第一課 VoATM技術(shù)簡(jiǎn)介
1. 引言
VoATM，又簡(jiǎn)寫為VToA，全稱“Voice Telephony over Asynchronous Transfer Mode”。VoATM定義為：一種綜合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)能可靠地高效處理各種用戶電路信號(hào)（音頻信號(hào)、數(shù)據(jù)、話音和視頻等），包括交換和指定業(yè)務(wù)傳送功能。
VoATM是技術(shù)發(fā)展和電信業(yè)務(wù)的綜合化和智能化要求的共同產(chǎn)物，以ATM傳送體制為核心，主要是指在傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行綜合業(yè)務(wù)處理。有關(guān)ATM的知識(shí)請(qǐng)參考基礎(chǔ)課程中的“異步轉(zhuǎn)移模式ATM基本概念”部分及其中給出的參考文獻(xiàn)。
2. 傳統(tǒng)話音傳送
我們知道，在傳統(tǒng)話音傳送系統(tǒng)中，也即在傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡(luò)下的話音傳送是基于TDM方式，是一種同步傳送模式(STM：Synchronous Transfer Mode)。在“異步轉(zhuǎn)移模式ATM基本概念”中，我們已經(jīng)回顧了TDM和ATM的不同，這里重新列出其中的“圖2”，見(jiàn)下圖1。
當(dāng)一個(gè)用戶向PSTN中的另一個(gè)用戶發(fā)起呼叫時(shí)，線路上的信號(hào)變化（包括信令）被送到中心局（CO：Central Office），中心局把這些信號(hào)采樣（Sampling）成數(shù)字信號(hào)，生成標(biāo)準(zhǔn)的PCM格式流，再進(jìn)行交換/中繼模塊送到被叫所在的局端變換為模擬信號(hào)，送到被叫話機(jī)。在送到被叫端之前的所有處理都是數(shù)字的且按照上圖1中的方式復(fù)用或解復(fù)用。
在這種協(xié)議或幀結(jié)構(gòu)下，每對(duì)用戶在“通話”期間，一直占有一個(gè)物理電路連接，且不能分配給其他用戶，不管他們是否真正進(jìn)行了話音交互，直到“通話”結(jié)束（雙方都掛機(jī)）。也就是說(shuō)，這種幀結(jié)構(gòu)中的線路分配是按“時(shí)隙（Timeslot）”進(jìn)行的，是一種靜態(tài)的固定分配。比如在歐洲標(biāo)準(zhǔn)中的基群速率下，一個(gè)2.048Mbps的數(shù)字流，（根據(jù)呼叫控制信息）被固定分配給30個(gè)（單工）標(biāo)準(zhǔn)PCM話音電路（30*64kbps+2*64kbps）。
傳統(tǒng)話音傳送的特點(diǎn)：
因此，隨著通信業(yè)務(wù)量越來(lái)越大，用戶間對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越嚴(yán)重，所以這種固定傳送速率和固定信道分配越來(lái)越不適應(yīng)新的需要。其中的一個(gè)解決方案就是快速分組交換（ATM）。
3. ATM話音傳送：VoATM
正如前面所述，ATM最終將取代STM方式，這一點(diǎn)我們?cè)凇?/font>異步轉(zhuǎn)移模式ATM基本概念”中已進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，這部分我們將介紹如何在ATM上進(jìn)行話音傳送（VoATM）。
我們已經(jīng)知道，ATM是面向連接，且面向QoS的傳送機(jī)制。ATM提供了6種ATM適配層（AAL：ATM Adaptation Layer）類型：AAL0、AAL1、AAL2、AAL3、AAL4、AAL5，用于適配不同QoS的業(yè)務(wù)。
目前，VoATM主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式，Voice-AAL2/ATM和Voice-IP-AAL5/ATM。
(1) VoATM的參考模型
下圖2是VoATM的參考模型。其中的CTE為用戶電話終端設(shè)備，“業(yè)務(wù)接入結(jié)點(diǎn)”是指用戶電話業(yè)務(wù)的提供網(wǎng)絡(luò)在ATM網(wǎng)絡(luò)側(cè)的界；其中的CP-IWF完成用戶電路和ATM網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作功能，而CO-IWF則完成ATM網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作功能。
(2) VoATM的協(xié)議結(jié)構(gòu)
話帶業(yè)務(wù)包括標(biāo)準(zhǔn)PCM、壓縮語(yǔ)音和FAX等。它們?cè)贏TM網(wǎng)絡(luò)的傳輸主要有兩種方式：LES和VoIP/AAL5/ATM。
A．環(huán)路仿真業(yè)務(wù)（LES：Loop Emulation Service Using AAL2）
下圖3給出了VoATM的協(xié)議結(jié)構(gòu)模型（來(lái)源：AF-VMOA-0145-000：ATM論壇ATM Forum）。這是一個(gè)基于AAL2進(jìn)行話帶話音及多媒體業(yè)務(wù)傳送的協(xié)議框架。在ATM論壇標(biāo)準(zhǔn)中，被稱為環(huán)路仿真業(yè)務(wù)（LES：Loop Emulation Service），和傳統(tǒng)PSTN不同的是采用很大新技術(shù)以充分利用傳送帶寬：
B．Voice-IP-AAL5/ATM
除了上面的LES外，還可以通過(guò)AAL5進(jìn)行話音傳送。下圖4為其協(xié)議模型。實(shí)質(zhì)上這是通過(guò)兩次映射完成的：首先進(jìn)行的是VoIP技術(shù)，之后把這些語(yǔ)聲IP包通過(guò)IPoATM（LANE）傳送�？雌饋�(lái)似乎過(guò)于羅嗦，但這樣做的目的是充分利用VoIP技術(shù)的靈活性和AAL5的優(yōu)點(diǎn)（開銷小、糾錯(cuò)強(qiáng)，支持多種業(yè)務(wù)速率/變速率），也即，它必須建立在ATM網(wǎng)絡(luò)的高可靠性和VoIP的充分成熟基礎(chǔ)之上；就目前的技術(shù)發(fā)展而言，這兩個(gè)條件都已具備了。圖4中的右邊給出了基于AAL5的典型VoATM應(yīng)用模型。
(3) VoATM的特點(diǎn)
VoATM有如下的優(yōu)點(diǎn)：
另外，由于ATM（特別是AAL5）能承載各種業(yè)務(wù)QoS要求，支持話音、數(shù)據(jù)同傳，對(duì)新業(yè)務(wù)的適應(yīng)性將，可擴(kuò)展性好，利于網(wǎng)絡(luò)融合。
(4) VoIP、VoDSL與VoATM的關(guān)系