前期华为版RA000009ATM原理ISSUE21课件

RA000009ATM原理2.1学习目标掌握ATM交换的特点和方式掌握ATM信元的结构和ATM的一些基本概念了解ATM协议栈的结构，掌握AAL2和AAL5的适配过程掌握ATM在CDMA1X中的应用学习完本课程，您应该能够：课程内容

第一章ATM技术简介第二章ATM基础知识和基本概念第三章ATM协议和QoS介绍第四章IPOA基础知识第五章ATM在CDMA1X系统中的应用ATM的技术特点采用53byte固定长度的信元=5Bytes信元头+48Bytes净荷信元使用连接标识VPI/VCI通过ATM交换机进行交换，在通信前必须先建立端到端的虚连接。建立连接时就定义业务（或连接）的QoS属性Contract5-BytesHeader48-BytesPayload面向连接的概念面向连接：单一路径信元沿预先连接好的路径：S1,S4,S7,S8所有数据包沿着相同的路径，按照发送的顺序到达。时延比较固定、易控制无连接：多路径数据包1路径：S1,S2,S6,S8数据包2路径：S1,S4,S7,S8各数据包走不同的路径、不一定按发送的顺序到达S2S4S7S1S6S8S3S5S2S4S7S1S6S8S3S5传统交换方式的优缺点传统交换方式：电路交换（CircuitSwitching）因同一连接的信息经过相同的路由，所以时延抖动小易于高速率的交换采用固定时隙分配，电路交换只能支持单一速率带宽浪费分组交换（PacketSwitching）分组交换可以支持多种速率的交换系统延迟不确定性分组交换的交换速率不易提高ATM技术的优点ATM技术的优点：目前唯一实现QoS的技术同时支持话音、数据、图象业务等宽带业务技术成熟，标准化程度高业界广泛的支持良好的网络互联和互通能力不断演进，适应不断出现的新业务ATM技术的应用交换网:ATM交换机，窄带向宽带演进的方式传输网:ATMVP交叉连接节点(VPX)和ATMADM设备Internet网:ATM路由器，如采用IP交换技术、多协议标记交换技术(MPLS)等课程内容

第一章ATM技术简介第二章ATM基础知识和基本概念第三章ATM协议和QoS介绍第四章IPOA基础知识第五章ATM在CDMA1X系统中的应用ATM网络模型UNIUNIUNIPNNIPNNINNINNINNINNINNINNINNIICI其他网络业务NNI：NetworkNodeInterfaceUNI：UserNodeInterfaceICI：Inter-carrierInterfacePNNI：PrivateNetworkNodeInterfaceATM信元格式GFC：一般流量控制VPI：虚通道标识VCI：虚信道标识PTI：净荷类型CLP：-信元丢失优先级HEC：信头误码控制UNI信元格式NNI信元格式PTICLPHECPAYLOADGFCVCIVPI13245653VPI81765432PTICLPHECPAYLOADVCIVPI1324565381765432Port1VPI=2

VCI=37VPI=3

VCI=39NNIUNIUNIATM信元的交换过程ATM交换PortVPIVCI12372151Port2Port1ATM交换PortVPIVCI11512339Port2ATM终端设备ATM终端设备用户B用户AATM网络设备ATM网络设备信元和用户数据的互相转化信元和用户数据的互相转化VPI=1VCI=51ATM交换分类ATM的交换本质上是分组交换ATM交换分为VP（VirtualPath）交换和VC（VirtualChannel）交换两种VPI和VCI仅在两个物理节点间只有局部意义信元转发采用逐跳转发的方法UNI信元VPI=1VCI=1VC交换和VP交换用户B用户AATM终端设备ATM终端设备ATM网络设备ATM网络设备ATM网络设备UNI信元VPI=20VCI=30NNI信元VPI=26VCI=44NNI信元VPI=2VCI=44VC交换VC交换VP交换一般情况下：VP交换只改变VPI的值不改变VCI的值VC交换既改变VPI的值又改变VCI的值第二章ATM基础知识和基本概念ATM基础知识ATM交换的类型

