ＡＴＭ技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

1、技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc226812877 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 PAGEREF _Toc226812877 h 1 HYPERLINK l _Toc226812878 一：ATM技術(shù)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc226812878 h 1 HYPERLINK l _Toc226812879 二：技術(shù)的發(fā)展和一些應(yīng)用 PAGEREF _Toc226812879 h 2 HYPERLINK l _Toc226812880 1. 存在的問題 PAGEREF _Toc226812880 h 2 HYPERLINK l _Toc226812881

2、2與技術(shù)的結(jié)合 PAGEREF _Toc226812881 h 2 HYPERLINK l _Toc226812882 3幀中繼業(yè)務(wù)中引技入術(shù) PAGEREF _Toc226812882 h 3 HYPERLINK l _Toc226812883 4與寬帶網(wǎng)的互通 PAGEREF _Toc226812883 h 4 HYPERLINK l _Toc226812884 5綜合接入與交換系統(tǒng) PAGEREF _Toc226812884 h 5 HYPERLINK l _Toc226812885 三：結(jié)束語 PAGEREF _Toc226812885 h 6郭元敏制作一：ATM技術(shù)簡(jiǎn)介ATM技術(shù)(A

3、synchronous Transfer Mode)顧名思義就是異步傳輸模式, 就是國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-T制定的標(biāo)準(zhǔn),實(shí)際上在年代中期，人們就已經(jīng)開始進(jìn)行快速分組交換的實(shí)驗(yàn)，建立了多種命名不相同的模型，歐洲重在圖像通信把相應(yīng)的技術(shù)稱為異步時(shí)分復(fù)用（ATD）美國(guó)重在高速數(shù)據(jù)通信把相應(yīng)的技術(shù)稱為快速分組交換（FPS）,國(guó)際電聯(lián)經(jīng)過協(xié)調(diào)研究，于1988年正式命名為Asynchronous Transfer Mode(ATM) 技術(shù)，推薦其為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)B-ISDN的信息傳輸模式。ATM是一種傳輸模式，在這一模式中，信息被組織成信元，因包含來自某用戶信息的各個(gè)信元不需要周期性出現(xiàn)，這種傳輸模式是

4、異步的。促進(jìn)ATM技術(shù)發(fā)展的因素主要有：用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬與對(duì)帶寬高效、動(dòng)態(tài)分配需求的不斷增長(zhǎng)；用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)應(yīng)用需求的提高；網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與組建進(jìn)一步走向標(biāo)準(zhǔn)化的需要。但是，關(guān)鍵還是在于ATM技術(shù)能保證用戶對(duì)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的質(zhì)量QoS（Quality of Service）的需求。目前的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已不限于傳統(tǒng)的語言通信與基于文本的數(shù)據(jù)傳輸。在多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中需要同時(shí)傳輸語音、數(shù)字、文字、圖形與視頻信息等多種類型的數(shù)據(jù)，并且不同類型的數(shù)據(jù)對(duì)傳輸?shù)姆?wù)要求不同，隊(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求也越來越高。這種應(yīng)用將會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)突發(fā)性的通信量，而不同類型的數(shù)據(jù)混合使用時(shí)，各類數(shù)據(jù)的服務(wù)質(zhì)量QoS是不相同的。多媒體網(wǎng)路應(yīng)用

5、及實(shí)時(shí)通信要求網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母咚俾逝c低延遲，而ATM技術(shù)能滿足此類應(yīng)用的要求。目前存在的傳統(tǒng)的線路交換與分組交換都很難勝任這種綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要。線路交換方式的實(shí)時(shí)性好，分組交換方式的靈活性好，而ATM技術(shù)正是實(shí)現(xiàn)了這兩種方式的結(jié)合，他能符合B-ISDN的需求，因此B-ISDN選擇了ATM作為它的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。ATM信元是固定長(zhǎng)度的分組，共有個(gè)字節(jié)，分為個(gè)部分。前面?zhèn)€字節(jié)為信頭，主要完成尋址的功能；后面的個(gè)字節(jié)為信息段，用來裝載來自不同用戶，不同業(yè)務(wù)的信息。話音，數(shù)據(jù)，圖像等所有的數(shù)字信息都要經(jīng)過切割，封裝成統(tǒng)一格式的信元在網(wǎng)中傳遞，并在接收端恢復(fù)成所需格式。由于ATM技術(shù)簡(jiǎn)化了交換過程，去除了不

