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1、ATM 反向复用(IMA)技术MTS 手持式仪表项目组ATM 反向复用(IMA)技术n关于IMAnIMA技术规范nIMA原理nIMA技术规范概要nIMA的层结构nIMA的帧结构nIMA的操作和维护管理信元n填充信元nICP信元n组对称模式n发送时钟模式n发送接收端操作nIMA应用问题及测试维护解决方案关于IMA Inverse Multiplexing for ATM (IMA) ATM多路反向复用多路反向复用 移动无线通信网络对更高的带宽和减少投资的需求，是推动IMA设计的主要因素。1990年，由ATM Forum制定了这个标准，并描述了怎样使用低带宽（如E1和DS1）的链接组成更高带宽的虚
2、链接。 为节约成本，在早期的3G网络开发，操作者尝试使用IMA技术，尽可能多的重复利用现存的基础结构和设施。 ATM 反向复用(IMA)n关于IMAnIMA技术规范nIMA原理nIMA技术规范概要nIMA的层结构nIMA的帧结构nIMA的操作和维护管理信元n填充信元nICP信元n组对称模式n发送时钟模式n发送接收端操作nIMA应用问题及测试维护解决方案IMA原理 ATM信元流通过IMA组IMA技术规范概要nIMA GROUP 用于从一端到另一端建立一个IMA虚链接的链路组。nIMA frame 控制IMA协议的单元nOAM （Operations and maintenance 操作和维护）n
3、填充信元Filler celln控制协议信元 IMA Control Protocol (ICP) cell基本概念： 物理连接特性:IMA组：在相同的连接信元速率上通过单元管理和操作，分配N=132条传送链路，构成一个IMA组。 IMA单元:只传送被激活的加入IMA组的物理链路中ATM层信元的集合.可以灵活的连接到其它IMA单元的空闲通道。就是说所有的IMA单元发送的信元都只能被位于IMA虚连接终端的IMA单元接收。IMA层结构用户平台功能用户平台功能层层管理功能管理功能平台管理功能平台管理功能ATM层层物理物理层IMA TC子层ATM信元流分解和恢复ICP信元插入和移除IMA帧同步填充丢弃
4、HEC错误信元IMA连通性ICP信元错误(OIF)LIF/LODS/RDI-IMA监测RDI-IMA 告警产生Tx/Rx IMA 链路状态报告IMA组配置链路添加和删除IMA组失败消息IMA统计接口 TC子层无信元丢弃无信元速率平衡 cell rate 信元描述*信元规格化和非规格化(scrambling & descrambling )头错误修正HEC 产生和验证HEC错误指示*LCD-RDI 告警产生LCD 错误指示TC统计物理媒介子层Bit timing(调速)线路编码物理媒介本地告警处理RDI 告警产生链路错误指示PMD 状态IMA帧结构IMA组中一个IMA 帧由M个连续发送的信元组成
5、。帧结构说明：1。 ICP信元被发送到每个IMA帧,即每个链路中,因此每M个信元中有一个ICP信元.2 。ICP信元中的IFSN区域(IMA 帧序列编号控制区域) 被用于IMA帧的次序管理，增量范围在 0 to 255 ，重复循环.3 。在ICP信元中的IMA帧序列编号随着每个基本链接的增加而增加，但在一个IMA帧中，ICP信元中的这个序列编号在每个链接中保持一致。 4 。IMA接口将在IMA组的所有链接的中分配IMA 帧.IMA帧结构ICP信元的位置:ICP 信元偏移量(ICP cell offset) ICP信元可处于IMA帧中的任意位置。即ICP信元偏移量可为0 M-1的任意值。 ICP
6、 信元偏移量用于表示ICP信元在IMA帧中的位置,即ICP信元位置与首个IMA帧 中信元位置的差值。在ICP信元中，提供一个ICP信元偏移量区域 (octet 9)表示ICP信元在IMA 帧的位置。信元偏移量区域通过0 M-1的值给定 IMA 帧长度。ICP信元均衡分发： ICP 信元偏移量从第一链接逐次增加到最后一个分别为： 0, (1/2)*M, (1/4)*M, (3/4)*M, (1/8)*M, (3/8)*M, (5/8)*M, (7/8)*M等，当向IMA组增加一个新的链接时，IMA发送端能够选择队列中出现的第一个未使用的信元。 这个ICP信元偏移量当链接被分配了LID后，发送到被