ATM虚连接ATM中虚连接的分类ATM的虚连接分为两种虚通道VPC(VirtualPathConnection)虚信道VCC(VirtualChannelConnection)无论哪种虚连接，根据建立方式的不同都可分为：交换虚连接SVC(SwitchingVirtualConnection)永久虚连接PVC(PermanentVirtualConnection)UNI信元虚通道和虚信道ATM终端设备AATM终端设备CATM网络设备EATM网络设备GATM网络设备FUNI信元NNI信元NNI信元VC交换VC交换VP交换虚信道（VCC）虚通道（VPC）虚信道（VCC）UNI信元UNI信元ATM终端设备BATM终端设备D

为提高G的交换效率，所有发自A、B并要经过F的信元，E在转发时将它们的VPI统一填写为某一固定值，发送到G。G进行VP交换后到达F，F再根据VCI的值进行VC交换分发到C、D（反向业务流也如此处理）。这些信元从E到F，VCI值不变。相当于在E、F间建立了以VPI为标识的信元管道，称之为虚通道。而终端A、B、C和D之间的虚连接称为虚信道。课程内容

第一章ATM技术简介第二章ATM基础知识和基本概念第三章ATM协议和QoS介绍第四章IPOA基础知识第五章ATM在CDMA1X系统中的应用ATM协议结构模型高层ATM适配层（SAAL）ATM层物理层ATM适配层（AAL）高层用户业务和信令上层信息与ATM信元间的转换信元交换和复用解复用帧结构、物理介质处理各层间协调，无分层结构分别管理各层协议实体中的资源和参数呼叫连接与控制用户信息传输、流量控制和差错恢复面管理层管理控制平面用户平面ATM子层模型ATM参考模型OSI七层协议比特定时网络介质信元率解耦HEC产生/验证信元定界传输帧适配传输帧传输/恢复流量控制信头产生和提取VPI/VCI转换信元复用和分路执行高层所需服务高层协议数据包和信元净荷间的相互转化高层PMDTCPHYATMAALCSSAR层管理7应用层6表示层5会话层4传输层3网络层2数据链路层1物理层执行高层所需的服务高层协议数据单元和ATM信元净荷的相互转化ATM适配层功能适配层ATM层物理层ATM适配层功能示意ATM适配层功能示意图：利用ATM网络的数据传送和交换能力，为各类电信业务提供服务。ATMPayloadConstantBitRateDataBurstsVariableBitRateATMCellMultiplexingAALSDUAAL适配方式分类目前AAL层有5种适配方式，用于承载不同类型的数据业务。本课程的重点是AAL2和AAL5，因为在CDMA1X的BSC系统中，语音业务使用AAL2承载，其他业务和信令使用AAL5承载。业务A类B类C类D类比特率固定可变可变可变信源、信宿定时关系需要需要不需要不需要连接方式面向连接面向连接面向连接无连接适配AAL1AAL2AAL3/4AAL5ATM适配层逻辑结构汇聚子层（CS）：主要功能是在AAL业务接入点（SAP）对高层提供业务服务，具体功能和业务类型有关。根据业务类型的不同，CS子层还可以细分为业务特定部分（SSCS）和公共部分（CPCS）。其中SSCS根据承载的业务确定，CPCS根据选用的适配方式确定。分段和重装子层（SAR）:将汇聚子层处理后的数据包分割成48字节的ATM净荷。或者将48字节的净荷组装成汇聚子层数据给其处理。会聚子层业务特定部分（SSCS）会聚子层公共部分（CPCS）分段和重装子层（SAR）SSCS-PDUCPCS-PDUSAR-PDUAAL-PDUCPCS-SDUSAR-SDUATM-SDUAAL层CS子层AAL-SAPATM-SAPATM层第三章ATM分层结构ATM协议简介AAL2和AAL5结构和适配过程介绍ATM层业务类别和Qos简介AAL2结构业务特定会聚子层（SSCS）公共部分子层（CPS）SSCS-PDUCPS-PDUAAL-PDUCPS-SDUAAL层AAL-SAPATM-SDUATM-SAPATM层

