中國聯(lián)通ATM培訓(xùn)

朗訊科技(青島)

通訊設(shè)備培訓(xùn)中心ATM(AsynchronousTransferMode)ATM(AsynchronousTransferMode)異步傳輸模式簡介ATM(AsynchronousTransferMode)我們將了解：ATM〔異步傳輸模式〕的誕生ATM的異步原理ATM的技術(shù)特點ATM(AsynchronousTransferMode)ATM〔異步傳輸模式〕的誕生通信網(wǎng)絡(luò)的開展自1835年莫爾斯創(chuàng)造電報和1876年貝爾創(chuàng)造以來兩種電信業(yè)務(wù)在長達近百年的時間里一直處于壟斷地位電信網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生了深刻變化60年代數(shù)據(jù)通信的出現(xiàn)80年代末Internet的急劇膨脹性開展回首這一百多年的時間，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了很大的變化！傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的開展在現(xiàn)代社會中通信網(wǎng)絡(luò)已成為一種舉足輕重的根底設(shè)施?？傮w來說，特別是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，都具有業(yè)務(wù)特定性的這種特點，也就是說，某一種特定的網(wǎng)絡(luò)都是為滿足某種特定業(yè)務(wù)需求而設(shè)計的。傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)通用性差傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的分類通信網(wǎng)絡(luò)的廣義分類：網(wǎng)代表：PSTN數(shù)據(jù)網(wǎng)代表：X.25播送電視網(wǎng)代表：CATV傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)在設(shè)計的最初階段實施為了滿足傳送話音而設(shè)計的在銅雙絞線上傳送模擬信號采用電路交換技術(shù)。發(fā)送與接收端建立永久的物理通路傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)特點：面向連接時延小〔根本上是物理傳輸?shù)臅r延〕有QoS保證傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)-數(shù)據(jù)網(wǎng)傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)-數(shù)據(jù)網(wǎng)以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主采用六，七十年代開發(fā)的分組交換技術(shù)對信息的準(zhǔn)確度要求高，對時延的要求較低傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)-數(shù)據(jù)網(wǎng)特點：具有較高的可靠性關(guān)鍵技術(shù)：檢錯糾錯，標(biāo)簽交換和路由選擇傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)-播送電視網(wǎng)以圖像業(yè)務(wù)為主特點：信息的傳遞是單向性的傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)-三大網(wǎng)絡(luò)的缺點網(wǎng)的缺點：模擬信號易受干擾帶寬小，無法適應(yīng)大量數(shù)據(jù)和視頻圖像的傳送傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)-三大網(wǎng)絡(luò)的缺點數(shù)據(jù)網(wǎng)的缺點：由于路由與容錯的機制，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)傳送的時延較大，而且具有不可預(yù)測性數(shù)據(jù)包的長度不固定，不易于硬件的識別，不易于速度的提高傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)-三大網(wǎng)絡(luò)的缺點有線電視網(wǎng)的缺點：數(shù)據(jù)的傳輸是單向的，作大規(guī)模的結(jié)構(gòu)化〔雙向〕調(diào)整十分困難通信網(wǎng)絡(luò)-新思路網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)特定性還會在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)運營和維護以及在適應(yīng)新業(yè)務(wù)等方面帶來許多實際問題。網(wǎng)絡(luò)的綜合便成為網(wǎng)絡(luò)的開展方向一種新的方案誕生了，即“三網(wǎng)合一〞。在一種網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)承載：實時語音，數(shù)據(jù)和實時視頻圖像的傳送通信網(wǎng)絡(luò)-ISDN的誕生80年代初期，提出ISDN〔IntegratedServiceDigitalNetwork〕概念，并在以后的ISDN網(wǎng)上實現(xiàn)了話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的綜合但是并未到達預(yù)期的效果通信網(wǎng)絡(luò)-ISDN的誕生ISDN的缺乏之處：適應(yīng)新業(yè)務(wù)的能力差I(lǐng)SDN不是真正意義上的融合帶寬能力有限通信網(wǎng)絡(luò)的開展-新的體系結(jié)構(gòu) 80年代中期，人們對新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提出了以下要求：能真正實現(xiàn)話音，數(shù)據(jù)和圖像能業(yè)務(wù)的綜合能適應(yīng)現(xiàn)行和將來可能的業(yè)務(wù)具有靈活，可變的傳輸速度，能在一個網(wǎng)絡(luò)中提供低至幾kbps，高至幾百Mbps的速度通信網(wǎng)絡(luò)的開展-ATM的誕生寬帶和業(yè)務(wù)綜合是這種新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的突出特點寬帶ISDN產(chǎn)生了快速分組交換〔FastPacketSwitch〕的概念的提出通信網(wǎng)絡(luò)的開展-ATM的誕生1983年O.Reilly提出了異步時分復(fù)用〔AsynchronousTimeDivision〕的概念:其要點是，允許通信系統(tǒng)中的發(fā)送時鐘和接收時鐘可以異步方式工作。法國科學(xué)院(CNET)和美國AT&T貝爾實驗室進行試驗和改進，并從傳輸和交換兩方面提出了最初的協(xié)議模型。1991年ITU正式將這種技術(shù)命名為ATM〔AsynchronousTransferMode〕通信網(wǎng)絡(luò)的開展-ATM的誕生從此ATM正式出現(xiàn)在通信網(wǎng)絡(luò)的舞臺上?。?！通信網(wǎng)絡(luò)的開展-ATM的誕生ATM的標(biāo)準(zhǔn)化組織ATMForum，朗訊科技是論壇的重要成員IETF〔InternetEngineeringTaskForce〕ITU-T〔InternationalTelecommunicationsUnion〕通信網(wǎng)絡(luò)的開展-ATM網(wǎng)絡(luò)IntegratedNetworkSolutionATMfairlyallocatesbandwidthandprioritizestrafficbasedontheneedsoftheapplicationLowlatencyforvoice/videoHighthroughputfordataUser-selectableQoSparametersSmallfixed-lengthcellsswitchfasterwithdeterministicbehavior500語音視頻數(shù)據(jù)語音視頻數(shù)據(jù)MultiserviceinputMultiserviceswitchingATM的誕生-小結(jié)ATM技術(shù)誕生的過程：由于傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)特定性，不適應(yīng)綜合業(yè)務(wù)的開展，產(chǎn)生了“三網(wǎng)合一〞的新思路根據(jù)“三網(wǎng)合一〞的思路，產(chǎn)生了將語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并非真正融合的N-ISDNATM的誕生-小結(jié)ATM技術(shù)誕生的過程：由于N-ISDN技術(shù)上的不成熟，人們提出了新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的要求80年代，B-ISDN體系產(chǎn)生了，隨后提出了快速分組交換的概念。1983年O.Reilly提出了異步時分復(fù)用，1991年被ITUT正式更名為異步傳輸模式〔ATM〕從此ATM技術(shù)產(chǎn)生了?。?！ATM(AsynchronousTransferMode)ATM的異步原理幾個概念幾個概念：復(fù)用〔Multiplexing〕:它是一種能讓多種邏輯信號在一種物理介質(zhì)上傳送的技術(shù).同步時分復(fù)用〔SynchronousTime-DivisionMultiplexing〕異步時分復(fù)用〔AsynchronousTime-DivisionMultiplexing〕同步時分復(fù)用STDM用戶端固定地占用每幀中固定的一個或假設(shè)干個時隙，直到相應(yīng)的連接被撤除為止而在接收端，那么從固定地時隙中提取出用戶數(shù)據(jù)t0t1tn-1tn