6、必要的數(shù)據(jù)校驗(yàn)，采用易于處理的固定信元格式，所以ATM交換速率大大高于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)，如X.25，DDN,幀中繼等。另外，對(duì)于如此高速的數(shù)據(jù)網(wǎng)，ATM網(wǎng)絡(luò)采用了一些有效的業(yè)務(wù)流量監(jiān)控機(jī)制，對(duì)網(wǎng)上用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，把網(wǎng)絡(luò)擁塞發(fā)生的可能性降到最小。對(duì)不同業(yè)務(wù)賦予不同的特權(quán)，如語音的實(shí)時(shí)性特權(quán)最高，一般數(shù)據(jù)文件傳輸?shù)恼_性特權(quán)最高，網(wǎng)絡(luò)對(duì)不同業(yè)務(wù)分配不同的網(wǎng)絡(luò)資源，這樣不同的業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中才能做到和平共處。二：技術(shù)的發(fā)展和一些應(yīng)用1. 存在的問題為了推動(dòng)以技術(shù)為基礎(chǔ)的的發(fā)展，在年代中期開始制訂有關(guān)的規(guī)范，目前已為及研究制訂了大體完善的建議，內(nèi)容涉及網(wǎng)絡(luò)總體、性能、網(wǎng)絡(luò)互通、資源管理、信令、網(wǎng)絡(luò)接口（

7、）、適配等各個(gè)方面。同時(shí)，和 論壇不斷對(duì)公眾和專用寬帶進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。利用這些建議和標(biāo)準(zhǔn)，供應(yīng)商已能夠在這些接口上實(shí)現(xiàn)互通，服務(wù)提供者可以開始提供高速數(shù)據(jù)和類似專用線路的傳輸業(yè)務(wù)。尚需標(biāo)準(zhǔn)化的是為支持交換式多媒體業(yè)務(wù)環(huán)境的信令、高層應(yīng)用協(xié)議和更為先進(jìn)的操作、網(wǎng)管能力。圍繞著建設(shè)，世界各國(guó)對(duì)進(jìn)行了內(nèi)容廣泛的研究和試驗(yàn)。目前，技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用化階段，商用化產(chǎn)品大量出現(xiàn)，很多國(guó)家已建設(shè)了骨干網(wǎng)絡(luò)，并提供多種高速、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。的應(yīng)用同時(shí)也進(jìn)入到局域網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。但是，以為基礎(chǔ)的-的建設(shè)還處于初級(jí)階段，各國(guó)的發(fā)展也不平衡。除政策原因外，還存在技術(shù)原因：（）技術(shù)還無法經(jīng)濟(jì)地支持話音等低速率業(yè)

8、務(wù)。人們期望技術(shù)能夠同時(shí)支持話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但不夠靈活的適配方式以及由網(wǎng)引入的相對(duì)較大的時(shí)延使得對(duì)話音業(yè)務(wù)的支持不能令人滿意。（）盡管技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)基本齊備，但部分技術(shù)內(nèi)容仍不完善，限制了網(wǎng)絡(luò)作為整個(gè)主干網(wǎng)絡(luò)為用戶提供端到端可保證和靈活業(yè)務(wù)的能力，特別是在網(wǎng)絡(luò)管理、業(yè)務(wù)量控制及對(duì)無連接數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持等方面還需做大量工作。（）的統(tǒng)計(jì)復(fù)用特性使業(yè)務(wù)量特性變化繁多，基于業(yè)務(wù)量統(tǒng)計(jì)特性的控制也就變得愈發(fā)復(fù)雜，因此的流量和擁塞控制仍然存在很多問題。（）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使技術(shù)受到了來自其它技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，如千兆比以太網(wǎng)的出現(xiàn)使技術(shù)更難在局域網(wǎng)范圍內(nèi)得到采用。目前還沒有針對(duì)于的“致命應(yīng)用”。針對(duì)這些問題，致力于的

