ATM基本概念原理和技术培训教材11138.docx

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1、pnb00第一部分分项目介绍绍pnb00pnb00 ATM研研究部主要要从事宽带带网络和宽宽带交换技技术的研究究开发，正正在开发的的产品有AATM接入入交换机（2.5G）、ATM业务接入器和ATM LAN-SWITCH。这些产品的开发成果，将为公司在数据通信领域的研究填补空白，向数据通信领域迈出坚实的一步。在公用数据网及局域网的应用中，这些产品将大有可为。pnb00 INTEERNETT迅速崛起起，带宽的的需求越来来越大，骨骨干网络的的压力也越越来越大，ATM交换机的利用可以解决带宽的问题，同时为VOD等宽带多媒体业务筑起平台。宽带网络的的建设正在在从无到有有，从小到到大，一步步一步地发发展，

2、中国国宽带网的的规范正在在制订，邮邮电部已经经指出了发发展宽带网网的路标。据据称，20000年以以前中国宽宽带网会初初具规模。pnb00 ATM研研究部跟踪踪国际国内内动态，研研究市场需需求，制订订了技术先先进、堪称称一流的总总体方案，完完成这个方方案，是一一项极具挑挑战性的任任务。第二部分 ATMM基本概念念、原理和和技术一、ATMM技术的特特点异步转移模模式（Assynchhronoous TTranssfer Modee, ATTM）技术术是一种全全新的电信信技术，是是融合电路路模式和分分组模式的的优点发展展而成的。所所谓“转移移模式”，CCITT是这样定义的，转移模式就是在电信网路中传

3、输、复用和交换的诸方面。而这里指的“异步”与通常所说的数据通信中的异步传输（如RS232C）不同，它并非是传输码流的异步，而是指被分组的用户信息信元不必像TDM中的时隙那样周期性地出现而占据固定信道，也就是说信元是动态占用信道的。ATM信元元是ATMM网络传送送信息的基基本载体，CCITT规定其长度为53字节，分成信头（Header）和净荷（Payload）两部分，信头为5字节，净荷为48字节。依据其位置不同，在用户网络接口（User Network Interface，UNI）、网络节点接口（Network Node Interface,NNI），信元格式略有区别，如图1.1。两者不同之处主

4、要在信头中，UNI信元信头中有4比特的一般流量控制段（General Flow Control，GFC）用于用户一网络接口的流量控制，以防止信道过载。UNI信头的虚通道标识（Virtual Path Identifier, VPI）为8比特，虚通路87654321187654321信头（Heeaderr）5GFC/VVPIVPI1（5字节）6VPIVCI2信元净荷（Payload）VCI3(48字节节)VCIPTCLP453HEC5ATM信元元格式UNNI/NNNI信元信信头格式GFC：一一般流量控控制，4比特PT：净荷荷类型，33比特VPI：虚虚通道标识识，8比特/122比特CLP：信信元丢

5、失优优先级，11比特VCI：虚虚通路标识识，16比特HEC：信信头误码控控制，8比特图1.1 ATTM信元格格式标识（Viirtuaal chhanneel Iddentiifierr, VCCI）为16比特，净净荷类型（Payload Type, PT）为3比特，信元丢失优先级（Cell Loss Priority, CLP）为1比特，信头误码控制（Header Error Control, HEC）为8比特，而NNI信头的VPI为12比特，其余与UNI信头相同。 AATM本质质上是一种种寻址型特特殊分组转转移模式，它它将数字化化话音、数数据及图像像等所有的的数字信息息分割成固固定长度的的数

6、据块，在在每个数据据块前加上上一个包含含地址等控控制信息的的头（Heeaderr），从而而构成一个个信元（CCell），图图1.2（a）是将用户信息其它用户信元信元装入用户信息的信元(a) 异步转移模模式（ATTM）用户信息时隙125微秒帧125微秒帧125微秒帧(b) 时分复用方方式（TDDM）图1.2 TDDM与ATM的比比较待发送的信信息分解成成信元并进进行多路复复用的过程程。电路模模式中的传传统时分多多路复用（TDM）技术，采用周期为125ms的帧结构，发送信息以字节或比特形式固定加入到每帧内的相应时隙，在连接建立后，不论有无发送信息，时隙必定属于该连接，而不能被其它连接占用。图1.2

