第9章-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)

第9章綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）第一節(jié)ISDN的基本概念第二節(jié)ISDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能

第三節(jié)ISDN的應(yīng)用第四節(jié)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）第五節(jié)ATM基本原理第六節(jié)ATM交換第七節(jié)ATM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第八節(jié)本章小結(jié)

綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN是綜合數(shù)字網(wǎng)的延伸，該標(biāo)準(zhǔn)的提出打破了傳統(tǒng)的電信網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的界線，并使得各種用戶的各種業(yè)務(wù)需求能得以實(shí)現(xiàn)；另一個(gè)突出特點(diǎn)是它不是從業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)本身去尋求統(tǒng)一，二是抓住了所有這些業(yè)務(wù)的本質(zhì)：服務(wù)于用戶，即改變了以往按業(yè)務(wù)組網(wǎng)的方式，從用戶的觀點(diǎn)去設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，避免了網(wǎng)路資源和號(hào)碼資源的大量浪費(fèi)。為了進(jìn)一步適應(yīng)人們對(duì)各種寬帶和可變速率業(yè)務(wù)需要（包括話音、數(shù)據(jù)、多媒體、寬帶視頻廣播等各種業(yè)務(wù)），又提出了B-ISDN（寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)），并稱原來(lái)的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)為N-ISDN（窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）。為了克服N-ISDN的固有局限性，B-ISDN不再維護(hù)原有的電話網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)體系，提出了全新的傳輸和交換技術(shù)，快速分組交換的ATM技術(shù)作為核心技術(shù)。但是由于市場(chǎng)和技術(shù)原因，ATM技術(shù)不僅僅為B-ISDN服務(wù)而與現(xiàn)有N-ISDN系統(tǒng)共同成為用戶話音、數(shù)據(jù)及多媒體等業(yè)務(wù)的承載技術(shù)。所以，我們將陸續(xù)地分別介紹ISDN和ATM的基本概念，并就其相互關(guān)系進(jìn)行探討。第一節(jié)ISDN的基本概念I(lǐng)SDN，英文全稱是IntegratedServicesDigitalnetwork，中文稱呼是"綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)"，是一個(gè)采用數(shù)字傳輸與數(shù)字交換的網(wǎng)絡(luò)，它將電話、傳真、數(shù)據(jù)、圖像等多種電信業(yè)務(wù)綜合在一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸和處理，用戶需通過(guò)一個(gè)電話端口即可實(shí)現(xiàn)電話、傳真、數(shù)據(jù)、圖像等的傳送。中國(guó)電信稱其為"一線通"。ISDN起源于1967年。CCITT（現(xiàn)ITU-T）對(duì)ISDN是這樣定義的：“ISDN是以綜合數(shù)字電話網(wǎng)（IDN）為基礎(chǔ)發(fā)展演變而成的通信網(wǎng)，能夠提供端到端的數(shù)字連接，用來(lái)支持包括話音在內(nèi)的多種電信業(yè)務(wù)，用戶能夠通過(guò)有限的一組標(biāo)準(zhǔn)化的多用途用戶──網(wǎng)絡(luò)接口接入網(wǎng)內(nèi)。"ISDN主要應(yīng)用于Internet接入、話音新業(yè)務(wù)、公司網(wǎng)絡(luò)的互連或遠(yuǎn)程接入、大型商業(yè)用戶專線連接備份和流量溢出備用、桌面可視系統(tǒng)及視頻會(huì)議等應(yīng)用。是專為高速數(shù)據(jù)傳輸和高質(zhì)量語(yǔ)音通信而設(shè)計(jì)的一種高速、高質(zhì)量的通信網(wǎng)絡(luò)，用戶可以用申請(qǐng)模擬電話線相同的方式申請(qǐng)ISDN線。作為一個(gè)全數(shù)字的網(wǎng)絡(luò)，ISDN是與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、其他網(wǎng)絡(luò)，諸如Internet、LAN進(jìn)行通信的理想工具。綜合數(shù)字網(wǎng)（IDN）隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)及光纖通信的發(fā)展，以及長(zhǎng)途傳輸?shù)臄?shù)字化和程控?cái)?shù)字交換的廣泛應(yīng)用，世界上許多國(guó)家已建立了全國(guó)范圍的、以數(shù)字程控交換機(jī)為中心的綜合數(shù)字通信網(wǎng)（IDN）。這里的綜合是指?jìng)鬏敽徒粨Q處理都是以數(shù)字信號(hào)方式進(jìn)行的。在電話網(wǎng)中的傳輸和交換處理的綜合實(shí)現(xiàn)，就叫做電話綜合數(shù)字通信網(wǎng)（IDN）。綜合數(shù)字網(wǎng)（IDN）就是將數(shù)字交換和數(shù)字傳輸綜合在一起來(lái)傳輸單一業(yè)務(wù)（如電話）的數(shù)字通信網(wǎng)。綜合數(shù)字網(wǎng)具有抗干擾性強(qiáng)，噪聲不積累，終端設(shè)備簡(jiǎn)單，便于加密等優(yōu)點(diǎn)。廣泛采用數(shù)字設(shè)備后，數(shù)字網(wǎng)在連接點(diǎn)上不再需要模擬/數(shù)字和數(shù)字/模擬的轉(zhuǎn)換，從而可以節(jié)省費(fèi)用，降低網(wǎng)絡(luò)成本，提高傳輸性能，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。IDN的主要缺點(diǎn)是不能進(jìn)行多種業(yè)務(wù)的綜合，對(duì)不同的業(yè)務(wù)通信需要建立不同的專用IDN。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）ISDN是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的英文縮寫。它是由數(shù)字傳輸和數(shù)字交換綜合而成的數(shù)字通信網(wǎng)，它能實(shí)現(xiàn)用戶端的數(shù)字信號(hào)進(jìn)網(wǎng)，并能提供端到端的數(shù)字連接，從而可以用同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)承載各種話音和非話音業(yè)務(wù)。ISDN在IDN實(shí)現(xiàn)了交換局間數(shù)字化，使網(wǎng)絡(luò)充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，使用原有的用戶線實(shí)現(xiàn)了二線雙向數(shù)字傳輸，各種話音和非話音業(yè)務(wù)綜合進(jìn)網(wǎng)，在一個(gè)網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行和處理的功能。ISDN是以綜合數(shù)字電話網(wǎng)（IDN）為基礎(chǔ)發(fā)展而成的通信網(wǎng)。它能夠提供端到端的數(shù)字連接，用來(lái)支持包括話音和非話音在內(nèi)的多種電信業(yè)務(wù)，用戶能夠通過(guò)有限的一組標(biāo)準(zhǔn)、多用途用戶/網(wǎng)絡(luò)接口接入網(wǎng)內(nèi)。

