CAC controlled services sharing a link with connectionless data services in an ATM network: a performance evaluation study

In the B-ISDN there is a provision for four classes of services, all of them supported by a single transport network (the ATM network). Three of these services, the connected oriented (CO) ones, permit connection access control (CAC) but the fourth, the connectionless oriented (CLO) one, does not. Therefore, when CLO service and CO services have to share the same ATM link, a conflict may arise. This is because a bandwidth allocation to obtain maximum statistical gain can damage the contracted ATM quality of service (QOS); and vice versa, in order to guarantee the contracted QOS, the statistical gain have to be sacrificed. The paper presents a performance evaluation study of the influence of the CLO service on a CO service (a circuit emulation service or a variable bit-rate service) when sharing the same link

Multicast algorithms evaluation using an adaptative routing in ATM networks

This paper proposes a multicast implementation based on adaptive routing with anticipated calculation. Three different cost measures for a point-to-multipoint connection: bandwidth cost, connection establishment cost and switching cost can be considered. The application of the method based on pre-evaluated routing tables makes possible the reduction of bandwidth cost and connection establishment cost individually

An ATM distributed simulator for network management research

Due to the high cost of a large ATM network working up to full strength to apply our ideas about network management, i.e., dynamic virtual path (VP) management and fault restoration, we developed a distributed simulation platform for performing our experiments. This platform also had to be capable of other sorts of tests, such as connection admission control (CAC) algorithms, routing algorithms, and accounting and charging methods. The platform was posed as a very simple, event-oriented and scalable simulation. The main goal was the simulation of a working ATM backbone network with a potentially large number of nodes (hundreds). As research into control algorithms and low-level, or rather cell-level methods, was beyond the scope of this study, the simulation took place at a connection level, i.e., there was no real traffic of cells. The simulated network behaved like a real network accepting and rejecting SNMP ones, or experimental tools using the API node

Fenotipo y genotipo de once pacientes con Ataxia de Friedreich

Introducción: La ataxia de Friedreich (FRDA) es una enfermedad autosómica recesiva debida a una mutación en el gen X25. Dicho gen está localizado en el cromosoma 9 y codifica para la proteína frataxina. La enfermedad es causada por la repetición del trinucleótido GAA. En individuos normales la secuencia GAA se encuentra repetida entre siete y veintidós veces, mientras que, en pacientes con ataxia de Friedreich GAA puede estar repetida cientos o miles de veces.Objetivos: Evaluar si existe correlación entre el tamaño de la expansión, la edad de inicio de FRDA y su severidad en la muestra seleccionada.Métodos:- Se estudiaron once pacientes con fenotipo típico de ataxia de Friedreich. El análisis molecular por PCR determinó la expansión del trinucleótido GAA. Se analizó la correlación entre la edad de inicio de FRDA y su progresión con el número de repeticiones GAA.Resultados y conclusiones:- El análisis molecular por PCR mostró ocho pacientes homocigotos para la expansión, y tres negativos. El promedio del tamaño de las expansiones en los alelos es 622±5 con un promedio correspondiente de la edad inicio de FRDA 13±8. Para el tamaño de la muestra no se observó una correlación estadística significativa entre la edad de inicio de la enfermedad y el número de repeticiones, pero sí una tendencia a correlacionarse de forma inversa (p<0.11). El diagnóstico molecular de FRDA, sumado a la comprensión de su fisiología y a la utilización de los criterios de inclusión de Harding, constituye un paso importante en el logro de un tratamiento óptimo de la enfermedad.

Congestion probability routing in virtual path ATM network

This dissertation focuses on the problem of providing mechanisms for routing point to point and multipoint connections in ATM networks. In general the notion of multipoint connection refers to connections that involve a group of users with more than two members. The main objective of this dissertation is to contribute to design efficient routing protocols with alterative routes in fully connected VP-based ATM Networks for call establishment of point to point and multipoint VC connections. An efficient route should be computed during this connection establishment phase.

