前期华为版 RA000009 ATM原理 ISSUE2.1

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1、无线产品课程开发室无线产品课程开发室ISSUEISSUERA000009 ATM原理2.1学习目标l掌握ATM交换的特点和方式l掌握ATM信元的结构和ATM的一些基本概念l了解ATM协议栈的结构，掌握 AAL2和AAL5的适配过程l掌握ATM在CDMA 1X中的应用学习完本课程，您应该能够：课程内容第一章 ATM技术简介第二章 ATM基础知识和基本概念第三章 ATM协议和QoS介绍第四章 IPOA基础知识第五章 ATM在CDMA 1X系统中的应用什么是ATMATM即异步转移模式:l综合了传输、复用、交叉连接和交换的技术lATM是快速分组交换技术、采用统计复用方式l一种结合了电路交换和分组交换的

2、各自优点的技术lATM能传送所有类型的业务量(话音、数据、图像等)ATM的技术特点采用53byte固定长度的信元= 5Bytes信元头 +48Bytes净荷信元使用连接标识VPI/VCI通过ATM交换机进行 交换，在通信前必须先建立端到端的虚连接。建立连接时就定义业务（或连接）的QoS属性Contract5-Bytes Header48-Bytes Payload面向连接的概念面向连接：单一路径 信元沿预先连接好的路径： S1, S4, S7, S8 所有数据包沿着相同的路径，按 照发送的顺序到达。时延比较固 定、易控制无连接：多路径 数据包1路径： S1, S2, S6, S8 数据包2路径

3、： S1, S4, S7, S8 各数据包走不同的路径、不一 定按发送的顺序到达S2S4S7S1S6S8S3S5S2S4S7S1S6S8S3S5传统交换方式的优缺点传统交换方式：l电路交换（Circuit Switching）因同一连接的信息经过相同的路由，所以时延抖动 小 易于高速率的交换 采用固定时隙分配，电路交换只能支持单一速率 带宽浪费l分组交换（Packet Switching）分组交换可以支持多种速率的交换系统延迟不确定性分组交换的交换速率不易提高ATM交换方式的特点ATM交换方式的特点：l以信元为单位的异步转移模式，异步意味着 来自任意用户的信息信元流不必是周期性的， 便于实现线

4、路带宽的共享和统计复用。lATM网络能同时传送多种类型的信息，承 载多种通信业务，并且能够提供QoS（ Quality of Service）服务。l信元长度固定，容易实现硬件交换，实现高 速交换。ATM技术的优点ATM技术的优点：l目前唯一实现QoS的技术l同时支持话音、数据、图象业务等宽带业务l技术成熟，标准化程度高l业界广泛的支持l良好的网络互联和互通能力l不断演进，适应不断出现的新业务ATM技术的应用l交换网:ATM交换机，窄带向宽带演进的方式l传输网:ATM VP交叉连接节点 (VPX)和 ATM ADM设备lInternet网:ATM路由器，如采用 IP交换技术、多协 议标记交换技

5、术 (MPLS)等课程内容第一章 ATM技术简介第二章 ATM基础知识和基本概念第三章 ATM协议和QoS介绍第四章 IPOA基础知识第五章 ATM在CDMA 1X系统中的应用第二章 ATM基础知识和基本概念 lATM基础知识lATM交换的类型l ATM虚连接ATM网络模型UNIUNIUNIPNNIPNNINNINNINNINNINNINNINNIICI其他网 络业务NNI：Network Node Interface UNI：User Node Interface ICI：Inter-carrier Interface PNNI：Private Network Node InterfaceA

6、TM信元格式GFC：一般流量控制 VPI ：虚通道标识 VCI ：虚信道标识 PTI ：净荷类型CLP：-信元丢失优先级 HEC：信头误码控制UNI信元格式NNI信元格式PTICLPHECPAYLOADGFCVCIVPI13245653VPI81765432PTICLPHECPAYLOADVCIVPI1324565381765432Port 1VPI=2 VCI=37VPI=3 VCI=39NNIUNIUNIATM信元的交换过程ATM 交换Port VPI VCI1 2 372 1 51 Port 2Port 1ATM 交换Port VPI VCI1 1 512 3 39 Port 2ATM终

7、端设备ATM终端设备用户B用户AATM网络设备ATM网络设备信元和用户数 据的互相转化信元和用户数 据的互相转化VPI=1 VCI=51第二章 ATM基础知识和基本概念 lATM基础知识lATM交换的类型l ATM虚连接ATM交换分类lATM的交换本质上是分组交换lATM交换分为VP（Virtual Path）交换和VC（Virtual Channel）交换两种lVPI和VCI仅在两个物理节点间只有局部意义信元转发采用逐跳转发的方法UNI信元VPI =1 VCI =1VC交换和VP交换用户B用户AATM终端设备ATM终端设备ATM网络设备ATM网络设备ATM网络设备UNI信元VPI =20 V

8、CI =30NNI信元VPI =26 VCI =44NNI信元VPI =2 VCI =44VC交换VC交换VP交换一般情况下：lVP交换只改变VPI的值不改变VCI的值lVC交换既改变VPI的值又改变VCI的值第二章 ATM基础知识和基本概念 lATM基础知识lATM交换的类型l ATM虚连接ATM虚连接UNI信元VPI =1 VCI =1UNI信元VPI =20 VCI =30NNI信元VPI =26 VCI =44NNI信元VPI =6 VCI =44 NNI信元VPI =2 VCI =44123123132123ATM虚连接（VC）PortVPIVCI126442244PortVPIVC