ISDN能夠提供標(biāo)準(zhǔn)的用戶/網(wǎng)絡(luò)接口，這一特點(diǎn)是ISDN技術(shù)成功的關(guān)鍵。它可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口將各類不同的終端納入到ISDN網(wǎng)絡(luò)中。對(duì)于普通的用戶，最多能連接八個(gè)終端，可同時(shí)為三個(gè)終端提供通信服務(wù)。ISDN的主要特點(diǎn)1)數(shù)字傳輸：ISDN提供的終端到終端之間的通道已完全數(shù)字化，所以噪聲、串音及信號(hào)失真非常小，且傳輸速度快。ISDN的一條信息通路的傳輸能力比電話線高10倍。2)多種業(yè)務(wù)的兼容性：利用一對(duì)用戶線可以提供電話、傳真、可視圖文及數(shù)據(jù)等多媒體業(yè)務(wù)。3)標(biāo)準(zhǔn)化用戶接口：標(biāo)準(zhǔn)化用戶接口有基本速率接口和一次群速率接口。4)使用便利：用戶可以在一對(duì)用戶線上任意組合不同類型的終端，例如可以將電話機(jī)、傳真機(jī)和PC機(jī)連接在一起，這樣可以同時(shí)打電話、發(fā)傳真和傳輸數(shù)據(jù)。5)終端移動(dòng)性：ISDN的終端可以在通信過(guò)程中暫停正在進(jìn)行的通信，然后在需要時(shí)再恢復(fù)通信。6)費(fèi)用低廉：只需在現(xiàn)有的電話網(wǎng)中增添或更改部分設(shè)備即可構(gòu)成ISDN網(wǎng)，節(jié)省投資。第二節(jié)ISDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能第三節(jié)ISDN的應(yīng)用ISDN的根本任務(wù)就是向用戶提供業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)有時(shí)又稱作服務(wù)。ISDN提供的電信業(yè)務(wù)有承載業(yè)務(wù)、用戶終端業(yè)務(wù)及補(bǔ)充業(yè)務(wù)等。為了將不同的終端設(shè)備接入ISDN，以提供各種各樣的電信業(yè)務(wù)，ITU-T規(guī)定了ISDN用戶/網(wǎng)絡(luò)接口和業(yè)務(wù)接入點(diǎn)，以便使各種電信業(yè)務(wù)能接入ISDN網(wǎng)絡(luò)。ISDN提供的業(yè)務(wù)1.承載業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù)有電路交換方式及分組交換方式兩種。電路交換的承載業(yè)務(wù)有話音業(yè)務(wù)，G2/G3傳真（通過(guò)Moden）以及384kb/s、1.536Mb/s和1.92Mb/s的超高速傳真、電視圖像等。分組交換方式可以建立虛呼叫和永久虛電路承載業(yè)務(wù)。2.用戶終端業(yè)務(wù)(1)數(shù)字電話。目前用300～3400Hz電話帶寬，將來(lái)可在64kb/s速率上傳輸高質(zhì)量的7kHz話音業(yè)務(wù)。(2)智能用戶電報(bào)。在自動(dòng)存儲(chǔ)的基礎(chǔ)上，通過(guò)ISDN網(wǎng)絡(luò)使用戶采用編碼信息的智能用戶電報(bào)文件格式，進(jìn)行辦公室自動(dòng)化通信。(3)G4類傳真。它可使用戶經(jīng)ISDN網(wǎng)絡(luò)以含有編碼信息的傳真文件形式通信。

(4)可視圖文。它可為用戶提供文字圖形和數(shù)據(jù)等信息。(5)用戶電報(bào)。它可提供交互式的電文通信。(6)數(shù)據(jù)通信。它可提供64kb/s速率的數(shù)據(jù)傳輸。(7)視頻業(yè)務(wù)。它包括靜止圖像、慢掃描圖像（每隔6～8s變換一個(gè)畫面）等的傳輸。(8)遠(yuǎn)程控制。它包括告警系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、遙控及遙測(cè)等。3.ISDN補(bǔ)充業(yè)務(wù)用戶在使用承載業(yè)務(wù)和用戶終端業(yè)務(wù)時(shí)，還可以要求ISDN提供額外的功能。這種由網(wǎng)絡(luò)提供額外功能的業(yè)務(wù)稱為補(bǔ)充業(yè)務(wù)。補(bǔ)充業(yè)務(wù)不能獨(dú)立向用戶提供，它必須隨基本通信業(yè)務(wù)一起提供。ISDN有如下幾種補(bǔ)充業(yè)務(wù)：(1)號(hào)碼識(shí)別類補(bǔ)充業(yè)務(wù)，如直接撥入、多用戶號(hào)碼、主叫線號(hào)碼顯示、主叫線號(hào)碼限制、被叫線號(hào)碼限制、被接線號(hào)碼限制、惡意呼叫識(shí)別和子地址等。(2)呼叫提供類補(bǔ)充業(yè)務(wù)，如呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫轉(zhuǎn)送和尋址等。(3)呼叫完成類補(bǔ)充業(yè)務(wù)，如呼叫等待和呼叫保持等。(4)多方通信類補(bǔ)充業(yè)務(wù)，如會(huì)議呼叫和三方通信等。(5)社團(tuán)性補(bǔ)充業(yè)務(wù)，如封閉用戶群和多級(jí)優(yōu)先等。(6)計(jì)費(fèi)類補(bǔ)充業(yè)務(wù)，如信用卡呼叫和收費(fèi)通知等。(7)附加的信息傳遞業(yè)務(wù)，如用戶—用戶信令等。

ISDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

ISDN是在原有的數(shù)字電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，ISDN交換機(jī)是在現(xiàn)有數(shù)字程控交換機(jī)上開(kāi)發(fā)的，具有64kb/s電路交換功能。因此，64kb/s電路交換功能是ISDN的基本功能。在ISDN的初期階段，即窄帶ISDN（N-ISDN）階段，原有的64

kb/s電路交換傳輸網(wǎng)絡(luò)仍將繼續(xù)使用，只需將局間信令系統(tǒng)的功能加以擴(kuò)展，即采用擴(kuò)展的No.7信令系統(tǒng)就可以了。ISDN網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)包括以下七項(xiàng)功能：(1)用戶線交換功能（包括用戶線信號(hào)終端、計(jì)費(fèi)）。(2)64kb/s的電路交換功能。(3)64kb/s專線功能。(4)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組交換的分組交換功能。(5)實(shí)現(xiàn)傳輸用戶到用戶的信號(hào)公共信道信號(hào)功能(一般采用7號(hào)信令系統(tǒng))。(6)中、高速電路交換功能。(7)中、高速專線功能。ISDN用戶/網(wǎng)絡(luò)接口

ISDN網(wǎng)絡(luò)接口包括用戶/網(wǎng)絡(luò)接口和ISDN其他電信網(wǎng)間互通接口。

ISDN用戶/網(wǎng)絡(luò)接口是用戶能夠通過(guò)有限的一組標(biāo)準(zhǔn)多用途接口，將話音和非話音等多種業(yè)務(wù)綜合引進(jìn)ISDN的關(guān)鍵技術(shù)。ISDN網(wǎng)間接口是在ISDN發(fā)展初期，與并存的現(xiàn)有各種通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間互通的技術(shù)。1.ISDN用戶/網(wǎng)絡(luò)接口

ISDN用戶/網(wǎng)絡(luò)接口的作用是使用戶和ISDN相互交換信息，用戶可以利用用戶/網(wǎng)絡(luò)接口上的用戶線信令功能向ISDN交換機(jī)發(fā)送各種控制信息，并在ISDN中選擇所需的功能。2.

