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ATM技术

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ATM技术:

ATM(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80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,欧洲重在图象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。

ATM信元是固定长度的分组,共有53个字节,分为2个部分。前面5个字节为信头,主要完成寻址的功能;后面的48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,图象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网络采用了一些有效的业务流量监控机制,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\。

上图就是ATM的一般入网方式,与网络直接相连的可以是支持ATM协议的路由器或装有ATM卡的主机,也可以是ATM子网。在一条物理链路上,可同时建立多条承载不同业务的虚电路,如语音,图象,文件传输等。

ATM业务介绍:

ATM采用了AAL1、AAL2、AAL3/4、AAL5、多种适配层,以适应A级、B级、C级、D级四种不同的用户业务,业务描述如下:

A 级 - 固定比特率(CBR)业务:ATM适配层1(AAL1),支持面向连接的业务,其比特率固定,常见业务为64Kbit/s话音业务,固定码率非压缩的视频通信及专用数据网的租用电路。

B 级 - 可变比特率(VBR)业务:ATM适配层2(AAL2)。支持面向连接的业务, 其 比特率是可变的。常见业务为压缩的分组语音通信和压缩的视频传输。该业务具有传递介面延迟物性, 其原因是接收器需要重新组装原来的非压缩语音和视频信息。

C 级 - 面向连接的数据服务:AAL3/4。该业务为面向连接的业务,适用于文件传递和数据网业务,其连接是在数据被传送以前建立的。它是可变比特率的,但是没是介面传递延迟。

D 级 - 无连接数据业务:常见业务为数据报业务和数据网业务。 在传递数据前, 其连接不会建立。AAL3/4或AAL5均支持此业务。

注: ⑴. 由于AAL3/4协议技术复杂,于是提出AAL5用来支持C级业务。

⑵. 对于每级的业务,我们还可细分, 这里不一一赘述。

ATM应用举例-LANE:

LANE指的是LAN Emulation Over ATM, 即在ATM网上进行LAN局域网的模拟。

大多数数据目前都是LAN上传送,例如Ethernet网等。在ATM网上应用LANE技术, 我们就可以把分布在不同区域网互联起来,在广域网上实现局域网的功能,对于用户来讲, 他们所接触到仍然是传统的局域网的范畴, 根本感觉不到LANE的存在。

LANE技术主要用到了LANE Server, 它可以存在于一个或多个交换机内, 也可以放在一台单独的工作站中, LANE Server可简写为LES, 主要功能就是进行MAC-to-ATM的地址转换, 因为Ethernet用的是MAC地址,ATM用的自己的地址方案,通过LES地址转换可以把分布在ATM 边缘的LANE Client之间连接起来。

1、LANSwitch从Ethernet终端接收到一个帧, 这个帧的目的地址是ATM 网络另一端的一台Ethernet终端。 LEC 即LANE Client( 它驻留在LAN Switch中)于是就发送一个MAC-to- ATM地址转换请求到LES(LES驻留在ATM Switch中)。

2、LES发送多点组播至网络上的其它LEC。 LANE的工作方式

3、在地址表中含有被叫MAC地址的LEC向LEC作出响应。

4、LEC接着便向其它LEC广播这个响应。

5、发送地址转换请求的LEC认知这个响应, 并得到目的地的ATM 地址, 接着便通过ATM网建立一条SVC至目的LEC, 用ATM信 元传送数据。

人们一般习惯把电信网分为传输、复用、交换和终端等几个部分。但是随着程控时分交换和时分复用的发展,电信网中的传输、复用和交换这三个部分已越来越紧密地联系在一起了,开始使用传递(transfermode)来统一描述。目前通信网上的传递方式可分为同步传递方式(STM)和异步传递方式(ATM)两种。如ISDN用户线路上的2B+D,以及数字电话网中的数字复用等级等均属于同步传递方式,其特点是在由N路原始信号复合成的时分复用信号中,各路原始信号都是按一定时间间隔周期性出现,所以只要根据时间就可以确定现在是哪一路的原始信号。而异步传递方式的各路原始信号不一定按照一定时间间隔周期性地出现,因而需要另外附加一个标志来表明某一段信息属于哪一段原始信号。例如采用在信元前附加信头的标志就是异步传递方式。宽带ISDN中ATM信元的信头就是一个例子。

目录[隐藏] ? ATM的产生 ? ATM的技术特点 ? ATM的优点 ? 与电路和分组异同 ? ip对ATM的影响 ? 应用领域 ? 发展趋势 ? 与ip技术的结合 ? 相关词条 ? 参考资料

ATM协议-ATM的产生

自Alexander Graham Bell于1870年发明电话后,?为有效地连接日益增多的电话用户,电话交换网应运而生。它经历了人工交换,机电式自动交换系统以及数字程控系统发展过程,但电路交换的原理一直未变。随着计算机的普及,电话网通过使用Modem来进行计算机数据传输及数据信息交换,随之产生了公用数据网,其典型的代表是X.25分组交换网,它是基干包交换的一种技术,具有传输可靠性高的优点,但由于Modem?速率及交换技术本身限制, X.25只能处理中低速数据流。虽然LAN(局域网)技术的发展突飞猛进, 如Ethernet 、Token ring、Token bus等,传输 速率已可达千兆,但它局域网的性质本身就大大限制了LAN的大规模的覆盖及应用,目前的LAN?一般用于企业内部的数据传送,无法形成广域网的规模。

