WCDMA传输原理.ppt

1、,WCDMA传输网络原理,WCDMA传输层 WCDMA接口带宽计算 WCDMA传输技术ATM原理,接口协议结构的原则是层与平面在逻辑上相互独立，如果需要，在将来的协议版本协议层、甚至一个平面内的所有层可以改变。,UTRAN接口的一般协议模型,CS域的Iu接口协议体构,Iu接口协议栈:PS域,WCDMA传输层 WCDMA接口带宽计算 WCDMA传输技术ATM原理,WCDMA网络结构,MSC/VLR,Inter PLMN,A,Iu-CS,Gp,Gb,Gi,PSTN/ISDN,Node B,RNC,UMTS,UTRAN,Iub,Iu,-,ps,SGSN,Ga,CG,GGSN,BG,GMLC,SMC,

2、SCP,HLR/AuC/EIR,C/D,MISUP/MTUP,E,CAP,Lg,Gr/Gf,Gd,CAP,Lg,Gn,Gs,Lc,Lh,电路域业务参考模型,表1-1：CS域业务参考模型,电路域接口带宽计算,电路域接口带宽计算,分组业务参数,PS域业务参考模型,PS域业务参考模型,PS域业务参考模型,分组域接口带宽计算,分组域接口带宽计算,分组域接口带宽计算,分组域接口带宽计算,分组域接口带宽计算,无线接入网侧接口带宽计算,无线接入网侧接口带宽计算,WCDMA传输层 WCDMA接口带宽计算说明 WCDMA传输技术ATM原理,ATM基本原理与概念,ATM基本原理与概念 ATM与IP技术的融合 网络

3、应用,ATM的标准化组织,ITU-T 致力于公网上ATM标准化工作，有代表性的标准：Q.2931/Q.2971、BISUP、I.610、I.363(1,2,3/4,5) ATM Forum 致力于专网上ATM的标准化工作，加速ATM产品的推广和使用，有代表性的标准有：UNI3.1、UNI4.0、ILMI、PNNI、MPOA、VTOA、LANE、TM4.0 a)成立于1991年9月 b)成员分三类：主要成员(Principal Member)、旁听成员(Auditing Member)和用户成员(User Member)。华为旁听成员。主要成员有表决权。 IETF 致力于ATM网承载IP业务的标

4、准化工作，解决传统路由器的瓶颈问题，有代表性的标准：RFC1483、RFC1577、IP Switch、MPLS,电路交换方式 主要特点是各个子信道的速率固定分配，无法共享带宽，导致带宽浪费 分组传送方式 其主要特点是采用统计复用方法，但分组会产生附加的随机时延，导致分组的服务质量无法得到保证，不适合实时业务 ATM传送方式 （Asynchronous Transfer Mode）是一种以信元为单位的异步转移模式，异步意味着来自任一用户的信息信元流不必是周期性的。是一种特殊的分组传送技术，提供QOS保障，满足实时业务和非实时业务的需求,TDM/ATM/分组 比较,ATM网络和接口,Privat

5、e UNI,PNNI,Public UNI,BISUP,BISUP,BICI,ATM专网,公用ATM网 (运营商1),公用ATM网 (运营商2),面向连接 使用固定长度的信元 采用统计复用方式 支持多速率、多业务 可适应于局域网和广域网,信元,话音,数据,视频,ATM的基本特点,面向连接的特点,ATM信元格式,GFC一般流量控制仅仅在UNI信元中 VPI/VCI标识虚通道和虚通路 PTI负荷类型标识3比特: 1. 用户/控制数据 2. 拥塞 3. 末尾 CLP丢失优先级1 Bit HEC信元头差错校验8比特CRC,ATM UNI 信元,48 字节负荷,GFC (4),VPI (8),VCI (

6、16),PTI,CLP,HEC,ATM NNI 信元,48 字节负荷,VPI (12),VCI (16),PTI,CLP,HEC,VPI (8),虚通道VP与虚通路VC,传输路径,虚通道 (VP)包括多条VC,传输路径包括多条VP,虚通路(VC)ATM端节点之间的 逻辑通路,虚通路 (VC),虚通路 (VC),E3 OC-3OC-12,虚通道 (VP),虚通道(VP),连接标识 = VPI/VCI,高层,高层,ATM 层,物理层,控制面,用户面,层管理,面管理,ATM 适配层（AAL）,用户业务, 信令等 高层信息与ATM信元 的转换 信元中继与复用 方式 帧结构，物理媒介,ATM的协议参考模

