ATM技术原理Word文档下载推荐.docx

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3.3.3竞争消除机制——仲裁、网络业务量控制和拥塞控制31

3.3.4信元的复制机制和合并机制34

3.4ATM交换系统功能设计34

3.4.1ATM交换系统组成34

3.4.2ATM交换终接部分——输入和输出模块34

3.4.5ATM交换多级互连网部分35

第四章ATM网互通接口设备38

4.1ATM交换系统与帧中继网的互通38

4.2ATM交换系统与基于64Kbit/S的TSDN互通38

4.32Mbit/S电路仿真接口39

第五章网络信令39

5.1信令协议栈40

5.1.1UNI信令协议栈40

5.1.2NNI信令协议栈40

5.1.3ITU-T和ATM论坛信令协议的对应关系41

5.2信令能力集41

5.2.1Q.2931信令41

5.3ATM网局间信令43

第六章网络管理43

6．1ATM网络管理结构和功能43

6．2ATM网管协议46

6.3管理接口48

第七章业务量控制和拥塞控制48

7.1连接接纳控制CAC49

7.2使用参数控制UPC/网络参数控制NPC49

7.3明确前向拥塞指示EFCI50

7.4其它控制功能51

第八章ATM/BISDN一致性测试和互操作测试51

8.1一致性测试51

8.2ATM互操作性测试53

第一章概述

现代社会正以迅速的步伐进入信息时代，信息产业在全球各国或地区，已经或将要成为第一支柱产业。

信息技术正在改变着人们的生存和生活方式。

通信网是信息社会的基础，也在经历着深刻的变革。

传统的通信网是以电路交换为基础的电话网。

至今为止，电话网还承担着整个通信网的大部分通信业务量；

全球预期约在2002年，数据通信的业务量要超过电话通信的业务量。

当前计算机系统的性能和应用正以爆炸之势在发展，尤其是Internet如同燎原大火已传播到各处。

现有通信网主体采用的电路交换连接为基础的同步传输模式STM体制，已难以满足计算机数据通信的高速突发业务迅猛增长的要求；

也难以满足用户终端对视频业务的多项要求。

从现有通信网向宽带综合业务数字网BISDN或综合宽带通信网IBCN（二者同一内容，名称不同）过渡是一种必然的趋势。

由于微电子技术和光技术的迅速发展，可以提供高质量高速率的传输系统、交换系统和节点处理系统，使得通信的各种新系统新概念的实现成为可能。

异步传递模式ATM的构思和相关技术最初是由美国AT&

T贝尔实验室和法国CNET两个研究中心于1983年提出的。

国际电信联盟ITU-T的前身CCITT于1988到1990年以加速程序的方式提出了有关ATM的一系列建议，这些建议奠定了ATM的基础，并确定了大部分有关的参数，ITU-T接受ATM作为BISDN的最终解决方案。

