wcdma 传输网络原理

WCDMA 传输网络原理

2

HUAWEI TRAINING COURSE

WCDMA 传输层 WCDMA 接口带宽计算 WCDMA 传输技术 ATM 原理

3


ApplicationProtocol

DataStream(s)

ALCAP(s)

TransportNetwork

Layer

Physical Layer

SignallingBearer(s)

TransportUser

NetworkPlane

Control Plane User Plane

TransportUser

NetworkPlane

Transport NetworkControl Plane

RadioNetwork

Layer

SignallingBearer(s)

DataBearer(s)

接口协议结构的原则是层与平面在逻辑上相互独立，如果需要，在将来的协议版本协议层、甚至一个平面内的所有层可以改变。

UTRAN 接口的一般协议模型

4


Q.2150.1

Q.2630.1

RANAP Iu UP ProtocolLayer

TransportNetwork

Layer

Physical Layer

TransportUser

NetworkPlane


TransportUser

NetworkPlane


RadioNetwork

Layer

ATM

SSCOP

AAL5

SSCOP

SSCF-NNI

AAL2AAL5

MTP3bMTP3b

SCCP

SSCF-NNI

CS 域的 Iu 接口协议体构

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SSCF-NNI

SSCOP

AAL5

IP

SCTP

SCCP

SSCF-NNI

MTP3-BM3UA

RANAPIu UP Protocol

Layer

TransportNetwork

Layer

Physical Layer

TransportUser

NetworkPlane


TransportUser

NetworkPlane


RadioNetwork

Layer

ATM

AAL5

IP

UDP

GTP-U

Physical Layer

ATM

Iu 接口协议栈 :PS 域

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WCDMA 传输层 WCDMA 接口带宽计算 WCDMA 传输技术 ATM 原理

7


WCDMA 网络结构

MSC/VLR

Inter PLMN

A

Iu-CS

Gp

Gb

Gi

PSTN/ISDN

Node B

RNC

UMTS

UTRAN

IubIu-ps

BTS

BSCGSM/GPRS

BSS

Abis

SGSN

Ga

CG

GGSN

BG

GMLC

SMC

SCP

HLR/AuC/EIR

DNS WAPGateway

RADIUSIntranet/Internet

Firewall

C/D

MISUP/MTUP

ECAP

Lg

Gr/Gf Gd

CAP

Lg

Gn

Gs Lc

Lh

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电路域业务参考模型

表 1-1 ： CS 域业务参考模型CS 域业务模型业务类型渗透率 BH

CA

AHT

(s)

激活因子平均速率kbit/s

忙时话务量 (Erl)

忙时吞吐量 (kbit)

忙时吞吐率 (bit/s)

忙时吞吐率 (bit/s)

AMR语音 100% 1 90 0.5 12.2 0.025 549 152.5

248.5

可视电话 100% 0.1 54 1 64 0.001

5 345.6 96

9


电路域接口带宽计算接口类型电路类型容量计算参数说明IuCS 接口 STM-1 STM-1 数量 = （语音渗透率

× 语音忙时话务量 × 语音平均速率 × 激活因子 ×α+ 电路数据渗透率 × 电路数据速率 ×激活因子 × 数据忙时话务量 ×β ）） × 用户数 / （ 150Mbps×μ)

－ α /β ：效率折算系数， α = 1.4 ，β = 1.4－ μ ：传输链路的负荷因子， μ = 0.7 （大话务量测试经验值）－ 150Mbps : 为 STM-1 的实际传输容量

到 PSTN 接口 E1 E1 数量 = （用户数 × 语音忙时话务量 ×δ ） / （ 30×μ ）－ δ ：来去话总量占总的呼叫话务量的百分比， δ = 70%－ 30 ： E1 中继电路数－ μ ： PSTN 局向的中继电路的负荷因子， μ = 0.7

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电路域接口带宽计算接口类型电路类型容量计算参数说明

到 HLR 的接口 64K 信令链路和 2M信令链路每条链路支持总用户数 =（ 3600×WL / 8×μ ） / L

－ WL ： 64K 信令链路时， WL = 64Kbps ； 2M 信令链路时， WL = 2Mbps－ μ ：信令链路时负荷因子， μ = 0.2－ L ：到 HLR 信令总长度， L = 421.3

