ATM技术及应用

电大理工2007年9月Dianda Ligong第3期总第232期ATM技术及应用王旃中国网通大连分公司设备中心(大连116001)瘸嬃。简要介绍了ATM的基本概念及交換原理,通过对ATM和P技术进行比较,阐述了ATM技术在通信中的优势关键词 ATM TCP/P1.ATM的信元格式及原理ATM传送信息的基本载体是ATM信元。VCIATM是一种新型分组技术,信元实际上是具有固定长度的分组,信元总长度为53个字节,其中5个字节是信头,48个字节是信息段,或称净荷。信头包含表示信元去向的逻辑地址、优先图1UNI信头结构等级等控制信息。信息段装载来自不同用户、不同业务的信息。任何业务的信息都经过切封数.被组织成信元(CEL),来自某用户信息的各成统一格式信GFC( Generic Flow Contro):一般流量控制,个信元不需要周期性地出现。因此,ATM就是只用于UN接口,vP( VirtualPath Identifie:-种在网络中以信元为单位进行统计复用和交虚通道标识在一个接口上将若干个虚通路集中换、传输的技术。起来组成一个虚通道(vP),并以虚通道为网ATM采用异步时分复方式,将来自不同信络管理的基本单位。息源的信元汇集到一起,在缓冲器内排队,队列中的信元根据到达的先后按优先等级逐个输出vcl( VirtualChannelldentifier):虚通路标识到传输线路上,形成首尾相接的信元流。具有同标识虚通道内的虚通路,VP/vc一起标识一样标志的信元在传输线上并不对应着某个固定个虚连接。PTI( Payload Type);载荷类型指示,用于的时隙,也不是按周期出现的。异步时分复用使ATM具有很大的灵活性,任何业务都按实际信指明信元中的载荷(数据域中携带的数据)类型。cLP( CelILoss Priority):信元丢失优先级息量来占用资源,使网络资源得到最大限度的利用于拥塞控制。当网络出现拥塞时,首先抛弃用。。为了提高处理速度、保证质量、降低时延CLP等于1的信元。和信元丢失率,ATM以面向连接的方式工作HEC( Header error control):信元差错控通信开始时先建立虚电路,并将虚电路标志写入制,用来检测信头中的错误HEC的功能在物理信头,网络根据虚电路标志将信元送往日的地。层实现如图1虚电路是可以拆除释放的。在ATM网络的节点ATM交换原理上完中国煤化工了简化网络的控ATM是一种异步转移模式。异步是指ATM制,CNMH一制交给终端去做统计复用的性质转移模式是指网络中所釆用的不需是以硬的控丽沉量控制。因此,复用、交换、传输技术,即信息从一地转移到另ATM结合了电路交换和分组交换的优点,即24.电大理工总第232期ATM兼顾了分组交换方式统计复用、灵活高效换端口的每一个PI和vCI,都有对应表中的和电路交换方式传输时延小、实时性好的优点。个入口。当VPI和VCI分配给某一信道时,能在单一的主体网络中携带多种信息媒体,承载对照表将给出该交换机的一个对应输出端口以多种通信业务,并且能够保证QoS。ATM交换及用于更新信头的PI和vcI值。分为VP交换和VC交换两种。ⅤP交换指在交当某一信元到达交换机时,交换机将读出该换的过程中只改变VPI的值,透传VCI的值,信元信头的P和vCI值,并与路由对照表比而C交换过程中ⅤPI、ⅤcI都改变。较。当找到输出端口时,信头的VPI和VCI被与普通P传输的非面向连接不同,ATM是更新,信元被发往下一段路程。种面向连接的交换方式。ATM交换机是根据信元头的信息,基于信元完成的。一个ATM交3ATM的协议参考模型及各层功能换机可能只使用信元头的VPI部分,或只使用3.1协议参考模型中的三个面分别完成不同的v部分,或者两个部分都使用来决定如何转发功能信元。其工作过程大致是:ATM交换机接收来(1)用户平面:提供用户信息流传送的功能自特定输入端口的、带有标记的ⅤPI/VCl字段同时也具有一定的控制功能,如流量控制、差错和表明属于特定虚电路的信元,然后检查路由控制等。表,从中找出从哪个输出端口转发该信元,并设(2)控制平面:提供呼叫控制和连接控制功置输出信元的vPI/vc值。就像电话呼叫的例能,利用信令进行呼叫和连接的建立、监视和释子,只使用信元头部的ⅤP字段进行ATM信元放。的大量交换是非常有用的。(3)管理平面:提供两种管理功能:包括层ATM采用了虚连接技术,将逻辑子网和物管理和面管理。层管理(分层),完成与各协议理子网分离。类似于电路交换,ATM首先选择层实体的资源和参数相关的管理功能,如元信路径,在2个通信实体之间建立虚通路,将路由令,同时还处理与各层相关的OM信息流;面管选择与数据转发分开,使传输中间的控制较为简理(不分层),它完成与整个系统相关的管理功单,解决了路由选择瓶颈问题。