7、(b)中所示发送信道加入每帧内的第3时隙，这种依据帧内的时隙位置识别通路的复用方式称为位置复用。而ATM复用方式与分组复用方式有些类似，只要信道上存在的空位置就可将发送信息组成的信元加入信道，显然，信元的复用无周期性和固定位置。由于它依靠信头内的通路标记进行信元的识别、传送和交换，因此称作标记复用或统计复用。虽然X.25或以太网、令牌环等分组交换中也采用标记复用，但由于分组长度在上限范围内可变，因此每个分组在信道上的位置是任意的，而ATM信元的长度固定，使信元像TDM时隙一样定时出现。因此，可以采用硬件电路高速地对信头进行识别、复分接和交换处理，由此可见，ATM复用技术融合了电路模式和分组模式

8、的优点。信元形式的的ATM网络络和分组形形式的传统统数据网络络的本质区区别之一就就是ATMM网络采用用面向连接接的呼叫接接续方式。传传统数据网网络如以太太网、令牌牌环和FDDD采用无无连接操作作方式，这这些网络假假设目的端端点可用并并可接收信信息，每个个端点必须须检查每一一分组的路路由标记以以此确定是是否接收该该分组。AATM网络络的操作类类似于电话话呼叫接续续过程，在在通信前必必须在源和和目的端之之间建立连连接，这个个连接是一一个“虚连连接”，网网络根据用用户的要求求（如峰值值比特率、平平均比特率率、信元丢丢失率、信信元时延和和信元时延延变化等指指标），分分配VPII/VCII和相应的的带宽

9、，并并在交换机机中设置相相应的路由由。所谓“虚虚连接”是是指网络依依据VPII/VCII对信元进进行处理，当当该用户没没有信元发发送时，其其它用户可可占用这个个用户的带带宽，但其其相应的VVP/VCC连接依然然保持。ATM技术术中最重要要的特点是是信元的复复用、交换换和传输过过程，均在在虚通路（Virtual Channel, VC）上进行。虚通路是ATM网络链路端点之间的一种逻辑联系，是在两个或多点端点之间传送ATM信元的通信通路，可用于用户到用户、用户到网络、网络到网络的信息转移，虚通道（Virtual Path, VP）是在给定参考点上具有同一虚通道标识符的一组虚通路。虚通路在传输过程中

10、，将组合在一起构成虚通道，二者关系如图1.3。ATM网络中不同用户的信元是在不同的VP、VC中传送，而不同的VP/VC利用各自的VP标识（VPI）和VC标识（VCI）来区分。物理传媒VC11VC12VC13VC14VP11VP12图1.3 物理理传媒和VVP、VC的关系系ATM的连连接分为虚虚通道连接接和虚通路路连接，如如图1.44。VP的交换换设备（通通常是交叉叉连接器和和集中/分配器）仅仅对信元的的VPI进行行处理和变变换，功能能较为简单单，VC交换设设备（ATTM交换机机、复接/分接器）则则要同时对对VPI/VCI进进行处理和和变换，功能较为复复杂。VPPI和VCI只有有局部意义义，每个

11、VVPI/VVCI在相相应的VCVPVPVPVPVCVC虚通路连接(VCC)虚通道连接(VPC)用户终端交换节点用户终端虚通路连接(VCC)虚通道连接(VPC)VP/VC交换VP交换图1.4 ATTM连接的的两种类型型VP/VCC交换节点点被处理，相相同的VPPI/VCCI值在不不同的VPP/VC链链路段并不不代表同一一个“虚连连接”。图图1.5是由由两个网络络节点（NNN1、NN2）和和三个用户户接入网（CPN1、CPN2及CPN3）组成的系统，从图中可以看出，CPN之间的连续经过网络节点NN交换时，VPI/VCI的值也被改变，例如，CPN1和CPN3之间的VP/VC连接在CPN1时为VP5

