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第三章异步传递模式（ATM）原理 程时端 北京邮电大学 程控交换技术与通信网国家重点实验室 3.1 宽带网的业务特点 速率跨度大 业务突发性强 对差错敏感程度不同 对时延敏感程度不同 组播（multicast）和广播（broadcast）业务要求 业务的突发度 S(t)： 自然信息速率 S： 峰值比特率 E[S(t)]：平均自然比特率 突发度： 结论：大部分业务的突发度大于1 3.2 宽带网的传递方式（可能的方式） 电路交换技术 电路交换的特点 电路交换的优点 时延小，通信质量有保证 控制简单 电路交换的缺点 呼叫建立需要时间 每个连接带宽固定（不能适应不同速率的业务） 不传信息时也占用资源（不适用于突发业务） 多速率电路交换 在一个交换机中提供多种速率的电路连接 灵活性不够，速率不能任意更改 不能适应突发业务的特点 快速电路交换 电路连接建立之后并不立即占用网络资源，只有当发送信息时才占用资源，不发送信息时就释放资源 用快速“随路”信令控制资源分配 控制复杂，要求快速处理大量信令 两种分组交换方式 虚电路--面向连接方式 呼叫期间路由固定 呼叫分成三个阶段： 建立，传数据，拆线 数据报--无连接方式 不建立连接 通信期间路由可变 优点 带宽可变，灵活 统计复用，资源利用率高 一个用户可以同时进行多个通信 （如发E-mail，通话，下载文件可同时进行） 缺点 网络功能复杂 话音传输时延大，QoS难以保证 3.3 ATM原理 3.3.1 ATM定义 ATM是一种传递模式，在这种模式中，信息被分成信元来传递，而包含同一用户信息的信元不需要在传输链路上周期性地出现。因此这种传递模式是异步的。 ITU-T I.113 ATM is “A transfer mode in which the information is organized into cells; it is asynchronous in the sense that the recurrence of cells containing information from an individual user is not necessarily periodic” 3.3.2 ATM特点 ? 不进行逐段链路差错和流量控制 ? 面向连接 ? 信头功能简单 ? 信元长度小而固定 ? 用户信息透明地穿过网络 3.3.3 ATM的优点 ? 支持任何业务（不同速率，不同突 发性，不同实时性） ? 有效利用网络资源（统计复用） ? 单一通信网（B-ISDN） 3.4 ATM网络性能 ? 信息（语义）透明性 Information (Semantic) transparency BER（误比特率） PER（分组差错率） PLR（分组丢失率） PIR（分组误插率） ? 时间透明性 Time transparency Delay （时延），Delay jitter （时延抖动） 3.4.1 信息（语义）透明性 误比特率 BER= 信息（语义）透明性 传输错误 BER 99%以上的传输错误是单比特错误 交换错误 PER （PLR，PIR） 交换错误引起分组丢失或误插 光传输系统的错误概率分布 概率 信息（语义）透明性的增强 FEC (forward Error Correction) ARQ (Automatic Repeat Request) Link by link End to end 重传增加的网络流量  窗口尺寸=W，PER=P，Go-back-to-N ARQ 一次重发正确接受的分组数： 两次重发正确接受，重发的分组数： 总的重发流量： n 段链路端到端连接, BER=B，分组长度为L比特， 分组到达接受端时出错概率为：P=1-(1-B)nL 总的重发流量： 3.4.2 时间透明性 时延和时延抖动是时间透明性的参数 时延由网络中的传输，交换，排队，以及对信号的处理引起 时延特性对实时业务十分重要 分组网的时延用概率密度函数来表示 时间透明性的增强 时间透明性的增强方法 在接收终端中将分组存储到一个“最大时延”，平滑抖动 网络性能的改善 B：Probability distribution function of the consecutive bit errors D: Probability density function of the delay H: Transfe