Enhanced convolution approach for CAC in ATM networks, an analytical study and implementation

The characteristics of service independence and flexibility of ATM networks make the control problems of such networks very critical. One of the main challenges in ATM networks is to design traffic control mechanisms that enable both economically efficient use of the network resources and desired quality of service to higher layer applications. Window flow control mechanisms of traditional packet switched networks are not well suited to real time services, at the speeds envisaged for the future networks. In this work, the utilisation of the Probability of Congestion (PC) as a bandwidth decision parameter is presented. The validity of PC utilisation is compared with QOS parameters in buffer-less environments when only the cell loss ratio (CLR) parameter is relevant. The convolution algorithm is a good solution for CAC in ATM networks with small buffers. If the source characteristics are known, the actual CLR can be very well estimated. Furthermore, this estimation is always conservative, allowing the retention of the network performance guarantees. Several experiments have been carried out and investigated to explain the deviation between the proposed method and the simulation. Time parameters for burst length and different buffer sizes have been considered. Experiments to confine the limits of the burst length with respect to the buffer size conclude that a minimum buffer size is necessary to achieve adequate cell contention. Note that propagation delay is a no dismiss limit for long distance and interactive communications, then small buffer must be used in order to minimise delay. Under previous premises, the convolution approach is the most accurate method used in bandwidth allocation. This method gives enough accuracy in both homogeneous and heterogeneous networks. But, the convolution approach has a considerable computation cost and a high number of accumulated calculations. To overcome this drawbacks, a new method of evaluation is analysed: the Enhanced Convolution Approach (ECA). In ECA, traffic is grouped in classes of identical parameters. By using the multinomial distribution function instead of the formula-based convolution, a partial state corresponding to each class of traffic is obtained. Finally, the global state probabilities are evaluated by multi-convolution of the partial results. This method avoids accumulated calculations and saves storage requirements, specially in complex scenarios. Sorting is the dominant factor for the formula-based convolution, whereas cost evaluation is the dominant factor for the enhanced convolution. A set of cut-off mechanisms are introduced to reduce the complexity of the ECA evaluation. The ECA also computes the CLR for each j-class of traffic (CLRj), an expression for the CLRj evaluation is also presented. We can conclude that by combining the ECA method with cut-off mechanisms, utilisation of ECA in real-time CAC environments as a single level scheme is always possible.

The du2J mouse model of ataxia and absence epilepsy has deficient cannabinoid CB1 receptor-mediated signalling

Key point summary • Cerebellar ataxias are progressive debilitating diseases with no known treatment and are associated with defective motor function and, in particular, abnormalities to Purkinje cells. • Mutant mice with deficits in Ca2+ channel auxiliary α2δ-2 subunits are used as models of cerebellar ataxia. • Our data in the du2J mouse model shows an association between the ataxic phenotype exhibited by homozygous du2J/du2J mice and increased irregularity of Purkinje cell firing. • We show that both heterozygous +/du2J and homozygous du2J/du2J mice completely lack the strong presynaptic modulation of neuronal firing by cannabinoid CB1 receptors which is exhibited by litter-matched control mice. • These results show that the du2J ataxia model is associated with deficits in CB1 receptor signalling in the cerebellar cortex, putatively linked with compromised Ca2+ channel activity due to reduced α2δ-2 subunit expression. Knowledge of such deficits may help design therapeutic agents to combat ataxias. Abstract Cerebellar ataxias are a group of progressive, debilitating diseases often associated with abnormal Purkinje cell (PC) firing and/or degeneration. Many animal models of cerebellar ataxia display abnormalities in Ca2+ channel function. The ‘ducky’ du2J mouse model of ataxia and absence epilepsy represents a clean knock-out of the auxiliary Ca2+ channel subunit, α2δ-2, and has been associated with deficient Ca2+ channel function in the cerebellar cortex. Here, we investigate effects of du2J mutation on PC layer (PCL) and granule cell (GC) layer (GCL) neuronal spiking activity and, also, inhibitory neurotransmission at interneurone-Purkinje cell(IN-PC) synapses. Increased neuronal firing irregularity was seen in the PCL and, to a less marked extent, in the GCL in du2J/du2J, but not +/du2J, mice; these data suggest that the ataxic phenotype is associated with lack of precision of PC firing, that may also impinge on GC activity and requires expression of two du2J alleles to manifest fully. du2J mutation had no clear effect on spontaneous inhibitory postsynaptic current (sIPSC) frequency at IN-PC synapses, but was associated with increased sIPSC amplitudes. du2J mutation ablated cannabinoid CB1 receptor (CB1R)-mediated modulation of spontaneous neuronal spike firing and CB1Rmediated presynaptic inhibition of synaptic transmission at IN-PC synapses in both +/du2J and du2J/du2J mutants; effects that occurred in the absence of changes in CB1R expression. These results demonstrate that the du2J ataxia model is associated with deficient CB1R signalling in the cerebellar cortex, putatively linked with compromised Ca2+ channel activity and the ataxic phenotype.