到其他 MSC的接口 E1 E1 数量 = （用户数 × 语音忙时话务量 ×δ ） / （ 30×μ ）－ δ ： MSC 之间的呼叫量占总的呼叫话务量的百分比， δ = 15%－ 30 ： E1 中继电路数－ μ ：中继电路的负荷因子， μ = 0.7

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分组业务参数

WWW 5 25 480 8/16/32/64/144/384

在线游戏、 ICQ 2 3 480 8

图片铃声下载、FTP 2 62 480 32/64/144

实时视频 1 267 480 32/64/144/384

SMS 1 1 160

业务类型 Packet Call Num/Session( 每次会话的分组呼叫次数 )

Packet Num/Packet Call( 每个分组呼叫的包的个数 )

Packet Size(bytes)( 包长 )

典型速率 kbps

Email 2 32 480 8/16/32/64/144/384

EMS / MMS 2 32 480 32/64/144

低端用户 60% 中端用户 25% 高端用户 15% 合计 100%

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PS 域业务参考模型业务类型

低端用户渗透率 BHSA(Busy

Hours Session Attempt)

Busy Hour Throughput/user (kbit)

Email 10 % 0.10 24.576

WWW 30 % 0.18 86.4

在线游戏、 ICQ 25 % 0.10 2.304

图片铃声下载、 FTP 25 % 0.10 47.616

实时视频 0 % 0.00 0

SMS 50 % 0.50 0.64

EMS / MMS 50 % 0.50 122.88

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中端用户渗透率 BHSA Busy Hour Throughput/u

ser (kbit)

Email 20 % 0.20 49.152

WWW 30 % 0.24 115.2

在线游戏、 ICQ 15 % 0.20 4.608

图片铃声下载、 FTP 15 % 0.20 95.232

实时视频 10 % 0.10 320.4

SMS 100 % 0.80 1.024

EMS / MMS 100 % 0.80 196.608

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高端用户渗透率 BHSA Busy Hour Throughput/u

ser (kbit)

Email 30 % 0.30 73.728

WWW 20 % 0.30 144

在线游戏、 ICQ 5 % 0.30 6.912

图片铃声下载、 FTP 10 % 0.30 142.848

实时视频 20 % 0.20 640.8

SMS 100 % 0.60 0.768

EMS / MMS 100 % 0.60 147.456

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分组域接口带宽计算接口类型容量计算参数说明

IuPS 接口用户面 IuPS 用户面忙时总流量 = 用户数 ×用户忙时数据吞吐量 ×R1

－ R1 ： Iu-PS 接口的折算系数， R1 = [ （ X + 52 ） / 48]× （ 48 + 5 ） / X－ X ： GTP 包净荷字节数， X = 420 byte－ 52 ： GTP 各报头开销字节数－ [ （ X + 52 ） / 48] ： [ ] 表示向上取整，即一个长度为 X 字节的 IP 包净荷分解成了 [ （ X＋ 52 ） /48] 个 ATM 信元。 ATM 信元净荷为 48 字节， ATM 报头的开销为 5 字节

IuPS 接口信令面 IuPS 信令面忙时总流量 = 用户数 ×（（ La ＋ Lb ） ×U

L ）

－ La ： IuPS 接口底层信令平均开销， La = SAAL+MTP3B+SCCP ≈ 13 byte－ Lb ： RANAP 消息和非接入层消息平均开销，Lb ≈ 38 byte （取决于话务模型）

－ UL ：忙时每用户消息总数， UL ≈ 49.7 （取决于话务模型）

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Gn/Gp 接口用户面 GnGp 接口用户面忙时总流量 = 用户数 × 用户忙时数据吞吐量 ×R2

－ R2 ： GnGp 接口的折算系数， R2 = （ X + 50 ） / X－ X ： GTP 包净荷字节数， X = 420 byte－ 50 ：各层报头开销字节数， GTPv1 ＋ UDP ＋ IP ＋ Ethernet

Gn/Gp 接口信令面 Gn/Gp 接口信令面忙时总流量 = 用户数 × （ L×U ）＋ ECHO× 路径数

－ L ：用户忙时平均消息长度（取决于话务模型）－ U ：用户忙时平均消息数（取决于话务模型）－ U×L ：用户忙时总流量为 4066.6byte

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Gr 接口信令链路数 Gr 接口每条链路支持用户数 = （ 3600×WL / 8×μ ） /（ L×U ）

