實現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)b-isdn的核心技術(shù)----atm

1、實現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)b-isdn的核心技術(shù)-atm    在本世紀(jì)的最后一年，isdn（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）終于走下神壇，一路“輕舞飛揚”，開始大面積進(jìn)入中國尋常百姓家。在我們準(zhǔn)備收藏自己的modem，享受isdn兩個b通道128kbps的同時，我們不禁要問：isdn之后是什么？的確，需求促進(jìn)了新技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)的應(yīng)用又刺激了新的需求。當(dāng)人們不滿足用計算機(jī)來處理數(shù)據(jù)和文字時，出現(xiàn)了多媒體應(yīng)用（集數(shù)據(jù)，語音和圖象為一體），導(dǎo)致了多媒體的傳輸要求。 一.b-isdn的應(yīng)用 在幾種高速廣域網(wǎng)技術(shù)：smds（switch multi

2、megabit data service 交換式多兆位數(shù)據(jù)服務(wù)）、幀中繼（frame relay）、b-isdn(broadband integrated services digital network 寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))之中，b-isdn用一種新的網(wǎng)絡(luò)替代現(xiàn)有的電話網(wǎng)及各種專用網(wǎng)，這種單一的綜合網(wǎng)可以傳輸各類信息，與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)相比，要提供極高的數(shù)據(jù)傳輸率，且有可能提供大量新的服務(wù)，包括點播電視、電視廣播、動態(tài)多媒體電子郵件、可視電話、cd質(zhì)量的音樂、局域網(wǎng)互聯(lián)、用于科研和工業(yè)的高速數(shù)據(jù)傳送，以及其它很

3、多甚至現(xiàn)今還未想到的服務(wù)。 歸納這些服務(wù)可分為交互服務(wù)和傳播服務(wù)兩大類，從特征上看分三點： （1） 不是所有的服務(wù)都要求很高的傳輸速率和帶寬，但活動圖象傳輸服務(wù)及高速數(shù)據(jù)通信有這種要求，例如tv傳播要求30mbps，hdtv傳播要求130mbps。 （2） 某些服務(wù)有很高的猝發(fā)性，如面向連接的數(shù)據(jù)傳送為1mbps50mbps,文本傳送為1mbps20mbps,電視會議為1mbps5mbps。 （3） 對網(wǎng)絡(luò)的要求是能支持各種不同速率的服務(wù)，能支持猝發(fā)性的通信，要考慮信息丟失敏感的應(yīng)用和時延敏感的應(yīng)用。 二.atm技

4、術(shù) (一).atm與b-isdn 使b-isdn有可能實現(xiàn)的一種技術(shù)稱為異步轉(zhuǎn)移模式atm（asynchronous transfer mode），atm技術(shù)的發(fā)展是順應(yīng)多媒體傳輸?shù)囊?。多媒體（語音/圖象）的傳輸特點和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸不同，數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c是允許延時，但不能有差錯，數(shù)據(jù)的差錯將導(dǎo)致數(shù)據(jù)含義的不同，引起錯誤的結(jié)果；語音/圖象傳輸?shù)奶攸c是信息量大，實時性高，但允許有少量的差錯，差錯只能影響當(dāng)時的語音/圖象的質(zhì)量。雖然可以使用各種壓縮技術(shù)，但多媒體的信息量仍然驚人，尤其是多媒體傳輸?shù)膶崟r性要求使得其它技術(shù)難以適應(yīng)，于是出現(xiàn)了一種新的交換技術(shù)：at

5、m交換技術(shù)。 (二).atm信元 atm是用一種稱為信元的、小的、固定大小的分組傳送所有的信息。信元長度為53個字節(jié)，其中信元頭占5個字節(jié)，信息域占48個字節(jié)，信元頭的主要功能是信元的網(wǎng)絡(luò)路由。 atm交換采用異步時分多路復(fù)用(atdm)技術(shù)，用戶數(shù)據(jù)被組合成信元，在atm網(wǎng)絡(luò)中分時傳輸。下圖是數(shù)據(jù)在atm中的發(fā)送和接收過程： 各個源依據(jù)自己的速率產(chǎn)生數(shù)據(jù)，并把它們送到打包器中，將數(shù)據(jù)組裝成包，當(dāng)打包器中有了一個完整的信元時，就把它送到多路復(fù)用器中，多路復(fù)用器把信元插入網(wǎng)絡(luò)的下一個可用的時間槽中，接收方的過程正好相反。atm的異步時分復(fù)用模式克服了傳統(tǒng)的

