ATM在通信网络中的应用论文
学位授予单位:南京理工大学
学位水平:硕士学位
学位授予年份:2005年
分类号:E96
DOI:中国知网:CDMD:2.2005 . 118113
内容:1简介8-131.1现代军事通信网8-91.1军事通信网的特点和功能81.1.2高技术战争对军事通信网的要求8- 438+01.2.1 ATM技术91国内外研究现状11-121 . 3 . 1国内外无线ATM研究现状11.3.2 WATM在军事通信网中的应用165438+ 438+032 ATM技术及其工作原理13-232.63238+06-172.2.4 ATM适配层的信元结构AAL 17-182.3 ATM 18-202 . 3 . 1 ATM信元18-192.3。2 . 4 . 1 ATM适配层中逻辑连接的含义202.4.2逻辑连接的建立和释放过程20-212 . 4 . 3 VCI和VPI的转换21-222.5摘要22-233无线接入技术23-353.1接入网技术的分类202.4技术23-243.1.2无线接入技术243 无线局域网的结构和组网方式27-283.3.4无线局域网技术的发展前景283.4本地多点分布业务LMDS 28-343 . 4 . 1 IEEE 802.638。 28-303 . 4 . 2 LMDS的基本特点和系统组成30-323.4.3 LMDS的LMDS层32-333.4.4典型LMDS的应用33-343.5小结34-354无线ATM技术35-484.1无线ATM的概念35-333.4438+ -364.1.2无线ATM与常规ATM的比较36-374.2无线ATM原理37m物理层(PHY)40-414.3.2无线ATM媒体访问控制(MAC)层41-434.3.3无线ATM数据链路控制(DLC)。层434.3.4无线ATM无线控制层43-444.4无线ATM协议扩展44-454.4.1切换控制444.4.2位置管理44-454.5 WATM网络结构和协议参考模型45-474.5.1蜂窝WATM结构454.5.0 ATM网络参考模型464 . 5 . 4 WATM网络的差错控制46-474.6概述47-485应用 2000年后战术通信系统的交换机制50-515.2 WATM技术在军事通信网中的应用设计51-605.2.1战术通信的特点及军用WATM的设计原则和策略。 25.2.2军用WATM协议结构52-545.2.3媒体接入控制MAC和数据链路控制DLC54-565.2.4切换控制56-575.2.5位置管理和路由57-585.2.6 WATM技术在军用通信网络中的应用协议结构58-605.3 WATM军用通信网络性能分析38+0 WATM军用通信网络设计特点60-615 . 3 . 2 WATM军用通信网络性能分析6655
通信发展的两大热点是宽带网络和无线通信。ATM是基于光纤传输的B-ISDN宽带网络的传输标准，主要用于提供多媒体业务和广泛的信息接入。随着移动通信的发展和人们对便携性要求的提高，希望有线ATM网络能够将服务延伸到无线移动终端，这是实现无限ATM的初衷。
无线ATM的实现大致分为两个阶段。第一阶段是实现移动ATM，即利用现有的ATM技术将移动终端接入ATM骨干网。其主要任务是使现有的ATM网络支持终端移动性，扩展ATM的概念和各种技术指标，使其支持移动终端的呼叫接受、路由、呼叫控制等。第二阶段是实现无线ATM，重点是提高信道质量(提高传输速率，降低误码率)，为大量用户提供高速无线多媒体应用。
【相关技术】ATM技术；无线通信技术；接入网技术[技术难点]
由于ATM网络和无线通信网络在开始研究时，传输介质和业务完全不同，两者融合时必然会带来一些新的问题。比如用户自由漫游时，如何选择路由，如何保证用户要求的服务质量(QOS)。此外，还提出了选择什么样的传输协议以及如何克服无线信道传输质量差的问题。下面将介绍几个技术难点:
用户移动性和切换
现有的ATM协议不支持用户的移动性，它建立的虚拟连接持续到用户呼叫结束。然而，当用户在通信过程中要求切换时，用户路由需求调整的问题尤为明显。现在有一些切换策略，但是无线信道的带宽极其有限。如何分配信道以保证用户的呼损很小也是无线ATM中一个极其重要的问题。
2.ATM信元的无序。
在无线ATM中，用户在移动过程中可能会改变路由，因此可能会出现混乱。
