【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 存貯管理與處理的復(fù)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(guò)信令或配置確定虛連接號(hào)。 3． 對(duì)服務(wù)質(zhì)量（ QoS）的支持。 ATM 對(duì)用戶接入時(shí)的流量控制和合理的 QoS與網(wǎng)絡(luò)資源 管理控制，以及各種差錯(cuò)控制技術(shù)，可以使信元丟失率降低到各種業(yè)務(wù)可以接受的程度，滿足各類業(yè)務(wù)的需要。 4． 優(yōu)先級(jí)管理。在 ATM 方式下，輔之以必要的網(wǎng)絡(luò)管理功能和信令處理與連接控制功能，可以設(shè)置多種優(yōu)先級(jí)（連接優(yōu)先級(jí)，信元優(yōu)先級(jí)等）管理功能，滿足各種使用要求。 5． 靈活的動(dòng)態(tài)帶寬分配與連接管理能力。 （ 1） ATM 具有統(tǒng)計(jì)復(fù)用的特點(diǎn)。 ATM 信元在線路上等間隔出現(xiàn)，某一用戶信元不對(duì)應(yīng)固定位置出現(xiàn)但可以連續(xù)出現(xiàn)。 ATM 可以根據(jù)各種業(yè)務(wù)的統(tǒng)計(jì)特性，在保證業(yè)務(wù)質(zhì)量要求的前提下，在各業(yè)務(wù)之間動(dòng)態(tài)的分配網(wǎng)絡(luò)資源，以達(dá)到 最佳的的資源利用率。 （ 2） 在 ATM 方式下，網(wǎng)絡(luò)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(duì)已有技術(shù)的兼容性。 （ 1） 對(duì)現(xiàn)有廣域網(wǎng)技術(shù)（包括分組交換及電路交換技術(shù)）的兼容： ATM 可以兼容幀中繼（ FR）業(yè)務(wù)、專線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（ DDN），并且支持 PSTN 和 NISDN業(yè)務(wù)。 （ 2） 對(duì)現(xiàn)有 IP 技術(shù)的兼容： ATM 對(duì) IP 技術(shù)既有第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）的兼容又有第三層（網(wǎng)絡(luò)層）的兼容。 7． ATM 技術(shù)的缺陷 （ 1） 過(guò)高的信元開(kāi)銷。 就 ATM 信元本身而言，信元頭的開(kāi)銷超過(guò)了 10%（ 5／48），如果再把 ATM 適配層以及更高層協(xié)議的開(kāi)銷考慮進(jìn)去，總開(kāi)銷可能會(huì)超過(guò) 25%，這對(duì)于一些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（例如： Email 等短分組數(shù)據(jù)）來(lái)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(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性： ATM 網(wǎng)絡(luò)為了支持綜合業(yè)務(wù)和保證 Qos 而引入的 CAC、UPC/NPC 等流量控制功能 ，使得網(wǎng)絡(luò)所支持 SVC 的信令和網(wǎng)絡(luò)管理功能 十分復(fù)雜，這不僅增加了網(wǎng)絡(luò)成本，同時(shí)也加大了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。 ATM的信元結(jié)構(gòu) ATM 信元是 ATM 傳送信息的基本載體。 ATM 信元采用了固定長(zhǎng)度的信元格式，只有 53 字 節(jié)，其中 5 個(gè)字節(jié)為信頭，其余的 48 個(gè)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(yīng)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(nèi)容在 UNI（用戶網(wǎng)絡(luò)接口）和 NNI（網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口）略有區(qū)別。信頭主要由以下幾部分構(gòu)成： ? GFC（ Generic Flow Control）：一般流量控制， 4 比特。只用于 UNI 接口，因?yàn)?ATM 只在端設(shè)備與用戶設(shè)備處進(jìn)行 流量 控制，以減少網(wǎng)絡(luò)過(guò)載的可能性。 ? VPI（ Virtual Path Identifier）：虛通道標(biāo)識(shí)， 相當(dāng)于 中的邏輯信道群號(hào)（ LCGN） 。其中 NNI 為 12 比特， UNI 為 8 比特。 ? VCI（ Virtual Connection Identifier）：虛通路標(biāo)識(shí)， 類似于 中邏輯信道號(hào)（ LCN）， 16 比特，標(biāo)識(shí)虛通道內(nèi)的虛通路， VCI 與 VPI 組合起來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)虛連接。 ? PTI（ Payload Type Identifier）：凈荷類型指示， 3 比特，用來(lái)指示信元類型，指示信息字段的信息是用戶信息還是網(wǎng)絡(luò)信息 ，如 表 。 第 1 章 ATM 基礎(chǔ)知識(shí) 5 表 凈負(fù)荷類型 編碼 意義 000 用戶數(shù)據(jù)信元無(wú)擁塞 SDU 類型 =0 001 用戶數(shù)據(jù)信元無(wú)擁塞 SDU 類型 =1 010 用戶數(shù)據(jù)信元 擁塞 SDU 類型 =0 011 用戶數(shù)據(jù)信元 擁塞 SDU 類型 =1 100 分段 OAM 信息流相關(guān) 信元 101 端到端 OAM 信息流相關(guān)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(jí)， 1 比特。用于信元丟失級(jí)別的區(qū)別。 CLP 是 1，表示該信元為低優(yōu)先級(jí)，是 0 則為高優(yōu)先級(jí)，當(dāng)傳輸超限時(shí)，首先丟棄的是低優(yōu)先級(jí)信元。 ? HEC（ Header Error Control）：信頭差錯(cuò)控制， 8 比特。監(jiān)測(cè)出有錯(cuò)誤的信頭，可以糾正信頭中 1 比特的錯(cuò)誤。 HEC 的另一作用是進(jìn)行信元界定，利用 HEC 字段和它之前的 4 字節(jié)的相關(guān)性可識(shí)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(jiǎn)化了，不需要進(jìn)行逐個(gè)鏈路的差錯(cuò)控制。只需進(jìn)行端到端的差錯(cuò)控制， HEC 負(fù)責(zé)信頭的差錯(cuò)控制，另外用 VPI、 VCI 標(biāo)識(shí)一個(gè)連接，不需要源地址、目的地址和包序號(hào)，信元的順序由網(wǎng)絡(luò)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(gè)用戶平面、一個(gè)控制平面和一個(gè)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(yīng)的控制 （ 如流量控制、差錯(cuò)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(guò)處理信令來(lái)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(gè)系統(tǒng)相關(guān)的管理功能，并提供所有平面間的協(xié)調(diào)功能。 （ 2） 層管理完成與協(xié)議實(shí)體內(nèi)的資源和參數(shù)相關(guān)的管理功能，處理與特定的層相關(guān)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(xì)分為幾個(gè)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(huì)聚 SAR 分段與組裝 ATM 層 一般流量控制 信元頭產(chǎn)生與提取 信元 VPI/VCI 翻譯 信元復(fù)用和解復(fù)用 物理層 TC 信元速率解耦 HEC 序列的產(chǎn)生 /檢驗(yàn) 信元定界 傳輸幀適配 傳輸幀產(chǎn)生 /恢復(fù) PM 比特定時(shí) 物理媒介 物理層 物理層是承運(yùn)信息流的載體，物理層有傳輸會(huì)聚 TC 和物理媒體連接兩個(gè)子層。 （ 1） 傳輸會(huì)聚（ TC）子層。 第 1 章 ATM 基礎(chǔ)知識(shí) 7 傳輸會(huì)聚 TC 子層的主要功能是信元定界和信頭差錯(cuò)控制 HEC。 TC 子層負(fù)責(zé)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(guò)程如下： ATM 信元解調(diào)（緩存） ?信頭差錯(cuò)控制 HEC 產(chǎn)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(guò)程如下：傳輸幀接收 ?傳輸幀適配?信元定界 ?信頭差錯(cuò)控制 HEC 檢驗(yàn) ?ATM 信元排 隊(duì)。 （ 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?shù)倪B接。 ? 基于 PDH 網(wǎng)傳輸?shù)倪B接。 ? 基于 SDH 網(wǎng)傳輸?shù)倪B接。 ? 直接信元光纖傳輸。 ? UTOPIA 接口（通用測(cè)試和運(yùn)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(wù)，與對(duì)等層進(jìn)行以信元為信息單位的通信，同時(shí)為 AAL 層提供服務(wù)。 