ATM技術(shù)

2019-11-04 11:46:46

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供稿：網(wǎng)友

　　一、ＡＴＭ的產(chǎn)生

　　自AlexanderGrahamBell于1870年發(fā)明電話(huà)后，為有效地連接日益增多的電話(huà)用戶(hù)，電話(huà)交換網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。它經(jīng)歷了人工交換，機(jī)電式自動(dòng)交換系統(tǒng)以及數(shù)字程控系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程，但電路交換的原理一直未變。隨著計(jì)算機(jī)的普及，電話(huà)網(wǎng)通過(guò)使用Modem來(lái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)信息交換，隨之產(chǎn)生了公用數(shù)據(jù)網(wǎng)，其典型的代表是X.25分組交換網(wǎng)，它是基干包交換的一種技術(shù)，具有信輸可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但由于Modem速率及交換技術(shù)本身限制,X.25只能處理中低速數(shù)據(jù)流。雖然LAN(局域網(wǎng))技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn),如Ethernet、Tokenring、Tokenbus等,傳輸速率已可達(dá)千兆,但它局域網(wǎng)的性質(zhì)本身就大大限制了LAN的大規(guī)模的覆蓋及應(yīng)用,目前的LAN一般用于企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送,無(wú)法形成廣域網(wǎng)的規(guī)模。
　　由此我們不難看出,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)普遍存在以下缺陷:第一,業(yè)務(wù)的依靠性,一般性網(wǎng)絡(luò)只能用于專(zhuān)一服務(wù),公用電話(huà)網(wǎng)不能用來(lái)傳送TV信號(hào),X.25不能用來(lái)傳送高帶寬的圖像和對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的語(yǔ)言信號(hào);第二,無(wú)靈活性,即業(yè)務(wù)拓展的可能性不大,原有網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量,很難適應(yīng)今后出現(xiàn)的新業(yè)務(wù);第三,效率低,一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的資源很難被其它網(wǎng)絡(luò)共享。
　　隨著社會(huì)不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不斷多樣化,人們可以利用網(wǎng)絡(luò)干很多事情,如收發(fā)信件、家庭辦公、Videoondemand、網(wǎng)絡(luò)電話(huà),這對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求越來(lái)越高,有人還不禁提出這樣一個(gè)想法:能否把這些對(duì)帶寬、實(shí)時(shí)性、傳輸質(zhì)量要求各不相同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)由一個(gè)統(tǒng)一的多媒體網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn),做到真正的一線通?回答是肯定的,這就是ATM網(wǎng)。幸運(yùn)的是,現(xiàn)在的半導(dǎo)體和光纖技術(shù)為ATM的快速交換和傳輸提供堅(jiān)實(shí)的保障。目前的CMOS處理能力已達(dá)二三百兆,ECL可達(dá)5到10G。SDH和SONET技術(shù)提供了大容量的可靠傳輸,目前的STM-I標(biāo)準(zhǔn)為155.52M。

二、ＡＴＭ技術(shù)

