電大理工2007年9月Dianda Ligong第3期總第232期ATM技術及應用王旃中國網(wǎng)通大連分公司設備中心(大連116001)瘸嬃。簡要介紹了ATM的基本概念及交換原理,通過對ATM和P技術進行比較,闡述了ATM技術在通信中的優(yōu)勢關鍵詞 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,信元實際上是具有固定長度的分組,信元總長度為53個字節(jié),其中5個字節(jié)是信頭,48個字節(jié)是信息段,或稱凈荷。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。信息段裝載來自不同用戶、不同業(yè)務的信息。任何業(yè)務的信息都經(jīng)過切封數(shù).被組織成信元(CEL),來自某用戶信息的各成統(tǒng)一格式信GFC( Generic Flow Contro):一般流量控制,個信元不需要周期性地出現(xiàn)。因此,ATM就是只用于UN接口,vP( VirtualPath Identifie:-種在網(wǎng)絡中以信元為單位進行統(tǒng)計復用和交虛通道標識在一個接口上將若干個虛通路集中換、傳輸?shù)募夹g。起來組成一個虛通道(vP),并以虛通道為網(wǎng)ATM采用異步時分復方式,將來自不同信絡管理的基本單位。息源的信元匯集到一起,在緩沖器內(nèi)排隊,隊列中的信元根據(jù)到達的先后按優(yōu)先等級逐個輸出vcl( VirtualChannelldentifier):虛通路標識到傳輸線路上,形成首尾相接的信元流。具有同標識虛通道內(nèi)的虛通路,VP/vc一起標識一樣標志的信元在傳輸線上并不對應著某個固定個虛連接。PTI( Payload Type);載荷類型指示,用于的時隙,也不是按周期出現(xiàn)的。異步時分復用使ATM具有很大的靈活性,任何業(yè)務都按實際信指明信元中的載荷(數(shù)據(jù)域中攜帶的數(shù)據(jù))類型。cLP( CelILoss Priority):信元丟失優(yōu)先級息量來占用資源,使網(wǎng)絡資源得到最大限度的利用于擁塞控制。當網(wǎng)絡出現(xiàn)擁塞時,首先拋棄用。。為了提高處理速度、保證質(zhì)量、降低時延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):信元差錯控通信開始時先建立虛電路,并將虛電路標志寫入制,用來檢測信頭中的錯誤HEC的功能在物理信頭,網(wǎng)絡根據(jù)虛電路標志將信元送往日的地。層實現(xiàn)如圖1虛電路是可以拆除釋放的。在ATM網(wǎng)絡的節(jié)點ATM交換原理上完中國煤化工了簡化網(wǎng)絡的控ATM是一種異步轉(zhuǎn)移模式。異步是指ATM制,CNMH一制交給終端去做統(tǒng)計復用的性質(zhì)轉(zhuǎn)移模式是指網(wǎng)絡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,即信息從一地轉(zhuǎn)移到另ATM結合了電路交換和分組交換的優(yōu)點,即24.電大理工總第232期ATM兼顧了分組交換方式統(tǒng)計復用、靈活高效換端口的每一個PI和vCI,都有對應表中的和電路交換方式傳輸時延小、實時性好的優(yōu)點。個入口。當VPI和VCI分配給某一信道時,能在單一的主體網(wǎng)絡中攜帶多種信息媒體,承載對照表將給出該交換機的一個對應輸出端口以多種通信業(yè)務,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,交換機將讀出該換的過程中只改變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交換過程中ⅤPI、ⅤcI都改變。較。當找到輸出端口時,信頭的VPI和VCI被與普通P傳輸?shù)姆敲嫦蜻B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(jù)信元頭的信息,基于信元完成的。一個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面分別完成不同的v部分,或者兩個部分都使用來決定如何轉(zhuǎn)發(fā)功能信元。其工作過程大致是:ATM交換機接收來(1)用戶平面:提供用戶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,從中找出從哪個輸出端口轉(zhuǎn)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。就像電話呼叫的例能,利用信令進行呼叫和連接的建立、監(jiān)視和釋子,只使用信元頭部的ⅤP字段進行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,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。類似于電路交換,ATM首先選擇層實體的資源和參數(shù)相關的管理功能,如元信路徑,在2個通信實體之間建立虛通路,將路由令,同時還處理與各層相關的OM信息流;面管選擇與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分開,使傳輸中間的控制較為簡理(不分層),它完成與整個系統(tǒng)相關的管理功單,解決了路由選擇瓶頸問題。設立虛通路利虛能,并對所有平面起協(xié)調(diào)作用。通道兩級尋址虛通道是由兩結點間復用的一組32ATM的協(xié)議參考模型中各層功能虛通路組成的,網(wǎng)絡的主耍管理和交換功能集中(1)物理層又劃分為兩個子層: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(傳輸會聚子層)。