《现代通信网及其关键技术》第6章atm

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1、现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络6.3 ATM交换机及其关键技术交换机及其关键技术n6.3.1 ATM复用与交换方式复用与交换方式ATM传输通道可分割成若干个逻辑子信道传输通道可分割成若干个逻辑子信道 ，为便于应用和管，为便于应用和管理，逻辑子信道可按两个等级来划分：理，逻辑子信道可按两个等级来划分：n1. 虚通道虚通道（VP-Virtual Path）与虚信道与虚信道（VC-Virtual Channel ）n1）虚信道（虚信道（VC）与虚信道标识（）与虚信道标识（VCI）n用于描述用于描述ATM信元单向传送的一个概念，信元与一个唯

2、一的虚信道标识信元单向传送的一个概念，信元与一个唯一的虚信道标识符符(VCI)相联系。相联系。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络n虚信道链路虚信道链路(VCL)：在两个顺序的：在两个顺序的ATM实体间单向传送实体间单向传送ATM信元的能力，在信元的能力，在ATM实体处转换实体处转换VCI值。值。n虚信道连接虚信道连接VCC（Virtual Channel Connection）是）是VC链路的一个连接。链路的一个连接。n VCC端点之间的端点之间的VC级端到端的连接，由多条级端到端的连接，由多条VC链路串接链路串接而成，而成，VCI（虚

3、信道标识）用来识别一条（虚信道标识）用来识别一条VC。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络n2)虚通道（虚通道（VP)与虚通道标识（与虚通道标识（VPI）n虚通道虚通道(VP)：用于描述虚通道的：用于描述虚通道的ATM信元单向传输的一信元单向传输的一个概念，个概念，VC和和VP都属于都属于ATM层。层。nVC包含于包含于VP之中。之中。n虚通路链路（虚通路链路（VPL）：类似于虚信道链路。）：类似于虚信道链路。n虚通道连接虚通道连接(VPC)：VP链路的一个连接。链路的一个连接。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-

4、ISDN B-ISDN 网络网络VPC（Virtual Path Connection）是）是VPC端点之间的端点之间的VP级级端到端的连接，由多条端到端的连接，由多条VP链路串接而成，链路串接而成，VPI（虚通道标（虚通道标识）用来识别一条识）用来识别一条VP。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络VCC端点（端点（VCC Endpoint）是）是VCC的起点和终点，是的起点和终点，是ATM层层及其上层交换信元净荷的地方，也就是信息产生的源点和被传及其上层交换信元净荷的地方，也就是信息产生的源点和被传送的目的点。送的目的点。VPC端点（端

5、点（VPC endpoint）是）是VPC的起点和终点，是的起点和终点，是VCI产产生，变换或终止的地方。生，变换或终止的地方。 现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络ATM物理连接物理连接传输通量传输通量(TP)虚通道虚通道(VP)包括多条包括多条VC传输通路连接传输通路连接(TP)包括多条包括多条VP虚信道虚信道(VC)ATM端节点之间的端节点之间的逻辑通路逻辑通路虚信道虚信道 (VC)虚信道虚信道 (VC)E3OC?2虚通道虚通道 (VP)虚通道虚通道(VP)连接标识连接标识 = VPI/VCIVPI/VCI3)虚通道虚通道(VP)、

6、虚信道、虚信道(VC)与传输通路（与传输通路（TP）关系）关系现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络p 向北京方向（用VPI = 1标识）的3个通信，两个是数据通信，一个是电话通信（分别用VCI = 4、5、6标识）p 向广州方向（用VPI = 2标识）的2个通信，一个是视频通信，一个是电话通信（分别用VCI = 5、6标识） 现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络一个具体的一个具体的VPI/VCI只是表示相邻网络节点只是表示相邻网络节点(ATM交换机交换机)之间信元的逻辑通路。之间信元