12、/VC11，经过NN1变为VP3/VC7，再经过NN2变为VP1/VC9，显然，同一连接在不同链路的VPI/VCI是不同的。图1.5 ATTM网络的的选路概念念前面提到，ATM网络在通信时必须进行呼叫连接，那么如何建立和释放虚通路（VC）呢？ATM网络有两个标准接口：UNI和NNI。在UNI处采用两种方法：信令方式式，这种方方式利用UUNI信令令（如ITTUT的Q.29931）自自动完成VVC连接的的建立、释释放以及VVCI的分分配，具体体过程包括括（a）利用元元信令（MMeta-Sig-nallling）建建立/释放一个个用户用户户信令的VVC，而元元信令的VVPI/VVCI和带带宽都是预预

13、先给定的的；(b) 利用用用户信令建建立/释放一个个用于用户户通信的VVC。预订方式式，这种方方式通过网网络管理设设备设定所所需的通信信VC（分配配VPI/VCI和和带宽）。在NNI处处建立/释放VC也是这这两种方法法，但其信信令方式采采用NNII信令（Noo.7信令令）。根据VC的的建立/释放方法法，可将其其分成两种种：交换虚虚通路（SSwitcched Virttual Channnel, SVCC）和永久久虚通路（Permanent Virtual Channel, PVC）。SVC是用户需要通信时，通过终端设备由信令建立的虚通路，SVC类似于电话网的用户线路，只有经过呼叫请求，网络为通

14、信双方建立起相应虚通路后，才能进行通信，通信完成后，由信令释放SVC。使用SVC的用户对网络资源的利用率高，通信费用较低，是ATM网络中使用的主要通信方式。PVC是通过网管预先建立的，不论是否有业务通过或终端设备接入，PVC一直保持，直到由网管释放。因此，PVC类似于电话网中的租用线路，经过PVC连接的用户需要通信时，不会因通信网络资源不够而导致通信失败。PVC通常用于一些特殊的用户，如元信令VC必为PVC，某些要求租求固定信道带宽的用户可也设定为PVC。使用PVC的用户每次通信时无需呼呼叫请求，操作简便，通信质量好，但其通信费用很高，且不能充分发挥ATM网络的优势，因此，应用范围较小。ATM

15、中用用户间有两两种连接方方式：点对对点和点对对多点。当当两个用户户进行通信信时，ATTM网络采采用点对点点（Poiint tto Pooint）的的连接方式式。多个用用户之间需需要通信时时，采用点点对多点（Point to Multipoint）连接方式，如图1.6。5:ATM交换ATM交换ATM交换ATM交换:点对点点对多点图1.6 点对对点方式与与点对多点点方式比较较为了实现点点对多点方方式，ATTM交换机机应具有广广播（Brroadccast）和和同播（MMultiicastt）功能。广广播是指一一个用户对对网络中所所有用户进进行信息传传送的通信信功能，这这种方式通通常是单向向的，适用用

16、于电视、广广播节目的的传送；同同播是指一一个用户对对网络中部部分用户有有选择地进进行信元传传递的通信信功能，这这种方式适适用于多方方交互业务务，如多方方电视会议议等。二、ATMM分层结构构1、BIISDN参参考模型 (1) B-ISSDN用户户网络接接口（UNNI）物理理配置模型型BISDDN UNNI的物理理配置与NNISDNN的极其相相似，如图图2.1。BISDNN分成公用用网和专用用网两部分分，ATMM网络的端端点通过一一个接口边边到公用AATM交换换机上，这这个接口称称作用户网络接口口（UNII），ATMM论坛又把把UNI分为为公用UNNI和专用用UNI两种种，UB、TB是公用UNNI

17、的参考考点，而SSB、R是专用UNNI的参考考点。专用ATM交换机BNT2公用ATM交换模块BLT/ET物理终端BNT1UBTB物理终端BNT1SBRATM端点BTE1BTE2ATM端点BTE1BTE2专用网公用网专用UNI公用UNI图2.1 BISDNN用户网网络接口物物理配置模模型UB是公用用网和带宽宽用户终端端BNT1之间间的接口，目目前，ITTUT对此接口口的速率传传媒等特性性尚无具体体规定，在在各厂商（如如AT&TT、富士通通等）的设设备中，通通常采用SSDH的155MMbit/s STTM1和622MMbitss/s SSTM4作为物理理传输系统统接口标准准。TB接口和和UB一样，