不同的组织机构先后都制定了ATM的试验网计划，在1993-1994年间，在美国、欧洲、日本的操作营运部门都宣布了试验网和商用业务计划。

ATM在因特网的骨干网和高速局域网的应用十分成功。

中国也在北京、上海、广州等地建立了ATM宽带试验网（引进和自行研制ATM宽带交换设备同时进行）。

ATM作为未来通信网BISDN的统一平台融合电路交换网和分组交换网的前景引起各方面的关注和重视。

应该看到，ATM宽带网标准目前还存在一些需要研究解决的问题；

由于ATM技术的复杂性，标准的制订比较迟缓，未能大规模地得到全面应用，成本居高不下；

在实现端到端业务的两个重要方面未能达到期待目标；

即在话音的端到端业务上无法完全取代现有通信网的STM体制；

在因特网高速数据分组业务上，又面临着1997年出现的吉位线速路由交换器的竞争，由于性能价格比的因素，因ATM成本过高，已经失去了一定市场。

迄今为止，现有通信网网络技术有三种；

即基于电路连接的同步传递模式STM技术，基于无连接的分组交换的IP技术和异步传递模式ATM技术。

STM和IP是已经成熟了的技术，而ATM则是尚在发展中的技术。

ATM技术需要研究和发展的重点有以下所述的几个方面。

1、ATM宽带网的流量工程如何有效公平地分配带宽等资源，如何保证在统计复用条件下具有各种属性的不同业务的每个呼叫的服务质量。

ATM流量的特性模型；

业务量控制和拥塞控制的各种算法，如连接控制CAC、使用参数控制UPC等都是研究的要点。

2、ATM话音通信ATM网要实现包括话音在内的各种业务的综合交换；

ATM网上实现传统的话音通信必须解决打包时延、时钟恢复，抖动消除和信令转换等关键问题。

进一步的研究是在ATM上用可变比特率的话音来替代固定比特率的话音实现高效话音编码，从而大大提高带宽利用率。

3、IP和ATM的融合由于因特网的迅猛发展，IP和ATM的融合是重要的发展趋势，目前已有重叠方式和集成方式多种形式，而集成方式MPLS则可能是最有前途的方式。

4、光ATM交换作为新的交换技术，ATM交换有多种交换结构，未来的重点是光交换控制，吞吐量可达到Tbit/S；

光ATM交换的实用化也是实现全光宽带网的技术关键。

除了ITU-T制定的ATM规范标准外，ATM论坛做了更加深入广泛的工作。

ATM论坛是一个非盈利的组织，由不同类型的产业（计算机和通信）结合而成，全世界有700多个成员。

这个论坛以ITU-T的国际标准为基础，为各类用户实际应用的ATM系统制定相关的规范。

第二章基于ATM的宽带综合业务数字网（B-ISDN）

2．1B-ISDNATM参考模型

B-ISDN的协议模型如图1.1所示。

这是一个三面四层的模型。

三个平面是用户平面、控制平面和管理平面；

用户平面用于传送用户信息，控制平面主要传送信令信息，管理平面主要执行维护和操作功能OAM。

四层由低到高是：

物理层、ATM层、AAL适配层和高层协议。

ITU-T的建议主要定义了物理层、ATM层、AAL层三个层。

这些层又可进一步划分为子层，每个子层执行一些特定的功能为图1.2所示。

PH物理层

图2.1BISDNATM协议参考模型

适配层

AAL

CS

SSCS

特定业务会聚子层

CPCS

会聚子层公共部分

SAR

分段、组装

信元层

ATM

一般流量控制

信元翻译、提取和插入

信元复用和分路

物理层

PH

传输会聚

TC

信元速率解调

HEC信头处理

信元定界

传输帧适配

传输帧处理

PM

比特定时

物理媒体连接

图2.2参考模型子层及其功能

2．1．1参考模型物理层

物理层有传输会聚TC和物理媒体连接两个子层。

1．传输会聚TC子层负责将ATM信元嵌入正在使用的传输媒体的传输帧中，或相反

从传输媒体的传输帧中提取有效的ATM层信元。

ATM层信元嵌入传输帧的过程如下：

ATM信元解调（缓存）信头差错控制HEC产生信元定界传输帧适配传输帧生成。

从传输帧中提取有效ATM层信元的过程如下：

传输帧接收传输帧适配信元定界信头差错控制HEC检验ATM信元排队。

传输会聚TC子层的主要功能是信元定界和信头差错控制HEC。

2．物理媒体主要由ITU-T和ATMF建议的规范执行，共有以下类型的连接

●基于直接信元传输的连接

●基于PDH网传输的连接

●基于SDH网传输的连接

●直接信元光纤传输

●UTOPIA接口（通用测试和运行物理接口）

●管理和监控信息流OAM传输接口

●

连接点

其它接口规范

2．1．2ATM层

I．361详细描述了ATM信元的结构、功能和使用方法。

信元共有53个八位组，其中5个八位组信头，48个八位组信息段。

发送顺序从第一个八位组开始，然后按递增顺序；

每个八位组内发送顺序，从第8比特开始，然后按递减顺序。

对ATM信元的所有段，首先发送的比特率总是最高有效位MSB。

信元在用户-网络接口间UNI和网络-网络接口间NNI的编码格式是有区别的，其区别主要表现在信头上，信元和信头的结构可参见图1．3。

VPI

.3信元和信头结构

1．UNIATM信头

●GFC一般流量控制字段

GFC用于控制终端到网络的业务流量，GFC域的编码及其意义见表1．1和表1．2。

表1.1GFC域编码终端→网络方向的信元

编码

意义

0000

终端非控，信元是空闲信元或信元为非控ATM接续

0001

终端受控，信元是空闲信元或信元处于非控ATM接续

0101

终端受控，信元处于ATM受控排队A接续

0011

终端受控，信元处于ATM受控排队B接续

表1.2GFC域编码网络→终端方向的控制信号

编码

N0-HALTNULL

4个控制信号：

SET设置对应的排队计数器

NULL空信号不引起任何动作

HALT中断流向网络的信息流

NO-HALT启动信元业务流量

Bit80/1NO/HALT

Bit70/1NULL/SETA

Bit60/1NULL/SETB

Bit50/1保留

1000

HALT，NULL-ANULL-B

0100

NO-HALTSET-ANULL-B

1100

HALTSET-ANULL-B

0010

NO-HALTNULL-ASET-B

1010

HALTNULL-ASET-B

0110

NO-HALTSET-ASET-B

1110

HALTSET-ASET-B

●VPI/VCI地址字段

在UNI信头中地址字段有24个地址比特，8bit用作虚通道标识符VPI，16bit用作虚通

路标识符VCI。

●PTI净负荷类型字段

信息类型用3bit表示，其编码及其意义见表1．3

表1.3净负荷类型

000

用户数据信元无拥赛SDU类型=0

001

用户数据信元无拥赛SDU类型=1

010

用户数据信元拥赛SDU类型=0

011

用户数据信元拥赛SDU类型=1

100

分段OAM信息流相关信元

101

端到端OAM信息流相关信元

110

RM信元资源管理用

111

保留

●CLP信元丢失优先指示

信元丢失优先级用于信元丢失级别的区别，CLP是1，表示该信元为低优先级，是0则

为高优先级，当传输超限时，首先丢弃的是低优先级信元。

●HEC信头差错控制字段

在信元发送以前，每一个发送站都应计算整个ATM信头的校验并将其写入HEC字段。

32bit的信头产生一个31次多项式，该多项式乘以X8，然后被生成多项式X8+X2+X+1模2除。

●UNI信元信头预赋值

信元信头预赋值用于区别ATM层使用的信元和物理层使用的信元参见表1．4。

表1.4UNIATM信元信头预赋值

八位组1

八位组2

八位组3

八位组4

用法

GFC

VCI