7、的逻辑通路。一个终端设备到另一个终端设备之间信元的虚连接，可能一个终端设备到另一个终端设备之间信元的虚连接，可能是由多个不同的是由多个不同的VPI/VCI所表示的逻辑通路通过网络节所表示的逻辑通路通过网络节点连接起来的。点连接起来的。所以信元在通过网络节点时，所以信元在通过网络节点时，VPI/VCI可能要发生变化，可能要发生变化，即网络节点要将输入端口信元信头中的即网络节点要将输入端口信元信头中的VPI/VCI转换成转换成相应输出端口的相应输出端口的VPI/VCI。2 . ATM 交换交换现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络1）VP 交换

8、交换n又称交叉连接又称交叉连接 (cross-connect)，相应的设备称为交叉连接，相应的设备称为交叉连接设备设备n只提供只提供 VP 连接的交换，实现输入连接的交换，实现输入VPI值到输出值到输出VPI值的映值的映射射n被交换的被交换的VPC中所包含的所有中所包含的所有VCC被作为整体被交换被作为整体被交换现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络 VP交换是指仅变换交换是指仅变换VPI值而不改变值而不改变VCI值的交换，值的交换，即只进行虚通道的交换，虚通道里面的虚信道并不进即只进行虚通道的交换，虚通道里面的虚信道并不进行交换。行交换。

9、 现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络2）VC 交换交换nVC 交换功能涵盖了交换功能涵盖了 VP 交换交换n提供不同提供不同 VPC 中各中各 VCC 之间的信息交换之间的信息交换n实现输入实现输入 VPI/VCI 值到输出值到输出 VPI/VCI 值的映射值的映射 现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络 VC交换是指交换是指VPI值与值与VCI值都要进行改变的交换。因为值都要进行改变的交换。因为虚信道是按照虚通道来划分的，当虚信道交换时，其所属的虚信道是按照虚通道来划分的，当虚信道

10、交换时，其所属的虚通道也要进行交换，即虚通道和虚信道都要进行交换。虚通道也要进行交换，即虚通道和虚信道都要进行交换。 现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络n这种逐跳转发被称为信元转发这种逐跳转发被称为信元转发虚信道连接虚信道连接 (VCC)虚通道连接虚通道连接(VPC)VP交换交换VC交换交换VC交换交换NNINNIVPI = 2VCI = 44VPI = 1VCI = 1VPI = 26VCI = 44VPI = 20VCI = 30UNIUNI现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络

11、n属于同一虚信道的信元群，拥有相同的虚属于同一虚信道的信元群，拥有相同的虚信道标识号信道标识号(VCI). n属于同一虚通道的不同虚信道的信元群，属于同一虚通道的不同虚信道的信元群，拥有相同的虚通道标识符拥有相同的虚通道标识符(VPC).现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络n当发送端要和接收端通信时，发送端先发送要求当发送端要和接收端通信时，发送端先发送要求连接的控制信号，接收端收到该信号并同意建立连接的控制信号，接收端收到该信号并同意建立后，一个虚电路被建立起来，用后，一个虚电路被建立起来，用VPI和和VCI表示。表示。现代通信网第第6

12、 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络n虚电路建立后，需要传送的信息被分割成套虚电路建立后，需要传送的信息被分割成套53字节的字节的信元，经网络传送到对方。信元，经网络传送到对方。n在虚电路中，相邻两个交换点间信元的在虚电路中，相邻两个交换点间信元的VCI，VPI值保值保持不变，此两点间形成一持不变，此两点间形成一VC链路，一串链路，一串VC链路相连形链路相连形成成VC连接连接VCC。n相应的，相应的，VP链路和链路和VP连接也可以类似的方式形成。连接也可以类似的方式形成。 现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN

13、 网络网络现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络 ATM连接的建立过程。在源ATM端点与目的ATM端点进行通信前的连接建立过程，实际上就是在这两个端点间的各段传输通道上，找寻空闲VC链路和VP链路，分配VCI与VPI，建立相应VCC与VPC的过程， 现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络VPVP交换和交换和VC交换示例交换示例 VP交换是将一条交换是将一条VP上所有的上所有的VC链路全部交换到链路全部交换到另一条另一条VP链路上去，而这些链路上去，而这些VC链路的链路的VCI值都不改变。

