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【zz】ATM的QoS和适配层
之 发表于 2010-02-09 23:52:03
1. ATM的QoS
(1). 业务质量分类
业务质量分类有多种分类方法。ATM中按照速率要求把各种业务分为五大类：
未定比特速率（UBR：Unspecified Bit Rate）：对传输速率没有指定，但可靠性要求很高，即所谓"尽力传输"（Best Effort），用于局域网仿真（LAN Emulation）。
不变比特速率（CBR：Constant Bit Rate）：有固定的带宽（速率）要求，适用实时的话音和视频信号传输。
可用比特速率（ABR：Available Bit Rate）：只需指定峰值（Peak）和谷值（Minimum）信元速率，应用不多。
可变比特速率（VBR：Variable Bit Rate）：允许随时可变的带宽，但必须指定峰值带宽、最大突发数据长度和必须维持的最低速率。
实时可变比特速率（rt-VBR：Real Time Variable Bit Rate）：主要用于速率可变的实时业务（如视频监控和压缩话音通信等业务）。
它们的大致关系如下图11所示。
各种ATM服务类型的特性如下表。
服务特性 CBR
RT-VBR
NRT-VBR
ABR
UBR
带宽保证 是 是 是 可选 不
适用于实时通信 是 是 不 不 不
适用于突发通信 不 不 是 是 是
有关于拥塞的反馈 不 不 不 是 不
(2). 业务质量描述参数（QoS---- 服务质量）
业务质量参数是指一个呼叫对网络所提供质量的一系列要求。为了在有效利用网络资源的同时，又保证一定的QoS，ATM在UNI接口处进行业务量的控制，以避免网络拥塞和过载。所以ATM在UNI信令中规定，用户系统在虚电路建立过程中必须提出自己的业务质量要求（由业务描述参数表示），由网络决定是否接受这个请求；一旦请求被接受，网络对各链路的业务量进行监控，限制超过业务量要求的包通过，从而避免网络过载。
这些参数列于下表：
参数
缩写词
含义
峰值信元速率
PCR
信元发送的最大速率
持续信元速率
SCR
长时间的平均信元传输速率
最小信元速率
MCR
最小的可接受的信元传输速率
信元延迟变化极值
CDVT
最大的可接受的信元抖动
信元丢失比率
CLR
信元丢失或提交得太迟的比例
信元传送延迟
CTD
信元提交时拖延的时间（中间值和最大值）
信元延迟变化
CDV
信元提交时间的变化幅度
信元错误比率
CER
提交无错信元的比例
严重错误信元块比率
SECBR
出错信元的比例
信元错误目的地比率
CMR
信元提交至错误目的地的比例
显然不同业务质量QoS要求，其信元传输的优先级是不同的。其网络优先级依次为：CBR信元：最高级；rt-VBR信元：高；VBR信元：中等；ABR及UBR信元：低。其中高、中优先级用于话音和视频传输（CBR及VBR），而低优先级通常用于数据传送（ABR及UBR）。
2. ATM的适配层（AAL：ATM Adaptation Layer）
ATM适配层，是ATM核心（包括ATM层和物理层，与业务无关）和高层间的接口(见图5)，它是为使ATM层能适应不同业务类型而设置的，故ATM对各种业务承载能力集中体现在ATM适配层。ATM适配层又细分为若干子层。具体如下图12。
ATM适配层共有6种类型：AAL0，AAL1，AAL2，AAL3，AAL4，AAL5。
(1) AAL0
用于传送原始ATM信元，必须为53字节大小，对非53字节长度的信元必须由用户开发的协议解释。
AAL0主要用于传送信令和短消息（OAM用）。
(2) AAL1
由于传送恒速率（CBR）业务数据及其定时信息（包括发送定时及时钟恢复）。主要目的是用来模拟电路交换（CSS：Circuit Switching Simulation），能支持N×64Kbps的不变速率话音传送；同时也（仅）支持G.726下的ADPCM的恒比特率压缩话音数据。