　　ＡＴＭ(AsynchronousTransferMode)顧名思義就是異步傳輸模式,就是國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-T制定的標(biāo)準(zhǔn),實(shí)際上在８０年代中期，人們就已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行快速分組交換的實(shí)驗(yàn)，建立了多種命名不相同的模型，歐洲重在圖象通信把相應(yīng)的技術(shù)稱(chēng)為異步時(shí)分復(fù)用（ATD）美國(guó)重在高速數(shù)據(jù)通信把相應(yīng)的技術(shù)稱(chēng)為快速分組交換（FPS）,國(guó)際電聯(lián)經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)研究，于１９８８年正式命名為AsynchronousTransferMode(ATM)技術(shù)，推薦其為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)B-ISDN的信息傳輸模式。
　　ATM是一種傳輸模式，在這一模式中，信息被組織成信元，因包含來(lái)自某用戶(hù)信息的各個(gè)信元不需要周期性出現(xiàn)，這種傳輸模式是異步的。
　　ATM信元是固定長(zhǎng)度的分組，共有５３個(gè)字節(jié)，分為２個(gè)部分。前面５個(gè)字節(jié)為信頭，主要完成尋址的功能；后面的４８?jìng)€(gè)字節(jié)為信息段，用來(lái)裝載來(lái)自不同用戶(hù)，不同業(yè)務(wù)的信息。話(huà)音，數(shù)據(jù)，圖象等所有的數(shù)字信息都要經(jīng)過(guò)切割，封裝成統(tǒng)一格式的信元在網(wǎng)中傳遞，并在接收端恢復(fù)成所需格式。由于ATM技術(shù)簡(jiǎn)化了交換過(guò)程，去除了不必要的數(shù)據(jù)校驗(yàn)，采用易于處理的固定信元格式，所以ATM交換速率大大高于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)，如x.25，DDN,幀中繼等。另外，對(duì)于如此高速的數(shù)據(jù)網(wǎng)，ATM網(wǎng)絡(luò)采用了一些有效的業(yè)務(wù)流量監(jiān)控機(jī)制，對(duì)網(wǎng)上用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，把網(wǎng)絡(luò)擁塞發(fā)生的可能性降到最小。對(duì)不同業(yè)務(wù)賦予不同的"特權(quán)"，如語(yǔ)音的實(shí)時(shí)性特權(quán)最高，一般數(shù)據(jù)文件傳輸?shù)恼_性特權(quán)最高，網(wǎng)絡(luò)對(duì)不同業(yè)務(wù)分配不同的網(wǎng)絡(luò)資源，這樣不同的業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中才能做到"和平共處"。

　　上圖就是ATM的一般入網(wǎng)方式，與網(wǎng)絡(luò)直接相連的可以是支持ATM協(xié)議的路由器或裝有ATM卡的主機(jī)，也可以是ATM子網(wǎng)。在一條物理鏈路上，可同時(shí)建立多條承載不同業(yè)務(wù)的虛電路，如語(yǔ)音，圖象，文件傳輸?shù)取?br />

三、ＡＴＭ業(yè)務(wù)介紹

　　我們先來(lái)看一下ＡＴＭ簡(jiǎn)化的協(xié)議分層示意圖

　
　　ATM采用了AAL1、AAL2、AAL3/4、AAL5、多種適配層,以適應(yīng)A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)、D級(jí)四種不同的用戶(hù)業(yè)務(wù),業(yè)務(wù)描述如下:
　　A級(jí)-固定比特率(CBR)業(yè)務(wù):ATM適配層１(AAL1),支持面向連接的
　　　　　　業(yè)務(wù),其比特率固定,常見(jiàn)業(yè)務(wù)為64Kbit/s話(huà)音業(yè)務(wù),固定碼率
　　　　　非壓縮的視頻通信及專(zhuān)用數(shù)據(jù)網(wǎng)的租用電路。
　　B級(jí)-可變比特率(VBR)業(yè)務(wù):ATM適配層2(AAL2)。支持面向連接的
　　　　　　業(yè)務(wù),其比特率是可變的。常見(jiàn)業(yè)務(wù)為壓縮的分組語(yǔ)音通信
　　　　　　和壓縮的視頻傳輸。該業(yè)務(wù)具有傳遞介面延遲物性,其原因是
　　　　　　接收器需要重新組裝原來(lái)的非壓縮語(yǔ)音和視頻信息。
　　C級(jí)-面向連接的數(shù)據(jù)服務(wù):AAL3/4。該業(yè)務(wù)為面向連接的業(yè)務(wù),適
　　　　　　用于文件傳遞和數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù),其連接是在數(shù)據(jù)被傳送以前建立
　　　　　　的。它是可變比特率的,但是沒(méi)是介面?zhèn)鬟f延遲。
　　D級(jí)-無(wú)連接數(shù)據(jù)業(yè)務(wù):常見(jiàn)業(yè)務(wù)為數(shù)據(jù)報(bào)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)。在
　　　　　　傳遞數(shù)據(jù)前,其連接不會(huì)建立。AAL3/4或AAL5均支持此業(yè)務(wù)。
注:⑴.由于AAL3/4協(xié)議技術(shù)復(fù)雜,于是提出AAL5用來(lái)支持C級(jí)業(yè)務(wù)。
　　⑵.對(duì)于每級(jí)的業(yè)務(wù),我們還可細(xì)分,這里不一一贅述。

