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ISSN 1518-5974
Boletim bimestral sobre tecnologia de redes
produzido e publicado pela  RNP – Rede Nacional de Ensino e Pesquisa
30 de junho de 1997 | volume 1, número 2

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Nesta edição:

NewsGeneration:



Tecnologia ATM: Eu Vou Ter que Usar?

Ari Frazao Jr. <>

Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP)

Introdução
Redes Integradas Usando ATM
Por Que ATM?
O Que Fazer com o Meu Investimento?
Conclusões

Diferente da maioria dos artigos publicados neste boletim ate' agora, onde ha' a preocupacao em apresen- tar os conceitos basicos associados a uma tecnologia de forma a dar embasamento a futuras discussoes sobre a mesma, este artigo preocupa-se mais em responder a uma duvida que pode muito bem ter passado pela cabeca de voces: "Se poderemos fazer uso de tecnologias como a Gigabit Ethernet, por que me preocupar com ATM?".

A resposta e' que, face `as necessidades que se apresentarao para as novas aplicacoes de rede, com a en- trada em cena cada vez maior dos servicos ditos multimidia, dentre todas as tecnologias de rede usadas atualmente, apenas a ATM e' capaz de garantir um nivel de qualidade adequado a cada diferente tipo de servico que deve ser suportado por tais redes.

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Introdução

Uma rede multiservico e' aquela que possui uma infra-estrutura capaz de lidar com uma faixa de servicos, cada um com exigencias peculiares em termos de trafego, garantido a qualidade de servico pretendida por cada um deles.

Atualmente, a maioria dos computadores de uma instituicao possui dois tipos de conectores de comunicacao: o da rede local e o de comunicacao de dados (modem conectado `a rede de telefonia). Eles sao suportados por duas redes dedicadas onde, em geral, apenas os meios de comunicacao de longa distancia sao compartilhados. As tecnologias por tras destas redes diferem bastante: a rede telefonica utiliza uma tecnica conhecida como comutacao de circuitos que transfere um fluxo bidirecional de dados a uma velocidade tipica de 64 Kbps, enquanto que a rede de comunicacao de dados faz uso de uma tecnica de comutacao de pacotes onde nao se dedicam canais fisicos a conexoes fim-a-fim.

No entanto, o avanco dos servicos ditos multimidia passou a exigir de forma latente o uso de uma rede com as caracteristicas daquela que falamos acima: uma rede de servicos integrados.

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Redes Integradas Usando ATM

A tecnologia ATM (do ingles, Assynchronous Transfer Mode) transporta dados, voz e video na forma de celulas de tamanho fixo (53 bytes) atraves de uma rede formada por comutadores (switches) conectados via enlaces de diferentes velocidades. Esta rede e' suportada e controlada por meio de protocolos de sinalizacao que permitem ao equipamento final requerer uma conexao com as caracteristicas mais adequadas ao tipo de servico que se quer fazer uso.

Desde a sua concepcao, o ATM foi projetado para integrar voz, video e comunicacao de dados atraves de uma rede unica. Embora tenha sido pensado como uma tecnica de multiplexacao e comutacao de alta velocidade em redes publicas, nos ultimos anos, ele tambem comecou a ser utilizado como uma tecnologia para redes locais e/ou corporativas de velocidade elevada.

Enquanto parece claro que o ATM e' a melhor solucao para a integracao de servicos multimidia, nao se pode desconsiderar o fato de que a grande maioria das redes existentes sao baseadas em tecnologias mais antigas (Ethernet, Token Ring, etc.) e se interconectam atraves de roteadores que rodam protocolos como o IP.

Para estes, as maiores duvidas residem na parte tecnica. Como garantir a interoperabilidade e a compatibilidade desta rede com o ATM? Neste caso, parece ser mais sensato apostar em tecnologias alternativas como o Gigabit Ethernet ou o IP Switching, que incrementam a banda passante, mantendo a "filosofia" do que esta' funcionando.

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Por Que ATM?

O pensamento acima apresenta bastante coerencia se a instituicao apenas deseja resolver problemas de congestionamento em relacao as suas aplicacoes atuais. Se, ao inves disso, ela pretende incrementar os seus servicos, com a adicao de aplicacoes multimidia, como a videoconferencia, entao ela nao ha' como fugir do ATM.

A razao para esta afirmacao pode ser vista quando sao analisadas as caracteristicas do trafego originado pelos diferentes servicos que devem ser suportados por uma rede multimidia. Sao exemplos destes: videotelefonia, videoconferencia, transferencia de dados a alta velocidade, video sobdemanda, etc.

