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第八章2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM1異步傳遞方式ATM技術(shù)合肥工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN異步傳遞方式ATM2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM2第8章 異步傳遞方式ATM技術(shù)8.1 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN1.
基本概念通信子網(wǎng)的兩個重要組成部分:傳輸系統(tǒng)和交換系統(tǒng)。當(dāng)一種網(wǎng)絡(luò)的傳輸系統(tǒng)和交換系統(tǒng)都采用數(shù)字系統(tǒng)時,就稱為綜合數(shù)字網(wǎng)(integrateddigital
network,IDN)。當(dāng)各種不同的業(yè)務(wù)信息經(jīng)數(shù)字化后,在同一個網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)數(shù)字傳送,提供這種綜合業(yè)務(wù)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)稱為綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(integratedservices
digital
network,ISDN)。2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM38.1 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN-基本概念I(lǐng)TU-T(即CCITT)對綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN定義為:
ISDN是由電話IDN發(fā)展起來的一個網(wǎng)絡(luò),它提供端到端的數(shù)字連接以支持廣泛的服務(wù),包括聲音和非聲音的,用戶的接入是通過有限的多用途用戶網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)的。ISDN分為兩代第一代為窄帶ISDN(N-ISDN),基于64Kbps通道作為基本交換部件,采用電路交換。例如:幀中繼。傳輸速率低(2Mbps以下)第二代為寬帶ISDN(B-ISDN)。支持高速(每秒幾百兆位)數(shù)據(jù)傳輸,采用固定長分組交換,例如:異步傳遞方式ATM。2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM48.1 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN-基本概念I(lǐng)SDN的特點:(1)以電話IDN為基礎(chǔ)發(fā)展起來的通信網(wǎng)。(2)支持各種電話和非電話業(yè)務(wù),包括話音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)、可視圖文、智能用戶電報遙測和告警業(yè)務(wù)。(3)提供開放的標(biāo)準(zhǔn)接口。(4)提供端到端的數(shù)字連接。(5)用戶通過端到端的共路信令,實現(xiàn)靈活的智能控制。2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM58.1 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN2.
N-ISDN的體系結(jié)構(gòu)對于小單位或家庭,可以通過第一類網(wǎng)絡(luò)端接設(shè)備可連接的用戶設(shè)備為8個。具有網(wǎng)絡(luò)管理、測試和性能監(jiān)控功能通過雙絞線將相距數(shù)公里的NT1和ISDN連接起來(NT1)接入N-ISDN。時分復(fù)用,2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM6支持多條獨立的通路8.1 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN2.
N-ISDN的體系結(jié)構(gòu)
ISDN終端適配器-圖例2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM78.1 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN-N-ISDN的體系結(jié)構(gòu)U參考點(采用雙絞線或光纖連接)T參考點:NT1與用戶設(shè)備的接口S參考點R參考點對于用戶多的單位,可以通過第二類網(wǎng)絡(luò)端接設(shè)備-專用分組交換機(jī)(PBX)接入N-ISDN。ITU-T定義了不同設(shè)備間的4種參考點(接口):U、T、S、R。物理層使用獨特的8針連接器,發(fā)送和接收各占兩條線,另外4條線用于NT1或NT2向終端供電。時分復(fù)用,復(fù)用了多個邏輯通路8.1 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN-N-ISDN的體系結(jié)構(gòu)ISDN有多條通路以時分復(fù)用的方式,復(fù)用在ISDN的比特管道中。在ISDN的術(shù)語中,各標(biāo)準(zhǔn)化的通路都用一個英文字母表示:A通路:4kHz帶寬的標(biāo)準(zhǔn)模擬話路;B通路:64Kbps的數(shù)字PCM話音或數(shù)據(jù)通路;C通路:8或16Kbps的數(shù)字通路;D通路:16或64Kbps用作帶外信令的數(shù)字通路;E通路:64Kbps為內(nèi)部ISDN信令使用的數(shù)字通路;H通路:384、1536或1920Kbps的數(shù)字通路。2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM98.1 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN-N-ISDN的體系結(jié)構(gòu)ITU-TSS規(guī)定了多種通路的標(biāo)準(zhǔn)化組合,其中最重要的有以下兩種:基本速率和一次群速率(1)基本速率(2B+D=144Kbps---128+16)基本速率向家庭和小單位提供服務(wù)?;舅俾什捎脙蓚€B通路(各64Kbps),一個通路用于講話,另一個通路用于傳輸數(shù)據(jù)。D通路(16Kbps)用作帶外信令或數(shù)字傳輸。當(dāng)用戶希望在B通路建立一個呼叫時,就通過D通路向ISDN中央局發(fā)一個請求連接信息。每幀占用時隙為250us2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM108.1 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN-N-ISDN的體系結(jié)構(gòu)(2)一次群速率(23B+D的T1或30B+D的E1
)23B+D復(fù)用構(gòu)成北美的T1系統(tǒng)(1.544Mbps)30B+D復(fù)用構(gòu)成ITU-T的E1系統(tǒng)(2.048Mbps)D通路為64KbpsE1的時分復(fù)用幀:2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM118.1 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN-B-ISDN3.
寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDNB-ISDN也是將各種業(yè)務(wù)(如話音、數(shù)據(jù)、圖像、活動圖像等)綜合在一個網(wǎng)絡(luò)中傳送,它包括N-ISDN的所有業(yè)務(wù)功能,但帶寬能支持130Mbps。B-ISDN的業(yè)務(wù)可分成兩類:交互型業(yè)務(wù)(interactive
service)會話型業(yè)務(wù)。特點是實時性(無存儲轉(zhuǎn)發(fā))。信息的流向既可以是雙向的,也可以是單向的。消息型業(yè)務(wù)。這類業(yè)務(wù)是非實時性的(存儲轉(zhuǎn)發(fā))。檢索型業(yè)務(wù)分配型業(yè)務(wù)(distribution
services)-點到多點通信用戶可單獨演示控制(如遠(yuǎn)程教學(xué))用戶不能單獨演示控制(如廣播電視服務(wù))2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM128.1 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN-B-ISDN上述兩大類業(yè)務(wù),其數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c相差很大,表現(xiàn)為:比特率相差很大因為B-ISDN除支持寬帶業(yè)務(wù)(按ITU-TSS定義比特速率超過一次群速率的業(yè)務(wù),才能稱為寬帶業(yè)務(wù)),還將與現(xiàn)有的一些低速數(shù)字網(wǎng)互聯(lián),支持窄帶業(yè)務(wù)。突發(fā)性相差很大業(yè)務(wù)峰值比特率與均值比特率相差很大。服務(wù)要求很不相同有些業(yè)務(wù)是面向連接的,有些是無連接的;有些對時延敏感,而有些不敏感。2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM138.1 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN-B-ISDN為支持眾多特性各異的業(yè)務(wù),B-ISDN在傳輸介質(zhì)和交換方式進(jìn)行了改進(jìn),與N-ISDN主要區(qū)別有:傳輸帶寬差別很大N-ISDN用戶環(huán)路采用雙絞線,B-ISDN用戶環(huán)路和干線都采用光纜;N-ISDN主要使用電路交換(只有在D通路使用分組交換),采用同步傳遞方式STM;而B-ISDN采用快速分組交換,異步傳遞方式ATM;N-ISDN各種通路的比特率預(yù)先設(shè)定,如B通路為
64K,但B-ISDN使用虛通路概念,比特率不預(yù)確定。2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM14綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN異步傳遞方式ATM2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM15第8章 異步傳遞方式ATM技術(shù)8.2 異步傳遞方式ATM1.ATM的基本概念交換方式:電路交換、分組交換、幀中繼、信元中繼(1)電路交換電路交換采用時分復(fù)用,周期性地占用重復(fù)出現(xiàn)的時隙,信道以它在一幀中的時間位置(時隙)來區(qū)分。(2)分組交換統(tǒng)計復(fù)用,適應(yīng)突發(fā)性業(yè)務(wù),實時性差。(3)信元中繼-異步傳遞方式ATM建立在電路交換和分組交換基礎(chǔ)上的傳遞方式(或交換方式)稱為異步傳遞方式ATM。2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM168.2 異步傳遞方式ATM
—
基本概念A(yù)TM采用的是異步時分復(fù)用方式,信道不是通過時隙在幀中的位置來確定,而是通過信息的首部來區(qū)分不同的信道。來自各終端的信息流形成完整的信息流后,按照先到先服務(wù)的原則存入緩沖區(qū),以統(tǒng)一的速率將信元插入空閑時隙內(nèi)。這種復(fù)用稱為統(tǒng)計復(fù)用。2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM178.2 異步傳遞方式ATM
