ATM的本质是快速分组交换,对信元进行统计复用,它只要获得空信元就可以插入信息发送,信息插入的位置没有周期性,因此称为异步转移模式。统计复用提高了网络资源利用率,同时固定长度的信息分组及简化的网络协议提高了网络的通信处理能力。在ATM技术中,不对用户信息进行逐链路的差错控制,而将该功能放到端到端进行,并由硬件进行协议处理。这些特性使ATM成为B-ISDN的支撑技术。
ATM技术从发展的一开始,就将应用作为其重点。它的典型应用领域有:
(1)ATMLAN;
(2)专网中的ATM骨干网;
(3)PSTN交换机内部的宽带交换模块;
(4)B-ISDN中的ATM技术。
目前,ATM技术已逐渐进入实用化阶段。随着技术的成熟以及市场对宽带业务需求的增长,ATM市场逐渐发育成熟并有着良好的应用前景。中国对ATM网络也进行了广泛的试验,并已开始着手建设ATM网络。
1 中兴ATM网络技术
ATM交换机是ATM网络中的重要设备。目前的ATM交换机基本上分为ATM核心交换机和ATM接入交换机两类。
ATM核心交换机主要负责ATM骨干网的交换,而ATM接入交换机主要提供用户交换和业务接入功能。ATM核心交换机的速率一般在20Gbit/s以上,ATM接入交换机典型速率为1~10Gbit/s。两者除了速率上的差异外,最重要的区别在于ATM接入交换机提供了多种非ATM业务接口。因此,通过ATM接入交换机可以将多种业务接入ATM网络。
中兴公司着眼于宽带网络,开发了中兴ATM接入交换机。
1.1中兴ATM接入交换机系统结构
中兴ATM接入交换机是ATM网络的网络节点设备,它的相关协议参考模型与I.321一致,功能特性符合I.731、I.732建议要求。
中兴ATM接入交换机的系统功能模型见图1。其功能分为3部分:(1)连接功能,建立VP、VC连接,包括交换和传送机制;(2)控制功能,控制业务和虚连接,包括信令、路由选择和连接、资源处理等功能;(3)操作、维护和网络管理功能。
1.2中兴ATM接入交换机的功能特点
中兴ATM接入交换机的主要功能和特点有:
(1)提供ATM的UNI、NNI接口,支持宽带业务:提供速率为155Mbit/s、25Mbit/s等ATM接口,支持宽带应用;提供组网能力,可以为用户构成宽带的骨干网络;同时,中兴ATM接入交换机可以作为ATM网络的边缘交换机,完成用户的交换和接入功能。
(2)支持多种业务综合接入,提供单一承载平台。
.提供以太网端口,支持局域网的远程互联。以远程桥(IEEE802.Id)的方式连接异地网络。远期目标是实现ATM网络与局域网络的互通,即ATM终端可以与局域网终端互通。
.提供帧中继端口,支持帧中继终端接入ATM网络。以ATM网络为帧中继业务的承载平台,支持以ATM接入交换机构成本地帧中继网络;支持帧中继网络通过ATM网络互联;进一步支持帧中继用户与ATM使用帧中继协议的用户互通。
.提供电路仿真业务,支持多种电路仿真应用,及与PSTN和IS-DN的互通。
(3)支持PVC和SVC业务。
(4)对关键部件(如电源、交换和控制模块等)冗余备份,关键电路N+1负荷分担和冗余保护。
1.3中兴ATM接入交换机的应用与组网
中兴ATM接入交换机与帧中继网络互通遵循ITU-TI.555建议。
中兴ATM接入交换机的帧中继接口完成Q.922核心、FR的业务特定部分会聚子层(SSCS)和AAL5的公共部分会聚子层(CPCS)功能,并提供2Mbit/s等多种接口。
由于中兴ATM接入交换机主要应用于多业务网络的骨干网络,中兴ATM接入交换机的以太网接口可实现本地以太网段与异地以太网的远程互联,互联方式为远程桥方式。而MAC地址对ATM地址的映射采用局域网仿真协议LANE2.0。
本地A、B两个网段与远程C网段组成一个网,中兴ATM接入交换机提供桥中继功能。
同时,本地以太网利用路由器,可连接中兴ATM接入交换机,通过ATM网络再连接广域网。因而,ATM接入交换机与其他网络的互通是决定ATM接入交换机市场前景的关键。
在通信发展过程中,B-ISDN将与N-ISDN长期共存。ISDN有3种基本承载业务方式:电路交换方式、分组交换方式和帧方式。目前只考虑对于电路方式承载业务。ATM接入交换机可以利用AAL1支持电路仿真,实现A类业务与ISDN电路方式承载业务间的映射。对于ISDN最小综合方式,也是用电路仿真方式承载。现阶段,中兴ATM接入交换机通过E1电路仿真接口可以与ISDN的30B+D接口互连,即中兴ATM接入交换机的ISDN互通功能采用电路仿真模块实现。
