第章ATM交換技術(shù)（PPT）

1、電路交換、分組交換優(yōu)缺點(diǎn)，ATM技術(shù)特點(diǎn)，ATM信元結(jié)構(gòu)、參考模型，ATM交換機(jī)模塊結(jié)構(gòu)、ATM的輸入輸出模塊l電路交換的特點(diǎn)，l在電話網(wǎng)中，呼叫一旦建立起來，通信的雙方以64 kb/s的速率獨(dú)自占有該連接，這種獨(dú)占性使得話音或數(shù)據(jù)信息傳遞的實(shí)時(shí)性非常好。但由于用戶的獨(dú)占性，大大影響了設(shè)備資源的利用率，即使通信的雙方無話音或者數(shù)據(jù)傳遞，也不能供其它用戶使用該帶寬；另一方面，電路交換不適合速率變化很大的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。l特點(diǎn) 用戶獨(dú)占通信信道，實(shí)時(shí)響應(yīng)好，能保證傳送時(shí)延要求，但不適應(yīng)變比特業(yè)務(wù)應(yīng)用，慢速業(yè)務(wù)浪費(fèi)資源，快速業(yè)務(wù)難以實(shí)現(xiàn)。l分組交換的特點(diǎn)，l在分組交換通信網(wǎng)中，信息的傳遞都是以分組為單

2、位進(jìn)行傳輸、復(fù)接和交換的。分組交換一方面采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用方法提高帶寬的利用率，另一方面為了保證數(shù)據(jù)傳遞的可靠性，在數(shù)據(jù)鏈路層采用逐段轉(zhuǎn)發(fā)、差錯(cuò)校正的控制措施。這種控制措施保證了數(shù)據(jù)的正確傳遞，但同時(shí)也致使傳輸數(shù)據(jù)產(chǎn)生附加的隨機(jī)時(shí)延。l特點(diǎn): 占用帶寬隨意，資源利用率高，但實(shí)時(shí)響應(yīng)差，逐段轉(zhuǎn)發(fā)模式增加了數(shù)據(jù)分組在交換節(jié)點(diǎn)的滯留時(shí)間，轉(zhuǎn)送效率低，不能適應(yīng)寬帶高速業(yè)務(wù)交換傳送的需要。l異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)的產(chǎn)生l設(shè)想一種新的方案，即具有電路交換那樣控制簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)，又具有分組交換的統(tǒng)計(jì)復(fù)用那樣資源利用率高的特點(diǎn)。lATM方案：采用分組統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式，以適應(yīng)各類信息傳送的需要；采用固定長(zhǎng)度分組，使

3、交換能按照類似于電路模式進(jìn)行，保障業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量；所有交換節(jié)點(diǎn)不檢錯(cuò)，提高網(wǎng)絡(luò)信息轉(zhuǎn)移速度。l7.2.1 ATM傳送模式 信信 息息 通通 路路1 1 2 2 5 5 u u s s 幀幀1 1 2 2 5 5 u u s s 幀幀 時(shí)時(shí) 隙隙 周周 期期 性性 地地 出出 現(xiàn)現(xiàn)(a) 同 步 轉(zhuǎn) 移 模 式 （ STM）信信 頭頭其其 它它 呼呼 叫叫 的的 信信 息息信信 元元 復(fù)復(fù) 用用 的的 信信 息息通通 路路 信信 息息(b) 異 步 轉(zhuǎn) 移 模 式 （ ATM）圖 7.1 STM與 ATM的 比 較 以以 幀幀 內(nèi)內(nèi) 的的 時(shí)時(shí) 隙隙 識(shí)識(shí) 別別 通通 路路1 1 2 2 5 5

4、u u s s 幀幀 信信頭頭信信息息段段 5 5字字節(jié)節(jié)4 48 8字字節(jié)節(jié)圖7.2 信元的組成結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)送送次次序序b bi it t8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1發(fā)發(fā)送送次次序序1 15 56 65 53 3信信頭頭（5 5字字節(jié)節(jié)）信信息息段段（4 48 8字字節(jié)節(jié)） G G F F C CV V P P I IV V P P I IV V C C I IV V C C I IV V C C I IP P T T I IC CL LP PH H E E C CV V P P I IV V P P I IV V C C I IV V C C I IV V C

5、 C I IP P T T I IC CL LP PH H E E C C( (b b) )N NN NI I格格式式( (a a) )U UN NI I格格式式圖7.3 ATM信元的信頭格式T TE EU UN NI IN NN NI IN NN NI IB B- -I IS SD DN N8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1b bi it t8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1b bi it t1 12 23 34 45 5字字節(jié)節(jié)1 12 23 34 45 5其其它它B B- -I IS SD DN N 管管理理面面控控制制面面用用戶戶

6、面面面面管管理理層層管管理理高高層層A AT TM M適適配配層層（A AA AL L）A AT TM M層層物物理理層層圖7.4 ATM和B-ISDN參考模型高高層層 控制面控制面用戶面用戶面管理面管理面Q.2931Q.2931TCP/IP,TCP/IP,FTP,等FTP,等LMI，SNMP，LMI，SNMP，CMIPCMIPAALAALAALAALS SA AA AL LSSCFSSCFSSCOPSSCOPAALCPAALCPATMATMSDH,SONET,SDH,SONET,DS1,E1,等等DS1,E1,等等圖7.5 B-ISDN的分層協(xié)議說明例l利用通信線路的比特流傳送功能實(shí)現(xiàn)傳送A