Does modulation of the endocannabinoid system have potential therapeutic utility in cerebellar ataxia?

Cerebellar ataxias represent a spectrum of disorders which are, however, linked by common symptoms of motor incoordination and are typically associated with deficient in Purkinje cell firing activity and, often, degeneration. Cerebellar ataxias currently lack a curative agent. The endocannabinoid (eCB) system includes eCB compounds and their associated metabolic enzymes, together with cannabinoid receptors, predominantly the cannabinoid CB1 receptor (CB1R) in the cerebellum; activation of this system in the cerebellar cortex is associated with deficits in motor coordination characteristic of ataxia, effects which can be prevented by CB1R antagonists. Of further interest are various findings that CB1R deficits may also induce a progressive ataxic phenotype. Together these studies suggest that motor coordination is reliant on maintaining the correct balance in eCB system signalling. Recent work also demonstrates deficient cannabinoid signalling in the mouse ‘ducky2J’ model of ataxia. In light of these points, the potential mechanisms whereby cannabinoids may modulate the eCB system to ameliorate dysfunction associated with cerebellar ataxias are considered.

ADCK3, an ancestral kinase, is mutated in a form of recessive ataxia associated with coenzyme Q(10) deficiency

Muscle coenzyme Q(10) (CoQ(10) or ubiquinone) deficiency has been identified in more than 20 patients with presumed autosomal-recessive ataxia. However, mutations in genes required for CoQ(10) biosynthetic pathway have been identified only in patients with infantile-onset multisystemic diseases or isolated nephropathy. Our SNP-based genome-wide scan in a large consanguineous family revealed a locus for autosomal-recessive ataxia at chromosome 1q41. The causative mutation is a homozygous splice-site mutation in the aarF-domain-containing kinase 3 gene (ADCK3). Five additional mutations in ADCK3 were found in three patients with sporadic ataxia, including one known to have CoQ(10) deficiency in muscle. All of the patients have childhood-onset cerebellar ataxia with slow progression, and three of six have mildly elevated lactate levels. ADCK3 is a mitochondrial protein homologous to the yeast COQ8 and the bacterial UbiB proteins, which are required for CoQ biosynthesis. Three out of four patients tested showed a low endogenous pool of CoQ(10) in their fibroblasts or lymphoblasts, and two out of three patients showed impaired ubiquinone synthesis, strongly suggesting that ADCK3 is also involved in CoQ(10) biosynthesis. The deleterious nature of the three identified missense changes was confirmed by the introduction of them at the corresponding positions of the yeast COQ8 gene. Finally, a phylogenetic analysis shows that ADCK3 belongs to the family of atypical kinases, which includes phosphomositide and choline kinases, suggesting that ADCK3 plays an indirect regulatory role in ubiquinone biosynthesis possibly as part of a feedback loop that regulates ATP production.

Análise comparativa de desempenho de redes IP e ATM com tráfego multimídia interativo

