bande.

Dans le B-ISDN, la couche ATM a pour mission de transporter les cellules vers leurs destinations. Nous la décrirons plus en détail dans le chapitre "Présentation de la couche ATM". Les cellules ATM sont transportées par la couche physique. Ceci est décrit dans le chapitre "Présentation de la couche physique".

ATM est destiné à transporter tous les services selon le même format. Les équipements de commutation n'ont pas à connaître les services qu'ils transportent. Dans le chapitre "Services utilisant ATM", nous aborderons comment les différentes informations (voix, données, images animées et multimédia) peuvent faire appel à ATM.

ATM est à la base de SMDS (Switched MultiMegabit Data Service) proposé par Bellcore comme le futur service des sociétés régionales de la Bell. SMDS est un service MAN (Metropolitan Area Network) qui peut évoluer vers un service national. La relation entre SMDS et ATM sera traitée dans le chapitre abordant les services utilisant ATM.

ATM est le sujet d'un débat très mouvementé entre les différents acteurs du domaine des télécommunications. Dans le paragraphe consacré au débat autour d'ATM, nous aborderons le coeur du problème.

2.4. La couche ATM

2.4.1. La commutation d'étiquettes

Dans ATM, l'information est transportée par des entités de communications appelées "cellules". La cellule ATM est de taille fixe comme le montre la figure 1 ci-dessous.

- Figure 1. La cellule ATM -

L'information de routage contenue dans l'en-tête de la cellule n'est pas une adresse de destination mais une étiquette permettant le routage. Ceci permet d'avoir une cellule de taille réduite.

Table de routage

VCI entrant
m
Port d'entrée
i
Port de sortie
j
VCI sortant
n

- Figure 2. La commutation d'étiquettes -

La commutation est réalisée comme le montre la figure 2. La commutation d'étiquettes. Lorsqu'une unité de commutation (commutateur, multiplexeur) reçoit une cellule avec une information de routage m sur un port d'entrée i, elle consulte la table de routage du commutateur pour déterminer quel port de sortie j utiliser, ainsi que la nouvelle étiquette n. Cette nouvelle étiquette sera utilisée par le commutateur suivant. Les tables de routage doivent par conséquent être configurées avant qu'une opération de routage soit demandée. Elles peuvent être soit pré-définies soit allouées dynamiquement. Dans tous les cas, le transport d'une cellule nécessite une connexion.

Le format de l'en-tête est décrit par la figure 3. L'étiquette, ou champ de routage, est la concaténation des champs VPI et VCI.

Modèle UNI Modèle NNI
GFC VPI VPI
VPI
VCIVCI5 octets
PTResCLPPTResCLP
HECHEC
48 octets
DonnéesDonnées

- Figure 3. En-tête de la cellule ATM -

Légende :

UNI : User-Network Interface,

NNI : Network-Node Interface,

GFC : Generic Flow Control,

VPI : Virtual Path Identifier,

VCI : Virtual Channel Identifier,

PT : Payload information Type,

Res : zone réservée pour une utilisation future,

CLP : Cell Loss Priority.

Nous reviendrons dans les paragraphes suivants sur la signification et l'utilisation de ces différents champs.

2.4.2. La connexion ATM

Le transport des cellules ATM nécessite une connexion à cause des tables de routage nécessaires pour les éléments de commutation. L'établissement d'une connexion est similaire au mécanisme utilisé pour les RNIS bande étroite (N-ISDN). Il peut être exécuté au moment de l'abonnement ou dynamiquement.

Les connexions peuvent être point-à-point ou "point-à-multipoint". Il n'était pas encore décidé en 1992 si les connexions devaient être uni-directionnelles ou non. Dans le cas de liaisons uni-directionnelles, une connexion dans le sens opposé serait nécessaire.

Le CCITT a défini deux niveaux de couches ATM : les connexions à canal virtuel (virtual channel connexions) et les connexions à chemin virtuel (virtual path connexions).

Les connexions à canal virtuel (VC, ou virtual channel)

C'est le type de connexion le plus simple. Un lien par canal virtuel existe entre deux éléments de commutation; il est défini par la valeur de l'information de routage contenue dans l'en-tête ATM. Ici, l'information de routage est donnée par la concaténation des champs VCI et VPI comme décrit dans la figure 3. Une connexion par canal virtuel est une suite de liens par canaux virtuels définis dans les tables de routage des éléments de commutation. C'est une connexion de bout en bout comme décrite dans la figure 4.

Une connexion par canal virtuel n'est pas uniquement une association logique d'éléments utilisée pour le routage. En effet, les paramètres caractérisant la liaison et les objectifs de qualité de service sont associés à la connexion (par exemple le taux de cellules perdues par connexion).

La génération des tables de routage nécessite une charge importante de calculs à l'initialisation si celle-ci est faite au niveau de chaque point de commutation pour chaque connexion. Ceci est particulièrement vrai pour un noeud transportant un nombre important de connexions bas débit comme la voix. Pour éviter cela, on utilise des connexions à chemin virtuel comme décrit dans le paragraphe suivant.

Les connexions à chemin virtuel (VPC)

Les connexions à chemin virtuel, ou VP (pour Virtual Path) sont des associations de connexions à canal virtuel qui, commutées ensemble, forment une entité unique. Plus précisément, les liens à canal virtuel et les connexions à chemin virtuel sont définis d'une manière similaire aux canaux virtuels présentés ci-dessus. La seule différence réside dans le fait que le champ de routage utilisé pour la commutation est restreint au champ VPI de l'en-tête de la cellule.

- Figure 4. Les connexions à chemin virtuel et à canal virtuel -

2.4.3. La signalisation

L'établissement d'une connexion ATM est basé sur une connexion point-à-point spécifique appelée SVCC (Signalling Virtual Channel Connection) instaurée entre un terminal et un central. Cette connexion n'est pas permanente : elle est active lors de l'échange signalétique entre les deux points de communication. Une telle activation se produit par exemple lors du démarrage du point terminal. Le mécanisme d'établissement de communication utilise une connexion broadcast émise sur un circuit virtuel appelé MVCC (Metasignalling Virtual Channel Connection).

2.4.4. Le contrôle de flux de la communication

Le suivi du trafic

Certains réseaux tels X25 valident les paquets reçus à l'aide d'une fenêtre de validation. Celle-ci permet de garantir le bon transfert de x paquets. On dit en effet que l'émetteur envoie au plus x paquets avant de recevoir un acquittement. La fenêtre contient le numéro du prochain paquet pouvant être émis alors que l' acquittement des précédents paquets n'est pas encore reçu.

Exemple : les réseaux français utilisent une taille de fenêtre égale à 7 c'est-à-dire qu'au maximum sept paquets X25 sont émis sans qu'il y ait réception d'un acquittement. Le paquet N°8 devra attendre l'acquittement du récepteur pour être envoyé. Il ne portera pourtant pas le numéro 8 mais le numéro 0 (la fenêtre prenant des valeurs de 0 à 7, les paquets émis portent un numéro modulo 7).

ATM par contre se base sur un contrôle du taux de transfert entre un utilisateur et le réseau ATM. Deux règles fédèrent ce contrôle :

  • Chaque utilisateur a fixé par contrat un certain débit de transfert. Il demande notamment que ce débit soit garanti en dépit de certains pics de trafic connus par avance.
  • Le personnel responsable du réseau surveille ainsi toutes les connexions afin que tous les débits demandés soient assurés. En cas de non-respect de ces taux, les cellules ayant causées la saturation du réseau reçoivent une valeur de priorité faible et seront les premières éliminées en cas de persistence de l'engorgement.

ATM choisit ce contrôle permanent du réseau car il n'est pas possible d'utiliser le mécanisme de fenêtrage pour des données transportées en temps réel (telles la voix, les images vidéo). Le processus de contrôle permanent des connexions n'est pas entièrement défini de nos jours. Plusieurs mécanismes sont encore en concurrence. On pense toutefois retenir un processus appelé "mécanisme du sceau percé" (de l'anglais leaky bucket). Il s'agit en fait d'un compteur

  • Incrémenté d'une unité chaque fois qu'une cellule ATM passe,
  • Décrémenté régulièrement de p unités, p étant une constante propre au réseau.

On considère alors que le taux de transfert n'est plus garanti quand ce compteur dépasse une valeur seuil h. Au cours des échanges, le compteur évoluant sans cesse, on surveille perpetuellement le trafic du réseau.

La priorité des cellules

L'en-tête ATM réserve un bit pour indiquer si une cellule est de priorité basse ou non. Il s'agit du champ CLP (Cell Loss Priority). Si le bit CLP prend la valeur 1, alors la cellule est de priorité basse. Dans ce cas, s'il y a engorgement du réseau, une telle cellule est éliminée en priorité pour garantir le rétablissement rapide du trafic. Si bien sûr l'élimination des cellules de faible priorité ne suffit pas, d'autres cellules seront perdues. On remarque donc que cette solution consiste simplement à limiter les pertes !

Remarque : le bit CLP est également employé pour indiquer des cellules de type différent dans une même connexion. Dans le cas d'un signal vidéo par exemple, le bit CLP à 0 indiquera qu'il s'agit d'une cellule de synchronisation.

Lorsqu'une cellule de basse priorité arrive sur un équipement de commutation/multiplexage, elle est prise en compte si le seuil h de contrôle du trafic n'est pas atteint ou dépassé. Le buffer d'entrée de l'équipement se décompose comme le montre le schéma ci-dessous.

- Figure 5. Structure d'un buffer d'entrée ATM -

La qualité de connexion pour le service

Lors de la signature d'un contrat, le client choisit également l'utilisation ou non de paramètres ATM garantissant une certaine qualité de service. On peut comparer ces paramètres aux champs de facilité du protocole X25 français.

L'existence de ces paramètres découle du fonctionnement même d'ATM :

  • Les cellules sont perdues si les buffers des commutateurs sont remplis, s'il existe des bits erronés dans les en-têtes des cellules, ou s'il apparaît une défaillance physique du réseau. Cependant un CRC protège les en-têtes ATM mais pas les données les suivants. Une première exigence du client consistera donc à imposer un taux d'erreur.
  • Le délai de transfert de bout-en-bout pour une connexion dépend du taux de remplissage des buffers sollicités sur le parcours. La variation du délai de transfert devient par conséquent un facteur de qualité de transport. En effet, un client ne peut tolérer qu'un fichier de 1Mo soit transféré soit en 10 secondes soit en 20 minutes !! Le réseau se doit de garantir de bons temps de transfert. En général les buffers ATM sont de petite taille. Par conséquent, cette variation est toujours faible.

Remarque : Les autres facteurs pouvant impliquer des retards sont d'une part les mécanismes de segmentation/ré-assemblage des cellules et les délais de propagation du support physique.

Le taux d'erreur résiduel n'étant jamais nul, certains paramètres ATM permettent de fixer une valeur seuil à ne pas dépasser.

Enfin, pour les connexions utilisant le bit CLP pour hierarchiser les cellules véhiculées, il est possible d'imposer un niveau de sécurité de transmission d'une part pour les cellules de haute priorité et d'autre part pour les cellules de priorité basse.

Le contrôle de flux générique

Le champ GFC (Generic Flow Control) codé sur quatre bits permet un contrôle sommaire d'un point d'accès au réseau si un mécanisme de gestion de priorité des cellules est opérationnel. Ce champ est un paramètre local au nœud et n'est pas transporté sur le réseau ATM. Il est uniquement utilisé par le matériel de commutation/multiplexage pour retenir les cellules présentes dans le buffer d'entrée et devant être copiées dans le buffer de sortie.

Exemple : soit un matériel de commutation C. Celui-ci est capable de mémoriser 6 cellules ATM. Supposons également que le bit CLP est utilisé pour la connexion courante (c'est-à-dire que le mécanisme de gestion des priorités est actif). Supposons que son buffer d'entrée est vide. Deux situations peuvent se présenter :

  • Quatre cellules ATM - 2 cellules de haute priorité et 2 cellules de basse priorité - arrivent sur le matériel. Le buffer d'entrée étant capable de les stocker, il mémorise ces cellules dans cette zone mémoire. Dès qu'il a établi le plan de routage de ces cellules, il les copie dans son buffer de sortie.
  • Plus de six cellules ATM dont trois cellules de priorité basse se présentent. Le commutateur copie de la même façon les cellules de priorité haute et élimine toutes les cellules de basse priorité qu'il ne peut pas stocker. Il utilise le champ GFC pour signaler et engorgement.

2.4.5. Le modèle de référence du protocole

La couche ATM s'appuie simplement sur la couche physique du modèle OSI. Cette couche ATM étant très générale, il est souvent nécessaire de développer des fonctions d'interfaçage avec les couches de niveau supérieur. Ce travail est réalisé par la couche AAL (ATM Adaptation Layer) d'ATM comme le montre le modèle de la figure 6.

- Figure 6. Modèle en couches de l'ATM -

Il existe quatre types de SAP (Service Access Point) car il existe quatre types de couches de transport. Il s'agit des couches de transport

  • à flux constant,
  • à flux variable,
  • fonctionnant en mode connecté,
  • fonctionnant en mode non connecté.