123…n123…n第一幀第K幀同步時分復(fù)用STDM優(yōu)點：同步操作容易，易于實現(xiàn)。缺點：無法占用其它空閑用戶的時隙，資源利用率低不太適于突發(fā)性業(yè)務(wù)異步時分復(fù)用ATDM〔統(tǒng)計復(fù)用〕用戶不在固定占用某幀中某一個或假設(shè)干個時隙根據(jù)用戶請求和網(wǎng)絡(luò)的情況，由網(wǎng)絡(luò)來動態(tài)的分配網(wǎng)絡(luò)資源在接收端不再是從固定的時隙中提取相應(yīng)的用戶數(shù)據(jù),而是根據(jù)數(shù)據(jù)中本身攜帶的目的地信息來接收數(shù)據(jù)

123…n123…nt0t1tn-1tn第一幀第K幀異步時分復(fù)用ATDM〔統(tǒng)計復(fù)用〕優(yōu)點：有效地利用了網(wǎng)絡(luò)資源十分適用于突發(fā)性業(yè)務(wù)缺點：系統(tǒng)中同步操作和實現(xiàn)較為復(fù)雜TDM中的固定時隙交換技術(shù)特點：在輸入幀中固定位置的時隙將被固定地交換到輸出幀中的某一固定時隙輸入輸出

1234…n

1234…n1234…n1234…n交換機第n幀第n幀第1幀第1幀ATM中的異步交換技術(shù)特點：數(shù)據(jù)經(jīng)過ATM交換機交換后，隨機地占用一個或假設(shè)干個時隙

1234…n

1234…n1234…n1234…n交換機第n幀第n幀第1幀第1幀輸入輸出ATM的異步原理-小結(jié)ATM采用的兩種異步技術(shù)異步時分復(fù)用〔AsynchronousTime-DivisionMultiplexing〕異步交換技術(shù)ATM的技術(shù)特點ATM的技術(shù)特點ATM具有電路交換和分組交換的雙重性目前主要的兩種交換方式：

?

