技術(shù)特點(diǎn)
ATM是在LAN或WAN上傳送聲音、視頻圖像和數(shù)據(jù)的寬帶技術(shù)。它是一項(xiàng)信元中繼技術(shù)，
atm網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用 數(shù)據(jù)分組大小固定。你可將信元想像成一種運(yùn)輸設(shè)備，能夠把數(shù)據(jù)塊從一個(gè)設(shè)備經(jīng)過ATM交換設(shè)備傳送到另一個(gè)設(shè)備。所有信元具有同樣的大小，不像幀中繼及局域網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分組大小不定。使用相同大小的信元可以提供一種方法，預(yù)計(jì)和保證應(yīng)用所需要的帶寬。如同轎車在繁忙交叉路口必須等待長(zhǎng)卡車轉(zhuǎn)彎一樣，可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)分組容易在交換設(shè)備處引起通信延遲。
其特征：基于信元的分組交換技術(shù)；快速交換技術(shù)；面向連接的信元交換；預(yù)約帶寬。
其優(yōu)點(diǎn)：吸取電路交換實(shí)時(shí)性好，分組交換靈活性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；采取定長(zhǎng)分組（信元）作為傳輸和交換的單位；具有優(yōu)秀的服務(wù)質(zhì)量；目前最高的速度為10gb/s,即將達(dá)到40gb/s.。
其缺點(diǎn)：信元首部開銷太大；技術(shù)復(fù)雜且價(jià)格昂貴。
ATM的連接 ATM面向連接,它需要在通信雙方向建立連接,通信結(jié)束后再由信令拆除連接。但它擯棄了電路交換中采用的同步時(shí)分復(fù)用，改用異步時(shí)分復(fù)用，收發(fā)雙方的時(shí)鐘可以不同，可以更有效地利用帶寬。
ATM的傳送單元是固定長(zhǎng)度53byte的CELL（信元），其中5B為信元頭，用來承載該信元的控制信息；48B為信元體，用來承載用戶要分發(fā)的信息。信頭部分包含了選擇路由用的VPI（虛通道標(biāo)識(shí)符）/VCI（虛通路標(biāo)示符）信息，因而它具有分組交換的特點(diǎn)。它是一種高速分組交換，在協(xié)議上它將OSI第二層的糾錯(cuò)、流控功能轉(zhuǎn)移到智能終端上完成，降低了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，提高了交換速度。
交換設(shè)備是ATM的重要組成部分，它能用作組織內(nèi)的Hub，快速將數(shù)據(jù)分組從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)
ATM網(wǎng)絡(luò) ；或者用作廣域通信設(shè)備，在遠(yuǎn)程LAN之間快速傳送ATM信元。以太網(wǎng)、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）、令牌環(huán)網(wǎng)等傳統(tǒng)LAN采用共享介質(zhì)，任一時(shí)刻只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠進(jìn)行傳送，而ATM提供任意節(jié)點(diǎn)間的連接，節(jié)點(diǎn)能夠同時(shí)進(jìn)行傳送。來自不同節(jié)點(diǎn)的信息經(jīng)多路復(fù)用成為一條信元流。在該系統(tǒng)中，ATM交換器可以由公共服務(wù)的提供者所擁有或者是組織內(nèi)部網(wǎng)的一部分。
由于ATM網(wǎng)絡(luò)由相互連接的ATM交換機(jī)構(gòu)成，存在交換機(jī)與終端、交換機(jī)與交換機(jī)之間的兩種連接。因此交換機(jī)支持兩類接口：用戶與網(wǎng)絡(luò)的接口UNI（通用網(wǎng)絡(luò)接口）和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的接口NNI。對(duì)應(yīng)兩類接口，ATM信元有兩種不同的信元頭。
