適配層

ATM Adaptation Layer -- ATM適配層

　　AAL（ATM適配層）：標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的一個(gè)集合，用于適配用戶(hù)業(yè)務(wù)。AAL分為會(huì)聚子層（CS）和拆裝子層（SAR）。AAL有4種協(xié)議類(lèi)型：AAL1、AAL2、AAL3/AAL4和AAL5分別支持各種AAL業(yè)務(wù)類(lèi)型。

　　ATM 適配層（AAL）主要負(fù)責(zé) ATM 層與高層之間的信元轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程。從上層收到信息后，AAL 將數(shù)據(jù)分割成 ATM 信元；從 ATM 層收到信息后，AAL 必須重新組合數(shù)據(jù)形成一個(gè)上層能夠辨識(shí)的格式。上述操作稱(chēng)之為分段與重組（SAR），它是 AAL 的主要任務(wù)。此外不同的 AAL 支持不同的流量或服務(wù)類(lèi)型。各種服務(wù)類(lèi)別和對(duì)應(yīng) AAL 類(lèi)型如下所示：

　　A 類(lèi)――恒定比特率（CBR）服務(wù)：AAL1 支持恒定比特率的面向連接服務(wù)。這種服務(wù)的例子包括 64K 速率語(yǔ)音、固定速率的非壓縮視頻和專(zhuān)用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的專(zhuān)線(xiàn)。

　　B 類(lèi)――可變比特率（VBR）服務(wù)：AAL2 支持可變比特率的面向連接服務(wù)，但其發(fā)送需要有限延時(shí)。這種服務(wù)的例子包括壓縮包語(yǔ)音或視頻。對(duì)于接收方要重組原始的非壓縮語(yǔ)音或視頻來(lái)說(shuō)，發(fā)送的有限延時(shí)是很必要的。

　　C 類(lèi)――面向連接的數(shù)據(jù)服務(wù)：用于面向連接的文件傳輸和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，該程序中在數(shù)據(jù)傳輸前已預(yù)先設(shè)置好連接。這種服務(wù)提供可變比特率但不需要為傳送過(guò)程提供有限延時(shí)。有兩種 AAL 協(xié)議支持該類(lèi)服務(wù)，且此兩種協(xié)議已被合并為一種，即 AAL3/4。但由于其十分復(fù)雜，AAL5 協(xié)議常用來(lái)支持該類(lèi)型的服務(wù)。

　　D 類(lèi)――無(wú)連接數(shù)據(jù)服務(wù)：該服務(wù)的例子包括數(shù)據(jù)報(bào)流量，通常也包括數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，在該程序中在數(shù)據(jù)傳輸前沒(méi)有預(yù)先設(shè)置連接。AAL3/4 或者 AAL5 都可用來(lái)支持此類(lèi)服務(wù)。

　　操作管理和維護(hù)（OA&M）――OA&M 負(fù)責(zé)監(jiān)督管理、測(cè)試和性能監(jiān)控。它使用環(huán)回實(shí)現(xiàn)維護(hù)功能和 ITU TS 標(biāo)準(zhǔn) CMIP，該機(jī)構(gòu)有五層：虛擬信道（F5 －位于虛擬信道終端之間），虛擬路徑（F4 －位于虛擬路徑終端之間），傳輸路徑（F3 －位于執(zhí)行組合和分解信息的單元、信頭或控制元件之間），數(shù)字段（F2 －位于終點(diǎn)段之間，執(zhí)行幀同步）和再生器段（F1 －位于再生段之間）。

　　ALL1 A類(lèi)

　　ALL2 B類(lèi)

　　ALL3/4 C/D類(lèi)

　　ALL5 C/D類(lèi)

　　A B C D

　　端到端 是 否 否 否

　　比特率 恒定 不恒定 不 不

　　連接模式 面 向 連 接 無(wú)連接

　　AAL1（ATM適配層1）：AAL1向用戶(hù)提供恒定比特率的數(shù)據(jù)傳送能力、并提供定時(shí)信息和結(jié)構(gòu)信息的能力。在必要時(shí)還能提供一定的糾錯(cuò)能力和報(bào)錯(cuò)的能力。AAL1支持A類(lèi)業(yè)務(wù)。

　　AAL2 （ATM適配層2）：AAL2用于支持可變比特率的面向連接業(yè)務(wù)。并同時(shí)傳送業(yè)務(wù)時(shí)鐘信息。

　　AAL3/4提供對(duì)面向連接和無(wú)連接數(shù)據(jù)服務(wù)的適配功能。

　　AAL5針對(duì)面向連接數(shù)據(jù)服務(wù)提供一種簡(jiǎn)化的適配功能。

　　此外，AAL層也可以為空，即讓高層功能直接發(fā)送或接收ATM信元。因此，A、B、C和D四類(lèi)業(yè)務(wù)和不同AAL適配協(xié)議的關(guān)系

