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第二课 异步转移模式ATM基本概念
三、 ATM的QoS和适配层
1. ATM的QoS
(1). 业务质量分类
业务质量分类有多种分类方法。ATM中按照速率要求把各种业务分为五大类：
- 未定比特速率（UBR：Unspecified Bit Rate）：对传输速率没有指定，但可靠性要求很高，即所谓"尽力传输"（Best
Effort），用于局域网仿真（LAN Emulation）。
- 不变比特速率（CBR：Constant Bit Rate）：有固定的带宽（速率）要求，适用实时的话音和视频信号传输。
- 可用比特速率（ABR：Available Bit Rate）：只需指定峰值（Peak）和谷值（Minimum）信元速率，应用不多。
- 可变比特速率（VBR：Variable Bit Rate）：允许随时可变的带宽，但必须指定峰值带宽、最大突发数据长度和必须维持的最低速率。
- 实时可变比特速率（rt-VBR：Real Time Variable
Bit Rate）：主要用于速率可变的实时业务（如视频监控和压缩话音通信等业务）。
它们的大致关系如下图11所示。
各种ATM服务类型的特性如下表。
| 服务特性 |
CBR
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RT-VBR
|
NRT-VBR
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ABR
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UBR
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| 带宽保证 |
是 |
是 |
是 |
可选 |
不 |
| 适用于实时通信 |
是 |
是 |
不 |
不 |
不 |
| 适用于突发通信 |
不 |
不 |
是 |
是 |
是 |
| 有关于拥塞的反馈 |
不 |
不 |
不 |
是 |
不 |
(2). 业务质量描述参数（QoS---- 服务质量）
业务质量参数是指一个呼叫对网络所提供质量的一系列要求。为了在有效利用网络资源的同时，又保证一定的QoS，ATM在UNI接口处进行业务量的控制，以避免网络拥塞和过载。所以ATM在UNI信令中规定，用户系统在虚电路建立过程中必须提出自己的业务质量要求（由业务描述参数表示），由网络决定是否接受这个请求；一旦请求被接受，网络对各链路的业务量进行监控，限制超过业务量要求的包通过，从而避免网络过载。
这些参数列于下表：
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参数
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缩写词
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含义
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峰值信元速率
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PCR
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信元发送的最大速率
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持续信元速率
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SCR
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长时间的平均信元传输速率
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最小信元速率
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MCR
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最小的可接受的信元传输速率
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信元延迟变化极值
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CDVT
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最大的可接受的信元抖动
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信元丢失比率
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CLR
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信元丢失或提交得太迟的比例
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信元传送延迟
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CTD
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信元提交时拖延的时间（中间值和最大值）
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信元延迟变化
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CDV
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信元提交时间的变化幅度
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信元错误比率
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CER
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提交无错信元的比例
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严重错误信元块比率
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SECBR
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出错信元的比例
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信元错误目的地比率
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CMR
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信元提交至错误目的地的比例
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显然不同业务质量QoS要求，其信元传输的优先级是不同的。其网络优先级依次为：CBR信元：最高级；rt-VBR信元：高；VBR信元：中等；ABR及UBR信元：低。其中高、中优先级用于话音和视频传输（CBR及VBR），而低优先级通常用于数据传送（ABR及UBR）。
2. ATM的适配层（AAL：ATM Adaptation Layer）
ATM适配层，是ATM核心（包括ATM层和物理层，与业务无关）和高层间的接口(见图5)，它是为使ATM层能适应不同业务类型而设置的，故ATM对各种业务承载能力集中体现在ATM适配层。ATM适配层又细分为若干子层。具体如下图12。
ATM适配层共有6种类型：AAL0，AAL1，AAL2，AAL3，AAL4，AAL5。
(1) AAL0
用于传送原始ATM信元，必须为53字节大小，对非53字节长度的信元必须由用户开发的协议解释。
AAL0主要用于传送信令和短消息（OAM用）。
(2) AAL1
由于传送恒速率（CBR）业务数据及其定时信息（包括发送定时及时钟恢复）。主要目的是用来模拟电路交换（CSS：Circuit
Switching Simulation），能支持N×64Kbps的不变速率话音传送；同时也（仅）支持G.726下的ADPCM的恒比特率压缩话音数据。
在同一个虚通道（VC）中，AAL1还支持一个或多个DS0（64Kbps）。当虚通道中只有一个DS0话音时，可以使用无结构数据格式（UDF：Unstructured
Data Format）传送，这是一种面向比特的技术；当有多个DS0同时传送时，必须使用结构化数据格式（SDF：Structured Data
Format），此时各DS0数据流按字节依次传送，即是面向字节的。这两种格式的区别如下图13所示。其中AAL1指针用于指示多DS0时，第一个DS0字节位置，以便定时。利用AAL1可以实现ATM对STM（TDM）信号的传送，见图14。
图 13
AAL1主要用于TDM电路仿真。其特点是：
a) 速率恒定：用于N×64Kbps话带数据；
b) 可以通过部分填充的办法发送信元，以减少传送时延（用到AAL1指针）；
但是，AAL1用于话音传送时有如下缺点：
a) 比TDM多占12-15％的带宽；
b) 不能利用静默技术提高带宽利用率； c) 只能使用恒比压缩算法。
(3) AAL2
AAL2适用低速率及变比特率传送，在话音传送方面优于AAL1，因为：
a) 同样适合实时传送，且允许使用静默技术、语音压缩及带内信令；
b) 在一个虚通路VC中可以传送多话路，且业务性能可以不同； 即，AAL2可以节省带宽，从而比AAL1更为经济。
AAL2的信元格式如下：
图中清楚地显示了一个ATM信元中传输多路话音的情形。其中的各CPS-PH+CPS-PP相当于该ATM信元所在VC中的微通道（Mini-Channel），这就允许选择最佳的分组尺寸以获得最小时延，同时允许多个活动AAL2微通道有效地复用在一个VC中，从而提高带宽效率。
(4) AAL5
在AAL5中，数据（可以长达65,536字节）先被缓存，被分割适配到ATM信元并透明传输，同时加上了纠错，因而AAL5特别适合可变比特率数据传送，支持面向连接的、对时延不太敏感的业务。AAL5的优点是开销小、纠错强，同AAL3/4相比除了不支持复用外，基本相同。
AAL5的信元格式，如下图15所示。图中给出了一个60字节的数据块通过两个ATM信元传送的例子。
因此，AAL5主要用于传送数据，当然也可利用AAL5进行话音业务传送。
对以上各类AAL，推荐使用如下QoS：
AAL0：任何一种均可；
AAL1：CBR或UBR；
AAL2：VBR或UBR；
AAL5（数据）：UBR或ABR；
AAL5（话音）：CBR。
NMS公司CTI产品应用介绍
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