在ATM網(wǎng)絡(luò)中引入了兩個(gè)重要概念：VP（虛通道）和VC （虛通路），它們用來描述ATM信元單向傳輸?shù)穆酚伞Ｒ粭l物理鏈路可以復(fù)用多條虛通道，每條虛通道又可以復(fù)用多條虛通路，并用相同的標(biāo)識(shí)符來標(biāo)識(shí)，即VPI和VCI。VPI和VCI獨(dú)立編號(hào)，VPI和VCI一起才能唯一地標(biāo)識(shí)一條虛通路。
相鄰兩個(gè)交換節(jié)點(diǎn)間信元的VPI/VCI值不變，兩節(jié)點(diǎn)之間形成一個(gè)VP鏈和VC鏈。當(dāng)信元經(jīng)過交換節(jié)點(diǎn)時(shí)，VPI和VCI作相應(yīng)的改變。一個(gè)單獨(dú)的VPI和VCI是沒有意義的，只有進(jìn)行鏈接之后，形成一個(gè)VP鏈和VC鏈，才形成一個(gè)有意義的鏈接。在ATM交換機(jī)中，有一個(gè)虛連接表，每一部分都包含物理端口、VPI、VCI值，該表是在建立虛電路的過程中生成的。
ATM用作公司主干網(wǎng)時(shí)，能夠簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的管理，消除了許多由于不同的編址方案和路由選擇機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)互連所引起的復(fù)雜問題。ATM集線器能夠提供集線器上任意兩端口的連接，而與所連接的設(shè)備類型無關(guān)。這些設(shè)備的地址都被預(yù)變換，例如很容易從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)報(bào)文，而不必考慮節(jié)點(diǎn)所連的網(wǎng)絡(luò)類型。ATM管理軟件使用戶和他們的物理工作站移動(dòng)地方非常方便。
通過ATM技術(shù)可完成企業(yè)總部與各辦事處及公司分部的局域網(wǎng)互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)公司內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送、企業(yè)郵件服務(wù)、話音服務(wù)等等，并通過上聯(lián)INTERNET實(shí)現(xiàn)電子商務(wù)等應(yīng)用。同時(shí)由于ATM采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)，且接入帶寬突破原有的2M，達(dá)到2M-155M，因此適合高帶寬、低延時(shí)或高數(shù)據(jù)突發(fā)等應(yīng)用。
ATM是作為下一代多媒體通信的主要高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)出現(xiàn)的，從其開發(fā)的一開始，ATM就被設(shè)計(jì)成能提供聲音、視頻和數(shù)據(jù)傳輸，而計(jì)算機(jī)電話集成（CTI）技術(shù)是額外的優(yōu)點(diǎn)，它使IT管理人員能將通常是分開的、陳舊的電話網(wǎng)絡(luò)（電話和傳真）與計(jì)算機(jī)結(jié)合起來。
ATM的主要優(yōu)點(diǎn)是高帶寬、有保證的服務(wù)質(zhì)量和可擴(kuò)展的、能提供所有速度與應(yīng)用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)確保了一個(gè)應(yīng)用所要求的帶寬在該應(yīng)用的信息請(qǐng)求期間都可供使用，例如，ATM為實(shí)況顯示的音頻和視頻成分提供了性能，從而有足夠的帶寬進(jìn)行完整的顯示。由于ATM技術(shù)提供了處理聲音、視頻和數(shù)據(jù)的通用網(wǎng)絡(luò)來降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)成本，全世界的電信公司正朝著ATM發(fā)展。ATM技術(shù)是建立在小的、規(guī)模不變的單元上的，它使快速交換成為可能，從而使多種等時(shí)的數(shù)據(jù)能在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸中統(tǒng)計(jì)復(fù)用。統(tǒng)計(jì)復(fù)用規(guī)定了“根據(jù)需要定帶寬”，電信頻道不再被時(shí)分復(fù)用協(xié)議限制在固定的數(shù)據(jù)率上，實(shí)質(zhì)上，一個(gè)應(yīng)用只使用它所需要的帶寬。