　　AAL3/4 ATM自適應(yīng)層第3/4類(lèi)業(yè)務(wù)異步傳輸模式自適應(yīng)分層結(jié)構(gòu)，各種業(yè)務(wù)中第3/4類(lèi)業(yè)

　　到1992年，在AAL3/4基礎(chǔ)上省去復(fù)用等功能開(kāi)發(fā)出一種新規(guī)程，稱(chēng)為AAL5，提供“幀中繼”服務(wù)，或E類(lèi)業(yè)務(wù)，傳輸速率在2Mbps以上。

　　具體如下

　　AAL1

　　AAL1提供兩類(lèi)服務(wù)：非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)和結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)是一種連續(xù)字節(jié)流，結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)是一種可以識(shí)別的任意大小的數(shù)據(jù)塊流。無(wú)論何種情況，AAL的服務(wù)數(shù)據(jù)單元（ SDU）都必須為固定長(zhǎng)度，而且這些SDU跨越層間服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)（SAP）的時(shí)間間隔也必須是常量。

　　AAL1 SAR的基本格式如下，其凈荷為 47字節(jié)，一個(gè)字節(jié)的報(bào)頭分為兩個(gè)字段，分別為序號(hào)字段（SN）和序號(hào)保護(hù)字段（ SNP）。SN包含一個(gè)一比特的匯聚子層標(biāo)志（CSI）和一個(gè)三比特的序號(hào)記數(shù)器字段（SCF），SCF是模8記數(shù)器，用于接收端檢測(cè)是否丟失SAR的PDU。SNP字段提供一種檢查或糾正SAR層PDU報(bào)頭的機(jī)制。

　　AAL1的匯聚子層仍然使用與SAR相同的結(jié)構(gòu)，完成一系列支持恒定比特率傳送的功能。這些功能包括：序列記數(shù)器操作、源時(shí)鐘頻率恢復(fù)方法和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)傳送方法。

　　序列記數(shù)器操作：在發(fā)送端，匯聚子層為該字段分配相應(yīng)的值，其初值為零，然后順序遞增，并進(jìn)行模8計(jì)算。在接收端，匯聚子層完成該順序號(hào)碼的檢驗(yàn)。

　　源時(shí)鐘頻率恢復(fù)方法：AAL1采用兩種方法進(jìn)行源時(shí)鐘恢復(fù)：同步殘留時(shí)戳（ SRTS）和自適應(yīng)時(shí)鐘方法。

　　SRTS方法允許接收端根據(jù)公共網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘以及發(fā)端源時(shí)鐘和公共網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘之頻差重建源時(shí)鐘。在SRTS中，這種頻差是通過(guò)4比特編碼進(jìn)行傳遞的，它用奇數(shù)SAR層PDU的CSI比特進(jìn)行串行傳遞。由于在VCC端點(diǎn)通信實(shí)體之間沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的處理公共網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的方法，所以這種方法只能在有限的范圍內(nèi)使用。

　　在自適應(yīng)時(shí)鐘方法中，接收端有一個(gè)緩沖器，它在本地時(shí)鐘的控制下讀出緩沖器的內(nèi)容。時(shí)鐘同步的方式是監(jiān)視該緩沖器的滿(mǎn)度，通過(guò)增加或減少時(shí)鐘可以保持該緩沖器的滿(mǎn)度適中。

　　結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)傳送（SDT）方法：結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的邊界可以是一種約定，或者是采用指針區(qū)別。因此有兩種格式，其一是無(wú)指針的，其二是有指針的。在無(wú)指針的結(jié)構(gòu)中，SAR層的PDU為偶數(shù)幀，且CSI=0，而SAR層中奇數(shù)PDU總是無(wú)指針的。在有指針的結(jié)構(gòu)中，SAR層PDU的第一個(gè)字節(jié)是指針，它只能出現(xiàn)在偶數(shù)序號(hào)的幀中，且CSI=1。指針的值表示從指針結(jié)尾到下一結(jié)構(gòu)塊開(kāi)始之間的字節(jié)數(shù)。

　　AAL2

　　AAL2的目的是支持可變比特率，譬如新聞廣播或足球比賽。前者的數(shù)據(jù)可以以較低速率進(jìn)行傳遞，而后者則可以采用較高速率進(jìn)行傳遞。

　　AAL2的SAR層具有45字節(jié)的凈荷，其協(xié)議數(shù)據(jù)單元的格式如下：

　　其中報(bào)頭的一個(gè)字節(jié)分為三個(gè)字段：CSI（匯聚子層標(biāo)識(shí)）字段、SC（順序記數(shù)器）字段和IT（信息類(lèi)型）字段；報(bào)尾的兩個(gè)字節(jié)分為兩個(gè)字段：LI（長(zhǎng)度指針）和CRC字段。