7、型,ATM 适配层 (AAL),ATM 层,物理层,2个子层: 传输汇聚 (TC) Framing HEC 物理媒介(PM) 物理媒介译码,ATM物理层,ATM物理层介质和速率,DataRate(Mbps),DS1E1J2DS3E3E4,1.5442.0486.234534139,Framing,Media,Multi-ModeFiber,Single-ModeFiber,CoaxialCable,UTP5,UTP3,STP,X,(TP)(TP),ATM25STS 1STS-3c/STM-1,25.651.8155,X,STS-12c/STM-44B/5B (TAXI)8B/10B(Fiber

8、channel),622100155,= Standardized,= Proposed/in Progress,X,信元复用及交换 信元头处理 服务质量保证 流量控制,ATM 适配层 (AAL),ATM 层,物理层,ATM层,ATM层完成信元交换,VP交换和VC交换,永久虚电路PVC,交换式虚电路SVC（1）,交换式虚电路SVC（2）,交换式虚电路SVC（3）,Contract,ATM 网络,通信契约 流量参数 QoS 参数,通信契约的签订,业务分类,Constant bit rateCBR Variable bit rate-real timeVBR-RT VBR-nonreal time

9、VBR-NRT Unspecified bit rateUBR Available bit rateABR,峰值信元率PCR：最大数据速率在不丢失数据的情况下一条连接能够传递的速率 可维持速率SCR：应用产生的平均信元速率 最大突发长度MBS：最大的信元突发长度 最小信元速率MCR：应付延迟的能力,流量参数,最大信元传递时延MCTD 信元从一个端点到另一个端点所需要的时间 信元抖动容限 ：CDVT 信元间隔的上限 信元丢失率CLR 可以接受的因网络拥塞而导致信元丢失比例,QoS参数,CBR业务类型,VBR业务类型,UBR业务类型,ABR业务类型,ATM 网络,我需要一个VC: X Mbps Y

10、 抖动 Z 信元丢失,网络的资源是否足够？,保证QoS请求,契约,QoS的保证机制CAC,QoS的保证机制UPC,应用于用户对网络的业务接入点，其作用是监测和控制一个连接上的信息流量，并在违反流量协议时采取行动。,QoS的保证机制UPC,QoS的保证机制UPC,QoS的保证机制流量整形,吸收各个连接中同时发生的突发数据 交换机根据QoS参数决定各个数据流的优先级 交换机必须在发生变化时重新分配缓冲 有效的缓冲 最大可能的提高有效信元的吞吐率,QoS的保证机制缓冲与调度,2个子层： 汇聚子层 (CS) 分段和重组 (SAR),ATM 适配层 (AAL),ATM 层,物理层,ATM适配层,AAL

11、= 流量参数 + QoS参数 + SAR CS：分配不同的服务质量的业务以不同的流量类型 SAR：信元 包 AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL5,ATM适配层的功能,AAL1的SAR结构,SAR_PDU,SN,SNP,Payload,4位,4位,47字节,1,3,4,2,CRC,偶校验,1 2 3,4,Cell Header,Cell Payload,ATM信元,用于仿真专线和PDH 恒定比特率、面向连接 时针信息的传送,AAL2的SAR结构,压缩的音视频 可变比特率、面向连接,AAL5,AAL5的CS和SAR简单，效率高 用于传输ATM信令 用于承载FR业务,CRC,Length,CP

12、I,CPCS- UU,PAD,N48字节,4字节,2字节,1字节,1字节,047,CPCS-PDU尾：8字节,Cell Header,48字节,48字节,48字节,SDU类型0,SDU类型0,SDU类型0,SDU类型由PTI决定,用户数据,48字节,SDU类型1,数据包在ATM中的封装,Private UNI,PNNI,Public UNI,BISUP,BISUP,BICI,ATM专网,公用ATM网 (运营商1),公用ATM网 (运营商2),ATM网络中的信令,ATM 信令的协议栈,Q.2931/ Q.2971,SAAL,ATM,物理层,UNI3.1/ UNI4.0,SAAL,ATM,物理层,

13、MTP-3b,SAAL,ATM,物理层,PNNI信令,SAAL,ATM,物理层,PNNI路由,AAL5,ATM,物理层,B-ISUP,a.Public UNI 信令,b.Private UNI信令,c.Public NNI 信令,d.Private NNI信令,e.Private NNI路由,信令用于控制SVC的建立、保持和释放。 支持点到点和点到多点，今后支持多点到一点和多点到多点 PNNI支持动态路由 MTP-3b用于建立一个信令网（STP）,点到点呼叫处理流程,Setup,Connect,Connect Ack,IAM,ACM,ANM,主叫用户 Q.2931 始发交换机 B-ISUP 目

