ＡＴＭ技术的展和应用

1、1 / 6技术的发展和应用技术的发展和应用技术的发展和应用技术的发展和应用1一：一：ATM 技术简介技术简介1二：技术的发展和一些应用二：技术的发展和一些应用21. 存在的问题存在的问题22与技术的结合与技术的结合23帧中继业务中引技入术帧中继业务中引技入术34与宽带网的互通与宽带网的互通45综合接入与交换系统综合接入与交换系统5三：结束语三：结束语6一：ATM 技术简介ATM 技术(Asynchronous Transfer Mode)顾名思义就是异步传输模式, 就是国际电信联盟 ITU-T 制定的标准,实际上在年代中期，人们就已经开始进行快速分组交换的实验，建立了多种命名不相同的模型，欧洲

2、重在图像通信把相应的技术称为异步时分复用（ATD）美国重在高速数据通信把相应的技术称为快速分组交换（FPS）,国际电联经过协调研究，于 1988 年正式命名为 Asynchronous Transfer Mode(ATM) 技术，推荐其为宽带综合业务数据网 B-ISDN 的信息传输模式。ATM 是一种传输模式，在这一模式中，信息被组织成信元，因包含来自某用户信息的各个信元不需要周期性出现，这种传输模式是异步的。促进 ATM 技术发展的因素主要有：用户对网络带宽与对带宽高效、动态分配需求的不断增长；用户对网络实时应用需求的提高；网络的设计与组建进一步走向标准化的需要。但是，关键还是在于 ATM

3、技术能保证用户对数据传输服务的质量 QoS（Quality of Service）的需求。目前的网络应用已不限于传统的语言通信与基于文本的数据传输。在多媒体网络应用中需要同时传输语音、数字、文字、图形与视频信息等多种类型的数据，并且不同类型的数据对传输的服务要求不同，队数据传输的实时性要求也越来越高。这种应用将会增加网络突发性的通信量，而不同类型的数据混合使用时，各类数据的服务质量QoS 是不相同的。多媒体网路应用及实时通信要求网络传输的高速率与低延迟，而 ATM技术能满足此类应用的要求。目前存在的传统的线路交换与分组交换都很难胜任这种综合数据业务的需要。线路交换方式的实时性好，分组交换方式的

4、灵活性好，而 ATM 技术正是实现了这两种方式的结合，他能符合 B-ISDN 的需求，因此 B-ISDN 选择了 ATM 作为它的数据传输技术。ATM 信元是固定长度的分组，共有个字节，分为个部分。前面个字节为信头，主要完成寻址的功能；后面的个字节为信息段，用来装载来自不同用户，不同业务的信息。话音，数据，图像等所有的数字信息都要经过切割，封装成统一格式的信元在网中传递，并在接收端恢复成所需格式。由于 ATM 技术简化了交换过程，去除了不必要的数据校验，采用易于处理的固定信元格式，所以 ATM 交换速率大大高于传统的数据网，如X.25，DDN,帧中继等。另外，对于如此高速的数据网，ATM 网络

5、采用了一些有效的业务郭元敏制作2 / 6流量监控机制，对网上用户数据进行实时监控，把网络拥塞发生的可能性降到最小。对不同业务赋予不同的特权，如语音的实时性特权最高，一般数据文件传输的正确性特权最高，网络对不同业务分配不同的网络资源，这样不同的业务在网络中才能做到和平共处。二：技术的发展和一些应用1. 存在的问题存在的问题为了推动以技术为基础的的发展，在年代中期开始制订有关的规范，目前已为及研究制订了大体完善的建议，内容涉及网络总体、性能、网络互通、资源管理、信令、网络接口（） 、适配等各个方面。同时，和 论坛不断对公众和专用宽带进行了标准化。利用这些建议和标准，供应商已能够在这些接口上实现互通

6、，服务提供者可以开始提供高速数据和类似专用线路的传输业务。尚需标准化的是为支持交换式多媒体业务环境的信令、高层应用协议和更为先进的操作、网管能力。围绕着建设，世界各国对进行了内容广泛的研究和试验。目前，技术已经进入了实用化阶段，商用化产品大量出现，很多国家已建设了骨干网络，并提供多种高速、实时业务。的应用同时也进入到局域网、无线网络和卫星网络等领域。但是，以为基础的-的建设还处于初级阶段，各国的发展也不平衡。除政策原因外，还存在技术原因：（）技术还无法经济地支持话音等低速率业务。人们期望技术能够同时支持话音和数据业务，但不够灵活的适配方式以及由网引入的相对较大的时延使得对话音业务的支持不能令人