18、也也是公用UUNI，ITUT将它定义义为BNT1和BNT2之间间的接口标标准，目前前规定了五五种标准接接口速率：1.5444 Mbbit/ss、2.0448 Mbbit/ss、51.884 Mbbit/ss、155 Mbitt/s和622 Mbitt/s，可可采用SDDH、PDH传输输系统或纯纯信元形式式的传输系系统。SB接口属属于专用网网UNI，是是BNT2和BNT1或宽宽带适配器器之间的接接口，经常常用于局域域网及单位位内部网的的UNI。例例如，为方方便局域网网的连接，ATM论坛规定了多种基于现有局域网物理传输系统的接口标准，如25 Mbit/s、51Mbit/s、100Mbit/s以及1

19、55Mbit/s接口，传输线路可以是非屏蔽双绞线（UTP）、屏蔽双绞线（STP）、同轴电缆或光纤。R接口，属属于专用UUNI，与与前三种接接口不同之之处在于：UB、TB和SB接口的用用户信息是是信元形式式，而R接口都是是非信元形形式的终端端业务。RR接口标准准根据接入入的终端种种类确定，例例如，当接接入E1业务时时，R接口遵循循G.7003建议，接接入Ethherneet时，遵遵循IEEEE 8002.3建建议。公用UNII与专用UNNI的区别别如下：公用UNNI是指公公用ATMM网络与用用户终端设设备的接口口，另外，专专用网交换换机和公用用网间的接接口也是公公用UNII接口，专专用UNII则

20、是指专专用ATMM网络与用用户终端设设备的接口口。链路类型型不同，在在专用UNNI中，某某些链路只只能在很短短的距离内内工作（例例如1000m以内），显显然，这种种链路不能能用于公用用UNI中。地址格式式不同，公公用ATMM网使用ITTUT的E.1664地址方方式，而专专用ATMM网则可使使用E.1164或OSI的DCC和ICD地址址方式。公用UNNI由ITUT规定，而而专用UNNI由ATM论坛坛规定。显然，两种种UNI之间间的区别主主要是使用用的原因，但但是，UNNI公用网网一侧要比比专用网一一侧遵循更更严格的，必必须确保专专用设备的的失效不会会引起公用用网的失效效。 (2) BISDNN协

21、议参考考模型为了简单明明了地描述述ATM网络络功能，IITUT定义了BISDNN协议参考考模型（BBISDNN Prootocool Reefereence Modeel, BB-ISDDN PRRM），如如图2.22。该模型型分成三个个不同的面面：用户面面、管理面面和控制面面，三个功功能层：物物理层、AATM层和和ATM适配配层。高层高层ATM适配层物理层图2.2 协议参考模型ATM层管理面层管理面管理用户需要的的数据、话话音和视频频等应用及及相关协议议和业务，都都包括在用用户面；控控制面包括括与呼叫建建立、维护护以及撤消消有关的功功能，ATTM的信令令功能；管管理负责与与系统有关关的网络管

22、管理、维护功功能、依据据功能不同同，又细分分为层管理理和面管理理两部分，层层管理主要要用于各层层内部的管管理，面管管理用于各各个功能层层之间管理理信息的交交互和管理理。2、ATMM物理层技技术(1) 物物理层的位位置和功能能物理层位于于BISDNN协议参考考模型的最最底层，主主要负责将将ATM层送送来的逻辑辑比特或符符号转换成成相应物理理传输媒介介可传送的的信号，并并正确地收收/发这些物物理信号。目前，ITTUT和ATM论坛坛主要针对对UNI的物物理层有比比较详细的的规定，下下面讨论的的物理层功功能既适用用于公用UUNI又适适用于专用用UNI。物理层划分分为物理媒媒介相关子子层（PMMD）和传

23、传输会聚子子层（TCC）。物理层的工工作过程如如下：经物物理媒介接接口送来的的信号在接接收端的PPMD子层层通过同步步比特恢复复成连续比比特流，送送入TC子层，比比特流利用用传输帧恢恢复功能确确定传输帧帧的结构，然然后将传输输帧的净荷荷提取出来来（即传输输帧适配）。净净荷是由信信元组成的的，通过信信元定界机机制保证信信元同步，并并判定其HHEC有无无错误，对对正确信元元进行速率率去耦，丢丢弃发送时时插入的空空闲信元，将将有效信元元作解扰处处理后送入入ATM层。(2) AATM物理理层接口类类型ITUTT针对UNII的SB/TB参考点，规规定了1555.5220Mbiit/s和和622.080

