多媒體通信---第4章_多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1、1第第4 4章章 多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 4.1 4.1 多媒體通信對(duì)通信網(wǎng)的要求多媒體通信對(duì)通信網(wǎng)的要求 4.2 4.2 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對(duì)多媒體通信的支撐情況現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對(duì)多媒體通信的支撐情況 4.3 4.3 寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDNB-ISDN） 4.4 4.4 基于基于IPIP的寬帶多媒體通信網(wǎng)絡(luò)的寬帶多媒體通信網(wǎng)絡(luò) 23廣域網(wǎng)上通信的一種模型廣域網(wǎng)上通信的一種模型4末端用戶(hù)應(yīng)用進(jìn)程末端用戶(hù)應(yīng)用進(jìn)程文件傳送、訪問(wèn)和管理文件傳送、訪問(wèn)和管理文檔和信息交換文檔和信息交換作業(yè)傳送和處理作業(yè)傳送和處理分布式信息服務(wù)分布式信息服務(wù)語(yǔ)法無(wú)關(guān)的信息交換服務(wù)語(yǔ)法無(wú)關(guān)的信息

2、交換服務(wù)傳送語(yǔ)法協(xié)商，數(shù)據(jù)表示轉(zhuǎn)換傳送語(yǔ)法協(xié)商，數(shù)據(jù)表示轉(zhuǎn)換應(yīng)用實(shí)體的會(huì)話和同步控制應(yīng)用實(shí)體的會(huì)話和同步控制網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)的信息交換服務(wù)網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)的信息交換服務(wù)端到端的信息傳送端到端的信息傳送（連接管理，錯(cuò)誤控制，分割，流控）（連接管理，錯(cuò)誤控制，分割，流控）網(wǎng)絡(luò)路由選擇，尋址，呼叫建立和清除網(wǎng)絡(luò)路由選擇，尋址，呼叫建立和清除數(shù)據(jù)鏈路控制（成幀，數(shù)據(jù)透明性，錯(cuò)誤控制）數(shù)據(jù)鏈路控制（成幀，數(shù)據(jù)透明性，錯(cuò)誤控制）機(jī)械的和電氣的網(wǎng)絡(luò)接口定義機(jī)械的和電氣的網(wǎng)絡(luò)接口定義對(duì)網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)設(shè)備的物理連接對(duì)網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)設(shè)備的物理連接數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層應(yīng)用層表示層表示層會(huì) 話會(huì) 話層層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層鏈

3、路層物理層物理層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層概要網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層概要5 1 1 吞吐要求吞吐要求 網(wǎng)絡(luò)的吞吐量：它的有效比特率或有網(wǎng)絡(luò)的吞吐量：它的有效比特率或有效帶寬，效帶寬， 即傳輸網(wǎng)絡(luò)物理鏈路的比特率減即傳輸網(wǎng)絡(luò)物理鏈路的比特率減去各種額外開(kāi)銷(xiāo)。去各種額外開(kāi)銷(xiāo)。 具體有以下三個(gè)方面：具體有以下三個(gè)方面： 傳輸帶寬傳輸帶寬, ,存儲(chǔ)帶寬存儲(chǔ)帶寬, ,流量要求。流量要求。 4.1 多媒體通信對(duì)通信網(wǎng)的要求多媒體通信對(duì)通信網(wǎng)的要求 6 (1) (1) 傳輸帶寬要求。傳輸帶寬要求。 由于多媒體傳輸由于多媒體傳輸由大量突變數(shù)據(jù)組成，并且常包括實(shí)時(shí)音由大量突變數(shù)據(jù)組成，并且常包括實(shí)時(shí)音頻和視頻信息，頻和視頻信息， 所以對(duì)于

4、傳送多媒體信息所以對(duì)于傳送多媒體信息的網(wǎng)絡(luò)來(lái)講，的網(wǎng)絡(luò)來(lái)講， 它必須有充足可用的傳輸帶它必須有充足可用的傳輸帶寬來(lái)完成多媒體信息的傳送。寬來(lái)完成多媒體信息的傳送。 在通信擁塞時(shí)，在通信擁塞時(shí)， 有效帶寬的不足常常有效帶寬的不足常常導(dǎo)致端到端延遲的增加及分組的丟失。導(dǎo)致端到端延遲的增加及分組的丟失。7 (2) (2) 存儲(chǔ)帶寬的要求。存儲(chǔ)帶寬的要求。 在吞吐量大的在吞吐量大的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)中， 接收端系統(tǒng)必須保證有足夠的緩接收端系統(tǒng)必須保證有足夠的緩沖空間來(lái)接收不斷送來(lái)的多媒體信息。沖空間來(lái)接收不斷送來(lái)的多媒體信息。 另另外，外， 緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)輸入速率也必須足夠大，緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)輸入速率也必須足夠大

5、， 以便容納從網(wǎng)絡(luò)不斷傳來(lái)的數(shù)據(jù)流。以便容納從網(wǎng)絡(luò)不斷傳來(lái)的數(shù)據(jù)流。 這種數(shù)據(jù)輸入速率有時(shí)被看作緩沖區(qū)這種數(shù)據(jù)輸入速率有時(shí)被看作緩沖區(qū)存儲(chǔ)帶寬。存儲(chǔ)帶寬。 8 (3) (3) 流量要求。流量要求。 網(wǎng)絡(luò)必須有足夠的網(wǎng)絡(luò)必須有足夠的吞吐能力來(lái)確保大帶寬信道在延長(zhǎng)的時(shí)吞吐能力來(lái)確保大帶寬信道在延長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)的有效性。間段內(nèi)的有效性。 如果網(wǎng)絡(luò)在任何時(shí)刻都存在許多數(shù)如果網(wǎng)絡(luò)在任何時(shí)刻都存在許多數(shù)據(jù)流，據(jù)流， 那么該網(wǎng)絡(luò)的有效吞吐能力就必那么該網(wǎng)絡(luò)的有效吞吐能力就必須大于或等于所有這些數(shù)據(jù)流的比特率須大于或等于所有這些數(shù)據(jù)流的比特率的總和。的總和。 9 2 2 實(shí)時(shí)性和可靠性要求實(shí)時(shí)性和可靠性要求 多

6、媒體通信的實(shí)時(shí)性要求，多媒體通信的實(shí)時(shí)性要求， 除了與除了與網(wǎng)絡(luò)速率相關(guān)，網(wǎng)絡(luò)速率相關(guān)， 還受通信協(xié)議的影響。還受通信協(xié)議的影響。 為了獲得真實(shí)的臨場(chǎng)感，要求傳輸?shù)臅r(shí)為了獲得真實(shí)的臨場(chǎng)感，要求傳輸?shù)臅r(shí)延越小越好。延越小越好。 語(yǔ)音和圖像可以接受的時(shí)延都要求語(yǔ)音和圖像可以接受的時(shí)延都要求小于小于0.25 s0.25 s； 靜止圖像要求小于靜止圖像要求小于1 s1 s； 在分組交換中，在分組交換中， 組與組之間的延時(shí)組與組之間的延時(shí)小于小于10 ms10 ms時(shí)圖像才有連續(xù)感。時(shí)圖像才有連續(xù)感。 10 不同媒體對(duì)通信網(wǎng)的要求不同媒體對(duì)通信網(wǎng)的要求 11發(fā)送時(shí)延發(fā)送時(shí)延 發(fā)送時(shí)延：發(fā)送時(shí)延： 發(fā)送數(shù)

7、據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間。進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間。發(fā)送時(shí)延發(fā)送時(shí)延 = 數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度（比特）數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度（比特）信道帶寬（比特信道帶寬（比特/秒）秒）12傳播時(shí)延傳播時(shí)延 傳播時(shí)延：電磁波在信道中需要傳播一傳播時(shí)延：電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。 傳播時(shí)延傳播時(shí)延 = 信道長(zhǎng)度（米）信道長(zhǎng)度（米）信號(hào)在信道上的傳播速率（米信號(hào)在信道上的傳播速率（米/秒）秒）13處理時(shí)延處理時(shí)延 處理時(shí)延：交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行處理時(shí)延：交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。 結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)