電路交換

?分組交換ATM的技術(shù)特點-交換的雙重性電路交換的特點：面向連接。通信前要通過信令來建立連接，連接建立后，雙方將使用分配的同一個信道進行通信優(yōu)點：抖動和延時小。適用于像話音這類實時性業(yè)務(wù)缺點：不適用于突發(fā)性業(yè)務(wù)ATM的技術(shù)特點-交換的雙重性分組交換的特點：用戶信息在被封裝在固定長度或可變長度的數(shù)據(jù)分組中進行傳輸。通過數(shù)據(jù)分組中的路由信息進行選路。優(yōu)點：靈活。主要用于無連接的業(yè)務(wù)〔數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)〕缺點：交換設(shè)備和協(xié)議非常復(fù)雜，時延和抖動都很大ATM的技術(shù)特點-交換的雙重性ATM的技術(shù)特點-交換的雙重性無連接：包路由路徑

1=S1,S2,S6,S8路徑

2=S1,S4,S7,S8數(shù)據(jù)能夠走不同的路徑、不按照順序到達面向連接：信元交換VC=S1,S4,S7,S8數(shù)據(jù)沿著相同的連接按照順序到達時延比較固定、易控制S2S6S4S7S3S5S1S8111222S2S6S4S7VCS1S8S3S5面向連接：在通信前先建立端到端的虛連接ATM的技術(shù)特點-交換的雙重性ATM技術(shù)具有電路交換的特點ATM是面向連接的，它需要在通信雙方建立連接，通信結(jié)束后再通過信令撤除連接ATM技術(shù)具有分組交換的特點ATM的數(shù)據(jù)是采用固定長的信元，其中信元的頭部包含用于選路的VPI/VCI信息，并通過VPI/VCI進行選路ATM的技術(shù)特點-交換的雙重性ATM的雙重性帶來的新的特性：采用異步時分復(fù)用〔ATDM)技術(shù)。解決了傳統(tǒng)的電路交換方式不能有效利用帶寬和不適于突發(fā)性業(yè)務(wù)的問題采用高速的分組交換技術(shù)，將數(shù)據(jù)鏈路層中的糾錯，流量控制等功能移到終端上完成，并通過硬件來實現(xiàn)協(xié)議的處理，從而降低了處理的時延，提高了交換速度ATM的技術(shù)特點-信元ATM中采用信元承載業(yè)務(wù)ATM中采用固定53個字節(jié)的信元做為數(shù)據(jù)的載體一個信元包含48個字節(jié)的凈荷和5個字節(jié)的信頭信頭中只含有必要的路由和控制信息信頭分為兩種：具有UNI和NNI接口的信頭ATM的技術(shù)特點-信元ATM的技術(shù)特點-信元ATM信頭中的域(Field)GFC一般流量控制〔GeneralFlowControl〕該域有4比特長，它的有效范圍僅限于本地，完成控制功能VPI虛通道標(biāo)識〔VirtualPathIdentifier〕VCI虛通路標(biāo)識〔VirtualChannelIdentifier)ATM的技術(shù)特點-信元

CLP信元喪失優(yōu)先級〔CellLossPriority〕它主要用于說明信元的喪失等級CLP=0網(wǎng)絡(luò)將盡量為其提供帶寬，以防止喪失CLP=1根據(jù)帶寬的情況，允許信元喪失ATM的技術(shù)特點-信元

PTI凈荷類型標(biāo)識(PayloadTypeIdentifier)用于標(biāo)識凈荷的類型HEC信頭過失控制(HeaderErrorControl)該信息用于在物理層進行過失控制，并完成信元的定界

ATM的技術(shù)特點-信元目的地址源地址數(shù)據(jù)幀校驗負(fù)荷頭包信元負(fù)荷頭負(fù)荷頭負(fù)荷頭5字節(jié)

頭48字節(jié)

負(fù)荷ATMCell53

字節(jié)ATM的技術(shù)特點-虛連接ATM具有虛通道(VP)/虛通路(VC)兩級連接ATM使用虛連接技術(shù)什么是虛連接？虛連接就是在一個物理信道上，劃出眾多的邏輯信道，當(dāng)建立連接時，將相應(yīng)的邏輯信道指定用于連接某兩個用戶，而在撤除該連接后，該邏輯信道又可再分配給其他的用戶使用ATM的技術(shù)特點-虛連接ATM采用VPI和VCI來分別標(biāo)識這兩種在不同層次上的虛連接ATM的技術(shù)特點-虛連接ATM物理連接虛通路連接(VCC)虛通道(VP)

包括多條VC虛通路連接(VCC)