ISDN通道種類

ISDN用戶/網(wǎng)絡(luò)接口的信息載送容量用“通道”來(lái)表征，它是一些以某種固定的比特速率通過(guò)每個(gè)接口的信道。它也包括利用這些接口通道所提供的虛擬通道（邏輯通道）。這些通道是定義許多ISDN業(yè)務(wù)特征的基礎(chǔ)。ITU-T提出的兩種接口標(biāo)準(zhǔn)1)基本接口基本接口的通道由兩條傳輸速率為64kb/s的B通道和一條傳輸速率為16kb/s的D通道組成，即2B+D。它們時(shí)分復(fù)用在一對(duì)用戶線上。用戶可以用的最高速率為192kb/s。2)基群速率接口這是一次群速率接口，它有兩種速率，即1.544

Mb/s和2.048Mb/s?；核俾式涌诳捎脕?lái)支持H信道。ISDN功能設(shè)備定義及參考點(diǎn)ISDN提供如下各類的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備：

TE1：ISDN標(biāo)準(zhǔn)終端設(shè)備；

TE2：非標(biāo)準(zhǔn)ISDN終端設(shè)備；

NT1：網(wǎng)絡(luò)終端1，標(biāo)志本地環(huán)路的物理終結(jié)，具有用戶傳輸線終端和用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)功能；

NT2：網(wǎng)絡(luò)終端2，可以是PABX或局域網(wǎng)LAN；

LE：本地交換設(shè)備，完成用戶本地環(huán)路內(nèi)的設(shè)備間信息交換；

TA：終端適配器，完成非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備到ISDN速率的匹配及協(xié)議轉(zhuǎn)換(它可以在TE2中內(nèi)嵌實(shí)現(xiàn))；

以上各類設(shè)備間的連接接口稱為參考點(diǎn)：

R參考點(diǎn)：位于非標(biāo)準(zhǔn)ISDN設(shè)備（TE2）和TA間；

S參考點(diǎn)：位于標(biāo)準(zhǔn)用戶終端和NT2間；

T參考點(diǎn)：位于NT1和NT2間；

U參考點(diǎn)：只適用于北美地區(qū)，位于NT1和線路終端設(shè)備間。isdn

ta

ISDNPC卡ISDN編號(hào)與尋址原則1.ISDN編號(hào)的組成和用途

ITU-T使用的電話編號(hào)計(jì)劃（建議E.163）規(guī)定了國(guó)際電話號(hào)碼結(jié)構(gòu)，可用來(lái)區(qū)別ISDN編號(hào)計(jì)劃中的國(guó)家。由于ISDN是在電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，因而，ISDN的編號(hào)計(jì)劃是以現(xiàn)有電話網(wǎng)編號(hào)計(jì)劃為基礎(chǔ)演變而成的。國(guó)際ISDN編號(hào)由三部分組成，如圖8.7所示。2.ISDN子地址

ISDN子地址不屬于ISDN編號(hào)，它只是ISDN地址的一部分。上述的編號(hào)負(fù)責(zé)識(shí)別用戶/網(wǎng)絡(luò)接口。子地址則用于識(shí)別該接口所屬的大樓內(nèi)某一個(gè)房間（稱為本地幾何位置識(shí)別或稱為終端群識(shí)別）。必要時(shí)還可識(shí)別該終端設(shè)備的特殊功能。子地址作為與ISDN編號(hào)及與用戶到用戶信息相脫離的一個(gè)單獨(dú)部分在ISDN中透明傳輸，在公共網(wǎng)中對(duì)它不進(jìn)行處理，用識(shí)別直接呼叫單個(gè)終端。網(wǎng)間互通在向ISDN過(guò)渡期間，ISDN必然與現(xiàn)有各種通信網(wǎng)處于共存，這就產(chǎn)生了網(wǎng)間互通問(wèn)題。而且，由于ISDN尚未具備完善的功能，因此還可能需要借助其他網(wǎng)絡(luò)的特殊功能來(lái)向用戶提供服務(wù)。當(dāng)ISDN與其他通信網(wǎng)互通時(shí)，要求在ISDN一側(cè)或其他網(wǎng)一側(cè)，或者在兩側(cè)同時(shí)都具有互通功能（IWF），以確保不同的協(xié)議及不同用戶規(guī)程間的互通。圖給出了ISDN與用戶及其他網(wǎng)互連的有關(guān)參考點(diǎn)（圖中S/T是本ISDN的參考點(diǎn)，參考點(diǎn)的接口規(guī)定與通信網(wǎng)類型有關(guān)）。1.ISDN與公眾電話網(wǎng)的互通可將ISDN和公眾電話網(wǎng)（PSTN）看作同一通信網(wǎng)中具有不同功能的兩個(gè)部分。這時(shí)可把電話網(wǎng)當(dāng)作ISDN中只具有傳輸話音信號(hào)功能的部分來(lái)處理。2.ISDN與分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)（PSPDN）的互通

ISDN在發(fā)展初期一般不具備分組交換功能，而只是在PSPDN的交換機(jī)和接在ISDN用戶/網(wǎng)絡(luò)接口上的分組終端（X.25DTE）之間提供一條64kb/s的物理通路。圖8.9最小綜合法圖8.10最大綜合法3.ISDN與用戶電報(bào)（Telex）網(wǎng)的互通

ISDN與Telex網(wǎng)間互通也有兩種方法，一種方法是經(jīng)過(guò)ISDN虛電路上負(fù)荷，并經(jīng)過(guò)R.101接口連至Telex通信網(wǎng)，在實(shí)時(shí)基礎(chǔ)上互通；另一種方法是在ISDN中使用智能用戶電報(bào)（Telex），并通過(guò)其他網(wǎng)，如PSTN、電路交換公共數(shù)據(jù)網(wǎng)（CSPDN）或PSPDN等，提供鏈路至Telex網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)ISDN終端與Telex網(wǎng)絡(luò)端互通。4.ISDN與專用網(wǎng)互通當(dāng)ISDN與專用網(wǎng)互通需要互通功能單元（IWF）時(shí)，可將其置于ISDN內(nèi)，或放在專用網(wǎng)內(nèi)。IWF可在主叫用戶所在的網(wǎng)內(nèi)，也可在被叫用戶所在的網(wǎng)內(nèi)。當(dāng)具有透明傳輸64kb/s能力的網(wǎng)與傳輸64

kb/s能力受限制的網(wǎng)互通時(shí)，互通單元應(yīng)設(shè)置在能力受限制的網(wǎng)內(nèi)?；ネ▎卧蓪?shí)現(xiàn)規(guī)程和速率變換，根據(jù)需要也可以實(shí)現(xiàn)編號(hào)變換。

ISDN與專用網(wǎng)的互通有如下兩種編號(hào)方法：(1)單步法：它利用特殊的前提或利用國(guó)家目的地碼（NDC）中專門分配給互通所門的位，通過(guò)撥號(hào)的方法直接尋找專用網(wǎng)的用戶。(2)兩步法：主叫首先使用撥號(hào)程序，經(jīng)過(guò)ISDN選到與網(wǎng)絡(luò)相連的互通單元，當(dāng)互通單元響應(yīng)并建立連接后，再通過(guò)ISDN和互通單元來(lái)傳送專用網(wǎng)所需的地址信息，完成向?qū)Ｓ镁W(wǎng)用戶的呼叫。第四節(jié)寬帶ISDN的基本概念概述：前面介紹的ISDN一般稱N-ISDN，即窄帶ISDN。窄帶ISDN的缺點(diǎn)是不能提供更多的新業(yè)務(wù)，其原因是信息的傳輸速率受到限制。

