实现宽带综合业务数字网b-isdn的核心技术----atm

在本世纪的最后一年，isdn（综合业务数字网）终于走下神坛，一路“轻舞飞扬”，开始大面积进入中国寻常百姓家。在我们准备收藏自己的modem，享受isdn两个b通道128kbps的同时，我们不禁要问：isdn之后是什么？的确，需求促进了新技术的发展，新技术的应用又刺激了新的需求。当人们不满足用计算机来处理数据和文字时，出现了多媒体应用（集数据，语音和图象为一体），导致了多媒体的传输要求。
一.b-isdn的应用
在几种高速广域网技术：smds（switchmultimegabitdataservice交换式多兆位数据服务）、帧中继（framerelay）、b-isdn(broadbandintegratedservicesdigitalnetwork宽带综合业务数字网)之中，b-isdn用一种新的网络替代现有的电话网及各种专用网，这种单一的综合网可以传输各类信息，与现有网络相比，要提供极高的数据传输率，且有可能提供大量新的服务，包括点播电视、电视广播、动态多媒体电子邮件、可视电话、cd质量的音乐、局域网互联、用于科研和工业的高速数据传送，以及其它很多甚至现今还未想到的服务。
归纳这些服务可分为交互服务和传播服务两大类，从特征上看分三点：
（1）不是所有的服务都要求很高的传输速率和带宽，但活动图象传输服务及高速数据通信有这种要求，例如tv传播要求30mbps，hdtv传播要求130mbps。
（2）某些服务有很高的猝发性，如面向连接的数据传送为1mbps~50mbps,文本传送为1mbps~20mbps,电视会议为1mbps~5mbps。
（3）对网络的要求是能支持各种不同速率的服务，能支持猝发性的通信，要考虑信息丢失敏感的应用和时延敏感的应用。
二.atm技术
(一).atm与b-isdn
使b-isdn有可能实现的一种技术称为异步转移模式atm（asynchronoustransfermode），atm技术的发展是顺应多媒体传输的要求。多媒体（语音/图象）的传输特点和传统的数据传输不同，数据传输的特点是允许延时，但不能有差错，数据的差错将导致数据含义的不同，引起错误的结果；语音/图象传输的特点是信息量大，实时性高，但允许有少量的差错，差错只能影响当时的语音/图象的质量。虽然可以使用各种压缩技术，但多媒体的信息量仍然惊人，尤其是多媒体传输的实时性要求使得其它技术难以适应，于是出现了一种新的交换技术：atm交换技术。
(二).atm信元
atm是用一种称为信元的、小的、固定大小的分组传送所有的信息。信元长度为53个字节，其中信元头占5个字节，信息域占48个字节，信元头的主要功能是信元的网络路由。
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atm交换采用异步时分多路复用(atdm)技术，用户数据被组合成信元，在atm网络中分时传输。下图是数据在atm中的发送和接收过程：
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各个源依据自己的速率产生数据，并把它们送到打包器中，将数据组装成包，当打包器中有了一个完整的信元时，就把它送到多路复用器中，多路复用器把信元插入网络的下一个可用的时间槽中，接收方的过程正好相反。atm的异步时分复用模式克服了传统的分组交换延迟不确定和线路交换带宽没有充分利用的缺点，是这两种交换模式优点的集合。
(三).atm交换机制
atm交换支持不同的传输媒体（双绞线、同轴电缆和单模/多模光纤），提供不同的传输速率（25mbps、45mbps、155mbps…625mbps）;可以组建不同规模的网络（局域网和广域网），同时支持数据、数字化语音/图象的传输，针对不同应用对数据传输可靠性和实时性的需求，采用了不同的处理策略。atm交换以信元为单位，并在信元中增加了可丢弃标识和优先级，并支持带宽预约，确保具有实时性要求的数据可以优先传递；同时atm交换机简化差错控制和流量控制的功能，减少结点处理延时，使得传输速率可达gbps的数量级。
atm交换机制的具体实现要从atm的网络结构说起：