—
基本概念(4)ATM的優(yōu)點采用固定長度的短信元(53字節(jié))作為信息傳送的單位,有利于實現(xiàn)寬帶高速交換。能支持不同速率的各種業(yè)務(wù)。ATM不采用固定時隙,
而是按需分配,從本質(zhì)上講屬分組交換,但ATM傳送
的是固定長度的短信元,只要源站形成完整的信元后
就去利用信道,不同類型的服務(wù)都可以復(fù)用在一起,
高速信源就占用較多的時隙,從而靈活地共享帶寬。
所有信息在最低層是按面向連接的方式傳送的,具有
電路交換實時性強的優(yōu)點。但對用戶來講,ATM既可
以工作于確定方式(即承載某種業(yè)務(wù)的信元基本上周
期性地出現(xiàn)),以支持實時性業(yè)務(wù),也可以工作于統(tǒng)
計方式(即信元不規(guī)則地出現(xiàn)),以支持突發(fā)性業(yè)務(wù)。2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM188.2 異步傳遞方式ATM
—
基本概念(4)ATM的優(yōu)點(續(xù))
ATM使用光纖信道傳輸。由于光纖信道的誤碼率非常低,容量很大。總之,ATM技術(shù)融合了電路交換和分組交換的優(yōu)點,是一種高速分組交換技術(shù),它在復(fù)用方式中處于位置復(fù)用(STM)和統(tǒng)計復(fù)用(如X.25)之間。(5)ATM的缺點首部5字節(jié)在整個53字節(jié)的信元中所占的比例太大。
ATM技術(shù)復(fù)雜,設(shè)備價格較高,直接支持的應(yīng)用不多。2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM198.2 異步傳遞方式ATM快速分組交換機(jī)2.ATM的信元結(jié)構(gòu)一個ATM網(wǎng)絡(luò)由相互連接的ATM交換機(jī)和ATM端點構(gòu)成用戶到網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)到網(wǎng)絡(luò)接口2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM20兩類接口相對應(yīng)的有兩種不同類型的信元,即UNI信元、NNI信元8.2 異步傳遞方式ATM-ATM的信元結(jié)構(gòu)ATM的信元結(jié)構(gòu)UNI信元首部NNI信元首部虛通道標(biāo)識符VPI共享媒體的流量控制虛通路標(biāo)識符VCI有效載荷類型,用來區(qū)分該信元是用戶信息或非用戶信息。
Bit
1:0
用戶數(shù)據(jù)信元Bit
2:1
網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞Bit
3
區(qū)分SDU信元丟失優(yōu)先級。1=優(yōu)先丟失首部差錯控制2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM218.2 異步傳遞方式ATM3.ATM交換機(jī)的基本工作原理ATM是面向連接,數(shù)據(jù)傳輸前要建立一條虛電路。
ATM虛電路中引入了虛通道VP(virtualpath)和虛通路VC(virtualchannel)兩個概念。一條物理鏈路可復(fù)用多條虛通道VP,每條虛通道又復(fù)用一群虛通路VC,VP和VC分別用信元首部中的虛通道標(biāo)識符
(VPI)和虛通路標(biāo)識符(VCI)來標(biāo)號。
VP和VC一起才能唯一地標(biāo)識一條虛電路。VP和VC沒有端到端意義。相鄰結(jié)點間信元的VP和VC保持不變;信元經(jīng)過交換結(jié)點時,VP和VC發(fā)生變化。2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM228.2異步傳遞方式ATM-ATM交換機(jī)的基本工作原理ATM交換機(jī)工作原理信元首部的VPI和VCI合起來構(gòu)成了一個信元的路由信息,決定該信元從哪里來、到哪里去。依據(jù)是轉(zhuǎn)發(fā)表。永久虛電路(PVC)交換虛電路(SVC)2021年6月28日8時14分異步傳輸方式ATM23
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