－ WL ： 64K 信令链路时， WL = 64Kbps ；2M 信令链路时， WL = 2Mbps

－ μ ：信令链路时负荷因子， μ = 0.2－ L ：用户忙时平均消息长度（取决于话务模型）－ U ：用户忙时平均消息数（取决于话务模型）－ U×L ：用户忙时总流量， 2.5G 时为 896.4byte ， 3G 时为 1142.6byte

Gs 接口信令链路数 Gs 接口每条链路支持用户数 = （ 3600×WL / 8×μ ） /（ L×U ）－ WL ： 64K 信令链路时， WL = 64Kbps ；2M 信令链路时， WL = 2Mbps

－ μ ：信令链路时负荷因子， μ = 0.2－ L ：用户忙时平均消息长度（取决于话务模型）－ U ：用户忙时平均消息数（取决于话务模型）－ U×L ：用户忙时总流量为 60 byte

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Gd 接口信令链路数 Gd 接口每条链路支持用户数 =（ 3600×WL / 8×μ ） / （ L×U ）

－ WL ： 64K 信令链路， WL = 64Kbps

－ μ ：信令链路时负荷因子， μ = 0.2－ L ：用户忙时平均消息长度（取决于话务模型）－ U ：用户忙时平均消息数（取决于话务模型）－ U×L ：发送一条短消息在 MTP 层传递的字节数约为261byte ，按照 0.5 次 / 用户 / 忙时， U×L ≈ 261×0.5

Ge 接口信令链路数 Ge 接口每条链路支持用户数 =（ 3600×WL / 8×μ ） / （ L×U ）

－ WL ： 64K 信令链路时， WL = 64Kbps ； 2M 信令链路时， WL = 2Mbps

－ μ ：信令链路时负荷因子， μ = 0.2－ L ：用户忙时平均消息长度（取决于话务模型）－ U ：用户忙时平均消息数（取决于话务模型）－ U×L ：用户忙时流量， U×L ≈ 14.15×150

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Lg 接口信令链路数 Lg 接口每条链路支持用户数 = （ 3600×WL / 8×μ ） /（ L×U ）

－ WL ： 64K 信令链路， WL = 64Kbps

－ μ ：信令链路时负荷因子， μ = 0.2－ L ：用户忙时平均消息长度（取决于话务模型）－ U ：用户忙时平均消息数（取决于话务模型）－ U×L ：用户忙时流量， U×L ≈ 0.1×100

Ga 接口话单带宽 Ga 接口忙时总流量 = 用户数 × （ L×U ）Ga 接口忙时总话单数 = 用户数 ×CDR

－ L ：用户忙时平均消息长度（取决于话务模型）－ U ：用户忙时平均消息数（取决于话务模型）－ U×L ：用户忙时总流量为 3472 byte－ CDR ：用户忙时话单数， CDR = 1.14+6+0.1+0.5 = 7.74

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无线接入网侧接口带宽计算接口类型电路类型容量计算参数说明

Iub 接口 E1

SDH STM － 1

ATM STM － 1

ＷＴＯＴＡＬ＝ nodeB 支持的 cell 数目 × 每小区平均用户 ×( 语音忙时吞吐率 ×α ＋数据忙时吞吐率×β ） E1 链路的带宽 : Ｗｌｉｎｋ＝ a×2.048Mbps E1 的数量 = 总带宽 / 单位链路带宽 = Wtotal / Wlink

－ α /β : 语音 / 数据效率折算系数，α = 2.1 ， β = 1.2

a 为 E1 传输负荷因子，一般取为0.7

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无线接入网侧接口带宽计算接口类型电路类型容量计算参数说明Iur 接口 E1

SDH STM － 1

ATM STM － 1

WlinkIur = （ Nneighbour×WlinkIub

× （ 40/100 ） × （ 1/3 ）） /PSR

= （ Nneighbour×WlinkIub×2 ）/ （ 15×PSR ）NSTM-1= WlinkIur /155

WlinkIur ：某两个 RNC 之间 Iur 接口需要的传输容量Nneighbour ：两个 RNC 之间的邻近小区总个数WlinkIub ：两个 RNC 之间的邻近小区的 Iub 接口容量PSR ： SRNS relocation 成功的概率（ 40/100 ）：小区内发生软切换的概率为 40%（ 1/3 ）：对于邻近小区内的软切换只有 1/3 发生在 RNC 之间，其余发生在 RNC 之内。

