Modo de transferencia asíncrona para niños

El Modo de Transferencia Asíncrona (ATM) es una tecnología de telecomunicaciones que fue creada para enviar diferentes tipos de información, como voz, datos y video, a través de una misma red. Fue diseñado para las redes de banda ancha a finales de los años 80, buscando unir las redes de telecomunicaciones. ATM era ideal para redes que necesitaban manejar tanto grandes transferencias de archivos como información en tiempo real, como llamadas de voz y videos, que no pueden tener retrasos.

ATM funciona de una manera que combina características de las redes que usan "circuitos" (como las llamadas telefónicas tradicionales) y las que usan "paquetes" (como Internet). ATM divide toda la información en pequeños paquetes de tamaño fijo, llamados celdas. Esto es diferente de otros sistemas como el Protocolo de Internet (IP) o Ethernet, que usan paquetes de diferentes tamaños.

Para enviar información, ATM primero establece un "circuito virtual", que es como un camino especial y temporal entre dos puntos. Una vez que este camino está listo, la información puede empezar a viajar. Estos circuitos virtuales pueden ser permanentes (siempre activos) o temporales (se crean y se borran según se necesiten).

Aunque ATM fue muy importante en las redes principales de telefonía y datos, su uso ha disminuido. Hoy en día, las redes modernas prefieren usar el Protocolo IP para la mayoría de las comunicaciones.

Cómo funciona ATM: las celdas

En las redes, la información se envía en unidades básicas llamadas tramas o paquetes. En ATM, estas unidades son siempre del mismo tamaño: 53 bytes, y se llaman celdas.

¿Por qué las celdas son pequeñas y fijas?

Imagina que estás enviando una conversación de voz junto con archivos grandes. Si los archivos grandes se dividen en paquetes muy grandes, la voz, aunque se divida en paquetes pequeños, podría tener que esperar mucho tiempo detrás de esos paquetes grandes. Esto causaría retrasos irregulares, conocidos como jitter, que harían que la voz sonara mal.

Para evitar esto, los diseñadores de ATM decidieron que todas las celdas fueran del mismo tamaño. Al ser pequeñas y fijas, las celdas de voz no tienen que esperar mucho tiempo detrás de paquetes de datos enormes. Esto ayuda a que la voz y el video lleguen de manera más suave y sin interrupciones. Además, el tamaño fijo de las celdas permite que los equipos de red las procesen muy rápido, casi sin retrasos.

Cuando se diseñó ATM, las redes no eran tan rápidas como ahora. Un paquete grande de datos podía tardar mucho en transmitirse, especialmente en conexiones lentas. Si varios de estos paquetes grandes se acumulaban, podían causar retrasos inaceptables para la voz. Las celdas pequeñas de ATM ayudaron a reducir estos retrasos y el jitter, mejorando la calidad de las llamadas.

La elección del tamaño de 48 bytes para la parte de datos de la celda (más 5 bytes para la información de control) fue una decisión de diseño. Algunos países querían celdas más grandes para datos, y otros más pequeñas para voz. Al final, se eligieron 48 bytes como un punto intermedio.

Estructura de una celda ATM

Una celda ATM tiene dos partes principales:

• Una cabecera de 5 bytes: Contiene información para que la red sepa a dónde enviar la celda.
• Una carga útil de 48 bytes: Es la parte donde va la información real (voz, datos, video).

Existen dos formatos de celda ATM:

• UNI (Interfaz Usuario-Red): Se usa en los puntos donde los usuarios se conectan a la red.
• NNI (Interfaz Red-Red): Se usa dentro de la propia red, entre los equipos de red.

La cabecera de la celda contiene campos importantes como:

• VPI (Identificador de Ruta Virtual) y VCI (Identificador de Canal Virtual): Son como las "direcciones" que le dicen a la red por dónde debe ir la celda.
• PT (Tipo de Carga Útil): Indica qué tipo de información lleva la celda (datos de usuario o información de control de la red).
• CLP (Prioridad de Pérdida de Celda): Indica si la celda es muy importante o si se puede descartar si la red está muy ocupada.
• HEC (Control de Errores de Cabecera): Ayuda a detectar y corregir errores en la cabecera de la celda.