7、TM信元功能，如SDH、SONET、DS1、E1等。l物理層包括兩個(gè)子層，物理媒體子層和傳輸匯聚子層。l傳輸匯聚子層主要實(shí)現(xiàn)：傳輸幀創(chuàng)建/恢復(fù)，傳輸幀適配，信元定界，信頭處理和信元速率去耦。lATM層完成信元復(fù)用和解復(fù)用、VPI/VCI處理、標(biāo)記/識(shí)別、信頭處理，VPI/VCI到業(yè)務(wù)接入點(diǎn)碼的翻譯。l一般流量控制，源端點(diǎn)負(fù)責(zé)產(chǎn)生流量控制域，接收點(diǎn)按照該域的要求實(shí)現(xiàn)流量控制。lATM層的主要工作就是對(duì)ATM信元的頭部進(jìn)行產(chǎn)生和處理，指定不同的VPI/VCI。ATM層功能層功能 ATM信元的信頭結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了ATM層的功能，在信元的信頭結(jié)構(gòu)中進(jìn)行了部分介紹，現(xiàn)再補(bǔ)充如下。 1VPI/VCI交換交換 一

8、個(gè)具體的VPI/VCI只是表示相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(ATM交換機(jī))之間信元的邏輯通路。一個(gè)終端設(shè)備到另一個(gè)終端設(shè)備之間信元的虛連接，可能是由多個(gè)不同的VPI/VCI所表示的邏輯通路通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接起來的。所以信元在通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，VPI/VCI可能要發(fā)生變化，即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要將輸入端口信元信頭中的VPI/VCI轉(zhuǎn)換成相應(yīng)輸出端口的VPI/VCI。 2信頭的生成信頭的生成/刪除刪除 ATM層將從高層(ATM適配層)接收的信息作為凈荷封裝在ATM層信元內(nèi)，并根據(jù)ATM適配層提供的信息加上相應(yīng)的信頭形成信元，然后把信元交給物理層傳送。另外，因ATM層只是將信元中的凈荷信息往上層(ATM適配層)傳送，所以ATM層

9、在從物理層收到上傳的信元后，必須在上傳之前將信元的信頭刪除。信頭中的信息由ATM層進(jìn)行處理。 3信元的識(shí)別和丟棄信元的識(shí)別和丟棄 根據(jù)信元信頭中的凈荷類型指示(PTI)在傳送信令和OAM信息時(shí)，區(qū)分控制面的信元和含有用戶信息的用戶面的信元，同時(shí)根據(jù)丟失優(yōu)先級(jí)指示(CLP)來識(shí)別高優(yōu)先級(jí)信元和低優(yōu)先級(jí)信元，在下列情況下丟棄信元： (1) 具有無效的信頭差錯(cuò)控制域的信元。 (2) 到達(dá)一條還未建好的鏈路的信元。如信元經(jīng)過交換機(jī)后經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)表匹配而獲得VPI2、VCI2039的連接，但該設(shè)備并不存在VPI2、VCI2039的連接，說明該傳送信元的鏈路尚未建好。(3) VPI、VCI值超出設(shè)備可提供VPI

10、、VCI值范圍的信元。(4) 占用了系統(tǒng)VPI、VCI預(yù)留值的信元。(5) 鏈路發(fā)生擁塞時(shí)到達(dá)的信元。(6) 違反流量協(xié)議的信元。 4網(wǎng)絡(luò)的流量控制和擁塞控制網(wǎng)絡(luò)的流量控制和擁塞控制 流量控制就是使用戶網(wǎng)絡(luò)接口上流入網(wǎng)絡(luò)的比特流(信元流)速率要符合通信建立前用戶和網(wǎng)絡(luò)協(xié)商的速率。擁塞控制就是當(dāng)流向某一條鏈路的信元流量超過該鏈路本身的容量時(shí)，網(wǎng)絡(luò)必須采取措施，使流入該條鏈路的信元流量在該鏈路本身的容量范圍內(nèi)。 l在控制面，AAL層將信令消息適配成ATM信元，其高層為Q.2931信令協(xié)議，用來在ATM網(wǎng)絡(luò)中建立虛連接。l在用戶面，高層為TCP/IP、FTP協(xié)議數(shù)據(jù)或者STM數(shù)據(jù)信息，AAL層負(fù)責(zé)將

11、他們適配成ATM信元。l在管理面，高層為本地管理接口(LMI)、SNMP、CMIP等網(wǎng)管協(xié)議的管理數(shù)據(jù)，AAL層將它們適配成ATM信元。AAL的業(yè)務(wù)類別和協(xié)議類型的業(yè)務(wù)類別和協(xié)議類型 ITU-T建議書I.362定義了AAL功能的基本概念和分類，其業(yè)務(wù)類別的屬性取決于以下三個(gè)要素：信源和信宿之間要求的定時(shí)關(guān)系；比特率是均勻的還是可變的；連接模式是面向連接的還是非連接的。這三個(gè)要素，每個(gè)要素有兩種選擇，可以形成8類業(yè)務(wù)。但實(shí)際上某些組合是不可能實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)，如速率恒定的、實(shí)時(shí)的、面向非連接的業(yè)務(wù)就是不可能實(shí)現(xiàn)的。ITU-T定義了A、B、C、D四類業(yè)務(wù)如表所示。表表 AAL業(yè)務(wù)屬性分類業(yè)務(wù)屬性分類業(yè)務(wù)