　　CSI：一個(gè)比特，指示內(nèi)容類(lèi)型

　　SC：三個(gè)比特，模8計(jì)數(shù)器，指示端到端的信元順序，用于差錯(cuò)檢驗(yàn)和流量控制。

　　TI：四個(gè)比特，指示數(shù)據(jù)端是位于消息的起始、中部或尾部。

　　LI：六個(gè)比特，指示最終信元的數(shù)據(jù)部分大小或從哪里開(kāi)始填充啞比特。

　　CRC：10個(gè)比特，對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC檢驗(yàn)，可糾正單比特錯(cuò)誤。

　　AAL3/4

　　AAL3最初是為了支持面向連接的數(shù)據(jù)服務(wù)，AAL4是為了支持無(wú)連接的數(shù)據(jù)服務(wù)。AAL3／4的匯聚子層可以接收小于65535字節(jié)的數(shù)據(jù)，然后增加報(bào)頭和報(bào)尾，其集合應(yīng)該是44字節(jié)的整數(shù)倍。如果不夠，還要增加填充比特。總之，匯聚子層要向SAR子層提供或接收44字節(jié)整數(shù)倍的數(shù)據(jù)。

　　匯聚子層的報(bào)頭和報(bào)尾的格式如下：

　　其中報(bào)頭由三個(gè)字段組成：

　　T（類(lèi)型）字段：一個(gè)字節(jié)，是AAL3的遺留問(wèn)題，一般設(shè)為0。

　　BT（起始標(biāo)記）字段：一個(gè)字節(jié)，它標(biāo)明是分段分組的第一個(gè)信元，并且為接收時(shí)鐘提供同步。

　　BA（緩沖器分配）：兩個(gè)字節(jié)，它告訴接收側(cè)進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)需要多大的緩沖器。

　　PAD（填充域）：可以是0～43個(gè)字節(jié)。

　　AL（校準(zhǔn)）：一個(gè)字節(jié)，目的是讓報(bào)尾為四個(gè)字節(jié)。

　　ET（結(jié)束標(biāo)簽）：一個(gè)字節(jié)，作為同步的結(jié)束標(biāo)志。

　　L（長(zhǎng)度）：兩個(gè)字節(jié)，表示數(shù)據(jù)單元的長(zhǎng)度。

　　AAL3/4的SAR子層功能完成將匯聚子層分段和重組的功能，并為每個(gè)基本單元增加報(bào)頭和報(bào)尾，其結(jié)構(gòu)如下：

　　其中報(bào)頭由四個(gè)字段組成：ST、CSI、SC和MID，報(bào)尾由兩個(gè)字段組成：LI和CRC。

　　ST（段類(lèi)型）：兩個(gè)比特，表明該段是消息的起始，中間還是結(jié)尾，或者是一個(gè)單段數(shù)據(jù)。

　　CSI（匯聚子層標(biāo)識(shí)）一個(gè)比特，用于信令。

　　SC（順序記數(shù)器）：三個(gè)比特的模8計(jì)數(shù)器，指示端到端的信元順序，用于差錯(cuò)檢驗(yàn)和流量控制。

　　MID（復(fù)用標(biāo)識(shí)）：10個(gè)比特，用于標(biāo)識(shí)從不同數(shù)據(jù)流來(lái)的信元，它們匯聚在一個(gè)相同的虛連接上。

　　LI（長(zhǎng)度指示）：六個(gè)比特，與ST一起指定最后一段數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度或填充長(zhǎng)度。

　　CRC：10個(gè)比特，對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC檢驗(yàn)。

　　2.4　AAL5

　　AAL3/4提供了順序控制和差錯(cuò)控制，但是并非所有應(yīng)用都需要這種服務(wù)，譬如在點(diǎn)到點(diǎn)或只有一種應(yīng)用時(shí)。因此，ITU提出了AAL5，也稱(chēng)之為簡(jiǎn)單、高效適配層（SEAL）。AAL5假定屬于單個(gè)消息的所有信元都順序傳遞，而且高層包含了CS和SAR層的許多功能，因此，AAL5不提供尋址、順序控制等功能，只提供填充和報(bào)尾的功能。

　　AAL5的匯聚子層接收來(lái)自高層的數(shù)據(jù)，其長(zhǎng)度小于65535字節(jié)，然后加上一個(gè)八字節(jié)的報(bào)尾，如果其和不是48字節(jié)的整數(shù)倍，那么在報(bào)尾之前加填充字節(jié)。其格式如下：

　　其中

　　UU（用戶(hù)到用戶(hù)之間的標(biāo)識(shí)）：一個(gè)字節(jié)，可由用戶(hù)自己確定。

　　T（類(lèi)型）：一個(gè)字節(jié)，功能預(yù)留。

　　L（長(zhǎng)度）：兩個(gè)字節(jié)，指示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度或填充長(zhǎng)度。

　　CRC：四個(gè)字節(jié)，對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)。

　　PAD（填充）：0－47字節(jié)，保證匯聚子層的長(zhǎng)度為48字節(jié)的整數(shù)倍

　　AAL5的子層只完成分段和重組功能。

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