9、研究者們已經(jīng)開展了很多工作，也提出了一些解決方案。這些努力包括：簡(jiǎn)化信令和網(wǎng)絡(luò)控制；提出新的適配方式；將技術(shù)與、智能網(wǎng)（）、網(wǎng)管相結(jié)合，以靈活提供各種業(yè)務(wù)。這些研究成果不僅拓寬了技術(shù)在寬帶通信及互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，也使該技術(shù)能夠在窄帶業(yè)務(wù)（幀中繼、-等）領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。2與技術(shù)的結(jié)合以為基礎(chǔ)的的發(fā)展出乎許多人的預(yù)料，短短幾年內(nèi)已迅速席卷了全球，對(duì)傳統(tǒng)的電信運(yùn)營(yíng)形成了巨大的沖擊，同時(shí)引發(fā)了一場(chǎng)關(guān)于未來信息高速公路是以為基礎(chǔ)還是以為基礎(chǔ)的爭(zhēng)論。計(jì)算機(jī)業(yè)界一致看好-。但無論如何，原本是為了把已存在的眾多局域網(wǎng)絡(luò)連接成一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)。隨著網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍不斷擴(kuò)大、網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)類型不斷增加以及網(wǎng)絡(luò)用戶的增長(zhǎng)，-中

10、必然會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞、帶寬資源緊張和用戶質(zhì)量下降等問題，因此網(wǎng)絡(luò)終究要實(shí)現(xiàn)寬帶化。要使用公共通信網(wǎng)資源，僅僅依靠協(xié)議并不能解決傳輸寬帶化的問題，還要解決怎樣利用新的傳輸設(shè)備來提供高帶寬。技術(shù)的出現(xiàn)為所面臨的問題提供了解決方案。技術(shù)只有與技術(shù)相結(jié)合才可能在上提供大范圍的寬帶業(yè)務(wù)。目前，電信和業(yè)界都已認(rèn)定未來的寬帶骨干網(wǎng)應(yīng)基于技術(shù)。國(guó)外一些大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)正在研究下一代（）。在總體結(jié)構(gòu)中，和作為骨干技術(shù)用于連接各個(gè)千兆比接納點(diǎn)。利用構(gòu)造寬帶的骨干網(wǎng)，不僅可解決骨干網(wǎng)的帶寬問題，也為其提供高的業(yè)務(wù)奠定了基礎(chǔ)。盡管受到其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，許多人仍認(rèn)為不僅是電信網(wǎng)也是骨干網(wǎng)的最終解決方案。目前，在寬帶計(jì)算機(jī)

11、通信領(lǐng)域中與技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)主要是千兆比以太網(wǎng)（）。由于其對(duì)原有局域網(wǎng)技術(shù)的兼容性，用戶可以很低投入獲得網(wǎng)絡(luò)性能的大幅提高，這使其在寬帶局域網(wǎng)互聯(lián)中被廣泛采用，許多對(duì)要求不高的城域網(wǎng)及企業(yè)網(wǎng)也開始采用千兆比以太網(wǎng)技術(shù)。但作為一種信息傳遞技術(shù)，的性能顯然優(yōu)于千兆比以太網(wǎng)，它具有無限縮放性，可用于局域、城域直到廣域網(wǎng)環(huán)境，并且由于擁有保證，可以說幾乎是未來多媒體業(yè)務(wù)的唯一選擇。技術(shù)與技術(shù)的結(jié)合存在許多困難，其中關(guān)鍵問題是地址解析和。與的差別是有目共睹的，是面向連接，有自己的信令、選路規(guī)程和地址結(jié)構(gòu)；是面向無連接的，也有其特有的尋址方式和選路功能。與技術(shù)的結(jié)合實(shí)際上就是如何在上承載分組的問題。目前與結(jié)

12、合的技術(shù)根據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送分組的不同方式可分為兩類：重疊模型和集成模型。重疊模型中，協(xié)議在上運(yùn)行，需要定義兩套地址結(jié)構(gòu)及路由協(xié)議，端系統(tǒng)除需分配地址外，還需分配地址，同時(shí)也需要兩套維護(hù)和管理功能。屬于重疊模型的技術(shù)主要包括定義的上的傳統(tǒng)（）及 定義的局域網(wǎng)仿真（）和上的多協(xié)議（）。重疊模型使用的信令標(biāo)準(zhǔn)，可與業(yè)務(wù)兼容，在技術(shù)上較為成熟，標(biāo)準(zhǔn)化方面比較完善，和都有成熟的產(chǎn)品和應(yīng)用。但是重疊模型基本上是協(xié)議在環(huán)境下的暫時(shí)解決方案。由于地址和路由功能的重復(fù)，傳送分組的效率較低；集成模型中，端系統(tǒng)僅需標(biāo)識(shí)地址，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)采用選路，不再需要的地址解析過程，因此集成模型傳送分組的效率較高。但是其與標(biāo)準(zhǔn)的融合及