如果一個(gè)應(yīng)用因?yàn)橥话l(fā)數(shù)據(jù)需要附加的帶寬，那么它就能請(qǐng)求附加的帶寬，這一在處理高帶寬應(yīng)用上的靈活性在戰(zhàn)術(shù)環(huán)境中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。ATM協(xié)議能為所有的傳輸類型提供同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，不論是支持傳統(tǒng)的電話、娛樂電視，還是支持LAN、MAN和WAN上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸，應(yīng)用都使用同一協(xié)議。在設(shè)計(jì)上，ATM協(xié)議能處理等時(shí)數(shù)據(jù)，如視頻、音頻及計(jì)算機(jī)之間的其他數(shù)據(jù)通信。ATM協(xié)議在帶寬上被設(shè)計(jì)成可擴(kuò)展的，并能支持實(shí)時(shí)的多媒體應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)目前正好能執(zhí)行1級(jí)光學(xué)載體（OC-1）(51.84Mbps)到OC-48(2.488Gbps)的傳輸率。
把ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用作局域網(wǎng)的干線，要考慮到目前存在的大量傳統(tǒng)的LAN(如以太網(wǎng))的存在，要使它們的基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用軟件的投資不受損害，必須發(fā)展ATM的LAN仿真(LANE)技術(shù)。 傳統(tǒng)的LAN技術(shù)使用無連接的傳輸，而ATM網(wǎng)絡(luò)則是面向連接的通信，為了使ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)適用于現(xiàn)有的LAN技術(shù)，ATM網(wǎng)絡(luò)的邊界設(shè)備必須使LAN的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議能夠用于面向連接的ATM的網(wǎng)絡(luò)。由ATM論壇所制訂的LANE用戶網(wǎng)絡(luò)接口(LUNI)協(xié)議，使ATM網(wǎng)絡(luò)邊界設(shè)備可以控制供通信用的虛擬連接，并且模仿LAN無連接特性。這就是使ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)LAN是透明的，或者說LAN掩蓋了ATM網(wǎng)絡(luò)的某些特性.LANE服務(wù)的主要目的是使現(xiàn)有的在LAN上的應(yīng)用程序可以通過多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，如IP、IPX、APPN和NetBIOS等，可以訪問ATM網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)LAN上的終端設(shè)備，也可以利用LANE連接在ATM上的設(shè)備，如連接在ATM網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器、交換機(jī)和路由器等。 目前已有多家著名的網(wǎng)絡(luò)廠商提供構(gòu)成ATM局域網(wǎng)絡(luò)干線的設(shè)備。除了ATM網(wǎng)絡(luò)接口適配器(接口卡)外，主要有ATM網(wǎng)絡(luò)干線交換機(jī)和ATM/LAN交換機(jī)。以3COM公司生產(chǎn)的上述設(shè)備為例，ATM網(wǎng)絡(luò)干線交換機(jī)如CELLPlex 7000；ATM/LAN交換機(jī)如LinkSwitch 2700。CELLPlex7000是有16個(gè)端口的ATM網(wǎng)絡(luò)干線交換機(jī)。這些端口稱為直接的ATM端口，提供所使用的ATM網(wǎng)絡(luò)接口適配器所提供的通信速率�？