Celdas en la práctica

ATM utiliza diferentes "capas de adaptación" (AAL) para manejar distintos tipos de servicios. Por ejemplo, hay capas para servicios de velocidad constante (como la voz) y otras para datos que varían mucho.

Con el tiempo, las redes se hicieron mucho más rápidas. Hoy en día, enviar un paquete grande de datos en una red de alta velocidad es muy rápido, lo que reduce la necesidad de celdas tan pequeñas para evitar el jitter. Por eso, tecnologías como Ethernet han ganado terreno.

Sin embargo, en conexiones más lentas o en redes donde la calidad es muy importante, ATM sigue siendo útil. Por ejemplo, muchas conexiones de línea de abonado digital asimétrica (ADSL) usan ATM como una capa intermedia para transportar datos. Esto permite que un mismo punto de conexión de internet pueda servir a muchos proveedores de servicio, haciendo que el internet sea más accesible.

¿Por qué se usan circuitos virtuales?

ATM funciona con "circuitos virtuales" (VCs), que son como caminos dedicados para la información. Cada celda ATM tiene identificadores (VPI y VCI) que le dicen por dónde ir. A medida que las celdas viajan por la red, los equipos de red usan estos identificadores para enviarlas por el camino correcto.

La ventaja de los circuitos virtuales es que garantizan que todas las celdas de una misma comunicación sigan el mismo camino. Esto es diferente de Internet, donde cada paquete puede tomar una ruta distinta. Los circuitos virtuales también permiten mezclar diferentes tipos de servicios (voz, datos) en una misma conexión física.

Control del tráfico con celdas y circuitos virtuales

Un concepto clave en ATM es el "contrato de tráfico". Cuando se establece un circuito virtual, se le dice a la red qué tipo de tráfico va a llevar y qué tan rápido. Esto ayuda a la red a garantizar la "calidad del servicio" (QoS), asegurando que la información importante llegue a tiempo y sin problemas.

Existen diferentes tipos de contratos de tráfico:

• CBR (Velocidad de bits constante): Para servicios que necesitan una velocidad fija, como las llamadas de voz.
• VBR (Velocidad binaria variable): Para servicios que envían datos en ráfagas, como el video.
• ABR (Velocidad binaria disponible): Garantiza una velocidad mínima.
• UBR (Velocidad binaria no especificada): Usa la capacidad restante de la red.

Para mantener la red funcionando bien, se usan técnicas como el "control de tráfico" y la "conformación del tráfico". Estas técnicas aseguran que los usuarios no envíen más datos de los que acordaron en su contrato, evitando que la red se sature.

Admisión de llamadas y establecimiento de conexión

Antes de que dos dispositivos puedan comunicarse usando ATM, la red debe establecer un "circuito virtual". Esto puede ser un circuito permanente (PVC), que se configura una vez, o un circuito conmutado (SVC), que se crea solo cuando se necesita, como para una llamada telefónica. Cuando se solicita un SVC, la red verifica si tiene los recursos necesarios y si hay un camino disponible para la conexión.

Modelo de referencia

ATM se organiza en tres capas principales:

• Capa de adaptación ATM (AAL): Ayuda a ATM a manejar diferentes tipos de información.
• Capa ATM: Se encarga de cómo se envían las celdas.
• Capa física: Define cómo se transmiten las celdas a través de los cables o el aire.

Uso de ATM

ATM fue muy popular entre las empresas de telefonía y los fabricantes de computadoras en los años 90. Sin embargo, con el avance del Protocolo de Internet (IP) y Ethernet, que ofrecían mejores precios y rendimiento, ATM empezó a ser menos usado para integrar todo el tráfico de red.

A pesar de esto, ATM sigue siendo importante en algunas áreas, especialmente en las conexiones de línea de abonado digital (DSL), donde actúa como una capa intermedia para transportar datos de manera eficiente.

ATM inalámbrico o ATM móvil

El ATM inalámbrico, o ATM móvil, buscaba combinar la tecnología ATM con redes de acceso inalámbrico. La idea era enviar celdas ATM desde estaciones base a dispositivos móviles, permitiendo comunicaciones multimedia de alta velocidad. Varias empresas de telecomunicaciones trabajaron en estandarizar esta tecnología a principios de los años 90, con el objetivo de ofrecer una banda ancha móvil más avanzada que las redes existentes en ese momento.

Véase también

En inglés: Asynchronous Transfer Mode Facts for Kids