ATM技術原理全面講解數(shù)據(jù)通信培訓教材

網(wǎng)絡事業(yè)部數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品培訓教材系列

教材編號:N0.002

ATM技術原理培訓教程

（內部使用）

南京研究所數(shù)據(jù)產(chǎn)品系統(tǒng)部編寫

二oo一年八月

說明

【內容提綱】

本教材講述了B-ISDN、ATM的發(fā)展概況，并在此基礎上論述了ATM的基本

原理，包括ATM原則、互換技術、信令、擁塞控制機制、網(wǎng)絡管理、網(wǎng)絡

一致性測試和互操作性測試。

【合用范圍】

本教材屬于中興通訊股份有限企業(yè)網(wǎng)絡事業(yè)部數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品培訓教材系

歹U，為數(shù)據(jù)通信培訓基本教材之一。合用于企業(yè)內部技術培訓實用。

【版權闡明】

著作權屬于深圳市中興通訊股份有限企業(yè)所有，未經(jīng)著作權人同意，不得

摘錄、復制、翻譯、注釋、編輯，侵權必究。

深圳市高新技術產(chǎn)業(yè)區(qū)科技南路中興通訊A座

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郵政編碼:518057

企業(yè)://

電子信箱:

資料籌劃：中興南京研究所數(shù)據(jù)產(chǎn)品系統(tǒng)部

版次：2023年8月，第2版

目錄

第一章概述......................................................錯誤!未定義書簽。

第二章基于ATM口勺寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）..............................錯誤!未定義書簽。

2.1B-ISDNATM參照模型...................................錯誤!未定義書簽。

2.1.1參照模型物理層..................................錯誤!未定義書簽。

2.1.2ATM層..........................................錯誤!未定義書簽。

2.1.3適配層AAL.........................................................................錯誤!未定義書簽。

2.2BISDN參數(shù)配置......................................錯誤!未定義書簽。

第三章ATM原則.................................................錯誤!未定義書簽。

3.1ATM互換系統(tǒng)..........................................錯誤!未定義書簽。

3.2ATM互換機功能模型.....................................錯誤!未定義書簽。

連接功能.................................................錯誤!未定義書簽。

3.2.2控制功能...........................................錯誤!未定義書簽。

3.2.3操作維護網(wǎng)管功能...................................錯誤!未定義書簽。

3.2.4ATM互換機構Fl勺拓樸構造...........................錯誤!未定義書簽。

3.2.5互換拓樸構造.......................................錯誤!未定義書簽。

多級互連網(wǎng)MIN...................................................................................錯誤!未定義書簽。

3.3ATM互換的控制機理......................................錯誤!未定義書簽。

331信元互換路由選擇的控制機制........................錯誤!未定義書簽。

3.3.2信元的緩沖機制-------排隊方略....................錯誤!未定義書簽。

333競爭消除機制一一仲裁、網(wǎng)絡業(yè)務量控制和擁塞控制……錯誤!未定義書簽。

3.3.4信元口勺復制機制和合并機制..........................錯誤!未定義書簽。

3.4ATM互換系統(tǒng)功能設計.....................................錯誤!未定義書簽。

互換系統(tǒng)構成............................................錯誤!未定義書簽。

3.4.2ATM互換終接部分一一輸入和輸出模塊................錯誤!未定義書簽。

互換多級互連網(wǎng)部分......................................錯誤!未定義書簽。

第四章ATM網(wǎng)互通接口設備.......................................錯誤!未定義書簽。

4.1ATM互換系統(tǒng)與幀中繼網(wǎng)歐I互通...........................錯誤!未定義書簽。

4.2ATM互換系統(tǒng)與基于64Kbit/S的TSDN互通...............錯誤!未定義書簽。

4.32Mbit/S電路仿真接口.....................................錯誤!未定義書簽。

第五章網(wǎng)絡信令.................................................錯誤!未定義書簽。

5.1信令協(xié)議棧...............................................錯誤!未定義書簽。

5.1.1UNI信令協(xié)議棧.....................................錯誤!未定義書簽。

信令協(xié)議棧...............................................錯誤!未定義書簽。

5.1.3ITU-T和ATM論壇信令協(xié)議的對應關系..............錯誤!未定義書簽。

5.2信令能力集...............................................錯誤!未定義書簽。

5.2.1Q.2931信令.........................................錯誤!未定義書簽。

5.3ATM網(wǎng)局間信令.........................................錯誤!未定義書簽。

第六章網(wǎng)絡管理..................................................錯誤!未定義書簽。

6.1ATM網(wǎng)絡管理構造和功能.................................錯誤!未定義書簽。

6.2ATM網(wǎng)管協(xié)議.........................................錯誤!未定義書簽。

6.3管理接口.................................................錯誤!未定義書簽。

第七章業(yè)務量控制和擁塞控制.....................................錯誤!未定義書簽。

7.1連接接納控制CAC................................................................................錯誤!未定義書簽。