N-ISDN在用戶入網(wǎng)接口處的速率不能高于PCM一次群的速率，這個(gè)速率不能用來(lái)傳輸電視信號(hào)，也不能提供相應(yīng)的視頻業(yè)務(wù)。

B-ISDN的結(jié)構(gòu)：發(fā)展初期的B-ISDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在發(fā)展初期,B-ISDN在進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像等業(yè)務(wù)的綜合。發(fā)展初期階段的B-ISDN結(jié)構(gòu)示意圖可以看出，初期的B-ISDN是由三個(gè)網(wǎng)結(jié)合而成的。第一個(gè)網(wǎng)是以電話交換與接續(xù)為主體，并把靜止圖像和低速數(shù)據(jù)綜合為一體的電路交換網(wǎng)。當(dāng)前它以電話通信業(yè)務(wù)為主，以傳輸速率64kb/s為此網(wǎng)的基礎(chǔ)，故稱其為64kb/s網(wǎng)。第二個(gè)網(wǎng)是以存儲(chǔ)交換型的數(shù)據(jù)通信為主體的分組交換網(wǎng)。第三個(gè)網(wǎng)是以異步轉(zhuǎn)移方式（ATM）構(gòu)成的寬帶交換網(wǎng)，它是電路交換與分組交換的組合，它能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、高速數(shù)據(jù)和活動(dòng)圖像的綜合傳輸?，F(xiàn)階段的B-ISDN結(jié)構(gòu)示意圖基于ATM的寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)ATM技術(shù)ATM技術(shù)ATM產(chǎn)生的背景

BISDN為通信網(wǎng)解決了兩大難題，一是高速寬帶傳輸，二是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的高速交換。光纖通信技術(shù)以及光纖到用戶給高速傳輸提供了極好的支持。總結(jié)ATM的優(yōu)點(diǎn)主要有下列幾點(diǎn)：·導(dǎo)入現(xiàn)行業(yè)務(wù)和未來(lái)業(yè)務(wù)的靈活性；·帶寬的動(dòng)態(tài)分配性；·信息傳輸?shù)木C合性；·網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用性；·保證服務(wù)質(zhì)量(QoS-QualityofService)的寬帶應(yīng)用性。ATM網(wǎng)絡(luò)功能：1.建立邏輯通路

ATM用虛連接代替固定的物理信道，即以一種建立虛電路的方式向用戶提供服務(wù)。2.允許收發(fā)時(shí)鐘異步工作通過(guò)同步殘留時(shí)間標(biāo)志法（SRTS—SynchronousResidualTimeStamp）、自適應(yīng)時(shí)鐘法（ACM—AdaptiveClockMethod）等業(yè)務(wù)時(shí)鐘控制方法，解決收發(fā)端業(yè)務(wù)時(shí)鐘差異的問(wèn)題。3.提供動(dòng)態(tài)帶寬分配，最有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，以適應(yīng)BISDN的靈活性

ATM是一種能處理復(fù)用在同一網(wǎng)絡(luò)上所有類型業(yè)務(wù)的技術(shù)，因此在ATM網(wǎng)絡(luò)中不存在任何資源專門化的情況，而是根據(jù)各虛電路中所要傳遞的數(shù)據(jù)量大小變化情況及時(shí)地、動(dòng)態(tài)地分配帶寬，即按不同業(yè)務(wù)需要實(shí)時(shí)地分配帶寬。4.最大程度地減少網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，從而降低交換的復(fù)雜性5.傳輸信息采用短信元格式，保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)所要求的時(shí)延小和抖動(dòng)少短信元經(jīng)網(wǎng)絡(luò)后形成的時(shí)延抖動(dòng)要比長(zhǎng)信元小，有利于圖像、視頻等時(shí)延變化有苛刻要求的業(yè)務(wù)。6.網(wǎng)絡(luò)資源管理

BISDN必須能夠支持包括語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)、圖像和多媒體在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)，在進(jìn)行這些信息傳送時(shí)必須占用網(wǎng)絡(luò)資源如傳輸、交換、緩存和計(jì)算資源。7.取消了每條鏈路上的差錯(cuò)保護(hù)和流量控制，以適應(yīng)BISDN的高速性傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中（如分組交換），反饋重傳的差錯(cuò)保護(hù)和流量控制等復(fù)雜的協(xié)議是引起傳輸時(shí)延過(guò)大的一個(gè)主要原因。關(guān)于信息透明性和時(shí)間透明性可做如下解釋：·信息透明性：決定網(wǎng)絡(luò)無(wú)差錯(cuò)地將信息從發(fā)源地送到目的地的能力，即網(wǎng)絡(luò)所引入的端到端差錯(cuò)數(shù)能被業(yè)務(wù)所接受的可能性?！r(shí)間透明性：決定網(wǎng)絡(luò)無(wú)時(shí)延、無(wú)時(shí)延抖動(dòng)的能力，即網(wǎng)絡(luò)以最小時(shí)間將信息從發(fā)源地傳送到目的地的可能性。

ATM信元傳輸和格式：

ATM的傳輸模式是一種面向分組的模式，它使用異步時(shí)分復(fù)用技術(shù)將不同速率的各種數(shù)字業(yè)務(wù)（如語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)、視頻）的混合信息流分割成固定字節(jié)長(zhǎng)度的信元（Cell），在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行快速分組傳輸和交換。1.ATM信元格式

ATM的基本單位是信元，其格式如圖所示。ATM信元傳輸和格式每個(gè)信元長(zhǎng)度為53個(gè)字節(jié)，前5個(gè)字節(jié)為信元頭，后48個(gè)字節(jié)為信息域（數(shù)據(jù)塊）。信元的大小與業(yè)務(wù)類型無(wú)關(guān)，任何業(yè)務(wù)的信息都經(jīng)過(guò)切割封裝成相同長(zhǎng)度、統(tǒng)一格式的信元分組，在每個(gè)分組中加上頭標(biāo)，以到達(dá)目的地。信元通過(guò)一條虛信道進(jìn)行傳輸，路由的選擇由信頭中的標(biāo)號(hào)決定，如圖所示。信息分組與統(tǒng)計(jì)復(fù)用2.ATM信元頭

ATM層的全部功能由信頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。在傳送信息時(shí)，網(wǎng)絡(luò)只對(duì)信頭進(jìn)行操作而不處理信息域的內(nèi)容。接收端對(duì)信元的識(shí)別不再靠嚴(yán)格的參考定時(shí)，而是靠信元中的信頭標(biāo)記信息來(lái)識(shí)別該信元究竟屬于哪一個(gè)連接。因此，在ATM信元中，信頭載有地址信息和控制功能信息，完成信元的復(fù)用和尋路，具有本地意義，它在交換處被翻譯、重新組合。下圖（a）、(b)分別是用戶－網(wǎng)絡(luò)接口（UNI-UserToNetworkInterface）的信頭結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI-NetworkNodeInterface）的信頭結(jié)構(gòu)。