7、选择的任何链接，并保持到这个链接不再是组的一部分。ICP 信元从链接到链接发布到IMA帧允许最快的通知配置到相同的链接展示，传播延迟和最小延迟与ICP信元的介入操作相关。IMA 操作维护管理信元定义规范定义了两个操作维护管理 （OAM）信元:1。 Filler cell （填充信元）2。 IMA Control Protocol (ICP) cell （IMA协议控制信元）两者的都包括：ncell header 信头n OAM label 操作管理标志n cell identification 信元识别填充信元定义填充信元填充信元 Filler cell IMA 控制协议信元定义控制协议信元：
8、控制协议信元：IMA Control Protocol (ICP) 信元ICP 信元的定义共分为五类：A: 链接描述信息，在特定链接传送B: 组描述信息，在所有组的链路中发送。C: 链接描述信息，在所有组的链路中发送。D: 未使用的字节E: 端到端信道ICP 信元格式ICP 信元格式ICP 信元格式组对称模式 Group Symmetry ModesIMA协议允许对称和不对称信元速率在IMA虚链接中传输.IMA 单元可以配置为三种模式:关于IMA 的组不对称配置和操作 所谓组的不对称配置，是指IMA设备，允许工作在同一终端的多个IMA组采用不同的配置，如一个组配置3条链路，另一组配置两条链路。
9、一个组为CTC模式，另一个为ITC模式等。 不对称操作是指各个组对链路操作的不对称，如一个组在该链路上操作失败，但另一个组仍可继续使用该链路来进行收发等操作。链路状态的发送也是独立的进行的，即当接收准备好后发送Rx=usable信号到发送端，发送端回应Tx=usable信号。从而激活链路。反之发送端也可先发送Tx=usable信号，接收端收到后，等待Rx=usable直接调用激活程序，激活链路。时钟操作共有两种:1.Common Transmit Clock (CTC) 公共发送时钟模式2. Independent Transmit Clock (ITC) 独立发送时钟模式发送时钟操作 发送接
10、收端操作发送端操作接收端操作IMA链路差分延迟IMA发送端的链路差分延迟容限 IMA发送器各个组成链路间的物理链接速率的差分延迟不能超过2.5个信元时间。 IMA填充机制将确定帧没有偏离当前队列的容限. IMA接收端的延迟补偿将根据IMA帧中的ICP信元的定义进行. IMA接收端的链路差分延迟补偿 当用于DS1/E1链路时,IMA执行的链路差分延迟容限总和可以超过25ms. IMA执行的链接差分延迟容限的最大值可以配置。 另外IMA虚链接两个终端可以配置为不同的差分延迟数量总和.(比如一个是25ms一个超过25ms).ATM 反向复用(IMA)技术规范n关于IMAnIMA技术规范nIMA原理n
11、IMA技术规范概要nIMA的层结构nIMA的帧结构nIMA的操作和维护管理信元n填充信元nICP信元n组对称模式n发送时钟模式n发送接收端操作nIMA应用问题及测试维护解决方案IMA应用中的问题nIMA组和链路不能激活引起业务中断n故障告警n原因分析定位n辅助解决n丢失信元n丢失告警n恢复n同步n监测n操作与维护nIMA模式配置n信息统计nQOS报告n管理IMA 协议功能和需测试项目数n基本IMA协议 (BIP)定义 -76nQoS 需求-1nCTC 和ITC操作-16nIMA 数据信元 (IDC)速率执行-13nIMA 接口操作 (IIO)-51nIMA 帧同步 (IFS)机制-21nIMA
12、 接口 OAM 操作-79n测试参数程序 (TPP)-10nIMA 平面管理交互-4n管理信息(MIB)-3IMA 测试项概要接口模式接口模式 _ IMA T1 v1.1 _ IMA E1 v1.1 _ IMA T1 v1.0 _ IMA E1 v1.0发送时钟源发送时钟源 _ 内部 _ 恢复 Recovered _ 外部 External _ 8 kHz _ 1.544 MHz _ BITS操作操作 _ Cell scramble _ Clock output enable _ Auto LASRICP信元偏移值信元偏移值 _ 为任意发送链路插入链路延迟捕获选择 _ ICP 信元 _ Fil