14、值都不改变。 在在VC交换时，交换时，VPI和和VCI两个段都要改变两个段都要改变现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络ATM虚连接建立的方式有两种方式：虚连接建立的方式有两种方式：q 永久虚连接（永久虚连接（PVC：Permanent Virtual Connection）q 交换虚连接（交换虚连接（SVC：Switching Virtual Connection） PVC是由管理面控制建立的永久和半永久连接，是由管理面控制建立的永久和半永久连接，用户在传送信息前不需要建立过程。用户在传送信息前不需要建立过程。 SVC是由信令控制建立的连

15、接，用户在传送信是由信令控制建立的连接，用户在传送信息前要建立连接，信息传送完毕则拆除虚连接。息前要建立连接，信息传送完毕则拆除虚连接。 VPC 和和 VCC 都可有都可有PVC和和SVC的虚连接。的虚连接。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络1) 永久虚电路 (PVC)永久永久VCC(VPC)、半永久、半永久VCC(VPC) 不是通过不是通过信令建立连接，所以属于管理面的连接信令建立连接，所以属于管理面的连接.现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络nVPI/VCI 表由操作员人工维护

16、表由操作员人工维护A AB BD DC C输入输入输入输入输出输出输出输出PortPort VPI/VCIVPI/VCI PortPort VPI/VCIVPI/VCI1333022 215153 31414164329329164输入输入输入输入输出输出输出输出PortPort VPI/VCIVPI/VCI PortPort VPI/VCIVPI/VCI1 129293 345452 252524 41515164329329164输入输入输入输入输出输出输出输出PortPort VPI/VCIVPI/VCI PortPort VPI/VCIVPI/VCI1 145452 216162521

17、2916432932916429295252101016161515454514144343输入输入输入输入输出输出输出输出PortPort VPI/VCIVPI/VCI PortPort VPI/VCIVPI/VCI1 116162 243433 314144 410101643293291641242332412331现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络2) 交换虚电路交换虚电路 (SVC)通过信令建立连接，属于控制面的连接；现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络n通过信令动态建立

18、连接通过信令动态建立连接BD1241332412UNIUNISignalingSignalingNNINNISignalingSignalingCUNIUNISignalingSignalingA313输入输入输入输入输出输出输出输出PortPort VPI/VCIVPI/VCI PortPort VPI/VCIVPI/VCI1 129293 34545输入输入输入输入输出输出输出输出PortPort VPI/VCIVPI/VCI PortPort VPI/VCIVPI/VCI1 145452 21616输入输入输入输入输出输出输出输出PortPort VPI/VCIVPI/VCI PortP

19、ort VPI/VCIVPI/VCI1 116162 24343输入输入输入输入输出输出输出输出PortPort VPI/VCIVPI/VCI PortPort VPI/VCIVPI/VCI133302现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络 6.4.1 信元交换的过程信元交换的过程 ATM是一个面向连接型的网络。是一个面向连接型的网络。 当两个终端连接建立的时候，根据信令信息以及网络运当两个终端连接建立的时候，根据信令信息以及网络运行情况，在该连接中的每个交换节点上建立转发表。该转发行情况，在该连接中的每个交换节点上建立转发表。该转发表包含

20、输入端口号、输出端口号。表包含输入端口号、输出端口号。 在输入端口或者输出端口中，不同的信元流有不同的在输入端口或者输出端口中，不同的信元流有不同的VCI/VPI值转换。值转换。 当某一个信元进入交换模块时，交换模块通过识别信元当某一个信元进入交换模块时，交换模块通过识别信元信头的信头的VCI/VPI，查找转发表，找出对应的输出端口以及输，查找转发表，找出对应的输出端口以及输出信元的出信元的VCI/VPI值，将输入信元的值，将输入信元的VCI/VPI值改变为相应输值改变为相应输出信元的出信元的VCI/VPI值，并控制交换网络将信元交换到对应的值，并控制交换网络将信元交换到对应的输出线上。输出线