Au dessus de la couche AAL, il est possible de solliciter la couche ATM sur le plan utilisateur ou sur le plan "contrôle", le premier plan s'appuyant sur le deuxième lors de l'établissement de la connexion (voir figure 7).

- Figure 7. Interface entre les couches AAL et ATM -

L'aspect contrôle est également sollicité pour la transmission des messages de contrôle. Dans tous les cas, dès qu'une connexion est établie, le SAP utilisateur est chargé de confier les données utilisateur à la couche AAL.

2.5. La couche physique

La couche physique du modèle ATM offre les deux services suivants :

  • transport sur le réseau des cellules non-erronées,
  • émission d'informations relatives au temps de transmission. Ces données temporelles sont utilisées par certains protocoles de la couche 4 (par exemple, la famille IP utilise des variables TTL - Time To Live - pour vérifier si les datagrammes IP sont correctement transportés).

La couche 1 d'ATM présente deux types de transport possibles :

  • Elle ne modifie en rien les cellules qui lui sont confiées par la couche ATM (i.e. pas d'encapsulation ni d'ajout d'en-tête). Ainsi donc, les cellules ATM sont transportées bit à bit sans modification. On parlera alors de transport binaire.
  • Le système de transmission est le SDH (Synchronous Digital Hierarchy) : les données sont émises par flots d'octets. A noter que SDH est dérivé de SONET. Les mécanismes de timing et de synchronisation sont assurés par le SDH. Le seul inconvénient de cette solution est l'ajout d'une en-tête SDH : le nombre total d'octets transportés est par conséquent plus élevé.

Il est important de constater qu'ATM accepte les deux modes de fonctionnement (ATM doit toujours rester le plus générique possible !). Afin que le type de données remontées à la couche ATM soit invariant, il faut découper la couche physique en deux couches distinctes :

  • la couche PM (Physical Media) chargée du transport des bits sur le support physique,
  • la couche TC (Transmission Convergence) chargée de la préparation des bits selon le mode de foncitonnement de la couche PM (transport binaire ou SDH).

Le fonctionnement de ces deux couches est le suivant :

- Figure 8. Interfaçage des couches ATM, TC et PM -

Les deux paragraphes suivants vont nous permettre de comprendre le rôle exact de chacune de ces couches.

2.5.1. Le média physique

Il assure l'accès physique au réseau et le transport des bits sur ce dernier. Il existe deux débits normalisés actuellement :

  • accès à 155.520 Mb/s : il correspond à la norme STM-1 ou SONET OC-3,
  • accès à 622.080 Mb/s : il correspond à la norme STM-3 ou SONET OC-12.

2.5.2. La sous-couche de transmission

La couche TC reçoit les cellules ATM et les prépare suivant le format de transmission de la couche PM. Cette couche ajoute un identifiant aux cellules ATM pour gérer un flot continu de transfert. A la réception, la couche TC extrait cet identifiant, vérifie les cellules ATM et les retourne ensuite à la couche ATM elle-même.

Nous allons maintenant expliquer la technique de préparation des flots de données à transmettre à la couche PM. Nous parlerons ensuite des fonctions de découpage des cellules et de vérification des en-têtes.

Adaptation au format de transmission

Comme nous l'avons vu précédemment, la couche TC doit préparer les données pour qu'elles soient émises selon le fonctionnement de la couche PM. Deux cas se présentent :

  • Pour une transmission "binaire", une trame transmise correspond exactement à la cellule ATM confiée à la couche TC. Cette dernière se contente simplement d'émettre des cellules spécialement numérotées destinées au management des cellules ATM. Ces cellules de gestion ne sont pas vues de la couche ATM.
  • Pour une transmission SDH, la taille des données n'est pas un multiple de la taille des cellules ATM. Ainsi, l'indicateur de fin de cellule n'est jamais à une position fixe. Cette position est calculée à l'aide d'une fonction de découpage décrite ci-après. La couche TC ajoute de plus une en-tête lui permettant d'échanger des informations de contrôle avec les couches TC distantes.

Fonction de découpage des cellules - Vérification des en-têtes

La couche TC doit découper les données en fonction du type de transport employé par la couche PM afin de synchroniser les transferts. Pour ce faire, on utilise le champ HEC (Header Error Control) de l'en-tête ATM dès qu'émetteur et récepteur sont synchronisés. La figure 9 reprend l'alogrithme de synchronisation employé.

On considère que le récepteur est hors-service (on parle de "hunt-state" dans la terminologie anglo-saxonne). Le récepteur doit initialiser sa couche PM.

Il examine bit à bit les flux entrants et recherche un mot de 5 octets représentant un CRC qu'il juge correct. Il essaie en fait de s'aligner sur le débit de transfert de l'émetteur. Une fois qu'il est en phase avec l'émetteur, il considère que la communication est synchronisée et passe dans un état de pré-synchronisation (PRESYNC).

Il conserve cet état jusqu'à ce qu'il confirme m fois conséscutives la bonne interprétation des données reçues (il interprète donc m fois des CRC correctement). On considère que la vérification de ces codes est suffisante et que le récepteur peut passer dans l'état synchronisé (SYNC). S'il ne valide pas m fois consécutives les CRC, on considère qu'il y a désynchronisation et le récepteur reprend l'algorithme en .

On considère que la synchronisation est de nouveau perdue si le récepteur reçoit n CRC qu'il juge incorrects alors qu'il se trouve dans l'état SYNC. Il reprend donc l'algorithme de synchronisation en .

- Figure 9. Synchronisation des émetteur et récepteur -

Remarque : les valeurs m et n les plus courantes sont respectivement 6 et 7.

Dans le cas d'une transmission basée sur SDH, il est possible d'utiliser le champ POH (Path OverHead). Ce champ est transmis sur toute la liaison pour véhiculer l'ensemble des informations concernant les en-têtes. Par exemple, le pointeur H4 de ce champ est utilisé pour calculer l'offset entre lui-même et la fin de la cellule ATM courante.

Lorsque le récepteur est en mode SYNC, le champ HEC peut avoir une autre signification : il permet de corriger un bit erroné de l'en-tête. En effet, le champ SYNC peut prendre deux valeurs :

  • Val1 = CM (Correction Mode),
  • Val2 = DM (Detection Mode).

Si SYNC = Val1, le champ HEC permet de corriger une erreur détectée sur un bit de l'en-tête. Bien sûr, si l'en-tête comprend plusieurs erreurs, ce mécanisme n'est pas mis en œuvre. Si le champ HEC a permis de corriger la cellule, on dit que celle-ci est valide et le champ SYNC prend la valeur "Detection Mode". Dans le cas contraire, la cellule erronée est détruite.

2.6. Les services utilisant ATM

Pour bien resituer les différents services que nous allons décrire, la figure ci-dessous représente le positionnement d'ATM dans une architecture cible de réseau à haut débit.

- Figure 10. Une architecture cible de réseau à haut débit -

2.6.1. La couche d'adaptation ATM (AAL)

Nous allons présenter ici les principaux services d'AAL. Il n'existe pas aujourd'hui de liste exhaustive de ces services. On les répartit suivant quatre classes :

  • classe A : émulation de circuit,
  • classe B : service de transmission de données de longueur variable, synchronisation temporelle entre émetteur et récepteur,
  • classe C : transport de données en mode connecté,
  • classe D : transport de données en mode non-connecté.

Pour chaque classe de services, il existe un ensemble de protocoles définis par le CCITT. Chaque classe correspond à un point d'accès AAL que l'on nomme SAP (Service Access Point). Chaque SAP correspond à une classe de services. Le tableau ci-dessous présente les équivalences classe SAP.

Nom de la classe
SAP correspondant
classe A
SAP 1
classe B
SAP 2
classe C
SAP 3
classe D
SAP 4

- Tableau 1. Equivalence entre classes de services AAL et SAP -

D'autre part, la couche AAL est décomposée en deux sous-couches :

  • la couche SAR (Segmentation And Reassembly) chargée du formattage des données pour les intégrer dans les cellules ATM.
  • la couche CS (Convergence Sublayer) qui apporte des fonctions complémentaires telles le multiplexage des cellules, la détection des pertes de cellules... Cette couche est elle-même découpée en deux couches : la première est spécifique à chaque utilisateur et lui permet de définir un ensemble spécifique de services (cette couche n'est donc pas obligatoire). La deuxième concerne le fonctionnement générique de la couche CS (elle peut par conséquent être utilisée partout car elle ne présente pas de caractéristiques discriminantes).

Nous allons décrire à présent les quatre classes de services de la couche AAL en commençant par les services en mode non-connecté (classe D ou SAP 4).

2.6.2. Les services en mode non-connecté

Une couche de transport fonctionnant en mode non connecté contient dans ses paquets toutes les informations nécessaires à leur routage (mécanisme de la délivrance des paquets). Dans ce cas particulier, émetteur et réeacute;cepteur n'échangent pas de signaux (ce qui réduit le trafic).

La solution proposée par le CCITT pour ce type de couche est basé sur l'emploi d'une couche supplémentaire de commutation. On utilise des connexions ATM prédéfinies sur lesquelles les paquets de la couche transport sont véhiculées.

Remarque : Le CCITT n'emploie pas de cellules datagrammes étant donnée la petite taille des cellules ATM : insérer les adresses de destination dans chaque cellule devient impossible.

Décrivons la structure des cellules ATM dédiées au transport des paquets émis en mode non connecté. Tout d'abord, la couche AAL reçoit ses paquets (par appel du SAP N°4) et les transmet à la couche CS qui ajoute en fin d'en-tête de ses paquets toutes les données qui vont permettre la segmentation (puis le ré-assemblage) en cellules ATM.

- Figure 11. Description des champs CS-PDU -

Le champ CS-PDU est un numéro de séquence modulo 256 appelé drapeau de Début/Fin. Il est copié en tête et en fin de paquet. Il permet de détecter les pertes ou les insertions d'informations entre les données.

Le champ BA (Buffer Allocation) indique la taille approximative des données afin que le récepteur puisse alllouer la place mémoire nécessaire à leur stockage.

Le champ Length placé en fin de paquet contient la taille du CS-PDU. Il permet de simplifier la détection d'erreurs lors du ré-assemblage des paquets.

Le champ CPI indique - s'il existe - le protocole spécifique employé par la couche CS.

On remarque qu'un champ de bourrage est ajouté après les données AAL. Ce champ permet de constituer des paquets de taille multiple de quatre octets. De même, le champ AL est sans signification : grâce à ce bit, la fin du paquet est un multiple de 4 octets.

Une fois ces champs remplis par la couche CS, le paquet est modifié par la couche SAR qui le découpe en cellules ATM de taille fixe. Il ajoute de plus les champs permettant le ré-assemblage du paquet ainsi que des champs de contrôle. Le résultat de ce travail donne un segment. La figure ci-dessous présente les champs propres à la couche SAR :

- Figure 12. Découpage du SAR-PDU -

Le champ SN (Sequence Number) représente un numéro de séquence. Le champ ST (Segment Type) indique si le segment est émis seul ou s'il est le premier ou le dernier d'un ensemble de segments représentant un même flot de données. Le champ LI (Length Indication) indique la zone significative du segment dans le cas de cellules ATM non entièrement remplies. Le champ MID (Multiplex Identification) permet de reconnaître tous les segments appartenant au même paquet.

Les informations d'adressage de la destination peuvent être incluses dans l'en-tête ATM si l'on utilise une connexion par chemin virtuel. Dans ce cas, l'adresse est stockée dans le champ VCI. Dans le cas contraire, cette information est émise dans le premier segment ; les autres segments ne contiennent pas de valeur d'adressage.

Le travail de la couche AAL - dès réception des segments - est décomposée en plusieurs étapes :

  • La couche AAL surveille en permanence les connexions ATM dédiées au transport en mode non connecté.
  • Dès qu'un segment est reçu, s'il s'agit d'un segment indiquant un débit de transfert et que ce segment est seul, son champ d'adressage est vérifié. Si l'adresse est égale à celle de la machine, celle-ci initialise un paquet et y stocke le segment et son MID. Si le segment reçu est un morceau de paquet, on vérifie que son MID correspond à un paquet déjà initialisé. Si tel est le cas, on ajoute ce segment à la fin du paquet réservé à ce MID.

Quand la couche AAL détecte la fin de l'émission, elle retourne à la couche transport le paquet qu'elle aura entièrement rempli à partir de tous les segments reçus.

Problèmes d'implémentation

Le SAP 4 a besoin d'une couche complémentaire d'AAL afin d'assurer l'acheminement des segments. En effet, il doit par exemple être possible de router des cellules ATM par différents chemins alors que l'adresse de destination du paquet leur correspondant n'est contenu que dans le premier segment. Il est possbile d'assurer ce routage par deux techniques :

  • Connexion Broadcast

    LE SAP 4 peut utiliser une connexion virtuelle ATM partagée (VPC ou VCC) à l'aide d'un processus de partage de ressources ATM qu'il faut alors concevoir. La couceh AAL surveille toutes les connexions partagées et examine tous les segments. Lorsqu'un début de message ou un segment seul est trouvé, la couche AAL relit son adresse de destination. Si celle-ci égale l'adresse de la machine,elle initialise un paquet et y stocke le segment et son MID. Si l'adresse ne correspond pas, le segment est ignoré.

