ATM教程：資料連結層

  

 【導讀】ATM物理層大體包括了OSI物理層和資料連結層，包括功能像OSI物理層的物理介質決定了子層和與資料鏈路功能一樣的傳輸彙集（TC）子層。對於ATM，沒有特殊的物理層特性。相反，是由SONET，FDDI及其他傳輸系統運送ATM信元的。因此，我們這裡將集中於TC子層的資料鏈路功能。

一、ATM中的資料連結層

ATM物理層大體包括了OSI物理層和資料連結層，包括功能像OSI物理層的物理介質決定了子層和與資料鏈路功能一樣的傳輸彙集（TC）子層。對於ATM，沒有特殊的物理層特性。相反，是由SONET，FDDI及其他傳輸系統運送ATM信元的。因此，我們這裡將集中於TC子層的資料鏈路功能。

當一個應用程式產生了一條要發送的訊息後，此訊息要進入傳輸線路上，向下傳到ATM協議棧，加上頭部和尾部，並把分段放入ATM信元中。最後，這些信元到達TC子層進行傳輸。讓我們看一下出了門後，在路上所發生的事情。

二、信元傳輸

第一步是進行頭部的校正和。每個信元都有一個5位元組的頭部，頭部中包括4位元組的虛擬電路及控制資訊和1位元組的校正和。校正和只包括了前4個頭部位元組，而不佔用有效載荷位元組。它是由32個頭部位除以多項式x^8+x^2+x+1後，所得的餘數構成的。校正和加上常數01010101。

做出只校正頭部的決定，是為了減少由於頭部錯誤，而造成不正確傳遞信元的可能，也為了避免其校正開始要大得多的有效載荷欄位的校正。如果確需校正有效載荷欄位，就要上到較高的層上完成這一功能。由於校正和欄位只位於頭部，因此這8位校正和欄位被稱為頭部錯誤控制HEC（headererrorcontrol）。

一旦產生出HEC，並插入信元頭部，那麼此信元就作好了發送準備。傳輸手段分成兩組：非同步和同步的。當使用非同步方式時，只要準備好了發送它，就可以發送，沒有時間限制。

使用同步方式，信元就必須按照事先確定的時間節拍發送。如果在需要時無資料信元可用，TC子層就必鬚髮明一個，這種信元稱為空白閑信元（idlecell）。

無資料信元的另一種類型是操作和維護OAM（operationandmaitenance）信元。ATM機制也使用OAM信元來交換控制及其他必需的資訊，以保證系統的運行。把ATM輸出速率與從事傳輸系統的速率相匹配是TC子層的重要任務。

在接收方，空閑信元在TC子層中進行處理，但OAM信元交給了ATM層。

TC子層的另一項重要任務是：如果有的話，針對從事傳輸的系統，產產生幀資訊。比如，一個ATM攝象機線上路上只產生一系列信元，但它也可能用ATM信元產生SONET幀，嵌入SONET有效載荷中。在後一種情況下，TC子層將產生SONET或幀，並把ATM信元打包，這並不完全是一個不必要的步驟，因為SONET有效載荷不能支援53位元組信元的整數倍。

儘管電話公司明確地使用SONET作為ATM的傳輸系統，但是也可以定義成把ATM對應到其他系統的有效載荷欄位，並且這種新幀已在工作。尤其是，映射成T1，T3或FDDI幀也是可以的。

三、信元接收

在輸出處，TC子層的工作是取得一系列信元，在每個信元上增加一個HEC，把此結果轉變成位元流，並通過加入OAM信元，將位元流匹配為進行物理傳輸系統的速率。在輸入處，TC層準確地進行逆變換。它取來到達的位元流，設定信元邊界，確定信元頭（丟棄擁有不合法頭部的信元），處理OAM信元，並把資料信元上傳給ATM層。

最困難的部分是在到來的位元流中設定信元邊界。在某些情況下，進行傳輸的物理層提供了協助。然而，有時物理層對成幀並不能提供協助。這時應該怎麼辦？

技巧是使用HEC。隨著位元流到達TC子層，保留一個40位移位寄存器，位元流從左邊進入，右邊出來。TC子層然後審查這40位，看是否可能存在一個合法的信元頭部。如果有，最右邊的8位將是合法的HEC，而最左邊的32位則不是。如果不存在這種情況，則緩衝區沒有存在一個合法信元，在這種情況下，緩衝區中所有的位都向右移動一位，使得後端空出一位，於是一個新的輸入位就加到最左端。不斷重複此過程，直到定位一個合法的HEC。此時，明確了信元邊界，因為移位寄存器包括了一個有效頭部。