Cada um destes servicos pode ser caracterizado por diversos parametros, tais como: taxa de chamadas, taxas media e maxima de transmissao, grau de explosividade ("burstiness"), duracao da chamada e sensibilidade a atraso e/ou perda de dados.

Tendo em vista o numero de aplicacoes ja' mencionadas, pode-se imaginar o quanto elas diferem entre si segundo os parametros acima. Comparando o trafego de aplicacoes unicamente de voz com o originado pela transferencia de dados, tem-se que, enquanto o primeiro pode tolerar um certo grau de degradacao (perda de dados), mas e' muito sensivel a atrasos; o segundo pode tolerar atrasos, mas nao perda de informacao.

Para exemplificar as exigencias em termos de atraso na rede, tome-se como base a implementacao de aplicacoes de video. A transmissao de imagens coloridas (video) em tempo real, tela cheia, codificado em MPEG2, dependendo do nivel de qualidade exigido, requer de 4 a 60 Mbps. Um dos fatores mais importantes para a manutencao da qualidade da imagem neste tipo de aplicacao (transmissao de video em tempo real) e' o atraso absoluto fim-a-fim. Enquanto atrasos de 200 ms chateiam, aqueles superiores a 400 ms tornam-se insuportaveis. Alem do atraso absoluto, a variacao do atraso ("jitter") tambem e' um parametro importante. Este ultimo nao so' interfere na qualidade visual, mas tambem contribui para a irritante falta de sincronizacao entre o video e o audio.

Atualmente, apenas a tecnologia ATM garante a banda passante, bem como a qualidade de servico (QoS) requerida por aplicacoes de video em tempo real. Alem disso, com ela, e' possivel fazer a multiplexacao estatistica de muitos trafegos de video numa so' linha.

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O Que Fazer com o Meu Investimento?

Conforme ja' foi dito anteriormente, a realidade da maioria das instituicoes e' possuir redes baseadas em tecnologia mais antiga e interconectadas via roteadores que rodam IP.

O protocolo IP foi projetado, pura e simplesmente, para o transporte eficiente de dados, nao sendo adequado para tratar de trafego de voz ou de video. Atualizar equipamentos como roteadores para que estes passem a lidar com esses tipos de trafego requer um grande dispendio para se obter um desempenho ainda questionavel.

Embora exista toda uma facilidade natural do ATM em lidar com aplicacoes multimidia, isto nao significa que ele deva substituir o IP. Aplicacoes baseadas neste protocolo continuam a usa-lo, rodando sobre ATM. Juntamente com essas aplicacoes, o ATM suporta tambem aquelas de video e audio em tempo real atraves de sua propria pilha de protocolos. Roteadores ainda sao necessarios para suportar o trafego IP, mas as aplicacoes multimidia irao desconsidera-los, evitando a necessidade de sua atualizacao para dar suporte a trafego em tempo real.

O cenario que temos hoje e' uma adaptacao em massa das redes locais para fazer uso concentradores inteligentes (hubs). Dessa forma, a migracao para um ambiente ATM encontra-se bastante facilitada. Um hub ATM pode ser utilizado para conectar redes heterogeneas atraves desta tecnologia. Deste modo, a conexao e' feita a alta velocidade.

Este mesmo hub ATM pode ser utilizado para a interconexao de equipamentos a baixo custo. Assim, por exemplo, um micro ou uma estacao de trabalho poderia fazer o seu acesso `a rede ATM atraves de sua interface Ethernet, trabalhando a uma velocidade de 10 Mbps nao de modo compartilhado, mas dedicado entre o mesmo e o hub. E, finalmente, para a interconexao de servidores, a conexao seria efetuada utilizando-se o proprio ATM atraves de uma interface dedicada.

A adocao de tal esquema tem sido facilitada ainda por dois fatores: o barateamento dos equipamentos e a atuacao do "ATM Forum", que tem incentivado a definicao de padroes ATM com bastante sucesso.

Ha', contudo, outras consideracoes que ainda devem ser levadas em conta. Embora tenha havido uma grande reducao dos precos de equipamentos ATM, estes ainda tem precos elevados, o que torna uma mudanca, principalmente se tiver que feita em larga escala, proibitiva. Ainda ha' a dificuldade associada a configuracao e manutencao destes equipamentos, o que e' a- gravado pela pouca mao-de-obra qualificada em lidar com os mesmos.

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Conclusões

O ATM e' a unica tecnologia realmente capaz de lidar com todas as exigencias impostas pelo trafego de dados, video e audio numa rede de servicos integrados. A integracao do ATM com as demais tecnologias de rede e' possivel e tem se mostrado bastante eficaz.

Num proximo artigo, serao discutidos aspectos mais tecnicos acerca desta tecnologia.

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