ATM信頭結(jié)構(gòu)（a）UNI信頭結(jié)構(gòu)；（b）NNI信頭結(jié)構(gòu)

ATM信頭各部分功能分述如下：

GFC：一般流量控制，占4bit。在BISDN中，為了控制共享傳輸媒體的多個(gè)終端的接入而定義了GFC，由GFC控制產(chǎn)生于用戶終端方向的信息流量，減小用戶側(cè)出現(xiàn)的短期過(guò)載。

VPI：虛路徑標(biāo)識(shí)碼。UNI和NNI中的VPI字段分別含有8bit和12bit，可分別標(biāo)識(shí)28條和212條虛路徑。

VCI：虛信道標(biāo)識(shí)碼。用于虛信道路由選擇，它既適用于用戶－網(wǎng)絡(luò)接口，也適用于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口。該字段有16bit，故對(duì)每個(gè)VP定義了216條虛信道。ATM中的VC和VP關(guān)系

PT(PayloadType)：信息類型指示段,也叫凈荷類型指示段，占3bit，用來(lái)標(biāo)識(shí)信息字段中的內(nèi)容是用戶信息還是控制信息。

CLP(CellLossPriority)：信元丟失優(yōu)先級(jí)，占1bit，用于表示信元的相對(duì)優(yōu)先等級(jí)。

HEC(HeaderErrorControl)：信頭差錯(cuò)控制，占8bit，用于信頭差錯(cuò)的檢測(cè)、糾正以及信元定界?；贏TM的BISDN協(xié)議參考模型

ATM技術(shù)的目的是給出一套對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶服務(wù)的系統(tǒng)。通常這些服務(wù)系統(tǒng)是由ATM協(xié)議參考模型的定義給出的?；贏TM的BISDN協(xié)議模型由三個(gè)主要區(qū)域組成，即用戶面、管理面、控制面，見(jiàn)圖所示。圖4-6BISDN協(xié)議參考模型1.物理層物理層位于BISDN的最底層，負(fù)責(zé)信元編碼，并將信元交給物理介質(zhì)。為了實(shí)現(xiàn)信元無(wú)差錯(cuò)的傳輸，物理層又被分為物理媒體子層和傳輸會(huì)聚子層，由它們分別保證在光、電信號(hào)級(jí)和信元級(jí)上對(duì)信元的正確傳送。1）物理媒體子層（PM-PhysicalMediaSublayer）2）傳輸會(huì)聚子層（TC-TransmissionConvergenceSublayer）

TC子層所做的工作實(shí)際上是鏈路層的工作，完成ATM信元流與物理媒體上傳輸?shù)谋忍亓鞯霓D(zhuǎn)換工作，即把從PM子層傳來(lái)的光電信號(hào)恢復(fù)成信元，并將它傳送給ATM層處理或進(jìn)行相反的操作。主要功能解釋如下：(1)傳輸幀的生成和恢復(fù)。(2)信元速率適配。(3)信元定界。(4)信頭差錯(cuò)校正。

2.ATM層

ATM層為異步傳遞方式層，位于物理層之上，負(fù)責(zé)生成與業(yè)務(wù)類型無(wú)關(guān)的、統(tǒng)一的信元標(biāo)準(zhǔn)格式，完成交換／選路由和復(fù)用。ATM層利用信頭中各個(gè)功能字段可實(shí)現(xiàn)下列4種功能。1）信元的復(fù)用與分解

ATM層相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)層，主要做路由工作，它提供了虛路徑（VP）和虛信道（VC）兩種邏輯信息傳輸線路。2）利用VPI和VCI尋路路由功能由虛路徑識(shí)別碼（VPI）和虛信道識(shí)別碼（VCI）完成。3）信頭的產(chǎn)生和提取信頭的產(chǎn)生和提取在ATM層和上層交互位置完成。

4）一般流量控制在接有多個(gè)終端的多端口中，根據(jù)GFC對(duì)各個(gè)終端間的流量進(jìn)行控制。3.ATM適配層（AAL）BISDN協(xié)議模型通過(guò)ATM適配層（AAL）使ATM層提供的服務(wù)能適應(yīng)于上層應(yīng)用的要求。AAL介于ATM層和高層之間，負(fù)責(zé)將不同類型業(yè)務(wù)信息適配成ATM流。適配的原因是由于各種業(yè)務(wù)（語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像）所要求的業(yè)務(wù)質(zhì)量（如時(shí)延、差錯(cuò)率等）不同。

AAL按其功能進(jìn)一步分為兩個(gè)子層：信元拆裝子層和會(huì)聚子層。1）信元拆裝子層（SAR-SegmentationandReassemblySublayer）SAR位于AAL層的下面，其作用是將一個(gè)虛連接的全部信元組裝成數(shù)據(jù)單元并交給高層或在相反方向上將高層信息拆成一個(gè)虛連接上的連續(xù)的信元。2）會(huì)聚子層（CS-ConvergenceSublayer）CS位于AAL層的上面，其作用是根據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量要求的條件控制信元的延時(shí)抖動(dòng)，在接收端恢復(fù)發(fā)送端的時(shí)鐘頻率以及對(duì)幀進(jìn)行差錯(cuò)控制和流控。

SAR、CS所支持的業(yè)務(wù)劃分為4類：

AAL1、AAL2、AAL3／4、AAL5。(1)AAL1。AAL1用來(lái)適配實(shí)時(shí)、恒定比特率的面向連接的業(yè)務(wù)流，比如未經(jīng)壓縮的語(yǔ)音、圖像。主要功能如下：·用戶信息的分段和重裝；·信元時(shí)延抖動(dòng)的處理；·信元負(fù)載重裝時(shí)延的處理；·丟失信元和誤插信元的處理；·接收端對(duì)信源時(shí)鐘頻率的恢復(fù)；·接收端對(duì)信源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的恢復(fù)；·監(jiān)控用戶信息域的誤碼和對(duì)誤碼的糾錯(cuò)。(2)AAL2。AAL2用來(lái)適配實(shí)時(shí)、可變比特率業(yè)務(wù)流，如壓縮過(guò)的圖像、語(yǔ)音等。(3)AAL3／4。AAL3與AAL4結(jié)合形成了公共部分AAL3／4。AAL3／4主要用來(lái)支持對(duì)丟失比較敏感的數(shù)據(jù)傳輸。(4)AAL5。AAL5是高效數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送適配協(xié)議，支持收發(fā)端之間沒(méi)有時(shí)間同步要求的可變比特率業(yè)務(wù)。

4.高層高層根據(jù)不同的業(yè)務(wù)（數(shù)據(jù)、信令或用戶信息）特點(diǎn)，完成其端到端的協(xié)議功能。如支持計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信和LAN的數(shù)據(jù)通信，支持圖像和電視業(yè)務(wù)及電話業(yè)務(wù)等。下表簡(jiǎn)述了BISDN協(xié)議中的各層功能。

BISDN各層的功能ATM交換機(jī)寬帶業(yè)務(wù)對(duì)ATM交換機(jī)的要求1.多速率交換從幾kb/s～150Mb/s范圍內(nèi)的許多速率都要在寬帶交換機(jī)中進(jìn)行交換。2.多點(diǎn)交換多點(diǎn)交換要求提供點(diǎn)到點(diǎn)與點(diǎn)到多點(diǎn)的選播／組播／廣播連接功能，使ATM交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)將一條入線的信元輸出到多條出線上的操作，即信息由源點(diǎn)向任意目標(biāo)廣播。3.多媒體業(yè)務(wù)支持

