ATM交换技术课件

第第第第7 7章章章章 ATM ATM交换技术交换技术交换技术交换技术pATM交换的基本原理及概念pATM体系结构 pATM交换技术 pATM网接入方式本章主要内容本章主要内容什么是什么是ATM 综合了传输、复用、交叉连接和交换的技术一种结合了电路交换和分组交换的各自优点的技术 ATM是快速分组交换技术、采用统计复用方式 ATM能传送所有类型的业务量(话音、数据、图像等)问题与思考问题与思考 第第7 7章章 ATM ATM交换技术交换技术l7.1 7.1 概述概述一、一、ATMATM的引入的引入传统交换方式存在以下缺陷：电路交换（Circuit Switching）因同一连接的信息经过相同的路由，所以时延抖动小采用固定时隙分配 带宽浪费（资源独占）分组交换（Packet Switching）分组交换可以支持多种速率的交换系统延迟不确定性(X.25协议）问题：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（B-ISDN）来实现？答案：ATM网 交换技术发展历程：电路交换-分组交换-帧中继-ATM第第7 7章章 ATM ATM交换技术交换技术二、二、ATM的总体的总体 综合电路和分组交换的优点：定长与异步定长的数据包定长的数据包48 Bytes5 BytesATM(Asynchronous Transfer Mode)转移模式:综合了传输、复用、交叉连接和交换的技术ATM复用器DCBADACC4321ATM统计复用示意图图像数据语音语音4321ATM是快速分组交换技术、采用统计复用方式第第7 7章章 ATM ATM交换技术交换技术PCM复用器DCBAPCM时分复用示意图4321432143214321第第7 7章章 ATM ATM交换技术交换技术第第7 7章章 ATM ATM交换技术交换技术第第7 7章章 ATM ATM交换技术交换技术三、三、N-ISDN和和 B-ISDN的区别的区别（1）N-ISDN是以数字式电话网为基础，采用电路交换方式。（2）B-ISDN则是真正意义上的综合，采用信元中继方式，即ATM技术。附：附：ATM的标准化组织的标准化组织u（1）ATM Forum：ATM论坛。u（2）IETF（Internet Engineering Task Force）：因特网工程特别工作组。u（3）ITU-T（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）：国际电信联盟电信标准化局。第第7章章 ATM交换技术交换技术l7.2 ATM7.2 ATM基础基础一、定义一、定义 以信元（Cell）为信息传输、复接和交换的基本单位，ATM可以看作是一种特殊的分组型传递方式，建立在异步时分复用基础上，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，各信元达到目的地的顺序保持不变，称这种传递模式是异步的。注意：不同于时钟上的“异步”信元结构：定长，53个字节的信息段1字节内发送顺序从第8位开始第第7章章 ATM交换技术交换技术ATMATM特点总结特点总结 ATM交换方式的特点：l以信元为单位的异步转移模式，异步意味着来自任意用户的信息信元流不必是周期性的，便于实现线路带宽的共享和统计复用。l一种结合了电路交换和分组交换的各自优点的技术l ATM是快速分组交换技术 lATM网络能同时传送多种类型的信息，承载多种通信业务，ATM能传送所有类型的业务量(话音、数据、图像等)l信元长度固定，容易实现硬件交换，实现高速交换。第第7章章 ATM交换技术交换技术lATMATM应用应用l 传送网：ATM VP交叉连接节点（VPX）和 ATM ADM设备l 交换网：ATM交换机，窄带向宽带演进的方式l Internet网：ATM路由器，采用 IP交换技术、多协议标记交换技术（MPLS）等 l 局域网：ATM局域网交换机，受到千兆以太网和三层交换机的挑战l 桌面应用：ATM网卡直接支持高层应用系统软件，已不可能大量使用第第7 7章章 ATM ATM交换技术交换技术二、信头格式二、信头格式数据终端设备按业务内容不同，可分为分组型终端（PT）和非分组型终端（NPT）。GFC：一般流量控制：一般流量控制 VPI：虚通道标识：虚通道标识VCI：虚信道标识：虚信道标识 PTI：净荷类型：净荷类型CLP：-信元丢失优先级信元丢失优先级 HEC：信头误码控制：信头误码控制第第7 7章章 ATM ATM交换技术交换技术三、三、3 3种时分复用信号种时分复用信号A A、同步时分复用、同步时分复用/同步转移模式示意图同步转移模式示意图特点：特点：u等分信道u时间轴上的位置就足以区分出各个信道第第7章章 ATM交换技术交换技术B B、分组时分复用示意图、分组时分复用示意图特点：特点：u 封装 不需要等分信道 分组头第第7章章 ATM交换技术交换技术C C、ATMATM时分复用示意图时分复用示意图特点：特点：u 封装 等分信道 信头第第7 7章章 ATM ATM交换技术交换技术四、四、ATM 连接中的连接中的VP、VC（续）（续）ATM 方式的优点是可以灵活地把用户线路分割成速率不同的各个子信道，以适应不同的通信要求。这些子信道就是虚通道和虚路径。虚通道（Virtual Channel，VC）：是指一条单向ATM信元传输信道，有惟一的标志符VCI（虚通道标识符）。