现代交换原理与技术第7章.ppt

第七章 ATM交换与宽带综合业务数字网（B-ISDN） 异步传送模式（ATM—Asynchronous Transfer Mode）是宽带综合业务数字网（B-ISDN—Broadband Integrated Service Digital Network）用于传输、复用和交换的技术，是B-ISDN网络的核心技术。本章中我们将重点介绍ATM的基本原理和ATM交换技术，并在此基础上简要介绍B-ISDN网络的网络结构、用户-网络接口的参考配置、业务特性等主要相关技术。 7.1 ATM与B-ISDN的产生和发展 IP网络的特点是简单、经济，与之相比，ATM网络存在着技术复杂与运营成本高的致命缺点，ATM技术和IP技术的融合不可避免。IP交换（泛指一类）就是ATM技术和IP技术融合的产物，多协议标记交换（MPLS—Multi-Protocol Label Switching）是IP交换的一种，是下一代网络（NGN—Next Generation Network）的核心技术，是下一代骨干网所采用的交换技术。ATM作为一种优秀的传送模式，在现有通信网络向NGN的演变过程中，仍然会扮演着不同的角色，发挥着重要的作用。 7.2 ATM基本原理 ATM技术是实现B-ISDN的核心技术，它是以分组传送模式为基础并融合了电路传送模式的优点发展而来，兼具分组传送模式和电路传送模式的优点。ATM主要有以下4个特点：采用了固定长度的信元并简化了信头功能；采用了异步时分复用方式；采用了面向连接的工作方式；采用了标准化的ATM协议。在本节中，我们将分别从ATM所具有的特点出发，详细介绍ATM的基本原理。 7.2.1 ATM信元及其结构 1、ATM信元结构 在ATM中，各种信息的传输、复用与交换都以信元为基本单位，ATM信元实际上就是固定长度的分组，为了与分组交换方式中的“分组”相区别，才将ATM传送信息的最小单元叫作信元。ATM信元有固定的长度与固定的结构，如图7.1所示。ATM信元的长度固定为53个byte，其中前5个byte是信头（header），其余48个byte是信息段，也称为净荷（payload）。注意，信元的发送顺序是从信头的第一个字节开始，然后按递增顺序发送，在一个字节中则从第8位开始，然后按递减顺序发送。每个字节最先发送的位称为最高比特位（MSB－Most Significant Bit），最后发送的位称为最低比特位（LSB－Least Significant Bit）。 ATM信头中包含了各种控制信息，主要是表示信元去向的地址信息，还有一些操作维护管理的信息，如信元优先级标识以及纠错码等。ATM信元的信息段用于承载用户信息，这些信息透明地穿过网络，也可用于承载管理信息。 2、ATM信元的信头结构 在B-ISDN网络中，无论用户线上还是中继线上，信息的传送都是以ATM信元为单位进行的，但是对于用户-网络接口（UNI－Network Node Interface）和网络节点接口（NNI—User Network Interface）来说，信头的结构有所不同。 在图7.2中我们给出了UNI和NNI的信头结构，其中各个字段的含义和用途如下： ●GFC（Generic Flow Control）：通用流量控制，是一个4比特的字段，用来在UNI接口上提供用户到网络方向上的流量控制。 ● VPI（Virtual Path Identifier）：虚通道标识，VPI字段在UNI接口上为8比特，在NNI接口上为12比特。 ● VCI（Virtual Channel Identifier）：虚信道标识，是一个长度为16比特的字段。 ● PT（Payload Type）：净荷类型，表示48字节的信息段所承载的信息类型，3比特的字段，可以指示8种ATM信元净荷类型，表7.1是PTI编码标识和净荷类型。 注意：PTI编码中最高位（第4比特位）用来区分是用户数据信元还是其它信元，该比特为0表示是用户数据信元，为1表示是其它信元。如果是用户数据信元：PTI编码的中间比特位（第3比特位）表示该信元是否遭遇过拥塞，为1表示该信元遭遇过拥塞，为0表示该信元未遭遇过拥塞；PTI编码的低位（第2比特位）用来区分AUU的值是0还是1，AUU表示ATM用户至用户指示（ATM-user-to-ATM-user indication），有关AUU在后面ATM适配层（AAL5）中将会介绍其用法。PTI高位编码为1的信元，包括OAM F5信元和资源管理信元，在本书中将不介绍其具体用法。 ●CLP（Cell Loss Priority）：信元丢弃优先权，只有1个比特，CLP=0表示信元具有高优先级，CLP=1表示信元具有低优先级，当网络发生拥塞时，首先丢弃CLP=