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WCDMA 传输层 WCDMA 接口带宽计算说明 WCDMA 传输技术 ATM 原理

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ATM 基本原理与概念

• ATMATM 基本原理与概念基本原理与概念• ATMATM 与与 IPIP 技术的融合技术的融合• 网络应用网络应用

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ATM 的标准化组织ITU-T

致力于公网上 ATM 标准化工作，有代表性的标准： Q.2931/Q.2971 、 BISUP 、 I.610 、 I.363(1,2,3/4,5)ATM Forum

致力于专网上 ATM 的标准化工作，加速 ATM 产品的推广和使用，有代表性的标准有： UNI3.1 、 UNI4.0 、 ILMI 、 PNNI 、 MPOA 、 VTOA 、 LANE 、 TM4.0a) 成立于 1991 年 9 月b) 成员分三类：主要成员 (Principal Member) 、旁听成员 (Auditing Member) 和用户成员 (User Member) 。华为—旁听成员。主要成员有表决权。

IETF致力于 ATM 网承载 IP 业务的标准化工作，解决传统路由器的瓶颈问题，有代表性的标准： RFC1483 、 RFC1577 、 IP Switch、 MPLS

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– 电路交换方式– 主要特点是各个子信道的速率固定分配，无法共享带宽，导致带宽浪费– 分组传送方式– 其主要特点是采用统计复用方法，但分组会产生附加的随机时延，导致分组的服务质量无法得到保证，不适合实时业务– ATM 传送方式– （ Asynchronous Transfer Mode ）是一种以信元为单位的异步转移模式，异步意味着来自任一用户的信息信元流不必是周期性的。是一种特殊的分组传送技术，提供 QOS 保障，满足实时业务和非实时业务的需求

TDM/ATM/ 分组比较

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ATM 网络和接口

Private UNI

PNNI

Public UNI

BISUP

BISUPBICI

ATM专网

公用 ATM网(运营商 1)公用 ATM网(运营商 2)

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• 面向连接• 使用固定长度的信元• 采用统计复用方式• 支持多速率、多业务• 可适应于局域网和广域网

信元

话音数据视频

ATM 的基本特点

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无连接：包路由• 路径 1 = S1, S2, S6, S8• 路径 2 = S1, S4, S7, S8• 数据能够走不同的路径、不按照顺序到达

面向连接：信元交换VC = S1, S4, S7, S8• 数据沿着相同的连接按照顺序到达• 时延比较固定、易控制• 连接的分类： PVC SVC

S2 S6

S4 S7

S3 S5

S1 S8

1

1

1

2 2

2

S2 S6

S4 S7

VC

S1 S8S3 S5

面向连接的特点

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ATM 信元格式

GFCGFC 一般流量控制仅仅在 UNI 信元中VPI/VCIVPI/VCI 标识虚通道和虚通路PTIPTI 负荷类型标识

3 比特 : 1. 用户 / 控制数据 2. 拥塞 3. 末尾

CLPCLP 丢失优先级 1 BitHECHEC 信元头差错校验

8 比特 CRC

ATM UNI UNI 信元

48 48 字节字节负荷负荷

GFC (4)GFC (4) VPI (8)VPI (8)

VCI (16)VCI (16)

PTIPTI CLPCLP

HECHEC

ATM NNINNI 信元


VPI (12)VPI (12)

VCI (16)VCI (16)

PTIPTI CLPCLP

HECHEC

VPI (8)VPI (8)

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虚通道 VP 与虚通路 VC

传输路径

虚通道(VP)包括多条 VC

传输路径包括多条 VP

虚通路(VC)

ATM 端节点之间的逻辑通路

虚通路 (VC)

虚通路 (VC)

E3OC-3

OC-12虚通道 (VP)

虚通道 (VP)

连接标识 = VPI/VCIVPI/VCI

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高层高层

ATM 层

物理层

控制面用户面层管理

面管理

ATM 适配层（ AAL ）

用户业务 , 信令等高层信息与 ATM 信元

的转换信元中继与复用

方式帧结构，物理媒介

ATM 的协议参考模型

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ATM ATM 适配层适配层(AAL)(AAL)

ATM ATM 层层

物理层物理层

2 个子层 :• 传输汇聚 (TC)