  • Les services en mode non connecté

    Par cette méthode, la connexion ATM prédéfinie accède à un serveur fonctionnant en mode non connecté (CLS = ConnectionLess Servers). Ce serveur route les paquets vers leur destination ou vers un autre CLS. Les serveurs représentent donc la couche supérieure de commutation nécessaire à AAL. L'algorithme de fonctionnement des serveurs est simple :

    • A la réception d'une cellule portant un drapeau de début de message, le serveur décide d'un plan de routage s'il est nécessaire de lancer une connexion extérieure. Tous les segments appartenant à ce message seront placés sur cette connexion
    • Le serveur vérifie également les valeurs des champs MID pour savoir si toutes les cellules reçues doivent être envoyées vers l'extérieure. Ce champ implique parfois des modifications. En effet, il n'est pas garantie que toutes les machines du réseau possèdent un MID spécifique. Le serveur doit donc parfois transposer le champ MID et enregistrer le résultat dans une table de swap mise à jour pour chaque message.
    • Les serveurs ne mémorisent pas dans leurs buffers l'ensemble des messages mais utilisent des pipelines pour stocker temporairement les cellules.

SMDS (Switched Multi-Megabit Data Service)

Il offre un service de transport de données en mode non connecté dont le fonctionnement égale le service SAP 4. Les principales caractéristiques du SMDS sont :

L'interface réseau de l'utilisateur (appelée SNI : Subscriber Network Interface) utilise un protocole SIP (Subscriber Interface Protocol) couvrant trois couches de services comparables aux couches PL, ATM et AAL comme le montre la figure ci-dessous.

- Figure 13. Représentation en couches du B-ISDN et du SMDS -

Le niveau 1 du SIP utilise une transmission DS-1 ou DS-3.

Le contrôle de flux à travers le SNI est basé sur le mécanisme du sceau percé d'ATM.

Au niveau 2 de SIP, le SMDS utilise une unique connexion ATM prédéfinie. IL n'y a pas de signalisation émise.

Le SNI est basé sur le protocole IEEE 802.6 MAC DQDB (Distributed Queue Dual Bus).

Pour la partie réseau du SNI, un système de commutation , le SSS (SMDS Switching System) a été développé. Il route les paquets de SSS en SSS jusqu'à atteindre la destination finale. Puisque le SSS doit transporter les trames, il ne peut pas reposer sur ATM et doit faire appel à un système de commutation de paquets haut débit. Si ATM est choisi, le SMDS sera alors une version du B-ISDN. Dans ce cas, un réseau supportant SMDS utilisera un media de type broadcast et des serveurs fonctionnant en mode non connecté, tous reliés à travers des switchs ATM. Le schéma complet d'un tel réseau est représenté par ce schéma :

- Figure 14. Modèle de réseau utilisant des SSS -

Le SMDS diffère des services B-ISDN par l'emploi d'un accès DQDB au niveau de l'interface utilisateur. De plus, le protocole SMDS diffère du modèle de référence du protocole B-ISDN. En effet, la fonction offerte occupe parfois une position différente dans le modèle en couches.

Pour résumer quant à la relation entre SMDS et ATM, deux points sont importants :

  • Pour accéder au réseau, le SMDS utilise une connexion broadcast présentant des similarités avec une connexion ATM.
  • En interne, le SMDS utilise un mode de transport par datagrammes ce mode étant supporté par les connexions ATM. De plus, la commutation des datagrammes est réalisée par une couche réseau constituée par des serveurs fonctionnant en mode non connecté.

2.6.3. Les services en mode connecté

Définition : un tel type de service correspond au SAP 3 (ou à la classe C) de la couche AAL. Pour employer un tel service, il faut d'abord établir une connexion point-à-point ou multi-points. La technique employée diffère d'une solution en mode non connecté par la méthode d'adressage. En effet, puisque l'on utilise une connexion, il n'est pas nécessaire d'inclure l'adresse de destination dans tous les segments CS-PDU. A l'inverse, un identificateur de multiplexage est nécessaire si plusieurs connexions ATM sont multiplexées sur le même support ATM.

Le CCITT a défini deux attibuts qualifiant les services de la classe C :

  • Transport sécurisé ou non : le transport sécurisé autorise le transport de codes d'erreur. De plus ce transport intègre le contrôle de flux.
  • Mode message/stream. Le mode stream n'accepte que des segments AAL-SDU de taille fixe et les envoie vers leur destination comme des SDU disctincts.

Détaillons les services rendus par chaque couche suivant le mode de transport choisi.

Premier mode de fonctionnement: à l'origine, ce mode a été développé pour des connexions dédiées à la signalisation. Dans le cas présent, la couche AAL transporte des trames (AAL-SDU) dans une ou plusieurs cellules. La taille de ces trames ne doit pas forcément être égale à celle des cellules. Au dessus de la couche AAL, la couche transport gère le contrôle de flux et de recouvrement d'erreur.

Deuxième mode de fonctionnement : Il fonctionne comme un service en mode non connecté. La couche AAL tolère toutes les fonctions du niveau HDLC existant mais ajoute une correction d'erreur et une fonction de multiplexage. A cette fin, la couche CS ajoute 8 octets en tête de chaque CS-SDU et la couche SAR en ajoute 4 de plus.

Troisième mode de fonctionnement : ce mode implique une bonne intégration à la couche transport. Cette dernière doit accéder directement à la couche AAL. L'AAL-SDU est inclus dans un unique segment et par conséquent une segmentation n'est pas nécessaire. Un champ adresse est utilisé pour le multiplexage des connexions ATM. Il est possible d'employer la méthode de fenêtre de validation pour éviter la perte de cellules. Six octets sont ainsi nécessaires pour chaque AAL-SDU :

  • 1 octet est dédié au multiplexage,
  • 2 octets constituent le numéro de séquence,
  • 2 octets sont utilisés pour la détection d'erreur,
  • 1 octet indique la longueur des données.

D'autre part, puisque les trames AAL-SDU sont de taille fixe, il n'est pas nécessaire d'indiquer si une trame n'est pas entièrement remplie. La couche SAR ne sert pas dans ce scénario.

Fonctions des couches CS et SAR

Etant donnés les différents modes de fonctionnement du SAP 3, les couches CS et SAR doivent être fonctionnellement riches. C'est pourquoi l'objectif du CCITT a été de fournir un noyau de base assurant le minimum de fonctionnalités. Il s'agit de ce que l'on appelle AAL-L ou AAL-Low. Pour le premier mode, l'AAL-L assure le transport des trames et s'appuie pour cela sur les champs ST (Segment Type) et LI (Length Indication).

Pour les modes de fonctionnement 2 et 3, AAL-L offre un service HDLC complet. Aucun drapeau spécifique n'est utilisé et la livraison des trames est gérée à l'aide des champs ST et LI ainsi qu'à l'aide de fonctions de la couche ATM.

Le format des données CS pour le mode connecté n'est pas encore défini. Les données SAR sont quant à elles similaires aux données SAR en mode non connecté.

Le Frame Relay et le service AAL

Le Frame Relay propose deux services : le contrôle de connexion et les liens de niveau 2.

Le contrôle de connexion supervise les connexions sur lesquelles les données circulent. Il utilise le protocole de signalisation ISDN et est bien similaire au contrôle de connexion d'ATM.

Les liens de niveau 2 : lorsqu'une connexion est établie, les équipements terminaux communiquent à l'aide d'un protocole HDLC tel LAP-E (il s'agit de la connectivité de niveau 2). LAP-E est en fait une extension du LAP-D (compatible LLC). Le réseau route les trames, assure la détection des erreurs et ignore les trames erronées. Il n'y a pas de mécanisme de recouvrement d'erreur ni de contrôle de flux. Toutefois, LAB-E comprend dans son en-tête un champ lui permettant de signaler un engorgement d'un point du réseau.

Il est possible à ATM d'offrir à l'utilisateur final un service réseau égal à celui du Frame Relay. Plusieurs cas doivent être envisagés :

  • Utilisation du Frame Relay sur ATM : dans ce cas, on emploie "tout naturellement" la couche AAL pour s'interfacer entre les deux entités. Le réseau ATM et son SAP offrent uniquement des chemins pour le service Frame Relay. Les serveurs Frame Relay doivent bien sûr se trouver sur le réseau afin d'assurer les fonctions de base du Frame Relay. Sur chaque terminal et chaque serveur, il faut offrir la fonction de segmentation et de ré-assemblage car la taille des trames Frame Relay varie entre 0 et 1600 octets. Le multiplexage d'AAL n'est pas nécessaire car on utilise les connexions ATM prédéfinies pour accéder aux serveurs Frame Relay. Enfin, à travers le réseau, ces serveurs se basent sur des tables de routage initialisées à l'établissement du service.
  • Utilisation du Cell Relay : pour ce deuxième cas de figure, le relai de trames est directement assuré par la couche AAL. Les fonctions essentielles du Frame Relay sont incluses dans la couche ATM. Il est possible d'instaurer le multiplexage des trames si on le souhaite.

Pour conclure, pour des services fonctionnant en mode connecté, la couche AAL peut être utilisée

  • soit pour supporter un réseau Frame Relay,
  • soit pour assurer un service du type HDLC.

Le service Frame Relay a en effet la possibilité de s'intégrer dans un réseau ATM sans adjonction de structures ou de services spécifiques. C'est l'un des atouts majeurs de la technologie ATM.

2.6.4. L'émulation de circuits

La couche AAL reçoit et envoie des flots de bits au SAP 1. Le flot de bits peut avoir un débit quelconque (jusqu'à 10 Mb/s). La couche AAL doit rendre invisible les effets de l'encapsulation dans des cellules ATM (i.e. les pertes de cellules et les fluctuations du temps de transfert).

Afin de détecter la perte des cellules, la couche AAL ajoute un numéro de séquence dans ses en-têtes. Une fois détectées, les pertes de cellules peuvent être corrigées par l'émission de cellules de correction. Une autre solution consiste à intercaler des cellules sans signification entre les cellules de données pour étaler dans le temps l'émission de ces dernières et ainsi réduire la probabilité de pertes des données utiles.

Les variations du temps de transfert sont atténuées à l'aide de buffers. A l'initialisation de la connexion, les premières cellules sont stockées dans ces buffers jusqu'à atteindre un seuil de remplissage donné. En connaissant les variations du temps de transmission entre deux points donnés, la couche AAL envoie un flux régulier de données. Elle s'aide pour cela de cellules sans signification qu'elle intercale entre les cellules de données utiles.

La couche AAL doit également gérer la segmentation et le ré-assemblage des données. Le temps nécessaire à ces deux opérations et à la régulation du trafic est de 10 ms pour une connexion à 64 Kb/s, la segmentation en cellules prenant à elle seule 5,75 ms.

La couche AAL assure la synchronisation entre les deux équipements terminaux d'une connexion. En principe, émetteur et récepteur peuvent employer leur propre horloge si leur fréquence est identique. Le léger décalage entre les deux valeurs d'horloge sera caché par le mécanisme de régulation du trafic. Toutefois, pour obtenir une meilleure précision, ATM permet au récepteur de se baser sur l'horloge de l'émetteur pour transmettre un signal. Plusieurs méthodes existent :

  • Les émetteur et récepteur sont synchronisés par la transmission sur le réseau : les deux équipements relisent leur horloge interne et se basent sur celle-ci pour émettre et recevoir.
  • ATM fournit des cellules de synchronisation d'horloge (CL : Clocking Cells). On s'occupe de synchroniser précisement l'horloge du récepteur en fonction de l'arrivée des cellules dans le buffer de régulation de trafic. Si le buffer se remplit trop rapidement, on augmente alors la fréquence de l'horloge du récepteur. En parallèle de cette régulation, on émet régulièrement des cellules de synchronisation contenant les valeurs d'horloge de l'émetteur. Le récepteur se "cale" sur les valeurs qu'il relit.

Utilisation du SFET (Synchronous Frequency Encoding). Cette technique utilise l'horloge du réseau pour établir précisement la valeur de l'horloge du récepteur en fonction de celle de l'émetteur (il est question en effet d'une synchronisation relative entre émetteur et récepteur). La technique SFET est simple : à partir de l'émetteur, l'horloge réseau est codée dans un signal basse fréquence appelé FES (Frequency Encoding Signal). Le récepteur reçoit ce signal et relit donc la valeur de l'horloge envoyée. Il compare cette valeur à la valeur de l'horloge réseau qu'il récupère également. La différence entre les deux valeurs lui permet d'ajuster sa propre valeur d'horloge.

2.6.5. Les services à débit non constant

Ces services sont indispensables pour transmettre des données temps réel comme la voie et les signaux vidéo. Il existe deux possibilités pour transmettre des flux variables de données :

  • soit on mémorise dans un buffer ces données pour en réguler ensuite l'émission,
  • soit on utilise une connexion ATM à débit variable. La notion de priorité d'émission des cellules ATM permet d'organiser l'émission de débits variables de données et leur trafic peut être régulé en "jouant" sur les valeurs de priorité qui leur sont assignées.