12、類別 屬 性 A 類 B 類 C 類 D 類 信源和信宿之間的定時(shí)關(guān)系 要求 不要求 比特率 均勻 可變 連接方式 面向連接 無連接 ATM 適配層協(xié)議 AAL1 AAL2 AAL3/4 或者 AAL5 AAL3/4 或者 AAL5 A類業(yè)務(wù)：具有恒定的比特率，面向連接的實(shí)時(shí)信息傳遞業(yè)務(wù)。主要用于電路仿真。 B類業(yè)務(wù)：具有可變的比特率，面向連接的實(shí)時(shí)信息傳送業(yè)務(wù)。主要用于可變比特率的話音和視頻傳輸。 C類業(yè)務(wù)：具有可變的比特率，面向連接的非實(shí)時(shí)信息傳送業(yè)務(wù)。主要用于面向連接的數(shù)據(jù)傳輸。 D類業(yè)務(wù)：具有可變的比特率，面向非連接的非實(shí)時(shí)信息傳送業(yè)務(wù)。主要用于面向非連接的數(shù)據(jù)傳輸。 除ITU-T定義

13、的四類業(yè)務(wù)外，“ATM論壇”又提出X類和Y類業(yè)務(wù)。X類業(yè)務(wù)為未指定比特率(UBR)業(yè)務(wù)，Y類業(yè)務(wù)為可用比特率(ABR)業(yè)務(wù)。它們都是比特率可變，面向連接的非實(shí)時(shí)信息傳送業(yè)務(wù)的一部分。 為了支持以上各類業(yè)務(wù)，ITU-T提出了四種AAL協(xié)議類型：AAL1、AAL2、AAL3和AAL4，分別支持A、B、C、D四類業(yè)務(wù)。而“ATM論壇”定義了六種AAL協(xié)議類型，分別記為AAL0AAL5，其中：AAL0表示AAL為空，主要用于信元中繼業(yè)務(wù)，表示信元中繼應(yīng)用與ATM層的信息表示形式之間無須任何適配；AAL5又稱 SEAL(Simple and Efficient Adaptive Layer)，主要用于A

14、TM網(wǎng)上幀中繼業(yè)務(wù)或TCP/IP數(shù)據(jù)報(bào)傳輸，以及其它面向連接的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。 由于AAL3用于幀中繼、TCP/IP等面向連接的數(shù)據(jù)傳輸，AAL4用于支持CLNS(無連接業(yè)務(wù))、SMDS(交換多兆比數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))等無連接的數(shù)據(jù)傳輸，二者惟一的不同體現(xiàn)在對(duì)一個(gè)特定域的使用上，因此一般將AAL3、AAL4融合成一個(gè)綜合協(xié)議類型AAL3/4。而AAL3/4開銷很大，AAL5簡(jiǎn)單高效，所以使AAL3/4更少用于C類業(yè)務(wù)中。l1. 誤碼處理方法，只對(duì)信元頭部進(jìn)行檢錯(cuò)，不檢測(cè)信息域，信元頭部有錯(cuò)而無法糾錯(cuò)時(shí)，則丟棄該信元，沒有反饋重發(fā)措施，信元丟失由高層協(xié)議保障信息可靠傳遞。l2. 信元定界，ATM沒有信元定界

15、包裝符，是借助于信元頭部校驗(yàn)序列HEC通過算法來定界。 定界過程有三種狀態(tài)，搜索狀態(tài)、預(yù)同步態(tài)和同步態(tài)。搜搜索索態(tài)態(tài)逐逐比比特特檢檢查查同同步步態(tài)態(tài)預(yù)預(yù)同同步步態(tài)態(tài)連連續(xù)續(xù)收收到到a a個(gè)個(gè)不不正正確確的的H HE EC C收收到到不不正正確確的的H HE EC C收收到到正正確確的的H HE EC C連連續(xù)續(xù)收收到到b b個(gè)個(gè)正正確確的的H HE EC C圖7.7 信元定界方法l3. 信道填充，為了保證傳輸速率匹配，則當(dāng)無信息要傳送時(shí)須填入空閑信元。l4. 面向連接的工作方式，ATM網(wǎng)絡(luò)是通過呼叫建立虛電路的方式構(gòu)成信息傳送通路，通信中一直采用該虛電路標(biāo)記，直到通信結(jié)束才釋放虛通路。 虛電路

