【文章內容簡介】 存貯管理與處理的復雜性，加快了信息交換的速率。 2． ATM 采用面向連接的通信方式。收發(fā)雙方通過信令或配置確定虛連接號。 3． 對服務質量（ QoS）的支持。 ATM 對用戶接入時的流量控制和合理的 QoS與網絡資源 管理控制，以及各種差錯控制技術，可以使信元丟失率降低到各種業(yè)務可以接受的程度，滿足各類業(yè)務的需要。 4． 優(yōu)先級管理。在 ATM 方式下，輔之以必要的網絡管理功能和信令處理與連接控制功能，可以設置多種優(yōu)先級（連接優(yōu)先級，信元優(yōu)先級等）管理功能，滿足各種使用要求。 5． 靈活的動態(tài)帶寬分配與連接管理能力。 （ 1） ATM 具有統(tǒng)計復用的特點。 ATM 信元在線路上等間隔出現，某一用戶信元不對應固定位置出現但可以連續(xù)出現。 ATM 可以根據各種業(yè)務的統(tǒng)計特性，在保證業(yè)務質量要求的前提下，在各業(yè)務之間動態(tài)的分配網絡資源，以達到 最佳的的資源利用率。 （ 2） 在 ATM 方式下，網絡具有支持多方連接的能力 （ broadcast）型連接和多播（ multicast）型連接的能力。 6． ATM 對已有技術的兼容性。 （ 1） 對現有廣域網技術（包括分組交換及電路交換技術）的兼容： ATM 可以兼容幀中繼（ FR）業(yè)務、專線數據業(yè)務（ DDN），并且支持 PSTN 和 NISDN業(yè)務。 （ 2） 對現有 IP 技術的兼容： ATM 對 IP 技術既有第二層（數據鏈路層）的兼容又有第三層（網絡層）的兼容。 7． ATM 技術的缺陷 （ 1） 過高的信元開銷。 就 ATM 信元本身而言，信元頭的開銷超過了 10%（ 5／48），如果再把 ATM 適配層以及更高層協(xié)議的開銷考慮進去，總開銷可能會超過 25%，這對于一些數據業(yè)務（例如： Email 等短分組數據）來講是難以接受的。 TR_BT03_C1_0 TDSCDMA 接口協(xié)議與信令流程 4 （ 2） 網絡復雜性： ATM 網絡為了支持綜合業(yè)務和保證 Qos 而引入的 CAC、UPC/NPC 等流量控制功能 ，使得網絡所支持 SVC 的信令和網絡管理功能 十分復雜，這不僅增加了網絡成本，同時也加大了網絡的復雜性。 ATM的信元結構 ATM 信元是 ATM 傳送信息的基本載體。 ATM 信元采用了固定長度的信元格式，只有 53 字 節(jié)，其中 5 個字節(jié)為信頭，其余的 48 個字節(jié)為信元凈荷。信元的主要功能為確定虛通道，并完成相應的路由控制。 ATM 信元的格式如 圖 。 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 GFC VPI VPI VPI VCI VPI VCI VCI VCI VCI PTI CLP VCI PTI CLP HEC HEC PAYLOAD PAYLOAD (a) UNI 信頭格式 (b) NNI 信頭格式 圖 ATM 信元格式 信頭內容在 UNI（用戶網絡接口）和 NNI（網絡節(jié)點接口）略有區(qū)別。信頭主要由以下幾部分構成： ? GFC（ Generic Flow Control）：一般流量控制， 4 比特。只用于 UNI 接口，因為 ATM 只在端設備與用戶設備處進行 流量 控制，以減少網絡過載的可能性。 ? VPI（ Virtual Path Identifier）：虛通道標識， 相當于 中的邏輯信道群號（ LCGN） 。其中 NNI 為 12 比特， UNI 為 8 比特。 ? VCI（ Virtual Connection Identifier）：虛通路標識， 類似于 中邏輯信道號（ LCN）， 16 比特，標識虛通道內的虛通路， VCI 與 VPI 組合起來標識一個虛連接。 ? PTI（ Payload Type Identifier）：凈荷類型指示， 3 比特，用來指示信元類型，指示信息字段的信息是用戶信息還是網絡信息 ，如 表 。 