2.6.6. Les services multimédia

Bien qu'il n'existe pas de recommandation CCITT dans ce domaine, la couche ATM offre une ou plusieurs connexions pour le transport multi-media. Deux techniques sont possibles :

  • les données sont sérialisées et transportées sur une seule connexion à circuit virtuel.
  • plusieurs connexions sont employées en parallèle mais un algorithme de synchronisation entre les différentes connexions doit être spécifiquement développé.

2.7. Le débat autour d'ATM

La conception d'ATM est issue de deux technologies plus anciennes. La première - implémentée dans certains multiplexeurs - alloue dynamiquement les bits à l'intérieur de trame DS-1. La deuxième technologie est la commutation de paquets notamment mise en œuvre sur les réseaux locaux. Certains réseaux expérimentaux ont utilisés des paquets uniques de taille variable pour transporter en une seule fois les données mais ont finalement adopté un transfert par paquets de taille fixe comme ATM le fait.

La technologie ATM a retenue cette méthode pour sa flexibilité et parce qu'employer des paquets de taille fixe améliore les performances des matériels réseaux du marché. De nos jours, la plus petite cellule ATM comprend 5 mots (i.e. 40 octets) et la plus grande 48 mots. Les cellules de petite taille réduisent les temps de transmission pour des services comme le transport de la voix tandis que les cellules de plus grande taille réduisent les pertes de temps occasionnés par de trop grands overheads. Les conséquences relatives au choix de la taille des cellules mettent en exhergue certains problèmes dont nous allons présenter les plus impliquants.

2.7.1. La couche physique et l'émulation de circuits

Bien que les cellules ATM puissent être transportées par n'importe quel support physique de transmission, on utilise le plus souvent SDH dans le monde entier. Cependant, selon les recommandations du CCITT, le multiplexage au niveau de l'UNI - l'interface réseau de l'utilisateur - n'est proposé qu'au niveau de la couche ATM. Or, des réseaux intelligents et souples d'emploi peuvent reposer sur des connexions par chemin virtuel (des VPC). Une couche de transport d'un tel réseau a par voix de fait deux possibilités :

  • La couche VP d'ATM commute les données jusqu'à des vitesses acceptables au niveau de l'UNI. On ne dépasse en général pas un débit de 140 Mb/s.
  • La couche SDH est utilisée pour commuter ces données à haut débit pour les besoins internes de l'opérateur public de réseau (les vitesses possibles atteignent alors le Gigabit par seconde).

Bien qu'ATM soit fortement promu par les sociétés spécialisées dans les télécoms, il peut être employé sur un réseau privé pour optimiser l'utilisation de la bande passante de ce réseau. Il suffit pour cela d'installer des VPC sur ce réseau privé.

Choisir ces solutions implique d'autres problèmes étant données les différences entre la définition du B-ISDN du CCITT et les implémentations de SDH et de ses solutions hybrides. Les inconvénients sont nombreux :

  • SDH offre de nombreuses fonctions de maintenance qui ne sont pas adaptées à l'interface réseau de l'utilisateur. C'est pourquoi les opérateurs considèrent qu'il existe deux systèmes de transmission différents : l'un est basé sur le VP d'ATM et l'autre sur SDH. L'interconnexion entre ces deux types de réseau ajoute un niveau de complexité supplémentaire pour la maintenance.
  • L'accumulation d'overheads réduit la bande passante disponible. Avec un débit de 155.52 Mb/s, l'UNI et le SDH offrent une bande de 149,8 Mb/s et le taux maximal effectif de transmission est de 132,4 Mb/s.
  • L'utilisation des interfaces ATM interdit l'usage d'accès hybrides. Ceux-ci seront composés de plusieurs circuits l'un d'eux assurant le support ATM.
  • L'interface SDH peut être employée sur des réseaux privés selon une technologie spécifique à ce réseau (et non obligatoirement ATM). Il peut s'agir d'une technique de transport de paquets de taille variable ou d'une transmission de trames spécifique à des multiplexeurs privés.

Les avantages sont par contre au nombre de trois :

  • L'utilisation de connexion par chemin virtuel permet une gestion plus souple de la bande passante par rapport à une solution autour de SDH. Cela permet aux opérateurs d'offrir une plus grande bande passante à ses clients.
  • Le fait d'offrir une interface unique est préférable pour l'utilisateur final. En effet, des réseaux hétérogènes construits sur des connexions par chemin virtuel peuvent ainsi être basés sur une unique technologie.
  • L'évolution vers l'interconnexion d'autres réseaux passe par la même interface, ce qui réduit les coûts d'adaptation.

2.7.2. Les services de données

Services en mode non connecté

Le service de transport en mode non connecté n'est pas réellement offert par ATM. Cela nécessite la présence d'une couche réseau constituée de serveurs fonctionnant en mode non connecté. A l'opposé, les réseaux à commutation de paquets de taille variable offrent en natif ce mode de commutation.

Le transport de datagrammes sur des connexions ATM oblige à segmenter et à ré-assembler ces datagrammes. Or, la segmentation ajoute un overhead supplémentaire auxquels viennent s'ajouter des bits de bourrage afin d'obtenir des cellules ATM de taille fixe. ATM engendre donc un overhead supplémentaire de 22% supérieur à celui d'un système de transport de trames de taille variable. Toutefois, la segmentation permet une meilleure exploitation des buffers.

Un autre inconvénient relatif à la segmentation et au ré-assemblage concerne l'IWU (InterWorking Units) interfaçant les services ATM avec un réseau local. L'IWU mémorise les cellules ATM entrantes jusqu'à obtenir la trame complète. En même temps, d'autres cellules relatives à d'autres trames doivent être stockées. Il faut de plus gérer les trames incomplètes par perte de cellules ATM. L'ensemble de ces opérations doit être assuré à haut débit. C'est pourquoi certains réseaux locaux n'utilisent pas la segmentation afin de ne pas engorger le réseau.

Le problème se pose également pour les serveurs accédant directement à ATM. Le pourcentage de cellules perdues par un réseau offrant un service de transport dépend à la fois de la couche ATM et du serveur l'utilisant. Dans un réseau ATM pur, le taux de perte de cellules est de 10-8 c'est-à-dire qu'il est de 0,3.10-6 pour des trames de 1200 octets. Sachant qu'il est de 10-4 dans le cas d'un SMDS, les résultats tendent à prouver que les pertes de cellules sont essentiellement causées par les serveurs.

Services en mode connecté

Les services en mode connecté sont plus facilement assimilables au Frame Relay sans occasionner d'overlay de commutation. Toutefois, les buffers ATM ne sont pas prévus pour gérer un trafic si important alors que d'autres services nécessitent de tels buffers pour respecter des contraintes de retard. Il est possible - pour concilier le tout - de donner une priorité moindre aux cellules devant respecter ces retards et d'offrir de plus grands buffers en entrée des matrices de commutation. Cette solution est une partie intégrante des mécanismes d'ATM ; son inconvénient majeur est qu'elle alourdit la gestion de la bande passante du réseau.

Pour un service mode connecté, la segmentation et le ré-assemblage ne sont pas nécessaires pour des machines accédant directement au service ATM. La définition des fonctions AAL devra être précise pour éviter les duplications de fonctions ou des différences dans des fonctions de résolution d'adressage et de contrôle.

Pour conclure, nous dirons que l'emploi d'ATM pour des services en mode non connecté est complexe et coûteuse en terme de performances. Cela est moins flagrant pour des services en mode connecté qui de plus peuvent utiliser ATM en natif et offrir de très bonnes performances.

2.7.3. Les services temps réels

Pour le transport d'images animées, une nouvelle procédure de synchronisation est nécessaire avec des connexions ATM et les développements s'avèrent plus importants en comparaison avec une implémentaiton sur des circuits.

Dans le cas d'un service téléphonique, la mise en paquets et le ré-assemblage ajoutent 6 ms au temps total de propagation entre deux points. Pour de longues distances, ce délai peut atteindre 30 ms et donc déclancher un phénomène d'écho. Il est possible d'atténuer ce phénomène en employant des cellules ATM de petite taille, malheureusement on augmente alors le pourcentage d'overhead.

Cependant, ATM est avantageux pour un service temps réel car il propose une grande souplesse dans le choix des quantités de données émises. Il serait difficile de définir une structure canalisée au niveau de l'UNI car le choix d'un débit de transport fixe pour un service temps réel est difficile. Par exemple, le choix d'un canal 64 Kb/s pour la bande passante au niveau de l'UNI n'est pas pertinent lorsque l'on remarque que la voix peut être transportée à 32 Kb/s.

Ce problème est délicat dans le cadre de services multimedia futurs qui présenteront des débits de transmission variables et des flux de données complexes. La souplesse d'ATM est également importante pour s'adapter aux méthodes de commutation et de multiplexage.

2.7.4. Le contrôle du trafic

Nous ne sommes techniquement pas certains de l'efficacité de la méthode du sceau percé pour assurer le contrôle de trafic. Le contrôle de flux doit être optimal pour minimiser deux risques :

  • Des cellules peuvent être détruites même si le taux de trafic spécifié dans le contrat du client est respecté. Ce problème peut se produire si la machine de surveillance du réseau est éloignée de la source d'émission. Entre le point de contrôle et la machine émettrice, les cellules arrivent avec des temps de retard variables qui provoquent leur rejet.
  • A l'inverse, des cellules ATM peuvent être acceptées alors que les clauses du contrat ont été violées. Cela est dû à la marge de manœuvre tolérée par les opérateurs.

Bien que ces deux risques aient été estimés initialement, il a été prouvé qu'une protection contre le premier risque impliquait la mise en œuvre de telles marges de tolérance que le système n'était plus capable de minimiser le deuxième risque. Plusieurs alternatives ont été proposées la première consistant à employer une méthode de contrôle du trafic plus sophistiquée. Une autre consiste à modifier le fonctionnement d'ATM : au lieu d'éliminer les mauvaises cellules, on les "tague". Cela permet de minimiser la grandeur des marges de tolérance (et donc de réduire le deuxième risque) puisque toutes les cellules sont transmises. Beaucoup de solutions sont actuellement à l'étude pour confirmer l'attrait de cette technique.

Ces problèmes liés au contrôle de trafic soulèvent de nouveau une question : faut-il définitivement abandonner l'utilisation d'une fenêtre glissante d'acquittement avec ATM ? Le contrôle des connexions à débit variable et des services temps réel pourrait encore soulever d'autres problèmes.

Un autre problème propre au contrôle de trafic est la gestion du trafic correlé. On parle de trafic correlé lorsque plusieurs connexions à débit variable partageant un même lien physique provoquent des pics de trafic liés les uns aux autres. Plusieurs scénarios sont possibles :

  • Une connexion est divisée en plusieurs connexions de bande passante réduite (et ce à l'initiative de l'utilisateur).
  • Un service multimedia est transporté sur plusieurs connexions.
  • Lorqu'un lien supporte plusieurs connexions à débit variable qui sont dépendants, sa capacité de transmission est amoindrie. Ce problème se pose uniquement si le choix de la bande passante a été basée sur les pics de trafic et si les débits assurés par les connexions dépendent beaucoup du débit du lien.

Les commutateurs

La commutation de paquets est la solution que les commutateurs haut débit adoptent car ils doivent répondre à deux exigences :

  • Capacité de commuter des données à des débits différents : le marché du multiplexeur est basé sur la capacité de multiplexage et de commutation à différents débits (et notamment à 64 Kb/s). L'introduction sur le marché d'ISDN moyenne bande et d'accès primaires à faible prix accentue ce besoin. Les nouveaux services multimedia accélèreront d'autant cette tendance.
  • Intégration de paquets et commutation de circuits : bien que l'intégration ne soit pas indispensable, c'est un besoin stratégique qui réduit les coûts de développement sur les équipements des distributeurs ainsi que les coûts de maintenance des opérateurs. L'évolution des commutateurs intégrés est représentée par la figure ci-dessous.

- Figure 15. Evolution de l'architecture des commutateurs -

Une matrice de commutation fonctionnant en mode paquet et en mode circuit peut être employée dans des commutateurs, des multiplexeurs, des PBX et des centraux de commutation.

Ces deux besoins peuvent être pris en charge par la commutation de paquets (PS : Packet Switching). De plus, la commutation de paquets de taille fixe est bien adaptée aux hauts débits.

Le problème ici ne consiste pas à savoir si les commutateurs ATM sont les mieux adaptés mais si ATM pourra se développer autour du marché des commutateurs ou s'il sera limité par les offres constructeur. Les constructeurs maîtrisent en effet la technologie leur permettant de fabriquer des commutateurs ATM capables de fonctionner à 106 Mb/s. Le marché va-t-il s'ouvrir ?

2.8. Conclusion

ATM est à la base du prochain B-ISDN. Nous avons montré qu'ATM permettait de supporter tous les services actuels : téléphonie, multimedia, données diverses... Les points clés à retenir sont les suivants.