16、，就是將一條物理通道劃分成一定數(shù)量的組/群，稱作虛通路(VP)，再把每個(gè)VP細(xì)分成若干虛信道(VC)，分別用VPI、VCI進(jìn)行標(biāo)記。圖圖7 7. .8 8 V VP PI I與與V VC CI I的的概概念念傳傳輸輸路路徑徑V VP PI IV VP PI IV VP PI IV VP PI IV VP PI IV VP PI IV VC CI IV VC CI IV VC CI Il由多段具有相同VPI的虛通路串聯(lián)而成的虛連接通路稱作VP連接(VPC)。l一條VPC中，由多段具有相同VCI的虛信道串聯(lián)而成的虛連接稱作VC連接(VCC)。圖7.9 虛連接和VC及VP交換V VC C交交換換V

17、VP PI I1 1 V VP PI I1 1V VP P交交換換V VP PI I3 3 V VP PI I2 2 V VP PI I2 2V VP PI I3 3V VP PI I4 4V VP PI I5 5V VC CI I1 1V VC CI I2 2V VC CI I1 1V VC CI I2 2V VC CI I2 2V VC CI I1 1V VC CI I4 4V VC CI I1 1V VC CI I1 1V VC CI I3 3V VC CI I3 3V VC CI I4 4V VC CI I2 2V VC CI I1 1V VP PC CV VP P鏈鏈路路V VP P

18、鏈鏈路路 V VC C交交換換機(jī)機(jī)N NN NI IU UN NI IN NN NI IU UN NI I虛虛信信道道連連接接（V VC CC C）虛虛通通路路連連接接（V VP PC C）V VP PI I1 1V VC CI I1 1V VP PI I2 2V VC CI I4 45 5V VP P交交換換機(jī)機(jī)V VC C交交換換機(jī)機(jī)V VP PI I5 5V VC CI I4 45 5V VP PI I2 20 0V VC CI I3 30 0圖 7.10 VCC和 VPC連 接 過 程 工工 作作 站站主主 計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī)專專 用用U UN NI IP PB BX X專專 用用U U

19、N NI I用用 戶戶 家家 區(qū)區(qū)A AT TM M交交 換換 機(jī)機(jī)專專 用用 U UN NI I專專 用用U UN NI IL LA AN N專專 用用U UN NI IA AT TM M結(jié)結(jié) 點(diǎn)點(diǎn)交交 換換 機(jī)機(jī)公公 共共U UN NI IA AT TM M結(jié)結(jié) 點(diǎn)點(diǎn)交交 換換 機(jī)機(jī)主 計(jì) 算 機(jī)專專 用用 U UN NI I公公 共共 U UN NI I專專 用用 U UN NI I專專 用用 U UN NI I專專 用用 U UN NI IV Vi id de eo o專專 用用 U UN NI I圖 7.11 一 個(gè) 可 能 的 ATM交 換 網(wǎng) 的 拓 撲 結(jié) 構(gòu)V Vi id d

20、e eo o用用 戶戶 家家 區(qū)區(qū) A AT TM M交交 換換 機(jī)機(jī)工工 作作 站站L LA AN NN NN NI IN NN NI IN NN NI IN NN NI IP PB BX X廣廣 域域 網(wǎng)網(wǎng)W WA AN N z zy yx xx xt t信元信元輸入信元流輸入信元流I I1 1I I2 2I IN Nk kk kn nl lj jO O1 1O O2 2O On nm mg g輸出信元流輸出信元流隊(duì)列隊(duì)列輸入輸入信頭信頭輸出輸出信頭信頭信頭、鏈路信頭、鏈路翻譯表翻譯表輸入鏈路輸入鏈路信頭值信頭值輸出鏈路輸出鏈路信頭值信頭值I I1 1x xy yz zO OO OO Os

21、 ss sy yx x1 1n n2 2k km ml lI IN Nx xy ys sO OO OO On nj jg g圖7.12 ATM交換的基本原理g g1 12 2n n l(1)輸入模塊(IM)，接收信元，為信元通過交換單元準(zhǔn)備路由選擇。l(2)輸出模塊(OM)，執(zhí)行信元輸出，插入VPI/VCI、產(chǎn)生HEC、速率匹配、電光轉(zhuǎn)換等。l(3)交換機(jī)構(gòu)(CSF)，選路、信元傳遞和復(fù)用等。l(4)接續(xù)容許控制(CAC)，處理和翻譯信令，決定允許接續(xù)與否。l(5)系統(tǒng)管理(SM)，執(zhí)行管理和通信控制功能，確保交換機(jī)正常有效操作。l7.5.1 共享存儲(chǔ)器型結(jié)構(gòu) 1 1N N1 1N N雙雙口口

22、R RA AM M圖7.14 共享存儲(chǔ)器ATM交換結(jié)構(gòu)復(fù)復(fù)接接分分接接l(1)處理時(shí)間，一個(gè)信元時(shí)隙(2.82us)要識(shí)別N個(gè)入口信元的VPI/VCI，以確定被寫入的單元。l(2)RAM讀寫時(shí)間，N個(gè)速率為V的接口，每個(gè)信元時(shí)間內(nèi)要對(duì)RAM讀寫操作2NV次，32端口時(shí)讀寫時(shí)間為，l(3)存儲(chǔ)容量，采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用，多個(gè)端口經(jīng)某一端口輸出時(shí)，必須對(duì)信元進(jìn)行緩存。ns1.023210520.15516l典型交換機(jī)是日立公司生產(chǎn)的機(jī)型。每個(gè)輸出接口設(shè)有鏈?zhǔn)骄彺鏅C(jī)構(gòu)，如圖7.16。工作原理示于圖7.17。 輸輸出出鏈鏈?zhǔn)绞疥?duì)隊(duì)列列R RA AR RW WA AR R圖7.15 鏈?zhǔn)疥?duì)列輸輸出出鏈鏈?zhǔn)绞疥?duì)隊(duì)