中兴ATM接入交换机组成的ATM网络的示意图。图中的网络只包含了中兴ATM接入交换机,在专用网络中可以解决多种业务的骨干网络的问题。在公用ATM网络中,增加ATM骨干交换机,就可以构成大规模的公用ATM网络。
在宽带业务发展的初期,宽带用户不多并主要集中于城市的中心,业务量不大。在这种情况下,另外组建一个宽带传送网的代价较大。因此,利用现有的SDH网的一部分容量传送宽带业务是目前较为经济的选择。
2 中兴宽带接入网
2.1宽带接入网技术
在传统的电信网中,一种网络只能承载特定的业务。目前,电信网的主要业务是话音和窄带数据业务。因而,接入网的规划也是针对2Mbit/s以下的窄带业务的。伴随着电信网的ATM化,接入网也将不断演进。接入网的SDH化和ATM化是重要发展方向。用户接入技术影响着B-ISDN的推广,宽带综合业务接入网络的发展也将推动B-ISDN的实用化。
ITU-T定义了宽带综合业务网络和接入网的接口参考点VB5,VB5基于G.902和I.414。VB5分为两类:VB5.1和VB5.2。这两种接口都支持B-ISDN的用户接入类型、窄带接入类型及其它非B-IS-DN用户接入类型,同时支持在AN内的VP级、VC级的复用、交叉连接功能。VB5.2还扩展了VB5.1参考点的功能,增加了在业务节点控制下按需在AN内建立连接的功能。
宽带综合业务接入网支持的B-ISDN用户接入类型如下:
(1)在接入网的用户侧,支持B-ISDN的UNI协议I.432.1,包括基于SDH的传输系统和基于信元的传输系统;
(2)支持B-ISDN的UNI协议I.432.3,基于PDH的传输系统;
(3)支持B-ISDN的UNI协议I.432.4(51.84Mbit/s);
(4)支持B-ISDN的UNI协议I.432.5(25.6Mbit/s)。
同时,宽带综合业务接入网还支持窄带接入类型,包括:V5.1(G.964)和V5.2(G.965)。
除上述宽带及窄带接入类型外,宽带综合业务接入网还支持多种用户接入类型,如:
.非对称/多媒体的业务接入,如:VOD等(非B-ISDN的业务类型);
.广播业务的接入(非B-ISDN的业务类型);
.LAN互联业务的接入(非B-IS-DN的业务类型);
.可被VP交叉连接支持的其它业务的接入。
除了窄带接入外,宽带综合业务网络还支持其它非B-ISDN的接入类型。为了支持非ATM、非B-ISDN的接入功能,需要在用户平面、控制平面、管理平面提供接入适配功能。
2.2中兴宽带接入网
VB接口提供了宽带业务、窄带业务综合接入的能力,使用户可用利用一种接入网络使用多种业务。在宽带综合业务接入网络中,提供VB接口、支持多种业务接入的ATM设备将是网络的核心。
中兴ATM接入交换机能将多种业务接入ATM网络,同时也实现了宽带综合业务接入网络的核心技术。这些技术包括以下一些方面,实现了B-ISDN用户接入:(1)接入适配技术,如:电路仿真、AAL5适配技术等,这些技术是实现非B-ISDN接入的关键技术;
(2)ATM复/分接技术;
(3)由I.432定义的宽带用户接入类型。
因此,在ATM接入交换机的基础上作一定的改进,就可以提供宽带接入网的功能。这些改进包括:增加VB5接口、增加V5接口、增加相应的网络管理功能等。
宽带接入网经由多个VB5接口与ATM交换机相联,或经由PVC直接与其它业务平台相联。宽带用户则可以利用多种方式连接宽带接入网,如:点到点连接、无源光网络方式等。用户可以利用V5接口接入宽带综合业务接入网。
宽带接入网的关键技术是ATM技术,包括接入适配技术、ATM复/分接技术、ATM网络管理技术和ATM流量控制技术等。如前所述,ATM接入交换机不仅是ATM网络的重要设备,同时还提供宽带接入的能力。
中兴ATM接入交换机提供了全业务的接入能力。在此基础上,通过增加相应的协议功能,如:VB5、RTMC等,可以提供完备的宽带接入功能,构成宽带接入节点。同时,配合中兴HFC或其它用户接入方式可以提供完整的宽带接入网的解决方案,为用户提供全方位的服务。
中兴宽带接入网的示意图,图中窄带业务和宽带业务由综合网络提供。中兴宽带接入节点提供VB5接口与业务网络相连。在该宽带接入网中,采用HFC用户接入方式。当然,还可采用其它具有ATM能力的接入方式。
中兴宽带接入网还可通过V5接口提供窄带业务的接入,如:POTS、2B+DISDN接入等。同时,中兴宽带接入网还可提供以太网互联、帧中继等非B-ISDN的业务。