  • L'émulation de circuit tire tous les avantages de la flexibilité de définition des débits de transfert. Les réseaux fonctionnant à débit variable peuvent être conçus à l'aide de connexions à chemin virtuel.
  • Le SMDS offre un service en mode non connecté au dessur d'ATM. Au niveau de l'interface réseau de l'utilisateur, on emploie une connexion ATM prédéfinie. Au niveau du réseau en lui-même, un service de transport en mode datagramme est utilisé. SMDS peut être ou non implémenté au dessus d'ATM puisqu'il n'utilise qu'une couche réseau composée de serveurs fonctionnant en mode non connecté.
  • Les services en mode connecté requièrent une bonne signalétique et une interface avec les protocoles des couches connexes bien spécifique. Ces services peuvent offrir des connexions similaires au Frame Relay.
  • Les connexions à débit variable peuvent supporter des services multimedia et tirer profit de la technologie ATM.
  • De nos jours, la taille des cellules ATM et la structure des switchs est figée. Par contre, rien n'est encore entériner en ce qui concerne les réseaux ATM. Les protocoles de signalisation et les interfaces entre couches ne sont pas entièrement définis.
  • ATM est une technologie universelle avec tous ses avantages et ses inconvénients. Pour ce qui est des inconvénients, l'interface avec tous les services ajoute des overheads et entraîne une certaine complexité d'implémentation. L'avantage d'ATM est par contre d'être universel et de correspondre à un standard.

3. Les produits

3.1. Réunion AFUU-Réseaux

3.1.1. Présentation de Joel Fessard (NEWTEK) représentant la société TRANSWITCH

NEWTEK représentant de composants. Clients : fabricant de télécom.

Pas de relation directe avec les utilisateurs.

TRANSWITCH : société spécialisée dans les télécoms SDH, PDH.

Depuis 1 an ½, diffusion de produits pour ATM.

Fabrication d'une cellule ATM : un message est segmenté en fonction du service demandé. Un composant TRANSWITCH réalise cette opération.

Produits

SARA-R, SARA-S permettent le Reassemblage et la Segmentation. Ils existent depuis 1 an.

CDB D effectue un alignement de cellules. Les cellules sont insérées dans un flux de données AL3 5 et 5

COBRA Gère les couches AAL1 (pour la Vidéo)

AHT Effectue des translations d'adresse. Disponible début 95

ALI-25

CellBus Technology

CUBIT Interfaçage avec le bus 155 Mbit/s. Disponible début 95.

SARA : produit permettant de travailler jusqu'à 155 Mbit/s, ciblé pour les applications Pont/Routeur, serveur, station Multimédia

Aujourd'hui, il n'existe pas de liaison publique ATM, on utilise SDH en remplacement.

3.1.2. Présentation de Eric Leblanc (XIPLEX)

Constructeur informatique américain.

Enjeux : souplesse et performance.

Technologies haut débit

Sondage utilisateurs : sur la question de l'évolution, 49% répondent que la technologie est immature.

Les constructeurs ont investi 375 Millions de dollars dans ATM.

Les investissements sont dans les HUB, les routeurs, et en informatique.

Evolution du marché : Le milliard de dollars dans quelques années (d'après des sources différentes - américaines et IDC).

Concurrents :

  • FDDI sur fibre optique ou TPDDI sur paire torsadée.
    D'après l'intervenant, les coûts sont plus élevés.
    Voix et données impossibles sur FDDI en synchrone.
  • Ethernet commuté.
    Pontage à trèshaute vitesse.
    Bande passante dédiée, investissement peu élevé (on conserve le câble, les cartes réseau, les équipements d'interconnexion).

10 Mbit/s, est-ce suffisant ? Oui à 95% aujourd'hui.

Principes :

  • Cut'through (KALPANA), Store and forward (pour les autres).
  • Les réseaux commutés hauts-débits tels que Ethernet commuté permettent de passer, plus tard, à ATM.

Scénario de déploiement de l'ATM :

  • 1995-1998 : Backbones LAN, serveurs centralisés
  • 1997-2001 : ATM WAN
  • 2005  : Réseaux locaux

3.1.3. Présentation de Olivier Cognet, consultant CISCO

OCognet@cisco.com
33 1 69 18 61 783

Présentation technique

Son discours porte sur une étude des améliorations que peut apporter ATM au niveau local. Aujourd'hui, pour des applications particulières (par exemple la vidéo), on utilise FDDI. Avec ATM, on peut apporter des améliorations au cœur du réseau. Tous les routeurs du backbone sont interconnectés par un nuage ATM (un concentrateur ATM). Cela permet d'allouer plus de bande passante par utilisateur.

Que propose CISCO ?

Solutions d'accès au réseau ATM :

  • HSSI : interface série rapide jusqu'à 51 Mbit/s. Une carte respectant cette norme a été développée.
  • Le projet pilote européen ATM a été inauguré le 1er juillet 1994.
  • Une carte ATM 155Mbit/s, s'insère dans un routeur multi-protocoles,
  • AAL 3/4 ou AAL 5 avec une carte fille pour accèder au réseau :
    • SONET/SDH
    • 4B/5B fibre locale
    • 8B/10B fibre locale
    • E3
    • Paire torsadée

Comment interagit le réseau ATM avec les réseaux IP ?

Aujourd'hui, on alloue des circuits entre chaque réseau. Bientôt disponible : l'inverse-ARP (le routeur interrogera les machines connectées et leurs protocoles). La découverte du réseau sera automatique.

Interconnexion des réseaux différents :

ATM/Frame Relay, ATM/X25 : les routeurs savent les gérer. CISCO propose des routeurs ATM, des switchs ATM et ne veut pas développer de matrices ATM, mais achète les matrices de commutation ATM et les intègre dans ses routeurs. Deux partenariats pour les matrices ont été signés avec NEC et AT&T.

Fin de l'été 94, sortie d'un commutateur ATM privé basé sur un hardware NEC, 16 ports 2.4 Gbit/s non- bloquant, supportant AAL1-5, SDH, TAXI et E3/DS3 PVC et SVC et gestion de réseau CISCO.

3.1.4. Présentation de NEWBRIDGE

Lionel Hovsepian, 46 93 06 00 Poste 06 01
François Gagné 46 93 06 00 Poste 06 02

NEWBRIDGE, constructeur d'interconnexion de réseaux locaux au sein d'un LAN ou d'un WAN. Les seules personnes à avoir mis en place l'ATM aujourd'hui, ce sont les opérateurs.

NEWBRIDGE offre des machines d'interconnection Ethernet, TR, FDDI, Vidéo haute qualité, émulation de circuit, en allouant la bande nécessaire. Par exemple, il offre une interconnexion Ethernet à 10 Mbits/s. Autres accès : T3/E3, OC3/STM1.

Il y a beaucoup de travail à faire dans ATM, mais tous les opérateurs vont s'y attacher, car l'une de leur première priorité est le QOS.

Une solution pour empêcher les congestions est de rajouter des buffers. Cette solution n'est pas viable à long terme.

Les opérateurs avec lesquels NEWBRIDGE travaille aujourd'hui sont BCTEL, PACIFIC BELL, NEW-YORK TEL, US WEST, SWISS PTT,FINLAND PTT...

N.B. : le rapport entre le prix d'une LS aux USA et une en France est de 10, voir plus.

NEWBRIDGE s'attaque surtout au marché du WAN. NEWBRIDGE vend beaucoup d'équipements ATM aujourd'hui. Pour eux, le parc installé ou commandé est tel qu'il est obligatoire de résoudre les problèmes rencontrés aujourd'hui sur ATM.

N.B. : la signalisation en cours est le Q.2931. Elle est utilisée par NEWBRIDGE.

VIVID (Video Voice Image Data)

C'est une architecture moins chère et plus performante que le collapsed backbone. Il a pour but de gérer le routage des PC et leurs déplacements. On peut définir des groupes d'utilisateurs qui permettent de créer une architecture logique différente de l'architecture physique.

NEWBRIDGE est actionnaire de ACC depuis deux ans et possède 49% du capital depuis peu.

Les prix :
ATM Workgroup Switch 12 Ports 84 900 F HT
VIVID ENET YLW 69 900 F HT
VIVID SBUS NIC OC-3C 13 900 F HT
VIVID System Manager 35 500 F HT + 1 750 F HT par port.

RIDGE (pour Routeur-Bridge).

On peut définir des groupes au sein d'un subnet. Comme tous les utilisateurs (stations) sont connectés au Ridge sur des ports différents, on peut autoriser ou non un utilisateur connecté à un Ridge de ne pas dialoguer avec un autre utilisateur du même Ridge.

Comment cela fonctionne-t-il ?

Un route-server gère l'acceptation des connexions.

Le filtrage utilisé par la définition des groupes n'altère-t-il pas le débit ?

Ici, on filtre le subnet grâce aux groupes au niveau d'Ethernet, donc à 10 Mbit/s et non au débit de 155 Mbit/s.

Un PC peut être déplacé. Sa reconnexion sur un autre subnet n'entraîne aucune reconfiguration. On peut changer l'adresse du routeur.

La qualité de service est définie en fonction du service demandé et peut-être (à voir) pour une adresse source et destination. On peut définir le QOS et la bande passante en fonction des subnets source et destination.

Annonces et disponibilités

3.2.1. 3Com

Lance lors du salon Interop 1993 [11] la gamme de produits ATM Fore Runner de la société Fore Systems avec laquelle il vient de signer un accord de commercialisation. Pour le second trimestre de l'année 1994, 3Com prévoit l'intégration dans son concentrateur de réseaux locaux LinkBuilder MSH un module spécifique CellBuilder qui assurera la conversion en cellules ATM des trames Ethernet et Token-Ring.

Cette société a signé [1] dans le cadre de sa stratégie "Routed ATM" un accord de partenariat avec Fore Systems, le pionnier en matière de commutateurs ATM, pour commercialiser la gamme Fore Runner. Parallèlement, les deux constructeurs vont effectuer des tests d'interopérabilité entre leurs équipements : routeur Netbuilder et hub Linkbuilder d'un côté, commutateur ATM de l'autre.

3.2.2. Alcatel

Le groupe a annoncé en septembre 1993 [1] ses premiers produits ATM. Il a annoncé à Interop San-Francisco [1] [16] son produit HSS 1100 (High Speed Switch) construit par Alcatel Data Networks, sa filliale commune avec Sprint. Il s'agit d'une plate-forme, pouvant être utilisée comme noeud de réseaux privés ou comme équipement d'accès à faible trafic pour le réseau public. Fondé sur une achitecture de type Banyan (bus parallèles - cf Glossaire), elle possède une bande passante allant jusqu'à 10 Gbit/s et traite les technologies ATM, SMDS,relais de trames, HDLC et SDLC. Une première version à 1,2 Gbit/s possède une trentaine de portes. Les premières unités conformes aux spécifications européennes devraient être disponibles en octobre 1993, celles qui sont destinées au marché américain au début de l'année 1994. Sprint les a testées sur son propre réseau.

3.2.3. Alcatel CIT

A présenté pour Interop 93 Paris [1] les premiers produits de la série 100 AX dans leur version industrielle.

3.2.4.Alcatel Data Networks

lance sur le marché [7] le commutateur ATM HSS utilisant une matrice de commutation d'une capacité de 10 Gbps (16 fois 622 Mbps). Il intègre les services de chemins virtuels et la commutation de canaux virtuels. Il comprend 29 ports et des interfaces pour fibre monocouche (à 34 ou 155 Mbps) et multicouches (à 100 Mbps). Il offre également des interfaces relais de trames ou HDLC/SDLC. Alcatel prévoit d'inclure dans ce commutateur des interfaces pour des connexions en mode numérique temporel ou des interfaces ATM sur liaisons 2 Mbps.

3.2.5. Ascom

a annoncé pour la fin 1994 [1] une plate-forme multi-fonctions.

propose [6] la gamme de commutateurs concentrateurs multiprotocoles - Synchrony - dont les protocoles WAN reconnus sont LAPB, HDLC, PPP, Relais de trames, SMDS, ATM et NUMERIS S0. Ils sont administrables via SNMP et est déjà intégré à HP OpenView grâce à au logiciel Enterprise Vision.

3.2.6. Canon

étudie actuellement [7] la technologie ATM et examine l'établissement du spectre et de la norme de compression d'images JPEG ainsi que la mise en place de services multimedia sur ATM. Le but de cette recherche est d'aboutir à la conception d'un réseau sans fil dont la bande de fréquence est située autour de 2,4 GHz et dont le débit utile est de 2 Mbps. La portée maximale sera de l'ordre de 30 mètres.

3.2.7. Chipcom

lance le commutateur ATM 8260 [19] co-développé avec IBM. Il sera vendu équipé d'une carte ATM destinée au frontal de communication 3745. Ce commutateur se présente comme une évolution du 8250 auquel on a ajouté des fonctions de commutation et d'ouverture vers l'ATM. Il apparaît de plus comme un concentrateur de référence puisqu'il est équipé de quatre alimentations redondantes de 200 Watts ainsi qu'une connectique sécurisé. La carte de fond de panier est capables de gérer à la fois des cellules et des paquets. Elle accepte bien sûr les anciens modules du 8250. Son prix devrait avoisiner 60000 F.

annonce [31] un ensemble de produits pouvant s'intégrer dans son système de commutation Oncore. Ce commutateur puissant est constitué s'un seul processeur d'une capacité de commutation supérieure à 8 Gbps. Il intègre de plus un "control point" qui offre l'ensemble des services de contrôle et d'administration. Il supporte de plus SNMP et la MIB2. Chipcom lance également des modules UNI à 155 Mbps, 100 Mbps et 25 Mbps. L'ensemble de cette offre sera disponible à la fin de l'année 1994.