13、ler cells 填充信元 _ User cells 用户信元 _ HEC 错误信元状态信息状态信息_ 近端链路ID (Tx LID)/ 远端链路 ID (Rx LID)_ 近端 IMA ID/ 远端IMA ID_ 近端组状态/ 远端组状态_ 近端帧长度 (NE M)/ 远端帧长度 (FE M)_ 近端发送LID 时间基准标志 (Tx TRL)_ 远端发送LID 时间基准标志(Rx TRL)_ 近端测试链路发送LID(NE Test LID)_ 远端测试链路发送LID(FE Test LID)_ 近端发送测试参数和接收测试参数_ 远端发送测试参数和接收测试参数_ 近端发送链路和接收状态_ 远
14、端发送链路和接收状态_ 近端接收链路错误 (LIF, LODS,LCD, RFI)_ 远端接收链路错误 (LIF, LODS,LCD, RFI)IMA 实时状态统计实时状态统计_ 每个近端链路和组接收用户信元的数量_ 每个近端接收链路和组接收填充信元的数量_ 每个近端接收链路的填充事件的数量_每个近端接收链路的ICP信元的数量_ 每个接收链路OIF(Out of frame)异常的数量_ 每个近端接收链路ICP信元错误的数量_ 每个近端发送链路和组发送用户信元的数量_ 每个近端发送链路和组发送填充信元的数量_ 每个近端发送链路发送填充事件的数量_ Differential Delay 差分延迟
15、(以8-port IMA接口模式计算的IMA组中链路的最大差分延迟)IMA 测试设备测试设备基本特性测试设备基本特性_ IMA 组由最多8个链路组成_ IMA 帧32, 64, 128, 256 信元长度_ CTC和ITC模式_ 对称配置和操作 (SCO)_ IMA捕获和解码所有的发送和接收链路_ 手动或事件驱动的捕获目标_ 所有链路全局IMA错误信元描述_ 使用一个53字节的错误标记工具改变 ICP信元内容_ 允许HEC和CRC 重新计算_ 错误信元填充机制_ 填充事件机制_ 帧中更多ICP信元捕获和改变IMA协议分析测试详述测试配置IMA单元测试无特殊说明均采用下述配置，具体配置内容如下：
16、1. 为IMA单元，IMA组配置N条链路。N是各IMA单元最大支持的链路数。2. 配置IMA帧长 M = 128。3. 配置发送时钟模式为CTC（ Common Transmit Clock）模式。4. 配置组对称模式为对称配置和操作（ Symmetrical Configuration and Operation）。5. IMA组的发送和接收通过物理链路直接链接。（PVC）6. 使用ICMP Echo (Ping) 或其他方法，数据通过永久虚拟链接发送到IMA发送器。7. 在永久虚拟链接中，数据从IMA组发送端到IMA组接收端。(反之亦然) 。8. 分析器将监视IMA组中所有链路间，IMA组
17、和发生器之间的通信。IMA协议分析测试详述测试配置无特殊说明均采用该测试连接示意IMA协议分析测试详述测试配置IMA协议分析测试详述 基本IMA协议定义IMA 物理链路特性物理链路特性(R-1)通过单元管理（UM）和操作在相同的名义性链接信元速率 (LCR) IMA单元支持指定N条链路的IMA组。资源需求：资源需求：1.IMA组组 2.ATM 信元流信元流测试目标测试目标: 符合基本结构的 IMA unit,将有由UM指派N条(1 N32)发送链路的IMA组。这些链路所有的操作必须在相同的LCR下。操作过程：操作过程：被测系统通过UM配置分配 N条(1 N32)发送链路作为IMA组，相同LCR
18、。关注的结果关注的结果:被测设备UM 允许配置 N 条链路作为一个IMA组。(R-2) IMA单元通过设备通道链接到另一个IMA单元。 这意味着所有IMA单元发送的信元将发送到IMA虚链接终端的另一个特定IMA单元。操作过程：操作过程：观察发送设备发送的信元数量。观察接收设备接收的信元数量。关注的结果关注的结果:发送和接收数量相同。IMA协议分析测试详述 基本IMA协议定义Exceptions to the Interface Specific 发送汇聚子层（发送汇聚子层（TC）资源需求：1.IMA组 2.ATM 信元流(R-3) TC 子层将通过所有信元到IMA子层或提供一个表示收到信元的标