A década de 80 é um marco para a área de comunicação de dados. Muitos estudos, pesquisas e especificações foram iniciados para permitir a integração de sistemas de comunicação para voz, vídeo e dados. Desde essa década, os cientistas procuram investir na Internet, que é um dos mais importantes e populares meios de transmissão de informações no mundo, para acomodar aplicações que permitam enviar imagens e sons por esta imensa rede de comunicação. Também nessa década, no final, o International Telecommunications Union – Telecommunication (ITU-T), especificou a tecnologia ATM, cujas pesquisas vinham ocorrendo desde o seu início. O serviço de rede tradicional na Internet é transmissão de datagramas ´besteffort ´, conforme será visto neste trabalho. Neste serviço, os pacotes da origem são enviados para o destino, sem garantia de entrega. Para aquelas aplicações que requerem garantia de entrega, o protocolo TCP (equivalente à camada 4 do RM-OSI) se encarregará da retransmissão dos pacotes que falharam ao atingir o destino para então se conseguir uma recepção correta. Para aplicações de comunicação tradicionais, como FTP e Telnet, em que uma entrega correta é mais importante que a perda de tempo da retransmissão, este serviço é satisfatório. Entretanto, uma nova classe de aplicações, as quais usam mídias múltiplas (voz, som e dados), começam a aparecer na Internet. Exemplos desta classe de aplicação são: vídeo teleconferência, vídeo sob demanda e simulação distribuída. Operações de modo tradicional para estas aplicações resultam em redução da qualidade da informação recebida e, potencialmente, ineficiência do uso da largura de banda. Para remediar este problema é desenvolvido um ambiente de serviço para tempo real, no qual múltiplas classes de serviços são oferecidas. Este ambiente estende o modelo de serviços existentes para ir ao encontro das necessidades das aplicações multimídia com obrigatoriedade de tempo real, porém esta não é uma meta muito fácil. Contudo, a comunidade pesquisadora tem conseguido desenvolver alguns mecanismos que vão pouco a pouco permitindo que este objetivo se transforme em realidade. O ATM é uma tecnologia que provê dutos de alta velocidade para a transferência de qualquer tipo de informação em pequenos pacotes de tamanho fixo, chamados células. A idéia básica é estabelecer entre dois pontos que desejam se comunicar um circuito virtual que é mantido pelos comutadores de células para levar a informação de um lado a outro. A característica marcante do ATM é a Qualidade de Servico – QoS, que garante o desempenho predefinido que determinado serviço necessita. Isso permite suportar aplicações de tempo real que são sensíveis ao atraso. O atendimento à diversidade de características de tráfego e exigências distintas de grandes quantidades de serviços é possível pelo ATM graças ao controle de tráfego reunido à capacidade de multiplexação estatística do meio em altas taxas de transmissão. O objetivo principal desta dissertação é elaborar uma comparação quantitativa e qualitativa do funcionamento de aplicações multimídia sobre IP com RSVP - Protocolo desenvolvido para realizar reservas de recursos integrante da arquitetura de Serviços Integrados (IntServ) proposta pelo IETF para oferecer qualidade de serviço para aplicações tais como aplicações multimídia. Essa proposta também inclui duas classes de serviços, sendo que nessa dissertação, o serviço de carga controlada é que está sendo utilizado. Isso deve-se a implementação dos módulos apresentados em [GRE 2001] e que foram utilizados na realização desse trabalho - e sobre ATM. A proposta final é a elaboração de uma técnica de análise baseado nas principais métricas de desempenho em redes que deve permitir uma melhor visualização do comportamento das tecnologias sob determinadas cargas de tráfego, permitindo assim uma tomada de decisão entre qual das tecnologias que deverá ser adotada em um dado momento, em uma dada situação, ou seja, a indicação do ponto de quebra tecnológica na situação modelada. Para que fosse possível fazer esta comparação, foi necessário dividir-se este trabalho em 3 grandes etapas, que são: • Estudo e desenvolvimento da técnica para análise do elemento carga de tráfego na tecnologia ATM; • Estudo e desenvolvimento da técnica para análise do elemento carga de tráfego na tecnologia IP com RSVP; • Comparativo quantitativo e qualitativo dos estudos acima.

