第9章 ATM异步传输模式.ppt

1、第九章自动柜员机异步传输模式、9.1ATM基本概念、9.2ATM信元、9.3ATM逻辑连接、9.4自动柜员机协议、9.5自动柜员机交换、9.6自动柜员机技术应用实例、LANE、9.1ATM基本概念、同步扫描隧道显微镜模式在由N个信号组成的时分复用信号中，每个原始信号以一定的时间间隔周期性出现，接收端只需根据时间确定接收信号属于哪个信号。异步传输模式下的每个原始信号不会在固定的时间间隔内出现，因此有必要附加另一个标志，以指示接收器接收的某条信息属于哪个原始信号。自动柜员机的“异步”是指自动柜员机的统计复用特性，即某个用户的信元重复出现不是周期性的；“传输”是指在自动柜员机网络中使用的多路复用、交

2、换和传输技术，即用于将信息从一个地方传输到另一个地方的传输模式。自动柜员机以其独特的固定长度自动柜员机信元作为数据传输的单位，因此自动柜员机是一种在网络中进行统计复用、交换和传输的技术。自动柜员机交换模式是一种新的交换模式，适用于电话业务、数据业务和其他业务。自动柜员机是一种面向连接的技术，它根据VPI(虚拟路径标识符)和虚拟信道标识符(虚拟信道标识符)寻址，以实现现场视察物理层和链路层功能。自动柜员机交换以快速分组交换为前提，在简化控制和减少延迟的基础上，还采用了一些电路交换方法来满足实时业务的要求。实际上，自动柜员机交换可以被视为电路交换和分组交换的结合。9.2.2自动柜员机信元结构9.2

3、.2自动柜员机信元结构9.2.1自动柜员机信元结构自动柜员机采用固定长度的53字节信元进行信息传输、多路复用和交换，其中5个字节是报头，表示该信元来自何处、去往何处、属于何种类型，最后48个字节是要传输的信息。这是一种新型的分组技术，其报头包含控制信息，如逻辑地址和指示信元去向的优先级；信息段加载了来自不同用户和不同服务的信息。任何业务信息都必须以统一的格式剪切并打包到单元格中。自动柜员机使用这种短而固定长度的信元主要有以下两个原因。减少高优先级信元的队列延迟。如果具有高优先级的小区仅比具有较低优先级的小区晚一点，但是已经被批准访问资源，则它仍然必须等待，但是等待时间非常短。固定长度的信元交换

4、效率更高。对于数据速率非常高的自动柜员机来说，这是一个非常重要的因素。此外，固定长度使得切换机制的硬件实现更加容易。两个自动柜员机报头的通用流量控制(GFC)是为了缓解网络中的短期过载状态。GFC只能控制本地用户网络接口上的信元流，帮助用户控制不同服务质量下的流量，满足非ATM局域网接入ATM广域网的要求。虚拟信道标识符VPI构成网络的路由字段，虚拟信道标识符VCT (RTU信道标识符)实现从终端用户到终端用户的路由。有效载荷类型字段指示信息字段中的信息类型。当发生拥塞时，信元丢失优先级用于为网络提供指导。报头差错控制字段完成差错控制和同步两个功能。自动柜员机异步传输模式结合了电路交换和分组交

5、换的优点，可以以任何速率传输宽带信号。这是目前最有前途的传输方式。它具有以下特点：(1)统计时分复用用于划分多个具有不同业务特征的虚拟电路，并提供给用户，实现网络资源的按需分配；延时小，实时性好，能满足多媒体通信的要求；提供多种服务和多种用户界面；可以实现任意速率的访问，用户可以方便灵活地改变速率；操作简单，加工时间大大减少；有多种接入方式，如接入交换机、节点交换机和交叉连接设备、专用交换机和自动柜员机局域网交换机。922个自动柜员机信元，在宽带综合业务数字网用户线上传输的所有信息都是自动柜员机信元，传输信令的自动柜员机信元称为信令信元。为了将信令信元与其他自动柜员机信元区分开来，为信令信元的

