ATM交換技術(shù)-新品速遞

精品文檔-下載后可編輯ATM交換技術(shù)-新品速遞英文名稱；AsynchronousTransmissionMode(ATM)SwitchingTechnology檢索詞：ATM;傳輸;交換;通信;軍事技術(shù)類別：信息系統(tǒng)技術(shù);信息傳輸;網(wǎng)絡(luò)與交換;[定義]異步傳送模式(ATM)交換技術(shù)是一種包含傳輸、組網(wǎng)和交換等技術(shù)內(nèi)容的新穎的高速通信技術(shù)。它是由產(chǎn)業(yè)界、用戶團(tuán)體、研究機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化組織開(kāi)發(fā)和定義的。它被設(shè)計(jì)成滿足下一代通信技術(shù)要求，如支持帶寬資源的有效利用，有利于有各種類型的網(wǎng)絡(luò)互連以及能夠提供各種先進(jìn)的通信業(yè)務(wù)。它被看作是先進(jìn)和有效的軍用和民用通信的先進(jìn)通信技術(shù)。特點(diǎn):從技術(shù)上看，ATM是從快速分組交換技術(shù)演變而來(lái)的，用于信息傳輸?shù)幕镜腁TM數(shù)據(jù)單元是ATM信元。這種ATM信元的長(zhǎng)度是固定的，并由53個(gè)8位字節(jié)組成，其中包括5個(gè)8位字節(jié)的頭標(biāo)字段和48個(gè)8位字節(jié)的信息有效載荷字段。一個(gè)ATM信元的總的結(jié)構(gòu)示于圖1。ATM具有分組交換和電路交換的特征，并包含傳輸、組網(wǎng)、多路復(fù)用和交換技術(shù)。它與其他技術(shù)相比，如X.25幀中繼交換或幀中繼能夠更有效地滿足通信需求。┌───────┬──────────┐│頭標(biāo)字段│信息(有效載荷)字段││(5個(gè)8位字節(jié))│(48個(gè)8位字節(jié))│└───────┴──────────┘圖1一個(gè)ATM信元類屬結(jié)構(gòu)[相關(guān)技術(shù)]網(wǎng)絡(luò)技術(shù);交換技術(shù);分組交換技術(shù);傳輸技術(shù);數(shù)字技術(shù)[技術(shù)難點(diǎn)]ATM以固定信元長(zhǎng)度傳送所有的信息,技術(shù)復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)起來(lái)代價(jià)高。在軍事應(yīng)用中,特別是在移動(dòng)通信中如何使誤碼率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求難度較大。此外,ATM技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中還將遇到IP技術(shù)的挑戰(zhàn)。[國(guó)外概況]1.ATM的起源和發(fā)展ATM的概念起源于1983年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員提出的快速分組交換和1984年法國(guó)電信提出的異步時(shí)分交換的設(shè)計(jì)思想。快速分組交換采用硬件交換進(jìn)行路由選擇,采用固定分組長(zhǎng)度,簡(jiǎn)化差錯(cuò)控制規(guī)程,從而使接入速率可以達(dá)每秒百兆比特以上,分組傳輸和處理時(shí)延可以達(dá)到微秒級(jí),并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)分組交換。異步時(shí)分交換采用16字節(jié)的長(zhǎng)度,其中12字節(jié)為信息段,4字節(jié)為分組頭,分組頭用于進(jìn)行交換處理。這種交換方式端口速率也可達(dá)每秒百兆比特以上,而且時(shí)延極小,可以實(shí)現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)和圖像綜合應(yīng)用。1985年,法國(guó)正式向國(guó)際電聯(lián)(ITU)提出建議草案,國(guó)際電聯(lián)到1988年形成了個(gè)建議I.121。1988年,國(guó)際電聯(lián)將ATM選定為實(shí)現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)(B-ISDN)的基礎(chǔ)，到1990年,國(guó)際電聯(lián)正式建議將ATM作為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(BISDN)的技術(shù)體制,從而全面開(kāi)始ATM標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)用技術(shù)研究,并于1992年7月由美國(guó)ForeSystems率先開(kāi)發(fā)出了ASX-100系列ATM交換機(jī)。目前正以一種可作為寬帶寬應(yīng)用的基本技術(shù)而用在局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN)中。2.ATM在軍事通信中的應(yīng)用(1)ATM局域網(wǎng)(LAN)在LAN和/或司令部環(huán)境中使用ATM再不需要獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)分別用于傳送數(shù)據(jù)和非數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它還可以改善普通LAN技術(shù)支持的通信業(yè)務(wù)的QoS。