• Framing• HEC

• 物理媒介 (PM)• 物理媒介译码

ATM 物理层

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ATM 物理层——介质和速率DataRate

(Mbps)

DS1E1J2

DS3E3E4

1.5442.0486.234534139

Framing MediaMulti-ModeFiber

Single-ModeFiber

CoaxialCable

UTP–5 UTP–3 STP

X

(TP)

(TP)

ATM25STS 1STS-3c/STM-1

25.651.8155 X

STS-12c/STM-44B/5B (TAXI)8B/10B(Fiberchannel)

622100155

= Standardized = Proposed/in ProgressX

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• 信元复用及交换• 信元头处理• 服务质量保证• 流量控制


ATM ATM 层层

物理层物理层

ATM 层

35


ATM ATM 交换交换PPHHYY

AATTMM

Port 1

PPHHYY

AATTMM

Port 2

PortPort VPIVPI VCIVCI

11 11 5151

22 33 3939

ATM 层

ATM ATM 交换交换PPHHYY

AATTMM

Port 1

PPHHYY

AATTMM

Port 2

PortPort VPIVPI VCIVCI

11 22 3737

22 11 5151

ATM 层

PPHHYY

AATTMM

AAAALL

PPHHYY

AATTMM

AAAALL

VPI 2VCI 37

VPI 3VCI 39

NNI

UNI

UNI

ATM 层完成信元交换

36


VP 交换和 VC 交换

VCI 1 VCI 2 VCI 3 VCI 4

VPI 2VPI 2VPI 3VPI 3VPI 1VPI 1

VPI 2VPI 2

VPI 3VPI 3

VPI 5

VPI 1VPI 1

VPI 4

端口端口 11

端口端口 22

端口端口 33

VCI 1

VCI 2

VCI 1

VCI 2

VP 交换

VC 交换

37


永久虚电路—— PVC

VPI/VCI 表由＝操作员人工维护

AA

BB

DD

CC

输入输入输出输出PortPort VPI/VCIVPI/VCI PortPort VPI/VCIVPI/VCI

1 33 3 0222 1515 33 14141 64 3 293 29 1 64


11 2929 33 454522 5252 44 15151 64 3 293 29 1 64


11 4545 22 16162 52 1 291 64 3 293 29 1 64

2929

3030

1010

1616

1515

45451414

4343


11 1616 22 434333 1414 44 10101 64 3 293 29 1 64

1

2

4 2

3

32

4

12

3

38


通过信令动态建立连接

B

D

1

2

4 1

3

32

4

12

UNIUNISignalingSignaling NNINNI

SignalingSignaling CUNIUNI

SignalingSignaling


1 64 3 293 29 1 64


2 52 1 291 64 3 293 29 1 64


1 29 3 45

1 64 3 293 29 1 64


1 64 3 293 29 1 64

A

3

交换式虚电路—— SVC （ 1 ）

39


在新建连接上建立连接

BB

DD

1

2

4 1

3

32

4

12

UNIUNISignalingSignaling NNINNI

SignalingSignaling CCUNIUNI

SignalingSignaling

InputInput OutputOutputPortPort VPI/VCIVPI/VCI PortPort VPI/VCIVPI/VCI

1 64 3 293 29 1 64


2 52 1 291 64 3 293 29 1 64


1 29 3 45

1 64 3 293 29 1 64


1 64 3 293 29 1 64

AA

3

11 2929 33 4545

11 4545 22 1616 11 1616 22 4343


40



通过信令拆除连接

BB

DD

1

2

4 1

3

32

4

12

NNINNISignalingSignaling CC

UNIUNISignalingSignaling


1 64 3 293 29 1 64


2 52 1 291 64 3 293 29 1 64


1 29 3 45

1 64 3 293 29 1 64


1 64 3 293 29 1 64

AA

3

UNIUNISignalingSignaling

41


Contract

Contract

ATM 网络

• 通信契约– 流量参数– QoS 参数

通信契约的签订

42


业务分类

–Constant bit rate CBR

–Variable bit rate-real time VBR-RT

–VBR-nonreal time VBR-NRT

–Unspecified bit rate UBR

–Available bit rate ABR

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• 峰值信元率 PCRPCR ：最大数据速率在不丢失数据的情况下一条连接能够传递的速率• 可维持速率 SCRSCR ：：应用产生的平均信元速率• 最大突发长度 MBSMBS ：：最大的信元突发长度• 最小信元速率最小信元速率 MCRMCR ：：应付延迟的能力