第 1 章 ATM 基礎知識 5 表 凈負荷類型 編碼 意義 000 用戶數據信元無擁塞 SDU 類型 =0 001 用戶數據信元無擁塞 SDU 類型 =1 010 用戶數據信元 擁塞 SDU 類型 =0 011 用戶數據信元 擁塞 SDU 類型 =1 100 分段 OAM 信息流相關 信元 101 端到端 OAM 信息流相關信元 110 RM 信元資源管理用 111 保留 ? CLP（ Cell Loss Priority）：信元丟失優(yōu)先級， 1 比特。用于信元丟失級別的區(qū)別。 CLP 是 1，表示該信元為低優(yōu)先級，是 0 則為高優(yōu)先級，當傳輸超限時，首先丟棄的是低優(yōu)先級信元。 ? HEC（ Header Error Control）：信頭差錯控制， 8 比特。監(jiān)測出有錯誤的信頭，可以糾正信頭中 1 比特的錯誤。 HEC 的另一作用是進行信元界定，利用 HEC 字段和它之前的 4 字節(jié)的相關性可識別出信頭的位置。 ATM 信 元中信頭的功能比分組交換中分組頭的功能大大簡化了，不需要進行逐個鏈路的差錯控制。只需進行端到端的差錯控制， HEC 負責信頭的差錯控制，另外用 VPI、 VCI 標識一個連接，不需要源地址、目的地址和包序號，信元的順序由網絡保證。 ATM 的協(xié)議模型 BISDN 的協(xié)議參考模型如 圖 。它包括一個用戶平面、一個控制平面和一個管理平面： 1． 用戶平面主要提供用戶信息流的傳輸，以及相應的控制 （ 如流量控制、差錯控制 ） 。 2． 控制平面主要是完成呼叫控制和連接控 制的功能，通過處理信令來建立、管理和釋放呼叫與連接。 3． 管理平面提供兩種功能，即層管理和面管理功能。 （ 1） 面管理完成與整個系統(tǒng)相關的管理功能，并提供所有平面間的協(xié)調功能。 （ 2） 層管理完成與協(xié)議實體內的資源和參數相關的管理功能，處理與特定的層相關的操作和管理 （ OAM） 信息流。 TR_BT03_C1_0 TDSCDMA 接口協(xié)議與信令流程 6 層 管 理 面 管 理 控制平面 用戶平面 管理平面 高層協(xié)議 高層協(xié)議 A A L 適配層 A T M 信元層 P H 物理層 圖 BISDN 協(xié)議參考模型 各層又可以細分為幾個子層，各層和子層的 功能如下表所示： 表 BISDN 協(xié)議參考模型的分層及其功能 高層 高層功能 層管理 AAL CS 會聚 SAR 分段與組裝 ATM 層 一般流量控制 信元頭產生與提取 信元 VPI/VCI 翻譯 信元復用和解復用 物理層 TC 信元速率解耦 HEC 序列的產生 /檢驗 信元定界 傳輸幀適配 傳輸幀產生 /恢復 PM 比特定時 物理媒介 物理層 物理層是承運信息流的載體，物理層有傳輸會聚 TC 和物理媒體連接兩個子層。 （ 1） 傳輸會聚（ TC）子層。 第 1 章 ATM 基礎知識 7 傳輸會聚 TC 子層的主要功能是信元定界和信頭差錯控制 HEC。 TC 子層負責將 ATM 信元嵌入正在使用的傳輸媒體的傳輸幀中，或從傳輸媒體的傳輸幀中提取有效的 ATM 層信元。 ATM 層信元嵌入傳輸幀的過程如下： ATM 信元解調（緩存） ?信頭差錯控制 HEC 產生 ?信元定界 ?傳輸幀適配 ?傳輸幀生成。 從傳輸幀中提取有效 ATM 層信元的過程如下：傳輸幀接收 ?傳輸幀適配?信元定界 ?信頭差錯控制 HEC 檢驗 ?ATM 信元排 隊。 （ 2） 物理媒體子層主要由 ITUT 和 ATM F 建議的規(guī)范執(zhí)行，共有以下類型的連接： ? 基于直接信元傳輸的連接。 ? 基于 PDH 網傳輸的連接。 ? 基于 SDH 網傳輸的連接。 ? 直接信元光纖傳輸。 ? UTOPIA 接口（通用測試和運行物理接口）。 ? 管理和監(jiān)控信息流 OAM 傳輸接口。 ATM層 ATM 層的作用 ATM 層在物理層之上，利用物理層提供的服務，與對等層進行以信元為信息單位的通信，同時為 AAL 層提供服務。 ATM 層與物理媒介的類型以及物理層具體傳送的業(yè)務類型也是無關的， ATM 層只識別和處理信頭 。 ATM 層功能如下： ? 信元復用和分離：根據 VPI 和 VCI 進行。 ? VPI/VCI 變換：完成交換功能。 ? 信頭產生和提取。 ? 通用流量控制：信元攜帶流量控制信息，用于 UNI 接口的信元速率控制。 