梢杂闷渲�4個(gè)端口連接供共享的公司級(jí)服務(wù)器，其余12個(gè)端口可以各連接一臺(tái)LinkSwitch 2700 ATM/LAN交換機(jī)，后者有一個(gè)端口供連接ATM網(wǎng)絡(luò)干線交換機(jī)用，另外它有12個(gè)以太網(wǎng)端口，每個(gè)以太網(wǎng)端口可以連接一個(gè)以太網(wǎng)集線器，每個(gè)以太網(wǎng)集線器構(gòu)成一個(gè)共享的LAN段，供8到12臺(tái)PC機(jī)共享10Mb/s的帶寬；或者ATM/LAN交換機(jī)上的每個(gè)以太網(wǎng)端口直接連接一臺(tái)高檔微機(jī)工作站，由它獨(dú)占10Mb/s的帶寬。 連接在共享LAN段上的PC，可以通過ATM/LAN交換機(jī)訪問配有直接ATM接口的高檔次(超級(jí))服務(wù)器。這種訪問不要求PC作任何改變，可以通過直接的ATM接口高速訪問連接在ATM網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器。在整個(gè)互連網(wǎng)絡(luò)中對(duì)這類公司級(jí)服務(wù)器的訪問是很頻繁的，信息吞吐量大，使用ATMLAN作為局域網(wǎng)干線可提高整個(gè)企業(yè)網(wǎng)的性能。 LAN仿真的ATM網(wǎng)絡(luò)干線上橋接LAN的鏈路層，使ATM網(wǎng)絡(luò)像無連接的LAN那樣工作。LAN仿真使LAN的應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層都見不到ATM網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用程序和為共享介質(zhì)的LAN所設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序接口(API)對(duì)話，而由API層下面的驅(qū)動(dòng)程序和ATM網(wǎng)絡(luò)交互作用。 ATM LAN的應(yīng)用是有生命力的，它不但可以作為高層辦公大樓的局域網(wǎng)絡(luò)干線，也適用于長(zhǎng)度在數(shù)公里范圍的園區(qū)網(wǎng)。今后在千兆位以太網(wǎng)可供普遍使用時(shí)，它也不會(huì)成為ATM LAN的替代物，這是因?yàn)榍д孜灰蕴W(wǎng)的數(shù)據(jù)速率雖高，但是它不適用于多媒體通信。此外，用第5類UTP構(gòu)成的千兆位以太網(wǎng)通信距離只限于在100m以內(nèi)，不能用作長(zhǎng)距離的局域網(wǎng)絡(luò)干線。
ATM通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，無論是在WAN和LAN干線上的應(yīng)用，其前景都是誘人的，有著廣闊的應(yīng)用發(fā)展前途。在這兩方面應(yīng)用發(fā)展的一種趨勢(shì)，是WAN和LAN連接的一體化，消除兩者之間在傳統(tǒng)上存在的屏障。今后，對(duì)于一些最為渴求帶寬的PC通信的應(yīng)用。通過遠(yuǎn)程信息傳送，使ATM直接到達(dá)桌面機(jī)的技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。達(dá)到這種應(yīng)用水平，可以說真正實(shí)現(xiàn)了超級(jí)信息高速公路的境界。
通過對(duì)ATM多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)進(jìn)行了以上研究以后，可以對(duì)ATM端局交換機(jī)下掛的F/R交換機(jī)提出如下要求：
1、物理端口接口功能
(1)E1接口(接頭型號(hào)為RJ48)
物理特性滿足G.703，幀結(jié)構(gòu)滿足G.704基本幀結(jié)構(gòu);E1幀中繼接口支
持信道化E1和非信道化E1;信道化E1支持N*64Kbps F/R端口，N小于等于30;非信道化E1支持F/R端口，支持G.704 TSO幀同步方式和非幀同步方式。
(2)以太網(wǎng)接口：1×10/100base-T以太網(wǎng)接口，接口類型為RJ45。
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2、業(yè)務(wù)端口
(1)F/R業(yè)務(wù)端口
F/R業(yè)務(wù)處理能力參數(shù)符合X.144，X.145;支持U-NI-DTE(X.36)、UNI-DCE(X.36)和NNI(X.76)。
F/R端口支持LMI協(xié)議，DCE側(cè)支持LMI協(xié)議自動(dòng)識(shí)別功能，DTE側(cè)需指定LMI協(xié)議，LMI協(xié)議支持Q.933 Annex.A、X.36、X.76。