ATM網(wǎng)絡(luò)中允許接入的業(yè)務(wù)有不同形式，為了滿足每一種媒體的質(zhì)量要求，對(duì)交換機(jī)的性能同樣有很高要求。1）信元丟失／信元誤碼率在ATM交換機(jī)中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)許多信元爭(zhēng)用同一鏈路的情況，這種情況如果超出了交換機(jī)的處理能力，可能會(huì)產(chǎn)生信元丟失、信元誤碼。2）連接阻塞率在ATM網(wǎng)絡(luò)中，通信雙方采用面向連接方式，因此，在輸入/輸出之間必須通過(guò)交換矩陣建立連接。

3）交換時(shí)延交換時(shí)延是指通過(guò)交換機(jī)交換一個(gè)ATM信元時(shí)所用的時(shí)間。要求ATM交換機(jī)的交換時(shí)延值在100～1000

μs之間，時(shí)延抖動(dòng)為幾百微秒。4.3.2ATM交換機(jī)的任務(wù)

ATM交換機(jī)是ATM寬帶網(wǎng)絡(luò)中的核心設(shè)備，需要完成物理層和ATM層的功能。對(duì)于物理層，它的主要工作是對(duì)不同傳送介質(zhì)電器特性的適配。

VC在終端間建立，在交換機(jī)上對(duì)VPI／VCI進(jìn)行變換。VP在交換機(jī)與終端建立，在交叉連接設(shè)備(XC)上對(duì)VPI進(jìn)行變換。VPI和VCI的賦值方法是：由終端對(duì)VPI和VCI賦值，交換機(jī)對(duì)VPI賦值并對(duì)VCI變換，XC只對(duì)VPI進(jìn)行變換?！PI／VCI變換；·信元從輸入端交換到指定輸出端。為了完成上述任務(wù)，ATM交換機(jī)的交換路由選擇方式普遍采用兩種控制方法：自選路由（Self-Routing）法和表格控制（Table-Controlled）法。目前還有一種自適應(yīng)控制法，正在試用中。1.自選路由法通過(guò)給信元加一些尋路標(biāo)識(shí)來(lái)提供快速的選路功能。下圖是自選路由交換單元構(gòu)成的交換網(wǎng)絡(luò)對(duì)信頭的處理過(guò)程。

自選路由交換模塊2.表格控制法在表格控制方法中需要在交換矩陣（SF）內(nèi)存儲(chǔ)大量的路由表，每個(gè)表項(xiàng)都包括新的VPI／VCI和對(duì)應(yīng)的輸出端或鏈路號(hào)。當(dāng)信元到達(dá)ATM交換機(jī)后，如果交換機(jī)讀到的VPI／VCI與路由表中的一致，就會(huì)很快自動(dòng)找到輸出口并更新信頭的VPI／VCI值，發(fā)往下一個(gè)節(jié)點(diǎn)（信頭必須按輸出端口的要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換）。圖4-8是表格控制法交換單元構(gòu)成的交換網(wǎng)絡(luò)對(duì)信頭的處理過(guò)程。表格控制交換模塊ATM交換機(jī)模塊

ATM交換機(jī)的基本單元是交換模塊（SwitchingElement）。交換模塊通常由三部分組成：互連網(wǎng)絡(luò)、對(duì)應(yīng)于每條輸入線的輸入控制器（IC）、對(duì)應(yīng)于每條輸出線的輸出控制器（OC），如圖所示。交換模塊一般模型ATM交換模塊的結(jié)構(gòu)常有下列幾種類型：1.矩陣型交換結(jié)構(gòu)下面以矩陣型結(jié)構(gòu)為例，介紹緩沖器的幾種不同配置位置。1）輸入緩沖型交換結(jié)構(gòu)圖a表示的是輸入緩沖型交換結(jié)構(gòu)。2）輸出緩沖型交換結(jié)構(gòu)圖b表示的是輸出緩沖型交換結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，信元緩沖器放置在每條線路的輸出控制器之前。圖a輸入緩沖型交換結(jié)構(gòu)圖b輸出緩沖型交換結(jié)構(gòu)圖c共享緩沖型交換結(jié)構(gòu)3）共享緩沖型交換結(jié)構(gòu)圖c表示的是共享緩沖型交換結(jié)構(gòu)。在這種方式中，來(lái)自多條入線上的信元寫入共享緩沖器。4）交叉緩沖型交換結(jié)構(gòu)圖d表示的是交叉緩沖型交換結(jié)構(gòu)。圖d交叉緩沖型交換結(jié)構(gòu)5）輸入/輸出緩沖型結(jié)構(gòu)輸入/輸出緩沖型結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖d所示。在這種結(jié)構(gòu)中，由于在輸入/輸出線上都放置了緩沖器，使得交換單元內(nèi)部的交換速度高于入線和出線的傳輸速率，所以能避免內(nèi)部沖突。也可從輸入緩沖器中重傳被阻塞的信元來(lái)挽回信元的丟失。圖d輸入/輸出緩沖型交換結(jié)構(gòu)2.總線型交換結(jié)構(gòu)總線型交換結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖e所示。總線型交換結(jié)構(gòu)是指所有交換模塊間的連接都通過(guò)一個(gè)高速時(shí)分復(fù)用（TDM）總線提供的通道完成。其特點(diǎn)是：總線機(jī)制完成輸入/輸出線上的信息交換，總線通過(guò)總線管理器進(jìn)行管理。圖e總線型交換結(jié)構(gòu)3.令牌環(huán)交換結(jié)構(gòu)令牌環(huán)交換結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖f所示。在這種結(jié)構(gòu)中，所有輸入和輸出控制器通過(guò)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)相連。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)按時(shí)隙方式進(jìn)行工作，為每個(gè)入線分配時(shí)隙以減少開(kāi)銷。入線占用相應(yīng)的時(shí)隙將其上的信元送上環(huán)路，而在任意出線上進(jìn)行VCI／VPI判斷，看信元是否由該出線接收。圖f

令牌環(huán)交換結(jié)構(gòu)ATM交換機(jī)結(jié)構(gòu)

TM交換機(jī)的核心部件應(yīng)該由三部分組成：·ATM線路接口部件；·ATM交換網(wǎng)絡(luò)；·ATM控制結(jié)構(gòu)。三者的關(guān)系如圖g所示。圖gATM交換機(jī)基本結(jié)構(gòu)1.