TR_BT03_C1_0 TDSCDMA 接口協(xié)議與信令流程 8 ATM 連接 1． 基本概念。 VC（虛通路）：一個用以描述單向的 ATM 信元交通的概念，這些 ATM 信元用一個稱作虛通路標識符（ VCI）的共同的具有唯一性的標識符值聯系起來。 VP（虛通道）：一個用以描述屬于若干個虛通路的單向的 ATM 信元交通的概念，這些虛通路用一個稱作虛通道標識符（ VPI）的共同的值聯系起來 。 圖 VP 與 VC 的概念 ATM 采用面向連接的方式，在傳送用戶信息之前，要先建 ATM 連接。 ATM連接是由 ATM 層鏈路串接而成，以提供端到端的傳送能力。 ATM 連接，即端到端的傳送能力可分為兩個等級：虛通路級（ VC）和虛通道級（ VP），對應虛通路級連接（ VCC）和虛通道級連接（ VPC），如 圖 。 虛信道連接VCC虛信道級虛通道級VC鏈路 VC鏈路 VC鏈路VP鏈路 VP鏈路 VP鏈路虛通道連接VPCVCIx VCIy VCIzVPIx VPIy VPIzVCC端點 VCC端點VPC端點 VPC端點 圖 VCC 和 VPC 的對比 第 1 章 ATM 基礎知識 9 （ 1） VCC 是 VCC 端點之間的 VC 級端到端連接。 VCC 由多條 VC 鏈路串接而成。虛通路標識 VCI 用來識別一條特定的 VC鏈路，分配了一定的 VCI 值，就產生了一條 VC 鏈路，取消 VCI 值，就終止了該 VC 鏈路。 VCI 只與某一段鏈路相關，不具備端到端的含義。 VC 鏈路是指在變換 VCI 值的兩個相連 ATM 實體之間傳送 ATM 信元的能力的。 （ 2） VPC 是 VPC 端點之間的 VP 級端 到端的連接。 VPC 由多條 VP 鏈路串接而成。虛通道標識 VPI 用來識別一條特定的 VP鏈路， VP 鏈路產生于分配一定的 VPI 值之時，終止于取消該 VPI 值之時。VPI 也不具備端到端的含義。 VP 鏈路是指在變換 VPI 值的兩個相連 ATM實體之間傳送 ATM 信元的能力的鏈路。 2． 虛連接的建立方式。 ATM 和 STM 都是面向連接的傳輸模式。但 ATM 和 STM 不同，其連接是“ 臨時 ” 的，不像 STM 中那樣，用戶在呼叫期間獨占物理通道（的一部分），而是邏輯上的 “ 虛連接 ” ，故稱 “ 虛電路 ” 。用戶間的信元傳輸 有如下特點： ? 信元傳輸 必 須在虛電路之后，才能進行 。 ? 信元按序發(fā)送，并按序到達目的終端 。 ? 且各虛電路擁有自己（在呼叫建立期間協(xié)商好）的業(yè)務性能參數。 ATM 虛連接 VC（ Virtual Circuit）包括虛信道連接 VCC 和虛通道連接 VPC。VC 的建立有兩種方式：永久虛連接和交換虛連接： ? 永久虛連接 PVC 是由管理面控制建立的永久 /半永久連接，用戶在傳送信息前不需要通過建立過程來臨時建立虛連接。 PVC 是一種靜態(tài)虛連接，必須手工配置。其優(yōu)點是，不必每次呼叫都進行虛連接配置，所以連接快（小于 30μ s），僅由系統(tǒng)響應時間決定。其 缺點是，這些 PVC 必須手工配置。 ? 交換虛連接 SVC 是由信令控制建立的連接，用戶在傳送信息前先要有連接建立過程，信息傳送完畢則拆除虛連接。 SVC 是一種動態(tài)的虛連接，由終端用戶或終端應用發(fā)起連接請求，系統(tǒng)臨時建立。連接時間由 ATM 網絡決定，在系統(tǒng)擁塞時可能失敗。但 SVC 比 PVC 具有更高的 QoS 適應性和帶寬利用率。 TR_BT03_C1_0 TDSCDMA 接口協(xié)議與信令流程 10 不論是 PVC 還是 SVC，都包含 VCC 和 VPC。 3． ATM 交換 。 ATM 中的兩種交換： ? 虛通 路 交換（ VCS： Virtual Channel Switching） 指同一個 VP 內或不同 VP 內的 VC 之間的交換 。 ? 虛通 道 交換（ VPS： Virtual Path Switching） 指一個 VP 內所有信元同時被映射到另一個 VP 內的過程。 從交換功能的角度看， ATM 實體（端點或連接點）可具有單獨的 VP 交換或 VC 交換功能，也可兼具 VP 交換和 VC 交換功能。 圖 VP 交換和 VC 交換的對比。 VP 交換VC 交換VP 終端點VCI