7、满意。（）尽管技术的标准已经基本齐备，但部分技术内容仍不完善，限制了网络作为整个主干网络为用户提供端到端可保证和灵活业务的能力，特别是在网络管理、业务量控制及对无连接数据业务的支持等方面还需做大量工作。 （）的统计复用特性使业务量特性变化繁多，基于业务量统计特性的控制也就变得愈发复杂，因此的流量和拥塞控制仍然存在很多问题。 （）网络技术的发展使技术受到了来自其它技术的竞争，如千兆比以太网的出现使技术更难在局域网范围内得到采用。目前还没有针对于的“致命应用” 。针对这些问题，致力于的研究者们已经开展了很多工作，也提出了一些解决方案。这些努力包括：简化信令和网络控制；提出新的适配方式；将技术与、智

8、能网（） 、网管相结合，以灵活提供各种业务。这些研究成果不仅拓宽了技术在宽带通信及互联网中的应用，也使该技术能够在窄带业务（帧中继、-等）领域发挥优势。2与技术的结合与技术的结合以为基础的的发展出乎许多人的预料，短短几年内已迅速席卷了全球，对传统的电信运营形成了巨大的冲击，同时引发了一场关于未来信息高速公路是以为基础还是以为基础的争论。计算机业界一致看好3 / 6-。但无论如何，原本是为了把已存在的众多局域网络连接成一个统一的网络。随着网络的覆盖范围不断扩大、网络的业务类型不断增加以及网络用户的增长，-中必然会出现网络拥塞、带宽资源紧张和用户质量下降等问题，因此网络终究要实现宽带化。要使用公共

9、通信网资源，仅仅依靠协议并不能解决传输宽带化的问题，还要解决怎样利用新的传输设备来提供高带宽。技术的出现为所面临的问题提供了解决方案。技术只有与技术相结合才可能在上提供大范围的宽带业务。目前，电信和业界都已认定未来的宽带骨干网应基于技术。国外一些大学和科研机构正在研究下一代（） 。在总体结构中，和作为骨干技术用于连接各个千兆比接纳点。利用构造宽带的骨干网，不仅可解决骨干网的带宽问题，也为其提供高的业务奠定了基础。尽管受到其它网络技术的竞争，许多人仍认为不仅是电信网也是骨干网的最终解决方案。目前，在宽带计算机通信领域中与技术竞争的技术主要是千兆比以太网（） 。由于其对原有局域网技术的兼容性，用户

10、可以很低投入获得网络性能的大幅提高，这使其在宽带局域网互联中被广泛采用，许多对要求不高的城域网及企业网也开始采用千兆比以太网技术。但作为一种信息传递技术，的性能显然优于千兆比以太网，它具有无限缩放性，可用于局域、城域直到广域网环境，并且由于拥有保证，可以说几乎是未来多媒体业务的唯一选择。技术与技术的结合存在许多困难，其中关键问题是地址解析和。与的差别是有目共睹的，是面向连接，有自己的信令、选路规程和地址结构；是面向无连接的，也有其特有的寻址方式和选路功能。与技术的结合实际上就是如何在上承载分组的问题。目前与结合的技术根据在网络上发送分组的不同方式可分为两类：重叠模型和集成模型。重叠模型中，协议

11、在上运行，需要定义两套地址结构及路由协议，端系统除需分配地址外，还需分配地址，同时也需要两套维护和管理功能。属于重叠模型的技术主要包括定义的上的传统（）及 定义的局域网仿真（）和上的多协议（） 。重叠模型使用的信令标准，可与业务兼容，在技术上较为成熟，标准化方面比较完善，和都有成熟的产品和应用。但是重叠模型基本上是协议在环境下的暂时解决方案。由于地址和路由功能的重复，传送分组的效率较低；集成模型中，端系统仅需标识地址，在网络内采用选路，不再需要的地址解析过程，因此集成模型传送分组的效率较高。但是其与标准的融合及对的支持比较困难。采用集成模型的技术包括提出的交换和标记交换、 提出的集成专用网络网

12、络接口（）等。近来由提出的多协议标签交换（）比较引人关注。也属于集成模型，它基于标签交换的机制在层上直接承载业务，提高了业务性能和网络效率。3帧中继业务中引技入术帧中继业务中引技入术帧中继（）是基于分组复用方案的技术，可在一条物理链路上建立多条虚通路。自年代初引入以来，帧中继在专用网中得到了迅速发展，成为新的业务流量源。目前，很多用户基地设备（）供应商开始支持帧中继。这种新业务的迅4 / 6速增长需要网络容量的更新，并使其有可能引入等新技术。网络可用来连接帧中继网络，使各个站点间能够通信。骨干网不仅可以用于传输帧中继业务流，而且也为帧中继网之间的互通提供了一种简洁的方式。帧中继业务中引入技术需

