Asynchronous Transfer Mode

Asynchronous Transfer Mode หรือ ชื่อย่อ ATM เป็นเครือข่ายสื่อสาร ที่ใช้โพรโทคอลชื่อเดียวกันคือ ATM เป็นมาตรฐานการส่งข้อมูลความเร็วสูง โดย ATM ถูกพัฒนามาเพื่อให้ใช้กับงานที่มีลักษณะ ข้อมูลหลายรูปแบบและต้องการความเร็วในการส่งข้อมูลสูงมากๆ มีความเร็วในการส่งข้อมูลได้ตั้งแต่ 2 Mbps ไปจนถึงระดับ Gbps สื่อที่ใช้ในเครือข่ายมีได้ตั้งแต่สายโคแอกเชียล สายไฟเบอร์ออปติค หรือสายไขว้คู่ (Twisted pair) โดย ATM นั้นถูกพัฒนามาจากเครือข่ายแพ็กเก็ตสวิตซ์ (packet switched) ซึ่งจะแบ่งข้อมูลที่จะส่งออกเป็นหน่วยย่อยๆ เรียกว่าแพ็กเก็ต (packet) ที่มีขนาดเล็กและคงที่แล้วจึงส่งแต่ละแพ็กเก็ตออกไป แล้วนำมาประกอบรวมกันเป็นข้อมูลเดิมอีกครั้งที่ปลายทาง ข้อดีของ ATM คือสามารถใช้กับข้อมูลได้หลากหลายรูปแบบ เช่น ภาพเคลื่อนไหว, ข้อมูลคอมพิวเตอร์ หรือเสียง ได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีความเร็วของข้อมูลสูง และยังมีการรับประกันคุณภาพของการส่ง เนื่องจากมี Quality of Service (QoS)

จุดเด่นของเครือข่าย ATM ที่เหนือกว่าเครือข่ายประเภทอื่น คือ อัตราการส่งผ่านข้อมูลสูง และเวลาในการเดินทางของข้อมูลน้อย จึงทำให้มีบางกลุ่มเชื่อว่า ATM จะเป็นเทคโนโลยีหลักของเครือข่าย LAN ในอนาคต เนื่องจากสามารถรองรับ Application ที่ต้องการอัตราส่งผ่านข้อมูลสูง เช่น การประชุมทางไกล (Videoconferencing) หรือแม้กระทั่ง Application แบบตอบโต้กับระหว่าง Client กับ Sever

ATM เป็นระบบเครือข่ายแบบแพ็กเก็ตสวิตซ์ชนิดพิเศษ เนื่องด้วยกลุ่มข้อมูลที่ส่งแบบแพ็กเก็ตสวิตซ์โดยทั่วไปจะเรียกว่า "แพ็กเก็ต" แต่ ATM จะใช้ "เซลล์" แทน ที่ใช้คำว่าเซลล์เนื่องจาก เซลล์นั้นจะมีขนาดที่เล็กและคงที่ ในขณะที่แพ็กเก็ตมีขนาดไม่คงที่ และใหญ่กว่าเซลล์มาก โดยมาตรฐานแล้วเซลล์จะมีขนาด 53 ไบต์ โดยมีข้อมูล 48 ไบต์ และอีก 5 ไบต์ จะเป็นส่วนหัว (Header) ทำให้สวิตซ์ของ ATM ทำงานได้เร็วกว่าสวิตซ์ของเครือข่ายอื่น ๆ  เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียข้อมูล ATM สวิตซ์จะใช้เทคนิคการปรับจราจร (Traffic Shapping) เพื่อกำหนดให้แพ็กเก็ตข้อมูลเป็นไปตามข้อกำหนดที่วางไว้ เช่น ในกรณีที่สถานีส่งข้อมูลในอัตราที่สูงเกินกว่าลิงก์จะรองรับได้ ATM สวิตซ์ก็จะทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์แพ็กเก็ตมากที่สุดเท่าที่จะทำได้ และส่งต่อในปริมาณที่ลิงก์จะรองรับได้ หรือที่กำหนดไว้เท่านั้น และอีกเทคนิคหนึ่งที่ใช้คือ การกำหนดนโยบายจราจร (Traffic Policing) คือ ถ้ามีเซลล์ข้อมูลที่ส่งเกินกว่าอัตราข้อมูลที่กำหนดไว้ก็จะถูกทำสัญลักษณ์ไว้เพื่อแสดงว่าเซลล์นี้มีลำดับความสำคัญต่ำ(Priority) เมื่อส่งผ่านเซลล์นี้ต่อไปก็อาจจะถูกละทิ้งหรือไม่ก็ได้นั้นขึ้นอยู่กับความคับคั่งของเครือข่าย

พื้นฐานของ ATM

กลไกการส่งข้อมูลของ ATM มีรูปแบบในการรับส่ง คือ สถานีส่งและสถานีรับจะมีการสร้างเส้นทางเสมือน (Virtual Path) สำหรับข้อมูลก่อนที่จะทำการส่ง สวิตซ์ที่อยู่ในเส้นทางเสมือนจะมีหน้าที่ส่งแพ็ตเก็ตต่อกันเป็นทอดๆ โดยใช้ข้อมูลในส่วนหัว

การเชื่อมต่อเสมือน

การเชื่อมต่อเสมือน(Virtual Connection)ที่สามารถสร้างในเครือข่าย ATM มี 2 ประเภท คือ