8、列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延是處理時(shí)延中的重要組成部分。是處理時(shí)延中的重要組成部分。 處理時(shí)延的長(zhǎng)短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)處理時(shí)延的長(zhǎng)短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)的通信量。的通信量。 有時(shí)可用排隊(duì)時(shí)延作為處理時(shí)延。有時(shí)可用排隊(duì)時(shí)延作為處理時(shí)延。 14總時(shí)延總時(shí)延 數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是發(fā)送時(shí)延、傳播數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是發(fā)送時(shí)延、傳播時(shí)延和處理時(shí)延之和：時(shí)延和處理時(shí)延之和： 總時(shí)延總時(shí)延 = 發(fā)送時(shí)延發(fā)送時(shí)延 + 傳播時(shí)延傳播時(shí)延 + 處理時(shí)延處理時(shí)延15三種時(shí)延所產(chǎn)生的地方三種時(shí)延所產(chǎn)生的地方在隊(duì)列中產(chǎn)生在隊(duì)列中產(chǎn)生處理時(shí)延處理時(shí)延隊(duì)列隊(duì)列結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn) A在發(fā)送器產(chǎn)生發(fā)送時(shí)延在

9、發(fā)送器產(chǎn)生發(fā)送時(shí)延( (即傳輸時(shí)延即傳輸時(shí)延) )1 0 1 1 0 0 1鏈路鏈路在鏈路上產(chǎn)生在鏈路上產(chǎn)生傳播時(shí)延傳播時(shí)延結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn) B數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)163. 3. 時(shí)空約束時(shí)空約束 在多媒體通信系統(tǒng)中同一對(duì)象的各種媒體之在多媒體通信系統(tǒng)中同一對(duì)象的各種媒體之間在空間上和時(shí)間上存在著關(guān)聯(lián)和約束，而信息間在空間上和時(shí)間上存在著關(guān)聯(lián)和約束，而信息傳輸又具有串行性。所以要求采取延遲同步的方傳輸又具有串行性。所以要求采取延遲同步的方法進(jìn)行再合成，法進(jìn)行再合成， 包括時(shí)間合成、包括時(shí)間合成、 空間合成以及空間合成以及時(shí)空同步等三個(gè)方面時(shí)空同步等三個(gè)方面。 時(shí)間合成：在時(shí)間軸上統(tǒng)一原來(lái)屬于同一時(shí)時(shí)間合成：在時(shí)間

10、軸上統(tǒng)一原來(lái)屬于同一時(shí)間軸上各類(lèi)媒體的時(shí)序，間軸上各類(lèi)媒體的時(shí)序， 使其能在時(shí)間上正確使其能在時(shí)間上正確表現(xiàn)；表現(xiàn)； 空間合成：在空間上媒體的排放位置，空間合成：在空間上媒體的排放位置， 最最后使時(shí)間空間統(tǒng)一成正確的表現(xiàn)。后使時(shí)間空間統(tǒng)一成正確的表現(xiàn)。 通過(guò)時(shí)間上的合成、通過(guò)時(shí)間上的合成、 空間上的合成，空間上的合成， 達(dá)到達(dá)到多種媒體的時(shí)空一致的目的。多種媒體的時(shí)空一致的目的。17 4. 4. 分布處理要求分布處理要求 未來(lái)通信是多網(wǎng)合一，未來(lái)通信是多網(wǎng)合一， 但目前的現(xiàn)狀但目前的現(xiàn)狀是多網(wǎng)共存（如電話網(wǎng)、是多網(wǎng)共存（如電話網(wǎng)、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)、 廣廣播電視網(wǎng)等），播電視網(wǎng)等）， 媒體各

11、異（聲、媒體各異（聲、 圖、圖、 文文等），等）， 必須針對(duì)這種情況研究如各種媒體必須針對(duì)這種情況研究如各種媒體信息分布環(huán)境下的運(yùn)行，信息分布環(huán)境下的運(yùn)行， 通過(guò)分布環(huán)境解通過(guò)分布環(huán)境解決多點(diǎn)多人合作、決多點(diǎn)多人合作、 遠(yuǎn)程多媒體信息服務(wù)等遠(yuǎn)程多媒體信息服務(wù)等問(wèn)題。問(wèn)題。 18 現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸制定的，要是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸制定的， 所以在所以在很多方面不適合聲音、很多方面不適合聲音、 圖像信息的傳輸，圖像信息的傳輸，這些都增加了實(shí)現(xiàn)聲音和圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)倪@些都增加了實(shí)現(xiàn)聲音和圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)碾y度。難度。 這種對(duì)實(shí)時(shí)性和同步性的

12、嚴(yán)格要求，這種對(duì)實(shí)時(shí)性和同步性的嚴(yán)格要求， 迫使我們必須加緊研制針對(duì)多媒體信息傳迫使我們必須加緊研制針對(duì)多媒體信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。 19 4.2 4.2 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對(duì)多媒體通信的支撐情況現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對(duì)多媒體通信的支撐情況 通信網(wǎng)絡(luò)三大類(lèi)通信網(wǎng)絡(luò)三大類(lèi): : (1)(1)電信網(wǎng)絡(luò)，如公用電話網(wǎng)電信網(wǎng)絡(luò)，如公用電話網(wǎng) PSTNPSTN、 分分組交換網(wǎng)組交換網(wǎng) PSPDNPSPDN、 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng) DDNDDN、 窄帶和窄帶和寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（N-ISDNN-ISDN和和B-ISDNB-ISDN）等；）等； 20(2)(2)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，如局域網(wǎng)（計(jì)算機(jī)網(wǎng)

13、絡(luò)，如局域網(wǎng)（LANLAN）、廣域）、廣域網(wǎng)（網(wǎng)（WANWAN）、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（）、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDIFDDI）、）、 分布列隊(duì)雙總線（分布列隊(duì)雙總線（DQDBDQDB）等；）等；(3)(3)電視傳播網(wǎng)絡(luò)，電視傳播網(wǎng)絡(luò)， 如有線電視網(wǎng)如有線電視網(wǎng)(CATV),(CATV),混合光纖同軸網(wǎng)（混合光纖同軸網(wǎng)（HFCHFC）、）、 衛(wèi)星電視網(wǎng)等。衛(wèi)星電視網(wǎng)等。 這些通信網(wǎng)絡(luò)雖然可以傳輸多媒體信息，這些通信網(wǎng)絡(luò)雖然可以傳輸多媒體信息，但這些網(wǎng)絡(luò)都是在一定歷史條件下為了某種應(yīng)但這些網(wǎng)絡(luò)都是在一定歷史條件下為了某種應(yīng)用而建立的，都不同程度地存在著各種缺陷。用而建立的，都不同程度地存在著各種

14、缺陷。21 1 1 公共交換電話網(wǎng)（公共交換電話網(wǎng)（PSTNPSTN） 普及程度最高、普及程度最高、 成本最低。成本最低。 PSTNPSTN以電路交換為基礎(chǔ)，即通過(guò)呼叫，在以電路交換為基礎(chǔ)，即通過(guò)呼叫，在收、發(fā)端之間建立起一個(gè)獨(dú)占的物理通道，該收、發(fā)端之間建立起一個(gè)獨(dú)占的物理通道，該通道有固定的帶寬。由于路由固定，延時(shí)較低，通道有固定的帶寬。由于路由固定，延時(shí)較低，而且不存在延時(shí)抖動(dòng)問(wèn)題，這對(duì)保證連續(xù)媒體而且不存在延時(shí)抖動(dòng)問(wèn)題，這對(duì)保證連續(xù)媒體的同步和實(shí)時(shí)傳輸是有利的。的同步和實(shí)時(shí)傳輸是有利的。 但電話信道帶寬較窄，且用戶(hù)線是模擬的，但電話信道帶寬較窄，且用戶(hù)線是模擬的，多媒體信息需要經(jīng)過(guò)多媒

