ATM原理与异步时分复用(powerpoint 55页).pptx

ATM技术的提出ATM最早在1983年由CNET和AT&T开展研究，1984年AlcatelBell研究中心公布ATM的概念，1988年CCITTTG18定名为ATM，（AsynchronousTransferMode）TransferMode实际上是一种信息转发或交换的方式，ATM既不是电路交换，也不是分组交换，而是一种新的交换方式，称为信元交换(CellSwitch)所谓Asynchronous（异步）体现在与TDM固定时隙相反，用户可以随时发信息ATM原理原理ATM的定义的定义ATM是一种传递模式，在这种模式中，信是一种传递模式，在这种模式中，信息被分成信元来传递，而包含同一用户信息被分成信元来传递，而包含同一用户信息的信元不需要在传输链路上周期性地出息的信元不需要在传输链路上周期性地出现因此这种传递模式是异步的因此这种传递模式是异步的ITU-TI.113ATMis“Atransfermodeinwhichtheinformationisorganizedintocells;itisasynchronousinthesensethattherecurrenceofcellscontaininginformationfromanindividualuserisnotnecessarilyperiodic.”三、ATM的复用方式TDM采用固定时隙，存在时隙的浪费，参见图。

而ATM不受时隙的影响，可以随时将信元复用到信道上ABA队列队列信息源信息源已分配信元已分配信元:A.B未分配信元未分配信元:信头信头净净荷荷5字节字节48字节字节ATM信元信元ATM复用线复用线AAABtATM 信元和复用信元和复用时隙时隙信信元元ATM异步时分复用异步时分复用信道信道信元头信元头 信息段信息段虚拟信道虚拟信道VCj虚拟信道虚拟信道VCi时间时间ATM的的复复用用方方式式为为标标记记复复用用它它把把信信道道看看成成是是由由一一个个个个等等长长的的时时隙隙构构成成，每每个个时时隙隙内内都都正正好好装装载载一一个个ATM信信元元信信元元是是ATM的的基基本本传传递递单单位位，是是一一种种极极短短（53字字节节）的的固固定定长长度度的的数数据据分分组组每每一一信信元元包包括括一一个个信信元元头头和和一一个个信信息息段段信信元元通通过过虚虚拟拟信信道道VC传传送送，虚虚拟拟信信道道利利用用虚虚拟拟信信道道标标记记来来表表示示，虚虚拟拟信信道道标记包含在信元头之中标记包含在信元头之中ATM异步时分复用原理异步时分复用原理 信信元元是是ATM的的基基本本传传递递单单位位每每一一信信元元包包括括一一个个信信元元头头和和一一个个信信息息段段。

信信元元通通过过虚虚拟拟信信道道VC（VirtualChannel） 传传 送送 ， 虚虚 拟拟 信信 道道 利利 用用 虚虚 拟拟 信信 道道 标标 记记VCI（VirtualChannelIdentifier）来来表表示示，虚虚拟拟信信道道标标记记包包含含在在信信元元头头之之中中属属于于同同一一虚虚拟拟信信道道的的信信元元群群拥拥有有相相同同的的虚虚拟拟信信道道标标记记，但但占占用用的的时时隙隙可可以以出出现现在在不不同同的的位位置置各各虚虚拟拟信信道道的的标标记记之之间间没没有有固固定定关关系系通通过过虚虚拟拟信信道道标标记记可可以以在在用用户户之之间间实实现现虚虚拟拟信信道道的的动动态态分分配配，从从而而各各虚虚拟拟信信道道可可以以具具有有不不同同的的传传输输速速率率（1kb/s140Mb/s） “虚虚拟拟”（Virtual）即即需需要要时时立立即即设设置置，用用完完后后马马上取消 ATM传传输输技技术术是是以以分分组组传传输输模模式式为为基基础础并并融融合合了了电路传输模式高速化的优点发展而成的电路传输模式高速化的优点发展而成的 ATM用用于于交交换换，通通过过识识别别信信元元头头中中的的虚虚拟拟信信道道标标记记，把把输输入入线线上上的的虚虚拟拟信信道道标标记记转转换换成成输输出出线线上上的的虚虚拟拟信信道道标标记记，控控制制数数据据交交换换存存储储器器的的写写入入与与读读出出，完完成交换。

成交换 由由于于ATM使使网网络络与与业业务务无无关关，具具有有动动态态分分配配信信道道和和带带宽宽的的功功能能，兼兼有有高高、中中、低低速速信信息息业业务务为为一一身身，使使ATM技术成为技术成为B-ISDN和信息高速公路的核心技术和信息高速公路的核心技术ATMATMATM异步转移模式异步转移模式 ATMATM以以异异步步时时分分复复用用技技术术为为基基础础ATMATM的的复复用用方方式式为为标标记记复复用用它它把把信信道道看看成成是是由由一一个个个个等等长长的的时时隙隙构构成成，每每个个时时隙隙内内都都正正好好装装载载一一个个ATMATM信信元元信信元元是是ATMATM的的基基本本传传递递单单位位，是是一一种种极极短短（5353字字节节）的的固固定定长长度度的的数数据据分分组组每每一一信信元元包包括括一一个个信信元元头头和和一一个个信信息息段段信信元元通通过过虚虚拟拟信信道道VCVC传传送送，虚虚拟拟信信道道利利用用虚虚拟拟信信道道标标记记来来表表示示，虚虚拟拟信信道道标标记记包包含含在在信信元元头头之之中中属属于于同同一一虚虚拟拟信信道道的的信信元元群群拥拥有有相相同同的的虚虚拟拟信信道道标标记记，但但占占用用的的时时隙隙可可以以出出现现在在不不同同的的位位置置。