AAL2分为两个子层：公共部分子层（CPS）和业务特定汇聚子层（SSCS）。公共部分子层内部包含了SAR层的功能，所以没有专门的SAR子层。对于AAL2来说，无论承载何种业务CPS总是相同的。但根据承载的业务不同，SSCS必须根据业务的种类作不同的定义，甚至SSCS可以为空（无SSCS层）。AALLayerAAL2适配过程AAL-SAPSSCS-PDUPayloadSSCS-PDUHeaderSSCS-PDUTailAAL-SDUCPS-SDUCPS-PPCPS-PHCPS-PacketCPS-PacketSSCS-PDU45BitMaxSTFCPS-PacketCCPS-PacketCPS-PacketSTFSTF1#3#2#1#3#2#CPS-PDUPayload47BitCPS-PDUATM-SDUATM-SAPATMPayloadSSCSCPSSN876543218765432187654321CID

LI

UUI

HEC

CPS-PH

ATMLayer87654321OSF

PSTF

CPS-PacketPS-PacketPADATM-HeaderAAL5结构会聚子层业务特定部分（SSCS）会聚子层公共部分（CPCS）分段和重装子层（SAR）SSCS-PDUCPCS-PDUSAR-PDUAAL-PDUCPCS-SDUSAR-SDUATM-SDUAAL层CS子层AAL-SAPATM-SAPATM层

AAL5分为两个子层：汇聚子层（CS）和分段和重装子层（SAR）。汇聚子层又可以分为业务特定部分（SSCS）和公共部分（CPCS）。ALL5为提高适配效率将AAL3/4的CPCS和SAR部分作了适当的简化，因此这种适配方式不支持多高层用户复用的功能。AAL5适配过程AALLayerAAL-SAPCPCSATMLayerAAL-SDUCPS-PDUPayloadPADCPS-PDUTailUUCPILengthCRC8181161321CPS-PDUN48BytesPAD047BitsSAR-SDUATM-SAPSAR-PDU#1SAR-PDU#2SAR-PDU#3SAR-PDU#4ATM-SDU#1ATM-SDU#2ATM-SDU#3ATM-SDU#4Cell#1Cell#2Cell#3Cell#4ATMPayload:ATMHeader(AUU=0):ATMHeader(AUU=1)AUUPTI321SAR第三章ATM分层结构ATM协议简介AAL2和AAL5结构和适配过程介绍

ATM层业务类别和Qos简介ATM层的业务分类CBR(Constantbitrate)不变比特率VBR-RT(Variablebitrate-realtime)实时可变比特率VBR-NRT(VBR-nonrealtime)非实时可变比特率 UBR(Unspecifiedbitrate) 未指定比特率ABR(Availablebitrate)可用比特率通信契约的签订ATM网络

通信契约业务类型流量参数QoS参数ContractContractCDMA1X系统中使用的业务Variablebitrate-realtime VBR-RT实时可变比特率AAL2适配CDMA1X系统中话音业务数据为此类业务VBR-nonrealtime VBR-NRT非实时可变比特率AAL5适配CDMA1X系统中其他业务为此类业务，包括信令和数据业务。课程内容