F/R 端口擁塞告警管理：F/R端口只報(bào)告端口擁塞告警，考慮到CPU處理瓶頸，擁塞管理只對(duì)輸入隊(duì)列處理(包括F/R和ATM)，所以只檢查輸入隊(duì)列深度，根據(jù)兩級(jí)門限判斷擁塞和嚴(yán)重?fù)砣砣麜r(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)分為兩級(jí)，輕度擁塞時(shí)長(zhǎng)和嚴(yán)重?fù)砣麜r(shí)長(zhǎng)。擁塞時(shí)長(zhǎng)只在一次統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)報(bào)告時(shí)間段有效，單位為秒。
F/R 端口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括：F/R端口收到和發(fā)送的幀數(shù)、F/R端口收到和發(fā)送的字節(jié)數(shù)、F/R端口收到的幀數(shù)中太長(zhǎng)和太短的數(shù)、F/R端口收到的幀數(shù)中DLCI無效的幀數(shù)、F/R端口收到的幀中被丟棄的幀數(shù)，指違反業(yè)務(wù)合同及擁塞管理丟失的幀、F/R端口輕度擁塞時(shí)長(zhǎng)，F(xiàn)/R端口嚴(yán)重?fù)砣麜r(shí)長(zhǎng)。
(2)PPP業(yè)務(wù)端口
支持安全認(rèn)證處理; 支持PAP/CHAP，認(rèn)證協(xié)議。二者的不同是：采用PAP認(rèn)證時(shí)，用戶名和密碼在鏈路上透明傳輸，而CHAP采用雙方都能識(shí)別的加密算法對(duì)用戶名和密碼進(jìn)行了加密。
(3)HDLC業(yè)務(wù)端口
HDLC端口由E1端口或E1端口中的時(shí)隙構(gòu)成，是一種邏輯端口。通過HDLC-F/R的連接，F(xiàn)/R網(wǎng)絡(luò)可以透明承載HDLC用戶業(yè)務(wù)。
3、連接特性
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應(yīng)該支持兩種連接類型：F/R-to-F/R和F/R-to-HDLC。
(1)F/R-to-F/R Connection
基于F/R邏輯端口，實(shí)現(xiàn)幀中繼交叉連接和統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能。
(2)F/R-to-HDLC Connection
實(shí)現(xiàn)F/R連接透明承載E1接入業(yè)務(wù)，并且具有F/R交叉連接和統(tǒng)計(jì)復(fù)用的能力。該類連接一側(cè)對(duì)應(yīng)E1 HDLC的幾個(gè)時(shí)隙(信道化)或整個(gè)E1 HDLC端口(非信道化)，另一側(cè)對(duì)應(yīng)F/R邏輯端口的一個(gè)DLCI號(hào)。
4、應(yīng)該具備的性能
(1)網(wǎng)同步方式的時(shí)鐘應(yīng)該不少于兩種：C4等級(jí)的本振時(shí)鐘和從1～8路E1接口提取恢復(fù)時(shí)鐘。在時(shí)鐘設(shè)置時(shí)，可同時(shí)選兩路設(shè)置分別作為主時(shí)鐘和副時(shí)鐘。時(shí)鐘選擇的順序是：首選從1～8路E1中提取恢復(fù)時(shí)鐘，然后再選擇本振時(shí)鐘源。
(2)網(wǎng)管應(yīng)有三種設(shè)備管理方式，提供包括設(shè)備、端口和業(yè)務(wù)級(jí)配置，警、性能、計(jì)費(fèi)和安全管理操作，端口物理環(huán)控制和測(cè)試，支持本地升級(jí)和遠(yuǎn)程升級(jí)等四大方面的管理功能。控制方式上而言，支持三種管理方式：控制臺(tái)管理、GHVIEW網(wǎng)管、iGHVIEW網(wǎng)管。
(3)提供良好的電信運(yùn)營(yíng)級(jí)QoS機(jī)制，支持按照DLCI、對(duì)應(yīng)rt-VBR、nrt-VBR和UBR劃分F/R業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)和優(yōu)先等級(jí)。優(yōu)先級(jí)、業(yè)務(wù)量參數(shù)按照F/R DLCI的CIR、Bc和Be參數(shù)之間的關(guān)系確定。
