AAL

Die ATM Adaptation Layer (AAL) ist eine Protokollsammlung zwischen dem ATM-Kernnetz und den höherwertigen Diensten, die es nutzen. ATM selbst ist ein Vermittlungssystem mit fester Zellengröße: es zerlegt alle Daten in 53-Byte-Zellen und leitet sie unabhängig voneinander weiter. Aber echte Anwendungen haben unterschiedliche Anforderungen. Videoströme brauchen geringe Latenz und können einige ausfallende Zellen verkraften. Dateiübertragungen brauchen jedes Byte intakt. Die Aufgabe der AAL ist, verschiedene Verkehrsarten auf der Sendeseite in ATM-Zellen zu verpacken und Zellen auf der Empfängerseite wieder in nutzbare Daten zusammenzusetzen.

Vier Hauptvarianten entstanden und sind bis heute standardisiert. AAL1 verarbeitet Dienste mit konstanter Bitrate: Schaltungsemulation, DS1/E1-Sprache, Video. Sie fügt einen einfachen Header mit Zellenseguenznummern hinzu und eine Convergence Sublayer, die das Timing abbildet. AAL2 verarbeitet variable Bitraten im Echtzeitbetrieb wie komprimierte Sprache und Video und multiplext mehrere logische Verbindungen in eine ATM-Verbindung, um Bandbreite zu sparen. AAL3/4 (in einer einzigen Spezifikation vereinigt) wird für Datendienste mit geordneter Zustellung eingesetzt und fügt Sequenznummern und Fehlerkennung hinzu. AAL5, die einfachste und am weitesten verbreitete Variante, polstert die Daten einfach auf, hängt eine CRC an, zerlegt in Zellen und vertraut darauf, dass das Netz die Zellen in der richtigen Reihenfolge durchleitet.

Warum die Komplexität wichtig ist

Eine ATM-Zelle hat 48 Bytes Nutzlast und 5 Bytes Header. Wenn ein Sprachmuster alle 125 Mikrosekunden ankommt, können Sie nicht einfach auf 48 Bytes warten. AAL1 lässt Sie unvollständige Zellen auf einen Taktsignal leeren, sodass die Verzögerung vorhersehbar bleibt. Wenn Sie eine Datei über ein Netz übertragen, müssen Sie wissen, welche Zellen zu welcher Nachricht gehören und Beschädigungen erkennen; AAL5 fügt eine CRC pro PDU hinzu. Verschiedene AALs verschwenden unterschiedlich viel Bandbreite: AAL1 hat Overhead pro Zelle selbst für kleine Nutzlasten, während AAL5 effizienter packen kann, wenn die Anwendung geringe Latenzschwankungen toleriert.

Der Begriff 'Adaptation Layer' spiegelt das OSI-Modelldenken der 1980er und 1990er Jahre wider, als ATM als universales Transportmittel entworfen wurde. In der Praxis leben AAL-Implementierungen in Chipsets, Treiber-Firmware und Switching-Hardware. Netzbetreiber bauten separate 'Virtual Circuits' mit verschiedenen AAL-Typen für Sprache, Video und Daten auf. Fehler bei AAL-Implementierungen, besonders bei AAL5-Reassemblierung, verursachten echte Betriebsprobleme: Zellen, die wegen Netzfehlern außer Reihenfolge ankamen, konnten dazu führen, dass die Empfängerseite sich fehlausrichtete und Daten beschädigte. Die meisten modernen Netze sind weg von ATM, aber AAL-Terminologie bleibt in manchen Carrier-Umgebungen und in Dokumentationen von Legacy-Equipment bestehen.