ATM技術(shù)及應用

電大理工2007年9月Dianda Ligong第3期總第232期A(yíng)TM技術(shù)及應用王旃中國網(wǎng)通大連分公司設備中心(大連116001)瘸嬃。簡(jiǎn)要介紹了ATM的基本概念及交換原理,通過(guò)對ATM和P技術(shù)進(jìn)行比較,闡述了ATM技術(shù)在通信中的優(yōu)勢關(guān)鍵詞 ATM TCP/P1.ATM的信元格式及原理ATM傳送信息的基本載體是ATM信元。VCIATM是一種新型分組技術(shù),信元實(shí)際上是具有固定長(cháng)度的分組,信元總長(cháng)度為53個(gè)字節,其中5個(gè)字節是信頭,48個(gè)字節是信息段,或稱(chēng)凈荷。信頭包含表示信元去向的邏輯地址、優(yōu)先圖1UNI信頭結構等級等控制信息。信息段裝載來(lái)自不同用戶(hù)、不同業(yè)務(wù)的信息。任何業(yè)務(wù)的信息都經(jīng)過(guò)切封數.被組織成信元(CEL),來(lái)自某用戶(hù)信息的各成統一格式信GFC( Generic Flow Contro):一般流量控制,個(gè)信元不需要周期性地出現。因此,ATM就是只用于UN接口,vP( VirtualPath Identifie:-種在網(wǎng)絡(luò )中以信元為單位進(jìn)行統計復用和交虛通道標識在一個(gè)接口上將若干個(gè)虛通路集中換、傳輸的技術(shù)。起來(lái)組成一個(gè)虛通道(vP),并以虛通道為網(wǎng)ATM采用異步時(shí)分復方式,將來(lái)自不同信絡(luò )管理的基本單位。息源的信元匯集到一起,在緩沖器內排隊,隊列中的信元根據到達的先后按優(yōu)先等級逐個(gè)輸出vcl( VirtualChannelldentifier):虛通路標識到傳輸線(xiàn)路上,形成首尾相接的信元流。具有同標識虛通道內的虛通路,VP/vc一起標識一樣標志的信元在傳輸線(xiàn)上并不對應著(zhù)某個(gè)固定個(gè)虛連接。PTI( Payload Type);載荷類(lèi)型指示,用于的時(shí)隙,也不是按周期出現的。異步時(shí)分復用使ATM具有很大的靈活性,任何業(yè)務(wù)都按實(shí)際信指明信元中的載荷(數據域中攜帶的數據)類(lèi)型。cLP( CelILoss Priority):信元丟失優(yōu)先級息量來(lái)占用資源,使網(wǎng)絡(luò )資源得到最大限度的利用于擁塞控制。當網(wǎng)絡(luò )出現擁塞時(shí),首先拋棄用。。為了提高處理速度、保證質(zhì)量、降低時(shí)延CLP等于1的信元。和信元丟失率,ATM以面向連接的方式工作HEC( Header error control):信元差錯控通信開(kāi)始時(shí)先建立虛電路,并將虛電路標志寫(xiě)入制,用來(lái)檢測信頭中的錯誤HEC的功能在物理信頭,網(wǎng)絡(luò )根據虛電路標志將信元送往日的地。層實(shí)現如圖1虛電路是可以拆除釋放的。在A(yíng)TM網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)ATM交換原理上完中國煤化工了簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )的控ATM是一種異步轉移模式。異步是指ATM制,CNMH一制交給終端去做統計復用的性質(zhì)轉移模式是指網(wǎng)絡(luò )中所釆用的不需是以硬的控麗沉量控制。因此,復用、交換、傳輸技術(shù),即信息從一地轉移到另ATM結合了電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn),即24.電大理工總第232期A(yíng)TM兼顧了分組交換方式統計復用、靈活高效換端口的每一個(gè)PI和vCI,都有對應表中的和電路交換方式傳輸時(shí)延小、實(shí)時(shí)性好的優(yōu)點(diǎn)。個(gè)入口。當VPI和VCI分配給某一信道時(shí),能在單一的主體網(wǎng)絡(luò )中攜帶多種信息媒體,承載對照表將給出該交換機的一個(gè)對應輸出端口以多種通信業(yè)務(wù),并且能夠保證QoS。ATM交換及用于更新信頭的PI和vcI值。分為VP交換和VC交換兩種。ⅤP交換指在交當某一信元到達交換機時(shí),交換機將讀出該換的過(guò)程中只改變VPI的值,透傳VCI的值,信元信頭的P和vCI值,并與路由對照表比而C交換過(guò)程中ⅤPI、ⅤcI都改變。