7.2使用參數(shù)控制UPC/網(wǎng)絡參數(shù)控制NPC............................................錯誤!未定義書簽。

7.3明確前向擁塞指示EFCI.......................................................................錯誤!未定義書簽。

7.4其他控制功能.............................................錯誤!未定義書簽。

第八章ATM/BISDN一致性測試和互操作測試.......................錯誤!未定義書簽。

8.1一致性測試...............................................錯誤!未定義書簽。

8.2ATM互操作性測試.......................................錯誤!未定義書簽。

第一章概述

現(xiàn)代社會正以迅速的步伐進入信息時代，信息產(chǎn)業(yè)在全球各國或地區(qū)，已經(jīng)或將要成為

第一支柱產(chǎn)業(yè)。信息技術正在變化著人們口勺生存和生活方式。通信網(wǎng)是信息社會的I基礎，也

在經(jīng)歷著深刻日勺變革。老式日勺通信網(wǎng)是以電路互換為基礎的I網(wǎng)。至今為止，網(wǎng)還承擔

著整個通信網(wǎng)H勺大部分通信業(yè)務量；全球預期約在2023年，數(shù)據(jù)通信的業(yè)務量要超過通

信的業(yè)務量。目前計算機系統(tǒng)的性能和應用正以爆炸之勢在發(fā)展，尤其是Internel如同燎原

大火已傳播到各處。既有通信網(wǎng).主體采用的電路互換連接為基礎H勺同步傳播模式STM體制，

已難以滿足計算機數(shù)據(jù)通信的高速突發(fā)業(yè)務迅猛增長H勺規(guī)定：也難以滿足顧客終端對視頻業(yè)

務的多項規(guī)定。從既有通信網(wǎng)向寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)BISDN或綜合寬帶通信網(wǎng)IBCN（兩