15、體信息需要經(jīng)過(guò)ModemModem接入。接入。 可以通過(guò)對(duì)用戶(hù)雙絞線作技術(shù)改造（如可以通過(guò)對(duì)用戶(hù)雙絞線作技術(shù)改造（如xDSLxDSL、ISDNISDN等），使用戶(hù)線帶寬增加到等），使用戶(hù)線帶寬增加到2 Mb/s2 Mb/s以上，基本上可支撐多媒體通信的所有業(yè)務(wù)。以上，基本上可支撐多媒體通信的所有業(yè)務(wù)。222 2 分組交換公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)（分組交換公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)（PSPDNPSPDN） 基于基于X.25X.25協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。 需要傳輸?shù)臄?shù)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在發(fā)送端被分割成單元（分組或稱(chēng)打據(jù)在發(fā)送端被分割成單元（分組或稱(chēng)打包），包）， 各節(jié)點(diǎn)交換機(jī)存儲(chǔ)來(lái)自用戶(hù)的數(shù)據(jù)各節(jié)點(diǎn)交換機(jī)存儲(chǔ)來(lái)自用戶(hù)的數(shù)據(jù)包，包

16、， 等待電路空閑時(shí)發(fā)送出去。等待電路空閑時(shí)發(fā)送出去。 延時(shí)較大，延時(shí)較大， 這些都使連續(xù)媒體的同步這些都使連續(xù)媒體的同步和實(shí)時(shí)傳輸成為問(wèn)題。和實(shí)時(shí)傳輸成為問(wèn)題。 23 隨著光纖越來(lái)越普遍地作為傳輸媒介，隨著光纖越來(lái)越普遍地作為傳輸媒介， 傳輸出錯(cuò)的概率越來(lái)越小，傳輸出錯(cuò)的概率越來(lái)越小， 在這種情況在這種情況下，下， 重復(fù)地在鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層實(shí)施差錯(cuò)重復(fù)地在鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層實(shí)施差錯(cuò)控制，控制， 不僅顯得冗余，不僅顯得冗余， 而且浪費(fèi)帶寬，而且浪費(fèi)帶寬， 增加報(bào)文傳輸延遲。增加報(bào)文傳輸延遲。 由于分組交換公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)由于分組交換公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)PSPDNPSPDN是在是在早期低速、早期低速、 高出錯(cuò)率的物理鏈

17、路基礎(chǔ)上高出錯(cuò)率的物理鏈路基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，發(fā)展起來(lái)的， 其特性已不再適應(yīng)目前多其特性已不再適應(yīng)目前多媒體應(yīng)用所需要的高速遠(yuǎn)程鏈接的要求，媒體應(yīng)用所需要的高速遠(yuǎn)程鏈接的要求， 因此，因此， PSPDNPSPDN不適合于開(kāi)放多媒體通信不適合于開(kāi)放多媒體通信業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)。 243 3 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDNDDN） DDNDDN利用電信數(shù)字網(wǎng)的數(shù)字通道傳輸，利用電信數(shù)字網(wǎng)的數(shù)字通道傳輸， 采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)，采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)， 提供固定或半永久連提供固定或半永久連接的電路交換型鏈接，接的電路交換型鏈接， 傳輸速率為傳輸速率為n n64 64 kb/s(n=1kb/s(n=131)31)或更高，

18、或更高， 其傳輸延時(shí)低且固其傳輸延時(shí)低且固定（在定（在1010個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接條件下最大時(shí)延不超過(guò)個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接條件下最大時(shí)延不超過(guò) 40 ms40 ms），帶寬較寬，），帶寬較寬， 適于多媒體的實(shí)時(shí)傳適于多媒體的實(shí)時(shí)傳輸。輸。 因?yàn)辄c(diǎn)對(duì)點(diǎn)、因?yàn)辄c(diǎn)對(duì)點(diǎn)、 以及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信，以及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信， 都需要網(wǎng)管中心來(lái)建立和釋放連接，都需要網(wǎng)管中心來(lái)建立和釋放連接， 所以所以它的服務(wù)對(duì)象必須是大型用戶(hù)。它的服務(wù)對(duì)象必須是大型用戶(hù)。 254 4 幀中繼網(wǎng)絡(luò)（幀中繼網(wǎng)絡(luò)（FRFR） FRFR是一種簡(jiǎn)化的幀交換模式，是一種簡(jiǎn)化的幀交換模式， 由于信由于信息轉(zhuǎn)移僅在息轉(zhuǎn)移僅在鏈路層鏈路層處理，處理， 因此簡(jiǎn)化了交換因

19、此簡(jiǎn)化了交換過(guò)程和協(xié)議，過(guò)程和協(xié)議， 具有較高的吞吐量和較低的具有較高的吞吐量和較低的延時(shí)，對(duì)中高速、突發(fā)性強(qiáng)的多媒體業(yè)務(wù)延時(shí)，對(duì)中高速、突發(fā)性強(qiáng)的多媒體業(yè)務(wù)極具吸引力。尤其是利用極具吸引力。尤其是利用FRFR作為多媒體用作為多媒體用戶(hù)接入方式是經(jīng)濟(jì)有效的方案。戶(hù)接入方式是經(jīng)濟(jì)有效的方案。 幀中繼網(wǎng)是開(kāi)放會(huì)議電視業(yè)務(wù)的幀中繼網(wǎng)是開(kāi)放會(huì)議電視業(yè)務(wù)的LANLAN遠(yuǎn)遠(yuǎn)程互聯(lián)的一種優(yōu)選技術(shù)。程互聯(lián)的一種優(yōu)選技術(shù)。 265 5 窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（N-ISDNN-ISDN） 以電路交換為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，以電路交換為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)， 因此也具因此也具有延時(shí)低而固定的特點(diǎn)。有延時(shí)低而固定的特點(diǎn)。

20、 它的用戶(hù)接入速率有兩種：它的用戶(hù)接入速率有兩種： 基本速率基本速率（BRIBRI）144 kb/s(2B+D)144 kb/s(2B+D)和基群速率（和基群速率（PRIPRI）2.048 kb/s(30B+D)2.048 kb/s(30B+D)。 ISDNISDN支持包括話音、支持包括話音、 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)、 圖像等圖像等各種多媒體業(yè)務(wù)，各種多媒體業(yè)務(wù)， 能夠滿(mǎn)足不同用戶(hù)的要能夠滿(mǎn)足不同用戶(hù)的要求。求。 通過(guò)多點(diǎn)控制單元建立多點(diǎn)連接，通過(guò)多點(diǎn)控制單元建立多點(diǎn)連接， 在在N-ISDNN-ISDN上可實(shí)現(xiàn)較高質(zhì)量的可視電話會(huì)上可實(shí)現(xiàn)較高質(zhì)量的可視電話會(huì)議和電視會(huì)議。議和電視會(huì)議。 27 6 6 計(jì)算

21、機(jī)局域網(wǎng)（計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)（LANLAN） LANLAN的特點(diǎn)：的特點(diǎn)： (1)(1)利用一個(gè)單獨(dú)的媒體將所有的端系利用一個(gè)單獨(dú)的媒體將所有的端系統(tǒng)連接起來(lái)；統(tǒng)連接起來(lái)； (2)(2)以基帶方式傳輸，以基帶方式傳輸， 在這種模式中，在這種模式中， 時(shí)間片被分給所有站和每個(gè)站的所有通時(shí)間片被分給所有站和每個(gè)站的所有通信。信。 之后，之后， 數(shù)據(jù)流被分成幀，數(shù)據(jù)流被分成幀， 利用幀利用幀進(jìn)行傳輸。進(jìn)行傳輸。 以太網(wǎng)、以太網(wǎng)、 令牌環(huán)傳送網(wǎng)和令牌環(huán)傳送網(wǎng)和FDDIFDDI為為3 3種種常見(jiàn)的共享媒體常見(jiàn)的共享媒體LANLAN。 28 用用LANLAN實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)連接不成為問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)連接不成為問(wèn)題， 但但