19、识 (包括HEC错误信元)。测试目的: 在七层OSI模型中, TC 子层是唯一的物理层。提供规则和不规则信元，头错误链接，信元描绘，HEC发生/效验，HEC错误指示，LCD失败通知和TC统计。TC子层必须使所有信元通过到达IMA子层或提供一个接收到信元的标识（包括HEC错误信元）。操作：观察UM的SUT的TC统计。关注的结果: TC统计应表示所有从TC子层到IMA子层的信元提供一个接收到信元的标识（包括HEC错误信元）。 可能的问题: 因为TC子层和IMA子层在SUT内部，可能较难确认信元从TC到IMA子层。(R-4)信元速率均衡不需要在TC 子层执行。操作:配确认SUT的UM，信元速率均衡未
20、在TC子层执行。关注的结果:信元速率平衡未在TC 子层执行。IMA协议分析测试详述基本IMA协议定义IMA Specific Transmission Convergence Sublayer （IMA TC 子子层）层）(R-5) IMA单元为IMA组中每个物理链路上的IMA链接发送端分配一个链接标识（LID）测试目的: 基本结构IMA有N条链路被分配组成一个IMA组。IMA单元必须为每个物理链路分配一个在IMA组中唯一的LID。操作: 在被测设备的单元管理中，观察IMA组中N条链路的各个LID。关注的结果:IMA组中 N条物理链路的LID是唯一的。(R-6) 当这个链接作为IMA组成员时这
21、个LID不能变更，选定的LID值介于0 到 31之间，在 ICP信元中定义。操作:在被测设备的单元管理中，观察IMA组中N条链路的各个LID。如果可能尝试改变组中链路的LID。关注的结果:当链路在IMA组中， LID不能被配置。可能的问题: 可能不能配置，因为只有IMA单元本身能够配置LID。IMA协议分析测试详述基本IMA协议定义IMA Specific Transmission Convergence Sublayer （IMA TC 子层）子层）(R-7)IMA发送器发送从ATM层依次到达的，在N条链路循环方式传送的ATM信元（包括任何无意义的信元）操作:观察在发生器和SUT间的分析器的
22、一个序列的信元。观察N条链路的帧。关注的结果:每个来自原始信元流的信元都分布到循环，按序传递信元的N条链路中。(R-8)IMA发送器使用一个基于分配到每个IMA组中链路的LID的上升沿，在链路中分配ATM层信元 。测试目的:IMA的目的是将接收到的ATM信元流分配到多个物理链路，并在这些链路的远端还原出原来的信元流。IMA发送器必须以IMA组中每个链路分配的LID为基础产生的上升沿分配ATM层信元。测试设置: Test Setup B额外设置:另附ATM分析器在发生器和SUT之间。操作:同（R-7）关注的结果: 序列中的各个信元以IMA组中每个链路分配的LID为基础产生的上升沿，分配ATM层信
23、元到IMA组中的N条链路。IMA协议分析测试详述基本IMA协议定义IMA Specific Transmission Convergence Sublayer IMA TC 子层子层(R-9)每个IMA虚链接终端的接口使用ICP信元格式，传递IMA配置，同步，状态和远端（far-end）故障信息 。资源需求: 1.IMA组 2.ATM 信元流 3.一个或更多ATM分析器验证ICP信元格式符合下表:IMA协议分析测试详述基本IMA协议定义(R-12) IMA接收器使用ICP信元，维护协议和链接延迟同步。资源需求资源需求:. 1.IMA组 2.ATM 信元流 测试目的测试目的: IMA控制信元包含
24、IMA配置，同步，状态，故障信息，必须被传递到终端。IMA虚链接的两个终端都需使用ICP信元格式。IMA接收器必须使用ICP信元维护链路延迟和协议同步，以及测定IMA组中链路间的差分延迟。ICP信元字节包含下列信息，Cell ID 和Link ID (octet 7), IMA 帧队列编号 (octet 8), ICP 信元偏移 (octet 9), 链路差分指示 (octet 10).操作操作:观测IMA接收器的单元管理。关注的结果关注的结果:IMA接收器使用ICP信元维护协议和延迟同步。可能的问题可能的问题: 因为程序在被测设备内部完成，可能难于确定使用 ICP信元的目的。IMA协议分析测
