第七章 ATM与B-ISDN n异步传送模式(ATM一Asynchronous Transfer Mode)是宽带综 合业务数字网(B-lSDN一Broadband Integrated Service Digital Network)用于传输、复用和交换的技术，是B-ISDN网络的核心 技术。本章中我们将重点介绍ATM的基本原理和ATM交换技术， 并在此基础上简要介绍B-SDN网络的网络结构、用户-网络接口的 参考配置、业务特性等主要相关技术
第七章 ATM与B-ISDN ◼ 异步传送模式（ATM—Asynchronous Transfer Mode）是宽带综 合业务数字网（B-ISDN—Broadband Integrated Service Digital Network）用于传输、复用和交换的技术，是B-ISDN网络的核心 技术。本章中我们将重点介绍ATM的基本原理和ATM交换技术， 并在此基础上简要介绍B-ISDN网络的网络结构、用户-网络接口的 参考配置、业务特性等主要相关技术
7.1ATM与B-SDN的产生和发展 IP网络的特点是简单、经济，与之相比，ATM网络存在着技术 复杂与运营成本高的致命缺点，ATM技术和IP技术的融合不可 避免。IP交换（泛指一类）就是ATM技术和IP技术融合的产物， 多协议标记交换(MPLS一ulti-Protocol Label Switching)是 IP交换的一种，是下一代网络(NGN一Next Generation Network)的核心技术，是下一代骨干网所采用的交换技术。 ATM作为一种优秀的传送模式，在现有通信网络向NGN的演 变过程中，仍然会扮演着不同的角色，发挥着重要的作用
7.1 ATM与B-ISDN的产生和发展 ◼ IP网络的特点是简单、经济，与之相比，ATM网络存在着技术 复杂与运营成本高的致命缺点，ATM技术和IP技术的融合不可 避免。IP交换（泛指一类）就是ATM技术和IP技术融合的产物， 多协议标记交换（MPLS—Multi-Protocol Label Switching）是 IP交换的一种，是下一代网络（NGN—Next Generation Network）的核心技术，是下一代骨干网所采用的交换技术。 ATM作为一种优秀的传送模式，在现有通信网络向NGN的演 变过程中，仍然会扮演着不同的角色，发挥着重要的作用
7.2ATM基本原理 ■ATM技术是实现B-ISDN的核心技术，它是以分组传送模式为 基础并融合了电路传送模式的优点发展而来，兼具分组传送模 式和电路传送模式的优点。ATM主要有以下4个特点：采用了 固定长度的信元并简化了信头功能；采用了异步时分复用方式： 采用了面向连接的工作方式；采用了标准化的ATM协议。在本 节中，我们将分别从ATM所具有的特点出发，详细介绍ATM的 基本原理
7.2 ATM基本原理 ◼ ATM技术是实现B-ISDN的核心技术，它是以分组传送模式为 基础并融合了电路传送模式的优点发展而来，兼具分组传送模 式和电路传送模式的优点。ATM主要有以下4个特点：采用了 固定长度的信元并简化了信头功能；采用了异步时分复用方式； 采用了面向连接的工作方式；采用了标准化的ATM协议。在本 节中，我们将分别从ATM所具有的特点出发，详细介绍ATM的 基本原理
7.2.1ATM信元及其结构 1、ATM信元结构 。在ATM中，各种信息的传输、复用与交换都以信元为基本单位， ATM信元实际上就是固定长度的分组，为了与分组交换方式中 的“分组”相区别，才将ATM传送信息的最小单元叫作信元。 ATM信元有固定的长度与固定的结构，如图7.1所示。ATM信元 的长度固定为53个byte,其中前5个byte是信头(header),其 余48个byte是信息段，也称为净荷(payload)。注意，信元的 发送顺序是从信头的第一个字节开始，然后按递增顺序发送， 在一个字节中则从第8位开始，然后按递减顺序发送。每个字节 最先发送的位称为最高比特位(MSB一Most Significant Bit), 最后发送的位称为最低比特位(LSB一Least Significant Bit)
7.2.1 ATM信元及其结构 1、ATM信元结构 ◼ 在ATM中，各种信息的传输、复用与交换都以信元为基本单位， ATM信元实际上就是固定长度的分组，为了与分组交换方式中 的“分组”相区别，才将ATM传送信息的最小单元叫作信元。 ATM信元有固定的长度与固定的结构，如图7.1所示。ATM信元 的长度固定为53个byte，其中前5个byte是信头（header），其 余48个byte是信息段，也称为净荷（payload）。注意，信元的 发送顺序是从信头的第一个字节开始，然后按递增顺序发送， 在一个字节中则从第8位开始，然后按递减顺序发送。每个字节 最先发送的位称为最高比特位（MSB－Most Significant Bit）， 最后发送的位称为最低比特位（LSB－Least Significant Bit）
发送顺序 8765 4 321 信头 1 5字节 5 发送顺 V序 信息段 48字节 53 图7.1ATM信元结构 ■ATM信头中包含了各种控制信息，主要是表示信元去向的地址 信息，还有一些操作维护管理的信息，如信元优先级标识以及 纠错码等。ATM信元的信息段用于承载用户信息，这些信息透 明地穿过网络，也可用于承载管理信息
◼ ATM信头中包含了各种控制信息，主要是表示信元去向的地址 信息，还有一些操作维护管理的信息，如信元优先级标识以及 纠错码等。ATM信元的信息段用于承载用户信息，这些信息透 明地穿过网络，也可用于承载管理信息。 8 7 6 5 4 3 2 1 1 5 6 53 信头 5字节 信息段 48字节 . . . . 发送顺序 发 送 顺 序 图7.1 ATM信元结构