ATM線路接口部件

ATM線路接口部件的作用是為ATM信元的物理傳輸媒質(zhì)和ATM交換結(jié)構(gòu)提供接口，完成入線處理和出線處理。

2.交換網(wǎng)絡(luò)

ATM交換網(wǎng)絡(luò)完成的工作是將特定入線的信元根據(jù)交換路由選擇指令輸出到特定的輸出線路上。要求ATM交換網(wǎng)絡(luò)具有：緩沖存取、話務(wù)集中和擴(kuò)展、處理多點(diǎn)接續(xù)、容錯(cuò)、信元復(fù)制、調(diào)度、信元丟失選擇和延遲優(yōu)先權(quán)等功能。ATM交換網(wǎng)絡(luò)由基本交換模塊構(gòu)成。

與傳統(tǒng)的交換網(wǎng)絡(luò)一樣，ATM交換網(wǎng)絡(luò)也可分為時(shí)分和空分兩大類。3.管理控制處理器管理控制處理器的功能是指與端口控制器通信，從而對(duì)ATM交換單元的動(dòng)作進(jìn)行控制和對(duì)交換機(jī)操作管理。其控制結(jié)構(gòu)由線路板軟件以及其它兩層高級(jí)控制功能組成，對(duì)應(yīng)ATM協(xié)議參考模型?？刂平Y(jié)構(gòu)基于分布式處理，以便實(shí)現(xiàn)交換能力的模塊式擴(kuò)展。ATM通信網(wǎng)接口

ATM通信網(wǎng)接口概念

ATM作為BISDN的支撐技術(shù)的原因之一是因?yàn)橥絺鬟f方式（STM）接口結(jié)構(gòu)難以應(yīng)付日益復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而ATM接口結(jié)構(gòu)才可在一個(gè)單一的主體網(wǎng)絡(luò)上攜帶多種信息媒體進(jìn)行多種業(yè)務(wù)通信，即在業(yè)務(wù)的信息速率方面，既可以適應(yīng)低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（幾個(gè)至幾十kb/s），也可以適應(yīng)高速數(shù)據(jù)或圖像業(yè)務(wù)（10～150Mb/s），還可以適應(yīng)可變速率的業(yè)務(wù)。

ATM通信網(wǎng)接口結(jié)構(gòu)1.用戶-網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）UNI完成用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的信令處理和VP／VC交換操作。用戶-網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)規(guī)范包括各種物理接口、ATM層接口、管理接口和相關(guān)信令的定義。ITU-T對(duì)BISDN的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的參考配置定義與ISDN的接口參考配置的定義相似，見(jiàn)圖所示。ISDN/BISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的參考配置圖中的B-UNI的功能描述如下：（1）B-NT1(NetworkTerminational)。B-NT1是網(wǎng)絡(luò)終端1，具有用戶傳輸線路用戶側(cè)的終端功能和B-UNI第一層的功能。（2）

B-NT2。B-NT2是網(wǎng)絡(luò)終端2，具有第一層和高層的功能。(3)

B-TE1(TerminalEquipment)。B-TE1是BISDN標(biāo)準(zhǔn)功能的終端。（4）B-TE2。B-TE2是非BISDN標(biāo)準(zhǔn)功能的終端。（5）B-TA(TerminalAdaptor)。B-TA是終端適配器，對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)終端提供協(xié)議轉(zhuǎn)換功能。即非標(biāo)準(zhǔn)BISDN終端加上B-TA就可實(shí)現(xiàn)B-TE1的功能。

B-UNI在兩個(gè)方向上的接口速率可以是對(duì)稱的，也可以是不對(duì)稱的。2.網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI）NNI完成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口的信令處理和VP／VC交換操作。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口標(biāo)準(zhǔn)包括各種物理接口、ATM層接口、管理接口和相關(guān)信令的定義。

3.數(shù)據(jù)交換接口（DXI-DataExchangeInterface）ATM數(shù)據(jù)交換接口允許利用路由器等數(shù)據(jù)終端設(shè)備與ATM網(wǎng)互連，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶接入ATM公用網(wǎng)時(shí)可用公用UNI標(biāo)準(zhǔn)接口。數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備協(xié)議提供用戶-網(wǎng)絡(luò)接口。數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)規(guī)范包括數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議、物理層接口、本地管理接口和管理信息庫(kù)的定義。4.寬帶互連接口（B-ICI-Broadband-IntercarrrierInterface）

寬帶互連接口用于兩個(gè)ATM公用網(wǎng)之間，其技術(shù)規(guī)范包括各種物理層接口、ATM層管理接口和高層功能接口。5.LAN接口（LANI-LocalAreaNetworkInterface）ATM論壇近年來(lái)對(duì)PUNI上的第二代局域網(wǎng)（ATM-LAN）的物理接口進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。ATM-LAN用作校園網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)時(shí)可采用100Mb/s多模光纖接口，即傳統(tǒng)的FDDI（基于光纖分布式數(shù)據(jù)接口）的物理規(guī)范。

ATM網(wǎng)絡(luò)接口結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖所示。ATM網(wǎng)絡(luò)接口結(jié)構(gòu)典型ATM物理層接口介紹1.

SONET／SDH接口同步光纖網(wǎng)（SONET-SychronousOpticalNetwork）接口是為公用網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的，具有滿足未來(lái)交換需求的可伸縮能力。傳輸媒體是單模光纖。2.

E3接口

E3接口也是一種典型的ATM網(wǎng)絡(luò)物理接口，其速率是34

Mb/s，傳輸媒體為同軸電纜，線路編碼形式為三階高密度二進(jìn)碼HDB3。3.

DS-3接口

DS-3接口是同ATM網(wǎng)廣域連接的一種可廣泛使用的高速服務(wù)接口，術(shù)語(yǔ)DS-n代表DigitalSignal-n。4.基于FDDI-4B／5B的接口

ATM論壇為專用UNI定義了FDDI物理層的125MBaud（兆波特）多模光纖接口。5.8B／10B接口8B／10B接口用于本地ATM網(wǎng)連接，其接口以155.52

Mb/s的數(shù)據(jù)速率工作。ATM骨干交換機(jī)與用戶機(jī)接口ATM通信網(wǎng)信令A(yù)TM信令基本概念傳輸網(wǎng)絡(luò)中各部件遵循的協(xié)議稱為信令。信令是BISDN協(xié)議參考模型中控制面和管理面的重要組成部分，它完成ATM端用戶之間通路的建立、監(jiān)控和拆除操作。ATM的信令有下列特點(diǎn)：·ATM信令是帶外信令?！?/p>

ATM使用獨(dú)立的信令信道傳送信令消息?！ば帕钚旁耘c用戶數(shù)據(jù)信元相同的方式在ATM層傳遞?！?duì)于點(diǎn)到點(diǎn)信令，信令信元被分配到信令虛信道，在信令接入配置中，可以只用一條預(yù)先建立的信令虛信道?！c(diǎn)到多點(diǎn)信令結(jié)構(gòu)用于UNI中。如一個(gè)用戶-網(wǎng)絡(luò)接口被多個(gè)用戶分享?！?/p>

廣播式的信令虛信道是從網(wǎng)絡(luò)到用戶的單向信道，

可用于點(diǎn)至多點(diǎn)方向的呼叫。

1.UNI信令

UNI信令實(shí)現(xiàn)用戶和網(wǎng)絡(luò)的交互過(guò)程，是端用戶操作的可見(jiàn)部分，完成所有與用戶通信的相關(guān)操作。

UNI信令提供點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)連接的能力，協(xié)議規(guī)定了傳送各種參數(shù)和通知相應(yīng)判定的結(jié)果的過(guò)程和信息格式。所有的信令消息都由信息單元組成，信息單元有必選和可選兩種。兩種單元的內(nèi)容為：

