【資料名稱】：ATM網上實時視頻傳輸的研究

【資料作者】：周其剛

【資料日期】：2002.2.1

【資料語言】：中文

【資料格式】：PDF

【資料目錄和簡介】：

基于ATM的寬帶網將支持來自VBR視頻編碼器的業(yè)務量，VBR視頻編碼
能保持恒定圖像質量。VBR實時視頻源特性的分析在設計ATM網時是非常重要
的。ATM網絡特性如信元丟失率、傳輸延遲、統(tǒng)計復用增益、緩沖大小等與業(yè)
務源的統(tǒng)計特性及編碼方案是高度相關的。同時VBR實時視頻信源產生的業(yè)務
肇特性在ATM資源分配、QOS保留方面是也是必需的，它是實現ATM統(tǒng)計復
用交換接入流量控制和網管的基礎。因此對ATM網上實時視頻佳箍的研究涉及
到理論探討和實際應用兩大內容。本文理論上提出了一種新的VBR視頻業(yè)務模
型，實際應用分析了ATM網絡適配層的選擇和實現方法，尤其提出了對于新穎
的AAL2技術的實現思路，并著重闡述了A△班的實現原理和具體實現過程。這
對乇我國趕上國際先進技術水平，實現ATM技術國產化具有重要意義。
(第一章闡述了ATM的基本概況和視頻編碼的基本技術，并給出了本文的內
容安排。
第二章討論了基于ATM網的VBR視頻業(yè)務模型，理清ATM信源模型，并
對VBR視頻業(yè)務的一個典型模型作了分析，并給出數值結果，從中對模型的性
能給出評價。同時針對會議電視業(yè)務，提出一種新的模型，計算機仿真實驗表明，
它彌補了傳統(tǒng)AR模型的不足，統(tǒng)計復用結果證實，它一定條件下優(yōu)于高斯分布
和Gamma分布模型。
第三章著重討論了ATM網絡實時視頻傳輸的技術。利用ATM技術傳送
MPEG信號，實現視頻點播業(yè)務(VOD)是近幾年ATM論壇、ITU—T等組織研
究的一個中心內容。國內外在基于ATM網絡的視頻產品開發(fā)力度很大。根據ATM
網絡和實時視頻業(yè)務的特點，視頻業(yè)務在ATM網上的適配協(xié)議一般有AAL5和
AAL2兩種。AAL2／5的最大特點就是可以大大降低在ATM網上傳送實時視頻和
活音所需要的帶寬，同時能夠較好地解決實時視頻和話音的時延與占用帶寬之間
的關系，并且可以根據不同的SSCS設計提高靈活性。因此AAL2／5是最適合傳
送ATM實時視頻和話音的技術。AAL5適配技術已經比較成熟，而AAL2適配
技術目前仍然處于偏重于標準制定和前期引導之中，因此本章簡單討論了AAL5
的蘭要結構和SAR子層的功能，對AAL2技術包括其結構，CPS格式，數據處
理過程進行了細致的分析，通過對AAL2技術專利的分析，提出了實現AAL2
SAR芯片的設計指標和關鍵技術。這些技術的提出對于實現3G通信具有現實指
導意義。
第四章分析了AAL5 SAR的實現原理。寬帶接入網以其構筑核心寬帶綜合業(yè)
務接入平臺，在同一網絡上實現話音、視頻和數據業(yè)務，具有電話、TP、幀中繼
和ATM等多種業(yè)務接口。寬帶接入網的核心設備是ATM寬帶接入單元，其業(yè)務接
口包括E1電路仿真接口、10／100Base—T接口、幀中繼接口、ATM的0C一3C和OC一12c
等各類接口，可接入窄帶、寬帶業(yè)務，包括CBR、VBR、UBR、ABR等各種業(yè)務類
’鞋。AAL5 SAR在寬帶接入單元中起著主要作用。本章分析了AAL5 SAR的CPCS
協(xié)議功能以及FR同ATM的互通結構和參數映射方法，這對于SAR FPGA的實現具
彳]指導意義。
第ji章詳細挑述AAL SAR的FPGA實現方法。提出了FPGA的主要特性
羊”助能模塊組成以及與之相關的驅動軟件組成。此芯片提供基于PCI總線的ATM
SAR功能，支持155Mbps全雙工數據吞吐量，采用先進的亞微米級CMOS工藝，
一B片手頻50MHz，具有較高的性能／價格比。并采用了33MHz／32bit PCI總線，
這種高速的數據總線能達到1056Mbps的峰值數據傳輸率。由扛個獨立的協(xié)處理
器組成，每一個協(xié)處理器都會維護共享的片外存儲器中的狀態(tài)信息。這個存儲器
是t11 SAR通過本地總線接口來控制的，并在多個協(xié)處理器之間進行仲裁。這些
∽。處理器雖然工作在同一時鐘，但彼此間的操作是異步的。不同協(xié)處理器問的通
訊由片內FIFO或片外存儲器中的隊列來完成的。這五個協(xié)處理器是輸入DMA，
輸}H DMA，分段，重組和流量管理器。片內協(xié)處理器周圍的高效PCI總線和
U’FOPlA接口，使其能以全速的數據吞吐量和較低的總線占用率與多種系統(tǒng)單元
尢縫對接。
第六章介紹SAR FPGA調試情況。調試的目的是檢測FPGA外圍接口設計
是否正確，是否能完成AAL5協(xié)議，是否可以J下確報告各種狀態(tài)信息。調試的依
捌是是否可以正確與寬帶接入單元設備中其它板實現對接。本章包括調試內容，
淵試環(huán)境，并介紹了使用的主要器件。FPGA器件采用XILINX公司的百萬門級
芯片XCVIOOOEH0240，編程語言采用VERILOG HDL，最后給出了調試結果和
分卡』1，并得出順利實現AALSAR功能的結論。這標志著我們在ATM分段和重
組技術擁有自己的知識產權≥F