DTA : discriminador de tráfego ATM

As redes ATM têm se constituído na solução tecnológica ideal para o desenvolvimento da RDSI-FL. O ATM foi desenvolvido para dar suporte, com altas velocidades e com garantia de qualidade, a uma ampla variedade de serviços. A demanda por serviços de comunicação de dados, em velocidades maiores do que as redes de pacotes atuais são capazes de oferecer, tem crescido rapidamente, estimulando o desenvolvimento da tecnologia ATM, que tem sido muito promissora, devida a sua flexibilidade e eficiência. Para dar suporte à comunicação de dados em redes ATM, foram desenvolvidas soluções, como a emulação de redes locais (LANE), a interconexão de redes locais (LAN) e metropolitanas (MAN), e o protocolo IP sobre ATM. O ATM utiliza multiplexação estatística (assíncrona) para inserir os dados nos canais de comunicação de forma otimizada. Esta técnica, permite atender uma quantidade maior de fontes heterogêneas sob num único canal, porém, pode causar congestionamento na rede. O uso da multiplexação estatística, aliada à necessidade de garantir níveis de qualidade diferentes, para cada tipo de serviço, torna necessária a adoção de uma combinação de técnicas de controle de tráfego e congestionamento. Com este propósito, foram desenvolvidos diversas funções e mecanismos, como, por exemplo, controle de acesso (CAC), controle dos parâmetros de uso (UPC), descarte seletivo de células e conformação de tráfego (TS), os quais necessitam conhecer as características do tráfego emitido pela fonte. Por esta razão, toda e qualquer conexão ATM está associada a um contrato de tráfego, que especifica as exigências do usuário, quanto à qualidade de serviço (QoS) a ser oferecida pela rede, através de um descritor de tráfego. O trabalho apresentado nesta dissertação, tem por objetivo propor uma metodologia capaz de discriminar um fluxo de células ATM arbitrário, visando a obter os parâmetros descritores de UPC do mesmo. A discriminação de tráfego é relevante à medida que todos os usuários de redes ATM necessitam, de alguma forma, determinar os parâmetros que caracterizam seu fluxo, para poder negociar o contrato de trafego. Infelizmente, a maioria das aplicações ATM, não tem condições prévias de fornecer dados sobre o comportamento do fluxo que geram. Para estas situações, estamos propondo um Discriminador de Tráfego ATM (DTA), que infere a partir de uma amostra inicial do fluxo um conjunto mais provável de parâmetros, os quais constituirão o descritor de tráfego da fonte (STD).

Simulação do protocolo de adaptação ATM tipo 2 (AAL2)

Este trabalho descreve o protocolo de adaptação ATM do tipo 2 (AAL2), e expõe as mudanças que foram realizadas no simulador de rede ATM com a finalidade de estudá-lo. É proposto que se conheça melhor este novo padrão, planejado para baixa taixa de transferência e multiplexação de usuários e pode contribuir nos serviços de tráfego de voz, quando ocorre a integração de diversas aplicações que é o objetivo da B-ISDN. Após algumas explanações sobre o ATM em geral, é descrita de forma detalhada a recomendação I.362 que padroniza o novo AAL. É explicado o comportamento da máquina de estados de transmissão, e como ocorre a temporização para carregar diversos pacotes de voz numa mesma célula. Como foi idealizado para a classe de serviços do tipo VBR em tempo real, comentam-se alguns mecanismos próprios do AAL2 para controle de tráfego e sua influência. Descreve-se a subcamada SSCS proposta para pacotes longos, recentemente padronizada. São apresentados alguns artigos e estudos realizados sobre o AAL2 que descreve quantitativamente o ganho esperado pelo protocolo e levanta algumas questões comparando-o ao AAL1. Por ter sido inicialmente uma necessidade da telefonia celular, realiza-se um breve comentário de estudos dirigidos para a área. Com o intuito de realizar a simulação do protocolo, foi utilizado o simulador de redes ATM, desenvolvido pelo NIST, que possui certas qualidades desejadas para este trabalho, porém, foram necessárias realizar modificações para implementar a camada AAL que não estava prevista na arquitetura original dele. Para se criar um ambiente de testes propício, e com a preocupação de não corromper o funcionamento padrão, foram criadas estruturas semelhantes às existentes e realizadas mudanças sutis, reconhecidas normalmente pelo simulador original. A partir destas simulações, pretende-se deixar uma ferramenta para fazer análises deste protocolo; utilizando modelos de tráfego de voz, a fim de obter informações do seu comportamento. No entanto, este estudo limitou-se somente a demonstrar a verificação e validação do simulador a partir dos resultados gerados. Para verificar a integridade do código fonte original foram utilizados os exemplos do próprio NIST e assim garantir que nada foi alterado. Além disso, o novo módulo foi comparado a norma através de um "debug". Na validação, devido ao fato de não existir uma rede real montada e disponível para testes, foram empregados artigos para comparar os resultados e demonstrar a boa aproximação obtida. Acredita-se que desta forma obteve-se o resultado desejado de um ambiente para estudo e compreensão do AAL2 e que, futuramente, pode ser usado para todos os protocolos da camada AAL.