流量参数

44


• 最大信元传递时延 MCTDMCTD 信元从一个端点到另一个端点所需要的时间• 信元抖动容限： CDVTCDVT 信元间隔的上限• 信元丢失率 CLRCLR 可以接受的因网络拥塞而导致信元丢失比例

QoS 参数

45


开销

QoS流量参数

低低高高Tolerance

1 1 字节字节5 5 字节字节头头


信元抖动信元抖动信元丢失信元丢失

PCRPCR峰值信元率

实时视频和音频实时视频和音频

CBR 业务类型

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VBR 业务类型

负荷

QoS流量参数

LOWLOW HIGHHIGH

Tolerance

1-81-8字节字节5 5 字节字节信元头信元头

1-47 1-47 字节字节负荷负荷

信元抖动信元抖动(NRT)(NRT)信元抖动信元抖动 (RT)(RT)

PCRPCR

SCRSCR峰值信元率可维持信元率

MBSMBS最大突发长度信元丢失信元丢失

分组音频和视频分组音频和视频

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公共广域网公共广域网负荷

5 5 字节字节头头44 44 字节字节负荷负荷

QoS流量参数

低低高高没有质量保证全凭上帝保佑Tolerance

Cell Cell 丢失丢失Cell Cell 抖动抖动

4 字节

UBR 业务类型

48


局域网互联局域网互联Overhead

• No celloverhead

• Uses congestionfeedbackinstead

5 Byte5 ByteHeaderHeader

48 Byte48 BytePayloadPayload

QoS流量参数

低低高高PCRPCR

MCRMCR

峰值信元率

最小信元率

Tolerance

信元丢失信元丢失信元抖动信元抖动

ABR 业务类型

49


ATM 网络

我需要一个 VC:X MbpsY 抖动Z 信元丢失网络的资源是否足够？

保证 QoS请求

契约契约

QoS 的保证机制—— CAC

50


QoS 的保证机制—— UPC

ATM 网络

你违反了契约，应该任何处罚你呢？

?? 决定决定 ??

契约

违约违约应用应用

应用于用户对网络的业务接入点，其作用是监测和控制一个连接上的信息流量，并在违反流量协议时采取行动。

51


00 00 00 00 1 00MarkedMarked

UPC

• 通过通过• 标记标记 CLPCLP• 丢弃丢弃

?? 决定决定 ??

• CLP ：一旦遇到拥塞就丢弃被标记的信元• 公共 UNI ：一般信元速率算法 (GCRA)

DDrroopp

QoS 的保证机制— UPC

52


QoS 的保证机制— UPC

• 智能包丢弃 IPDIPD

3 2

00 00 00 00 1 00标记标记UPC

丢丢弃弃

53


私网公共 ATM 网络

整形过的数据实际数据

我要遵守契约，因此我必须对我的流量进行整形

前进 ,多保重

• 在用户侧进行流量整形• 改变流量特征• 漏桶算法

Shap

er

QoS 的保证机制——流量整形

54


• 吸收各个连接中同时发生的突发数据• 交换机根据 QoS 参数决定各个数据流的优先级• 交换机必须在发生变化时重新分配缓冲• 有效的缓冲有效的缓冲最大可能的提高有效信元的吞吐率

QoS 的保证机制——缓冲与调度

55


2 个子层：• 汇聚子层 (CS) • 分段和重组 (SAR)


ATM ATM 层层

物理层物理层

ATM 适配层

56


SAR

CS

AALPBX

AAL = 流量参数 + QoS 参数 + SAR• CS ：分配不同的服务质量的业务以不同的流量类型• SAR ：信元 <-> 包• AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL5

ATM 适配层的功能

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AAL1 的 SAR 结构SAR_PDU

SN SNP Payload

4位 4位 47字节

CSI 序列编号1 3 42

CRC 偶校验 1 2 3 4

Cell Header Cell PayloadATM 信元用于仿真专线和 PDH 恒定比特率、面向连接时针信息的传送

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AAL2 的 SAR 结构压缩的音视频可变比特率、面向连接

