ISDN的目的是实现各种业务综合,但N-ISDN是以电话网为基础的,基本保持了现有电信网络和数据网络等通信网络的结构和特性,这使得N-ISDN的有很多局限性:(1)传送速率低,只能处理1.5-2MBPS速率以内的业务;(2)中继网种类繁多,网络管理复杂,可扩展性差;(3)信道速率的等级不适应未来高速、可变速率的新业务。为此,原CCITT建议了B-ISDN。以异步转移模式ATM作为其核心技术B-ISDN,能(1)在UNI接口上提供任意速率的业务;(2)提供各种连接形态;(3)信息传送的延时小;(4)能支持各种数据传输速率(未定、可变、固定)类型。1.为什么选择ATM?(1)电路传送模式和分组传送模式在通信网络发展过程中,出现了多种信息传输方式,它们分别适应不同业务速率,如下图所示。这里只对比电路传送模式和分组传送模式两个极端情况,对其他模式,读者可以自行参照下图和相关资料。图1i.电路传送模式,也就是电路交换模式(CSM:CircuitSwitchingMode)+时分复用传输(TDM:TimeDivisionMultiplexing)。其基本特点是,对任意特定的通话呼叫,为其分配一个固定速率的信道资源,且在整个通话期间专用。在数字模式下,通信双方的信息以周期出现的固定时隙为传输载体,故称为同步转移模式(STM:SynchronousTransferMode)。图2缺点:由于STM下每个通路长期占有固定带宽的资源,而几乎所有通信类型的数据率都是可变的,所以资源利用率低,极不经济。ii.分组传送模式:这里是指传统的分组交换网X.25等。任何通信双方间都无需保持固定的通信链路,仅在需要发送数据时才向网络提交数据,甚至数据块的大小(PacketSize)可变。所以该模式(在物理设备传输容量下)可以适应任意的传输速率,且基于统计复用模式极大地提高了资源利用率。缺点:分组交换网的固有优点同时也是它的固有缺点,它虽然实现了资源利用率的极大提高,但其中流控、差错控制等程序复杂,同时同一通信进程中的数据传输是异步的、时延大。所以不适应对时延敏感的通信业务,如电话、图像、视频通信等。(2)TDM回顾复用TDM就是时分复用模式。它把若干不同通道(Channel)的数据按照固定位置分配时隙(TimeSlot:8Bit数据)合在一定速率的通路(Path)上。每一个时隙的速率为一个标准的PCM(Pulse-Code-Modulation)话路64Kbps。每通道时隙的重复频率为Ts=8KHz,即帧周期为125us。如图2所示。通常把若干通话复用在一起以后的通路组称为一个基本群路,然后更大的通路均在此基础上进一步复用(4倍)为高次群。其中的时隙数即复用的通道数与时钟有关。国际上有两个不同的基群标准(PRI:PrimaryRateInterface)。美国和日本采用24支路标准,我国采用欧洲标准,使用32路标准,分别记为:E1:32路,32×64Kbps=2.048Mbps,T1:24路,24×64Kbps=1.544Mbps。交换直接把要交换的Channel的对应时隙的数据拷贝到通路(或另一通路)中要交换的时隙位置即可。下图3显示了两个E1支路上不同通道(Channel)间的交换情况。图3(3)ATM和TDM的比较a.TDM是同步传输模式。TDM是为实时话音数据传送而设计的,因此,TDM以基本带宽为固定的64Kbps信道为单元,在复用过程中各信道的位置(时隙:TimeSlot)固定,而且各通信双方在通信中独占信道,故而,TDM在传输对时延不敏感的数据流时效率很低。b.ATM本质上是一个异步传送技术ATM能同时传输实时数据和非实时数据;没有特定时隙或专用信道的概念;灵活的带宽分配和高的信道资源使用率;同时对不同的业务能提供相应的QoS保证。2.ATM的定义ATM即AsynchronousTransferMode,译为异步转移模式,或称为异步传输模式、异步传送模式。ATM是B-ISDN的核心技术。如前所述,电路交换和分组交换都不能适应未来的宽带、多速率、不同QoS业务的发展需求。为此,逐渐推出了各种传输模式。其中最有吸引力的便是ATM。它们的相互关系可以简明地表示如下。图4异步转移模式ATM定义,归结为:(1)面向连接的快速分组交换技术(Connection-oriented,high-speedpacketswitching)。(2)基于固定长度信元的异步传输技术(53-bytecelledstreaming)。各种类型的信息流(包括语音、数据、视频等)均被适配成固定长度的(53字节)的信元(Cell)中进行传输。信元是同步定时发送的,但信元所包含的信息之间却是异步,即不保证原来的信息顺序到达目的地。ATM技术规范由ATM论坛和ITU-T标准给出。3.ATM的特点可同时传送包括语音、数据、视频等多种话音和非话业务。可提供各种可能的服务质量选择(QoS:QualityofServices),包括不变速率传输、可变速率传输:i.根据传输业务类型选择信息速率。ii.在每次连接发起时临时协商确定一个所需的速率(并且可变),通常称为未定速率。可提供Mbps到Gbps的各种速率。可用于同轴缆、光纤和普通双绞线缆介质。4.分组交换网分组交换网是继电路交换网和报文交换网之后一种新型交换网络,它主要用于数据通信。分组交换是一种存储转发的交换方式,它将用户的报文划分成一定长度的分组,以分组为存储转发,因此,它比电路交换的利用率高,比报文交换的时延要小,而具有实时通信的能力。分组交换利用统计时分复用原理,将一条数据链路复用成多个逻辑信道,最终构成一条主叫、被叫用户之间的信息传送通路,称之为虚电路(V.C)实现数据的分组传送。分组交换网具有如下特点:(1)分组交换具有多逻辑信道的能力,故中继线的电路利用率高;(2)可实现分组交换网上的不同码型、速率和规程之间的终端互通;(3)由于分组交换具有差错检测和纠正的能力,故电路传送的误码率极小;(4)分组交换的网络管理功能强。分组交换的基本业务有交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC)两种。交换虚电路如同电话电路一样,即两个数据终端要通信时先用呼叫程序建立电路(即虚电路),然后发送数据,通信结束后用拆线程序拆除虚电路。永久虚电路如同专线一样,在分组网内两个终端之间在申请合同期间提供永久逻辑连接,无需呼叫建立与拆线程序,在数据传输阶段,与交换虚电路相同。分组交换数据网是由分组交换机、网路管理中心、远程集中器、分组装拆设备以及传输设备等组成。(1)分组交换机实现数据终端与交换机之间的接口协议(X·25),交换机之间的信令协议(如X·75或内部协议),并以分组方式的存储转发、提供分组网服务的支持,与网路管理中心协同完成路由选择、监测、计费、控制等。根据分组交换机在网络中的地位,分为转接交换机和本地交换机两种;(2)网路管理中心(NMC)与分组交换机共同协作保证网路正常运行。其主要功能有网路管理、用户管理、测量管理、计费管理、运行及维护管理、路由管理、搜集网路统计信息以及必要的控制功能等等,是全网管理的核心;(3)分组装拆设备(PAD)的主要功能是把普通字符终端的非分组格式转换成分组格式,并把各终端的数据流组成分组,在集合信道上以分组交织复用,对方再将收到的分组格式作相反方向的转换。(4)远程集中器的功能类似于分组交换机,通常含有PAD的功能,它只与一个分组交换机相连,无路由功能,使用在用户比较集中的地区,一般装在电信部门。