Se definen tres niveles, los cuales se encuentran especificados desde 1988 por el CCITT, actual UIT-T. Estos niveles vienen representados de la siguiente forma:
- Nivel físico: Está compuesto por dos subniveles :
- Dependiente del medio físico: Se encarga de adaptar las celdas ATM al medio físico que se utilizará para su transporte.
- Convergencia de la transmisión: Organiza el mapeo de las celdas ATM sobre el medio físico y proporciona el mecanismo para delinear las celdas en el lado receptor.
- Nivel ATM: Es el nivel empleado por la red. Proporciona un mecanismo de transferencia común para los niveles superiores. Es aquí donde se efectúa el control de tráfico, la administración en el nivel de celda, el enrutamiento y el multiplexado, y realiza funciones de control como la corrección de errores del encabezamiento. Es transparente a la carga útil.
- Niveles de Adaptación de ATM (AALs): Son un grupo de cuatro protocolos estándares cuya función es convertir el tráfico existente en los niveles superiores en las celdas ATM y viceversa.
Las normas ATM definen cada una de las funciones o protocolos que son necesarios para el transporte de diferentes clases de tráfico. Estas funciones, que vienen suministradas dentro de las AALs, proporcionan la correspondencia entre el servicio que ve el usuario de la red ATM y la manera en que las celdas ATM son utilizadas para proporcionar dicho servicio. Por ejemplo, un servicio Frame Relay, requiere de una adaptación para convertir las tramas de longitud variable en secuencias de celdas ATM. Las tramas tienen que ser segmentadas en celdas en un extremo de la red, y nuevamente combinadas en las tramas originales en el extremo opuesto antes de ser pasadas al usuario.
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