23、列列首首尾尾圖7.16 鏈?zhǔn)疥?duì)列操作空空閑閑地地址址F FI IF FO O首首尾尾 3232P/SP/SP/SP/S分分接接存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器地址鏈地址鏈指針指針復(fù)復(fù)接接HDHDCNVCNVHDHDCNVCNVS/PS/PS/PS/PWARWARWARWARRARRARRARRAR地地址址譯譯碼碼輸輸出出譯譯碼碼輸出計(jì)數(shù)輸出計(jì)數(shù)空閑地址FIFO空閑地址FIFO圖7.17 Hitachi ATM交換機(jī)原理圖323232323232 1 12 2N N串串/ /并并串串/ /并并串串/ /并并時(shí)時(shí)分分總總線線A AF FA AF FA AF FF FI IF FO OF FI IF FO OF FI

24、IF FO O并并/ /串串并并/ /串串并并/ /串串1 12 2N NF FI IF FO O：先先進(jìn)進(jìn)先先出出緩緩存存器器圖7.18 共享總線型ATM交換結(jié)構(gòu)ATOM原理圖l(1) 時(shí)分總線傳送速率是端口速率的N倍，須通過增加線數(shù)來降低總線速率。l(2) 各FIFO獨(dú)立應(yīng)用，為適應(yīng)突發(fā)業(yè)務(wù)同時(shí)集中到某一出口，要求較大的緩存容量。l(3) 各FIFO寫入速度是入端速度的N倍，要與總線速率匹配，須保證每個(gè)信元都能存入緩存中。 ILFILFILFILFOLFOLFOLFOLFN NN NM MM MOLFOLFOLFOLFN NN NN NN NN NN NM MM MN NM MN NILF

25、ILFILFILF圖7.19 多級(jí)互連的ATOM交換機(jī) 1 12 2N N串串/ /并并串串/ /并并串串/ /并并時(shí)時(shí)分分總總線線A AF FA AF FA AF F廣廣播播通通道道控控制制表表開開關(guān)關(guān)開開關(guān)關(guān)開開關(guān)關(guān)F FI IF FO OF FI IF FO OF FI IF FO O并并/ /串串并并/ /串串并并/ /串串1 12N圖7.20 ATOM的同播功能 0 01 12 23 34 45 56 67 7入入端端0 01 12 23 34 45 56 67 7出出端端圖7.23 8X8BENES多級(jí)折疊網(wǎng)絡(luò)l7.6.1 輸入模塊l輸入模塊是ATM交換機(jī)的接入口，完成UNI和NN

26、I功能，即物理層和ATM層功能，由六個(gè)功能模塊組成。ATM/ATM/SDHSDHSDH功能SDH功能信元定界信元定界和HEC和HECUPC/NPCUPC/NPCIM-SMIM-SMIM-CACIM-CAC管理信元管理信元信令信元信令信元信元處理信元處理內(nèi)部?jī)?nèi)部信元流信元流圖7.24 輸入模塊功能結(jié)構(gòu)和信元流SMSMCACCACl1. SDH功能，物理媒體子層處理，完成在光纖傳輸環(huán)境下物理層的媒體傳送適配功能、光電轉(zhuǎn)換、線路解碼和比特定時(shí)恢復(fù)等。l2. 信元定界和HEC功能，傳輸匯聚子層處理，利用HEC完成ATM信元定界和提取，對(duì)信元頭校驗(yàn)，剔除污損信元和空信元。l3. UPC/NPC功能，AT

27、M層處理，完成用戶用法參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)控制功能，對(duì)業(yè)務(wù)流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，對(duì)信元計(jì)數(shù)以提供計(jì)費(fèi)參考，非一致信元計(jì)數(shù)以提供系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)參考。 CAC或IM-CACCAC或IM-CACUPC/NPCUPC/NPC數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫信信元元信頭內(nèi)容信頭內(nèi)容檢查檢查GCRA(1/Rp,0)GCRA(1/Rp,0)GCRA(1/Rs,0)GCRA(1/Rs,0)業(yè)務(wù)配置業(yè)務(wù)配置UPC/NPC機(jī)制UPC/NPC機(jī)制信頭差錯(cuò)信頭差錯(cuò)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)非一致性非一致性信元計(jì)數(shù)信元計(jì)數(shù)SM或IM-SMSM或IM-SM信信元元SM: System Management 系統(tǒng)管理SM: System Management 系統(tǒng)管理I

28、M-SM: Input Module-System Management 輸入模塊系統(tǒng)管理IM-SM: Input Module-System Management 輸入模塊系統(tǒng)管理CAC: Connection Admission Control 接續(xù)容許控制CAC: Connection Admission Control 接續(xù)容許控制IM-CAC: Input Module-Connection Admission Control 輸入模塊接續(xù)容許控制IM-CAC: Input Module-Connection Admission Control 輸入模塊接續(xù)容許控制GCRA: Gen