者同一內容，名稱不一樣）過渡是?種必然的趨勢。

由于微電子技術和光技術H勺迅速發(fā)展，可以提供高質量高速率日勺傳播系統(tǒng)、互換系統(tǒng)和

節(jié)點處理系統(tǒng)，使得通信口勺多種新系統(tǒng)新概念口勺實現(xiàn)成為也許。異步傳遞模式ATM的構思

和有關技術最初是由美國AT&T貝爾試驗室和法國CNET兩個研究中心于1983年提出日勺。

國際電信聯(lián)盟ITU-TEKJ前身CCITT于1988到1990年以加速程序的方式提出了有關ATM/、J

一系列提議，這些提議奠定了ATM口勺基礎，并確定了大部分有關口勺參數(shù)，ITU-T接受ATM

作為BISDNH勺最終處理方案。不一樣的組織機構先后都制定了ATM的試驗網(wǎng)計劃，在

1993-1994年間，在美國、歡洲、日本的操作營運部門都宣布了試驗網(wǎng)和商用業(yè)務計劃,ATM

在因特網(wǎng)的骨干網(wǎng)和高速局域網(wǎng)的應用十提成功。中國也在北京、上海、廣州等地建立了

ATM寬帶試驗網(wǎng)（引進和自行研制ATM寬帶互換設備同步進行）。ATM作為未來通信網(wǎng)B

ISDN的統(tǒng)一平臺融合電路互換網(wǎng)和分組互換網(wǎng)的前景引起各方面的關注和重視。應當看至IJ,

ATM寬帶網(wǎng)原則目前還存在某些需要研究處理的問題；由于ATM技術日勺復雜性，原則H勺制

定比較緩慢，未能大規(guī)模地得到全面應用，成本居高不下；在實現(xiàn)端到端業(yè)務的兩個重要方

面未能到達期待目口勺；即在話音H勺端到端業(yè)務上無法完全取代既有通信網(wǎng)（'JSTM體制；在

因特網(wǎng)高速數(shù)據(jù)分組業(yè)務上，乂面臨著1997年出現(xiàn)的吉位線速路由互換器的競爭，由于性

能價格比的原因，因ATM成本過高，已經(jīng)失去了一定市場。迄今為止，既有通信網(wǎng)網(wǎng)絡技

術有三種；即基于甩路連接的同步傳遞模式STM技術，基于無連接的分組互換日勺1P技術和

異步傳遞模式ATM技術。STM和IP是已經(jīng)成熟了的技術，而ATM則是尚在發(fā)展中的技術。

ATM技術需要研究和發(fā)展的重點有如下所述的幾種方面。

1、ATM寬帶網(wǎng)的流量工程怎樣有效公平地分派帶寬等資源，怎樣保證在記錄復用

條件下具有多種屬性的不--樣業(yè)務日勺每個呼喊的服務質量。ATM流量的特性模型；業(yè)務量

控制和擁塞控制口勺多種算法，如連接控制CAC、使用參數(shù)控制UPC等都是研究的J要點。

2、ATM話音通信ATM網(wǎng)要實現(xiàn)包括話音在內的多種業(yè)務日勺綜合互換；ATM網(wǎng)上

實現(xiàn)老式的話音通信必須處理打包時延、時鐘恢復，抖動消除和信令轉換等關鍵問題。深入

的研究是在ATM上用可變比特率的話音來替代固定比特率的話音實現(xiàn)高效話音編碼，從而

大大提高帶寬運用率。

3、IP和ATM的融合由于因特網(wǎng)I內迅猛發(fā)展，IP和ATM的融合是重要的發(fā)展趨勢，

目前已經(jīng)有重疊方式和集成方式多種形式，而集成方式MPLS則也許是最有前途的方式;。