59


AAL5

AAL5的 CS和 SAR简单，效率高用于传输 ATM 信令用于承载 FR业务

CRC

LengthCPICPCS- UU

PAD

N48字节4字节2字节1字节1字节047

CPCS-PDU 尾： 8字节

CellHeader

CellHeader

48字节48字节

48字节CellHeader

SDU类型 0

SDU类型 0

SDU类型 0

CellHeaderSDU类型由PTI决定

用户数据

48字节SDU类型 1

60


SAR分段和重组源进行分段目的地进行重组

目的地址源地址数据帧校验

负荷负荷头头

包

信元

负荷负荷头头

负荷负荷头头

负荷负荷头头

数据包在 ATM 中的封装

61


Private UNI

PNNI

Public UNI

BISUP

BISUPBICI

ATM专网

公用 ATM网(运营商 1)公用 ATM网(运营商 2)

ATM 网络中的信令

62


ATM 信令的协议栈

Q.2931/Q.2971SAALATM

物理层

UNI3.1/UNI4.0SAALATM

物理层

MTP-3b

SAALATM

物理层

PNNI信令SAALATM

物理层

PNNI路由AAL5ATM

物理层

B-ISUP

a.Public UNI 信令 b.Private UNI信令 c.Public NNI 信令 d.Private NNI信令 e.Private NNI路由信令用于控制SVC的建立、保持和释放。支持点到点和点到多点，今后支持多点到一点和多点到多点 PNNI支持动态路由 MTP-3b用于建立一个信令网（ STP）

63


点到点呼叫处理流程

Setup

Call Proceeding

ConnectConnect Ack

IAM

IAA

ACM

ANM

主叫用户 Q.2931 始发交换机 B-ISUP 目的交换机 Q.2931 被叫用户

通信Release REL

RLCRelease Complete

Release Complete

Release

Alerting

Setup

Connect AckAlertingCall Proceeding

Connect

64


ATM 与 IP 的融合

•ATMATM 基本原理与概念基本原理与概念• ATMATM 与与 IPIP 技术的融合技术的融合• 网络应用网络应用

65


•ATM 网面向连接，有 N2 问题靠链路层选路，基于 VPI/VCI或标记有阻塞通知与信元丢失优先级指示业务质量有保证，可保证实时业务网络 ATM 化进程的重新定位

•IP 网无连接，无 N2 问题基于网络层选路，基于 IP地址无业务量控制与阻塞控制业务质量无保证

ATM 网与 IP 网的比较

66


高层IP

UNI 信令 /PNNI

Q.SAAL

ATM

PHY

IPOA, LANE, MPOA

高层IP

ATM

PHY

IP Switching , Tag Switching ,

MPLS

重叠模式集成模式

两种承载模式的比较

67


重叠模式的问题•IPOA (RFC1577)子网间通信仍需经路由器 , 造成瓶颈不能有效实现 IP/ATM 结合

•ATM局域网仿真 (LANE) 不必要的广播数据占用广域网带宽问题不同 ELAN互连须由路由器解决 , 存在时延问题、瓶颈问题路由选择过程中存在网络层地址 (如 IP地址 ) 与 MAC地址以及 MAC地址与 ATM地址间两级翻译 ,降低了效率。多个 ELAN 产生的业务量无法共享一条 ATM VCC

•MPOAELAN若跨广域也存在广播数据消耗广域网带宽的问题NHRP 的响应时延和 SVC呼叫建立时延MPOA存在可扩展性的问题 ,N2 问题

68


ATM 的未来—— MPLS

– 用标记分配协议 (LDP)替代 ATM 信令协议来实现面向连接功能– 在数据通信过程中 , 中间的 MPLS 交换机根据转发信息库 (FIB) 只做信元交换功能

• 去掉传统路由器网中逐跳寻址的弊端 , 减少时延和时延 , 有利于支持实时业务– VC 合并 (VC merging) 的功能 , 能解决 VC O(N 2 )问题– 将不同业务流划分为转发等效类 (FEC)

• 利用 ATM QoS 来解决 IP QoS 的问题

69


结合 ATM 与 IP 优点的技术

+ XR = X

Router ATM switch MPLS Router

* Layer 3 路由 -- 可伸缩性和灵活性* Layer 2 交换 -- 高可靠性和流量工程管理

MPLS—— 多协议标记交换

70


• ATM 交换机上实现路由器功能• 通过灵活的分类方法生成新的 IP增值业务

在边缘 ( 标记边缘路由器 ):•分组分类•QoS映射

在核心 ( 标记交换器 ):•使用标记转发

LER

LSR

LDP( 标记分发协议 ):•建立 LSP

标记交换概念

71


几种封装方式

Label HeaderPPP HeaderPPP Header Layer 3 HeaderLayer 3 HeaderPPP 信息头(SONET/SDH 分组 )