24、Mbitt/s两种种接口速率率，以SDDH帧结构构或纯信元元形式传送送。采用不不同物理媒媒介时传送送距离和质质量不尽相相同，光纤纤（单模/多模）媒媒介的传送送距离可达达几公里到到几十公里里，同轴电电缆可在1100200mm内提供满满意的传输输，屏蔽双双绞线（SSTP）最最大传输距距离达1000m。当当采用6222Mbiit/s的的接口时，通通常用光纤纤传输，可可使用对称称方式或不不对称方式式（不对称称方式是指指网络至用用户方向为为622MMbit/s，用户户至网络方方面为1555Mbiit/s）。表表2.1中列列出了目前前已使用的的物理传输输系统接口口标准。表2.1 ATM UNII接口种类类

25、传输系统接口数据速率(Mbitt/s)信元吞吐量量(Mbiit/s)传输媒介使用范围制定单位成帧SDHSTM-11(STS-3c)STM-44(STS-12c)155.5520622.0080149.776599.004单模光纤（SM）单模光纤（SM）广域网(WAN)广域网（WAN)ITU-TTITU-TT结构PDHDS-1(T-1)E-1DS-3(T-3)E-3E-41.54442.048844.733634.3668139.22641.53661.920040.700433.9884136.224同轴电缆同轴电缆同轴电缆同轴电缆同轴电缆WAN/LLANWAN/LLANWANWANWANAN

26、SIETSIANSIETSIETSI注：SM：单模光纤纤STP：屏屏蔽双绞线线 MM：多多模光纤UUTP3：第三类类非屏蔽双双绞线由表2.11中可看出出，这些传传输中分成成有帧结构构和无帧结结构两大类类。具有帧结构构的传输系系统主要包包括PDHH和SDH，它它们采用时时分复用技技术（TDDM），过过去主要用用于传输数数字编码话话音。PDDH/SDDH系统主主要在电信信部门以及及某些用于于数据传送送的广域网网（WANN）中有广广泛的应用用。在早期期ATM应用用中，现有有业务和AATM业务务可共享这这些设备，另另外，ATTM中某些些恒定比特特率业务借借助于PDDH/SDDH的125ms帧定时可可获

27、得本身身所需的定定时信息。显显然，早期期ATM系统统可建立在在PDH传输输系统上，而而SDH系统统会成为最最终ATMM系统的基基本传输系系统之一。无帧结构传传输系统，主主要是指目目前组成各各种LANN或MAN，用用于计算机机数据业务务传送的系系统。与SSDH和PDH方式式不同，这这种接口不不是将一组组信元装入入帧结构中中进行传输输，而是从从起始信元元开始逐个个地传输，因因此，不含含任何与时时钟有关的的周期性帧帧定位信号号（例如周周期1255ms帧定位信信号）。依据使用方方式可分成成两种：用用于LANN和用于WAAN。用于LANN的物理层层接口包括括：25.66 Mbiit/s接接口。100 M

28、bitt/s接口口，即FDDDI物理理媒介接口口。155.520 Mbitt/s接口口，即光纤纤通道（FFibree Chaannell）接口。51 MMbit/s接口，这这种接口也也是用于LLAN。除了以上上几种典型型的LANN接口外，还还有一类接接口称为数数据交换接接口（Daata EExchaange Inteerfacce, DDXI）。这这类接口也也称为“RRVX”接接口，主要要是指R系列、V系列和X系列接口口，其中最最常用的包包括V.224(RSS-2322)、V.355、X.255、RS422以及及高速串行行接口（HHigh Speeed Seeriall Intterfaace

29、, HSSII），在ATTM早期应应用中会采采用这些传传输系统资资源，传送送信元形式式的信息。采用以上几几种接口，简简化了TCC子层的功功能，省去去了信元去去耦以及传传输帧码产产生/恢复等功功能，比较较适用于专专用UNII。用于WANN的物理层层纯信元接接口包括：155 Mbitt/s和622 Mbitt/s两种种。ITUUT正在着手手制定其具具体规范，目目前尚无实实用产品问问世。这两两种接口虽虽然采用与与SDH相同同的线路速速率，但由由于直接采采用信元形形式传输，没没有帧结构构开销，提提高了传输输系统的利利用率，降降低了系统统的成本，具具有很大的的发展前途途。3、ATMM层技术(1) AAT