21、上。 6.4 ATM交换机交换机现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络1 ATM交换的基本原理交换的基本原理 ATM交换是指交换是指ATM信元从输入端的逻辑信道到输出端信元从输入端的逻辑信道到输出端的逻辑信道的消息传递。输出信道的确定是根据连接建立信的逻辑信道的消息传递。输出信道的确定是根据连接建立信令的要求在众多的输出信道中进行选择来完成的。令的要求在众多的输出信道中进行选择来完成的。 ATM逻辑信道具有两个特征：逻辑信道具有两个特征：q物理端口（线路）编号物理端口（线路）编号qVP与与VC标识符标识符 为了提供交换功能，输入物理端口必须

22、与输出物理端口为了提供交换功能，输入物理端口必须与输出物理端口相关联；输入相关联；输入VPI/VCI与输出的与输出的VPI/VCI相关。相关。 ATM交换系统执行三种基本功能：信头翻译、路由选择交换系统执行三种基本功能：信头翻译、路由选择和排队和排队现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络nATM交换机从一个端口处接收带有头部交换机从一个端口处接收带有头部VPI/VCI标识标识的信元的信元,n并根据信元中并根据信元中VPI和和VCI字段值检查交换匹配表字段值检查交换匹配表,确定确定输出端口输出端口,n并对输出信元的并对输出信元的VPI/VCI

23、字段重新设置字段重新设置,然后将信元发然后将信元发送至输出端口。送至输出端口。 ATM交换包括虚路径交换和虚信道交换。交换包括虚路径交换和虚信道交换。 现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络信头变换：信头变换： 信信头头变变换换主主要要是是指指VPI/VCI值值的的变变换换，即即入入VPI/VCI变变换换为为出出VPI/VCI。VPI/VCI的的变变换换体体现现了了信信元元交交换换的的重重要要概概念念，意意味味着着入入线线上上某某逻逻辑辑信信道道中中

24、的的信信息息被被传传送送到到出出线线上上的的另另一一逻逻辑辑信信道道中中去去。为为了实现信头变换，应建立翻译表。了实现信头变换，应建立翻译表。选路：选路： 选选路路表表示示任任一一入入线线的的信信息息可可被被交交换换到到任任一一出出线线，具具有有空空间间交交换换的的特特征征。信信头头变变换换加加上上选选路路功功能能，才才能能实实现现ATM交交换换结结构构的的交交换换功功能能。这这也也就就是是说说，在在翻翻译译表表中中从从入入线线的的VPI/VCI应应能能查查到到出出线线号号码码以及新的以及新的VPI/VCI值。这些是在连接建立阶段写入的。值。这些是在连接建立阶段写入的。排队：排队： 由于是统计

25、复用的异步时分交换，在连接建立后的传送信息阶由于是统计复用的异步时分交换，在连接建立后的传送信息阶段，经常会发生在同一时刻有多个信元争抢公用资源的情况，例如段，经常会发生在同一时刻有多个信元争抢公用资源的情况，例如争抢出线或交换结构中的内部链路。因此，争抢出线或交换结构中的内部链路。因此，ATM交换系统需要有排交换系统需要有排队功能，以免在发生资源争抢时丢失信元。队功能，以免在发生资源争抢时丢失信元。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络ATM交换交换nATM 交换机翻译交换机翻译 VPI/VCI值值n每个接口的每个接口的VPI/VCI值唯

26、一值唯一4529293 32 21 1646429294564642929121 13 3452929296464213 31 1VPI/VCI端口端口VPI/VCI端口端口输入输入输出输出现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络n竞争问题存在多个逻辑信道竞争存在多个逻辑信道竞争物理出线上同一时间片的情况，信元物理出线上同一时间片的情况，信元对这些资源的竞争对这些资源的竞争, 必须对信元进行排必须对信元进行排队，在时间上将各信元分开队，在时间上将各信元分开, 必须引入必须引入排队机制来解决竞争问题。排队机制来解决竞争问题。n 排队功能ATM

27、交换的一个重要功交换的一个重要功能能现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络n队列的溢出会引起信元丢失，信元排队是产生交队列的溢出会引起信元丢失，信元排队是产生交换时延和时延抖动的主要原因。换时延和时延抖动的主要原因。n排队机制对排队机制对ATM交换机性能有着决定性的影响。交换机性能有着决定性的影响。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络输入模块输入模块交换机构(CSF)输出模块输出模块1N1N连接允许控制(CAC)系统管理(SM) 6.5.1 ATM交换机的组成结构交换机的组成结构6.5