4、光ATM互換作為新的互換技術，ATM互換有多種互換構造，未來的重點是光

互換控制，吞吐量可到達Tbit/S；光ATM互換的實用化也是實現(xiàn)全光寬帶網(wǎng)的技術關鍵。

除了ITU-T制定的）ATM規(guī)范原則外，ATM論壇做了愈加深入廣泛日勺工作。ATM論壇

是一種非盈利H勺組織，由不一樣類型的產(chǎn)業(yè)（計算機和通信）結合而成，全世界有700多種

組員。這個論壇以ITU-T的國際原則為基礎，為各類顧客實際應用W、JATM系統(tǒng)制定有關的J

規(guī)范。

第二章基于ATM的寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)

(B-ISDN)

2.1B-ISDNATM參照模型

B-ISDN的協(xié)議模型如圖l.i所示。這是一種三面四層的模型。三個平面是顧客平面、

控制平面和管理平面；顧客平面用于傳送顧客信息，控制平面重要傳送信令信息，管理平面

重要執(zhí)行維護和操作功能OAM。四層由低到高是：物理層、ATM層、AAL適配層和高層

協(xié)議。ITU-T的提議重要定義了物理層、ATM層、AAL層三個層。這些層又可深入劃分為

子層，每個子層執(zhí)行某些特定的功能為圖1.2所示。

圖2.1BISDNATM協(xié)議參照模型

SSCS特定業(yè)務會聚子層

適配層CS

CPCS會聚子層公共部分

AAL

SAR分段、組裝

一般流量控制

信元層

信元翻譯、提取和插入

ATM

信元復用和分路

信元速率解調

HEC信頭處理

傳播會聚

信元定界

物理層TC

傳播幀適配

PH

傳播幀處理

比特定期

PM

物理媒體連接

圖2.2參照模型子層及其功能

2.1.1參照模型物理層

物理層有傳播會聚TC和物理媒體連接兩個子層。

1.傳播會聚TC子層負責將ATM信元嵌入正在使用U勺傳播媒體的傳播幀中，或相反

從傳播媒體的傳播幀中提取有效的ATM層信元。ATM層信元嵌入傳播幀的過程如下：ATM

信元解調（緩存）f信頭差錯控制HEC產(chǎn)生f信元定界f傳播幀適配-＞傳播幀生成。從傳

播幀中提取有效ATM層信元H勺過程如卜：傳播幀接受傳播幀適配一信元定界f信頭差錯

控制HEC檢查-ATM信元排隊。傳播會聚TC子層口勺重要功能是信元定界和信頭差錯控制

HEC,

2.物理媒體重要由ITU-T和ATMF提議的規(guī)范執(zhí)行，共有如下類型的J連接

?基于直接信元傳播口勺連接

?基于PDH網(wǎng)傳播的連接

?基于SDH網(wǎng)傳播的連接

?直接信元光纖傳播

?UTOPIA接口（通用測試和運行物理接II）

?管理和監(jiān)控信息流OAM傳播接口

?其他接口規(guī)范

ito-----———

\——

◎o

2.1.2ATM層

I.361詳細描述了ATM信元H勺構造、功能和使用措施。信元共有53個八位組，其中5

個八位組信頭，48個八位組信息段。發(fā)送次序從第一種八位組開始，然后按遞增次序；每

個八位組內發(fā)送次序，從第8比特開始，然后按遞減次序。對ATM信元的所有段，首先發(fā)