13、要实现帧中继承载业务与类面向连接的可变比特率（）业务之间的互通，也就是帧中继逻辑连接与虚通路之间进行映射。图给出了一个帧中继和永久虚电路（）业务互通的实现方案的参考模型。其中，互通单元（）是帧中继交换机或复用器，在帧中继执行互通的功能；用于帧中继和之间的互通；帧中继业务特定会聚子层（）支持的公共部分会聚子层拆装子层（） 。的协议数据单元（）与的帧结构兼容。帧中继连接复用到连接存在两种方式：（）复用方式，即多个逻辑连接复用到一个逻辑连接中。用数据链路连接标识（）提供复用。这种方式适用于在网络节点间基于的支持网上传输业务流，但需在流量管理和链路管理上做进一步的工作。 （）非复用方式，即每一个逻辑连

14、接对应于一个通路。链路由信头的确认。此方式可用于和信元中继端点的互通，或者接口直接与骨干网交换机互通。非复用方式的方向上，中直接对应于的段。帧可丢失指示（） 、命令响应指示（）及前向显示拥塞比特（）等同地从头中映射到头中。比特的状态由传到层，对信元中信元丢失优先级（）进行设置。在协议中还规定了当网中发生拥塞时如何设置的后向显示拥塞比特（） 。在方向，头中根据的确定适当的数值。此外，头中的比特根据 比特或 指示拥塞被设置。的、和比特直接映射到头中。和支撑网必需支持在业务中所采取的流量管理和拥塞控制过程。帧中继业务的流量管理基于用户提交的信息速率和突发尺寸。端到端连接（）的本地管理状态信息必须被保

15、存，并应用中间本地管理接口协议，通过接口进行传送。4与宽带网的互通与宽带网的互通技术能够在单一网络上真正实现话音、数据和视频等业务的综合，满足各类业务和不同带宽的要求。提供基于的窄带业务（）应是的一项基本能力。但是目前应用技术的研究主要偏重在宽带领域，而对实现话音通信技术的研究比较薄弱。特别是发达国家的电话网已基本饱和，其对网提供话音业务的研究并不积极。在中国，高速数据业务和传统话音业务的发展很不平衡，干线网和许多省市都建成了宽带网，但数据业务量不饱和，而电话业务仍然在快速增长。考虑到技术更新换代的速度越来越快，应该在电话网中尽量采用新技术，因此国内许多研究机构和厂商都在研究如何用技术传送窄带

16、业务。与网间实现互通，应分为两个阶段，即网络互通和更进一步的业务互通。网络互通主要实现在宽带网络上提供对现行窄带网业务的支持；而业务互通则实现宽带网业务和现行窄带网业务间的互通。制定的建议已经给出了类互通的情况。现阶段通常采用网络互通方式，即采用窄带与宽带互通5 / 6单元（）来实现电话网与网沟通，用宽带网来提供大容量的话音通道。要实现与网的互通，首先要解决的关键技术是低时延、高效率的话音适配方法。的话音及话带业务是对时延和时延抖动十分敏感的固定比特率（）业务。而适配时延是影响话音在网中整个传输时延的最主要的因素。采用传统的适配方法无法满足话音业务对传输时延的要求。为此一些新的低时延适配方法被

17、提出来，包括部分填充信元法、组合信元法、微信元法等。综合考虑效率因素，组合信元法和微信元法是通常被采纳的方法。组合信元法的适配时延可小于，依照特定控制策略，可同时保持较高的信元适配效率，它更适合于汇接电话网干线业务量，利用骨干网对电话网业务进行交换和传递。在年推出的协议使用微信元概念减少了适配时延（低于） ，但协议中公共部分子层（）分组有字节包头，增加了传输开销；许多对话音进行静音检测压缩的算法被用于适配，用来抵消分组头的开销以提高效率。在国内，目前已有研究机构利用组合信元法研制成功实验系统；一些厂商基于适配、结合静音检测压缩的系统也都具备雏形。与网互通时的呼叫控制是系统的另一项关键技术，主要

18、解决两类网络信令互通的问题，即在控制平面上完成窄带与宽带信令间的相互转换和消息映射。信令的互通可以在或处实现。从目前情况来看，采用的交换设备居多，因而基于实现窄带与宽带信令的互通是非常重要的。在信令互通中为解决与直接映射时存在的问题，还需要采取一定的互通策略在宽带网中传递必要的窄带信令，即在之间建立一信令虚通路（） 。该通过管理功能实体来创建（也可通过动态建立交换虚道路） ，信息通过信令适配层（）传送。进行与-互通的研究具有很大困难，相关的国际标准很不成熟，缺少现成的技术参考。目前，国内研究机构已就有关组合信元适配的信令方式向国际电联提交建议文稿。但是窄带与宽带网的互通在推广应用的过程中遇到标准化和电信管理体制的问题。由于处在和网之间，需要有新的标准和管理体制来支持这样的设备运行，其实用化还需要经过一番努力。5综合接入与交换系统综合接入与交换系统随着各种电信业务的不断增长，人们希望用