3.无线接入问题
现有的ATM已经完全或部分被无线逻辑链路控制层和媒体访问控制层所取代。由于现有的ATM技术是基于低误码率、高带宽的传输信道，而无线信道的误码率很高，在保证服务质量的同时，在无线信道上传输用户数据比在有线链路上要困难得多。
4.用户要求的服务质量
服务质量是ATM的主要优势之一。因为无线信道的特性(高误码率、有限的带宽、时变的物理特性等。)与有线信道有很大不同，有些甚至与基于ATM的假设完全相反，现有ATM协议中的服务质量定义显然不一定适用于无线环境。
总之，无线通信环境带来的许多问题将是实现无线ATM的难点。目前国外很多科研机构都投入了巨大的人力物力进行研究，一些实验网络也陆续开通。随着时间的推移，这些问题都会得到解决。
【国外概况】现代传播正朝着两个不同的方向快速发展。一个是日益增长的面向全球范围的宽带通信；另一种是基于蜂窝结构的无线通信。它们主要用于传输语音服务和低速率数据服务。ATM技术是国际公认的实现宽带网络的目标模式。它的主要优点之一是保证服务质量(QOS)和服务面向连接的特性，可以灵活地支持各种现有的和未来可能的业务，为实现宽带实时多媒体业务奠定了基础。特别是随着一些商用ATM网络的开通，人们对宽带多媒体通信越来越感兴趣。随着互联网的开放，人们对多媒体通信的需求日益迫切。此外，近年来，移动通信行业也以惊人的速度发展，主要是因为它使人们摆脱了传统通信方式的束缚，使人们在通信过程中可以自由移动，极大地方便了用户，从而使无线通信特别是蜂窝移动通信成为近一二十年来世界电信市场的一大力量。随着卫星通信的发展和便携式计算机的广泛使用，人们对移动数据通信越来越感兴趣。
目前，宽带通信和移动通信仍在各自的方向上发展，但便携式计算机和移动通信的重要性越来越明显，这也促使在ATM网络中引入无线接入技术，实现无线通信网络和ATM网络的结合。因此，无线ATM技术出现了。
目前，无线ATM作为一种新兴技术，已经成为通信领域关注的焦点。1996年6月，“ATM论坛”成立了无线ATM工作组，负责无线ATM的标准化和系统规划。与此同时，许多国际科研机构和学院也组织了大量的人力和财力，根据各种计划，从不同的角度有步骤地进行研究。虽然无线ATM的发展还处于试验阶段，但它已经成为通信领域的一个新的焦点。下面简单介绍一下世界各国对无线ATM的研究。
美国电话电报公司。t的贝尔实验室提出了BAHAMA方案，即宽带专用无线ATM局域网。网络的组成部分称为移动基站，ATM的封装和解包都是在移动单元中进行的。为了以这种最简单的方式支持移动性，定义了虚拟信道标识符和虚拟呼叫标识符的新概念来支持目的地地址的路由。最近，贝尔实验室和Sun公司联合提出了一个新的BAHAMA方案，称为移动信息基础设施(Mobile Information infra structure，MII)，并得到了美国国家标准和技术研究所的支持。
美国普林斯顿NEC C & ampC研究实验室描述的“无线ATMnet”系统是个人通信网的ATM网络，建议采用ATM信元延迟技术作为下一代无线传输结构的基础。无线ATM协议栈包括无线数据链路层和多址层，切换功能在数据链路层完成。
哥伦比亚大学的Acampora和Naghshineh提出了一种虚拟树结构来处理采用ATM传输技术的无线蜂窝接入网络中的拓扑问题，它支持小区间的高速切换。
此外，普渡大学基于ATM交换机的互联网无线校园网已经通过测试，并取得初步成功。
加拿大通信研究协会赞助了一个由三个研究所和七所大学合作的研究项目:20-60GHz范围内的160Mbps无线高速接入系统。他们开发了尖端的毫米波技术和表面声波技术，实现了单元半径约为30-50米的蜂窝结构。在1996中，研究了一个运行在40Mbps的实验系统。
在1994年，剑桥的Olivetti实验室建立了一个实验性的无线ATM局域网，运行在10Mbps，使用2.45GHz的无线QPSK与运行在100Mbps的低端ATM交换，具有微微蜂窝结构，不能在频率上重复使用。微微蜂窝的半径约为10米。多址层采用指数让步的时隙ALOHA技术，由Xilinx可编程门阵列实现。
欧盟也在支持无线ATM的研究工作。用户驻地网无线ATM有两种具体方案。它们是魔棒和何典无线宽带CPN/LAN计划，用于专业住宅多媒体应用。这两个计划的目的是将ATM扩展到移动终端。MagicWAND的目标是在17GHz频段开发一个速率约为20Mbps的无线接口。何典是60GHz频段155Mbps的无线接口。德国、瑞士、瑞典和意大利也投入巨资开发无线ATM技术。