送的比特率總是最高有效位MSBo

信元在顧客-網(wǎng)絡接口間UNI和網(wǎng)絡-網(wǎng)絡接口間NNI的編碼格式是有區(qū)別的，其區(qū)別

重要表目前信頭上，信元和信頭歐J構造可參見圖I.3。

信頭

—_一

信息段ryr*ic

vy

2.UNIATM信頭構造3.NNIATM信頭構造

.3信元和信頭構造

1.UNIATM信頭

?GFC一般流量控制字段

GFC用于控制終端到網(wǎng)絡的業(yè)務流量,GFC域I勺編碼及其意義見表1.1和表1.2。

表1.1GFC域編碼終端一網(wǎng)絡方向的信元

編碼意義

0000終端非控，信元是空閑信元或信元為非控ATM接續(xù)

0001終端受控，信元是空閑信元或信元處在非控ATM接續(xù)

0101終端受控，信元處在ATM受控排隊A接續(xù)

0011終端受控，信元處在ATM受控排隊B接續(xù)

表1.2GFC域編碼網(wǎng)絡一終端方向口勺控制信號

編碼意義

0000NO-HALTNULL4個控制信號：

1000HALT,NULL-ANULL-BSET設置對應H勺排隊計數(shù)器

0100NO-HALTSET-ANULL-BNULL空信號不引起任何動作

1100HALTSET-ANULL-BHALT中斷流向網(wǎng)絡的信息流

0010NO-HALTNULL-ASET-B

NO-HALT啟動信元業(yè)務流量

1010HALTNULL-ASET-B

Bit80/1NO/HALT

0110NO-HALTSET-ASET-B

Bit70/1NULL/SETA

Bit60/1NULL/SETB

1110HALTSET-ASETB

Bit50/1保留

?VPI/VCI地址字段

在UNI信頭中地址字段有24個地址比特，8bit用作虛通道標識符VPI,I6bit用作虛通

路標識符VCIo

PTI凈負荷類型字段

信息類型用3bit表達，其編碼及其意義見表I.3

表1.3凈負荷類型

編碼意義

000顧客數(shù)據(jù)信元無擁賽SDU類型=0

001顧客數(shù)據(jù)信元無擁賽SDU類型=1

010顧客數(shù)據(jù)信元擁賽SDU類型=0

011顧客數(shù)據(jù)信元擁賽SDU類型=1

100分段OAM信息流有關信元

101端到端OAM信息流有關信元

110RM信元資源管理用

111保留

?CLP信元丟失優(yōu)先指示

信元丟失優(yōu)先級用于信元丟失級別的區(qū)別，CLP是1,表達該信元為低優(yōu)先級，是。則

為高優(yōu)先級，當傳播超限時，首先丟棄的J是低優(yōu)先級信元。

?HEC信頭差錯控制字段

在信元發(fā)送此前，每一種發(fā)送站都應計算整個ATM信頭H勺校驗并將其寫入HEC字段。

32bit的信頭產(chǎn)生一種31次多項式，該多項式乘以X8,然后被生成多項式X8+X?+X+l模

2除。

?UNI信元信頭預賦值

信元信頭預賦值用于區(qū)別ATM層使用日勺信元和物理層使用的信元參見表1.4。

表1.4UNIATM信元信頭預賦值

八位組1八位組2八位組3八位組4使用方法

GFCVPIVCIPTCLP

00001空閑信元

0001001物理層OAM信元

P00PPP1預留給物理層

00XXX0無賦值信元

Y0XXX0/1無效信元

X000010AAC無信令

X000100AAC廣播信令

X001010AAC點到點信令

X000110A0A段OAMF4

X001000A0A端到端OAMF4

GFC

X00110110AVP資源管理

X001110AAA保留VP未來功能

X01SSS0AAA保留未來功能

XSSSS0AAA保留未來功能

XZ100A段OAMF5

XZ101A端到端OAMF5

XZ110AVC資源管理

XZ111A保留VC未來功能

P留給物理層使用X任意值X=0時為當?shù)?/p>

A由ATM層使用Y除。外任意值

C始端為0,可曰網(wǎng)絡變化Z除0,011,0100,0110,0111外的任意值

S(SSS)0(000)-1(111)任意值

2、NNIATM信頭

?VPI/VCI地址字段

在NNI信頭中地址字段有28bil,12bil用作VPI,I6bit用作VCI。

?PTI凈負荷類型字段與UNIfl勺PII意義相似，使用方法有區(qū)別。

?CLP信元丟失優(yōu)先指示與UNIH勺CLP意義相似，使用方法有區(qū)別。

?HEC信頭差錯控制字段與UNI的HEC意義相似。

?NNIATM信元信頭預賦值

信元信頭預賦值用于區(qū)別ATM層使用H勺信元和物理層使用口勺信元，給定H勺值和有關參

數(shù)的組合見表1.5。

表1.5NNIATM信元信頭預賦值

八位組1八位組2八位組3八位組4

使用方法

VPIVCIPTICLP

0001空閑信元

001001物理層OAM信元

00PPP1預留給物理層

00X0無賦值信元

Y0X0/1無效信元

X001010AACNNI信令

X000110A0C段OAMF4信元

X001000A0C端到端OAMF4

X00110110AVP資源管理

X001110AAA保留VP未來功能

X01SSS0AAA保留未來功能

XSSSS0AAA保留未來功能

XY100A段OAMF5信元

XY101A端到端OAMF5

XZ110AVC資源管理

XY111A保留VC未來功能

P留給物理層使用X任意值X=0時為當?shù)?/p>

A由ATM層使用Y除0外日勺任意值

C始端為。，山網(wǎng)絡變化Z除0,0110外的任意值

S(SSS)0(000)-1(111刪任意值

2.1.3適配層AAL

AAL用于增強ATM層的能力，以適合多種特定業(yè)務的需要。這些業(yè)務也許是顧客業(yè)務，

也也許是控制平面和管理平面所需的功能業(yè)務。在ATM層上傳送的業(yè)務也許有諸多種，但

根據(jù)三個基本參數(shù)來劃分，可分為四類業(yè)務。

三個參數(shù)是：源和目R勺之間日勺定期規(guī)定、比特率規(guī)定和連接方式。'業(yè)務類劃分為A、B、

C、D四類。參數(shù)、業(yè)務類別和對應的JAAL適配類型可由圖1.3表達。

業(yè)務

參數(shù)\A類B類C類D類

源和目的定期需要不需要

比特率固定可變

連接方式面向連接不連接

AAL3AAL4

AAL類型AAL1AAL2

AAL5

運動圖象視面向連接數(shù)