6、报头指定了一个特定的值。除了携带用户信息的信元和信令信元之外，自动柜员机信元还包括空闲信元，如操作和维护信元。9.3自动柜员机的逻辑连接、9.3.1 VPI和9.3.2自动柜员机的逻辑连接以及9.3.1 VPI和自动柜员机的逻辑连接。在自动柜员机信元结构中，VPI和虚电路一起构成了信元的路由信息，它解释了信元的来源和去向，因此自动柜员机交换机可以相应地决定将它们发送到哪条线路。利用虚拟路径和虚拟信道的概念，自动柜员机可以将一条通信线路分成几个子信道，如短时模式。物理链路上的虚拟路径是可以用于所有虚拟通道的逻辑结构，也就是说，多个虚拟通道可以放在一个虚拟路径标识符中。自动柜员机采用路径通道的概念

7、，因此其交换设备可以以相同的方式处理一条路径上的所有通道。虚拟频道VPC的产生是网络速度不断提高的结果。虚拟信道技术将共享网络中同一路径的连接分成一组，并将这些连接集成为一个单元进行控制管理，使得网络管理的目标是少数几个连接组，而不是大量的单个连接，大大节约了控制成本。9.3.2自动柜员机逻辑连接，称为VCC(虚拟信道连接(VCC)，类似于x.25虚拟路径连接中的虚拟电路VCC是自动柜员机网络中最基本的交换单元，它通过网络在两个终端用户之间建立连接，从而使固定长度和可变速率的自动柜员机信元流能够以全双工模式通过。此外，VCC还可以用于用户网络之间的控制信令交换，以及网络之间的网络管理和路由命令

8、的交换。自动柜员机引入了第二处理子层负责虚拟信道连接的概念，规定虚拟信道VPC是一组具有相同端点的虚电路，即一条逻辑路径可以承载多个逻辑信道。因此，属于虚拟信道VPC的流经VCC的所有信元被一起交换。自动柜员机为每个连接分配一个唯一的虚拟路径(VPI)/虚拟通道标识符，用于区分自动柜员机网络中的每个连接。自动柜员机网络上的许多端点通过VPIVCI标识相互映射。每个自动柜员机端点支持的最大虚拟路径数为256，单个虚拟路径支持的最大虚拟通道数为65536。因此，在自动柜员机网络上，单个物理统一接口支持的总路径和信道组合是256655361677216个连接。虚拟通道将网络传输分为与单个逻辑连接相关

9、的功能部分虚拟通道和与逻辑连接组相关的部分虚拟通道，简化了网络结构，使网络处理的实体更少、更集中，提高了可靠性，缩短了连接建立时间，减少了处理过程。9.4自动柜员机协议，9.4.1自动柜员机协议参考模型9.4.2协议层次划分9.4.3自动柜员机协议模型功能9.4.4自动柜员机标准，9.4.1自动柜员机协议参考模型，自动柜员机协议在逻辑上分为三层：用户U，控制C和管理M，每层又分为物理层，自动柜员机层，自动柜员机适配层AAL和高层用户平面U是用户协议之间的接口，如IP或SMDS和自动柜员机，它们相互协调传输用户信息和相关控制信息，如流量控制控制平面c:执行呼叫控制和连接控制功能，并使用信令来建立

10、、监控和释放呼叫和连接。管理平面m:它提供两个功能：层管理和平面管理层管理执行与每个协议层实体的内部资源和参数相关的管理功能；平面管理执行与整个系统相关的管理功能，并协调所有平面以提供平面之间的协作。物理层是自动柜员机模型的最底层，由传输汇聚子层和物理介质相关层组成。物理层的功能是物理线路编码和信息传输，包括传输介质的规则和信号编码机制，并指示自动柜员机的数据传输范围。自动柜员机层执行四种功能：一般流量控制、报头生成和提取、信元VCI虚电路转换、信元复用和分支。最重要的是负责生成细胞。AAL层，也称为自动柜员机适配层，位于较高层协议和自动柜员机层之间，负责将自动柜员机信元从较高层转发到自动柜员