3.2.8. Cisco

développe (pour octobre 1993) des techniques de commutation rapide autour d'un routeur de haut de gamme en châssis Cisco 7000. Egalement, une carte d'interface ATM était en test en octobre 1993. La date de commercialisation n'était pas fixée en octobre 1993 [1].

présente lors du salon Interop 1993 [11] son prototype de carte d'interface ATM s'enfichant directement dans ses routeurs multiprotocoles haut de gamme de la série 7000. La carte assure la segmentation et le ré-assemblage des données issues des réseaux locaux en cellules ATM. Elle utilise pour ce faire des circuits développés par NET et des processeurs RISC. Elle peut fonctionner avec des cartes filles gérant l'interface physique TAXI sur fibre multimodes ou l'interface Sonet/SDH sur monomode. Ce produit doit être mis sur le marché durant le premier semestre de l'année 1994. Cisco a également annoncé que ce routeur supporterait l'interface DXI (Data eXchange Interface) décrivant le mode de communication entre un routeur et un équipement de réseau ATM assurant le point d'entrée dans un réseau étendu.

annonce la mise en vente de son switch ATM, l'Hyperswitch A100. Il permet de fusionner les réseaux actuels à base de routeurs avec la technologie ATM. L'Hyperswitch A100 supporte le protocole P-NNI (Private - Network - Node Interface). Il fonctionne à l'aide d'une matrice crossbar dont le débit est de 2,4 Gbps. Il peut gérer 16 interfaces TAXI à 100 Mbps ou Sonet/SDH à 155 Mbps sur fibre optique multimode. A terme, ce commutateur acceptera les fibres monomode et les paires torsadées non blindées. Une carte TAXI vaut 7800 F H.T., une carte Sonet/SDH vaut 9400 F H.T. Le commutateur en lui-même est commercialisé à 164000 F HT.

3.2.9. CNET

présentait lors des journées ATM Developments 94 (à Rennes) le "Téléamphi ATM", procédé de téléconférence interactif : à l'aide d'un serveur de programmes de cinéma à commandes vocales, les bandes-annonces sont visualisées sur un téléviseur couplé à un réseau ATM.

3.2.10. Ericson

présente lors du salon Interop 1993 [11] des services à large bande et des applications multimédias sur ses commutateurs ATM PFS 550 et Eripax.

3.2.11. Fibronics

présente son "gigahub" [15], un concentrateur intégrant une architecture de bus interne (MatrixBus) dont le débit total est de 12 Gbps. Il a été conçu pour supporter le cell relay en full duplex soit deux fois 155 Mbps. Il est capable de supporter 8 réseaux Ethernet, 40 anneaux Token-Ring et/ou 40 anneaux Token-Ring. Il apporte de plus des fonctions de commutation port par port avec allocation de la bande passante (de 4 à 300 Mbps par segment).

3.2.12. Fore Systems

a signé un accord avec 3Com [1] pour la commercialisation par 3Com de la gamme Fore Runner.

a lancé des cartes ATM à 155 Mbps pour des stations dotées de connecteurs Sbus [20].

pratique une baisse de tarifs sur ses cartes ATM destinées aux stations Sun Sbus, aux serveurs munis de bus Eisa ou VME, aux stations Silicon Graphics et Dec TurboChannel [25].

lors du salon Interop Spring 1994 [30] a prouvé le fonctionnement du protocole Q2931 qui établit dynamiquement des appels à travers un réseau ATM. De plus, le constructeur a annoncé une baisse de prix squr certains de ses produits : le commutateur SBA-100 coûte moins de 6000 F, le commutateur SBA-200 coûte moins de 10000 F.

3.2.13. France Télécom

à l'occasion du salon Interop 1993 [11] présente l'ensemble de ses services à hauts débits et notamment ses circuits pilotes ATM. A titre de démonstration, une liaison directe à 34 Mbps entre le réseau national Renater et le salon Interop a permi de prouver le bon fonctionnement de ces services.

proposera à la fin de l'année 1994 [15] deux services bâtis sur la technologie ATM dont la tarification dépendra de la durée d'utilisation et des forfaits selon l'usage. Le premier service est la mise à disposition de liaisons virtuelles permanentes dont les débits varient entre 2 et 34 Mbps (par pallier de 1 Mbps). Trois types d'abonnements seront possibles : liaison permanente, allocation de débits dans des tranches horaires et allocation de débits sur réservation. France Télécom a montré lors du salon Interop 1993 le bon fonctionnement de 3 options d'accès au réseau public à l'aide de brasseurs Alcatel AX 1000 : 34 Mbps en mode ATM, 34 Mbps via l'interface HSSI et 155 Mbps en interface SDH. D'autre part, France Télécom prévoit l'enrichissement de son offre Transrel qui sera accessible par les interfaces réseaux locaux standard mais également par les interfaces ATM, DXI et SMDS, ceci principalement à travers le protocole IP.

a retenu le commutateur Thompac de Thomson pour concrétiser l'enrichissement de son offre de services Transrel [17].

3.2.14. Fujitsu

lance [10] quatre circuits intégrés destinés à la réalisation de routeurs, de commutateurs et de cartes adaptateurs ATM. Ce constructeur a respecté les recommandations du CCITT pour la conception de ces modules. Les quatre circuits permettent le partitionnement des fonctions définies par le protocole ATM. la communication y est déterminée par trois couches : adaptation pour la segmentation et le ré-assemblage des données sous forme de cellules, ATM pour les fonctions et le traitement des en-têtes de message, et enfin la couche physique définissant la trame de transmission et la délimitation des cellules. Parmi ces composants, les commutateurs à autoroutage et décodeurs d'adresses permettent de concevoir des commutateurs ATM intelligents. S'y ajoutent le contrôleur de la couche d'adaptation et le contrôleur d'extrémités qui adapte les cellules en fonction du support physique. Le transmetteur, directement lié au support physique utilisé pour la connexion n'est pas encore conçu. Les quatre composants supportent les interfaces SDH/Sonet à 155 Mbps ainsi que les interfaces E3 (34 Mbps) et T3 (45 Mbps).

3.2.15. General Datacom

co-développe avec la société Lannet [24] des produits ATM. Le premier produit issu de cette alliance est un module permettant de router des trames IP entre les 4 bus Ethernet de fond de panier des concentrateurs intelligents Multinet et un lien ATM extérieur. Ce produit est prévu pour la fin de l'année 1994. Dans le courant de l'année 1995, un autre module permettra de relier à un port ATM le bus à 1,28 Gbps qui sert à véhiculer les cellules provenant d'un commutateur Ethernet intégré dans le concentrateur Multinet.

3.2.16. Hewlett Packard

lance ses premières cartes ATM [15] pour stations RISC Unix associées à des concentrateurs. Le constructeur ne présente pour le moment que les prototypes de ces produits qui ne seront disponibles que dans le courant de l'année 1994.

3.2.17. Hughes LAN Systems

présentait lors du salon Interop Spring [26] une solution pour faire migrer sa gamme Enterprise Hub en un véritable fond de panier ATM d'une capacité de 1,6 Gbps et pouvant supporter 14 anneaux Token-Ring et 3 segments Ethernet à 10 Mbps.

présentait lors du salon Networld+Interop [27] sa solution "Enterprise Hub" dans une application de vidéoconférence qui sera livré à la fin de l'année 1994. L'utilisateur choisit lui-même l'architecture et la technologie employée pour chacune des interfaces. Ce produit sera mis en vente à un prix variant entre 6000 et 7000 dollars.

lors du salon Interop Spring 94 [30] a présenté une famille de concentrateurs "Enterprise Hub" dotés d'un fond de panier ATM. Sur ce fond de panier d'une capacité de 1,6 Gbps viennent se connecter deux modules : l'un est un commutateur ATM-Ethernet équipés de 8 ports 10base-T et l'autre est une carte ATM munie de 2 ports UNI. Ces produits seront commercialisés en Septembre 1994.

3.2.18. IBM

présente lors du salon Interop de 1993 [11] [13] son premier commutateur ATM. Une nouvelle version du concentrateur de réseaux 8250 intègre alors un module de commutation ATM comprenant un circuit intégré de 2,2 millions de transistors offrant un débit de 8 Gbps. Ce concentrateur est capable de gérer des réseaux Ethernet, Token-Ring et FDDI mais aussi des stations individuelles connectées directement par un lien ATM. Ce produit sera commercialisé dans le courant de l'année 1994.

annonce [22] son premier commutateur ATM ainsi que la prochaine sortie des cartes ATM Turboways qui permettront aux stations RS/6000 sous AIX 3.2.5 d'offrir des accès 100 Mbps en full duplex vers les réseaux Token-Ring, Ethernet et ATM.

lance en Septembre 1994 [6] une gamme complète de produits ATM :

  • Turboways 25 : carte ATM 25 Mbps pour PC à bus ISA fonctionnant sous DOS et Windows (prix : 3491 F).
  • Turboways 8282 : étoile de concentration comprenant 12 ports. Prix : 36000 F accompagné de 2 modules de 4 ports ; chaque module supplémentaire coûte 13992 F.
  • Turboways 100 : carte ATM 100 Mbps pour PC à bus ISA. Cette carte fonctionne sous Netware avec le logiciel Lan Emulation (fourni gratuitement) et émule le fonctionnement d'un réseau local en mode non connecté sur une architecture ATM en mode connecté. Prix : 15000 F l'unité pour un jeu de 5 cartes. IBM annonce pour le début de l'année 1995 le même produit pour OS/2.
  • Lan Emulation : programme d'émulation de réseau local sous Netware 3.12 et 4.01. Ce logiciel est livré gratuitement avec les cartes Turboways 100.
  • Concentrateur 8260 : concentrateur avec fond de panier ATM et matrice de commutation. Ce produit sera commercialisé en octobre 1994.
  • ATM Lan Link : Pont Ethernet / Token-Ring / ATM. Ce produit sera mis en vente à la fin de l'année 1994.
  • ATM Campus Manager : Logiciel de gestion de réseau ATM sur Netview 6000. Ce produit est prévu pour la fin de l'année 1994.

  • Lan Emulation pour OS/2 : cf Lan Emulation.

D'autre part, IBM prévoit la commercialisation d'un ensemble de commutateurs (Nways 300 et Nways 500) pour l'exploitation des artères de communication à hauts débits. Ils offriront des interfaces d'accès Frame Relay, Voix et des services d'accès HDLC.

IBM lance le commutateur ATM 8260 [19] co-développé avec la société Chipcom. Il sera vendu équipé d'une carte ATM destinée au frontal de communication 3745. Ce commutateur se présente comme une évolution du 8250 auquel on a ajouté des fonctions de commutation et d'ouverture vers l'ATM. Il apparaît de plus comme un concentrateur de référence puisqu'il est équipé de quatre alimentations redondantes de 200 Watts ainsi qu'une connectique sécurisé. La carte de fond de panier est capables de gérer à la fois des cellules et des paquets. Elle accepte bien sûr les anciens modules du 8250.

IBM lors du salon Networld+Interop [27] a montré son adaptateur ATM 25 Mbps qu'il considère comme "la solution économique au concept de l'ATM sur câbles à paires torsadées".

3.2.19. Interdata

importe en France l'analyseur de protocoles en technologie ATM Interview 8800 Plus de la société américaine Telenex [6]. Il analyse en temps réel les protocoles de l'interface ATM/UNI. pour des supports metalliques (Norme E3 à 34 Mbps et DS3 à 45 Mbps), des supports optiques mono ou multimodes (Taxi à 100 Mbps et SDH Sonet OC3 à 155 Mbps). Il devra également permettre l'analyse des couches d'adaptation ATM (AAL) et gérer le suivi de la signalisation comme le SMDS. Prix : environ 600000 F.

3.2.20. Interphase

a lancé des cartes ATM à 155 Mbps pour des stations dotées de connecteurs Sbus [20].

pratique une baisse de tarifs sur ses cartes ATM destinées aux stations Sun Sbus, aux serveurs munis de bus VME [25]. Il commercialise des adaptateurs monocartes 4615 Sbus et 5215 VME64 (assurant des connexions à 100 Mbps sur fibre optique) respectivement pour 9800 F et 20200 F.

3.2.21. Lannet

co-développe avec la société General Datacom [24] des produits ATM. Le premier produit issu de cette alliance est un module permettant de router des trames IP entre les 4 bus Ethernet de fond de panier des concentrateurs intelligents Multinet et un lien ATM extérieur. Ce produit est prévu pour la fin de l'année 1994. Dans le courant de l'année 1995, un autre module permettra de relier à un port ATM le bus à 1,28 Gbps qui sert à véhiculer les cellules provenant d'un commutateur Ethernet intégré dans le concentrateur Multinet.

proposait lors du salon Interop Spring [26] ses derniers développements autour du concentrateur Multinet.