29、eric Cell Rate Algorithm 通用信元率算法GCRA: Generic Cell Rate Algorithm 通用信元率算法圖7.25 UPC/NPC功能圖l4. 信元處理功能，完成信元分類和分流傳送功能。l信令信元送往CAC或IM-CAC處理；l管理信元送往SM或IM-SM處理；l用戶數(shù)據(jù)信息信元，對(duì)信頭標(biāo)識(shí)進(jìn)行翻譯，插入信元選路標(biāo)簽后送往交換機(jī)構(gòu)，完成信元交換。 圖7.26 信元處理模塊功能組成CAC或CAC或IM-CACIM-CACSM或SM或IM-SMIM-SM信令信元信令信元管理信元管理信元信元信元信令信元信令信元篩選篩選管理信元管理信元篩選篩選信頭標(biāo)識(shí)信頭標(biāo)識(shí)

30、翻譯翻譯信元信元VP/VCVP/VC數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫l5. 輸入模塊接續(xù)允許控制(IM-CAC)功能，l執(zhí)行信令信元的ATM層適配功能；l處理高層信令信息和資源分配功能。 圖7.27 CAC功能分散到每個(gè)輸入和輸出模塊中的結(jié)構(gòu)C CS SF F信信元元交交換換機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)C CA AC CS SM MO OM MO OM M- -C CA AC CO OM MO OM M- -C CA AC CI IM M I IM M- -C CA AC CI IM MI IM M- -C CA AC CC CA AC CI IM MI IM M- -C CA AC CI IM MI IM M- -C CA AC

31、CA AT TM M/ /S SD DH HA AT TM M/ /S SD DH Hl6. 輸入模塊系統(tǒng)管理(IM-SM)，負(fù)責(zé)控制和管理功能，確保ATM交換機(jī)的正確有效操作，包括性能、故障、配置、安全、計(jì)費(fèi)和業(yè)務(wù)流量管理等，也支持交換機(jī)和用戶間的網(wǎng)絡(luò)管理功能。O OS S或或 T TM MN NO OS S或或 T TM MN NC CA AC CS SM MO OM MO OM MI IM MI IM MA AT TM M/ /S SD DH HA AT TM M/ /S SD DH HA AT TM M/ /S SD DH HA AT TM M/ /S SD DH HC CA AC C

32、S SM MI IM MO OM MI IM MO OM M信信 元元 交交換換 機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu)信信 元元 交交換換 機(jī)機(jī) 構(gòu)構(gòu)(a) 通 過 信 元 交 換 處 理(b) 不 通 過 信 元 交 換 處 理圖 7.28 集 中 式 系 統(tǒng) 管 理 功 能 組 織 結(jié) 構(gòu) 圖 7.29 CAC和 SM功 能 分 散 到 每 個(gè) 輸 入 和 輸 出 模 塊 中 的 結(jié) 構(gòu)C CS SF F信信元元交交換換機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)C CA AC CS SM MO OM MO OM M- -C CA AC CO OM M- -S SM MO OM MO OM M- -C CA AC CO OM M- -S SM MI

33、IM M I IM M- -C CA AC CI IM M- -S SM MI IM MI IM M- -S SM MI IM M- -C CA AC CC CA AC CI IM M I IM M- -C CA AC CI IM M- -S SM MI IM M I IM M- -C CA AC CI IM M- -S SM Ml實(shí)現(xiàn)呼出業(yè)務(wù)流在輸出鏈路上的物理傳輸，支持B-ISDN的用戶網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口，將呼出業(yè)務(wù)流的ATM信元映射到SDH上。S SM MC CA AC CO OM M- -S SM MO OM M- -C CA AC C信信元元A AT TM M/ /S SD DH

34、 H信信元元處處理理傳傳輸輸會(huì)會(huì)聚聚S SD DH H功功能能圖7.30 輸出模塊功能和信元流l1. 物理層功能H HE EC C產(chǎn)產(chǎn)生生信信元元編編碼碼信信元元映映射射和和信信元元速速率率匹匹配配圖7.31 傳輸會(huì)聚功能流圖S SM M或或O OM M- -S SM MS SD DH H附附加加位位產(chǎn)產(chǎn)生生S SD DH H信信息息幀幀創(chuàng)創(chuàng)建建信信息息域域配配置置線線路路編編碼碼比比特特定定時(shí)時(shí)光光電電轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換A AT TM M/ /S SD DH H圖7.32 SDH功能模塊l2. ATM層功能l去除內(nèi)部交換處理所設(shè)置的內(nèi)部標(biāo)簽；l按照標(biāo)簽指示利用VP/VC數(shù)據(jù)庫中的接續(xù)信息完成VPI/V

35、CI翻譯；l接納控制信元、管理信元和用戶數(shù)據(jù)信元合路復(fù)用。l系統(tǒng)內(nèi)部性能監(jiān)測(cè)、測(cè)量交換延遲及差錯(cuò)等。 管理信管理信元元信令信信令信元元管理信元管理信元插入插入信令信元信令信元插入插入內(nèi)部信息內(nèi)部信息處理處理信元信元SM或SM或OM-SMOM-SMCAC或CAC或OM-CACOM-CAC用戶信元用戶信元管理信元管理信元信令信元信令信元VP/VCVP/VC數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫圖7.33 信元處理功能l3. 輸出模塊接續(xù)允許控制(OM-CAC)lCAC集中處理時(shí)該模塊無用，當(dāng)采用分散處理方式時(shí)，可以將部分CAC功能分散到輸出模塊上完成。l4. 輸出模塊系統(tǒng)管理(OM-SM)l和OM-CAC一樣，集中處理時(shí)無