第一章ATM技术简介第二章ATM基础知识和基本概念第三章ATM协议和QoS介绍第四章IPOA基础知识第五章ATM在CDMA1X系统中的应用第四章IPOA基础知识IPOA协议介绍ARP协议介绍IPOA协议栈ATM网络物理层将IP地址映射为ATMPVC或SVC高层应用ATMAALIPTCP/UDP高层应用ATMAALIPTCP/UDP将IP数据包转化为ATMPayloadTCP/IP数据帧处理AppDataTCPHeaderTCPheaderAppDataIPHeaderIPHeaderTCPHeaderAppDataLLCSAR-SDU#1SAR-SDU#2SAR-SDU#3SAR-PDU#4SAR-PDU#5TCPIPSNAP/LLCAAL5CSSARATMPHY在SAR-PDU前加上5Bytes的ATM信元头，并根据IP地址和PVC/SVC的映射关系填写VPI/VCI的值，将已构造完成的ATM信元交由物理层传送。具体的数据传输协议和物理介质，完成ATM信元的传送LLCIPHeaderTCPHeaderAppDataPADCPCS-PDUTail第四章IPOA基础知识IPOA协议介绍ARP协议介绍IPOA下ARP协议的实现——典型组网图ATM网络ARP服务器以太网WAN路由器IPOA下ARP协议的实现——SVC情况主机向ARP服务器登记其IP地址和ATM地址主机1ARP服务器IP:192.168.1.1ATM:50412081IP:192.168.1.2ATM:50412082ATM网络主机2IPOA下ARP协议的实现——SVC情况ARP服务器建立IP地址和ATM地址映射表主机1ARP服务器ATM网络主机2IP:192.168.1.2ATM:50412082IP:192.168.1.1ATM:50412081IPOA下ARP协议的实现——SVC情况主机1以主机2的IP地址为索引，向ARP服务器要求解析主机2的ATM地址。主机1ARP服务器IP:192.168.1.2ATM:？？？？ATM网络IPOA下ARP协议的实现——SVC情况ARP服务器在IP地址和ATM地址映射表中查出主机2的ATM地址，并通知主机1。主机1ARP服务器IP:192.168.1.2ATM:50412082ATM网络IP:192.168.1.2ATM:50412082IP:192.168.1.1ATM:50412081IPOA下ARP协议的实现——SVC情况主机1ARP服务器ATM网络主机2主机1使用主机2的ATM地址，通过呼叫建立连接主机2的SVC。实现两者间的IP数据包交换。IPOA下ARP协议的实现——PVC情况主机AIP:192.168.1.1ATM网络主机BIP:192.168.1.2PVC

在这种方式下，任意两个有通信要求的IPOA终端间必须建立PVC。主机A和主机B间如果要实现IP数据交互首先要配置一条PVC。IPOA下ARP协议的实现——PVC情况主机A作为本端IPOA客户在所有已配置的PVC上，发送InvATMARP消息来请求对端IPOA客户（主机B和其他主机）的IP地址。主机B也如此操作。主机AIP:192.168.1.1ATM网络主机BIP:192.168.1.2PVCInvATMARPInvATMARPVPIVCIIPAddress133？.？.？.？XXYY？.？.？.？VPIVCIIPAddress233？.？.？.？ZZYY？.？.？.？IPOA下ARP协议的实现——PVC情况主机A、B分别将自己的IP地址回应给对方，于是双方均在自己的系统中建立对方的IP地址和PVC的映射表，当然，该表中还有其他做出回应的主机IP地址和PVC的映射。主机AIP:192.168.1.1ATM网络主机BIP:192.168.1.2PVCACKACKVPIVCI133XXYYIPAddress192.168.1.2xxx.xxx.xxx.xxxVPIVCI133ZZYYIPAddress192.168.1.1xxx.xxx.xxx.xxxIPOA下ARP协议的实现——PVC情况主机A如果有以目的地为主机B的IP数据包，主机A的ATM层在收到该数据包转化后的AAL-PDU就会根据主机B的IP查找IP地址和PVC的映射表，索引出相应的PVC，并据此填写ATM信元头中的VPI/VCI。该信元即可由ATM网络传送到主机B。主机AIP:192.168.1.1ATM网络主机BIP:192.168.1.2PVCATM信元流ATM信元流VPIVCI133XXYYIPAddress192.168.1.2xxx.xxx.xxx.xxxVPIVCI133ZZYYIPAddress192.168.1.1xxx.xxx.xxx.xxx课程内容

第一章ATM技术简介第二章ATM基础知识和基本概念第三章ATM协议和QoS介绍第四章IPOA基础知识第五章ATM在CDMA1X系统中的应用ATM在CDMA1XBSS 系统中的应用资源分组处理模块CRPS基本处理模块BM光纤或多条E1线BTS

BTS基带框业务/带内信令：AAL2维护/带外信令：AAL5Abis接口带内信令/业务：AAL2带外信令/维护：AAL5IPOA如果使用多条E1，可采用IMA组方式传送ATM信元BSC内部语音业务：AAL2信令/数据业务