1、第七章 ATM交换技术,了解ATM协议参考模型；知道ATM信元结构，理解ATM交换原理，知道ATM交换支持的业务，关键技术和ATM信令；知道ATM交换机的功能、组成，ATM交换机对软、硬件的要求，了解ATM交换机的接口和计费方式。,教学要求：,2学时,教学时数：,交换技术,7.1 ATM协议参考模型,ATM是异步转移模式的英文缩写，是宽带通信网络的核心技术之一。它的最大特点是采用分层体系结构和信元通信机制。其目标是提供一个高速率、低时延的复用和交换网络，能够支持任何类型的用户业务。,ATM协议参考模型参考了OSI协议的7层结构，采用分层的体系结构来表述和定义有关功能和接口规范，包括3个平面4个
2、层。,物理层：负责信元编码和高效可靠传输信元。,ATM层：完成交换、路由选择和复用。,ATM适配层：负责将各种业务信息适配成ATM信元流。,高层协议层：与具体业务有关，其中ATM适配层和高层协议层只在端节点才采用。,ch7 ATM技术,一、ATM信元结构,7.2 ATM交换原理,ATM交换是指从一个输入的ATM逻辑信道到一个输出的ATM逻辑信道的信息交换。,ATM是以异步时分复用为基础，是一种基于信元的交换技术，任何形式的信息输入ATM网络就会转换为信元格式。,信元方式适用各种类型的信息传输。,ch7 ATM技术,ATM信元由信头和信息段两部分构成。,一、ATM信元结构,GFC：占4b，用于在
3、用户-网络接口处的流量控制。,PTI：占3b，用于标识信元所携带的数据类型。,CLP：占1b，用于指示在网络发生阻塞时，该信元被丢弃的等级。,GFC：占8b，用于对信头误码的检测和校正。,7.2 ATM交换原理,二、ATM交换原理,为提高端到端的传送能力，ATM层在接入点之间建立虚连接。,1. VP和VC,ATM采用VP和VC两级连接，并用信头中的VPI和VCI来表明该连接。,每个VP最多可有4096个VC，VC常用于直接完成两个用户间的连接，而VP则用于不同网段间的连接。,7.2 ATM交换原理,二、ATM交换原理,2. VP交换和VC交换,(a) VP交换,(b) VC交换,ATM交换是以
4、信元为单位进行交换，实际就是VP/VC交换。,VP交换时，VPI值要改变，而其中包含的所有V CI值都不改变；VC交换时，VPI和VCI的值都要改变。,实现VP交换或VC交换的ATM实体可以是ATM交换机或ATM交叉连接器，ATM交换机具有PVC和SV C功能，ATM交叉连接器只具有PVC功能。,7.2 ATM交换原理,二、ATM交换原理,3. ATM虚连接建立的方式,VC的建立过程有两种方式：ATM永久虚电路(P VC)和ATM交换虚电路(SVC)。,PVC是由管理面控制在虚通路内建立的一条永久/半永久的连接，称为PVC方式；SVC是由信令控制动态建立的连接，虚电路战用的网络资源都在连接建立
5、时分配，即用户在传送信息前要有连接建立过程，信息传送完毕则拆除，称为SVC方式。,三、ATM交换支持的业务,7.2 ATM交换原理,四、ATM关键技术,1. 统计时分复用,ATM在传输方面采用统计时分复用，也称异步时分复用。这一方面提高了通信线路(信道)的利用率，另一方面建立连接和分配带宽时，可在相同信道资源情况下接纳更多的连接数。,ATM是基于分组的传送模式，包含用户信息的信元的发送不一定是周期的，由此讲ATM是异步的。,2. 快速分组交换,3. 优良的服务质量QoS,ATM采用一种分组长度固定和简化差错控制的技术，提高了分组交换的速度。,ATM采用面向连接的技术和有效的业务流量控制机制，可