四、ATM應(yīng)用舉例-LANE

　　LANE指的是LANEmulationOverATM,即在ATM網(wǎng)上進(jìn)行LAN局域網(wǎng)的模擬。
　　大多數(shù)數(shù)據(jù)目前都是LAN上傳送,例如Ethernet網(wǎng)等。在ATM網(wǎng)上應(yīng)用LANE技術(shù),我們就可以把分布在不同區(qū)域網(wǎng)互聯(lián)起來(lái)，在廣域網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的功能，對(duì)于用戶(hù)來(lái)講,他們所接觸到仍然是傳統(tǒng)的局域網(wǎng)的范疇,根本感覺(jué)不到LANE的存在。
　　LANE技術(shù)主要用到了LANEServer,它可以存在于一個(gè)或多個(gè)交換機(jī)內(nèi),也可以放在一臺(tái)單獨(dú)的工作站中,LANEServer可簡(jiǎn)寫(xiě)為L(zhǎng)ES,主要功能就是進(jìn)行MAC-to-ATM的地址轉(zhuǎn)換,因?yàn)镋thernet用的是MAC地址，ATM用的自己的地址方案，通過(guò)LES地址轉(zhuǎn)換可以把分布在ATM邊緣的LANEClient之間連接起來(lái)。
下圖就是LANE的工作方式

　　1、LANSwitch從Ethernet終端接收到一個(gè)幀,這個(gè)幀的目的地址是ATM網(wǎng)絡(luò)另一端的一臺(tái)Ethernet終端。LEC即LANEClient(它駐留在LANSwitch中)于是就發(fā)送一個(gè)MAC-to-ATM地址轉(zhuǎn)換請(qǐng)求到LES(LES駐留在ATMSwitch中)。
　　2、LES發(fā)送多點(diǎn)組播至網(wǎng)絡(luò)上的其它LEC。LANE的工作方式
　　3、在地址表中含有被叫MAC地址的LEC向LEC作出響應(yīng)。
　　4、LEC接著便向其它LEC廣播這個(gè)響應(yīng)。
　　5、發(fā)送地址轉(zhuǎn)換請(qǐng)求的LEC認(rèn)知這個(gè)響應(yīng),并得到目的地的ATM地址,接著便通過(guò)ATM網(wǎng)建立一條SVC至目的LEC,用ATM信元傳送數(shù)據(jù)。

五、上海ATM骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)介紹

　　全國(guó)ATM骨干網(wǎng)上海節(jié)點(diǎn)建于1997年4月,開(kāi)通后網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定。目前已與北京、南京、廣州、杭州、西安、沈陽(yáng)、武漢各大局之間直接開(kāi)通了155M電路，另外還有若干大容量電路開(kāi)至其它省會(huì)城市，全網(wǎng)業(yè)已全部聯(lián)通，規(guī)模覆蓋全國(guó)，具有帶寬高、延遲小、無(wú)瓶頸等特點(diǎn)，是網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用的最佳選擇。
　　目前網(wǎng)絡(luò)提供交換型虛電路(SVC)和永久型虛電路業(yè)務(wù),接口類(lèi)型支持BNC電口和單、多模光纖,物理接入速率有2M、34M、155M,能滿(mǎn)足任何業(yè)務(wù)的需求。

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