包括多條VP虛通路

(VC)

ATM端節(jié)點之間的邏輯通路虛通路(VC)虛通路(VC)E3

OC?2虛通道(VP)虛通道(VP)連接標(biāo)識=VPI/VCIATM的技術(shù)特點-虛連接VC是一種用于描述具有相同VCI標(biāo)識值的一種單向傳輸ATM信元的概念VP是一種用于描述那些具有相同VPI標(biāo)識值，且用于不同VC的單向傳輸ATM信元的概念通常VC可以用于直接完成兩個用戶間的連接，而VP那么可用于不同的網(wǎng)段間的連接ATM的技術(shù)特點-QoSATM通過提供QoS〔QualityofService〕參數(shù)來實現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)的需要與網(wǎng)絡(luò)資源管理間的協(xié)調(diào)ATM根據(jù)不同業(yè)務(wù)的性質(zhì)將效勞分為5類ATM的技術(shù)特點-QoSConstantBitRate-CBRCircuittransport-lowbandwidth(BW),yetis

highlyintolerantofcelldelayvariation(CDV)

andcelllossVariableBitRate-RealTime-VBR-rtVideoconferencing-mediumBW,butmore

tolerantofCDVandcelllossVariableBitRate-NonRealTime-VBR-nrtVideoplayback-higherBW,noCDVconcern-some

celllosstoleration,becauseofretransmitcapabilities

oftheenddevicesAlsousedfordataapplicationsATM的技術(shù)特點-QoSAvailableBitRate/UnspecifiedBitRate--ABR/UBRComputerdata-highestBW,noCDVconcern,some

celllosstolerationbecauseofretransmitcapabilitiesofthe

enddevicesABR-Lowerinprioritythanthepreviousclasses

butstillguaranteesaminimalthroughputIncludesacongestionfeedbackmechanism(flowcontrol)UBR-LowestpriorityofalltheservicesReferredtoas“besteffort〞serviceNoguaranteesofthroughputATM的技術(shù)特點-QoSATM的5類業(yè)務(wù)CBR:固定比特率業(yè)務(wù)固定比特率的話音，圖像Rt-VBR:實時可變比特率業(yè)務(wù)可變比特率的話音，圖像Nrt-VBR非實時可變比特率業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)ABR:指定比特率業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通信，LAN互連UBR:不確定比特率業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通信，LAN互連ATM的技術(shù)特點-小結(jié)ATM具有電路交換和分組交換的雙重性ATM中采用信元承載業(yè)務(wù)ATM具有虛通道(VP)/虛通路(VC)兩級連接ATM具有QoS保證ATM特點ATM交換屬于一種新型的交換技術(shù)，它既有電路交換的特點又有分組交換的特點，代表了當(dāng)今交換技術(shù)開展的最高水平。概括來說，ATM有以下幾個特點：協(xié)議簡單，并可通過硬件來實現(xiàn)，從而具有協(xié)議處理速度快和時延小的特點ATM采用固定的53字節(jié)長的信元，這樣采用信元傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以不受數(shù)據(jù)類型的影響，因此它具有適于多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸cATM特點ATM有以下幾個特點〔續(xù)〕它采用統(tǒng)計復(fù)用的方法，具有動態(tài)分配帶寬的能力它是一種有效的跨接LAN和WAN的高速連網(wǎng)技術(shù)。ATM(AsynchronousTransferMode)謝謝大家！概述背景：FrameRelay是繼X.25之后出現(xiàn)的一種高速分組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。最初，F(xiàn)rameRelay是作為ISDN接口上的一種協(xié)議來設(shè)計的，以便能在ISDN上提供一種分組承載業(yè)務(wù)。ATM與FrameRelay的互通ATM與FrameRelay的互通到了90年代，F(xiàn)rameRelay研究和應(yīng)用獲得較大開展。特別是在91年，美國首次提供FrameRelay商業(yè)效勞的成功，極大地推動了FrameRelay的應(yīng)用。現(xiàn)在，在美國和歐洲FrameRelay業(yè)務(wù)已得到了廣泛的普及。ATM與FrameRelay的互通關(guān)于FrameRelay特點：是一種面向連接的高速分組交換技術(shù)。繼承了X.25的根本技術(shù)。但在協(xié)議上進行了簡化。由于傳輸誤碼率大大的降低，10^-3降到了10^-10?？梢院喕皆璛.25協(xié)議頭中有關(guān)糾錯等功能，以提高數(shù)據(jù)的處理能力。使FrameRelay能夠提供更大的傳輸速率和更低的時延，比X.25低一個數(shù)量級。ATM與FrameRelay的互通在建設(shè)ATM為根底的B-ISDN網(wǎng)絡(luò)時，考慮到為了和FrameRela