13、對(duì)的支持比較困難。采用集成模型的技術(shù)包括提出的交換和標(biāo)記交換、 提出的集成專用網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口（）等。近來由提出的多協(xié)議標(biāo)簽交換（）比較引人關(guān)注。也屬于集成模型，它基于標(biāo)簽交換的機(jī)制在層上直接承載業(yè)務(wù)，提高了業(yè)務(wù)性能和網(wǎng)絡(luò)效率。3幀中繼業(yè)務(wù)中引技入術(shù)幀中繼（）是基于分組復(fù)用方案的技術(shù)，可在一條物理鏈路上建立多條虛通路。自年代初引入以來，幀中繼在專用網(wǎng)中得到了迅速發(fā)展，成為新的業(yè)務(wù)流量源。目前，很多用戶基地設(shè)備（）供應(yīng)商開始支持幀中繼。這種新業(yè)務(wù)的迅速增長(zhǎng)需要網(wǎng)絡(luò)容量的更新，并使其有可能引入等新技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)可用來連接幀中繼網(wǎng)絡(luò)，使各個(gè)站點(diǎn)間能夠通信。骨干網(wǎng)不僅可以用于傳輸幀中繼業(yè)務(wù)流，而且也為幀中繼網(wǎng)

14、之間的互通提供了一種簡(jiǎn)潔的方式。幀中繼業(yè)務(wù)中引入技術(shù)需要實(shí)現(xiàn)幀中繼承載業(yè)務(wù)與類面向連接的可變比特率（）業(yè)務(wù)之間的互通，也就是幀中繼邏輯連接與虛通路之間進(jìn)行映射。圖給出了一個(gè)幀中繼和永久虛電路（）業(yè)務(wù)互通的實(shí)現(xiàn)方案的參考模型。其中，互通單元（）是幀中繼交換機(jī)或復(fù)用器，在幀中繼執(zhí)行互通的功能；用于幀中繼和之間的互通；幀中繼業(yè)務(wù)特定會(huì)聚子層（）支持的公共部分會(huì)聚子層拆裝子層（）。的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（）與的幀結(jié)構(gòu)兼容。幀中繼連接復(fù)用到連接存在兩種方式：（）復(fù)用方式，即多個(gè)邏輯連接復(fù)用到一個(gè)邏輯連接中。用數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)（）提供復(fù)用。這種方式適用于在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間基于的支持網(wǎng)上傳輸業(yè)務(wù)流，但需在流量管理和鏈路管

15、理上做進(jìn)一步的工作。（）非復(fù)用方式，即每一個(gè)邏輯連接對(duì)應(yīng)于一個(gè)通路。鏈路由信頭的確認(rèn)。此方式可用于和信元中繼端點(diǎn)的互通，或者接口直接與骨干網(wǎng)交換機(jī)互通。非復(fù)用方式的方向上，中直接對(duì)應(yīng)于的段。幀可丟失指示（）、命令響應(yīng)指示（）及前向顯示擁塞比特（）等同地從頭中映射到頭中。比特的狀態(tài)由傳到層，對(duì)信元中信元丟失優(yōu)先級(jí)（）進(jìn)行設(shè)置。在協(xié)議中還規(guī)定了當(dāng)網(wǎng)中發(fā)生擁塞時(shí)如何設(shè)置的后向顯示擁塞比特（）。在方向，頭中根據(jù)的確定適當(dāng)?shù)臄?shù)值。此外，頭中的比特根據(jù) 比特或 指示擁塞被設(shè)置。的、和比特直接映射到頭中。和支撐網(wǎng)必需支持在業(yè)務(wù)中所采取的流量管理和擁塞控制過程。幀中繼業(yè)務(wù)的流量管理基于用戶提交的信息速率和突發(fā)

16、尺寸。端到端連接（）的本地管理狀態(tài)信息必須被保存，并應(yīng)用中間本地管理接口協(xié)議，通過接口進(jìn)行傳送。4與寬帶網(wǎng)的互通技術(shù)能夠在單一網(wǎng)絡(luò)上真正實(shí)現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)和視頻等業(yè)務(wù)的綜合，滿足各類業(yè)務(wù)和不同帶寬的要求。提供基于的窄帶業(yè)務(wù)（）應(yīng)是的一項(xiàng)基本能力。但是目前應(yīng)用技術(shù)的研究主要偏重在寬帶領(lǐng)域，而對(duì)實(shí)現(xiàn)話音通信技術(shù)的研究比較薄弱。特別是發(fā)達(dá)國(guó)家的電話網(wǎng)已基本飽和，其對(duì)網(wǎng)提供話音業(yè)務(wù)的研究并不積極。在中國(guó)，高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)的發(fā)展很不平衡，干線網(wǎng)和許多省市都建成了寬帶網(wǎng)，但數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量不飽和，而電話業(yè)務(wù)仍然在快速增長(zhǎng)。考慮到技術(shù)更新?lián)Q代的速度越來越快，應(yīng)該在電話網(wǎng)中盡量采用新技術(shù)，因此國(guó)內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)