วงจรเสมือน (Virtual Circuit:VC)

เส้นทางเสมือน (Virtual Path:VP)

วงจรเสมือน(Virtual Circuit) คือ การเชื่อมต่อเสมือน (Logical Connection) ระหว่างสองสถานีใดๆ ในเครือข่ายสวิตซ์ สถานีจะสื่อสารกันโดยการส่งผ่านเซลลข้อมูล โดยผ่านวงจรเสมือนนี้ ส่วนเส้นทางเสมือน (Virtual Path) เป็นกลุ่มของวงจรเสมือน การจัดวงจรเสมือนให้เป็นกลุ่มนั้นจะมีผลดีต่อการจัดการวงจรเสมือนที่อาจมีหลายวงจรในเวลาเดียวกัน หรือจะเป็นการง่ายกว่าที่จัดการวงจรเสมือนเป็นกลุ่มแทนที่จะแยกกัน ในแต่ละเซลล์ของATM จะมีข้อมูลเกี่ยวกับเส้นทางเสมือน หรือVPI(Virtual Path Information) และข้อมูลเกี่ยวกับวงจรเสมือน หรือVCI(Virtual Circuit Information) สวิตซ์จะใช้ข้อมูลนี้ในการส่งต่อเซลล์ไปยังอุปกรณ์ที่เหมาะสมต่อไป การที่สวิตซ์จะทำงานอย่างนี้ได้ในสวิตซ์จะต้องมีตารางการจัดเส้นทาง(Switch Table) ข้อมูลที่อยู่ในตารางจะเป็นการจับคู่กันระหว่าง VPI,VCI และอินเตอร์เฟสของสวิตซ์นั้นๆ

ประเภทของการเชื่อมต่อ

การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด(Point-to-point Connection)

การเชื่อมต่อแบบจุดเดียวไปหลายจุด(Point-to-Multipoint Connection)

การรับส่งแบบ point-to-point และแบบ point-to-multipoint สามารถที่จะสร้างได้ 2 วิธิ คือ วงจรเสมือนแบบสวิตซ์ หรือ SVC(Switched Virtual Circuit) และแบบถาวร หรือ PVC(Permanent Virtual Circuit) ในเริ่มแรกนั้นจะใช้แบบ PVC ข้อดีก็คือเส้นทางข้อมูลจะถูกจองไว้สำหรับการส่งข้อมูลของการเชื่อมต่อเท่านั้น ส่วน SVC จะแตกต่างจาก PVC คือการสงวนbandwidthของเครือข่ายจะขึ้นอยู่กับอัตราข้อมูลที่ต้องการส่ง ถ้ามีการหยุดส่งข้อมูลระหว่างการเชื่อมต่อ bandwidthจะถูกปล่อยไปให้กับเครือข่าย ในขณะที่ PVC นั้นเมื่อส่งข้อมูลเสร็จbandwidth ยังคงถูกจองไว้สำหรับการเชื่อมต่อนี้อยู่

อุปกรณ์ในเครือข่ายATM

อุปกรณ์ที่ใช้ในระบบเครือข่าย ATM นั้นมีเพียงสวิตซ์เท่านั้น ที่เรียกว่า ATM สวิตซ์นั่นเอง เครือข่าย ATM ใช้โทโปโลยีแบบ star โดยมี ATM สวิตซ์เป็นศูนย์กลาง สำหรับเครือข่ายATM เน็ตเวิร์คการ์ดจะเรียกว่า UNI(User-to-Network Interface) ส่วนอินเตอร์เฟสที่เชื่อมต่อระหว่างสวิตซ์จะเรียกว่า NNI(Network-to-Network Interface)

สถาปัตยกรรมของเครือข่ายแบบ ATM

โครงสร้างโพรโทคอลของ ATM จะแตกต่างจากโครงสร้างโพรโทคอลประเภทอื่น คือ โดยทั่วไปโพรโทคอลจะแบ่งเป็นเลเยอร์ ซึ่งเป็นแบบ 2 มิติเท่านั้น แต่โพรโทคอลของ ATM จะเป็นแบบ 3 มิติ แต่ละมิติจะเรียกว่า "เพลน(Plane)" โดยแต่ละเพลนจะเป็นชุดโพรโทคอลที่แยกกัน ประกอบด้วย 3 เพลน ดังนี้

Control Plane

User Plane

Management Plane

ATM นั้นจะทำงานในเลเยอร์ที่ 1 และ 2 ของ OSI MODEL ส่วนโพรโทคอลที่อยู่เหนือขึ้นไปจะเป็นโพรโทคอลมาตรฐานทั่ว ๆ ไป สำหรับโพรโทคอล ATM จะแบ่งเป็นเลเยอร์บน และเลเยอร์ล่าง ซึ่งเลเยอร์บนจะมีในส่วนของ User Plane และ Control Plane , User Plane จะรับผิดชอบในการให้บริการเกี่ยวกับการรับส่งข้อมูลระหว่างสถานีส่งและสถานีรับ ส่วน Control Plane จะรับผิดชอบเกี่ยวกับสัญญาณ (Signal)

  

ที่มา

http://th.wikipedia.org/wiki/Asynchronous_Transfer_Mode

                ที่มาของรูป

http://www.moxa.com/Vertical_Markets/ATM/MultiFunctionAutomatic.htm

http://www.csfi.com/AtmDebitOnlineIssuerSystem.cfm