30、M层的的位置与功功能ATM层层所处的位位置为了清楚地地了解ATTM层在网网络中的位位置，用图图2.3来表表示出ATTM网络的的分层模型型。由图中中可以看出出，ATMM层在网络络中处于第第二层，在在物理层之之上利用物物理层提供供的传输通通道；在AATM适配配层之下为为AAL提供供服务。AATM本身身并未区分分用户面与与控制面，对对这个平面面的信息的的处理方式式是一致的的。还可看看出，不论论是用户设设备还是网网络节点都都具备ATTM层功能能，但这两两处ATMM层所处的的相对位置置有所区别别。用户设设备中ATTM层的上上面同时具具有用户面面与控制面面的AALL，而网络络节点的AATM层上上仅有控制制

31、面的信令令适配SAAAL。高层SAAL ATM PHYCP高层高层 AAL AAL ATM PHYCPUP物理链路物理链路网络节点用户设备用户设备高层高层 AAL AAL ATM PHYCPUPCP：控制制面UP：用户户面图2.3 ATTM网络分分层模型ATM层层的功能用户设备与与网络节点点中ATMM层的位置置不同，所所完成的功功能有所区区别，下面面分别讨论论。对于用户设设备，ATTMN层来来讲，它所所完成的核核心功能在在于给ATTM层适配配所形成的的信息帧加加上信元头头，从而形形成能够在在ATM网中中传送的信信元。与此此同时，通通过分配与与识别信元元头中的VVPI与VCI值完完成信元的的复接

32、与分分接功能。网络节点中中的ATMM层所完成成的核心功功能在于信信元头的变变换，通过过变换信元元头实质上上完成了VVP交换与与VC交换的的功能。4、ATMM适配层技技术ATM适配配层（ATTM Addaptaationn Layyer, AAL）位位于ATM层和高层层之间，它它在ATMM网络中的的地位十分分重要。AATM网络络要满足宽宽带业务的的需求，使使业务种类类与信息转转移方式、通通信速率与与通信网设设备无关，保保证网络传传输的透明明性和灵活活恬，就要要通过AAAL完成适适配功能，将将用户业务务与ATMM层隔离，将将不同特性性的业务转转化为相同同格式的信信元，实现现真正的AATM功能能。由

33、此可可见，AAAL层是为为ATM网络络适应不同同类型业务务的特殊需需要而设定定的，不仅仅支持用户户面的高层层功能，还还支持控制制面（信令令）和管理理面（OAAM）的高高层功能，以以及ATMM网络与非非ATM网络络（64 kbitt/s IISDN、CATVV、LAN及电电话网等）的的互通。全面分析各各类业务的的特性，可可以发现通通过下面三三个基本参参数：基于于源端和终终端的定时时关系、比比特率、链链接模式，就就可对用户户业务提供供分类，不不同的用户户业务通过过不同的AAAL业务务接入点（Service Access Point SAP）进入AAL。ITUTT将AAL业务务分成四类类，如表22.

34、2所示示。A类业务是是在源端和和终端存在在定时关系系、恒定比比特率且面面向连接的的，量典型型的例子是是经由ATTM传送的的DS1/E-1话音业业务，有时时将这种通通过ATMM网络提供供的业务称称为线路仿仿真（Ciircuiit Emmulattion）业业务；此外外还有未经经压缩的视视频信息。B类业务也也是在源端端和终端具具有定时关关系且面向向连接但其其为可变比比行变，例例如采用压压缩算法的的视听业务务。C类业务没没有定时关关系、比特特率可变且且面向连接接，例如帧帧中继和TTCP/IIP业务。D类业务与与C类业务相相似但它是是无连接的的，如高速速（多兆位位）数据交交换业务（Switched M