較。當找到輸出端口時(shí),信頭的VPI和VCI被與普通P傳輸的非面向連接不同,ATM是更新,信元被發(fā)往下一段路程。種面向連接的交換方式。ATM交換機是根據信元頭的信息,基于信元完成的。一個(gè)ATM交3ATM的協(xié)議參考模型及各層功能換機可能只使用信元頭的VPI部分,或只使用3.1協(xié)議參考模型中的三個(gè)面分別完成不同的v部分,或者兩個(gè)部分都使用來(lái)決定如何轉發(fā)功能信元。其工作過(guò)程大致是:ATM交換機接收來(lái)(1)用戶(hù)平面:提供用戶(hù)信息流傳送的功能自特定輸入端口的、帶有標記的ⅤPI/VCl字段同時(shí)也具有一定的控制功能,如流量控制、差錯和表明屬于特定虛電路的信元,然后檢查路由控制等。表,從中找出從哪個(gè)輸出端口轉發(fā)該信元,并設(2)控制平面:提供呼叫控制和連接控制功置輸出信元的vPI/vc值。就像電話(huà)呼叫的例能,利用信令進(jìn)行呼叫和連接的建立、監視和釋子,只使用信元頭部的ⅤP字段進(jìn)行ATM信元放。的大量交換是非常有用的。(3)管理平面:提供兩種管理功能:包括層ATM采用了虛連接技術(shù),將邏輯子網(wǎng)和物管理和面管理。層管理(分層),完成與各協(xié)議理子網(wǎng)分離。類(lèi)似于電路交換,ATM首先選擇層實(shí)體的資源和參數相關(guān)的管理功能,如元信路徑,在2個(gè)通信實(shí)體之間建立虛通路,將路由令,同時(shí)還處理與各層相關(guān)的OM信息流;面管選擇與數據轉發(fā)分開(kāi),使傳輸中間的控制較為簡(jiǎn)理(不分層),它完成與整個(gè)系統相關(guān)的管理功單,解決了路由選擇瓶頸問(wèn)題。設立虛通路利虛能,并對所有平面起協(xié)調作用。通道兩級尋址虛通道是由兩結點(diǎn)間復用的一組32ATM的協(xié)議參考模型中各層功能虛通路組成的,網(wǎng)絡(luò )的主耍管理和交換功能集中(1)物理層又劃分為兩個(gè)子層:PM(物理媒在虛通道一級,減少了網(wǎng)管和網(wǎng)控的復雜性。在體子層)和Tc(傳輸會(huì )聚子層)。PM(物理媒條鏈路上可以建立多個(gè)虛通路。在一條通路上體子層)負黃線(xiàn)路躺碼光電轉換、比特定時(shí),以傳輸的數據單元均在相同的物理線(xiàn)路上傳輸,且確保數據比特流的正確傳輸:傳輸會(huì )聚子層功能保持其先后順序,因此克服了分組交換中無(wú)序接為信元速率解藕:HEC的產(chǎn)生校驗:信元定界收的缺點(diǎn),保證了數據的連續性,更適合于多媒傳輸幀適配:傳輸幀產(chǎn)生恢復。體數據的傳輸。(2)ATM層主要完成四項功能:一般流量控在信頭的各個(gè)組成部分中,VP和VC!是制:信頭的產(chǎn)生和提取;信元vPc的翻譯最重要的了這兩個(gè)部分合起來(lái)構成了一個(gè)信元信元復用利分路。的路由信息,該信息表示這個(gè)信元從哪里米,到3)AAL(ATM自適應層):其功能是將高哪里去。為此常把這兩個(gè)部分合起來(lái)記作VPI層中國煤化工L層的日的是使不和VC。ATM交換就是依據各個(gè)值元上的vP1同類(lèi)CNMH和控制平面的信和Cl,米決定把他們送到哪一條輸出線(xiàn)上去。息,經(jīng)過(guò)適配之后都可用統一的ATM信元形式每個(gè)ATM交換機建立一張對照表。對于每個(gè)交米傳送。AAL層與業(yè)務(wù)有直接關(guān)系。AAL層對第3期E蘇:ATM技術(shù)及應用不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)進(jìn)行不同的適配。對于A(yíng)TM用42服務(wù)質(zhì)量方面戶(hù),AAL在用戶(hù)終端設備中實(shí)現:對于非ATM無(wú)論對運營(yíng)者還是用戶(hù),QoS是服務(wù)信譽(yù)的用戶(hù),AAL在UNl的網(wǎng)絡(luò )側設備中實(shí)現標志。由于面向連接與面向無(wú)連接之分,IP技術(shù)和ATM技術(shù)在服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證方面有4ATM與m技術(shù)簡(jiǎn)單比較根本的不同。