南邮CH2_2_ATM物理层南邮CH2_2_ATM物理层.pptVIP

宽带交换技术 通信与信息工程学院 B-ISDN 用户－网络接口(UNI) ATM物理层 ATM物理层 物理层的主要任务是进行物理线路编码和信息传输。它向上为ATM层提供信元流的传输，向下适配不同的传输系统。 物理层可以分为两个子层： 传输会聚子层TC 传输会聚子层执行的是与物理媒体无关的协议，主要任务是确认传输正确与否； 物理媒体子层PM 物理媒体子层主要负责物理媒体的选择、位定时和线路编码。 ATM物理层 物理媒体子层PM 传输会聚子层TC 比特率 I.432建议定义了两种B-ISDN　UNI物理层接入速率，分别是： 155.520Mb/s－STM-1接口 光/电两种规范，双向对称 622.080Mb/s－STM-4接口 光接口规范，双向对称（上下622），双向非对称（下行622，上行155）。 注意：实际的终端用户所使用的接入速率＜标准的接口速率，原因是要抛掉：物理层、ATM层、AAL层操作所需开销。 接口结构 两种接口结构 基于SDH方式 周期T＝125us 就STM-1接口速率来说： 帧速率＝155.520Mb/s 净荷速率＝260/270×155.520＝149.760Mb/s 基于信元方式 每26个用户信元插入一个PL信元( OAM 信元 )，周期和速率与SDH方式相同。 两种接口结构 图(a)表示把一个个的ATM信元映射到SDH帧内，而后在网络中传输，SDH传输帧有两大特点：一是呈字节结构，二是含有丰富的帧开销比特，足以用来完成线路维护和操作控制。 SDH帧的传输开销太大，ITU-T推荐了另一种基于信元(也称Cell-by-Cell)的接口结构图(b)。 尽管两种接口的方式不同，但速率完全一样(包括净荷能力)。这样一来，两种接口互通便不成问题。 物理媒体子层PM 物理媒体子层提供比特流传输、定时和媒体的物理接入。 物理媒体 未来的宽带综合业务数字网的主干网和用户接入网将建立在光纤传输的基础上，但是这不能确定在B-ISDN的UNI接口上SB和TB接口参考点使用的传输媒体一定是光纤。 因为UNI接口的覆盖范围比接入网窄得多，大多数范围在200m以下。 在这种情况下可以使用电媒体，而电气接口的价格较为便宜，易于安装和维护。 对于同轴电缆，155.50Mb/s的传输距离可以达到200m，622.080Mb/s的传输距离可以达到100m。如果在电气接口中插入光传输系统，可以获得比100m~200m更大的接口范围，但是需要两次光电转换。 物理媒体子层PM 比特定时和线路编码 比特定时的功能包括波形的产生和接收以及定时信号的插入和提取。 ITU-T建议G.703规定，155.520Mb/s的电接口采用CMI(Coded Mark Inversion,码标记反转)。 CMI编码采用00或11表示传输码1，采用10或01表示传输码0，传输码为1时00和11交替出现。 CMI编码实现简单，便于定时信号提取，无直流分量同时低频分量少，无比特差错倍增现象，通过符号变换可以返现单比特错误。 但是CMI编码使得编码信号传送速率加倍，对于155.520Mb/s的接口影响不大，但是对于622.080Mb/s的接口则这种编码方法就不合适了。 对于155.520Mb/s和622.080Mb/s的光接口采用了NRZ(Non-Return to Zero,不归零码)编码方式，实现时使用1表示发射光，0表示不发光。 接口编码 物理媒体子层PM 比特定时和线路编码 上面说明的编码方法是基于比特操作的编码。 还有另一种基于信息块的编码方法，这种编码方法的基本概念是成组处理比特，在传输前，将比特组转换为另一种比特编码。 常用的两种编码方法是4B/5B (100 Mb/s)和8B/10B (155 Mb/s) 。 在4B/5B编码中，一组4比特信息被编码为5比特组传输 在8B/10B编码中，一组8比特信息被编码为10比特传输。 这两种编码方法可以获得较高的传输效率和丰富的定时信号。 物理媒体子层PM 工作模式 B-ISDN终端设备有三种工作状态：激活态、去活态和紧急态。 激活态是指终端处于工作方式； 去活态指终端不再进行工作，但是处于待命状态，这样做可以使系统功耗最小，通常为激活态的50%，系统由去活态转到激活态的时间为10~50ms； 当电源出现故障时，系统处于紧急态，能够保证最低限度的通信要求。 ATM物理层 物理媒体子层PM 传输会聚子层TC 信元速率解耦 信头差错控制 信元定界 传输会聚子层TC 传输会聚子层完成传输帧的产生、提取及传输帧的适配功能，它与具体的传输系统有关。 ITU-T制定了3种传输会聚子层的相关协议 基于同步数字网络（SDH， Synchronous Digital Hierarchy,同步数字序列） 基于准同步数字