PM(物理媒條鏈路上可以建立多個虛通路。在一條通路上體子層)負黃線路躺碼光電轉(zhuǎn)換、比特定時,以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元均在相同的物理線路上傳輸,且確保數(shù)據(jù)比特流的正確傳輸:傳輸會聚子層功能保持其先后順序,因此克服了分組交換中無序接為信元速率解藕:HEC的產(chǎn)生校驗:信元定界收的缺點,保證了數(shù)據(jù)的連續(xù)性,更適合于多媒傳輸幀適配:傳輸幀產(chǎn)生恢復。體數(shù)據(jù)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部分合起來構成了一個信元信元復用利分路。的路由信息,該信息表示這個信元從哪里米,到3)AAL(ATM自適應層):其功能是將高哪里去。為此常把這兩個部分合起來記作VPI層中國煤化工L層的日的是使不和VC。ATM交換就是依據(jù)各個值元上的vP1同類CNMH和控制平面的信和Cl,米決定把他們送到哪一條輸出線上去。息,經(jīng)過適配之后都可用統(tǒng)一的ATM信元形式每個ATM交換機建立一張對照表。對于每個交米傳送。AAL層與業(yè)務有直接關系。AAL層對第3期E蘇:ATM技術及應用不同類型的業(yè)務進行不同的適配。對于ATM用42服務質(zhì)量方面戶,AAL在用戶終端設備中實現(xiàn):對于非ATM無論對運營者還是用戶,QoS是服務信譽的用戶,AAL在UNl的網(wǎng)絡側(cè)設備中實現(xiàn)標志。由于面向連接與面向無連接之分,IP技術和ATM技術在服務質(zhì)量(QoS)保證方面有4ATM與m技術簡單比較根本的不同。IP包的長度是不固定的,長信息4.1協(xié)議簡化問題包和短信息包中信息打包、拆包時延差別很大,從發(fā)展歷程上看,IP技術在開發(fā)初期,傳從而引入了較大的時延抖動,不適于實時業(yè)務。輸技術不理想,于是采用逐段糾錯,反饋重傳等當用戶增加時,服務質(zhì)量則降低,導致服務質(zhì)量技術,這使得協(xié)議復雜。影響網(wǎng)絡傳輸效率。不穩(wěn)定。ATM技術使用固定長度信元使打包、ATM技術充分利用光纖技術發(fā)展,簡化差錯控拆包時延相當,減小時延抖動,并且小信元長度制,在中間節(jié)點不檢查業(yè)務完整性,大大簡化了降低了時延值。另外,ATM.用流量控制技術,,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虛電路提供不同的服務質(zhì)量。這是制得到網(wǎng)絡利用率的提高和服務質(zhì)量的保證。雖真正意義上的服務質(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)絡層,ATM技術是一項優(yōu)秀的傳輸、交換、復用、完成路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)功能,而TCP對應于交叉連接技術。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(shù)完善的流控制和擁塞控制、靈活的動態(tài)帶寬分據(jù)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)務等,以及技術綜合能力等實質(zhì)上是一種不需要預先建立連接而直接依賴方面的優(yōu)勢,日前仍是IP所不及的。而現(xiàn)有電于IP分組報頭信息決定分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑的數(shù)據(jù)協(xié)信網(wǎng)將逐步從傳統(tǒng)的電路交換技術向分組(包)交換技術演變,ATM在其中將扮演十分重要角ATM以面向連接的方式工作,通信開始時色,日前,ATM技術以一種更務實的姿態(tài)進入先建立虛電路,并將虛電路標志寫入信頭,網(wǎng)絡實用中對ATM技術的理解也應在思想上更新。根據(jù)虛電路標志將信元送往目的地。為了簡化網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展需耍ATM支持,ATM也絡的控制,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、降低時延和信元出。 Internet的發(fā)展正是一個機遇,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)務的多媒體化需求,對ATM技術將是一個點,即ATM具有統(tǒng)計復用、靈活高效和傳輸時巨大的推動。延小、實時性好的優(yōu)點。能在單一的主體網(wǎng)絡中攜帶多種信息媒體,承載多種通信業(yè)務,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ATM技術,P技術在服務質(zhì)量保證、IP技術與應用,,北京:電子工業(yè)出版社安全性、統(tǒng)計復用、流量管理和擁塞控制等方面,2、7-30203030-8魯士文數(shù)據(jù)通信與ATM網(wǎng)絡北京:都有先天的不足,當用戶數(shù)量比較少時,這些問清華人題還不那么突出,而一旦用戶數(shù)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(shù)據(jù)流量增大,問題就出來了。因此在服業(yè)出版社務質(zhì)量保證方面,IP技術不如ATM技術。