设立虚通路利虚能,并对所有平面起协调作用。通道两级寻址虚通道是由两结点间复用的一组32ATM的协议参考模型中各层功能虚通路组成的,网络的主耍管理和交换功能集中(1)物理层又划分为两个子层:PM(物理媒在虚通道一级,减少了网管和网控的复杂性。在体子层)和Tc(传输会聚子层)。PM(物理媒条链路上可以建立多个虚通路。在一条通路上体子层)负黄线路躺码光电转换、比特定时,以传输的数据单元均在相同的物理线路上传输,且确保数据比特流的正确传输:传输会聚子层功能保持其先后顺序,因此克服了分组交换中无序接为信元速率解藕:HEC的产生校验:信元定界收的缺点,保证了数据的连续性,更适合于多媒传输帧适配:传输帧产生恢复。体数据的传输。(2)ATM层主要完成四项功能:一般流量控在信头的各个组成部分中,VP和VC!是制:信头的产生和提取;信元vPc的翻译最重要的了这两个部分合起来构成了一个信元信元复用利分路。的路由信息,该信息表示这个信元从哪里米,到3)AAL(ATM自适应层):其功能是将高哪里去。为此常把这两个部分合起来记作VPI层中国煤化工L层的日的是使不和VC。ATM交换就是依据各个值元上的vP1同类CNMH和控制平面的信和Cl,米决定把他们送到哪一条输出线上去。息,经过适配之后都可用统一的ATM信元形式每个ATM交换机建立一张对照表。对于每个交米传送。AAL层与业务有直接关系。AAL层对第3期E苏:ATM技术及应用不同类型的业务进行不同的适配。对于ATM用42服务质量方面户,AAL在用户终端设备中实现:对于非ATM无论对运营者还是用户,QoS是服务信誉的用户,AAL在UNl的网络侧设备中实现标志。由于面向连接与面向无连接之分,IP技术和ATM技术在服务质量(QoS)保证方面有4ATM与m技术简单比较根本的不同。IP包的长度是不固定的,长信息4.1协议简化问题包和短信息包中信息打包、拆包时延差别很大,从发展历程上看,IP技术在开发初期,传从而引入了较大的时延抖动,不适于实时业务。输技术不理想,于是采用逐段纠错,反馈重传等当用户增加时,服务质量则降低,导致服务质量技术,这使得协议复杂。影响网络传输效率。不稳定。ATM技术使用固定长度信元使打包、ATM技术充分利用光纤技术发展,简化差错控拆包时延相当,减小时延抖动,并且小信元长度制,在中间节点不检查业务完整性,大大简化了降低了时延值。另外,ATM.用流量控制技术,,协议。ATM流量控制和信令是为了用精确的控保证为每一个虚电路提供不同的服务质量。这是制得到网络利用率的提高和服务质量的保证。虽真正意义上的服务质量(QoS)。然复杂些,却是值得的TCPP是互联网的基础协议,TCPP协议5总结框架中的P层对应于OS参考模型中的网络层,ATM技术是一项优秀的传输、交换、复用、完成路由选择和分组转发功能,而TCP对应于交叉连接技术。ATM所具有的端到端Q0S保证、osI参考模型中的传送层,完成端到端之间的数完善的流控制和拥塞控制、灵活的动态带宽分据收妥确认与差错纠正等。可以看出,IP协议配与管理、支持多业务等,以及技术综合能力等实质上是一种不需要预先建立连接而直接依赖方面的优势,日前仍是IP所不及的。而现有电于IP分组报头信息决定分组转发路径的数据协信网将逐步从传统的电路交换技术向分组(包)交换技术演变,ATM在其中将扮演十分重要角ATM以面向连接的方式工作,通信开始时色,日前,ATM技术以一种更务实的姿态进入先建立虚电路,并将虚电路标志写入信头,网络实用中对ATM技术的理解也应在思想上更新。根据虚电路标志将信元送往目的地。为了简化网互联网的可持续发展需耍ATM支持,ATM也络的控制,ATM将差错控制和流量控制交给终需要互联网米发展、应用、展示自己。随着能充端去做,不需逐段链路的差错控制和流量控制。分利用ATM的应用增加,ATM的优势日渐突可以提高处理速度、保证质量、降低时延和信元出。 Internet的发展正是一个机遇,尤其是互联丢失率。ATM结合了电路交换利分组交换的优网业务的多媒体化需求,对ATM技术将是一个点,即ATM具有统计复用、灵活高效和传输时巨大的推动。延小、实时性好的优点。能在单一的主体网络中携带多种信息媒体,承载多种通信业务,并且能参考文献够保证Qos。[1]7-5053-4808-6赵玲张国宏等AmM、帧中继、相对于ATM技术,P技术在服务质量保证、IP技术与应用,,北京:电子工业出版社安全性、统计复用、流量管理和拥塞控制等方面,2、7-30203030-8鲁士文数据通信与ATM网络北京:都有先天的不足,当用户数量比较少时,这些问清华人题还不那么突出,而一旦用户数妹增加得较快,3714H中国煤化工CNMHO原理北京:电了T网上的数据流量增大,问题就出来了。因此在服业出版社务质量保证方面,IP技术不如ATM技术。