22、是每個(gè)包的延遲時(shí)間不能保證相等，是每個(gè)包的延遲時(shí)間不能保證相等， 它與它與網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度有很大的關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度有很大的關(guān)系， 這顯然不這顯然不適合于連續(xù)媒體的實(shí)時(shí)傳輸。適合于連續(xù)媒體的實(shí)時(shí)傳輸。 為了解決這個(gè)問(wèn)題，引入為了解決這個(gè)問(wèn)題，引入ATMATM交換技術(shù)，交換技術(shù)， 解決了主干網(wǎng)的帶寬、解決了主干網(wǎng)的帶寬、 等待時(shí)間和延時(shí)抖等待時(shí)間和延時(shí)抖動(dòng)等問(wèn)題，動(dòng)等問(wèn)題， 這就是這就是ATMATM局域網(wǎng)仿真技術(shù)局域網(wǎng)仿真技術(shù)(LANE)(LANE)。29 7 7 InternetInternet網(wǎng)網(wǎng) InternetInternet網(wǎng)是路由器和專(zhuān)線構(gòu)成的數(shù)據(jù)網(wǎng)，網(wǎng)是路由器和專(zhuān)線構(gòu)成的數(shù)據(jù)網(wǎng)，

23、它可以通過(guò)電話網(wǎng)、它可以通過(guò)電話網(wǎng)、 分組網(wǎng)和局域網(wǎng)接入。分組網(wǎng)和局域網(wǎng)接入。 InternetInternet在發(fā)展初期并沒(méi)有考慮在其網(wǎng)絡(luò)中傳在發(fā)展初期并沒(méi)有考慮在其網(wǎng)絡(luò)中傳輸實(shí)時(shí)多媒體通信業(yè)務(wù)，輸實(shí)時(shí)多媒體通信業(yè)務(wù)， 使用的通信協(xié)議為使用的通信協(xié)議為T(mén)CP/IPTCP/IP， 由于該協(xié)議難以保證多媒體業(yè)務(wù)所要求由于該協(xié)議難以保證多媒體業(yè)務(wù)所要求的實(shí)時(shí)性。的實(shí)時(shí)性。 為了解決這個(gè)問(wèn)題，為了解決這個(gè)問(wèn)題， 制定了一些新的補(bǔ)充協(xié)制定了一些新的補(bǔ)充協(xié)議（例如議（例如RSVPRSVP和和RTPRTP），）， 以解決在以解決在InternetInternet網(wǎng)上連網(wǎng)上連續(xù)媒體的同步和實(shí)時(shí)傳輸問(wèn)題。續(xù)媒

24、體的同步和實(shí)時(shí)傳輸問(wèn)題。 30 8 8 有線電視有線電視(CATV)(CATV)網(wǎng)網(wǎng) CATVCATV網(wǎng)是分配型的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)是分配型的網(wǎng)絡(luò)， 不具備電信網(wǎng)不具備電信網(wǎng)的交換功能，的交換功能， 因此難以開(kāi)展非分配型因此難以開(kāi)展非分配型( (例如多例如多媒體會(huì)議媒體會(huì)議) )的多媒體業(yè)務(wù)。的多媒體業(yè)務(wù)。 要解決這個(gè)問(wèn)題，要解決這個(gè)問(wèn)題， 必須對(duì)必須對(duì)CATVCATV網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向改造。雙向改造。 當(dāng)光纖鋪設(shè)到小區(qū)后，當(dāng)光纖鋪設(shè)到小區(qū)后， 結(jié)合經(jīng)雙結(jié)合經(jīng)雙向改造后的向改造后的CATVCATV網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)， 從小區(qū)到用戶(hù)的短距從小區(qū)到用戶(hù)的短距離同軸電纜的帶寬可以拓寬到離同軸電纜的帶寬可以拓寬到75

25、0 MHz750 MHz以上，以上， 然后通過(guò)頻分多路復(fù)用技術(shù)，然后通過(guò)頻分多路復(fù)用技術(shù)， 可以實(shí)現(xiàn)電話、可以實(shí)現(xiàn)電話、 模擬電視廣播和交互式數(shù)字點(diǎn)播電視模擬電視廣播和交互式數(shù)字點(diǎn)播電視(VOD)(VOD)等等業(yè)務(wù)共網(wǎng)傳輸，業(yè)務(wù)共網(wǎng)傳輸， 314.3 4.3 寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDNB-ISDN） 寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)(B-ISDN)是多媒體通信的發(fā)展方向是多媒體通信的發(fā)展方向之一。之一。 特點(diǎn)特點(diǎn): : 采用異步轉(zhuǎn)移模式采用異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)(ATM)交換技術(shù)交換技術(shù); ; 傳輸通道帶寬大傳輸通道帶寬大(155(155622 M

26、b/s)622 Mb/s)； 以固定長(zhǎng)度以固定長(zhǎng)度(53 byte)(53 byte)的信元進(jìn)行高速交換，的信元進(jìn)行高速交換， 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)小；延時(shí)??； 能夠處理突發(fā)性信息，能夠處理突發(fā)性信息， 可以動(dòng)態(tài)分配帶寬；可以動(dòng)態(tài)分配帶寬； 收、收、 發(fā)端通過(guò)虛電路發(fā)端通過(guò)虛電路(VC)(VC)進(jìn)行連接，進(jìn)行連接， 并保證提供并保證提供網(wǎng)絡(luò)和終端在連接建立時(shí)所商定的服務(wù)質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)和終端在連接建立時(shí)所商定的服務(wù)質(zhì)量(QoS(QoS) )， 如最小帶寬、如最小帶寬、 最大延時(shí)、最大延時(shí)、 延時(shí)變化和服務(wù)類(lèi)型等；延時(shí)變化和服務(wù)類(lèi)型等； 324.4 4.4 基于基于IPIP的寬帶多媒體通信網(wǎng)絡(luò)的寬帶多媒體通信網(wǎng)

27、絡(luò) 隨著基于隨著基于IPIP的業(yè)務(wù)種類(lèi)的增加，的業(yè)務(wù)種類(lèi)的增加， 采采用基于用基于IPIP的寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立支持多媒的寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立支持多媒體業(yè)務(wù)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)已經(jīng)成為一種經(jīng)體業(yè)務(wù)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)已經(jīng)成為一種經(jīng)濟(jì)的、濟(jì)的、 高效率的做法。高效率的做法。 33 基于基于IPIP的寬帶網(wǎng)絡(luò)是以光纖為傳輸介質(zhì)，的寬帶網(wǎng)絡(luò)是以光纖為傳輸介質(zhì)， 大容量的密集波分復(fù)用大容量的密集波分復(fù)用(DWDM)(DWDM)為傳輸通道，為傳輸通道， SDH/SONETSDH/SONET、 ATMATM或千兆以太網(wǎng)為組網(wǎng)模式，或千兆以太網(wǎng)為組網(wǎng)模式， 第第三層三層/ /第四層路由交換機(jī)為交換平臺(tái)，第四層路由交換機(jī)為交換平

28、臺(tái)， 綜合提供綜合提供基于基于IPIP的各種多媒體業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。的各種多媒體業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。 在運(yùn)行實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)時(shí)能保證服務(wù)質(zhì)量，在運(yùn)行實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)時(shí)能保證服務(wù)質(zhì)量， 可以提供可以提供數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)、 語(yǔ)音、語(yǔ)音、 視頻的綜合傳輸業(yè)務(wù)。視頻的綜合傳輸業(yè)務(wù)。 34 新一代的寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必須建立在新一代的寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必須建立在當(dāng)前最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換的基礎(chǔ)上。當(dāng)前最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換的基礎(chǔ)上。 目前實(shí)現(xiàn)寬帶的目前實(shí)現(xiàn)寬帶的IPIP網(wǎng)絡(luò)的典型技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的典型技術(shù)有：有： IP over ATMIP over ATM、 IP over SDHIP over SDH、 IP IP over WDMove