（1）必選信息單元有：·連接標(biāo)志（VCI／VPI值）；·被叫方號(hào)碼（目的地址）；·請(qǐng)求的ATM信元速率；·請(qǐng)求的服務(wù)質(zhì)量（QoS）等級(jí)。（2）可選信息單元有：·AAL參數(shù)；·主叫方號(hào)碼；·承載能力。2.NNI信令

NNI信令實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的交互，是端用戶操作不可見(jiàn)部分，根據(jù)用戶和網(wǎng)絡(luò)交互的結(jié)果完成相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的操作和命令的傳遞?；贏TM的BISDN信令體系

ATM網(wǎng)絡(luò)UNI、NNI信令的各種分層結(jié)構(gòu)如圖所示。各層的主要功能為：(1)物理層：提供的是有效信元的傳送，如實(shí)現(xiàn)速率耦合、信頭差錯(cuò)控制、信元定界、擾碼以及比特適配物理媒體功能。(2)ATM層：提供信令和用戶信息VCC的連接和釋放?；贏TM的BISDN信令協(xié)議體系結(jié)構(gòu)(3)

SAAL：ATM適配層信令。(4)Q.2931：高層信令協(xié)議。(5)MTP-1、MTP-2、MTP-3：分別為7號(hào)信令信息轉(zhuǎn)移部分1層、2層、3層功能，完成物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的功能。(6)BISUP：提供B-ISDN局間業(yè)務(wù)呼叫的建立、釋放以及用戶補(bǔ)充業(yè)務(wù)的信令程序。(7)

MS：

點(diǎn)-多點(diǎn)信令接入配置中，

需使用元信令（MS）管理UNI處的信令虛連接。

ATM的信令信息格式

ATM通用信令信息格式如表所示。(1)協(xié)議鑒別符是每個(gè)消息的第一個(gè)8bit，指明使用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，用于區(qū)別B-UNI用戶網(wǎng)絡(luò)接口信令信息和其它協(xié)議信息類型。(2)呼叫參考由呼叫參考長(zhǎng)度和呼叫值兩部分組成，用以區(qū)別用戶—網(wǎng)絡(luò)接口上的呼叫，呼叫參考是在呼叫開(kāi)始時(shí)分配，一直保持到呼叫結(jié)束。通用信令信息格式(3)呼叫參考長(zhǎng)度域表示呼叫參考的長(zhǎng)度。(4)呼叫參考標(biāo)記符表示呼叫方向是呼入或呼出。(5)呼叫參考值是每個(gè)消息的第二部分，由呼叫發(fā)起方賦值，它在一個(gè)特定的信令虛信道中是惟一的，并在呼叫生存期中保持不變，呼叫釋放后其值可以重新使用。(6)信息類型是每條消息的第三部分。(7)信息長(zhǎng)度是信息內(nèi)容的字節(jié)數(shù)。根據(jù)需要，信令信息可以包含一個(gè)或者多個(gè)信息元素。信息元素格式如表所示。(8)可變長(zhǎng)度信息元素作為Q.2931消息的備選域，主要用以傳遞消息所需要的參數(shù)和其它說(shuō)明信息。信息元素格式ATM現(xiàn)狀及技術(shù)展望

ATM面臨的若干問(wèn)題1.統(tǒng)計(jì)復(fù)用帶來(lái)的信元瞬時(shí)丟失

ATM是面向連接的傳輸服務(wù)，允許接入的用戶數(shù)大于按峰值速率分配的數(shù)。2.多目標(biāo)控制增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋業(yè)務(wù)的范圍十分廣泛，允許接入的業(yè)務(wù)有不同形式。3.ATM網(wǎng)絡(luò)的路由選擇問(wèn)題由于ATM網(wǎng)中傳輸?shù)男畔⒎N類繁多，有目前在電話網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，有大量的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)圖像信息等多媒體信息，這就決定了不能直接采用電信網(wǎng)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)中的路由選擇方法。4.用戶接口的簡(jiǎn)化問(wèn)題

ATM技術(shù)把物理層以上大部分協(xié)議所執(zhí)行的功能都移到端設(shè)備中去完成，僅保留信元的概念以簡(jiǎn)化交換節(jié)點(diǎn)的處理，提高傳輸能力。5.IP對(duì)ATM的挑戰(zhàn)

以IP技術(shù)為核心的Internet網(wǎng)絡(luò)的超常發(fā)展使Internet無(wú)處不在。ATM網(wǎng)與千兆以太網(wǎng)技術(shù)比較

在很多技術(shù)性方面，ATM網(wǎng)將比千兆以太網(wǎng)優(yōu)越，其優(yōu)越性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）

千兆以太網(wǎng)在本質(zhì)上沒(méi)有有效處理不同服務(wù)類型和服務(wù)質(zhì)量（QoS）的能力。

（2）千兆以太網(wǎng)的實(shí)際帶寬僅能使用300到400Mb/s，而ATM622Mb/s卻具有極高的有效使用帶寬。（3）

在傳輸介質(zhì)和傳輸距離上要比千兆以太網(wǎng)好。

（4）千兆以太網(wǎng)和ATM網(wǎng)都可以通過(guò)虛擬網(wǎng)（VLAN）來(lái)控制無(wú)效廣播信息的蔓延，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)量的分流，但由于ATM網(wǎng)對(duì)通信連接的控制能力更加靈活一些，所以基于ATM連接的VLAN顯得更加有效。ATM與Internet融合1.疊加模型疊加模型是指IP協(xié)議由IP路由器實(shí)現(xiàn)，ATM路由協(xié)議由ATM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。2.集成模型集成模型是指IP協(xié)議和ATM協(xié)議集成在一起，使ATM交換機(jī)與IP路由器合二為一，僅使用IP地址，不需要地址解析，由此簡(jiǎn)化了ATM路由選擇過(guò)程。寬帶通信網(wǎng)展望1.光技術(shù)的應(yīng)用1）電交換向光交換過(guò)渡應(yīng)用光技術(shù)通信仍然大有潛力可挖。所謂光交換（PhotonicSwitching），是指對(duì)光纖傳送的光信號(hào)直接進(jìn)行交換。圖描述的是一種光輸入緩沖ATM交換機(jī)示意結(jié)構(gòu)。光ATM交換機(jī)結(jié)構(gòu)示意2）傳輸系統(tǒng)使用光中繼器目前的光纖傳輸系統(tǒng)中需每100km設(shè)置一個(gè)電中繼器，并且輸入中繼器的光信號(hào)要轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，然后由中繼器放大電信號(hào)的能量，在輸出口再變回光信號(hào)。這種電光的轉(zhuǎn)換必然引發(fā)時(shí)延和損耗，為了避免這種時(shí)延和損耗，一種光中繼器也正在研究之中。圖給出了這種中繼器的示意圖。光中繼器或光放大器示意圖2.接入網(wǎng)技術(shù)1）純光纖接入網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)的需求是發(fā)展以FTTH、FTTO為基礎(chǔ)的寬帶接入網(wǎng)的主要推動(dòng)力。FTTH、FTTO消除了FTTC（光纖到路邊）中的金屬引入線和HFC（混合光纖／同軸網(wǎng)）中的同軸電纜，避免了金屬纜的腐蝕問(wèn)題，減少了故障率和維護(hù)工作量。2