較高的信息通過(guò)量、支持業(yè)務(wù)量高漲和按需分配帶寬是改善QoS的幾個(gè)例子。因?yàn)閹捹Y源的增加，ATMLAN還應(yīng)允許有用的軍事通信業(yè)務(wù)，例如司令部范圍內(nèi)(有可能超出司令部)有效實(shí)現(xiàn)的多媒體和可視化通信業(yè)務(wù)。繁重的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如軍事演習(xí)仿真，還可以由ATMLAN更有效地支持批量數(shù)據(jù)傳輸和廣播圖像交換。帶寬資源的增加和支持多媒體通信的能力可使ATMLAN支持特殊軍事事件，例如計(jì)算機(jī)輔助演習(xí)(CAX)比采用普通的LAN技術(shù)更有效。(2)ATM主干網(wǎng)在主干網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域使用ATM是另一個(gè)重要的軍事ATM應(yīng)用。美國(guó)防信息系統(tǒng)局從1993年起計(jì)劃在10～15年時(shí)間內(nèi),以ATM為骨干技術(shù),分三期工程實(shí)現(xiàn)國(guó)防信息系統(tǒng)網(wǎng)(DISN)綜合傳送高速話音、數(shù)據(jù)和圖像(見(jiàn)表1)。北約的ATM主干網(wǎng)也將綜合傳送包括數(shù)據(jù)、視頻、話音和圖像，而目前的主干網(wǎng)大部分只傳送話音。因?yàn)锳TM設(shè)計(jì)成支持多媒體通信，從而在主干網(wǎng)中應(yīng)用ATM將保證未來(lái)主干網(wǎng)有效為用戶提供各種通信業(yè)務(wù)。ATM主干網(wǎng)上各種全國(guó)性的各種類型的軍事通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)互連是ATM在軍事通信上的又一個(gè)重要應(yīng)用。ATM可用作數(shù)字載體將以普通的X.25和ISDN技術(shù)為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。它還能對(duì)相當(dāng)多的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供接入。因?yàn)锳TM采用固定格式的數(shù)據(jù)單元，可以直接在ATM主干網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)無(wú)縫隙互連。終結(jié)果是在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域不會(huì)像目前的LAN-WAN互連那樣降低服務(wù)質(zhì)量。這是因?yàn)锳TM主干WAN能提供比現(xiàn)有的主干WAN所能提供的更寬的帶寬。表1DISN各種業(yè)務(wù)及其對(duì)信息量的要求┌─────────┬────────┬──────┬─────────┐│業(yè)務(wù)類型│傳輸方式│協(xié)議方案│有代表性的國(guó)防││(突發(fā)率)│││通信應(yīng)用│├─────────┼────────┼──────┼─────────┤│超高速多媒體│光纖││遠(yuǎn)距離多媒體中繼││(＞10Gbps)││ATM/SONET│(干線)││固定站││││├─────────┼────────┼──────┼─────────┤│高速多媒體│光纖│ATM│情報(bào)數(shù)據(jù)傳輸││(0.1～10.0Gbps)│││││固定/可運(yùn)式站│衛(wèi)星│直接廣播│基本應(yīng)急通信│││虛電路│廣域覆蓋│││││組網(wǎng)││├─────────┼────────┼──────┼─────────┤│中速(0.1～100.0│衛(wèi)星│直接廣播│共用戶行政通播││Mbps)移動(dòng)/可運(yùn)式││VAST│"飛地"內(nèi)通信││││網(wǎng)絡(luò)│││││││││小區(qū)RF│小區(qū)結(jié)構(gòu)│將光纖通信擴(kuò)展到│││LAN││移動(dòng)用戶│├─────────┼────────┼──────┼─────────┤│個(gè)人通信業(yè)務(wù)│衛(wèi)星│DAMA(TDMA,│││(PCS)││FDMA或CDMA)│││(＜100kbps)│││││高度機(jī)動(dòng)│地面視距│戰(zhàn)斗網(wǎng),RF│戰(zhàn)術(shù)通信/PCS││││LAN│視距│└─────────┴────────┴──────┴─────────┘(3)戰(zhàn)術(shù)通信ATM的固有的特征，如可縮放的帶寬分配、動(dòng)態(tài)帶寬分配、支持綜合通信業(yè)務(wù)、每通道協(xié)商和有保證的QoS以及利用單一格式數(shù)據(jù)單元，顯示出ATM是一種適于戰(zhàn)術(shù)通信的可行的解決辦法。美軍除在90年代初期就開(kāi)始在戰(zhàn)略通信系統(tǒng)(DSIN)中進(jìn)行ATM的應(yīng)用研究外,90年代中期還開(kāi)始在戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)(MSE系統(tǒng))中進(jìn)行ATM試驗(yàn)。北約三軍聯(lián)合通信和電子組(TSGCE)第11小組(SG11)項(xiàng)目組(PG/6)的討論文件規(guī)定，ATM被看作是2000年后使用的和2000年后實(shí)現(xiàn)的戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)的一種候選技術(shù)。