29、r WDM、 IP over DWDMIP over DWDM等。等。 351.ATM1.ATM技術(shù)的特點(diǎn)技術(shù)的特點(diǎn) ATM ATM 是建立在電路交換和分組交換的基礎(chǔ)上是建立在電路交換和分組交換的基礎(chǔ)上的一種面向連接的快速分組交換技術(shù)。的一種面向連接的快速分組交換技術(shù)。 ATM ATM 采用定長(zhǎng)分組作為傳輸和交換的單位。采用定長(zhǎng)分組作為傳輸和交換的單位。這種定長(zhǎng)分組叫做信元這種定長(zhǎng)分組叫做信元(cell)(cell)。 ATM ATM 名詞中的名詞中的“異步異步”是指將是指將 ATM ATM 信元信元“異異步插入步插入”到同步的到同步的 SDH SDH 比特流中。比特流中。 SDH SDH 傳

30、送的同步比特流被劃分為一個(gè)個(gè)固定傳送的同步比特流被劃分為一個(gè)個(gè)固定時(shí)間長(zhǎng)度的幀（時(shí)間長(zhǎng)度的幀（是時(shí)分復(fù)用的時(shí)間幀，而不是時(shí)分復(fù)用的時(shí)間幀，而不是數(shù)據(jù)鏈路層的幀是數(shù)據(jù)鏈路層的幀）。）。 每一個(gè)用戶(hù)發(fā)送的每一個(gè)用戶(hù)發(fā)送的 ATM ATM 信元在每一時(shí)分復(fù)用信元在每一時(shí)分復(fù)用幀中的相對(duì)位置并不是固定不變的。幀中的相對(duì)位置并不是固定不變的。 4.4.1 IP over ATM4.4.1 IP over ATM技術(shù)技術(shù)36 選擇固定長(zhǎng)度的短信元作為信息傳輸?shù)膯挝?，有利選擇固定長(zhǎng)度的短信元作為信息傳輸?shù)膯挝?，有利于寬帶高速交換。信元長(zhǎng)度為于寬帶高速交換。信元長(zhǎng)度為 53 53 字節(jié)，其首部字節(jié)，其首部（可

31、簡(jiǎn)稱(chēng)為信頭）為（可簡(jiǎn)稱(chēng)為信頭）為 5 5 字節(jié)。字節(jié)。 能支持不同速率的各種業(yè)務(wù)。能支持不同速率的各種業(yè)務(wù)。 所有信息在最低層是以面向連接的方式傳送，保持所有信息在最低層是以面向連接的方式傳送，保持了電路交換在保證實(shí)時(shí)性和服務(wù)質(zhì)量方面的優(yōu)點(diǎn)。了電路交換在保證實(shí)時(shí)性和服務(wù)質(zhì)量方面的優(yōu)點(diǎn)。 ATM ATM 使用光纖信道傳輸。由于光纖信道的誤碼率極使用光纖信道傳輸。由于光纖信道的誤碼率極低，且容量很大，因此在低，且容量很大，因此在ATM ATM 網(wǎng)內(nèi)不必在數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)內(nèi)不必在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行差錯(cuò)控制和流量控制層進(jìn)行差錯(cuò)控制和流量控制( (放在高層處理放在高層處理) )，因而，因而明顯地提高了信元在網(wǎng)絡(luò)中

32、的傳送速率。明顯地提高了信元在網(wǎng)絡(luò)中的傳送速率。ATM ATM 的主要優(yōu)點(diǎn)：的主要優(yōu)點(diǎn)： 37 信元首部的開(kāi)銷(xiāo)太大，即信元首部的開(kāi)銷(xiāo)太大，即 5 5 字節(jié)的信元首部在整字節(jié)的信元首部在整個(gè)個(gè) 53 53 字節(jié)的信元中所占的比例相當(dāng)大。字節(jié)的信元中所占的比例相當(dāng)大。 ATM ATM 的技術(shù)復(fù)雜且價(jià)格較高。的技術(shù)復(fù)雜且價(jià)格較高。 ATM ATM 能夠直接支持的應(yīng)用不多。能夠直接支持的應(yīng)用不多。 10 10 千兆以太網(wǎng)的問(wèn)世，進(jìn)一步削弱了千兆以太網(wǎng)的問(wèn)世，進(jìn)一步削弱了 ATM ATM 在因在因特網(wǎng)高速主干網(wǎng)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)能力。特網(wǎng)高速主干網(wǎng)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)能力。 ATM ATM 的缺點(diǎn)的缺點(diǎn)38ATM ATM

33、 的交換結(jié)構(gòu)的交換結(jié)構(gòu) ATM 交換機(jī)abcdefgh交換結(jié)構(gòu)輸入信元輸出信元392.ATM 2.ATM 的協(xié)議參考模型和信元結(jié)構(gòu)的協(xié)議參考模型和信元結(jié)構(gòu)ATM ATM 的協(xié)議參考模型共有三層，大體上與的協(xié)議參考模型共有三層，大體上與 OSIOSI的最低兩層相當(dāng)（無(wú)法嚴(yán)格對(duì)應(yīng)）的最低兩層相當(dāng)（無(wú)法嚴(yán)格對(duì)應(yīng)）。 ATM 層物理層PMD 子層TC 子層ATM 適配層 (AAL 層)SAR子層CS子層321 ATM的層次40物理層（分為兩個(gè)子層）物理層（分為兩個(gè)子層）靠下面的是靠下面的是 PMD PMD 子層，即物理媒體相關(guān)子層子層，即物理媒體相關(guān)子層(Physical Medium Depende

34、nt Sublayer)ATM 層物理層PMD 子層TC 子層ATM 適配層 (AAL 層)SAR子層CS子層321 ATM的層次 PMD PMD 子層負(fù)責(zé)在物理媒體上正確傳輸和接收比特子層負(fù)責(zé)在物理媒體上正確傳輸和接收比特流。它完成只和媒體相關(guān)的功能，如線路編碼和流。它完成只和媒體相關(guān)的功能，如線路編碼和解碼、比特定時(shí)以及光電轉(zhuǎn)換等。解碼、比特定時(shí)以及光電轉(zhuǎn)換等。41物理層（分為兩個(gè)子層）物理層（分為兩個(gè)子層）靠上面是靠上面是 TC TC 子層傳輸匯聚子層子層傳輸匯聚子層(Transmission Convergence Sublayer)ATM 層物理層PMD 子層TC 子層ATM 適配層

35、 (AAL 層)SAR子層CS子層321 ATM的層次 TC TC 子層實(shí)現(xiàn)信元流和比特流的轉(zhuǎn)換，包括速率適配子層實(shí)現(xiàn)信元流和比特流的轉(zhuǎn)換，包括速率適配（空閑信元的插入）、信元定界與同步、傳輸幀的產(chǎn)（空閑信元的插入）、信元定界與同步、傳輸幀的產(chǎn)生與恢復(fù)等。生與恢復(fù)等。 TC TC 子層的存在使得子層的存在使得 ATM ATM 層實(shí)現(xiàn)了與下面的傳輸媒層實(shí)現(xiàn)了與下面的傳輸媒體完全無(wú)關(guān)。典型的體完全無(wú)關(guān)。典型的 TC TC 子層就是子層就是 SONET/SDHSONET/SDH。429 行ATM ATM 信元流信元流裝入一個(gè)裝入一個(gè) STM-1 STM-1 幀的例子幀的例子 270 字節(jié)261 字節(jié)