35、ultimegabit Data Service, SMDS）。表2.2AAL业务务分类A类B类C类D类源与终端的的定时关系需要需要不需要不需要比特率恒定可变可变可变连接模式面向连接面向连接面向连接无连接AAL功能能在逻辑上上可分成两两个子层：分段和重重组子层（Segmentation and Reassembly, SAR）及会聚子层（Convergence Sublayer, CS），如图2.4。原语AAL-SAPCS原语AALSAR原语ATMSAP图2.4 AAAL分层层结构为了适配四四类（A、B、C、D）用户业业务，ITTUT定义了四四类ATMM适配功能能第一类AAAL：用用于适配AA

36、类业务。AAAL1的的功能包括括用户信息息的分段和和重组，丢丢失和误插插信元的处处理，信息息到达延迟迟时间的处处理，以及及在接收端端恢复源端端时钟频率率。第二类AAAL：用用于适配BB类业务，支支持源端和和终端具有有定时关系系可变比特特率视听业业务，AAAL2的功功能与AAAL1相似似。第三/四四类AALL：用于适适配C/DD两类业务务，支持面面向连接和和无连接的的数据业务务和信令。此此类AALL由AAL33/AALL4合并，具具有可变长长度用户数数据的分段段和重组及及误码处理理等功能。第五类AAAL：主主要用于适适配面向连连接、可变变比特率的的C类业务及及ATM信令令，类似于于简化的AAAL

37、3/4。三、ATMM交换技术术 11、ATM交换换的基本原原理现代通信网网中广泛使使用的交换换方式有两两种：电路路交换方式式和分组交交换方式。电电路交换方方式包括传传统电路交交换、多速速率电路交交换、快速速电路交换换等，分组组交换方式式包括帧交交换、帧中中继、快速速分组交换换等，如图图3.1。在综合业务务环境下，不不同业务对对网络的要要求不同，例例如话音和和数据业务务对网络的的要求在下下述两个方方面是不同同的。首先先，话音业业务要求端端端时延延必须在允允许的一定定范围内（通通常500ms），而而数据业务务则可以容容忍一定的的时延，且且对时延变变化不如话话音那么敏敏感；其次次，话音业业务的冗余余

38、量大，错错几个比特特，对话音音质量不会会有多大影影响，但是是数据业务务则要求误误码率极小小。显然，电电路交换方方式和分组组交换方式式都不能满满足综合业业务环境的的使用要求求。图3.1 通信网网的交换方方式分类 AATM交换换技术是一一种融合了了电路交换换方式和分分组交换方方式和分组组交换方式式优点而形形成的新型型交换技术术。首先，简简化了分组组交换中许许多通信规规程，去掉掉了误码和和流量控制制，消除了了在网络节节点间传输输的状态信信息，采用用硬件进行行交换处理理；其次，采采用类似于于电路交换换的呼叫连连接控制方方式，在呼呼叫建立时时，交换机机为用户在在发送端和和接收端之之间建立起起虚通路，以以

39、上这些做做法，提高高了交换机机的处理能能力，增加加了网路的的吞吐量，保保证了交换换的实时性性，减少了了信元传输输处理时延延。另外，利利用固定长长度的短分分组信信元（Ceell）传传输信息，可可以适应11kbitt/s几几百Mbiit/s的的各种业务务，利用统统计复用技技术，动态态使用传输输和交换资资源，带宽宽分配具有有很大的灵灵活性，业业务种类与与复用设备备和交换设设备的类型型无关。下面详细介介绍ATMM交换的原原理。图3.2 ATMM交换原理理 AATM交换节节点由输入入、输出线线路接口单单元、交换换单元和控控制单元三三大部分组组成，如图图3.2。输输入、输出出线路接口口单元除完完成物理层层

40、线路功能能和ATMM层功能外外，主要监监视各个输输入、输出出线路的业业务量状态态，进行呼呼叫接续。在在每次呼叫叫时，根据据输入接续续路由表内内容，通过过硬件将信信头VPII/VCII值转换成成交换单元元可识别的的路由标签签（信头翻翻译），经经过交换单单元后，根根据输出标标签变换表表内容将路路由标签转转换成相应应输出VPPI/VCCI。路由由表的内容容是在呼叫叫建立时，由由控制单元元根据信令令或管理信信息设定的的。交换单单元根据路路由标签选选择交换路路径，由硬硬件自选路路由完成交交换过程。控制单元根据信令控制交换并完成一定的运行、维护管理功能。 AATM交换换有两方面面的功能：一是空间间交换，即