各各虚虚拟拟信信道道的的标标记记之之间间没没有有固固定定关关系系通通过过虚虚拟拟信信道道标标记记可可以以在在用用户户之之间间实实现现虚虚拟拟信信道道的的动动态态分分配配，从从而而各各虚虚拟拟信信道道可可以以具具有有不不同同的的传传输输速速率率（1kb/s140Mb/s1kb/s140Mb/s）虚虚拟拟”(Virtual)”(Virtual)即即需需要要时时立立即即设设置置，用用完完后后马马上上取消 ATMATM用用于于交交换换，通通过过识识别别信信元元头头中中的的虚虚拟拟信信道道标标记记，把把输输入入线线上上的的虚虚拟拟信信道道标标记记转转换换成成输输出出线线上上的的虚虚拟拟信信道道标标记记，控控制制数数据据交交换换存存储储器器的的写写入入与与读读出出，完完成成交交换换由由于于ATMATM使使网网络络与与业业务务无无关关，具具有有动动态态分分配配信信道道和和带带宽宽的的功功能能，兼兼有有高高、中中、低低速速信信息息业业务务为为一一身身，使使ATMATM技技术术成成为为B-ISDNB-ISDN和和信信息息高高速速公路的核心技术公路的核心技术 MUXWasted bandwidthATMTDM4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 14 3 1 3 2 2 1VoiceData packetsImagesFigure 7.37Figure19-1MultiplexingUsingDifferentPacketSizesFigure19-2MultiplexingUsingCellsFigure19-3ATMMultiplexing四、ATM是面向连接的ATM采用虚电路的方式交换信息，用户向网络提交信息之前要首先建立连接，声明所需的信元特性和QoS，包括峰值信元速率、最大包长、信元延时、信元丢失率等参数。

ATM传输和交换过程中采用两种连接形式，即虚通道(Virtual Channel)连接和虚通路(VirtualPath)连接ATM连接的分类Figure19-5VP与与VC的概念的概念Figure19-6ExampleofVPsandVCs五、ATM交换ATM交换是基于VPI/VCI组合实现的ATM交换机实际上是将一个输入的VPI/VCI信元，映射到输出VPI/VCI信元图7.39交换方式有两种：VP交换和VC交换引入VP交换的好处：便于管理，简化ATM交换机；提高ATM交换的速率ATM由ITU-T主管，由ATMForum管理具体的标准cATMSw1ATMSw4ATMSw2ATMSw3ATMDCCabdeVP3VP5VP2VP1abcdeSw = switchFigure 7.39Figure19-4ArchitectureofanATMNetworkATM层ATM信元虚连接 QoS参数ATM服务类型Figure19-27ATMLayer一、ATM信元ATM信元大小的确定ATM信元的结构 HEC控制算法 ATM信元的定界 1.ATM信元大小的确定信元大小的确定取决于三个因素：传输效率、时延和实现的复杂性。

从实时通信来看，小的信元可以减小时延和排队时间，固定大小便于硬件处理和交换，但信元过小会降低传输效率欧洲提出32+4的方案美国提出64+5的方案，经过长期争论，最后ITU-T采取折衷的方式：（32+64）/2=48不伦不类，不是二的幂次，后患无穷2.ATM信元的结构ATM信元=5字节的信头+48字节的信息图中字段的说明：GFC一般流量控制，只用于UNI，而在NNI中GFC的4比特用于VPIVPI虚通路，对UNI是8比特，对NNI是12比特VCI虚通道，12比特PT=PayloadType=b0b1b2,b0=0data,b0=1control;CLP=CellLossPriority比特,CLP=1表示可丢，CLP=0不可丢HEC=HeaderChecksum，8比特，是前四个字节的校验，采用CRC-8=X8+X2+X+1Figure19-9ATM信元的帧格式GFC (4 bits)VPI (4 bits)VPI (4 bits)VCI (4 bits)VCI (8 bits)VCI (4 bits)PT (3 bits)CLP (1 bit)HEC (8 bits)ATM cell headerPayload (48 bytes)Figure 9.7Figure19-8VirtualConnectionIdentifiersinUNIsandNNIsFigure19-28ATMHeaderFigure19-29PTFieldsFigure19-30ServiceClassesATM适配层(AAL)层AAL1类型AAL2类型AAL3/4类型AAL5类型SAAL类型ATM适配层(AAL)作用有二：一是用户数据块与信元之间的映射，二是增强ATM的服务能力，以便满足应用的需要。

ATM将能够提供的业务按照时间性、数据率和连接类型分为A、B、C、D四类，相应地定义了五类AAL层的类别AAL15，其中AAL3/4合为一类AAL层分为CS和SAR两个子层，CS子层又分为SSCS和CPCS两个子层下面分别说明一下各种AAL层的结构及其处理过程A/DAALVoices1 , s2 Digital voice samplesA/DAALVideoCompressioncompressed framespicture framesAALDataBursty variable-length packetscellscellscellsFigure 9.3服务类型与AAL分类AAL中SAR的PDU结构AAL层的类型一、AAL1类型针对电路交换业务图9.10,9.11二、AAL2类型针对低速率、短时延的分组业务图9.13,9.14三、AAL3/4类型针对无连接的可变速率数据图9.15,9.16四、AAL5类型面向连接的可变速率数据图9.18不做任何处理，只增加8字节的Trailer，加上PAD后变为48字节的整数倍，然后送给SAR层五、SAAL类型(SignalingAAL)图9.20,9.21.Figure19-20ATMLayersFigure19-21ATMLayersinEnd-PointDevicesandSwitchesATM的应用ATMWANATM用于远程连接多种网络形式ATMLANATM用于局域网的连接Figure19-。