第4章 宽带综合业务数字网技术

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1、第4章宽带综合业务数字网技术4.1概述4.2ATM技术4.3ATM交换机4.4ATM通信网接口4.5ATM通信网信令4.6宽带接入网技术4.7宽带综合业务数字实验网络实例4.8ATM现状及技术展望思考与练习4.1概述4.1.1ISDN基本思想传统的电信网都被专门设计为适用于其特定业务的各种独立的网，其通信的方式是将语音、数据、视频和图像等信号按相关业务分开传输。ISDN的初期是窄带综合业务数字网（NISDN），其标准经ITU-T（国际电信联盟－电信标准部）建议形成了一整套完整的系列标准。4.1.2BISDN的概念宽带综合业务数字网（BISDN—Broadb

2、andISDN）在提供综合业务服务的基本思想上与NISDN完全一致。不同的是NISDN支持速率低于2.048Mb／s的业务，传递方式和媒质主要是以准同步传递方式（PDH—PlesiochronousDigitalHierarchy）和双绞线为基础的。同步数字系列（SDH）技术规范是宽带综合业务数字网的重要部分，它是光纤传输网各种接口标准速率和格式的模块化系列。SDH具有以下优点：·设备的兼容性；·多路复用和多路分组的简单性；·低速业务无需适配的直接接入性；·对未来高速业务的容易扩展性（可从STM-1155Mb/s到STM-162.5Gb/s）。图4-1基于

3、ATM的宽带多媒体网络业务4.2ATM技术4.2.1ATM产生的背景BISDN为通信网解决了两大难题，一是高速宽带传输，二是网络内的高速交换。光纤通信技术以及光纤到用户给高速传输提供了极好的支持。总结ATM的优点主要有下列几点：·导入现行业务和未来业务的灵活性；·带宽的动态分配性；·信息传输的综合性；·网络资源的有效利用性；·保证服务质量(QoS-QualityofService)的宽带应用性。4.2.2ATM网络功能1.建立逻辑通路ATM用虚连接代替固定的物理信道，即以一种建立虚电路的方式向用户提供服务。2.允许收发时钟异步工作通过同步残留时间标志法（S

4、RTS—SynchronousResidualTimeStamp）、自适应时钟法（ACM—AdaptiveClockMethod）等业务时钟控制方法，解决收发端业务时钟差异的问题。3.提供动态带宽分配，最有效地利用网络资源，以适应BISDN的灵活性ATM是一种能处理复用在同一网络上所有类型业务的技术，因此在ATM网络中不存在任何资源专门化的情况，而是根据各虚电路中所要传递的数据量大小变化情况及时地、动态地分配带宽，即按不同业务需要实时地分配带宽。4.最大程度地减少网络中节点的数目，从而降低交换的复杂性5.传输信息采用短信元格式，保证实时业务所要求的时延小和

5、抖动少短信元经网络后形成的时延抖动要比长信元小，有利于图像、视频等时延变化有苛刻要求的业务。6.网络资源管理BISDN必须能够支持包括语音、视频、数据、图像和多媒体在内的多种业务，在进行这些信息传送时必须占用网络资源如传输、交换、缓存和计算资源。7.取消了每条链路上的差错保护和流量控制，以适应BISDN的高速性传统的网络中（如分组交换），反馈重传的差错保护和流量控制等复杂的协议是引起传输时延过大的一个主要原因。关于信息透明性和时间透明性可做如下解释：·信息透明性：决定网络无差错地将信息从发源地送到目的地的能力，即网络所引入的端到端差错数能被业务所接受的可能

6、性。·时间透明性：决定网络无时延、无时延抖动的能力，即网络以最小时间将信息从发源地传送到目的地的可能性。4.2.3ATM信元传输和格式ATM的传输模式是一种面向分组的模式，它使用异步时分复用技术将不同速率的各种数字业务（如语音、图像、数据、视频）的混合信息流分割成固定字节长度的信元（Cell），在网络中进行快速分组传输和交换。1.ATM信元格式ATM的基本单位是信元，其格式如图4-2所示。图4-2ATM信元传输和格式每个信元长度为53个字节，前5个字节为信元头，后48个字节为信息域（数据块）。信元的大小与业务类型无关，任何业务的信息都经过切割封装成相同长度

7、、统一格式的信元分组，在每个分组中加上头标，以到达目的地。信元通过一条虚信道进行传输，路由的选择由信头中的标号决定，如图4-3所示。图4-3信息分组与统计复用2.ATM信元头ATM层的全部功能由信头来实现。在传送信息时，网络只对信头进行操作而不处理信息域的内容。接收端对信元的识别不再靠严格的参考定时，而是靠信元中的信头标记信息来识别该信元究竟属于哪一个连接。因此，在ATM信元中，信头载有地址信息和控制功能信息，完成信元的复用和寻路，具有本地意义，它在交换处被翻译、重新组合。图4-4（a）、(b)分别是用户－网络接口（UNI-UserToNetworkInt

8、erface）的信头结构和网络节点接口（NNI-NetworkNo