6、分組交換延遲不確定和線路交換帶寬沒有充分利用的缺點，是這兩種交換模式優(yōu)點的集合。 (三).atm交換機(jī)制 atm交換支持不同的傳輸媒體（雙絞線、同軸電纜和單模/多模光纖），提供不同的傳輸速率（25mbps、45mbps、155mbps625mbps）;可以組建不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)），同時支持?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字化語音/圖象的傳輸，針對不同應(yīng)用對數(shù)據(jù)傳輸可靠性和實時性的需求，采用了不同的處理策略。atm交換以信元為單位，并在信元中增加了可丟棄標(biāo)識和優(yōu)先級，并支持帶寬預(yù)約，確保具有實時性要求的數(shù)據(jù)可以優(yōu)先傳遞；同時atm交換機(jī)簡化差錯控制和流量控制的功能，減少結(jié)點處理延時，使得

7、傳輸速率可達(dá)gbps的數(shù)量級。 atm交換機(jī)制的具體實現(xiàn)要從atm的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)說起： 1) 傳輸通路：它是網(wǎng)絡(luò)部件的延伸和擴(kuò)展，它匯集和分解傳輸系統(tǒng)的有效負(fù)載，屬于物理層。 (2) 虛擬通道(vc)：用于描述atm信元單向傳送的一個概念，信元與一個唯一的虛擬通道標(biāo)識符(vci)相聯(lián)系。 (3) 虛擬通路(vp)：用于描述虛擬通路的atm信元單向傳輸?shù)囊粋€概念，vc和vp都屬于atm層。很顯然，vc包含于vp之中。 (4) 虛擬通道鏈路：在兩個順序的atm實體間單向傳送atm信元的能力，在atm實體處轉(zhuǎn)換vc

8、i值。 (5) 虛擬通路鏈路：類似于虛擬通道鏈路。 (6) 虛擬通道連接(vcc)：vc鏈路的一個連接。 (7) 虛擬通路連接(vpc)：vp鏈路的一個連接。 虛擬通道和虛擬通路都是用來描述atm信元單向傳輸?shù)穆酚?。每個虛擬通路可以用復(fù)用方式容納多達(dá)65535個虛擬通道，屬于同一虛擬通道的信元群，擁有相同的虛擬通道標(biāo)識號(vci)，它是信元頭的一部分。屬于同一虛擬通路的不同虛擬通道的信元群，擁有相同的虛擬通路標(biāo)識符(vpc)，它也是信元頭的一部分。 當(dāng)發(fā)送端要和接收端通信時，發(fā)送端先發(fā)送要求連接的控制信號，接收端收

9、到該信號并同意建立后，一個虛擬線路被建立起來，用vpi和vci表示。 虛擬線路建立后，需要傳送的信息被分割成套53字節(jié)的信元，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送到對方。在虛擬線路中，相鄰兩個交換點間信元的vci，vpi值保持不變，此兩點間形成一vc鏈路，一串vc鏈路相連形成vc連接vcc。相應(yīng)的，vp鏈路和vp連接也可以類似的方式形成。vci，vpi值在經(jīng)過atm交換點時，該vp交換點根據(jù)vp連接的目的地，將輸入信元的vpi值改為要導(dǎo)向接收端的新的vpi值賦予信元頭輸出。以上過程稱為vp交換，vc交換與此類似。由此可知，atm可利用vc和vp達(dá)到交換與傳輸數(shù)據(jù)的目的。 這里要特別提到信元頭中的信元

10、優(yōu)先權(quán)（clp），設(shè)置clp位以標(biāo)識較低優(yōu)先權(quán)的信元，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生沖突時，首先被刪去的就是這些較低優(yōu)先權(quán)的信元，這一點在多媒體傳輸中十分重要。 (四).atm的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 atm的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境由atm終端系統(tǒng)和atm網(wǎng)絡(luò)組成。 atm終端系統(tǒng)（又稱atm站點）包括atm的用戶設(shè)備，可以是主機(jī)（工作站、服務(wù)器等），互連設(shè)備（橋接器、路由器等），這些設(shè)備必須配置atm適配卡，獲得一個atm網(wǎng)絡(luò)地址，atm適配卡有不同速率和不同接口，滿足不同需要。 atm網(wǎng)絡(luò)由atm交換機(jī)和傳輸媒體組成，其中傳輸媒體主要是雙絞線和光纖。atm交換機(jī)則被劃分為多個檔次。工作組atm交換機(jī)主要用于桌面用戶的接入，其上行端口速率可選擇155mbps或更高，下行端口為25mbps。園區(qū)級atm交換機(jī)應(yīng)用于一般企業(yè)規(guī)模的atm網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，形成atm主干網(wǎng)，連接atm路由器，lan交換器和主干級服務(wù)器。企業(yè)級atm交換機(jī)則更適合構(gòu)成大規(guī)模廣域企業(yè)網(wǎng)的核心主干網(wǎng)絡(luò)，主要用于連接工作組atm交換機(jī)和其它atm設(shè)備。 三.展望 異步轉(zhuǎn)移模式atm可承載多種業(yè)務(wù)，具有統(tǒng)計復(fù)用和按需分配帶寬的動態(tài)性