ATM 層與物理媒介的類型以及物理層具體傳送的業(yè)務(wù)類型也是無(wú)關(guān)的， ATM 層只識(shí)別和處理信頭 。 ATM 層功能如下： ? 信元復(fù)用和分離：根據(jù) VPI 和 VCI 進(jìn)行。 ? VPI/VCI 變換：完成交換功能。 ? 信頭產(chǎn)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(gè)用以描述單向的 ATM 信元交通的概念，這些 ATM 信元用一個(gè)稱作虛通路標(biāo)識(shí)符（ VCI）的共同的具有唯一性的標(biāo)識(shí)符值聯(lián)系起來(lái)。 VP（虛通道）：一個(gè)用以描述屬于若干個(gè)虛通路的單向的 ATM 信元交通的概念，這些虛通路用一個(gè)稱作虛通道標(biāo)識(shí)符（ VPI）的共同的值聯(lián)系起來(lái) 。 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(gè)等級(jí)：虛通路級(jí)（ VC）和虛通道級(jí)（ VP），對(duì)應(yīng)虛通路級(jí)連接（ VCC）和虛通道級(jí)連接（ VPC），如 圖 。 虛信道連接VCC虛信道級(jí)虛通道級(jí)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(diǎn) VCC端點(diǎn)VPC端點(diǎn) VPC端點(diǎn) 圖 VCC 和 VPC 的對(duì)比 第 1 章 ATM 基礎(chǔ)知識(shí) 9 （ 1） VCC 是 VCC 端點(diǎn)之間的 VC 級(jí)端到端連接。 VCC 由多條 VC 鏈路串接而成。虛通路標(biāo)識(shí) VCI 用來(lái)識(shí)別一條特定的 VC鏈路，分配了一定的 VCI 值，就產(chǎn)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(guān)，不具備端到端的含義。 VC 鏈路是指在變換 VCI 值的兩個(gè)相連 ATM 實(shí)體之間傳送 ATM 信元的能力的。 （ 2） VPC 是 VPC 端點(diǎn)之間的 VP 級(jí)端 到端的連接。 VPC 由多條 VP 鏈路串接而成。虛通道標(biāo)識(shí) VPI 用來(lái)識(shí)別一條特定的 VP鏈路， VP 鏈路產(chǎn)生于分配一定的 VPI 值之時(shí)，終止于取消該 VPI 值之時(shí)。VPI 也不具備端到端的含義。 VP 鏈路是指在變換 VPI 值的兩個(gè)相連 ATM實(shí)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(shí) ” 的，不像 STM 中那樣，用戶在呼叫期間獨(dú)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(diǎn)： ? 信元傳輸 必 須在虛電路之后，才能進(jìn)行 。 ? 信元按序發(fā)送，并按序到達(dá)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(wù)性能參數(shù)。 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(guò)建立過(guò)程來(lái)臨時(shí)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(diǎn)是，不必每次呼叫都進(jìn)行虛連接配置，所以連接快（小于 30μ s），僅由系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間決定。其 缺點(diǎn)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(guò)程，信息傳送完畢則拆除虛連接。 SVC 是一種動(dòng)態(tài)的虛連接，由終端用戶或終端應(yīng)用發(fā)起連接請(qǐng)求，系統(tǒng)臨時(shí)建立。連接時(shí)間由 ATM 網(wǎng)絡(luò)決定，在系統(tǒng)擁塞時(shí)可能失敗。但 SVC 比 PVC 具有更高的 QoS 適應(yīng)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(gè) VP 內(nèi)或不同 VP 內(nèi)的 VC 之間的交換 。 ? 虛通 道 交換（ VPS： Virtual Path Switching） 指一個(gè) VP 內(nèi)所有信元同時(shí)被映射到另一個(gè) VP 內(nèi)的過(guò)程。 從交換功能的角度看， ATM 實(shí)體（端點(diǎn)或連接點(diǎn)）可具有單獨(dú)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(duì)比。 VP 交換VC 交換VP 終端點(diǎn)VCI