3.2.22. Lightstream

lance [21] son premier commutateur privé basé sur une matrice de commutation traitant les cellules ATM. L'architecture du Lightstream 2010 repose sur une matrice de commutation sans bus interne à haut débit sur laquelle viennent se raccorder des modules d'interface assurant des connexions vers des réseaux locaux (concentrateurs) ou des réseaux longue distance (interfaces 2 Mbps et 34 Mbps). Des interfaces pou réseau local supportant des fonctionnalités de pontage et de routage multiprotocoles seront disponibles à la mi-94.

3.2.23. Madge

annonce sa stratégie ATM Token-Ring [23]. A la différence des ponts et routeurs traditionnels qui travaillent en mode stockage-retransmission, ces nouveaux commutateurs Token-Ring sont conçus pour transférer en flux continu les paquets de données d'un anneau à l'autre. Pour ce faire, Madge utilise un logiciel co-développé avec Texas Instrument pour la mise en place d'une nouvelle couche Token-Ring MAC et emploie de plus un processeur de gestion du protocole Token-Ring, le RingRunner. Ces commutateurs actuellement réalisés pour des anneaux FDDI fonctionneront bientôt avec des modules ATM à 155 Mbps.

3.2.24. Motorola

devait annoncer pour Interop 93 Paris le produit 6950 [15]. Il comprend un châssis constitué d'un bus de 1 Gbps pouvant accueillir 17 modules d'extension.

3.2.25. National Semiconductor

propose lors du salon Interop 1993 [11] [13] une carte adaptateur ATM DP 8300-VK pour bus Eisa pour équiper des serveurs de réseaux. Il est possible d'insérer sur cette carte d'autres cartes mères ATM supportant différents niveaux de spécifications pour les couches physiques. Le prix de ce produit n'est pas encore fixé.

3.2.26. NCR

a développé [1] (octobre 1993) un module de commutation basé sur une puce AT&T travaillant à 800 Mbit/s. Il sera disponible sur le concentrateur Smart Hub XE courant été 1994, en même temps que des cartes d'adaptation à 100 Mbit/s pour ordinateur personnel.

3.2.27. NET

par sa division Adaptive a couplé pour le salon Interop 1993 [1] un commutateur ATM avec un routeur RX 7000 de Retix doté d'une interface ATM.

applique une remise de 40% sur ses produits ATM [12]. Son commutateur ATMX revient à 15000 le port. Il propose en même temps une solution unique d'aATM intégrant les fonctions de HUB et de routage dans une seule et même architecture. Pour 1995, le commutateur IDNX devrait offrir l'accès à des services ATM publics par l'ajout d'interfaces logicielles AAX. Cette plateforme supportera les protocoles Ethernet et Token-Ring jouant ainsi le rôle de "backbone" du réseau. Simultanément, les commutateurs ATMX et IDNX supporteront les recommandations issues du Forum ATM ainsi que la couche AAL. L'interface AAX quant à elle fournira à l'utilisateur final un accès direct aux services multimédias. Le logiciel AAX intégré dans l'IDNX sera chargé du découpage des données en cellules ATM de 53 octets afin d'être reconnue sur un réseau ATMX. A l'opposé, ATMX devra offrir une fonction de relayage de trames pour être en phase avec la gamme IDNX.

3.2.28. Network Peripherals

a lancé des cartes ATM à 155 Mbps pour des stations dotées de connecteurs Sbus [20].

3.2.29. Newbridge

lors du salon Interop 1993 [11] annonce son alliance avec Xyplex auquel il fournit sa technologie ATM afin d'être intégrer dans le commutateur 9000 de cette firme. La technologie développée par Newbridge combine les fonctions d'un mini commutateur privé ATM et d'un concentrateur de réseaux locaux permettant l'accès à un réseau de concentrateurs ATM. Elle prend notamment en charge la segmentation et le réassemblage des trames IEEE 802 pour les adapter aux cellules ATM et la conversion d'adresses réseaux IEEE en des adresses ATM.

doit aujourd'hui sa réussite à sa gamme de multiplexeurs Mainstreet 36xx qui constitue 80% de ses ventes [14]. Ses produits sont distribués en France par Alcatel. Son système ATM 36150 est très prometteur puisque la société prévoit d'investir 25 millions de dollars en 1994 dans le domaine ATM. D'autre part, Newbridge a signé des accords avec les sociétés Syplex et ODS afin de lancer le co-développement d'un concentrateur de hubs à bus ATM, le VIVID.

lance [29] deux nouveaux commutateurs ATM : d'une part la version 2 du modèle 36150 et d'autre part le modèle 36170. La version 2 du 36150 présente un débit variant entre 620 et 2.5 Mbps par modularité de 4 à 16 ports d'un débit de 155 Mbps chacun. De plus, ce produit intègre désormais des facultés de gestion de trafic, de statistiques et de maintenance. Le modèle 36170 offrira en Octobre 1994 des débits variant entre 12.8 Gbps et 102 Gbps. Ce modèle gère en effet de 12 à 96 cartes d'une capacité de 1.6 Gbps chacune. Les deux modèles de concentrateur sont administrables à partir du gestionnaire de réseaux 4602 Main Street.

proposera en 1995 [7] des commutateurs à 12 ou 16 voies pour 15000 $.

pratique une baisse de prix sur ses cartes ATM pour serveurs à bus Eisa [25]. Ces cartes supportent l'interface à 100 Mbps sur fibre multimode et sont compatibles avec Netware 3.11 et 4.0.

3.2.30. OST

commercialise [8] des concentrateurs à commutation de trames pour réseaux locaux et prévoit la migration de ces produits de haute capacité (capacité de commutation de 5 Gbps pour le modèle le plus puissant) vers une technologie ATM.

a présenté lors des journées ATM Developments 94 (à Rennes) [28] sa plate-forme de commutation multimédias spatio-temporelle (PCM) basé sur une commutation de type ATM d'un débit de 10 Gbps. Cette plateforme s'insère facilement dans des architectures Ethernet, Token-Ring, FDDI ou X25. Ce produit offre 16 raccordements locaux ou étendus à 320 Mbps. Ce commutateur sera disponible au mois de juin 1994 dans trois versions : une châssis de base et une carte, un châssis et quatre cartes, et un châssis et seize cartes. A noter que chaque carte peut supporter 6 segments. OST a également annoncé le développement de modules ATM pour réseaux étendus (à 34 Mbps) et locaux (155 Mbps).

3.2.31. Siemens Nixdorf

a développé la machine ALS 9189 offrant des fonctions de pontage, de routage et recevant des interfaces conformes à différents protocoles [1] (non encore précisés).

3.2.32. SMC (Standard Microsystems)

annonce une gamme de produits ATM "bon marché". Des cartes ATM dont le prix avoisine 2500 F sont disponibles au format Eisa, ISA, PCI-bus et Sbus. Toutes supportent des débits de 51 Mbps sur un PC standard et de 155 Mbps sur un serveur.

3.2.33. StrataCom

a développé un commutateur ATM à haut débit [1]. Pas de date de commercialisation.

3.2.34. Sun MicroSystems

a annoncé [20] ses premières cartes ATM à 155 Mbps destinées aux stations équipées de connecteurs SBus et fonctionnant sous Solaris 3.2. Les prix de cette société pour ce type de produits sont deux fois moins élévés que ceux de la concurrence (Fore Systems, Interphase, Network Peripherals et Synoptics). En effet, la version paires torsadées non blindées coûte 7600 F. Pour aboutir à de tels baisses de tarifs, Sun a utilisé une nouvelle génération de composants appelés Sabre/SAR (du constructeur Texas Instruments). Ces derniers ont été spécialement étudiés pour s'adapter aux couches Sonet et SDH. Prochainement, Texas Instrument fournira à Sun MicroSystems des composants à 622 Mbps permettant d'assurer d'excellents temps de réponse entre commutateurs et serveurs.

3.2.35. Synoptics

livre ses premiers commutateurs ATM lors du salon Interop 1993 [11]. Ces deux principaux clients sont Intel et Sun MicroSystems.Le commutateur ATM LattisCell contient des circuits spécifiques entièrement conçus par ce constructeur et assurant le traitement des cellules ATM et leur commutation. Il existe deux modèles : l'un offre 12 ports de connexion à 155 Mbps sur câble en paires torsadées blindées et 4 ports à fibres optiques pour les liaisons distantes ; l'autre utilise ses 16 ports à 155 Mbps pour des connexions sur fibres optiques. Deux logiciels de gestion sont livrés avec ses produits.

annonce le lancement [19] de son Hub ATM 7000 pour le mois de Février 1994.

a lancé des cartes ATM à 155 Mbps pour des stations dotées de connecteurs Sbus [20].

3.2.36. Timeplex

développera (octobre 1993) [1] son propre composant en partenariat avec LSI Logic.

3.2.37. Thomson

lors du salon Interop 1991 [9] a présenté son premier commutateur ATM d'un débit de 2 à 34 Mbps, le Thompac 2G initialisé réalisé pour des applications militaires. Il permet d'interconnecter des réseaux locaux Ethernet, Token-Ring et FDDI soit en mode non connecté (i.e. par le SMDS) soit en mode connecté (via des circuits virtuels X25 ou des liaisons spécialisées synchrones).Ce commutateur intègre également la transmission de la voix et d'images vidéo.

est confronté à une rumeur annonçant l'incompatibilité de son commutateur ATM Thompac 2G avec les mêmes produits des autres constructeurs [17]. En effet, celui-ci ne répond pas exactement à la norme ATM de l'Etsi. Plus concrètement, Thompac n'est pas prévu pour emettre des trames de transmission normalisée. Il débite des cellules de 53 octets via une interface G.703 sur des liens MIC à 2 Mbps et 34 Mbps. Toutefois, Thompac 2G est capable de s'interfacer avec des routeurs Cisco jusqu'à 34 Mbps et avec des routeurs Experdata pour des débits de 64 Kbps et 2 Mbps. Ainsi France Telecom a retenu le commutateur Thompac de Thomson pour concrétiser l'enrichissement de son offre de services Transrel.

3.2.38. Triphide

propose un analyseur-testeur ATM dont le nom est RC-200-C [6]. Il est capable de tester des supports physiques métalliques et optiques. Il comprend une unité externe de traitement temps réel sur le port parallèle PC sous windows.

3.2.39. TRT

filliale de Philips, a annoncé en septembre 1993 [1] ses premiers produits ATM : un noeud d'accès aux réseaux publics ATM, réalisé dans le cadre du projet Bréhat piloté par France Télécom (CNET). Il se compose de modules de brassage pour l'interconnexion de réseaux locaux via des routeurs multiprotocoles dotés de l'interface HSSI.DXI.CBDS (CBDS, ou Connexionless Broadband Data Services, est la version européenne de SMDS, pour Switched Multimegabit Data Services) à 52 Mbit/s.

3.2.40. Ungermann-Bass

annonce [9] l'arrêt de ses recherches de solutions propriétaires pour se tourner vers des concentrateurs dont les fonds de panier devront s'ouvrir aux réseaux virtuels et aux liaisons directes sur des bus ISA, Eisa et VME.

en association avec Eagle Switch et Alcatel Data Networks a présenté à Interop 93 Paris [1] un commutateur multiprotocole compact baptisé Alcatel 1100 HSS R.1.

annonce lors du salon Interop Spring 1994 [30] la baisse de ses tarifs sur certains produits ATM. Il annonce à moins de 100000 F un nouveau commutateur ATM Geoswitch 155 doté de 16 ports. Le port ATM coûtera désormais moins de 6000 F.

3.2.41. Wellfleet

s'est associé en Septembre 1994 [5] à Synoptics afin d'accroître sa gamme de produits ATM. Wellfleet propose à cette date des routeurs ATM et maîtrise la technologie des logiciels de routage multiprotocoles. Synoptics conçoit pour sa part des commutateurs de cellules ATM. Leur alliance doit leur permettre d'offrir des solutions d'interconnexion à ATM entièrement intégrées.

3.2.42. Xyplex

à l'occasion du salon Interop 1993 [11] annonce son alliance avec Newbridge afin d'intégrer dans son concentrateur 9000 la technologie ATM développée par Newbridge. Le produit sera commercialisé dans le courant de l'année 1994.

3.3. Annonces technologiques

3.3.1. Foisonnement de produits ATM

Lors du salon Interop 1991 [9], les sociétés Alcatel, Ericson, Fujitsu, Siemens, OST et Thomson CSF ont présenté leurs premiers prototypes et produits ATM. Parmi ces sociétés, Alcatel et Thomson annonçait la commercialisation de leurs commutateurs. Une démonstration d'Alcatel a prouvé le fonctionnement de ses produits : transmission de la voix, des données et d'images fixes et animées de TVHD.

3.3.2. Alliance ATM à 25 Mbps [8]

25 constructeurs se sont regroupés afin de promouvoir la solution ATM à 25 Mbps. Le nom de baptême de cette technologie promue est "Desktop ATM25 Alliance". Parmi les principaux acteurs de cette association, on retrouve IBM, Madge, Olicom, Fujitsu, Chipcom, ODS et Xircom. Cette alliance soumettra ses spécifications au comité du Forum ATM très prochainement.