14、的交换机 Q.2931 被叫用户,通信,Alerting,Setup,Connect Ack,Alerting,Connect,ATM与IP的融合,ATM基本原理与概念 ATM与IP技术的融合 网络应用,ATM网 面向连接，有N2 问题 靠链路层选路，基于VPI/VCI或标记 有阻塞通知与信元丢失优先级指示 业务质量有保证，可保证实时业务 网络ATM化进程的重新定位,IP网 无连接，无N2 问题 基于网络层选路，基于IP地址 无业务量控制与阻塞控制 业务质量无保证,ATM网与IP网的比较,重叠模式,集成模式,两种承载模式的比较,重叠模式的问题,IPOA (RFC1577) 子网间通信仍需经路由

15、器, 造成瓶颈不能有效实现 IP/ATM结合 ATM局域网仿真 (LANE) 不必要的广播数据占用广域网带宽问题 不同ELAN互连须由路由器解决, 存在时延问题、瓶颈问题 路由选择过程中存在网络层地址 (如 IP地址)与 MAC地址以及 MAC地址 与 ATM地址间两级翻译,降低了效率。 多个ELAN产生的业务量无法共享一条ATM VCC MPOA ELAN若跨广域也存在广播数据消耗广域网带宽的问题 NHRP的响应时延和 SVC呼叫建立时延 MPOA存在可扩展性的问题,N2问题,ATM的未来MPLS,用标记分配协议 (LDP)替代ATM信令协议来实现面向连接功能 在数据通信过程中, 中间的 M

16、PLS交换机根据转发信息库 (FIB) 只做信元交换功能 去掉传统路由器网中逐跳寻址的弊端, 减少时延和时延, 有利于支持实时业务 VC合并 (VC merging)的功能, 能解决 VC O(N 2 )问题 将不同业务流划分为转发等效类 (FEC) 利用 ATM QoS来解决 IP QoS的问题,结合ATM与IP优点的技术,+,X,R,=,X,Router ATM switch MPLS Router,* Layer 3 路由 - 可伸缩性和灵活性 * Layer 2 交换 - 高可靠性和流量工程管理,MPLS多协议标记交换,ATM 交换机上实现路由器功能 通过灵活的分类方法生成新的IP增值

17、业务,在边缘 (标记边缘路由器): 分组分类 QoS映射,在核心 (标记交换器): 使用标记转发,LER,LSR,LDP(标记分发协议): 建立LSP,标记交换概念,几种封装方式,Label Header,PPP Header,Layer 3 Header,PPP 信息头 (SONET/SDH分组),ATM 信元信息头,HEC,Label,DATA,CLP,PTI,VCI,GFC,VPI,Label Header,MAC Header,Layer 3 Header,LAN MAC 标记信息头,利用ATM实现MPLS:路由信息,171.69,1,你可以通过我连接到 171.69,你可以通过我连接

18、到 128.89 和 171.69,路由更新 (OSPF, BGP.）,你可以通过我连接到 128.89,1,0,128.89,0,2,1,利用ATM实现MPLS :请求标记,1,我需要对 128.89的标记,标记分发协议 (LDP) (根据需要的下游节点),我需要对 128.89的标记,我需要对 171.69的标记,我需要对 128.89的标记,我需要对 128.89的标记,我需要对 171.69的标记,3,In Label,Address Prefix,128.89,171.69,.,Out I抐ace,1,1,.,Out Label,In I/F,Address Prefix,128.8

19、9,171.69,.,Out I抐ace,0,1,.,Out Label,In I/F,Address Prefix,128.89,.,Out I抐ace,0,.,Out Label,171.69,1,0,128.89,0,2,1,3,利用ATM实现MPLS :设置标记,将128.89设置为 Label 9,将128.89设置为 Label 10,将171.69设置为 Label 7,将128.89设置为 Label 4,将171.69设置为 Label 5,将128.89设置为 Label 8,In Label,Address Prefix,128.89,171.69,.,Out I抐ace,1,1,.,Out Label,In I/F,Address Prefix,128.89,128.89,171.69,Out I抐ace,0,0,Out Label,In I/F,Address Prefix,128.89,.,Out I抐ace,0,.