11、机层，以及相反方向的传输过程。AAL协议的实现过程，9.4.3自动柜员机协议模型的功能，9.4.4自动柜员机标准，宽带业务的发展，特别是宽带综合业务数字网的建立，分别以同步数字体系和自动柜员机为传输和交换的基础。因此，在制定BISDN标准时，ITUT开始涉及一些自动柜员机标准，如自动柜员机的基本原理、自动柜员机层的技术规范以及自动柜员机信元传输的性能。此外，欧洲电信标准化委员会(ETSI)和自动柜员机论坛也制定了一些推荐标准。由于自动柜员机是一项全新的发展技术，仍有许多标准需要制定和改进。9.5自动柜员机交换，9.5.1自动柜员机错误检查和延迟9.5.2自动柜员机交换结构，9.5.1自动柜员机

12、错误检查和延迟，信息反馈重传在自动柜员机交换中被取消，它不是错误检查整个接收的信元，而是在报头部分采用错误检查(HEC)。当自动柜员机信元的报头部分出现错误时，自动柜员机信元将被丢弃，不进行反馈重传。为了减轻自动柜员机交换系统的控制处理负担，通常采用虚拟路径虚拟/虚拟信道虚拟两级管理。通过虚拟路径，通过交换机连接到各个地方的线路被宏观地和广泛地管理，然后通过虚拟通道，每个通信被具体地和微观地管理。9.5.2自动柜员机交换结构，自动柜员机交换机以单个信元为单位进行输入/输出处理和报头转换等。以确保信元进入适当的物理链路，并且报头满足输出端口的要求。交换设计可分为时分交换结构和空分交换结构。时分结

13、构多通道时分交换结构通过共享设施将所有交换的信息从输入端口路由到输出端口，并在处理信元交换的过程中共享内部公共设施。当需要通过共享设施传输自动柜员机信元时，必须首先发出请求，并且只有在请求被批准后才能执行总线访问。共享内存交换架构要求交换机中的所有端口共享对交换内存的访问。时分结构的主要特征之一是对共享资源的竞争。如果网络中有大量的终端，即使处理速度很快，由于系统一次只能处理一个小区，共享设施仍可能成为系统传输处理的瓶颈。2.空分结构空分网络结构通过交换框架提供多条路径，允许多个信元同时通过交换机传输。与共享存储或背板结构不同，空分结构不依赖于共享设施，具有良好的硬件可扩展性，因此端口不必争夺

14、单一共享资源。1榕树结构榕树结构基于22个交换单元阵列，其交换单元通过在任意给定的一对输入和输出端口之间形成一条路径来构建，多条路径可以支持多个信元的同时传输。Banyan结构是一种自路由结构，它在信元进入交换机时附加一个路由前缀，并在后缀后定义一个输出端口。Banyan交换结构具有互连特性，能够高效处理随机到达的数据，并能构建大型交换结构，但由于连接阻塞和网络庞大，其性能会下降。Batcherbanyan结构的使用将使单元格在rDalta交换基于由神经网络交换单元组成的交换结构，并且在任何输入和输出端口之间只有一条路径。它也是自路由的，并且具有交换单元的常规互连模型。9.6自动柜员机技术应用

15、示例-通道，通道的全英文名称是仿真局域网，它在自动柜员机网络上模拟局域网。局域网在自动柜员机适配层和高层协议之间增加了局域网仿真功能，使自动柜员机主机模拟传统局域网设备的行为，与局域网通信，支持从局域网环境到自动柜员机环境的轻松过渡。局域网本质上是通过自动柜员机网络将几个传统的局域网和终端设备连接起来，在自动柜员机网络上构建一个新的局域网。这些局域网节点之间的通信行为与传统局域网完全相同。局域网协议是为局域网接入而设计的。定义了模拟IEEE802.3以太网或802.5令牌环网的机制。它提供了与现有局域网相同的网络层接口，在自动柜员机网络中传输的数据被封装成相应的局域网媒体访问控制包格式。对于传统的知识产权终端来说，自动柜员机网络就像一个局域网，它包含