3.ATM的基本技術(shù)(1)ATM信元頭和有效載荷信元頭標(biāo)字段的主要功能是建立通信信道，識(shí)別屬于同一通信信道的的信元，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間交換信元并為信元選擇路由，區(qū)分信息流的優(yōu)先等級(jí)和控制信息流。圖2表示B-ISDN用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)ATM層信元的頭標(biāo)。┌─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬───┐│8│7│6│5│4│3│2│1│├─┴─┴─┴─┼─┴─┴─┴───┤│GFC│VPI│├───────┼─────────┤│VPI│VPI│├───────┴─────────┤│VCI│├───────┬─────────┤│VCI│PTICPL│├───────┴─────────┤│HEC│└─────────────────┘圖2B-ISDNUNI圖例:CLP:信元丟失優(yōu)先權(quán)PTI:有效載荷類型識(shí)別符GFC:類屬流控制*VCI:虛擬信道識(shí)別符**HEC:頭標(biāo)差錯(cuò)控制VPI:虛擬通道識(shí)別符**UNI:用戶-網(wǎng)絡(luò)接口*GFC字段的功能至今仍未被標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)完全定義**VCI和VPI組成信元交換中使用信元標(biāo)記字段圖2B-ISDNUNI的ATM信元頭標(biāo)格式ATM信元的信息有效載荷(I)字段包括用戶和管理數(shù)據(jù)。在I字段的48個(gè)8位字節(jié)中，前面的少數(shù)8位字節(jié)(多達(dá)4個(gè)8位字節(jié))與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)，其余的8位字節(jié)按特定業(yè)務(wù)編碼。(2)異步多路復(fù)用用和快速分組交換ATM技術(shù)所基于的工作原理是分解業(yè)務(wù)信號(hào)，把這些信號(hào)映射成固定長(zhǎng)度的ATM信元，以異步方式多路復(fù)用這些ATM信元，從而組成連續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，接著通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的虛擬通信信道，使數(shù)據(jù)流實(shí)現(xiàn)高速交換和傳輸。減少協(xié)議開(kāi)銷和增加誤差檢校和對(duì)終端系統(tǒng)高層的重發(fā)這樣一些功能，可提高傳輸速度。(3)面向連接的技術(shù)和虛擬連接ATM是一種面向連接的技術(shù)，意即通信信道建立階段必須處理實(shí)時(shí)信息交換。在通信信道建立階段，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建立一條端到端的通信信道。在ATM中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)連接的連鎖邏輯關(guān)聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的信道。每次邏輯關(guān)聯(lián)表明傳輸ATM信元的單向信息傳輸能力，并調(diào)用一個(gè)虛信道(VC)。由于虛信道與專用的物理線路無(wú)關(guān)，并且它與其他連接共享其物理信道，所以把它視為虛擬。一個(gè)局部性的顯著邏輯標(biāo)識(shí)符VCI識(shí)別一個(gè)VC，而VCI由ATM層分配并放置在信元頭標(biāo)中。當(dāng)ATM層分配一個(gè)VCI值時(shí)，產(chǎn)生一條VC鏈路。一旦VC鏈路建立起來(lái)，它的后面將跟隨屬于同一VC連接的所有信元，從而確保在屬于VC連接的傳輸中以這樣的方式排序。整個(gè)ATM網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)端到端連接VC連鎖連接被稱作虛信道連接(VCC)。(4)分組交換與線路交換的綜合ATM通信技術(shù)將現(xiàn)有的線路交換方式數(shù)字通信方式與分組通信方式加以綜合。首先，ATM允許憑借信元標(biāo)記定義和識(shí)別個(gè)人通信；就此而論，ATM裝配普通的分組傳輸方式。第二，ATM與分組方式通信緊密相連，因此，它只有當(dāng)有業(yè)務(wù)要傳送時(shí)才利用帶寬。第三，像分組交換一樣，在呼叫建立階段，ATM支持服務(wù)質(zhì)量(QoS)協(xié)商，并通過(guò)在多種連接中共享其傳輸媒體而支持虛電路的利用。但是也有明顯差別，因?yàn)榉纸M方式一般利用可變長(zhǎng)度的分組，而ATM則將固定長(zhǎng)度分組的ATM信元作為其基本的傳輸媒介。此外，普通的分組方式主要是為可變比特率(VBR)、非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)創(chuàng)建的，而ATM同樣可以很好地管理實(shí)時(shí)恒定比特率(CBR)信號(hào)。(5)標(biāo)記交換ATM方式時(shí)，根據(jù)信元標(biāo)記字段中包含的信息進(jìn)行信元尋由和交換，而信元標(biāo)記字段是信元頭標(biāo)的VCI和VPI。信元標(biāo)記并非是一個(gè)明確地址。其原因之?鑒于ATM固有的優(yōu)點(diǎn)及其對(duì)潛在應(yīng)用的支持，它將對(duì)民用和軍事通信用產(chǎn)生重大影響,并將引起通信方