ATM电路原理.ppt

1、第1页,ATM原理介绍,00-5-12,第2页,几个问题,目前存在许多网络，例如:PSTN、数据网（X。25、FR、IP等）、CATV网，为什么会产生ATM网络？ 未来网络会如何发展，ATM网络在网络演进的过程中，处于怎样的一个位置？ SDH同步数字体系、ATM异步传递模式，两者有何关联？,00-5-12,第3页,未来网络发展趋势,同一网络平台支持多业务 网络和业务无关 网络管理简单，高效,00-5-12,第4页,信息网络的演变,未来,00-5-12,第5页,绪论ATM 特 点 介 绍,支持多种业务类型，提供QOS 适用于 局域网和广域网使用短小固定长度的信元的分组交换（53字节），便于硬件处

2、理。 面向连接，提供对小时延业务的支持 具有很好的流量管理,信元,语音,数据,图象,00-5-12,第6页,虚电路（面向连接）,在数据传输之前，根据信令过程分配相应的传输网资源 优势：有利于保证服务质量,00-5-12,第7页,虚电路（面向连接）,无连接: 包（Packet）转发路由 Path 1 = S1, S2, S6, S8 Path 2 = S1, S4, S7, S8 数据通过不同的路径无序到达,面向连接: ATM 信元交换 VC = S1, S4, S7, S8 数据通过同一条路径顺序到达,S2,S6,S4,S7,S3,S5,S1,S8,1,1,1,2,2,2,00-5-12,第8

3、页,ATM交换特点,ATM交换的特点（结合了分组交换和电路交换的优点）：异步时分复用，信道利用率高。采用面向连接及53字节固定长度的信元，使网络时延小而固定，且便于硬件处理；简化交换机功能，将差错控制、流量控制从网内移至网外，因而大大提高了网络的速率。 电路交换的优点：时延小、资源独占，网络利用率低 分组交换的特点：带宽统计复用，信道利用率高。但由于分组长度可变，且差错控制、流量控制处理较为复杂，使交换机的处理负担过重，从而限制了分组网的速率,00-5-12,第9页,多业务,数据(LAN、FR、IP、DDN) 话音 视频（实时，非实时） 图像 多媒体,00-5-12,第10页,网络技术（基本模

4、型）,网络分层,B-ISDN网络,网络高层功能,ATM传输网络,ATM层传输功能,物理层传输功能,传输路径,数字段,再生段,虚通道VC,虚通路VP,00-5-12,第11页,ATM信元,5 字节 信元头,48 字节 有效载荷,ATM 信元,53 字节,主要标识虚电路,00-5-12,第12页,GFC VPI VPI VCI VCI VCI PT CLP HEC 信息段,VPI VPI VCI VCI VCI PT CLP HEC 信息段,UNI,NNI,ATM 信元格式,00-5-12,第13页,网络技术（VP和VC）,ATM 物理连接 虚通道连接 Virtual Channel Connec

5、tion (VCC),一条虚通路（VP） 包含许多条许通道（VC）,虚通道（VC） 是 ATM 网络端点之间 的逻辑通路,Virtual Channels (VC),Virtual Channels (VC),E3OC12,Virtual Path (VP),Virtual Path (VP),连接标志 = VPI/VCI,00-5-12,第14页,ATM交换原理,29,1,ATM 交换解析 VPI/VCI 值 每个端口的 VPI/VCI 值是唯一的,45,29,3,2,64,29,45,64,29,2,1,3,45,29,29,64,2,1,3,1,VPI/VCI,Port,输入,输出,1,

6、00-5-12,第15页,VP交换和VC交换（1）,VCI 1,VCI 2,VCI 3,VCI 4,VPI 2,VPI 3,VPI 1,VPI 2,VPI 3,VPI 5,VPI 1,VPI 4,Port 1,Port 2,Port 3,VCI 1,VCI 2,VCI 1,VCI 2,VP 交换交叉连接,VC 交换交叉连接,VCI 3,VCI 4,VCI 1,VCI 2,00-5-12,第16页,VP交换和VC交换（2）,这种从一跳到另一跳的转发就是信元转发,虚通道连接 (VCC),虚通路连接 (VPC),VPSwitch,VCSwitch,VCSwitch,NNI,NNI,VPI = 2VC