17、和廠商都在研究如何用技術(shù)傳送窄帶業(yè)務(wù)。與網(wǎng)間實(shí)現(xiàn)互通，應(yīng)分為兩個(gè)階段，即網(wǎng)絡(luò)互通和更進(jìn)一步的業(yè)務(wù)互通。網(wǎng)絡(luò)互通主要實(shí)現(xiàn)在寬帶網(wǎng)絡(luò)上提供對(duì)現(xiàn)行窄帶網(wǎng)業(yè)務(wù)的支持；而業(yè)務(wù)互通則實(shí)現(xiàn)寬帶網(wǎng)業(yè)務(wù)和現(xiàn)行窄帶網(wǎng)業(yè)務(wù)間的互通。制定的建議已經(jīng)給出了類互通的情況?，F(xiàn)階段通常采用網(wǎng)絡(luò)互通方式，即采用窄帶與寬帶互通單元（）來實(shí)現(xiàn)電話網(wǎng)與網(wǎng)溝通，用寬帶網(wǎng)來提供大容量的話音通道。要實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)的互通，首先要解決的關(guān)鍵技術(shù)是低時(shí)延、高效率的話音適配方法。的話音及話帶業(yè)務(wù)是對(duì)時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)十分敏感的固定比特率（）業(yè)務(wù)。而適配時(shí)延是影響話音在網(wǎng)中整個(gè)傳輸時(shí)延的最主要的因素。采用傳統(tǒng)的適配方法無法滿足話音業(yè)務(wù)對(duì)傳輸時(shí)延的要求。為此一

18、些新的低時(shí)延適配方法被提出來，包括部分填充信元法、組合信元法、微信元法等。綜合考慮效率因素，組合信元法和微信元法是通常被采納的方法。組合信元法的適配時(shí)延可小于，依照特定控制策略，可同時(shí)保持較高的信元適配效率，它更適合于匯接電話網(wǎng)干線業(yè)務(wù)量，利用骨干網(wǎng)對(duì)電話網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行交換和傳遞。在年推出的協(xié)議使用微信元概念減少了適配時(shí)延（低于），但協(xié)議中公共部分子層（）分組有字節(jié)包頭，增加了傳輸開銷；許多對(duì)話音進(jìn)行靜音檢測(cè)壓縮的算法被用于適配，用來抵消分組頭的開銷以提高效率。在國(guó)內(nèi)，目前已有研究機(jī)構(gòu)利用組合信元法研制成功實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；一些廠商基于適配、結(jié)合靜音檢測(cè)壓縮的系統(tǒng)也都具備雛形。與網(wǎng)互通時(shí)的呼叫控制是系統(tǒng)的

19、另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，主要解決兩類網(wǎng)絡(luò)信令互通的問題，即在控制平面上完成窄帶與寬帶信令間的相互轉(zhuǎn)換和消息映射。信令的互通可以在或處實(shí)現(xiàn)。從目前情況來看，采用的交換設(shè)備居多，因而基于實(shí)現(xiàn)窄帶與寬帶信令的互通是非常重要的。在信令互通中為解決與直接映射時(shí)存在的問題，還需要采取一定的互通策略在寬帶網(wǎng)中傳遞必要的窄帶信令，即在之間建立一信令虛通路（）。該通過管理功能實(shí)體來創(chuàng)建（也可通過動(dòng)態(tài)建立交換虛道路），信息通過信令適配層（）傳送。進(jìn)行與-互通的研究具有很大困難，相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)很不成熟，缺少現(xiàn)成的技術(shù)參考。目前，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)已就有關(guān)組合信元適配的信令方式向國(guó)際電聯(lián)提交建議文稿。但是窄帶與寬帶網(wǎng)的互通在推廣應(yīng)用的過程中遇到標(biāo)準(zhǔn)化和電信管理體制的問題。由于處在和網(wǎng)之間，需要有新的標(biāo)準(zhǔn)和管理體制來支持這樣的設(shè)備運(yùn)行，其實(shí)用化還需