36、用，分散方式時(shí)可將部分SM功能分散到輸出模塊上完成。l7.7.1 ATM請(qǐng)求式連接lATM是面向連接的信息傳送交換模式，一個(gè)用戶通過ATM網(wǎng)絡(luò)和另一用戶通信，必須有請(qǐng)求建立連接和通信結(jié)束釋放連接的過程，該過程操作程序稱作Q.2931規(guī)范。lATM請(qǐng)求連接的能力有14種，包括請(qǐng)求連接、點(diǎn)到多點(diǎn)連接、對(duì)稱或不對(duì)稱帶寬請(qǐng)求、單連接呼叫、QoS協(xié)商、用戶注冊(cè)過程等。lATM尋址是根據(jù)OSI網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)接入點(diǎn)(NSAP)建立的，在ISO 8348和ITU-T 的X.213附錄A中對(duì)其進(jìn)行了定義。lATM地址格式由四部分組成：l(1) 起始域部分(IDP)，包括授權(quán)格式(AFI)和起始域標(biāo)識(shí)符(IDI)。AF

37、I用來標(biāo)識(shí)是DCC ATM、ICD ATM還是E.164格式，IDI是國家代碼數(shù)據(jù)、國際碼指示。 D DS SP PI ID DP PH HO O- -D DS SP PE ES SI IS SE EL LA AF FI I= =3 39 9A AF FI I= =4 47 7H HO O- -D DS SP PE ES SI IS SE EL LA AF FI II ID DI ID Da at ta a c co ou ut tr ry y c co od de e ( (D DC CC C) )I In nt te er rn na at ti io on na al l c co od

38、 de e d de es si ig gn na at to or r( (I IC CD D) )D DC CC C A AT TM M 格格式式I IC CD D A AT TM M 格格式式( (a a) ) D DC CC C和和I IC CD D地地址址格格式式1 1字字節(jié)節(jié)2 2字字節(jié)節(jié)1 10 0字字節(jié)節(jié)6 6字字節(jié)節(jié)1 1字字節(jié)節(jié)D DS SP PI ID DP PA AF FI II ID DI IH HO O- -D DS SP PE ES SI IS SE EL LA AF FI I= =4 45 5E E. .1 16 64 4地地址址E E. .1 16 64 4

39、A AT TM M格格式式( (b b) ) E E. .1 16 64 4地地址址格格式式圖7.34 OSI/ATM地址格式1 1字字節(jié)節(jié)8 8字字節(jié)節(jié)4 4字字節(jié)節(jié)6 6字字節(jié)節(jié)1 1字字節(jié)節(jié)l(2) 高層域指定部分(HO-DSP)，通過IDP授權(quán)進(jìn)行建立，具有地址擴(kuò)展意義。l(3) 端系統(tǒng)標(biāo)識(shí)符(ESI)，指明一個(gè)終端系統(tǒng)。l(4) 選擇器(SEL)，接收該業(yè)務(wù)流的用戶機(jī)中的高層協(xié)議實(shí)體。 ATM網(wǎng)絡(luò)ATM網(wǎng)絡(luò)用戶用戶用戶用戶UNIUNI C Co ol ld dS St ta ar rt tT Tr ra ap p初始化過程初始化過程G Ge et tN Ne ex xt tR Re

40、eq qu ue es st tG Ge et tN Ne ex xt tR Re es sp po on ns se e詢問地址詢問地址返回地址返回地址S Se et t R Re eq qu ue es st tR Re es sp po on ns se e給出地址、地址前綴，給出地址、地址前綴，等等接受它們接受它們注意：類似的動(dòng)作可能出現(xiàn)在相反方向注意：類似的動(dòng)作可能出現(xiàn)在相反方向圖7.35 地址登記 表7-7 ATM連接控制消息表7-7 ATM連接控制消息消息消息功能功能呼叫建立呼叫建立SETUPSETUPCALL PROCEEDINGCALL PROCEEDINGCONNECTCO

41、NNECTCONNECT ACKNOWLEDGECONNECT ACKNOWLEDGE起始呼叫建立起始呼叫建立 呼叫建立已經(jīng)開始 呼叫建立已經(jīng)開始呼叫已被接受呼叫已被接受 呼叫接受已被證實(shí) 呼叫接受已被證實(shí)呼叫清除呼叫清除RELEASERELEASERELEASE COMPLETERELEASE COMPLETE起始呼叫清除起始呼叫清除呼叫已被清除呼叫已被清除雜項(xiàng)雜項(xiàng)STATUS ENQUIRY (SE)STATUS ENQUIRY (SE)STATUS (S)STATUS (S)發(fā)出狀態(tài)查詢請(qǐng)求發(fā)出狀態(tài)查詢請(qǐng)求對(duì)SE發(fā)出響應(yīng)或報(bào)告出錯(cuò)對(duì)SE發(fā)出響應(yīng)或報(bào)告出錯(cuò)全局呼叫參考全局呼叫參考RESTA