6、支持不同服务质量QoS的等级。,7.2 ATM交换原理,五、ATM信令,ATM交换系统具有数字用户2号信令(DSS2)和No. 7信令功能，可以支持SVC。SDD2应用于UNI的用户接入信令，No.7信令功能应用于NNI的网络节点间的信令。,1. ATM信令的基本特点,信令信息丰富；支持不同类型的连接方式；支持不同的承载能力；支持不同的业务流量特性；支持一次呼叫建立多个连接。,7.2 ATM交换原理,路由标记：包括源点和终点编码及信令链路选择域。,五、ATM信令,2. ATM信令的体系结构,消息类型编码：定义每个B-ISUP信令消息的功能和格式。,消息兼容性信息：规定交换性能。,消息长度：指示
7、B-ISUP信息字节数。,消息内容：包含许多参数。,ATM信令能力包括：基本呼叫/连接控制；增强的呼叫和连接控制；多媒体控制信令。,7.2 ATM交换原理,7.3 ATM交换机,一、ATM交换机的功能,连接功能，包括终接功能和交换功能。,控制功能，控制业务和虚连接，具有信令、路由选择和连接、资源分配处理等功能。,操作、维护、监视、测量和网络管理功能。,二、ATM交换机的组成,ATM交换机由硬件系统和软件系统组成。根据应用场合不同可分为ATM公用网交换机和ATM专用网交换机。,ch7 ATM技术,三、ATM交换机软、硬件要求,1. 硬件要求,采用模块式的硬件结构，便于扩充，并能容纳新技术和新业务
8、。系统构成应具有冗余和容错等安全措施。系统就具有可维护性，交换机出现的故障部分应能与其他部分隔离。,ATM交换机在系统重新启动、插入新的硬件电路和输入新的指令时，系统应能够检测相应的硬件状况，发现处于不正常状态的硬件应输出告警报告，产生告警指示。,2. 软件要求,(1) 软件结构,ATM交换机的软件保证系统的正常工作及VP/V C业务的操作与实现。,7.3 ATM交换机,三、ATM交换机软、硬件要求,2. 软件要求,(1) 软件结构,ATM交换机的软件保证系统的正常工作及VP/V C业务的操作与实现。,(2) 基本要求,应采用分层的模块化结构；软件应有容错能力；软件设计应有防护性能；应具有软件
9、运行故障的监视功能；同种型号的交换机应采用同一种软件版本。,(3) 应用程序接口(API)要求,API允许应用程序使用定义好的ATM功能。AT M API应提供对用户数据AAL、ATM层、ATM SVC协议和ATM OAM流的接入能力。,7.3 ATM交换机,三、ATM交换机软、硬件要求,2. 软件要求,(4) 软件功能要求,灵活快速的呼叫处理、流量控制、资源分配能力；有完善的计费处理功能及费率变更功能；具有网管子系统及处理相应业务的功能，要求有路由变更功能；具有对各种硬件测试的功能；有故障监视、告警、诊断、定位和处理功能；具有完善、方便的人机通信和设备维护功能。,四、ATM交换机接口,API
10、交换机接口包括UNI接口、NNI接口、信令接口、同步接口和其他相关控制接口。,7.3 ATM交换机,五、ATM交换机计费,1. ATM永久虚电路(AVC)业务的计费信息,包括记录间隔；间隔起始日期；间隔持续时长；呼叫类型；支持的业务类型；记录接口识别；点到多点指示；计数有效性验证；信元计数值；ATM运营者接口；运营者/网络识别；PVC参数记录；计费方识别(若存在)。,2. 网内ATM交换虚电路(SVC)业务的计费信息,连接起始日期；连接起始时间；连接持续时长；定时指示；支持的业务类型；主叫用户号码；默认地址指示；终接地址；计费方识别(若存在)；宽带承载能力；QoS等级；ATM信元速率；信元计数值；释放原因；源信令特征。,还有网间ATM SVC业务的计费信息。,7.3 ATM交换机,