28、 ATM交换机的基本组成结构现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络ATM交换机由交换机由5大功能模块组成大功能模块组成:n1.输入模块输入模块(IM)n2.输出模块输出模块(OM)n3.交换机构交换机构(CSF)n4.接续容许控制接续容许控制(CAC)n5.系统管理系统管理(SM)现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络输入模块现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B

29、-ISDN 网络网络UPC/NPC 功能现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络输出模块现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络

30、1. 输入侧：输入侧： 接收输入信元，输入侧接口设备的主要功能为：物理层功能：p 光电信号的转换与同步（若采用SDH/SONET物理接口）p 数字比特流的恢复p 信元定界和差错控制p 信元速率解耦（丢弃空闲信元）p 净荷的解扰现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络ATM层主要功能：p VPI/VCI值的有效性检查及翻译p 信头差错检查p 输出端口的确定p 区分信令信元、用户信元和OAM信元并作相应的处理现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络n入线模块对输入线路上的信息流进行信元定界、信元

31、有效性检验和信入线模块对输入线路上的信息流进行信元定界、信元有效性检验和信元类型分类。元类型分类。n输入线路上的信息流实际上是符合物理层接口信息格式的比特流。输入线路上的信息流实际上是符合物理层接口信息格式的比特流。n入线模块首先要将这些比特流分解成长度为入线模块首先要将这些比特流分解成长度为53字节的信元，然后再检字节的信元，然后再检测信元的有效性，将空闲信元、未分配信元及信头出错的信元丢弃，测信元的有效性，将空闲信元、未分配信元及信头出错的信元丢弃，最后根据有效信元信头中的最后根据有效信元信头中的PTI标志，将标志，将OAM信元交呼叫处理控制模信元交呼叫处理控制模块处理，其它用户信息信元送

32、交换模块进行交换。块处理，其它用户信息信元送交换模块进行交换。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络2.输出侧：输出侧： 执行与输入侧相反的功能，输出侧比输入侧较为简单，主要功能是为ATM信元流的物理传输作准备。其主要功能包括： p HEC域的产生并装入信头p 信令信元、OAM信元和用户信元流的混和输出p 信元速率匹配（加入空闲信元）p 传输帧的形成p 光电信号转换现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络 出线模块完成与入线处理模块相反的处理，主要是将交换模块输出的信元流、控制模块输出的O

33、AM信元流以及相应的信令信元流复合，形成送往出线的特定形式的比特流，并完成信息信元流速率和线路传输速率的适配。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络呼叫接纳控制(CAC)过程当用户向网络提出连接申请时，要给网络提交所申请连接的业务流量参当用户向网络提出连接申请时，要给网络提交所申请连接的业务流量参数。数。网络根据当前资源和建立该连接所需要的资源进行决策。网络根

34、据当前资源和建立该连接所需要的资源进行决策。如果网络的当前资源能满足该连接申请的需求，则接受该连接申请，分如果网络的当前资源能满足该连接申请的需求，则接受该连接申请，分配所需网络资源，并在用户和网络之间建立流量合约配所需网络资源，并在用户和网络之间建立流量合约(解释解释)。否则，。否则，拒绝该连接申请。拒绝该连接申请。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络 呼叫接纳控制(CAC)是ATM特有的。在电路交换中，呼叫的带宽是固定的，如64 kb/s, 只要从发端到终端选择一条通路，该呼叫即允许。但在ATM中，每次呼叫的带宽不固定，呼叫接纳不仅与

35、业务量参数有关，而且还决定于服务质量。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络CAC控制示意图现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络 服务质量参数包括信元丢失率(CLR)、信元传递时延(CTD)、信元时延抖动(CDV)、信元错插率、误码率等。信元丢失率信元丢失率为丢失信元与发送信元的比率。信元传递时延信元传递时延包括线路传送时延、编码和解码时延、分段和重装时延、ATM节点处理时延(包括交换、排队、路由等时延)。信元时延抖动信元时延抖动指信元聚结的程度，表示实际信元间隔与标准信元间隔的接近程