顧客業(yè)務舉例電路仿真無連接數(shù)據(jù)傳播

頻聲頻據(jù)傳播

服務質量QoSlQoS2QoS3QoS4

圖2.3業(yè)務分類、AAL類型和服務質量

根據(jù)ATM層傳送業(yè)務量的J規(guī)定，ITU-T和ATMF按業(yè)務規(guī)定H勺比特率各自提出了業(yè)務

的分類。互相關系可參見圖I.4o

A類B類C類D類

DBR確定比特SBR記錄ABRABT

ITU-T分類

率比特率可用比特率塊傳送能力

VBRrrt非^/

VBR可

CBR恒定比特時ABRUBR

ATMF分類變比特率

率可用比特率未規(guī)定比

實時

特率

圖2.5ATM層承載業(yè)務分類方式

2.2BISDN參數(shù)配置

參數(shù)配置用來定義網(wǎng)絡中不一樣實體之間的接口和不一樣實體功能的實用工具。ITU-T

提議描述了五類功能實體和四種連接H勺參數(shù)點，如圖1.6所示。

/4-WL

圖2.6BISDN參數(shù)配置

五類功能實體中，寬帶網(wǎng)絡終端B-NT1對應于骨干互換設備，寬帶網(wǎng)絡經(jīng)終端B-NT2

對應于接入互換設備或顧客互換設備，寬帶終端B-TE1是遵守參數(shù)點SB和TB接U規(guī)范的J,

寬帶終端B-TE2是不遵守參數(shù)點SB和TB接口規(guī)范的，寬帶終端適配器B-TA能使B-TE2

和TE2按參數(shù)點SB和TB接口規(guī)范規(guī)定接入BISDN的適配器。

ITU-T只對參數(shù)點SB和TB進行原則化?？捎脠D1.2所示來表達SB和TB所處的位

置。

顧客公用顧客

H------------------------------------------------------>1

圖2.7BISDN參數(shù)點

第三章ATM原則

ATM原則重要是由國際電信聯(lián)盟ITU-T開發(fā)和制定的。ATMF重要目的是通過可互

操作的技術規(guī)范，加速ATM產(chǎn)品的開發(fā)和擴展。

用于ATM互換系統(tǒng)，由ITU-T提供的協(xié)議可參見圖1.8,至今為止，有關的提議還在

繼續(xù)研究和制定過程中。尤其是有關多媒體信令的提議，目前大體完畢能力集CS-1的部分,

即有關點到點H勺基本呼喊連接控制。能力集CS-2即擴展到點到多點，并增附加業(yè)務參量，

服務質量QoS等控制功能H勺協(xié)議族，部分已通過，部分等待審議，部分需重新制定。能力

集CS-3即能實現(xiàn)ATM互換所有六種連接類型的信令協(xié)議族，尚在研究過程中。

ATMF所制定口勺技術規(guī)范集中在寬帶互連接口B-ICI；各類物理層接口，如DSI、DS3、

El、E3、155.52Mbil/S、622.08Mbit/S和通用測試和運行物理接口Utopia等；各類互通接口，

如局域網(wǎng)仿真、電路仿真和幀中繼仿真等；ATM顧客網(wǎng)絡接口技術規(guī)范，顧客網(wǎng)絡接口信

令UNI4.0；專用網(wǎng)絡網(wǎng)絡接口PNNI等。此外還制定了對應的測試規(guī)范。

3.1ATM互換系統(tǒng)

在BISDN中ATM互換系統(tǒng)是網(wǎng)絡節(jié)點上日勺關鍵設備，必須只有如下的性能功能規(guī)定:

?承載業(yè)務

a)寬帶面向連接H勺承載業(yè)務

b)寬帶無連接數(shù)據(jù)承載業(yè)務

c)預留和永久通信U勺虛通道(VP)業(yè)務

d)寬帶無構造電路傳送(2.048Mbit/S)承載業(yè)務

e)寬帶G704(2.048Mbit/S)幀構造時透明傳送承載業(yè)務

f)寬帶G704幀構造獨立時隙幀日勺傳送承載業(yè)務

g)寬帶NX64Kbit/S承載業(yè)務

上述a)、b)包括BISDN參數(shù)模型所定義的JA、B、C、D四類業(yè)務。d)、e)、f)、g)

是根據(jù)既有通信網(wǎng)STM網(wǎng)實現(xiàn)互通或兼容規(guī)定提出的。

?連接類型（連接方式可參見圖3.I所示）。

1.雙向點到點的連接

2.單向點到多點H勺連接

3.多點到點的連接

4.多點到多點的連接

5.雙向點到多點口勺連接

6.服務器等支持打勺多點到多點的連接

?服務質量

服務質量指標暫分QoSl、QoS3和QoS4三類，QoS2待研究。

表3.1對STM-I和STM-4接口的ATM連接

性能參數(shù)CLPQoSlQoS3QoS4

CLR0W2XIO10WIO-7WIO7

CLR1不規(guī)定不規(guī)定不規(guī)定

CER1/0W10-12W1012WIO」？

CTD99%1/0l50usl50usl50us

CDV10-'°1/0250us不規(guī)定不規(guī)定

CDV10"1/0不規(guī)定250us250us

表3.2對E3接口日勺ATM連接

性能參數(shù)CLPQoSlQoS3QoS4

CLR0W2X10」。W107W10,

不規(guī)

CLR1不規(guī)定不規(guī)定

定

CERI/OWIO12WIO12WIO12

CTD99%1/050()us500us500us

CDV1010I/O500us不規(guī)定不規(guī)定

CDVIO-，I/O不規(guī)定500us500us

表3.3對E1接口U勺ATM連接

性能參數(shù)CLPQoSlQoS3QoS4

CLR0W2X10」。WIO7WIO-7

CLR1不規(guī)定不規(guī)定不規(guī)定

CER1/0W1012W1012WIO12

CTD99%1/02ms2ms2ms

CDVIO1。1/04ms不規(guī)定不規(guī)定

CDVIO71/0不規(guī)定4ms4ms

?處理能力

吞葉量：根據(jù)特定容量分別規(guī)定

建立和釋放時延：根據(jù)特定容量分別規(guī)定

3.2ATM互換機功能模型

ATM互換機功能分為三部分：連接功能、控制功能和操作維護網(wǎng)管功能。其功能模

型如圖1.10所示:

圖3.2ATM互換機功能模型

3.2.1連接功能

連接功能包括終接功能和互換功能。ATM互換機連接功能應滿足兩類連接的規(guī)定：即

與業(yè)務有關的連接和與業(yè)務無關的連接。

1.終接功能：ATM互換機的終接功能按網(wǎng)絡功能分為顧客網(wǎng)絡接口和網(wǎng)絡網(wǎng)絡接口

兩種；對應于BISDN參數(shù)配置，即終接于參數(shù)點SB和終接于參數(shù)點TB的兩類。與業(yè)務

有關的有與非ATM網(wǎng)間互通的多種ATM互換機終接功能?？筛爬ǚ譃閁NI,NNI和IWF

三類。

2.互換功能：ATM互換機應支持6種類型日勺通信連接，現(xiàn)階段必須支持雙向點到點

和單向點到多點的連接。因而互換機必須實現(xiàn)點到點和點到多點間日勺信元互換。ATM互換

機的基本互換功能是按VPI/VCI值，來建M虛通路連接VCC和虛通道連接VPC<.ATM互

換機的互換功能也可按控制方式來劃分有永久虛連接PVC和互換虛連接SVC；需要時應有

軟PVC(SPVC)功能，即現(xiàn)用PVC中斷時，能自動建立另一條PVC連接來替代。

3.2.2控制功能

控制功能包括尋址功能、呼喊連接處理功能和信令功能三部分。

I.尋址功能：尋址功能包括永久虛連接PVC業(yè)務尋址，互換虛連接SVC業(yè)務尋址和

SPVC自動尋址。

2.呼喊連接處理功能：呼喊連接處理功能包括譯碼功能和選路功能，譯碼功能用F

SVC,選路功能用于PVC、SVC和SPVC。PVC選路是在建立.PVC業(yè)務前由管理平面確定

路由的0SVC選路重要是由顧客平面口勺業(yè)務啟動，由控制平面建立路由的，SPVC選路是由

管理平面啟動控制平面參預建立路由H勺。

3.信令功能：ATM"換機必須具有BISDN參照模型信令協(xié)議棧所示H勺功能，現(xiàn)階

段滿足能力集CS1、CS2規(guī)定，深入滿足CS3規(guī)定。應執(zhí)行信令功能規(guī)范UNI信令和NNI

信令的有關原則：即有關基本呼喊、補充業(yè)務、接入業(yè)務互通和參數(shù)控制等一系列協(xié)議族。

操作維護網(wǎng)管功能

ATM互換機日勺管理重點在于ATM互換系統(tǒng)內部的操作維護，同步支持BISDN網(wǎng)日勺

操作管理。是整個系統(tǒng)中重要歐J,也是較難處理的功能模塊。這是由于系統(tǒng)管理的范圍太

大，公用互換網(wǎng)操作和管理歷來都是十分廣泛和復雜H勺問題。一般狀況下一種互換系統(tǒng)應

圖1.11ATM互換機系統(tǒng)管理功能構造

3.2.4ATM互換機構的拓樸構造

ATM互換機構是實現(xiàn)ATM信元互換的關鍵，其拓樸構造和控制機理決定了ATM交

換機以及ATM網(wǎng)的性能。ATM技術一開始出現(xiàn)，ATM互換機構口勺研究就是一種熱點，新

的研究進展至今仍不停出現(xiàn)。用于STM體制H勺老式的電路互換和分組互換的互換機構，

不能直接用于ATM互換，這是如下兩個重要原因日勺影響導致歐I：

?高速互換，目前從155.52到622.08Mbit/S,未來需Gbit/S到Tbit/So

?ATMH勺信元流量具有記錄特性。

由于信元是短而定長的分組，信頭只具有有限口勺功能，因而對ATM互換機構的拓樸結

構產(chǎn)生重要H勺影響。

老式的電路互換、分組互換和ATM信元互.換H勺區(qū)別可參見圖1.12所示。

I）電路互換FI幀標志

_x________t

七△攵任4

r、八SH4a

c、/士二H在

1.12電路互換、分組互換和信元互換示意

電路互換在數(shù)字網(wǎng)中實質上是時隙TS互換，每個TS長度為1個字節(jié)Byte,互換機對

所有的輸入I到N和輸出1到N,都規(guī)定比特率同步和幀同步，每個幀內安排若干時隙，

每個時隙分派給一種顧客，以E1為例,E1的比特率為2.048Mbit/S,每幀分32個TS,有256bit,

幀周期125us,每秒有8000幀。如圖1.121）所示；El1#輸入的TS9、TS18和TS23分

派給顧客A、C和B,E12#的TS12分派給顧客D。當A和B,C和D需互換時；先由信令

過程，使控制模塊操作互換模塊，將A輸入到El1#TS9,B輸入到El1#TS23,C輸入到

E1TS18,D輸入到El2#TS12；經(jīng)互換模塊控制寫入到通路存儲器的對應位置，A寫入E1

1#TS18,B定寫入El1#TS9,C寫入El2#TS12,D寫入El1#TS18：然后由輸出El1#、

El2#次序讀出。電路互換即TS互換，是在對通路存儲器的控寫順讀（也可順寫控讀）時實

現(xiàn)的hTS互換可在相似序號或不一樣序號口勺輸入輸出間進行互換，因顧客是按幀內的時隙

TS序號來進行的。

分組互換對輸入I到N和輸出I到N沒有嚴格日勺比特率同步和幀同步的規(guī)定，只規(guī)定

單獨對每一鏈路和輸入或輸出有收發(fā)定期就可。對不一樣輸入的分組報文在轉發(fā)時也不規(guī)定

收發(fā)的次序一致。為圖1.122）所示；從鏈路1、2和N輸入的分組報文A、B和C,需發(fā)