ATM 信元信息头 HECHEC

Label

DATADATACLPCLPPTIPTIVCIVCIGFCGFC VPIVPI

Label HeaderMAC HeaderMAC Header Layer 3 HeaderLayer 3 HeaderLAN MAC 标记信息头

72


利用 ATM实现MPLS: 路由信息

171.69

1

你可以通过我连接到 171.69

你可以通过我连接到 128.89 和 171.69

路由更新 (OSPF, BGP... ）

你可以通过我连接到 128.89

In In LabelLabel

Address Address PrefixPrefix

128.89128.89

171.69171.69

......

OutOutII抐抐 aceace

11

11

......

Out Out LabelLabel

In In I/FI/F


128.89128.89

171.69171.69

......

OutOutII 抐抐 aceace

00

11

......

Out Out LabelLabel

In In I/FI/F


128.89128.89

......


00

......

Out Out LabelLabel

In In LabelLabel

In In LabelLabel

10

128.890

21

73


利用 ATM实现MPLS :请求标记

1我需要对 128.89 的标记

标记分发协议 (LDP)(根据需要的下游节点 )

我需要对 128.89 的标记

我需要对 171.69 的标记我需要对 128.89 的标记

我需要对 128.89 的标记

我需要对 171.69 的标记3

In In LabelLabel


128.89128.89

171.69171.69

......


11

11

......

Out Out LabelLabel

In In I/FI/F


128.89128.89

171.69171.69

......


00

11

......

Out Out LabelLabel

In In I/FI/F


128.89128.89

......


00

......

Out Out LabelLabel

In In LabelLabel

In In LabelLabel

171.69

10

128.890

21

74


3

利用 ATM实现MPLS :设置标记

将 128.89设置为 Label 9将 128.89设置为 Label 10

将 171.69设置为 Label 7将 128.89设置为 Label 4将 171.69设置为 Label 5

将 128.89设置为 Label 8

11

--

--

99

1010

99

1010

77

22

33

22

44

88

55

44

55

--

--

In In LabelLabel


128.89128.89

171.69171.69

......


11

11

......

Out Out LabelLabel

In In I/FI/F


128.89128.89

128.89128.89

171.69171.69


00

00

Out Out LabelLabel

In In I/FI/F


128.89128.89

......


00

......

Out Out LabelLabel

In In LabelLabel

In In LabelLabel

11

11 128.89128.89 00

171.69

10

128.890

2

1

1

75


2

1

利用 ATM实现MPLS : 分组转发

1

01

128.89.25.4 Data 128.89.25.4 Data4

128.89.25.4 Data

128.89.25.4 Data9

标记交换器根据标记转发分组

11

--

--1010

99

1010

77

33

22

88

55

44

55

--

--

In In LabelLabel


171.69171.69

......


11

11

......

Out Out LabelLabel

In In I/FI/F


128.89128.89

128.89128.89

171.69171.69


00

00

Out Out LabelLabel

In In I/FI/F


128.89128.89

......


00

......

Out Out LabelLabel

In In LabelLabel

11

11 128.89128.89 00

92128.89 4

In In LabelLabel

171.69

128.890

76


标记交换和 ATM 业务

• 用于实时服务的 ATM 服务–P-NNI/UNI 信令–语音中继–电路仿真 (CES)

• 用于数据业务的标记交换–减少信令密集型业务–减少呼叫设置依赖性

在同一平台上共存在同一平台上共存

ATM

IPFR

ATM

FR

IP IP

77


网络应用

• ATMATM 基本原理与概念基本原理与概念• ATMATM 与与 IPIP 技术的融合技术的融合• 网络应用网络应用

78


InternetInternet 骨干骨干

国家国家ATM/IPATM/IP骨干网骨干网Radium

8750

Radium8750

Radium8750

省内ATM/IP 网

Radium5100

Radium5100

Radium5100

计算机电视电话

局域网PBX

多媒体

服务器

ADSL

多业务接入器

8070 or GSR

网络应用 ---ATM 多业务网

wcdma 传输网络原理

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