随着社会不断发展, 网络服务不断多样化,人们可以利用网络干很多事情,如收发信件、家庭办公、Video on demand、网络电话,?这对网络的要求越来越高,有人还不禁提出这样一个想法:能否把这些对带宽、实时性、传输质量要求各不相同

的网络服务由一个统一的多媒体网络来实现,?做到真正的一线通?回答是肯定的,这就是ATM网。幸运的是,?现在的半导体和光纤技术为ATM的快速交换和传输提供坚实的保障。目前的CMOS处理能力已达二三百兆,ECL?可达5到10G。SDH和SONET技术提供了大容量的可靠传输,目前的STM-I标准为155.52M。 ATM协议-ATM的技术特点

ATM(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80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,欧洲重在图象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。

ATM信元是固定长度的分组,共有53个字节,分为2个部分。前面5个字节为信头,主要完成寻址的功能;后面的48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,图象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网络采用了一些有效的业务流量监控机制,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\。

ATM作为电信网的一种新技术,不仅适用于高速信息传送和对服务质量(QoS)的支持,还具备了综合多种业务的能力,以及动态带宽分配与连接管理能力和对已有技术的兼容性。

1.对服务质量(QoS)的支持

(1)ATM采用固定短长度的信元传送信息。信息交换是在第二层完成的而且协议简单简化了网络节点中信息存贮管理与处理的复杂性,加快了信息交换的速率减少了信元在节点缓冲区中的排队时延和时延抖动,有利于信息传送的时间透明性,特别适合在核心网中用于信息传送。

(2)ATM采用面向连接的通信方式通信之前要建立虚通道(VP)和虚通路(VC),避免了复杂的信元顺序控制工作加上用户接入时的流量控制和合

理的QoS与网络资源管理控制,以及各种差错控制技术,可以使信元丢失率降低到各种业务可以接受的程度,满足各类业务的语义透明性。

(3)在ATM方式下,辅之以必要的网络管理功能和信令处理与连接控制功能,可以设置多种优先级(连接优先级,信元优先级等)管理功能,满足各种使用要求。

2.ATM的综合能力ATM以信元的方式传送信息,与业务的特性、比特率无关,只要将各类业务的信息在入网时转化为统一格式的信元,就可以在网络中进行传输与交换,因此,高灵活性使之具有各种综合能力。 3.灵活的动态带宽分配与连接管理能力

(1)ATM具有统计复用的特点网络资源可以按需分配,网络资源的利用率高。 (2)在ATM方式下,网络具有支持多方连接的能力其中包括支持广播(broadcast)型连接和多播(multicast)型连接的能力。 4.ATM对已有技术的兼容性ATM作为一项独立的技术充分考虑了与已有技术的融合,ATM的兼容性表现在两方面:

1)对现有广域网技术(包括分组交换及电路交换技术)的兼容:ATM可以兼容帧中继(FR)业务、专线数据业务(DDN),并且支持PSTN和N-ISDN业务。

2)对现有IP技术的兼容:ATM对IP技术既有第二层(数据链路层)的兼容(如局域网仿真-LANE),又有第三层(网络层)的兼容(如CIPOA、MPOA及MPLS)。由于ATM技术的上述优点,因此得到了电信界、计算机网络界的广泛重视。然而,研究开发和利用ATM技术的两大阵营显然代表了两种不同的观点和角度。电信界期望ATM能够实现其网络的综合,实现现有电信网与未来网络(包括IP网、第三代移动通信网)的无缝融合,保护现有电信网的投资;而计算机界希望利用ATM更好地支持IP,以实现IP的QoS。当然,ATM也有其固有的缺陷,主要问题是过高的信元开销和网络复杂性。就ATM信元本身而言,信元头的开销超过了10%(5/48),如果再把ATM适配层以及更高层协议的开销考虑进去,总开销可能会超过25%,这对于一些数据业务(例如:E-mail等短分组数据)来讲是难以接受的;另外,ATM网络为了支持综合业务和保证QoS而引入的CAC、UPC/NPC等流量控制功能使得网络所支持SVC的信令和网络管理功能十分复杂,这不仅增加了网络成本,同时也加大了网络的复杂性。 ATM协议-ATM的优点

ATM的主要优点是高带宽、有保证的服务质量和可扩展的、能提供所有速度与应用的拓扑结构,服务质量标准确保了一个应用所要求的带宽在该应用的信息请求期间都可供使用,例如,ATM为实况显示的音频和视频成分提供了性能,从

ATM技术

ATM技术:ATM(AsynchronousTransferMode)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80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,欧洲重在图象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
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