向鏈路1和2時。由互換機存儲轉發(fā)模塊將輸入鏈路1、2和N上的分組A、B和C接受緩

存，分析分組組頭，確定輸出端口，B到鏈路1,A和C到鏈路2,最終將分組送到最終目

的地址，為了傳播效率和防止環(huán)路的形成，一般來講分組報文嚴禁序號相似的收發(fā)間進行轉

發(fā)，即嚴禁從1#鏈路接受的分組再向1#鏈路發(fā)送；除此以外，分組報文的存儲轉發(fā)，沒有

轉發(fā)方向和次序的多種限制。

信元互換綜合了電路互換和分組互換的某些特點，而不一樣于兩者，當互換機對所有輸

入的信元進行互換前，要經(jīng)信令過程或網(wǎng)管過程，在控制模塊上確定互換模塊的各端口間進

行互換口勺方略（信元尋址、路由表尋址或混合尋址）；定由端口接受的各信元進行信頭識別

處理，加裝內部標識，由互換模塊按預定方略，進行端口間的互換；在輸出端口，由控制設

備對信頭翻譯后成為只有新信頭H勺信元繼續(xù)傳送。如圖1.123）所示，從端口1、2和N

輸入的信元A、B、C、D和E；由控制模塊對信頭識別后，加裝內部標識，再由互換模塊

執(zhí)行端口間的互換；在輸出端口由控制模塊對信頭進行翻譯，封裝為新的信元E'、A'、D'、

C、和B',分別由輸出端1、2和N發(fā)送。信元在端口間的互換，是按預定的方略進行的，可

以實現(xiàn)多種網(wǎng)絡功能。

3.2.5互換拓樸構造

ATM互換系統(tǒng)是通過內部的關鍵互換機構來實現(xiàn)信元互換口勺?；Q機構是由基本互換

模塊經(jīng)特定的拓樸構造互連成的；基本互換模塊是構成ATM互換系統(tǒng)的通用模塊，也可叫

萬換單元.開換單元是由最小H勺信元傳播萬換元素構成的0萬換元素按其基木功能來分只有

空分和時分兩類；空分互換元素又可分為由單線開關型的矩陣或全互連型的互換元素和雙線

交叉型的以Banyan型（榕樹型）為基礎的多種互換元素；時分互換元素可細分為共享存儲

器、共享總線和共享環(huán)三種。如圖1.13、圖1.14、圖1.15所示。

I和1trAmw?-Pi*+*(771

［、什曾右△比只Q科ll

比特率

圖1.14時分互換構造

沖刑

圖1.15單通路空分互換陶造

多級互連網(wǎng)MIN

多通路網(wǎng)互換構造是基于單通路網(wǎng)的復份、串接、嵌套和混合。從邏輯上講基于時分或

基于空分的互換模塊，不受速率和容量的限制。但實際上都受到物理原因H勺制約；時分構造

受存儲媒體存取周期時延時制約；空分構造受傳播時延和通路開關時延口勺制約；實際制成單

片模塊時，又受微電子技術空間尺寸極限的制約。目前的水平，單片互換模塊的容量在

5-10Gbit/S,輸入輸出端口為8義8到16X16。由單片互換模塊擴容成大容量的互換機構時

最常用的措施是多級互連，在ATM互換機構中多級互連一般都采用三級無阻塞CLOS網(wǎng)來

構成。今以單片容量10G,輸入輸出端口16X16的基本互換模塊構成的Tbit/S多級互連網(wǎng)

為例，采用CLOS三級無阻塞網(wǎng)構造，對輸入級和輸出級進行擴充和集中的混洗處理后可

得三級CLOS網(wǎng)拓樸構造如圖1.16所示:

（Axlt，/X/ZazTT31-*ZrTZcc31+Xt*/1,.c八“c、，cc4c，ccrvrn?/，c

根據(jù)線性干冶R谷KJ秋）E，中1即放KH女3或I。力組，口"尋到4UU取1aUU力階的，40、

80……1280G或80、160……1280Gbit/S的互換容量系列。

3.3