36、度。信元错插率信元错插率指错插信元与时间间隔的比率。误码率误码率表示传递比特的出错概率。1) 服务质量参数现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络 ATM网络中规定了几种基本的业务流量参数，网络根据这些参数对各种类型的业务分配带宽并进行拥塞控制。 包括峰值信元速率(PCR)、信元延时变化容限(CDVT)、可持续的信元速率(SCR)、突发容限(BT)等。 峰值信元速率峰值信元速率表示在ATM连接上能够发送的信息速率的上限，用发送相邻两个信元的最小时间间隔的倒数表示。 信元延时变化容限信元延时变化容限是表示终端生成信元后，在UNI上容许该信元传递

37、时间间隔变化的范围参数。这种时延变化是由物理层的开销和用户网络接口处的复用设备造成的。2) 业务流量参数现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络可持续的信元速率可持续的信元速率是可变比特率类业务应用参数，它表示在ATM连接上得到保证的平均速率的上限。平均速率平均速率指发送的信元数与连接时间的比值。在统计复用时，用大于可持续的信元速率而小于峰值信元速率的速率传送信元，可使业务得到保证。 突发容限突发容限也是可变比特率业务的参数，对应于最大突发长度。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络CAC

38、是交换机中的软件功能，它负责决定是否接受一个呼叫请是交换机中的软件功能，它负责决定是否接受一个呼叫请求。求。n呼叫请求中定义了业务源流量参数和所要求的呼叫请求中定义了业务源流量参数和所要求的QoS类别。类别。nCAC在在 PVC建立时间或建立时间或SVC呼叫产生时间决定是否接受呼叫呼叫产生时间决定是否接受呼叫请求。请求。n如果网络在接受某一请求时能确保所有已存在的连接如果网络在接受某一请求时能确保所有已存在的连接QoS不不受影响，则受影响，则CAC接受该呼叫请求。接受该呼叫请求。nCAC可以逐节点受理请求，也可以利用集中系统进行。可以逐节点受理请求，也可以利用集中系统进行。n对于接受的请求，对

39、于接受的请求，CAC确定确定UPC/NPC参数、路由和资源分参数、路由和资源分配。配。n分配的资源包括中继线带宽、缓冲器空间和交换机内部资源。分配的资源包括中继线带宽、缓冲器空间和交换机内部资源。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络n使用参数控制 使用参数控制分为两种使用参数控制分为两种: 用户使用参数控制用户使用参数控制(UPC)， 网络参数控制网络参数控制(NPC)。用户使用参数控制是指在用户接入点是指在用户接入点(UNI)上对来自用上对来自用户的信元流进行监测和控制户的信元流进行监测和控制；如果网络对来自另一网络的信元流在如果网络对

40、来自另一网络的信元流在NNI上进行监控，上进行监控，则则称之为称之为网络参数控制。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络UPC/NPC的主要目的在于通过监测和控制业务流量确保的主要目的在于通过监测和控制业务流量确保带宽和缓冲器等资源根据其流量合同带宽和缓冲器等资源根据其流量合同(用户和网络之间用户和网络之间的双重承诺的双重承诺)在用户中合理分配。在用户中合理分配。如果没有如果没有UPC/NPC，网络资源就会被无意地或恶意地过，网络资源就会被无意地或恶意地过量占用，以至影响到其它已建立的量占用，以至影响到其它已建立的ATM连接的业务质连接的业

41、务质量。量。UPC要控制要控制ATM连接所递交的业务量，以保证商定的流连接所递交的业务量，以保证商定的流量合同得以遵守，量合同得以遵守，n其目标是由用户产生的超过流量合同规定的业务量永远其目标是由用户产生的超过流量合同规定的业务量永远不能接入网络。不能接入网络。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络nUPC首先要对用户递交的信元流进行认证测试，以确定首先要对用户递交的信元流进行认证测试，以确定信元流是否遵守流量合同，信元流是否遵守流量合同，n从而激发信元级别的适当动作：当用户信元流遵守流量从而激发信元级别的适当动作：当用户信元流遵守流量合同

