【资料名称】：ATM网上实时视频传输的研究

【资料作者】：周其刚

【资料日期】：2002.2.1

【资料语言】：中文

【资料格式】：PDF

【资料目录和简介】：

基于ATM的宽带网将支持来自VBR视频编码器的业务量，VBR视频编码
能保持恒定图像质量。VBR实时视频源特性的分析在设计ATM网时是非常重要
的。ATM网络特性如信元丢失率、传输延迟、统计复用增益、缓冲大小等与业
务源的统计特性及编码方案是高度相关的。同时VBR实时视频信源产生的业务
肇特性在ATM资源分配、QOS保留方面是也是必需的，它是实现ATM统计复
用交换接入流量控制和网管的基础。因此对ATM网上实时视频佳箍的研究涉及
到理论探讨和实际应用两大内容。本文理论上提出了一种新的VBR视频业务模
型，实际应用分析了ATM网络适配层的选择和实现方法，尤其提出了对于新颖
的AAL2技术的实现思路，并着重阐述了A△班的实现原理和具体实现过程。这
对乇我国赶上国际先进技术水平，实现ATM技术国产化具有重要意义。
(第一章阐述了ATM的基本概况和视频编码的基本技术，并给出了本文的内
容安排。
第二章讨论了基于ATM网的VBR视频业务模型，理清ATM信源模型，并
对VBR视频业务的一个典型模型作了分析，并给出数值结果，从中对模型的性
能给出评价。同时针对会议电视业务，提出一种新的模型，计算机仿真实验表明，
它弥补了传统AR模型的不足，统计复用结果证实，它一定条件下优于高斯分布
和Gamma分布模型。
第三章着重讨论了ATM网络实时视频传输的技术。利用ATM技术传送
MPEG信号，实现视频点播业务(VOD)是近几年ATM论坛、ITU—T等组织研
究的一个中心内容。国内外在基于ATM网络的视频产品开发力度很大。根据ATM
网络和实时视频业务的特点，视频业务在ATM网上的适配协议一般有AAL5和
AAL2两种。AAL2／5的最大特点就是可以大大降低在ATM网上传送实时视频和
活音所需要的带宽，同时能够较好地解决实时视频和话音的时延与占用带宽之间
的关系，并且可以根据不同的SSCS设计提高灵活性。因此AAL2／5是最适合传
送ATM实时视频和话音的技术。AAL5适配技术已经比较成熟，而AAL2适配
技术目前仍然处于偏重于标准制定和前期引导之中，因此本章简单讨论了AAL5
的兰要结构和SAR子层的功能，对AAL2技术包括其结构，CPS格式，数据处
理过程进行了细致的分析，通过对AAL2技术专利的分析，提出了实现AAL2
SAR芯片的设计指标和关键技术。这些技术的提出对于实现3G通信具有现实指
导意义。
第四章分析了AAL5 SAR的实现原理。宽带接入网以其构筑核心宽带综合业
务接入平台，在同一网络上实现话音、视频和数据业务，具有电话、TP、帧中继
和ATM等多种业务接口。宽带接入网的核心设备是ATM宽带接入单元，其业务接
口包括E1电路仿真接口、10／100Base—T接口、帧中继接口、ATM的0C一3C和OC一12c
等各类接口，可接入窄带、宽带业务，包括CBR、VBR、UBR、ABR等各种业务类
’鞋。AAL5 SAR在宽带接入单元中起着主要作用。本章分析了AAL5 SAR的CPCS
协议功能以及FR同ATM的互通结构和参数映射方法，这对于SAR FPGA的实现具
彳]指导意义。
第ji章详细挑述AAL SAR的FPGA实现方法。提出了FPGA的主要特性
羊”助能模块组成以及与之相关的驱动软件组成。此芯片提供基于PCI总线的ATM
SAR功能，支持155Mbps全双工数据吞吐量，采用先进的亚微米级CMOS工艺，
一B片手频50MHz，具有较高的性能／价格比。并采用了33MHz／32bit PCI总线，
这种高速的数据总线能达到1056Mbps的峰值数据传输率。由扛个独立的协处理
器组成，每一个协处理器都会维护共享的片外存储器中的状态信息。这个存储器
是t11 SAR通过本地总线接口来控制的，并在多个协处理器之间进行仲裁。这些
∽。处理器虽然工作在同一时钟，但彼此间的操作是异步的。不同协处理器问的通
讯由片内FIFO或片外存储器中的队列来完成的。这五个协处理器是输入DMA，
输}H DMA，分段，重组和流量管理器。片内协处理器周围的高效PCI总线和
U’FOPlA接口，使其能以全速的数据吞吐量和较低的总线占用率与多种系统单元
尢缝对接。
第六章介绍SAR FPGA调试情况。调试的目的是检测FPGA外围接口设计
是否正确，是否能完成AAL5协议，是否可以J下确报告各种状态信息。调试的依
捌是是否可以正确与宽带接入单元设备中其它板实现对接。本章包括调试内容，
渊试环境，并介绍了使用的主要器件。FPGA器件采用XILINX公司的百万门级
芯片XCVIOOOEH0240，编程语言采用VERILOG HDL，最后给出了调试结果和
分卡』1，并得出顺利实现AALSAR功能的结论。这标志着我们在ATM分段和重
组技术拥有自己的知识产权≥F