36、9 行 9 字節(jié)的開(kāi)銷(xiāo)和指針5 字節(jié)首部53 字節(jié)53 字節(jié)53 字節(jié)53 字節(jié)53 字節(jié)53 字節(jié)53 字節(jié)有效載荷放入 ATM 信元43 ATM ATM 層層ATM 層物理層PMD 子層TC 子層ATM 適配層 (AAL 層)SAR子層CS子層321 ATM的層次 主要完成交換和復(fù)用功能，與傳送主要完成交換和復(fù)用功能，與傳送 ATM ATM 信元的物信元的物理媒體或物理層無(wú)關(guān)。理媒體或物理層無(wú)關(guān)。 信元的信元的 VPI/VCI VPI/VCI 轉(zhuǎn)換（就是將一個(gè)入信元的轉(zhuǎn)換（就是將一個(gè)入信元的 VPI/VCI VPI/VCI 轉(zhuǎn)換成新的數(shù)值）轉(zhuǎn)換成新的數(shù)值） 信元首部的產(chǎn)生與提取信元首部的產(chǎn)

37、生與提取 流量控制流量控制44VCI VCI 與與 VPIVPI（ VPI VPI 包含包含 VCIVCI） ATM ATM 連接用信元首部中的兩級(jí)標(biāo)號(hào)來(lái)識(shí)別。連接用信元首部中的兩級(jí)標(biāo)號(hào)來(lái)識(shí)別。 虛通路標(biāo)識(shí)虛通路標(biāo)識(shí) VCI (Virtual Channel VCI (Virtual Channel Identifier)Identifier) 虛 通 道 標(biāo) 識(shí) 符虛 通 道 標(biāo) 識(shí) 符 V P I ( V i r t u a l P a t h V P I ( V i r t u a l P a t h Identifier) Identifier) 傳輸鏈路虛通道 VPxVPzVPyVC

38、xVCxVCyVCzVCzVCyVCyVCx虛通路45VCI VCI 與與 VPIVPI（ VPI VPI 包含包含 VCIVCI） 一個(gè)虛通路一個(gè)虛通路 VC VC 是在兩個(gè)或兩個(gè)以上的端點(diǎn)之是在兩個(gè)或兩個(gè)以上的端點(diǎn)之間的一個(gè)運(yùn)送間的一個(gè)運(yùn)送 ATM ATM 信元的通信通路。信元的通信通路。 一個(gè)虛通道一個(gè)虛通道 VP VP 包含有許多相同端點(diǎn)的虛通路包含有許多相同端點(diǎn)的虛通路 VCVC，而這許多，而這許多 VC VC 都使用同一個(gè)都使用同一個(gè) VPIVPI。 傳輸鏈路虛通道 VPxVPzVPyVCxVCxVCyVCzVCzVCyVCyVCx虛通路46VCI VCI 與與 VPIVPI（ V

39、PI VPI 包含包含 VCIVCI） 在一個(gè)給定的接口，復(fù)用在一條鏈路上的許多在一個(gè)給定的接口，復(fù)用在一條鏈路上的許多不同的不同的 VPVP，用它們的，用它們的 VPI VPI 來(lái)識(shí)別。來(lái)識(shí)別。 復(fù)用在一個(gè)復(fù)用在一個(gè) VP VP 中的不同的中的不同的 VCVC，用它們的，用它們的 VCI VCI 來(lái)識(shí)別。來(lái)識(shí)別。 傳輸鏈路虛通道 VPxVPzVPyVCxVCxVCyVCzVCzVCyVCyVCx虛通路47VCI VCI 與與 VPIVPI（ VPI VPI 包含包含 VCIVCI） 一個(gè)給定的一個(gè)給定的 VCI VCI 值沒(méi)有端到端的意義。值沒(méi)有端到端的意義。 VP VP 在經(jīng)過(guò)集中器或交換

40、機(jī)時(shí)，其在經(jīng)過(guò)集中器或交換機(jī)時(shí)，其 VPI VPI 也會(huì)改也會(huì)改變。變。 傳輸鏈路虛通道 VPxVPzVPyVCxVCxVCyVCzVCzVCyVCyVCx虛通路48AAL (ATM Adaptation Layer)AAL (ATM Adaptation Layer)層的作用就是增強(qiáng)層的作用就是增強(qiáng) ATM ATM 層所提供的服務(wù)，并向上面高層提供各種不層所提供的服務(wù)，并向上面高層提供各種不同的服務(wù)。同的服務(wù)。 ATM ATM 適配層適配層 AALAAL ATM 層物理層PMD 子層TC 子層ATM 適配層 (AAL 層)SAR子層CS子層321 ATM的層次49SAR-PDUAAL5 層層

41、CS 子層子層尾部尾部165535 字節(jié)字節(jié)填充填充長(zhǎng)度長(zhǎng)度CRC 檢驗(yàn)檢驗(yàn)保留保留字節(jié)字節(jié) 2 2 4SAR 子層子層ATM 層層CS-PDU用戶(hù)數(shù)據(jù)（例如，用戶(hù)數(shù)據(jù)（例如，IP 數(shù)據(jù)報(bào)）數(shù)據(jù)報(bào)）ATM 信元信元53 字節(jié)字節(jié)發(fā)送發(fā)送ATM 信元信元53 字節(jié)字節(jié)ATM 信元信元53 字節(jié)字節(jié)ATM 信元信元53 字節(jié)字節(jié)48 字節(jié)字節(jié)48 字節(jié)字節(jié)48 字節(jié)字節(jié)48 字節(jié)字節(jié)PT 000PT 000PT 000PT 001 表示是最后一個(gè)信元表示是最后一個(gè)信元AAL AAL 將用戶(hù)數(shù)據(jù)分割為將用戶(hù)數(shù)據(jù)分割為48 48 字節(jié)的數(shù)據(jù)塊交給字節(jié)的數(shù)據(jù)塊交給 ATM ATM 層層 50AAL AA

42、L 層將層將 48 48 字節(jié)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)塊字節(jié)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)塊交給交給 ATM ATM 層，加上層，加上 5 5 字節(jié)的首部后字節(jié)的首部后變成變成 53 53 字節(jié)的信元字節(jié)的信元 話音信號(hào)A/DAAL 層ATM 層48 字節(jié)數(shù)據(jù)塊數(shù)字化的采樣信號(hào)53 字節(jié)信元數(shù)據(jù)信號(hào)長(zhǎng)度可變的突發(fā)數(shù)據(jù)分組AAL 層48 字節(jié)數(shù)據(jù)塊ATM 層53 字節(jié)信元視頻信號(hào)A/D圖像幀 壓縮的編碼信號(hào)AAL 層48 字節(jié)數(shù)據(jù)塊ATM 層53 字節(jié)信元51砂漏模型砂漏模型 不同類(lèi)別的應(yīng)用AAL1AAL2AAL3/4AAL553 字節(jié)51 Mb/sUTP100 Mb/s光纖155 Mb/s光纖其他AAL 層ATM 層物理層信元52

43、ATM 網(wǎng)絡(luò)AB交換機(jī) X交換機(jī) YUNIUNINNINNICONNECT ACKCONNECT ACKRELEASE COMPLETE RELEASECOMPLETE連接建立連接釋放tSETUPSETUPSETUP CALL PROCEEDINGCALL PROCEEDING CALL PROCEEDINGCONNECTCONNECTCONNECTCONNECT ACKRELEASERELEASERELEASE RELEASECOMPLETE數(shù)據(jù)傳送階段53ATM 網(wǎng)絡(luò)AB交換機(jī) X交換機(jī) Y交換機(jī) Z121232343414 入 入 出 出端口 VPI/VCI 端口 VPI/VCI 4 3

44、/17 2 9/353/1742/556/359/35 交換機(jī) X 的 VPI/VCI 轉(zhuǎn)換表 交換機(jī) Y 的 VPI/VCI 轉(zhuǎn)換表 交換機(jī) Z 的 VPI/VCI 轉(zhuǎn)換表 入 入 出 出端口 VPI/VCI 端口 VPI/VCI 1 9/35 4 6/35 入 入 出 出端口 VPI/VCI 端口 VPI/VCI 4 6/35 2 42/55端點(diǎn)端點(diǎn) A A 通過(guò)通過(guò) ATM ATM 交換機(jī)交換機(jī) X, Y X, Y 和和 Z Z 與端點(diǎn)與端點(diǎn) B B 建立了一條邏輯連接建立了一條邏輯連接 54 3.IP over ATM 3.IP over ATM分層模型與封裝示意圖分層模型與封裝示意圖