在同一个虚通道（VC）中，AAL1还支持一个或多个DS0（64Kbps）。当虚通道中只有一个DS0话音时，可以使用无结构数据格式（UDF：Unstructured Data Format）传送，这是一种面向比特的技术；当有多个DS0同时传送时，必须使用结构化数据格式（SDF：Structured Data Format），此时各DS0数据流按字节依次传送，即是面向字节的。这两种格式的区别如下图13所示。其中AAL1指针用于指示多DS0时，第一个DS0字节位置，以便定时。利用AAL1可以实现ATM对STM（TDM）信号的传送，见图14。
AAL1主要用于TDM电路仿真。其特点是：
a) 速率恒定：用于N×64Kbps话带数据；
b) 可以通过部分填充的办法发送信元，以减少传送时延（用到AAL1指针）；
但是，AAL1用于话音传送时有如下缺点：
a) 比TDM多占12-15％的带宽；
b) 不能利用静默技术提高带宽利用率； c) 只能使用恒比压缩算法。
(3) AAL2
AAL2适用低速率及变比特率传送，在话音传送方面优于AAL1，因为：
a) 同样适合实时传送，且允许使用静默技术、语音压缩及带内信令；
b) 在一个虚通路VC中可以传送多话路，且业务性能可以不同； 即，AAL2可以节省带宽，从而比AAL1更为经济。
AAL2的信元格式如下：
图中清楚地显示了一个ATM信元中传输多路话音的情形。其中的各CPS-PH+CPS-PP相当于该ATM信元所在VC中的微通道（Mini-Channel），这就允许选择最佳的分组尺寸以获得最小时延，同时允许多个活动AAL2微通道有效地复用在一个VC中，从而提高带宽效率。
(4) AAL5
在AAL5中，数据（可以长达65,536字节）先被缓存，被分割适配到ATM信元并透明传输，同时加上了纠错，因而AAL5特别适合可变比特率数据传送，支持面向连接的、对时延不太敏感的业务。AAL5的优点是开销小、纠错强，同AAL3/4相比除了不支持复用外，基本相同。
AAL5的信元格式，如下图15所示。图中给出了一个60字节的数据块通过两个ATM信元传送的例子。
因此，AAL5主要用于传送数据，当然也可利用AAL5进行话音业务传送。
对以上各类AAL，推荐使用如下QoS：
AAL0：任何一种均可；
AAL1：CBR或UBR；
AAL2：VBR或UBR；
AAL5（数据）：UBR或ABR；
AAL5（话音）：CBR。详细出处参考：http://www.ctiforum.com/train/cttech/base/base_008.htm
ATM的定义
之 发表于 2010-02-09 23:49:44
ATM即Asynchronous Transfer Mode，译为异步转移模式，或称为异步传输模式、异步传送模式。ATM是B-ISDN的核心技术。如前所述，电路交换和分组交换都不能适应未来的宽带、多速率、不同QoS业务的发展需求。为此，逐渐推出了各种传输模式。其中最有吸引力的便是ATM。它们的相互关系可以简明地表示如下。
图 4
异步转移模式ATM定义，归结为：
(1) 面向连接的快速分组交换技术（Connection-oriented, high-speed packet switching）。
(2) 基于固定长度信元的异步传输技术（53-byte celled streaming）。各种类型的信息流（包括语音、数据、视频等）均被适配成固定长度的（53字节）的"信元"（Cell）中进行传输。信元是同步定时发送的，但信元所包含的信息之间却是异步，即不保证原来的信息顺序到达目的地。
ATM技术规范由ATM论坛和ITU-T标准给出。
3. ATM的特点
可同时传送包括语音、数据、视频等多种话音和非话业务。
可提供各种可能的服务质量选择（QoS：Quality of Services），包括不变速率传输、可变速率传输：
i. 根据传输业务类型选择信息速率。
ii. 在每次连接发起时临时协商确定一个所需的速率（并且可变），通常称为未定速率。
可提供Mbps到Gbps的各种速率。
可用于同轴缆、光纤和普通双绞线缆介质。
可以作为LAN或WAN的基础技术，即构成所谓IPoATM网络。详细出处参考：http://www.ctiforum.com/train/cttech/base/base_006.htm
【zz】为什么选择ATM？
之 发表于 2010-02-09 23:42:11
1) 电路传送模式和分组传送模式
