实现宽带综合业务数字网b-isdn的核心技术----atm

1、实现宽带综合业务数字网b-isdn的核心技术-atm    在本世纪的最后一年，isdn（综合业务数字网）终于走下神坛，一路“轻舞飞扬”，开始大面积进入中国寻常百姓家。在我们准备收藏自己的modem，享受isdn两个b通道128kbps的同时，我们不禁要问：isdn之后是什么？的确，需求促进了新技术的发展，新技术的应用又刺激了新的需求。当人们不满足用计算机来处理数据和文字时，出现了多媒体应用（集数据，语音和图象为一体），导致了多媒体的传输要求。 一.b-isdn的应用 在几种高速广域网技术：smds（switch multi

2、megabit data service 交换式多兆位数据服务）、帧中继（frame relay）、b-isdn(broadband integrated services digital network 宽带综合业务数字网)之中，b-isdn用一种新的网络替代现有的电话网及各种专用网，这种单一的综合网可以传输各类信息，与现有网络相比，要提供极高的数据传输率，且有可能提供大量新的服务，包括点播电视、电视广播、动态多媒体电子邮件、可视电话、cd质量的音乐、局域网互联、用于科研和工业的高速数据传送，以及其它很

3、多甚至现今还未想到的服务。 归纳这些服务可分为交互服务和传播服务两大类，从特征上看分三点： （1） 不是所有的服务都要求很高的传输速率和带宽，但活动图象传输服务及高速数据通信有这种要求，例如tv传播要求30mbps，hdtv传播要求130mbps。 （2） 某些服务有很高的猝发性，如面向连接的数据传送为1mbps50mbps,文本传送为1mbps20mbps,电视会议为1mbps5mbps。 （3） 对网络的要求是能支持各种不同速率的服务，能支持猝发性的通信，要考虑信息丢失敏感的应用和时延敏感的应用。 二.atm技

4、术 (一).atm与b-isdn 使b-isdn有可能实现的一种技术称为异步转移模式atm（asynchronous transfer mode），atm技术的发展是顺应多媒体传输的要求。多媒体（语音/图象）的传输特点和传统的数据传输不同，数据传输的特点是允许延时，但不能有差错，数据的差错将导致数据含义的不同，引起错误的结果；语音/图象传输的特点是信息量大，实时性高，但允许有少量的差错，差错只能影响当时的语音/图象的质量。虽然可以使用各种压缩技术，但多媒体的信息量仍然惊人，尤其是多媒体传输的实时性要求使得其它技术难以适应，于是出现了一种新的交换技术：at

5、m交换技术。 (二).atm信元 atm是用一种称为信元的、小的、固定大小的分组传送所有的信息。信元长度为53个字节，其中信元头占5个字节，信息域占48个字节，信元头的主要功能是信元的网络路由。 atm交换采用异步时分多路复用(atdm)技术，用户数据被组合成信元，在atm网络中分时传输。下图是数据在atm中的发送和接收过程： 各个源依据自己的速率产生数据，并把它们送到打包器中，将数据组装成包，当打包器中有了一个完整的信元时，就把它送到多路复用器中，多路复用器把信元插入网络的下一个可用的时间槽中，接收方的过程正好相反。atm的异步时分复用模式克服了传统的

6、分组交换延迟不确定和线路交换带宽没有充分利用的缺点，是这两种交换模式优点的集合。 (三).atm交换机制 atm交换支持不同的传输媒体（双绞线、同轴电缆和单模/多模光纤），提供不同的传输速率（25mbps、45mbps、155mbps625mbps）;可以组建不同规模的网络（局域网和广域网），同时支持数据、数字化语音/图象的传输，针对不同应用对数据传输可靠性和实时性的需求，采用了不同的处理策略。atm交换以信元为单位，并在信元中增加了可丢弃标识和优先级，并支持带宽预约，确保具有实时性要求的数据可以优先传递；同时atm交换机简化差错控制和流量控制的功能，减少结点处理延时，使得

7、传输速率可达gbps的数量级。 atm交换机制的具体实现要从atm的网络结构说起： 1) 传输通路：它是网络部件的延伸和扩展，它汇集和分解传输系统的有效负载，属于物理层。 (2) 虚拟通道(vc)：用于描述atm信元单向传送的一个概念，信元与一个唯一的虚拟通道标识符(vci)相联系。 (3) 虚拟通路(vp)：用于描述虚拟通路的atm信元单向传输的一个概念，vc和vp都属于atm层。很显然，vc包含于vp之中。 (4) 虚拟通道链路：在两个顺序的atm实体间单向传送atm信元的能力，在atm实体处转换vc

8、i值。 (5) 虚拟通路链路：类似于虚拟通道链路。 (6) 虚拟通道连接(vcc)：vc链路的一个连接。 (7) 虚拟通路连接(vpc)：vp链路的一个连接。 虚拟通道和虚拟通路都是用来描述atm信元单向传输的路由。每个虚拟通路可以用复用方式容纳多达65535个虚拟通道，属于同一虚拟通道的信元群，拥有相同的虚拟通道标识号(vci)，它是信元头的一部分。属于同一虚拟通路的不同虚拟通道的信元群，拥有相同的虚拟通路标识符(vpc)，它也是信元头的一部分。 当发送端要和接收端通信时，发送端先发送要求连接的控制信号，接收端收

9、到该信号并同意建立后，一个虚拟线路被建立起来，用vpi和vci表示。 虚拟线路建立后，需要传送的信息被分割成套53字节的信元，经网络传送到对方。在虚拟线路中，相邻两个交换点间信元的vci，vpi值保持不变，此两点间形成一vc链路，一串vc链路相连形成vc连接vcc。相应的，vp链路和vp连接也可以类似的方式形成。vci，vpi值在经过atm交换点时，该vp交换点根据vp连接的目的地，将输入信元的vpi值改为要导向接收端的新的vpi值赋予信元头输出。以上过程称为vp交换，vc交换与此类似。由此可知，atm可利用vc和vp达到交换与传输数据的目的。 这里要特别提到信元头中的信元

10、优先权（clp），设置clp位以标识较低优先权的信元，在网络发生冲突时，首先被删去的就是这些较低优先权的信元，这一点在多媒体传输中十分重要。 (四).atm的网络环境。 atm的网络环境由atm终端系统和atm网络组成。 atm终端系统（又称atm站点）包括atm的用户设备，可以是主机（工作站、服务器等），互连设备（桥接器、路由器等），这些设备必须配置atm适配卡，获得一个atm网络地址，atm适配卡有不同速率和不同接口，满足不同需要。 atm网络由atm交换机和传输媒体组成，其中传输媒体主要是双绞线和光纤。atm交换机则被划分为多个档次。工作组atm交换机主要用于桌面用户的接入，其上行端口速率可选择155mbps或更高，下行端口为25mbps。园区级atm交换机应用于一般企业规模的atm网络构造，形成atm主干网，连接atm路由器，lan交换器和主干级服务器。企业级atm交换机则更适合构成大规模广域企业网的核心主干网络，主要用于连接工作组atm交换机和其它atm设备。 三.展望 异步转移模式atm可承载多种业务，具有统计复用和按需分配带宽的动态性