45、 音頻、視頻、數(shù)據(jù) 1IPATMSDHIPATMSDHWDM234IP over ATMIP over ATM技術(shù)技術(shù) 基本原理和工作方式：基本原理和工作方式： 將將IPIP數(shù)據(jù)包在數(shù)據(jù)包在ATMATM層全部封裝為層全部封裝為ATMATM信元，信元， 以以ATMATM信元形式在信道中傳輸。信元形式在信道中傳輸。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)接收當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)接收到一個(gè)到一個(gè)IPIP數(shù)據(jù)包時(shí)，數(shù)據(jù)包時(shí)， 它首先根據(jù)它首先根據(jù)IPIP數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)包的IPIP地址通過(guò)某種機(jī)地址通過(guò)某種機(jī)制進(jìn)行路由地址處理，制進(jìn)行路由地址處理， 按路由轉(zhuǎn)發(fā)。按路由轉(zhuǎn)發(fā)。 隨后，隨后， 按已計(jì)算的路由按已計(jì)算的路由在在ATMAT

46、M網(wǎng)上建立虛電路（網(wǎng)上建立虛電路（VCVC）。）。 以后的以后的IPIP數(shù)據(jù)包將在此虛電路數(shù)據(jù)包將在此虛電路VCVC上以直通（上以直通（Cut-ThroughCut-Through）方式傳輸，）方式傳輸， 再經(jīng)過(guò)路由器，再經(jīng)過(guò)路由器， 從而從而有效地解決了有效地解決了IPIP的路由器的瓶頸問(wèn)題，并將的路由器的瓶頸問(wèn)題，并將IPIP包的轉(zhuǎn)發(fā)速度提包的轉(zhuǎn)發(fā)速度提高到交換速度。高到交換速度。 554. ATMATM承載承載IPIP業(yè)務(wù)的解決方案業(yè)務(wù)的解決方案IP over ATMIP over ATM 必須解決的問(wèn)題：必須解決的問(wèn)題： (a)ATM(a)ATM的通信方式是面向連接的，的通信方式是面向

47、連接的， 而而IPIP是面是面向無(wú)連接的，向無(wú)連接的， 要在一個(gè)面向連接的網(wǎng)上承載要在一個(gè)面向連接的網(wǎng)上承載一個(gè)面向無(wú)連接的業(yè)務(wù)，一個(gè)面向無(wú)連接的業(yè)務(wù)， 有很多問(wèn)題需要解有很多問(wèn)題需要解決，決， 如呼叫建立時(shí)間、如呼叫建立時(shí)間、 連接持續(xù)期等等；連接持續(xù)期等等； (b)ATM(b)ATM是以是以ATMATM地址尋址的，地址尋址的， IPIP通信是以通信是以IPIP地址來(lái)尋址的，地址來(lái)尋址的， 而而IP over ATMIP over ATM是以是以ATMATM網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載來(lái)承載IPIP數(shù)據(jù)包的，數(shù)據(jù)包的， 因此，因此， IPIP地址和地址和ATMATM地地址之間的映射是一個(gè)很大的難題。址之間

48、的映射是一個(gè)很大的難題。ATMATM承載承載IPIP業(yè)務(wù)的解決方案：業(yè)務(wù)的解決方案： 迭加模式、集成模式迭加模式、集成模式56(1) (1) 迭加模式迭加模式指指IPIP網(wǎng)的尋址是迭加在網(wǎng)的尋址是迭加在ATMATM尋址的基礎(chǔ)上的，尋址的基礎(chǔ)上的， 即即在迭加模式中在迭加模式中ATMATM的尋址方式是不變的，的尋址方式是不變的， IPIP地地址在邊緣設(shè)備中映射成址在邊緣設(shè)備中映射成ATMATM地址，地址， IPIP包據(jù)此傳包據(jù)此傳向另一端邊緣設(shè)備。向另一端邊緣設(shè)備。 特點(diǎn)：在特點(diǎn)：在ATMATM網(wǎng)中不論是用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)信令還是網(wǎng)中不論是用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)信令還是網(wǎng)絡(luò)間信令均不變，網(wǎng)絡(luò)間信令均不變， 對(duì)對(duì)ATMA

49、TM網(wǎng)來(lái)說(shuō)，網(wǎng)來(lái)說(shuō)， IPIP業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)只是它承載的業(yè)務(wù)之一，只是它承載的業(yè)務(wù)之一， ATMATM的其他功能照樣的其他功能照樣存在，存在， 不受影響。不受影響。 缺點(diǎn)：傳送缺點(diǎn)：傳送IPIP包的效率較低。包的效率較低。 57(2) (2) 集成模式集成模式集成模式是指將集成模式是指將IPIP網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)設(shè)備和ATMATM網(wǎng)設(shè)備集成網(wǎng)設(shè)備集成在一起。在一起。 在集成模式中，在集成模式中， ATMATM網(wǎng)的尋址已不再網(wǎng)的尋址已不再是獨(dú)立的，受到是獨(dú)立的，受到IPIP網(wǎng)設(shè)備的干預(yù)。網(wǎng)設(shè)備的干預(yù)。 IPIP網(wǎng)的控制設(shè)備一般可稱(chēng)為網(wǎng)的控制設(shè)備一般可稱(chēng)為IPCIPC，它具，它具有傳統(tǒng)路由器的功能，能完成有傳統(tǒng)

50、路由器的功能，能完成IPIP網(wǎng)的路網(wǎng)的路由功能，并具有控制建立由功能，并具有控制建立ATMATM虛通路的能虛通路的能力。力。58集成模式的實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成模式的實(shí)現(xiàn)技術(shù)IP Switch : IPIP Switch : IP交換技術(shù)交換技術(shù) IpsilonIpsilon公司公司提出提出Tag Switch : Tag Switch : 標(biāo)記交換技術(shù)標(biāo)記交換技術(shù) CiscoCisco公司提公司提出出 MPLS: MPLS: 多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù)多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù) IETFIETF推薦推薦 595. IP over ATMIP over ATM的特點(diǎn)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： （1 1） 由于由于ATMATM技

51、術(shù)本身能提供技術(shù)本身能提供QoSQoS保證，保證， 因因此可利用此特點(diǎn)提高此可利用此特點(diǎn)提高IPIP業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。 （2 2） 具有良好的流量控制均衡能力以及故障具有良好的流量控制均衡能力以及故障恢復(fù)能力，恢復(fù)能力， 網(wǎng)絡(luò)可靠性高。網(wǎng)絡(luò)可靠性高。 （3 3） 適應(yīng)于多業(yè)務(wù)，適應(yīng)于多業(yè)務(wù)， 具有良好的網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)具有良好的網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展能力。展能力。 （4 4） 對(duì)其他幾種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如對(duì)其他幾種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如IPXIPX等能提供支等能提供支持。持。60IP over ATMIP over ATM的缺點(diǎn)：的缺點(diǎn)： （1 1） IP over ATMIP over ATM還不能提供完全的還不能提

52、供完全的QoSQoS保證。保證。 （2 2） 對(duì)對(duì)IPIP路由的支持一般，路由的支持一般， IPIP數(shù)據(jù)包分割加數(shù)據(jù)包分割加入大量頭信息，造成很大的帶寬浪費(fèi)（入大量頭信息，造成很大的帶寬浪費(fèi)（20203030）。）。 （3 3） 在復(fù)制多路廣播方面缺乏高效率。在復(fù)制多路廣播方面缺乏高效率。（4 4）由于）由于ATMATM本身技術(shù)復(fù)雜，從而導(dǎo)致管理復(fù)雜。本身技術(shù)復(fù)雜，從而導(dǎo)致管理復(fù)雜。 614.4.2 IP over SDH 4.4.2 IP over SDH 技術(shù)技術(shù)IP over SDHIP over SDH以以SDHSDH網(wǎng)絡(luò)作為網(wǎng)絡(luò)作為IPIP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的物數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的物理傳輸網(wǎng)絡(luò)。它使用鏈