42、时，使信元通过合同时，使信元通过(及允许接入网络及允许接入网络)，当，当UPC与流量与流量成形成形(traffic shapping)结合时还可以进行信元间隔空结合时还可以进行信元间隔空间重排；间重排；n而当用户信元流违反合同时，可对违约信元进行标记而当用户信元流违反合同时，可对违约信元进行标记(即即对对CLP为为0的信元进行操作，使其的信元进行操作，使其CLP为为1)或直接将违约或直接将违约信元丢弃。信元丢弃。n当用户信元流违约时，甚至还会导致连接级别的动作，当用户信元流违约时，甚至还会导致连接级别的动作，即将连接释放。即将连接释放。n是否选用这一功能将由网络运营者决定是否选用这一功能将由网

43、络运营者决定现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络网络资源一般是指系统的带宽、缓存器容量以及网络资源一般是指系统的带宽、缓存器容量以及CPU的处理能力等。的处理能力等。网络资源管理包括对系统带宽的分配、缓存器划分以及网络资源管理包括对系统带宽的分配、缓存器划分以及CPU的调度的调度等。等。在程控电话交换中，每次呼叫带宽是固定的，在程控电话交换中，每次呼叫带宽是固定的，64 kb/s。在分组交换中，当会话连接建立后带宽也是固定的。在分组交换中，当会话连接建立后带宽也是固定的。在在ATM中，一次呼叫或某一类业务所需带宽的多少与该呼叫或业务中，一

44、次呼叫或某一类业务所需带宽的多少与该呼叫或业务的业务量参数和所要求的服务质量有关。的业务量参数和所要求的服务质量有关。 网络资源管理现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络 目前有两种方法可进行动态带宽管理和缓存器的快速资源管理，一种是带宽预留，另外一种是缓冲器预留。 快速带宽预留就是在突发业务信息发送前，请求端到端路由过程中的每个节点上预留带宽。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络 呼叫处理控制模块完成VCC、VPC的建立和拆除，并对ATM交换模块进行控制，处理和发送OAM信元，发送信

45、令信元，保证用户/网络的操作顺利进行。 交换单元模块完成交换动作的控制，将某输入线上的信元交换到某输出线上。 拥塞控制和资源管理模块对网络资源和网络拥塞进行控制和管理。现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络6.6 ATM交换的呼叫和连接控制现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络n信令是网络为用户通信提供的控制消息信令是网络为用户通信提供的控制消息 的承载单元的承载单元. ATM信令的主要功能是控制

46、信令的主要功能是控制ATM网络的网络的 呼叫和接续呼叫和接续, 在网络用户和节点在网络用户和节点 或节点之间动态地建立或节点之间动态地建立,保持和保持和 释放各种通信连接释放各种通信连接.现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络n信令信元是以用户数据信元相同的方式信令信元是以用户数据信元相同的方式 在在ATM网络中传送网络中传送.nQ.2931完成用户和网络之间的呼叫建立完成用户和网络之间的呼叫建立, 保持和释放保持和释放, 现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络1 信令协议的体系结构信令

47、协议的体系结构ATM宽带网络信令协议结构现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络2 信令消息信令消息1)UNI信令消息信令消息UNI信令消息现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络现代通信网第第6 6章章 ATM ATM 技术与技术与 B-ISDN B-ISDN 网络网络ATM业务功能业务功能nATM主要为用户提供高速、低时延、可交换的宽带的主要为用户提供高速、低时延、可交换的宽带的电路，主要应用有电路，主要应用有# 高速的局域网互连；高速的局域网互连；# 高质量的电视会议；高质量的电视会议；# 远程教学；远程教学；# 远程医疗诊断；远程医疗诊断；# 远程协同工作；远程协同工作；# 多媒体通信；多媒体通信；# 按需分配频宽（按需分配频宽（VOD）和电视点播；）和电视点播；# 影视远程分配；影视远程分配； 可提供定时、可选频宽的各种业务。可提供定时、可选频宽的各种业务。