9、I12442644PortVPIVCI164422030PortVPIVCI11122644 ABA需要传送数据到B，首先在信元要经过的ATM节点上建立一系列的交换表格， 保证信元经逐次转发后最终到达B。这些表格建立后A到B间的信元所经路径是一致 的（至少在一次呼叫内如此），这种路径称为ATM虚连接。ATM中虚连接的分类lATM的虚连接分为两种虚通道VPC(Virtual Path Connection)虚信道VCC(Virtual Channel Connection)l无论哪种虚连接，根据建立方式的不同都可分 为：交换虚连接SVC(Switching Virtual Connection)

10、永久虚连接PVC(Permanent Virtual Connection)UNI信元虚通道和虚信道ATM终端设备AATM终端设备CATM网络设备EATM网络设备G ATM网络设备FUNI信元NNI信元NNI信元VC交换VC交换VP交换虚信道（VCC ）虚通道（VPC）虚信道（VCC ）UNI信元UNI信元ATM终端设备BATM终端设备D为提高G的交换效率，所有发自A、B并要经过F的信元，E在转发时将 它们的VPI统一填写为某一固定值，发送到G。G进行VP交换后到达F，F 再根据VCI的值进行VC交换分发到C、D（反向业务流也如此处理）。这 些信元从E到F，VCI值不变。相当于在E、F间建立了

11、以VPI为标识的信元 管道，称之为虚通道。而终端A、B、C和D之间的虚连接称为虚信道。课程内容第一章 ATM技术简介第二章 ATM基础知识和基本概念第三章 ATM协议和QoS介绍第四章 IPOA基础知识第五章 ATM在CDMA 1X系统中的应用第三章 ATM分层结构 lATM协议简介lAAL2和AAL5结构和适配过程介绍l ATM层业务类别和Qos简介ATM协议结构模型高层ATM适配层（SAAL）ATM层物理层ATM适配层（AAL）高层用户业务和信令上层信息与ATM 信元间的转换信元交换和复用 解复用帧结构、物理介 质处理各层间 协调，无分 层结构分别管理各层 协议实体中的 资源和参数呼叫连接

12、 与控制用户信息传输、流 量控制和差错恢复面管理 层管理 控制平面用户平面ATM子层模型ATM参考模型OSI七层协议比特定时 网络介质信元率解耦 HEC产生/验证 信元定界 传输帧适配 传输帧传输/恢复流量控制 信头产生和提取 VPI/VCI转换 信元复用和分路执行高层所需服务 高层协议数据包和信 元净荷间的相互转化高层PMDTC PHYATMAALCSSAR层管理7应用层6表示层5会话层4传输层3网络层2数据链路层1物理层2个子层:l传输汇聚 子层(TC)传输帧的产生、恢复与适配信头差错控制信元定界和扰码信元速率去耦l物理媒体相关子层(PMD)线路编码、比特定时物理媒介ATM物理层功能适配层

13、ATM层物理层l信元交换l服务质量保证l信元头的插入/移动l净荷类型的有关功能l复用/去复用不同连接的信元ATM层功能适配层ATM层物理层l执行高层所需的服务l高层协议数据单元和ATM信元净荷的相互转化ATM适配层功能适配层ATM层物理层ATM适配层功能示意ATM适配层功能示意图：利用ATM网络的数 据传送和交换能力 ，为各类电信业务 提供服务。ATM PayloadConstant Bit RateData BurstsVariable Bit RateATM Cell MultiplexingAAL SDUAAL适配方式分类目前AAL层有5种适配方式，用于承载不同类型 的数据业务。本课程的

14、重点是AAL2和AAL5，因为 在CDMA 1X的BSC系统中，语音业务使用AAL2承 载，其他业务和信令使用AAL5承载。业务A类B类C类D类比特率固定可变可变可变信源、信宿定时关系需要需要不需要不需要连接方式面向连接 面向连接 面向连接无连接适配AAL1AAL2AAL3/4AAL5ATM适配层逻辑结构汇聚子层（CS）：主要功 能是在AAL业务接入点（SAP ）对高层提供业务服务，具体 功能和业务类型有关。根据业 务类型的不同，CS子层还可 以细分为业务特定部分（ SSCS）和公共部分（CPCS ）。其中SSCS根据承载的业 务确定，CPCS根据选用的适 配方式确定。分段和重装子层（SAR）

15、: 将汇聚子层处理后的数据包分 割成48字节的ATM净荷。或 者将48字节的净荷组装成汇聚 子层数据给其处理。会聚子层业务特定 部分（SSCS）会聚子层公共部分（ CPCS）分段和重装子层（SAR）SSCS-PDUCPCS-PDUSAR-PDUAAL-PDUCPCS-SDUSAR-SDUATM-SDUA A L 层C S 子 层AAL-SAPATM-SAPATM层第三章 ATM分层结构 lATM协议简介lAAL2和AAL5结构和适配过程介绍l ATM层业务类别和Qos简介AAL2结构业务特定会聚子层（ SSCS）公共部分子层 （ CPS）SSCS-PDUCPS-PDUAAL-PDUCPS-SD

16、UA A L 层AAL-SAPATM-SDUATM-SAPATM层AAL2分为两个子层 ：公共部分子层（CPS ）和业务特定汇聚子层 （SSCS）。公共部分 子层内部包含了SAR层 的功能，所以没有专门 的SAR子层。对于 AAL2来说，无论承载 何种业务CPS总是相同 的。但根据承载的业务 不同，SSCS必须根据 业务的种类作不同的定 义，甚至SSCS可以为 空（无SSCS层）。AAL LayerAAL2适配过程AAL-SAPSSCS-PDU PayloadSSCS-PDU HeaderSSCS-PDU TailAAL-SDUCPS-SDUCPS-PPCPS-PHCPS-PacketCPS-Pac