ATM适应不同业务需求的机制.docx

atm适应不同业务需求的机制atm（异步转移模式）由国际电信联盟电信标准部（itu-t）于1992年&6月定义为未来宽带综合业务数字网（b-isdn）的传递模式。atm通信网由于其具有高通信量、快速分组处理、低延迟和对各类通信业务独立传递的特性，越来越引起人们极大地关注和重视，已成为近年来通信研究的热点和未来通信网络的发展方向。atm之所以能对各种类型的通信业务独立地传递，其中atm中的适配层是关键部分。一、atm适配层的一般描述atm适配层（aal）是高层协议和atm层间的接口。它转接atm层与高层协议之间的信息。aal层分为两个子层，即汇聚子层（cs）与分段和重组子层（sar）。汇聚子层又可分为两个子层，即公共部分汇聚子层（cpcs）和服务特有汇聚子层（sscs）。对于不要求服务特有汇聚子层功能应用，sscs可为零，即可以不要此层。目前已经提出的atm适配层共有四种类型，每一种类型支持某些特定的业务。atm适配层（aal），atm适配层负责适配从用户屏幕来的信息，以形成atm网可利用的格式。送给的信息可有多种格式，atm网可有传输数据、语音、以及视频信息，每一种都要求网络有不同的适配，atm层利用53个字节中的5个字节提供网络服务（路由、优先级以及阻塞控制），只有48个字节作为用户信息载体。因此，适配层必须将达的包适配成atm网络可接受的格式。aal将ip包分割成48字节的单元用来作为信元的载体部分，姻缘载体信息再交给atm层，作为信元的一部分。atm中定义了不同类型的aal业务，aal的目标是向应用提供有用的业务，并将它们在发送端将数据分割为信元、在接收端将信元重新组织为数据的机制隔离开来。aal根据3个参量来划分这一业务空间：实时业务和非实时业务。很定比特率业务和变化比特率业务。面向连接的业务和非连接的业务。二、对适配层各种类型业务的分析1、aal1 这种通信类型适用于面向接续，并且在接续点间具有定时关系，为固定比特率（cbr）的业务。例如：cbr音频和cbr视频，要求以相同的速率发送信息。由于atm是分组交换网，信号在传输过程中产生的时延可能不同，目的端的cs必须补偿延时。因此在源端和目的端的cs子层必须就如何对时延补偿达成一致的约定，保证目的端信号的正确接收。为了达到这一目的，在aal1中加入了顺序号（sc）和保护比特（为crc和奇偶校验码）。同时为了减小时延，对需传输的信息不管是否够一个完整的信元信息段，在一定的时间内，及时地组成分段和重组子层的协议数据单元（sar-pdu），装配成信元，通过atm层进行传输。因为atm信元信息段的长度是固定8a 字节，如果所传输的数据不够8a 字节，那么必须用填充字节进行填充。aal1的sar-pdu结构见下图。对于不定长的数据，在分段时，为解决数据从那个字节开始，采用了p格式和非p格式。p格式：因为cs为3比特，其模为8，编号为07。当sc为偶数时（即：sc=0，2,4,6），在第二个字节的位置上使用一个指针（假设为m），指示需传输数据的起始位置，将指针字段的最高位第8比特置0，并且将csi 置1。非p格式：sc为奇数（sc=1,3,5,7），第二字节上没有指针，可包含47字节负载。aal1的sar-pdu子层采用顺序计数方式检测丢失信元或误插信元，检测出丢失信元后，为了保持aal用户信息的比特计数完整性，必须插入假的sar-pdu，以弥补丢失信元，假的sar-pdu的内容取决于所提供的业务类型，检测出误插信元后均被丢弃。2、aal2aal2的sar-pdu结构如下图。aal2与aal1的区别在于aal2为可变比特率（vbr），因此其传输的比特是随业务的变化而变化的。对于aal2为纯粹的非压缩声频、视频或是任何偶尔才有的少量错位的其它数据流，aal1可以替代aal2。但是，对于传输压缩后的声频和视频，速率可能随时间变化很大，aal1不能替代aal2。因为视频压缩传输，其方案是定期的发送一个完全的视频帧，以后仅发送相继帧与前帧的差别，以及若干个帧中的最后一个完全帧，这时完全帧速率很高而后继帧速率较低，造成了速率的变化很大，为了正确识别一个完全帧的开始信号，必须保持信息边界。aal2就是为了适应这类需要而设计的。为了及时知道信息的类型，设立了信息类型比特（it），能表示该信元是报文开始，中间，还是结尾，同时也能表示是声频还是视频信号。由于vbr速率变化很大，当其速率很低时，为了减小时延，在分组)业务数据单元（sar-sdu）不够45字节时，即组成信元传输，因此，加入了li（长度指示段），及时掌握载荷的长度，以字节为单位，并在sar-sdu中填充空余字节。为了检测整个信元正确与否，设立了crc -10。3、aal 3/4aal 3/4指aal3和aal4，它们很相似，但也有不同之处，此处作为一类来描述。对于aal3和aal4均为不需定时关系的面向接续和无接续可变比特业务。此类通信的适配层均含有cpcs层，主要是收发之间不需定时，因此cpcs层可以适当的长，该类通信适合于包含一个或多个可变长度的分组连接，支持两种差错质量，并且有两种业务模式。两种差错质量，一种为汇聚子层（cs）保证无差错的发送。这种方式，在目的端cs层检测到错误后，要求源端重发；另一种为不确保方式，接收端检测到错误后就会丢弃。两种业务模式分别为消息模式（也称报文模式）和流模式，这两种模式均有cpcs层，但其sar-pdu略有不同，见下图。消息模式适合固定大小或可变长度的帧数据，流模式适合传输低时延的低速可变长数据分组。在消息模式中，一个atm适配层的业务数据单元（aal-sdu）被送入一个或多个汇聚子层的协议数据单元（cs-pdu）中，sar子层直接拆分cs-pdu,，因此只有最后一个分段可能包含一些无用字节（填充字节），如图2 所示。在流模式中/cs-pdu, 可能包含一个或多个固定长度的aal-sdu，因要求低时延，所以当拆分cs-pdu时，一个分段和重组数据协议单元（sar-pdu）必须准确的加载一个aal sdu 。因此，每个aal sdu 连同任何相邻的cs -pdu标头和标尾一起，必须足够小，以便在一个sar-pdu 中装载。4、aal5aal5这种通信类型为无连接，可变比特，不需