42、RTRESTARTRESTART ACKNOWLEDGERESTART ACKNOWLEDGE 再起動(dòng)所有VC 再起動(dòng)所有VC證實(shí)再起動(dòng)證實(shí)再起動(dòng)點(diǎn)到多點(diǎn)操作點(diǎn)到多點(diǎn)操作ADD PARTYADD PARTYADD PARTY ACKNOWLEDGEADD PARTY ACKNOWLEDGEADD PARTY REJECTADD PARTY REJECTDROP PARTYDROP PARTYDROP PARTY ACKNOWLEDGEDROP PARTY ACKNOWLEDGE加入多方加入多方加入多方被證實(shí)加入多方被證實(shí)加入多方被拒絕加入多方被拒絕退出多方退出多方退出多方被證實(shí)退出多方被證實(shí)

43、ATMATM網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)用戶用戶用戶用戶S SE ET TU UP PS SE ET TU UP PC CA AL LL L P PR RO OC CC CA AL LL L P PR RO OC CC CO ON NN NE EC CT TC CO ON NN NE EC CT TC CO ON NN N A AC CK KC CO ON NN N A AC CK K圖7.36 連接建立過程呼叫參考呼叫參考地址地址業(yè)務(wù)特性業(yè)務(wù)特性QOSQOS呼叫參考呼叫參考VPI/VCIVPI/VCI分配資源分配資源通路查找通路查找構(gòu)筑VC表構(gòu)筑VC表呼叫參考呼叫參考地址地址業(yè)務(wù)特性業(yè)務(wù)特性QOSQOSVPI/

44、VCIVPI/VCI呼叫參考呼叫參考呼叫參考呼叫參考呼叫參考呼叫參考呼叫參考呼叫參考呼叫參考呼叫參考完成VC創(chuàng)完成VC創(chuàng)建建 A AT TM M網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò) A AU UN NI IU UN NI I用用戶戶用用戶戶R RE EL LE EA AS SE ER RE EL LE EA AS SE ER RE EL LE EA AS SE EC CO OM MP PL LE ET TE ER RE EL LE EA AS SE EC CO OM MP PL LE ET TE E呼呼叫叫參參考考原原因因呼呼叫叫參參考考原原因因呼呼叫叫參參考考原原因因呼呼叫叫參參考考原原因因圖7.37 連接釋放過程 表

45、表7 7- -8 8 在在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)側(cè)側(cè)的的定定時(shí)時(shí)器器定定時(shí)時(shí)器器編編號(hào)號(hào)開開始始原原因因正正常常停停止止T T3 30 01 1 該該實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)協(xié)協(xié)議議中中不不提提供供T T3 30 03 3 S SE ET TU UP P發(fā)發(fā)送送 收收到到C CO ON NN NE EC CT T、C CA AL LL L P PR RO OC CE EE ED DI IN NG G、 或或R RE EL LE EA AS SE E C CO OM MP PL LE ET TE ET T3 30 08 8 R RE EL LE EA AS SE E發(fā)發(fā)送送 收收到到R RE EL LE EA AS SE E

46、 C CO OM MP PL LE ET TE E或或R RE EL LE EA AS SE ET T3 30 09 9 S SA AA AL L斷斷開開 S SA AA AL L又又被被連連接接T T3 31 10 0T T3 31 16 6T T3 31 17 7T T3 32 22 2T T3 39 98 8T T3 39 99 9C CA AL LL L P PR RO OC CE EE ED DI IN NG G被被收收R RE ES ST TA AR RT T發(fā)發(fā)送送R RE ES ST TA AR RT T被被收收S ST TA AT TU US S E EN NQ QU UI

47、IR RY Y發(fā)發(fā)送送D DR RO OP P P PA AR RT TY Y發(fā)發(fā)送送A AD DD D P PA AR RT TY Y發(fā)發(fā)送送收收到到C CO ON NN NE EC CT T或或R RE EL LE EA AS SE E收收到到R RE ES ST TA AR RT T A AC CK KN NO OW WL LE ED DG GE E內(nèi)內(nèi)部部清清除除呼呼叫叫參參考考收收到到S ST TA AT TU US S、R RE EL LE EA AS SE E、 或或R RE EL LE EA AS SE E C CO OM MP PL LE ET TE E收收到到D DR RO

48、 OP P P PA AR RT TY Y A AC CK KN NO OW WL LE ED DG GE E 或或R RE EL LE EA AS SE E收收到到D DR RO OP P P PA AR RT TY YA AC CK KN NO OW WL LE ED DG GE E、A AD DD D P PA AR RT TY Y R RE EJ JE EC CT T、或或R RE EL LE EA AS SE E 表表7 7- -9 9 在在用用戶戶側(cè)側(cè)的的定定時(shí)時(shí)器器定定時(shí)時(shí)器器編編號(hào)號(hào)開開始始原原因因正正常常停停止止T T3 30 03 3 S SE ET TU UP P發(fā)發(fā)送送 收收到到C CO ON NN NE EC