2、ATM信元的信头结构 在B-ISDN网络中，无论用户线上还是中继线上，信息的传送 都是以ATM信元为单位进行的，但是对于用户-网络接口(UN -Network Node Interface)和网络节点接口（NN一User Network Interface)来说，信头的结构有所不同。 8 765432 87654321 GFC VPI VPI VPI VCI VPI VCI 2 VCI 3 VCI 3 VCI PTI CLP 4 VCI PTI CLP 4 HEC HEC 5 (a)UNI的ATM信头结构 (b)NNI的ATM信头结构 图7.2ATM信头结构
2、ATM信元的信头结构 ◼ 在B-ISDN网络中，无论用户线上还是中继线上，信息的传送 都是以ATM信元为单位进行的，但是对于用户-网络接口（UNI －Network Node Interface）和网络节点接口（NNI—User Network Interface）来说，信头的结构有所不同。 GFC VPI VPI VCI VCI VCI PTI HEC 1 2 3 4 5 8 7 6 5 4 3 2 1 VPI VPI VCI VCI VCI PTI HEC 1 2 3 4 5 8 7 6 5 4 3 2 1 CLP CLP (a)UNI的ATM信头结构 (b)NNI的ATM信头结构 图7.2 ATM信头结构
在图7.2中我们给出了UNI和NNI的信头结构，其中各个字段的 含义和用途如下： ●GFC(Generic Flow Control):通用流量控制，是一个4比特 的字段，用来在UNI接口上提供用户到网络方向上的流量控制。 ●VPI(Virtual Path Identifier):虚通道标识，VPI字段在UNI接 口上为8比特，在NNI接口上为12比特。 ●VCl(Virtual Channel Identifier):虚信道标识，是一个长度为 16比特的字段。 ● PT(Payload Type):净荷类型，表示48字节的信息段所承载 的信息类型，3比特的字段，可以指示8种ATM信元净荷类型， 表7.1是PT1编码标识和净荷类型
◼ 在图7.2中我们给出了UNI和NNI的信头结构，其中各个字段的 含义和用途如下： ●GFC（Generic Flow Control）：通用流量控制，是一个4比特 的字段，用来在UNI接口上提供用户到网络方向上的流量控制。 ● VPI（Virtual Path Identifier）：虚通道标识，VPI字段在UNI接 口上为8比特，在NNI接口上为12比特。 ● VCI（Virtual Channel Identifier）：虚信道标识，是一个长度为 16比特的字段。 ● PT（Payload Type）：净荷类型，表示48字节的信息段所承载 的信息类型，3比特的字段，可以指示8种ATM信元净荷类型， 表7.1是PTI编码标识和净荷类型
霰7.1FT引标识直及莉粪型说明 卫工I轴玛 〔d32) 典型皮明 000 用产绿格单元，设有澄通闭惑，四=0 001 用产筑据单元，设有澄通闭惑，1·=1 010 用产链据单元，设通过栅惑， 10=0 011 用产过据单元，诅通过闭惑， 10=1 100 卧加1流5倍元 101 到和1流F5说元 110 资源官田倍元 111 保束来史用
注意：PT1编码中最高位（第4比特位）用来区分是用户数据信 元还是其它信元，该比特为0表示是用户数据信元，为1表示是 其它信元。如果是用户数据信元：PT编码的中间比特位（第3 比特位)表示该信元是否遭遇过拥塞，为1表示该信元遭遇过 拥塞，为0表示该信元未遭遇过拥塞；PTI编码的低位（第2比 特位)用来区分AUU的值是0还是1，AUU表示ATM用户至用 户指示(ATM-user-to-ATM-user indication),有关AUU在后 面ATM适配层(AAL5)中将会介绍其用法。PTI高位编码为1 的信元，包括OAMF5信元和资源管理信元，在本书中将不介 绍其具体用法
◼ 注意：PTI编码中最高位（第4比特位）用来区分是用户数据信 元还是其它信元，该比特为0表示是用户数据信元，为1表示是 其它信元。如果是用户数据信元：PTI编码的中间比特位（第3 比特位）表示该信元是否遭遇过拥塞，为1表示该信元遭遇过 拥塞，为0表示该信元未遭遇过拥塞；PTI编码的低位（第2比 特位）用来区分AUU的值是0还是1，AUU表示ATM用户至用 户指示（ATM-user-to-ATM-user indication），有关AUU在后 面ATM适配层（AAL5）中将会介绍其用法。PTI高位编码为1 的信元，包括OAM F5信元和资源管理信元，在本书中将不介 绍其具体用法
●CLP(Cell Loss Priority):信元丢弃优先权，只有1个比特， CLP=0表示信元具有高优先级，CLP=1表示信元具有低优先级， 当网络发生拥塞时，首先丢弃CLP=1的信元。 ●HEC(Header Error Control):信头差错控制，共8比特，代 表一个多项式，用来检验信头在传输中是否出错
●CLP（Cell Loss Priority）：信元丢弃优先权，只有1个比特， CLP=0表示信元具有高优先级，CLP=1表示信元具有低优先级， 当网络发生拥塞时，首先丢弃CLP=1的信元。 ●HEC（Header Error Control）：信头差错控制，共8比特，代 表一个多项式，用来检验信头在传输中是否出错