ATM交换技术与B-ISDN原理(第5讲).ppt

1 ATM的基本 ATM信元结构 ATM是宽带ISDN中信息的表达 表示 传送和交换 复用 的基本形式 信元 cell 固定长度 大小与业务无关 信元净荷信息包括用户数据 维护 信令信息 2 两种信元格式 3 TheATMProtocolDataunits PDUs cells 对UNI接口对NNI接口GFC 4bitsVPI 12bits 212 4096个VPIVPI 8bits 28 256个VPIVCI 16bits 216 65536个VCIVCI 16bits 216 65536个VCI 4 虚通道 VP 虚通路 VC VPI VCI 信元的逻辑路由地址 VPI 虚通道标志 VCI 虚通路标志 存在两种类型的连接 VPC VPConnection虚通道连接 VCC VCConnection虚通路连接 VP VC 是两个表示信元传输信道的基本概念VC 是具有相同虚通道 VCI 的一组ATM信元的逻辑集合 即ATM链路上凡有相同VCI的信元在同一逻辑信道上 即虚电路上 传送 VP 是一束 组 具有相同端点 endpoint 的VC链路 5 Conceptualviewofvirtualchannelsandvirtualpathswithinthephysicallayer 6 RelationshipamongChannel VirtualPath PhysicalLink andPhysicallayer 7 RelationshipamongChannel VirtualPath PhysicalLink andPhysicallayer 虚通路链路关系虚通路连接 VCLink VCConnection 虚通道链路关系虚通道连接 VPLink VPConnection 8 RepresentationofVCandVPswitching VP交换 ATMCross connect 半永久交换 VP VC交换 ATMSwitch withsignaling 9 对虚通路连接VCC的进一步理解 VCC可以应用于以下三个方面 用户 用户应用 User to userApplications VCC跨越两个端点上的用户设备 即延伸到每个端点 上 的S T参考点 用户 网络应用 User to NetworkApplications 网络 网络应用 Network to NetworkApplications 10 对虚通路连接VCC的进一步理解 11 B ISDN的技术标准 ITU TG11 G13 G15 G18研究组目前在制订有关B ISDN标准方面的工作 两大系列标准I 系列标准 除信令之外的其它方面 Q 系列标准 信令方面 同进还有其它组织 如ATMForum ATM论坛 ETSI 欧洲 12 I 系列建议 13 1 3ATM的语义透明性与时间透明性 1 3 1ATM的语义透明性定义 指网络正确地将信息从源发送到目的地的能力 相对 含有限 能接受 的差错数 或 网络无差错地把信息从源传送到目的地 一 几个重要参数BER 误比特率 BitErrorRate PER 分组差错率 PacketErrorRate 1 BER 14 几个重要参数 2 PER 15 二 差错情况分析 差错传输系统 bit级差错交换 复用 bit packet级差错 1 传输差错传输媒体 cable fiber twistedpairwires 硬条件电 光器件 电接口器件 激光器 LED 线路编码和扰码类型 软条件就光纤的传输特性为例 AT T 1989年给出两种情况下不同的差错分布概率 a 正常条件下光 纤 传输系统的差错概率 图示 b 维护操作期间光传输系统的差错分布概率 图示 结论 正常情况下出现的绝大多数差错是比特差错 例子中99 64 维护条件下 系统表现出完全不同的差错特性单比特错65 10 的pererroredsecond误比特秒 100个以上的bit错误 突发差错 16 二 差错情况分析 2 交换 复用差错分组头错误分组差错 原因 瞬时缺乏资源目前无定量描述 3 网络的差错概率分布模型结论 传输差错 45 交换 复用差错 45 二者大体相当 17 二 差错情况分析 4 分组大小对语义透明性的影响问题 大分组对网络有利呢 还是小分组对网络有利 解题思路 对采用滑动窗口协议 尺寸为W 所增加的业务流量进行计算 真正需要重传的分组数取决于ARQ协议的类型以及已经发出而尚未得到证实的分组数 假设条件 设一种 返回N 算法 发出而未经证实的平均分组数为W 