41、即将信元从从一条传输输线转移到到另一条传传输线上去去，又叫路路由选择；另一个功功能是时间间交换，即即将信元从从一个时隙隙改换到另另一个时隙隙。由于AATM的逻逻辑信道和和时隙并没没有固定关关系，逻辑辑信道的身身分是靠信信头值来标标识的，因因此时间交交换是靠信信头翻译来来完成的，上上例中，由由输入线路路1换到输出出线路100即是空间间交换，而而逻辑信道道变成逻逻辑信道则是时间间交换。 22、ATM交换换的缓冲排排队方式分分类及性能能根据缓冲器器位置可将将缓站排队队方式分成成五类，（1）输入入缓冲排队队方式（2）输出出缓冲方式式（3）中央央缓冲方式式（4）输入入/输出缓冲冲方式（5）重环环回缓冲方

42、方式其中，输出出缓冲方式式和中央缓缓冲方式由由于吞吐率率高，排队队机时延小小，易于实实现点对多多点通信，缓缓冲器利用用率高等优优点，成为为多种交换换机的优选选方式。虽虽然它们对对缓冲器的的读/取速率要要求较高，但但随着VLLSI技术术的进步及及使用并行行处理技术术，可解决决这一问题题。因此，其其重点在于于解决复杂杂的缓冲器器读/写控制逻逻辑问题。缓冲排队方方式性能比比较表吞吐率缓冲器利用用率时延控制规模存储器读/写速度实现点到多多点输入缓冲低（60）较低时延大抖动动大仲裁逻辑较较复杂大低困难输出缓冲高共享式较高高专用式较较低小简单共享式小专专用式大共享式较高高专用式较较低容易中央缓冲高最高小复

43、杂小最高较容易输入/输出出缓冲较高一般较小较复杂较小较低容易重环回缓冲冲较高较高大较复杂较小较低容易3、ATMM交换结构构的分类ATM交换换单元的核核心是交换换结构（SSwitcch Faabricc），大型型交换机的的交换单元元一般由多多个交换结结构互连而而成，小型型交换机则则可能由单单个交换结结构组成。根根据具体使用的的交换方式式，交换结结构可分为为时分和空空分两大类类。见图33.3。图3.3 ATMM交换结构构分类4、ATMM交换机的的组成 AATM交换换机的功能能结构，主主要包括信信元交换单单元、控制制单元和定定时单元三三大部分。（1）信元元交换单元元：由线路路终端、交交换接口和和交换

44、单元元三部分组组成。交换换单元由前前面介绍的的交换结构构组成，完完成入线和和出线之间间的信元交交换；交换换接口完成成交换单元元入口处和和出口处的的处理功能能，如信头头（VPII/VCII）转换，路路由标签的的产生和删删除以及用用户业务的的流量管理理和信元的的复接/分接；线线路终端主主要负责传传发媒介的的接口适配配，完成光光电变换、速速率适配等等功能。（2）控制制单元：可可分为板级级和系统级级两级控制制，主要功功能有信令令处理、资资源管理、操操作维护控控制和外设设控制等。（3）定时时单元：包包括定时恢恢复和定时时分配两部部分。主要要功能是从从信源提取取定时信号号，产生定定时和同步步信号，以以及分

45、配定定时和同步步信号给交交换机各个个单元。四、ATMM网络的信信令技术信令技术在在ATM网络络中占有重重要的地位位。虚电路路连接的建建立、保持持、释放等等各阶段的的控制都是是由信令来来完成的。由由于ATMM网络要支支持各种各各样的业务务，因此对对信令提出出了比以往往的通信网网更高的要要求。ITTU_T为为ATM信令令发展制订订了详细的的计划。这这一计划分分成三个阶阶段：第一一阶段提供供支持恒定定速率或峰峰值速率的的面向连接接业务的信信令协议；第二阶段段提供可变变速率的面面向连接业业务的信令令协议；第第三阶段提提供支持多多媒体和分分布式业务务的信令协协议。针对对各阶段信信令能力的的要求，信信令规程可可分成三个个能力集，其其中能力集集1的信令规规范已基本本完成，目目前ITUU_T正在