虚路径（Virtual Path，VP）：含多条通路，用VPI（虚路径标识符）标识，一个虚路径标识符内可放入多条虚通第第7 7章章 ATM ATM交换技术交换技术四、四、ATM 连接中的连接中的VP、VC ATM物理连接物理连接虚通道虚通道(VP)包括多条包括多条VCATM物理连接物理连接包括多条包括多条VP虚通路虚通路(VC)ATM端节点之间的端节点之间的逻辑通路逻辑通路虚通路虚通路(VC)虚通路虚通路(VC)虚通道虚通道(VP)虚通道虚通道(VP)连接标识连接标识=VPI/VCIVPI/VCI第第7 7章章 ATM ATM交换技术交换技术五、五、VP与与VC连接与交换连接与交换 在ATM系统中，用户的通信采用面向连接的方式工作。VPI和VCI仅在两个物理节点间只有局部意义 VPVP交换：交换：VPIVPI变，变，VCIVCI不变不变 VCVC交换：交换：VPIVPI、VCIVCI都变都变Port 1 VPI=2VCI=37 VPI=3VCI=39NNIUNIUNIATM 交换交换Port VPI VCI 1 2 37 2 1 51 Port 2Port 1ATM 交换交换Port VPI VCI 1 1 51 2 3 39 Port 2ATM终端设备终端设备ATM终端设备终端设备用户用户B用户用户AATM网络设备网络设备ATM网络设备网络设备信元和用户数信元和用户数据的互相转化据的互相转化信元和用户数信元和用户数据的互相转化据的互相转化VPI=1 VCI=51ATM信元的交换过程信元的交换过程第第7 7章章 ATM ATM交换技术交换技术第第7章章 ATM交换技术交换技术l7.3 ATM7.3 ATM参考模型参考模型3个平面：用户面、控制面、管理面.3个功能层：物理层、ATM层、ATM适配层高层高层ATM适配层适配层 （SAAL）ATM层层物理层物理层ATM适配层适配层 （AAL）高层高层用户业务和信令用户业务和信令上层信息与上层信息与ATM信元间的转换信元间的转换信元交换和复用信元交换和复用解复用解复用帧结构、物理介帧结构、物理介质质处理各层间处理各层间协调，无分协调，无分层结构层结构分别管理各层分别管理各层协议实体中的协议实体中的资源和参数资源和参数呼叫连接呼叫连接与控制与控制用户信息传输、流用户信息传输、流量控制和差错恢复量控制和差错恢复面管理面管理层管理层管理控制平面控制平面用户平面用户平面第第7章章 ATM交换技术交换技术物理层一般采用SDHATM层只识别 和处理信头AAL层将高层的用户信息分段装配称信元，并进行流量控制和差错控制 ATMATM网络各层协议之间的数据传输网络各层协议之间的数据传输第第7章章 ATM交换技术交换技术l7.5 ATM交换机交换机一、组成一、组成 输入模块（IM）、输出模块（IN）、信元交换机构（CSF）、控制模块（CM）和系统管理（SM）5部分构成第第7章章 ATM交换技术交换技术二、交换原理二、交换原理 完成空间交换即路由交换时间交换即信元从一个时隙到另外一个时隙，时间交换靠信头翻译表来完成ATMATM交换的基本原理交换的基本原理第第7章章 ATM交换技术交换技术l7.6 ATM网络及其接入网络及其接入一、一、ATMATM网络结构网络结构第第7章章 ATM交换技术交换技术 二、二、ATM接入接入 帧中继延伸接入帧中继延伸接入 第第7章章 ATM交换技术交换技术 二、二、ATM接入接入 XDSL+XDSL+专线接入专线接入 第第7章章 ATM交换技术交换技术二、二、ATM接入接入 光纤接入光纤接入 ATM虚连接虚连接UNI信元信元 VPI=1 VCI=1UNI信元信元 VPI=20 VCI=30NNI信元信元 VPI=26 VCI=44NNI信元信元 VPI=6 VCI=44NNI信元信元 VPI=2 VCI=44123 123132123ATM虚连接（虚连接（VC）PortVPIVCI126442244 PortVPIVCI12442644PortVPIVCI164422030PortVPIVCI11122644ABA需要传送数据到B，首先在信元要经过的ATM节点上建立一系列的交换表格，保证信元经逐次转发后最终到达B。这些表格建立后A到B间的信元所经路径是一致的（至少在一次呼叫内如此），这种路径称为ATM虚连接。ATM中虚连接的分类中虚连接的分类lATM的虚连接分为两种的虚连接分为两种n虚通道VPC(Virtual Path Connection)n虚信道VCC(Virtual Channel Connection)l无论哪种虚连接，根据建立方式的不同都可分无论哪种虚连接，根据建立方式的不同都可分为：为：n交换虚连接SVC(Switching Virtual Connection)n永久虚连接PVC(Permanent Virtual Connection)UNI信元信元虚通道和虚信道虚通道和虚信道ATM终端设备终端设备AATM终端设备终端设备CATM网络设备网络设备EATM网络设备网络设备GATM网络设备网络设备FUNI信元信元NNI信元信元NNI信元信元VC交换交换VC交换交换VP交换交换虚信道虚信道（VCC）虚通道（虚通道（VPC）虚信道虚信道（VCC）UNI信元信元UNI信元信元ATM终端设备终端设备BATM终端设备终端设备D为提高G的交换效率，所有发自A、B并要经过F的信元，E在转发时将它们的VPI统一填写为某一固定值，发送到G。G进行VP交换后到达F，F再根据VCI的值进行VC交换分发到C、D（反向业务流也如此处理）。这些信元从E到F，VCI值不变。相当于在E、F间建立了以VPI为标识的信元管道，称之为虚通道。而终端A、B、C和D之间的虚连接称为虚信道。第第7章章 ATM交换技术交换技术本章小结本章小结 结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日