7、I = 44,VPI = 1VCI = 1,VPI = 26VCI = 44,VPI = 20VCI = 30,UNI,UNI,00-5-12,第17页,信令技术,带外信令： 将信令通道和数据通道分开的逻辑方法 连接：建立、维护、释放VCC，同时支持对业务特性的协商，再协商,00-5-12,第18页,信令技术,ATM 信令 用户接点接口（UNI） 网络接点接口（NNI） 虚连接 PVC、SVC,00-5-12,第19页,信令技术,UNI = User-to-Network Interface NNI = Network-to-Network Interface UNI 和 NNI 的信元头格式

8、不一样,Token,Ring,公共 UNI,UNI,公共 ATM 网络,私有 ATM 网络,B-ICI,公共 ATM 网络,00-5-12,第20页,ATM业务属性,00-5-12,第21页,ATM服务质量的保证,流量描述符 峰值信元率 Peak cell rate 持续信元率 Sustainable cell rate 最大突发量 Maximum burst size 最小信元率 Minimum Cell Rate 服务质量（QoS） 延迟 信元丢失,00-5-12,第22页,流量描述符,峰值信元率PCR（ Peak Cell Rate）： 无数据丢失的最大数据连接速率 持续信元率SCR （

9、Sustainable Cell Rate） ：应用过程中 ATM 信元平均吞吐量 最大突发量MBS（ Maximum Burst Size）： 信元传输的最大流量 最小信元率MCR （Minimum Cell Rate）： 应用处理的潜在速率,00-5-12,第23页,服务质量,00-5-12,第24页,00-5-12,第25页,ATM网络中流量控制,流量（又称业务量）： 通信系统中信息发送和接收的量，ATM网络中指ATM信元的数量。 流量控制： 保证网络可靠高效运行和支持用户服务顺利完成的一种决策和操作。,00-5-12,第26页,ATM的流量控制系统方法,00-5-12,第27页,ATM

10、的流量控制CAC,我想要一个VC连接: X Mbps 带宽 Y Delay 延迟 Z Cell Loss 信元丢失,CAC 我能够支持这条连接 而不影响其它的 连接吗?,No or Yes, 同意建立流量协议,保证服务质量 QoS 请求,00-5-12,第28页,ATM的流量控制UPC,00-5-12,第29页,ATM的流量控制UPC,0,0,0,0,1,0,标记,UPC,当发生冲突的时候，生成信元优先丢失标志位，然后丢掉有标志位的信元 公共用户接点接口（UNI）一般信元速率算法 Generic Cell Rate Algorithm (GCRA),丢弃,00-5-12,第30页,ATM 业务

11、分类（按特性） 固定比特率 Constant Bit Rate (CBR),QoS,流量描述符,应用,实时语音和图象,低,高,接受程度,信元延迟,信元丢失率,峰值信元率 PCR,Peak Cell Rate,00-5-12,第31页,ATM 业务分类（按特性）可变比特率 Variable Bit Rate (VBR-RT/VBR-NRT),QoS,流量描述符,低,高,接受程度,信元延迟(非实时),信元延迟 (实时),峰值信元率 PCR,持续信元率 SCR,Peak Cell Rate,Sustainable Cell Rate,最大突发量 MBS,Maximum Burst Size,信元丢失

12、,基于包（Packet）的语音/图象及 SNA,应用,00-5-12,第32页,ATM 业务分类（按特性） 非特定比特率 Unspecified Bit Rate (UBR),QoS,流量描述符,应用,数据传输,低,高,无发送保证请求,接受程度,信元丢失,信元延迟,00-5-12,第33页,ATM 业务分类（按特性） 可用比特率 Available Bit Rate (ABR),使用拥塞反馈机制,QoS,低,高,接受程度,信元丢失,信元延迟,局域网数据互连,应用,00-5-12,第34页,ATM 网络协议参考参考模型,00-5-12,第35页,ATM 网络协议参考参考模型,SAP,SAP,48B ATM净荷,ATM信元,码流,用户数据,用户数据,00-5-12,第36页,ATM和SDH组网的异同,SDH,ATM,“时隙（位置）复用 ”上下支路信号分级，不灵活,“异步复用” 可