IP包的長(cháng)度是不固定的,長(cháng)信息4.1協(xié)議簡(jiǎn)化問(wèn)題包和短信息包中信息打包、拆包時(shí)延差別很大,從發(fā)展歷程上看,IP技術(shù)在開(kāi)發(fā)初期,傳從而引入了較大的時(shí)延抖動(dòng),不適于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。輸技術(shù)不理想,于是采用逐段糾錯,反饋重傳等當用戶(hù)增加時(shí),服務(wù)質(zhì)量則降低,導致服務(wù)質(zhì)量技術(shù),這使得協(xié)議復雜。影響網(wǎng)絡(luò )傳輸效率。不穩定。ATM技術(shù)使用固定長(cháng)度信元使打包、ATM技術(shù)充分利用光纖技術(shù)發(fā)展,簡(jiǎn)化差錯控拆包時(shí)延相當,減小時(shí)延抖動(dòng),并且小信元長(cháng)度制,在中間節點(diǎn)不檢查業(yè)務(wù)完整性,大大簡(jiǎn)化了降低了時(shí)延值。另外,ATM.用流量控制技術(shù),,協(xié)議。ATM流量控制和信令是為了用精確的控保證為每一個(gè)虛電路提供不同的服務(wù)質(zhì)量。這是制得到網(wǎng)絡(luò )利用率的提高和服務(wù)質(zhì)量的保證。雖真正意義上的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。然復雜些,卻是值得的TCPP是互聯(lián)網(wǎng)的基礎協(xié)議,TCPP協(xié)議5總結框架中的P層對應于OS參考模型中的網(wǎng)絡(luò )層,ATM技術(shù)是一項優(yōu)秀的傳輸、交換、復用、完成路由選擇和分組轉發(fā)功能,而TCP對應于交叉連接技術(shù)。ATM所具有的端到端Q0S保證、osI參考模型中的傳送層,完成端到端之間的數完善的流控制和擁塞控制、靈活的動(dòng)態(tài)帶寬分據收妥確認與差錯糾正等?？梢钥闯?IP協(xié)議配與管理、支持多業(yè)務(wù)等,以及技術(shù)綜合能力等實(shí)質(zhì)上是一種不需要預先建立連接而直接依賴(lài)方面的優(yōu)勢,日前仍是IP所不及的。而現有電于IP分組報頭信息決定分組轉發(fā)路徑的數據協(xié)信網(wǎng)將逐步從傳統的電路交換技術(shù)向分組(包)交換技術(shù)演變,ATM在其中將扮演十分重要角ATM以面向連接的方式工作,通信開(kāi)始時(shí)色,日前,ATM技術(shù)以一種更務(wù)實(shí)的姿態(tài)進(jìn)入先建立虛電路,并將虛電路標志寫(xiě)入信頭,網(wǎng)絡(luò )實(shí)用中對ATM技術(shù)的理解也應在思想上更新。根據虛電路標志將信元送往目的地。為了簡(jiǎn)化網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)的可持續發(fā)展需耍ATM支持,ATM也絡(luò )的控制,ATM將差錯控制和流量控制交給終需要互聯(lián)網(wǎng)米發(fā)展、應用、展示自己。隨著(zhù)能充端去做,不需逐段鏈路的差錯控制和流量控制。分利用ATM的應用增加,ATM的優(yōu)勢日漸突可以提高處理速度、保證質(zhì)量、降低時(shí)延和信元出。 Internet的發(fā)展正是一個(gè)機遇,尤其是互聯(lián)丟失率。ATM結合了電路交換利分組交換的優(yōu)網(wǎng)業(yè)務(wù)的多媒體化需求,對ATM技術(shù)將是一個(gè)點(diǎn),即ATM具有統計復用、靈活高效和傳輸時(shí)巨大的推動(dòng)。延小、實(shí)時(shí)性好的優(yōu)點(diǎn)。能在單一的主體網(wǎng)絡(luò )中攜帶多種信息媒體,承載多種通信業(yè)務(wù),并且能參考文獻夠保證Qos。[1]7-5053-4808-6趙玲張國宏等AmM、幀中繼、相對于A(yíng)TM技術(shù),P技術(shù)在服務(wù)質(zhì)量保證、IP技術(shù)與應用,,北京:電子工業(yè)出版社安全性、統計復用、流量管理和擁塞控制等方面,2、7-30203030-8魯士文數據通信與ATM網(wǎng)絡(luò )北京:都有先天的不足,當用戶(hù)數量比較少時(shí),這些問(wèn)清華人題還不那么突出,而一旦用戶(hù)數妹增加得較快,3714H中國煤化工CNMHO原理北京:電了T網(wǎng)上的數據流量增大,問(wèn)題就出來(lái)了。因此在服業(yè)出版社務(wù)質(zhì)量保證方面,IP技術(shù)不如ATM技術(shù)。