恒定比特率(CBR)业务是ATM网络必须提供的首批业务之一,在电信业务中占有相当大的比例。CBR业务属于实时性业务,保证该业务在源和终端的同步关系是正确传送用户业务的基础,因此,对CBR业务提供支持的ATM网络必须对源定时进行恢复。
恒定比特率(Constant Bit Rate,CBR)业务是 ATM 网络必须提供的首批业务之一,该业务在电信业务中占有相当大的比例。CBR 业务属于实时性业务,保证该业务在源和终端的同步关系是正确传送用户业务的基础,因此,对 CBR 业务提供支持的 ATM 网络必须对源定时进行恢复。
CBR 业务电路仿真规范
为了实现在 ATM 网络上传送电路业务,即 CBR 业务,ATM Forum 提出了电路仿真的规范,电路仿真业务(Circuit EmulationService,CES)的特点就是在 ATM 网络上提供与当前 TDM 技术类似的性能。
CBR 业务可通过网络互通功能(Interworking Function,IWF)接入 ATM 网络,并与其它 CBR 设备相连,ATM 网络对于接入的 CBR 业务是透明的,就好象仍在原来传统的电路网络中传送一样,这也是电路仿真的含义所在。
电路仿真支持的 CBR 业务包括结构化 T1/Eln×64kbit/s 业务及非结构化 T1/El 业务。结构化 n×64kbit/s 业务以部分式 T1/El 电路为模型,只传递实际需要的时隙,使占用的 ATM 带宽最小,n×64kbit/s 业务向用户终端设备提供时钟,适用于全同步网络的环境。另外由于 n×64kbit/s 业务终止于设备数据链路(Facility Data Link,FDL),它可以在 IWF 及用户终端设备之间的 T1/El 链路提供准确的链路质量监视和故障隔离。非结构化 T1/El 业务以与网络异步的 T1/El 电路为模型,适用于用户终端设备使用非标准的帧格式情况。在这种模式下,ATM 网络以比特流的形式对电路上的数据业务透明传榆,用户终端设备产生定时信息,并由信元携带,经 ATM 网络传送至接收端。非结构化 T1/El 业务侧重于端到端设备的数据链路通信及告警,相对于结构化业务,它的配置要简单易行。
n×64Kbits/s 业务用于仿真点到点的部分 T1/El 电路,其典型接入方式是通过 1.544Mbit/sTl 接口及 2.048Mbit/S G.703 接口。对 Tl,每个接口提供 24 个时隙中的 n 个时隙,n 可以从 l 到 24 任选;对 E1 接口,n 可以从 1 到 3l 任选。由于 n×64Kbit/S 业务只占用 T1/El 接口的部分时隙,所以可以在一个 T1/El 接口上共享几个独立的仿真电路,即由对应于不同虚连接(Virtual Channel Connection,VCC)的 AALl 实体完成相应的适配功能,其网络互通功能。
结构化业务的网络互通功能。ATM UNI 物理层接口为电路仿真业务提供足够的带宽,并通过此接口从 ATM 网络向 CES 网络互通功能单元提供定时信息,此定时信息同步于网络主参考源(Primary Reference Source,PRS)。ATM 层负责多个 VCC 的复接和分接,每个 VCC 对应每个 AALl 实体,AALl 实体负责虚连接的分段和重组(SAR)。时隙映射功能(MappingFunction)负责将输入、输出至 SAR 子层的数据流分配到相应 T1/El 电路的确定时隙中。在电路仿真中,VCC 的时隙分配是由 CES 管理信息库(Manage Information Base,MIB)完成的。分配的时隙在 VCC 的输入、输出接口上不需要完全一致,也不必是连续的,但要求其必须保持 125us 的帧完整性,即每个 VCC 的 n 个时隙需保持在同一个帧结构中。另外,要求同一帧中同一 VCC 的 n 个时隙,在输入、输出接口上保持其顺序是一致的。
非结构化业务的网络互通功能,此处的映射功能只简单地将 AALl 层与 T1/El 业务接口的每一比特进行映射。
CBR 业务的源定时恢复
数字通信系统中,为了在接收方恢复出与发送源一致的数字信号,要保证收发双方的比特时钟具有一致的频率和相位关系。在电路网络中,收发时钟不同步将会导致接收方取样判决的错误;在 ATM 网络中,如果收发时钟不同步,同样将导致发送信息的错误恢复。CBR 业务,属于实时性业务,要求提供严格的端到端定时同步功能。由于 ATM 网络采用了统计复用的策略实现多路业务的复用,信元在经过复用及交换后,将以不同的时延到达接收端,也就无法保证其原有的恒定速率,破坏了其周期性。恢复 CBR 业务的源定时,是 ATM 网络支持 CBR 业务所要求具备的基本功能。
CBR 业务可以直接来自用户终端设备,还可能来自传统的电路交换网,如公用电话网、数据网及各种专用网。CBR 业务的时钟可分为同步时钟和异步时钟。同步时钟是指 CBR 业务的时钟与网络时钟同步,在这种情况下,AALl 管理实体直接从网络向 AALl 接收实体提供时钟,不需要进行时钟恢复。AALl-SDU 数据以网络提供的时钟从接收端 FIFO 缓冲区中读出。如果在发送端和接收端的业务时钟存在长期的系统误差,那么在 AALl 接收端或下游的终端设备中将发生周期性的缓冲区上溢或下溢。因此,这种由网络提供时钟定时的性能将与网络同步的精度范围有关。
如果业务时钟与网络时钟是异步的,则需在接收端进行源定时恢复。由于 ATM 信元到达的不确定性,使得定时恢复变得相当复杂。其遵循的基本原则是以信元的到达时刻及到达间隔时间等信息为依据,并尽量借助其它的辅助同步信息。
ITU-T I.363 建议中提出两种支持异步 CBR 业务的方法,一种是自适应时钟法(Adaptive Clock Method),一种是同步剩余时标法(Synchronous Residual Time Stamp,SRTS),对于满足 ITU-T G.823/G.824 中关于抖动和漂移要求的业务,建议采用 SRTS 法;在专用网中没有严格的漂移限制时,可以使用自适应时钟法。