2 P 一个分组被丢失或损坏的概率 在这个假设条件下计算业务流量的增加情况 18 二 差错情况分析 解 0 分组一次性正确接收 重传 0 1 分组重传一次即被正确接收 概率 P 1 P 则重传分组 W 2 P 1 P 2 分组重传两次后正确到达 概率 P P 1 P P2 1 P 重传分组数量为 2 W 2 P2 1 P W P2 1 P 重传n次 重传分组数量 增加的业务流量以上是对单段链路的情况 19 二 差错情况分析 对n段链路的情况是假设 一个系统在端到端连接中有n段链路 分组大小Lbit BER 整段链路上 B 差错概率随机分布解 1 一个分组在一段链路上正确传送的概率是A 1 B L 2 在n段链路上 A 1 B nL 或一分组经n段链路到达n出错的率 P 1 1 B nL与上式相结合计算解析式 20 二 差错情况分析 计算结果 1 L 1000Bytes 2 L 48BytesW 7W 7n 4 2 1 n 4 2 1 RERRER 10 6以下时业务增加值极小 可忽略不计 21 二 差错情况分析 端到端重传再比较一个逐段链路重传n 4L1 1000BytesL2 48Bytes结论 1 短分组对业务量增加来说更好 2 目前光纤传输质量上升 10 8 所以基于逐段链的检错 纠错和重传机制就可以考虑从网络内部移到网络的边界 缘 或者靠端 端协议保证 22 1 3 2时间透明性 定义 指网络无时延和时延抖动 绝对的无时延和无时延抖动是不存在的 这是相对而言 能接受 时延 TimeDelay jitter TDV TimeDelayVariation两个重要参数 时延 timedelay时延抖动 jitter celldelayvariation CDV 23 时延概率密度函数 时延的定义 D DM Dm 最大时延差 Da 平均时延 D 2 对POTS业务端 端时延 25ms 需加回波低消器 EC EchoCaneller 24 1 影响时延的参数 25 网络调节 1 传递函数 26 一些ATM业务的参数规定举例 27 2 网络调节 附加传递函数 当网络的某些参数 BER 时延 不能满足前表的要求时 可以在接收端做附加的处理 附加传递函数O t GB D HB D I t 28 1 3 3ATM网络的性能特征 1 ATM的时延特征2 ATM的语义透明性P61 77自学 29 纯ATM网络时延情况 1 PD 打包时延 PacketizationDelay 若干采样值包装成分组时产生的时延 仅在源端进行 ATMnon ATM两类网的边界处需要打包 30 纯ATM网络时延情况 2 TD 传输时延 TransmissionDelay 与采用的传输媒体有关 但与传递方式的类型无关 典型值4 5 S Km 3 交换时延 Switchingdelay 交换时延 固定部分 FD 可变部分 QD FD Fixeddelay 与硬件系统有关 通常应很小几十 s 100 s QD QueuingDelay 与交换机中的队列设置及排队方式有关 31 纯ATM网络时延情况 4 DD 拆包时延 DepacketizationDelay 在完全ATM网络中仅在接收端有拆包时延 混合网络在ATM Non ATM边界处需DD 目的是为了平衡 平滑 时延抖动其中 i 传输链路的段数j ATM交换机个数maxq 卷积积分 统计 统计卷积分 32 ATM 非ATM混合网的时延 其中 i j同上k ATM Non ATM之间打包器 拆包器对数 包括终端在内 jk 在k对打包器 拆包器之间的k个ATM段中每一段所包含的ATM交换机的个数 注意 这里计算的是每一段卷积时延的和 l 同步交换机的个数 请注意 由于时延已经按照最大值计算了 所以拆包时延DD不再重复计算在内 33 ATM 非ATM混合网的时延 34 一个实际的例子 假定 1 源L 1000km目的地 TD 4000 s2 2个同步交换机 即l 2 SD 450 sSD 900 s3 ATM信元长度 16 32 644 两种传输及交换速率 150Mbit s 155 520 600Mbit s 622 080 实验结果 QD情况 负荷 Load 与队列长度对QD 队列时延 的影响 35 一个实际的例子 特别注意 负荷 80 PLR 10 10队列数 50个连续队列 7 6 1 8 235个分组 卷积分计算的结果 50 800 s 150Mbit s 600Mbit s查表结果 T2 5 P59 1000km以内 能得证T 25ms 超过1000km 25ms 加EC