在通信网络发展过程中，出现了多种信息传输方式，它们分别适应不同业务速率，如下图所示。这里只对比电路传送模式和分组传送模式两个极端情况，对其他模式，读者可以自行参照下图和相关资料。
图 1
i. 电路传送模式，也就是电路交换模式（CSM：Circuit Switching Mode）+时分复用传输（TDM：Time Division Multiplexing）。其基本特点是，对任意特定的通话呼叫，为其分配一个固定速率的信道资源，且在整个通话期间专用。在数字模式下，通信双方的信息以周期出现的固定时隙为传输载体，故称为同步转移模式（STM：Synchronous Transfer Mode）。
图 2
缺点：由于STM下每个通路长期占有固定带宽的资源，而几乎所有通信类型的数据率都是可变的，所以资源利用率低，极不经济。
ii. 分组传送模式：这里是指传统的分组交换网X.25等。任何通信双方间都无需保持固定的通信链路，仅在需要发送数据时才向网络提交数据，甚至数据块的大小（Packet Size）可变。所以该模式（在物理设备传输容量下）可以适应任意的传输速率，且基于统计复用模式极大地提高了资源利用率。 缺点：分组交换网的固有优点同时也是它的固有缺点，它虽然实现了资源利用率的极大提高，但其中流控、差错控制等程序复杂，同时同一通信进程中的数据传输是异步的、时延大。所以不适应对时延敏感的通信业务，如电话、图像、视频通信等。
(2) TDM回顾
复用
TDM就是时分复用模式。它把若干不同通道（Channel）的数据按照固定位置分配时隙（TimeSlot：8Bit数据）合在一定速率的通路（Path）上。每一个时隙的速率为一个标准的PCM（Pulse-Code-Modulation）话路64Kbps。每通道时隙的重复频率为Ts=8KHz，即帧周期为125us。如图2所示。通常把若干通话复用在一起以后的通路组称为一个基本群路，然后更大的通路均在此基础上进一步复用（4倍）为高次群。其中的时隙数即复用的通道数与时钟有关。国际上有两个不同的基群标准（PRI：Primary Rate Interface）。美国和日本采用24支路标准，我国采用欧洲标准，使用32路标准，分别记为：
E1：32路，32×64Kbps＝2.048Mbps，
T1：24路，24×64Kbps＝1.544Mbps。
交换
直接把要交换的Channel的对应时隙的数据拷贝到通路（或另一通路）中要交换的时隙位置即可。下图3显示了两个E1支路上不同通道（Channel）间的交换情况。
图 3
(3) ATM和TDM的比较
a. TDM是同步传输模式。
TDM是为实时话音数据传送而设计的，因此，
TDM以基本带宽为固定的64Kbps信道为单元，
在复用过程中各信道的位置（时隙：TimeSlot）固定，而且各通信双方在通信中独占信道，故而，
TDM在传输对时延不敏感的数据流时效率很低。
b. ATM本质上是一个异步传送技术
ATM能同时传输实时数据和非实时数据；
没有特定时隙或专用信道的概念；
灵活的带宽分配和高的信道资源使用率；
同时对不同的业务能提供相应的QoS保证。
[zz]ATM地址
之 发表于 2010-02-09 23:12:42
异步传输模式(ATM)使用地址来确定和定位ATM设备。在ATM中，地址是呼叫建立过程中通过UNI信令确定的，然后据此寻找合适的路由，并建立VC（虚连接）。虚连接由一系列VPI/VCI路由构成，并用VPI/VCI标识。ATM中使用20字节的地址结构，如下所示：
ATM地址有三种格式：
1.DCC格式：按国家分配的地址；这些地址被应用在公共网络中，例如，初始域标识符(IDI)值0x84.0f定义了美国。
2.ICD格式：按国际组织分配的地址；这些地址被用在私人机构， ICD领域指出了代码组或机构。
3.E.164格式：传统电话编号方式。这些地址被公共网络应用在建立综合业务服务网（ISDN）呼叫中，它们通常用 在公共电话中。
它们的区别由交换机MAC地址中的地址前缀指明。
其中适配器的MAC地址，又称ESI（End System Identifier）是48比特的MAC地址（与现有LAN-MAC地址兼容）。选择字（SEL）在NNI接口中没有意义，仅在UNI接口处解释，在 NMS的ArTeMux中用于识别终端系统中的终端接入点（地址空间大小为256）。