瑞典联邦理工学院牵头的瑞典企业和大学的联合项目也是实现无线ATM的实验系统。
日本NTT无线系统实验室的ATM无线接入(AWA)主要研究专用局域网、广域网和公共环境中的UHF ATM网络。此外，新加坡、马来西亚等国家也投入大量人力物力研究ATM技术。
总之，无线ATM的研究已经开始了一段时间，但标准中最重要的部分还没有做。商业公司的主要目标是采用符合标准的系统。1995 6月5438+00是无线ATM最大的里程碑。当时无线ATM的主体提交给了两个不同的标准化论坛，分别是ETSIRES 10和ATM论坛。
一般来说，实现无线ATM有两种方案:一种是应用叠加在无线ATM层上的TCP/IP协议，提供综合的Internet服务；二是引入无线ATM接口，使无线用户可以像有线用户一样接入ATM网络。
上述对世界各国无线ATM的研究已经清楚地表明，随着便携式计算机的普及和性能的提高，局域网的应用和ATM需求向家庭的增长，无线ATM的应用将成为可能。无线ATM的上述技术方案可以作为无线ATM从研发阶段到产品化、标准化的发展基础。无线ATM等宽带无线技术对网络的多媒体应用有很大的帮助。在无线ATM的设计和优化、VLSI、关键系统的软件开发、特定无线接入层的高速调制解调器和媒体接入控制、移动ATM网络的切换控制协议等方面还有大量工作要做。在构建无线ATM系统的过程中。无线ATM协议层包含了更多的优化和转换方案。目前世界上著名的大公司和各国的研究机构都在进行类似的设计。在ATM论坛上，无线ATM工作组正在全力以赴推进其标准化工作。毫无疑问，无线ATM在实现信息高速公路中起着不可估量的作用。
【影响】从发展的角度来看，无线ATM技术将对国民经济和国防科技及武器装备的发展起到决定性的作用，未来不可估量。
在商业和公共市场中，移动计算和移动通信的日益增长的重要性极大地促进了ATM技术和其他无线网络技术的发展。近年来，手机和笔记本电脑的迅速普及表明，将移动技术与人们的生活紧密结合是非常重要的。在过去的几年里，第一代多媒体技术已经在笔记本电脑上使用，反映了多媒体在计算机应用中日益重要的作用。在市场的推动下，将ATM技术的宽带性、多媒体性和适应性与移动通信的移动性和灵活性相结合的无线ATM技术必将在国民经济中发挥巨大的作用。
无线ATM还将在军事通信中发挥极其重要的作用，尤其是在军事通信强调机动性和灵活性的今天。以美国为例。随着冷战的结束，再次爆发世界大战的可能性不大，地区局部战争将成为未来战争的主要形式。因此，美国的军事战略从过去的预先定位战略转变为灵活可部署的联合特遣部队(JTF)。美国的军事通信规划也随之改变。未来美军的全球通信网络将是国防信息系统网络(DISN)，由长途干线、基地和部署三部分组成。在局部战争中，JTF将使用可部署部分完成其内部通信(陆军战场信息传输系统——BITS、海军哥白尼系统、空军地平线系统、海军陆战队海龙系统)，并通过长途干线连接到美国。DISN看中了无线ATM集宽带多媒体通信和移动通信于一体的特点，将其作为未来部署的主要通信形式。
综上所述，无论是在国民经济中，还是在国防科技和武器装备的发展中，无线ATM都将有着光明的前景。
参考资料:
1，孟金泉，《无线ATM技术研究》，数字通信，1997(3)，第35-36，43页。
2.薛永辉等，“国外无线ATM技术的研发背景”，通信世界，1998(2)，第52-54页。
3，薛永辉译，《无线ATM的未来》，现代电信技术，1997(6)，第28-30，49页。
4.宋，，等，“无线ATM网络-体系结构，系统设计与实验”，外军电信动态，1997(4)，p.17 - 24 24。
5.李景峰等，“无线ATM技术简介”，中兴新通信，1997(5)，第40 - 43页。
6、程世端等。，异步传输模式，人民邮电出版社说...8研究同领域ATM通信的视角也是8..............................................................................................................................