53、路及理傳輸網(wǎng)絡(luò)。它使用鏈路及PPPPPP協(xié)議對(duì)協(xié)議對(duì)IPIP數(shù)數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝，把據(jù)包進(jìn)行封裝，把IPIP分組插入到分組插入到PPPPPP幀中的幀中的信息段。信息段。 再由再由SDHSDH通道層的業(yè)務(wù)適配器把通道層的業(yè)務(wù)適配器把封裝后的封裝后的IPIP數(shù)據(jù)包映射到數(shù)據(jù)包映射到SDHSDH的同步凈荷中，的同步凈荷中，然后向下，經(jīng)過(guò)然后向下，經(jīng)過(guò)SDHSDH傳輸層和段層，加上相傳輸層和段層，加上相應(yīng)的開(kāi)銷(xiāo)，把凈荷裝入一個(gè)應(yīng)的開(kāi)銷(xiāo)，把凈荷裝入一個(gè)SDHSDH幀中，最后幀中，最后到達(dá)光層，在光纖中傳輸。到達(dá)光層，在光纖中傳輸。621.SDH 1.SDH 與與 SONETSONET ITU-T ITU-T

54、 以美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)以美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) SONET SONET 為基礎(chǔ)，制訂為基礎(chǔ)，制訂出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列 SDH SDH (Synchronous Digital Hierarchy)(Synchronous Digital Hierarchy)。 一般可認(rèn)為一般可認(rèn)為 SDH SDH 與與 SONET SONET 是同義詞。是同義詞。 SDH SDH 的基本速率為的基本速率為 155.52 Mb/s155.52 Mb/s，稱(chēng)為，稱(chēng)為第第 1 1 級(jí)同步傳遞模塊級(jí)同步傳遞模塊 (Synchronous (Synchronous Transfer Module)Transfer Mo

55、dule)，即，即 STM-1STM-1，相當(dāng)于，相當(dāng)于 SONET SONET 體系中的體系中的 OC-3 OC-3 速率。速率。 63SONET 的的 OC 級(jí)級(jí)/STS 級(jí)與級(jí)與 SDH 的的 STM 級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 線路速率線路速率(Mb/s)SONET符號(hào)符號(hào)ITU-T符號(hào)符號(hào)表示線路速率表示線路速率的常用近似值的常用近似值 51.840OC-1/STS-1 155.520OC-3/STS-3STM-1155 Mb/s 466.560OC-9/STS-9STM-3 622.080OC-12/STS-12STM-4622 Mb/s 933.120OC-18/STS-18STM

56、-61244.160OC-24/STS-24STM-81866.240OC-36/STS-36STM-122488.320OC-48/STS-48STM-162.5 Gb/s4876.640OC-96/STS-96STM-329953.280OC-192/STS-192STM-6410 Gb/s642.SDH 2.SDH 的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)SDHSDH是基于時(shí)分復(fù)用的，在網(wǎng)管的配置下完成半永久性連是基于時(shí)分復(fù)用的，在網(wǎng)管的配置下完成半永久性連接的網(wǎng)，在接的網(wǎng)，在IP over SDHIP over SDH中，中，SDHSDH只可能以鏈路方式來(lái)只可能以鏈路方式來(lái)支持支持IPIP網(wǎng)網(wǎng), , 不能

57、參與不能參與IPIP網(wǎng)的尋址，它的作用只是將路網(wǎng)的尋址，它的作用只是將路由器以點(diǎn)到點(diǎn)的方式連接起來(lái)，由器以點(diǎn)到點(diǎn)的方式連接起來(lái)， 提高點(diǎn)到點(diǎn)之間的傳提高點(diǎn)到點(diǎn)之間的傳送速率，送速率， 它不可能從總體上提高它不可能從總體上提高IPIP網(wǎng)的性能。網(wǎng)的性能。 這種這種IPIP網(wǎng)其本質(zhì)上仍是一個(gè)路由器網(wǎng)。網(wǎng)其本質(zhì)上仍是一個(gè)路由器網(wǎng)。 SDH終端復(fù)用器或分用器轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器復(fù)用器或分用器SDH終端653. IP over SDH分層模型分層模型IPPPPSDH音頻、視頻、數(shù)據(jù)IP/PPPSDHWDM321SDH是依靠網(wǎng)管來(lái)完成端到端的半永久性連接的配置的，是依靠網(wǎng)管來(lái)完成端到端的半永久性連接的配置的， 一

58、個(gè)大網(wǎng)完全依靠網(wǎng)管來(lái)配置是不可想象的。一個(gè)大網(wǎng)完全依靠網(wǎng)管來(lái)配置是不可想象的。 所以，所以， 千千兆路由器（兆路由器（IP over SDH）只可能在干線上用，）只可能在干線上用， 用以疏導(dǎo)用以疏導(dǎo)高速率數(shù)據(jù)流。高速率數(shù)據(jù)流。 IP over SDH保留了保留了IP面向無(wú)連接的特征。面向無(wú)連接的特征。 664. PPP4. PPP協(xié)議協(xié)議PPPPPP協(xié)議最初是作為在點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上進(jìn)行協(xié)議最初是作為在點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上進(jìn)行IPIP通信通信的封裝協(xié)議，的封裝協(xié)議， 它定義了它定義了IPIP地址的分配和管理、地址的分配和管理、 異步和同步封裝、異步和同步封裝、 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議復(fù)用、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議復(fù)用、 鏈路配置、鏈路配

59、置、 鏈路質(zhì)量測(cè)試、鏈路質(zhì)量測(cè)試、 差錯(cuò)測(cè)試等規(guī)范。差錯(cuò)測(cè)試等規(guī)范。 PPPPPP是一個(gè)簡(jiǎn)單的是一個(gè)簡(jiǎn)單的OSIOSI第二層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。第二層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 其頭部只有兩個(gè)字節(jié)，其頭部只有兩個(gè)字節(jié)， 沒(méi)有地址信息，沒(méi)有地址信息， 只是只是按點(diǎn)到點(diǎn)順序，按點(diǎn)到點(diǎn)順序， 面向無(wú)連接。面向無(wú)連接。 PPPPPP協(xié)議可將協(xié)議可將IPIP數(shù)據(jù)包切成數(shù)據(jù)包切成PPPPPP幀以滿(mǎn)足映射到幀以滿(mǎn)足映射到SDHSDHSonetSonet幀結(jié)構(gòu)（符合幀結(jié)構(gòu)（符合RFC1619RFC1619： PPP over SDHPPP over SDH）上的）上的要求。要求。 67PPPPPP協(xié)議協(xié)議PPPPPP協(xié)議中提供了一整套

60、方案來(lái)解決鏈路建立、協(xié)議中提供了一整套方案來(lái)解決鏈路建立、 維護(hù)、維護(hù)、 拆除、拆除、 上層協(xié)議協(xié)商、上層協(xié)議協(xié)商、 認(rèn)證等問(wèn)題。認(rèn)證等問(wèn)題。 PPPPPP協(xié)議包含：協(xié)議包含： 鏈路控制協(xié)議鏈路控制協(xié)議LCPLCP（Link Link Control ProtocolControl Protocol）、）、 網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCPNCP（Network JP3Control ProtocolNetwork JP3Control Protocol）、）、 認(rèn)證認(rèn)證協(xié)議等。協(xié)議等。 LCPLCP負(fù)責(zé)創(chuàng)建、負(fù)責(zé)創(chuàng)建、 維護(hù)或終止一次物理連接。維護(hù)或終止一次物理連接。 NCPNCP是一簇協(xié)議，