3.3.3. Opinion de Sean Mc Govern, IDC [14]

"Alors que l'on attend encore une normalisation, l'investissement ATM, dans l'état de nos connaissances actuelles, sera énorme par rapport aux autres solutions (Fast Ethernet ou FDDI). Il faut changer les stations, les hubs, les systèmes de raccordement. Néanmoins, un certain nombre d'utilisateurs s'en serviront pour les avantages qu'il offre dans les applications vocales, la vidéo ou le trafic de données. De plus, la possibilité de bénéficier de la bande passante à la demande constitue un atout décisif."

3.4. Tests de la solution ATM par l'EDF [18]

L'EDF a montré lors de tests que l'interopérabilité entre différents équipements ATM engendrait une légère dégradation des performances et comportait l'obligation de configurer manuellement les adresses IP et les circuits virtuels. Pour ces tests, quatre supports ont été examinés : interface TAXI à 100 Mbps, débit plésiochrone 45 Mbps (norme américaine), débit synchrone Sonet/SDH de 155 Mbps, lignes louées à 34 Mbps. Les commutateurs ATM choisis étaient fournis par les sociétés suivantes : Cisco, NSC et Wellfleet. Seule la famille des protocoles TCP/IP à été retenue pour les tests. Ces derniers ont prouvé qu'en l'absence de signalisation commune entre les produits, les expérimentateurs ont dû configurer manuellement les adresses IP et les circuits virtuels ATM. Pour résoudre ce problème, il faudrait que les constructeurs proposent les deux options d'encapsulation des trames IP figées par la recommandation RFC 1483 concernant le niveau d'adaptation AAL 5. En ce qui concerne la dégradation de performances, elle s'explique par le fait que les routeurs testés sont équipés de terminaisons numériques de réseaux (assurant la mise en forme des trames en cellules ATM). Ces terminaisons ralentissent de 100 Mbps le débit à l'exception du routeur Cisco qui est équipé d'une interface native ATM.

3.5. Phase d'expérimentation d'ATM [22]

Un salon technique, "ATM Developments'94" vient de se constituer à Rennes afin de d'éprouver et améliorer la technologie ATM. Les démonstrations proposées couvraient les trois principaux domaines dans lesquels ATM devrait se développer : interconnexion des réseaux locaux, transferts d'images et vidéo. Après une période de définition suite à sa conception par le CNET en 1982, l'ATM est désormais en phase d'expérimentation. Au niveau européen, l'expérimentation la plus importante est celle menée conjointement par 15 pays sous l'appélation ATM Pilot. Elle va notamment permettre de tester l'interopérabilité dans un environnement multiconstructeurs et multi-opérateurs en s'appuyant sur les normes Etsi et les recommandations du CCITT.

3.6. Budget 1994 [32]

Selon une estimation d'un consultant du Yankee Group, "en 1994, les industriels dépenseront 375 millions de dollars en recherche et développement sur l'ATM, pour un chiffre d'affaires inférieur à 50 millions de dollars".

De plus, les industriels ont préféré ne pas attendre la mise en place de normes par les instances internationales pour déployer leurs gammes de produits ATM. Toutefois, pour limiter les problèmes d'interopérabilité entre les matériels des différents constructeurs, l'ATM Forum est né dans le but de fédérer le mouvement technologique d'ATM. 100 membres constituent actuellement ce forum. Leur travail consiste à établir des spécifications qui permettent de garantir le bon fonctionnement des appareils dans des environnements multiconstructeurs.

Selon le Yankee Group, les utilisateurs américains pensent connecter 11% de leurs sites à un réseau ATM en 1995 et 30% en 1998. Les raisons de cette croissance rapide sont au nombre de trois; ATM apporte en effet trois réponses simultanées : un temps de réponse rapide, le volume de transactions variable (de moyen à élevé) et la possibilité de bâtir une topologie multipoints.

3.7. Les services ATM des opérateurs américains

Opérateurs
Disponibilité
Clients
Plates-formes de commutation
Liaisons
Implantations de commutations
Services offerts
MFS DatanetAoût 1993 UUNet, The Forum Corp, Credit Agricole Newbridge 36150DS315 villes LAN Interconnect Services, native LAN vitesses 4, 10, 16 ou 100 Mbps
SprintAoût 1993 HughesTRW 2010DS3, extension de OC3 en 1994 5 switches, 300 points de présence ATM classe 5, services données classe 1, CBR pour vidéo/voix
WilTelOctobre 1993Motorola Codex, Convex, Computer Corp. NEC NEAX61E-8 villes + 8 en 1994 + 7 en 1995, 90 points de présence Channel Networking Service, LAN Interconnect services, services de classe B et C
AT&T1994- Stratacom BPX GCNS 2000- 300 points de présenceInterSpan ATM service, CIR 4 Kbps à 1,024 Mbps et à 34 Mbps

4. Glossaire

AAL : ATM Adaptation Layer

ATM : Asynchronous Transfer Mode. En français, mode de transfert asynchrone. Nouvelle technologie de transmission de l'information permettant d'allier les avantages de la commutation des circuits (communication en temps réel) à l'efficacité de gestion de la bande passante caractéristique à la commutation des paquets.

Asynchrone : caractéristique d'une liaison dans lequel l'émetteur et le récepteur ne sont pas synchronisés au préalable. Chaque mot ou caractère possède sa propre synchronisation, le plus souvent à l'aide de bits de "start" et de bits de "stop".

Banyan : structure de commutation spatiale définissant un schéma d'interconnexion avec une seule voie d'accès entre les entrées et les sorties. Cette topologie est en général réalisée à partir d'éléments de commutation 2 x 2 et sa complexité est fonction de N log N (N, nombre d'entrées et de sorties).

Backpressure : schéma de résolution du blocage qui consiste à repousser les cellules vers les mémoires tampon qui sont, elles, placées à l'entrée.

Buffers : mémoires tampon utilisées pour stocker les cellules faisant simultanément appel à une même ressource. Ils peuvent faire partie intégrante du commutateur (internally buffered) ou être extérieurs (externally buffered). Les buffers externes peuvent, à leur tour, être à l'entrée, ou à la sortie. Leur position influe sur l'architecture globale du commutateur et sur le type de mécanisme d'arbitrage.

Cellule ATM : élément fondamental du trafic ATM. Sa taille fixe (53 octets) assure la vitesse de transmission des messages et permet au réseau, grâce au mécanisme SAR (Segmentation and reassambly), de gérer simultanément plusieurs types de trafic ou une commutation de paquets classique...)

CEPT : Conférence Européenne des Postes et Télécommunications. Organisme regroupant les administrations des 26 pays du continent européen. Il agit auprès du CCITT pour appuyer les recommandations européennes.

CLP (Cell Loss Priority) : champ du 4e octet de l'en-tête de la cellule ATM qui indique la priorité de la cellule dans les mécanismes d'arbitrage. (cf CLP bit)

CPCS : Common Part Convergence Sublayer

Crossbar : terme emprunté à la téléphonie analogique classique, qui définit une structure de commutation spatiale, non blocante. Dans le contexte ATM, il décrit un schéma d'interconnexion à une voie unique, avec un degré d'interconnexion fonction de N2 (N, nombre d'entrées et de sorties).

CS : Convergence Sublayer (cf CS_PDU)

Deflection (déviation) : mécanisme de résolution du blocage qui consiste à dévier les cellules concurrentes vers les mémoires tampon sur un chemin autre que la voie la plus courte entre le point de blocage et l'entrée ou la sortie.

DSS1 : Digital Subscriber systems Signaling (cf ITU Q.933)

DXI : Data eXchange Interface (cf ATM DXI)

E164 : Format d'adresses universel de l'ITU

En-tête : les 8 premiers octets de la cellule ATM. Contient les informations nécessaires notamment au routage des cellules dans le réseau.

GFC (Generic Flow Control) : champ du 1er octet de l'en-tête ATM. Il contrôle la succession des cellules appartenant à une même trame.

HEC (Header Error Control) : 5e octet de l'en-tête ATM. Il permet, entre autre, le contrôle des erreurs lors de la reconstitution du message au destinataire.

Isochrone : caractéristique d'une liaison qui n'admet pas de retard dans la transmission : les extrémités travaillent au même rythme. Un retard endommage la trasmission. Exemple de liaison isochrone : le téléphone.

Loss (suppression) : dans ce mécanisme de résolution de la concurrence, les cellules sont supprimées à l'endroit même où le blocage survient.

Multicast (multidestinataire) : type d'opération qui consiste à envoyer un seul message à plusieurs destinataires, et dont l'application la plus répandue aujourd'hui est la vidéoconférence.

NLPID : Network Layer Protocol ID

NNI : Network Node Interface

PLCP : Physical Layer Convergence IP

Plésiochrone : mode de transmission

Processeur de contrôle : l'élément intelligent du commutateur ATM. Ses fonctions principales sont d'établir et de relâcher la connexion, d'allouer la bande passante et de gérer la transmission. La plupart du temps, il est bâti autour d'une machine Risc.

PTI (Payload Type Indicator) : champ du 4e octet de l'en-tête. Identifie le type et la classe du trafic.

QOS : Quality Of Service

Routage : mécanisme utilisé pour diriger les cellules dans le réseau. Il existe deux types de routage : externe, pour la transmission des cellules entre les différents points du réseau, et interne, pour diriger les cellules à l'intérieur même du commutateur, dans le cas des commutateurs multivoies.

SAR (Segmentation And Reassembly) : technique de "cellularisation" des messages sur le réseau ATM. Les trames de longueur variable en provenance d'un émetteur non ATM sont tranchées en paquets de dimension fixe auxquels sont rajoutés les en-têtesAATM. Au niveau du récepteur, les cellules appartenant à une même trame sont reconstituées grâce aux informations contenues dans l'en-tête.

SDH : Synchronous Digital Hierarchy (cf ITU G.707)

SIR : Sustained Information Rate

SMDS : Switched Multi-megabit Data Service

SNI : Subscriber Network Interface

SSCS : Service Specific Convergence Sublayer

SSCOP : Service Specific Connection Oriented Protocol

SVC : Switched Virtual Circuit

Synchrone : mode de transmission dans lequel l'émetteur et le récepteur fonctionnent au même rythme, calés sur une même horloge.

UNI : User to Network Interface (cf ITU Q.93B et ITU Q.931)

VBR : Variable Bit Rate

VC : Virtual Channel

VCC : Virtual Channel Connection

VCI (Virtual Channel Identifier) et VPI (Virtual Path Identifier) : l'identité du canal virtuel et de la voie virtuelle. Ils représentent plusieurs champs des octets 1, 2, 3 et 4 de l'en-tête. On retrouve cette notion dans X.25.

VP : Virtual Path

VPC : Virtual Path Connection

VPI : Virtual Path Identifier

5. Bibliographie

[1] Télécom Magazine N°25 - Octobre 1993

[2] 01 Réseaux - N°2 - Avril 1994

[3] Computer Networks and ISDN Systems 24 (1992) 277-278

[4] Computer Networks and ISDN Systems 24 (1992) 279-309

[5] Réseaux et Télécoms N°503 - Septembre 1994

[6] Réseaux et Télécoms N°502 - Août 1994

[7] Le Monde Informatique - 26 Novembre 1993

[8] Le Monde Informatique - 09 Septembre 1994

[9] Télécoms et Réseaux - Novembre 1991

[10] Télécoms et Réseaux - Juin 1992

[11] Télécoms et Réseaux - Numéro Spécial Octobre 1993

[12] Le Monde Informatique - 21 Juin 1993

[13] Télécoms et Réseaux - Septembre 1993

[14] Télécoms et Réseaux - Octobre 1993

[15] Télécoms et Réseaux - Novembre 1993

[16] 01 Informatique - 26 Novembre 1993

[17] Le Monde Informatique - 05 Novembre 1993

[18] Télécoms et Réseaux - Janvier 1994

[19] Le Monde Informatique - 14 Janvier 1994

[20] Le Monde Informatique - 28 Janvier 1994

[21] Télécoms et Réseaux - Février 1994

[22] Le Monde Informatique - 01 Avril 1994

[23] Le Monde Informatique - 15 Avril 1994

[24] Le Monde Informatique - 22 Avril 1994

[25] Réseaux et Télécoms - Avril 1994

[26] Le Monde Informatique - 06 Mai 1994

[27] Le Monde Informatique - 13 Mai 1994

[28] Réseaux et Télécoms - Mai 1994

[29] Le Monde Informatique - 24 Juin 1994

[30] Réseaux et Télécoms - Juin 1994

[31] Le Monde Informatique - 08 Juillet 1994

[32] Réseaux et Télécoms - Juillet/Août 1994

6. Liste des figures

Figure 1. La cellule ATM
Figure 2. La commutation d'étiquettes
Figure 3. En-tête de la cellule ATM
Figure 4. Les connexions à chemin virtuel et à canal virtuel
Figure 5. Structure d'un buffer d'entrée ATM
Figure 6. Modèle en couches de l'ATM
Figure 7. Interface entre les couches AAL et ATM
Figure 8. Interfaçage des couches ATM, TC et PM
Figure 9. Synchronisation des émetteur et récepteur
Figure 10. Une architecture cible de réseau à haut débit
Figure 11. Description des champs CS-PDU
Figure 12. Découpage du SAR-PDU
Figure 13. Représentation en couches du B-ISDN et du SMDS
Figure 14. Modèle de réseau utilisant des SSS
Figure 15. Evolution de l'architecture des commutateurs

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