25、试详述基本IMA协议定义IMA OAM Cell Definition IMA操作维护管理信元操作维护管理信元(R-13) IMA接口应该发送 most significant bit of each octet (MSB = bit 7,LSB = bit 0) of the IMA OAM cell first. 信元头,OAM label和cell identification区域在 Filler和ICP信元中是相同的。资源需求资源需求:. 1.IMA组 2.ATM 信元流 3. 一个或多个ATM分析器讨论讨论: 这个这个OAM信元的字节被逐行发送，从顶到底。IMA接口需首先发送OAM信
26、元的每个字节的有意义位 (MSB = bit 7, LSB = bit 0)。设置设置: Test Setup B操作操作:一个分析器定位一个链路中发送的帧，定位OAM关注的结果关注的结果:OAM信元应先获得每个字节的最有意义的位。测试目的测试目的: 验证ICP信元和Filler信元头相同.资源需求资源需求:. 1.两个IMA组 2.ATM 信元流3. One or more ATM analyzers讨论讨论: ICP信元和信元和Filler信元都是信元都是OAM信元信元,需包含一个确定的信元头需包含一个确定的信元头.内容如下内容如下: 1-5 ATM cell header Octet 1
27、 = 0000 0000, Octet 2 = 0000 0000, Octet 3= 0000 0000, Octet 4 = 0000 1011, Octet 5 = 0110 0100 (valid HEC)Test Setup: Test Setup B操作操作: 分析仪定位一个捕获的IMA帧中ICP信元和Filler 信元的位置. IMA协议分析测试详述Quality of Service(R-54) IMA接口支持所有ATM通信和ATM层的所有Qos分类。目的目的: 验证 IMA接口支持所有ATM通信和ATM层的所有Qos分类。需求资源：需求资源： 1.IMA组 2.ATM信元流测
28、试目的测试目的: 所有来自ATM 层信元流的ATM 信元必须明显的通过IMA子层，IMA功能仿效一个UNI/NNI/BICI 物理链接，且必须支持所有ATM traffic/QoS分类。操作操作:. 观察被测设备的单元管理中的ATM traffic/QoS 种类。关注的结果关注的结果:. IMA接口应支持相同的ATM层支持的ATM traffic/QoS种类。可能的问题可能的问题:因为ATM traffic/QoS classes 在IMA单元内，可能难于验证。IMA协议分析测试详述Link Differential Delay Link Differential Delay Toleranc
29、e at IMA Transmitter IMA发送器的链接差分延迟公差发送器的链接差分延迟公差(R-73) IMA发送器各个组成链路间的物理链接速率的差分延迟在不能超过2.5个信元时间。需求资源：需求资源： 1.IMA组 2.ATM信元流. 讨论讨论: 在一个物理链路上发送一个信元后，IMA发送器在发送其它信元前必须等待一个最大 2.5 个信元时间。这个差分延迟允许在输入到选择的链路间有一个信元时间的间隔 ，增加一个信元时间发送一个SICP信元，增加5个信元时间来处理。IMA填充机制是充分确定组中链路的帧没有超过容限.测试设置测试设置: Test Setup B操作操作:. 分析器中观察链路
30、上发送的信元的速率。IMA协议分析测试详述Link Differential DelayLink Differential Delay Compensation at IMA Receiver IMA接收器的链接差分延迟补偿接收器的链接差分延迟补偿(R-74) 当用于DS1/E1链路时IMA链路差分延迟容限至少为25ms,最大值可以超过25ms.需求资源：需求资源： 1. IMA组 2.ATM信元流 3.延迟发生器讨论讨论: 当使用DS1/E1链路执行IMA，必须有一个可接受的链路差分延迟，至少25ms。附加设置：.在N条链路中的一个链路连接延迟发生器。操作操作:观查SUT的单元管理中链路差分延迟的值关注的结果关注的结果: 一个没有低于25ms延迟的值可以被配置。 (O-13)IMA执行的链接差分延迟公差的最大值可以配置。 讨论讨论:当使用DS1/E1链路执行IMA，必须有一个可接受的链路差分延迟，至少25ms。 IMA执行的链接差分延迟公差的最大值可以配置。MTS 手持式仪表项目组手持式仪表项目组谢 谢！北京中创信测科技股份有限公司
