ABR

數據應用的一個重要特點是對時延變化是能夠容忍的，而對信元丟失十分敏感。這是由於數據業務的高層PDU通常比較大，可靠性通常基於重傳機制。一個信元的丟失將造成整個PDU中所有信元被重傳，對網路性能造成很大影響。對這一類數據業務，網路可以有兩種處理方式。一種是允許應用以不受控的方式共享使用CBR/VBR的剩餘帶寬。網路不為這類應用提供QoS保證，擁塞出現時信元會被丟失，高層協議（如TCP）等可能會自動根據擁塞狀態調整數據發送速率。這種方式放入的缺點是信元丟失引起的重傳業務量大、效率低。另一種方法是網路利用反饋機制，在資源將要耗盡且有可能引起信元丟失的情況下，通知業務源降低信息發送的速率，以減少信元的丟失。為了使這一類數據業務能夠最大限度地利用網路中的剩餘帶寬，同時又不影響CBR和VBR連接的性能，ITU-T定義了一種新的ATM層的承載能力，稱為可用比特率（ABR）承載能力。

ABR連接的業務源所在的系統稱為源端系統（SES），相應的業務接收端稱為目的端系統（DES）。在ABR承載能力中，網路提供給連接的傳輸特性（如吞吐量和傳輸帶寬等）在連接建立之後有可能改變，這是與CBR/VBR不同的。用戶可以根據網路反饋的控制信息的指示改變其發送業務量的特性，使其能夠適應改變了的ATM層的傳輸特性，因而克獲得一個很低的信元丟失率。可見ABR承載能力具有以下特點：

1 ABR業務利用CBR/VBR的剩餘容量，且不影響其QoS，提高了利用率；

2 ABR連接使用的容量是動態變化的；

3網路為ABR業務源提供反饋，業務源能夠根據反饋調整信息發送速率；

4在ABR連接中，信元傳輸時延和信元時延變化時不受控制的，因此ABR承載能力並不適合於支持實時業務。

ABR採用反饋控制來確定業務源的信元傳輸速率。為了實現業務量控制，ABR的反饋控制機制中涉及到以下一系列相關的參數。

（1）允許信元速率

允許信元速率是當前的網路狀況所能允許信息源（即SES）發送信元的最大速率。ACR反映了當前網路能夠給ABR連接提供的最大傳輸帶寬。信息源實際發送信元的速率應小於ACR。SES通過反饋控制調整ACR的值，以實現發送速率隨著網路狀態的動態調整。

（2）峰值信源速率

峰值信元速率PCR是在業務量合約中約定的業務源發送信元的最大速率，也就是ACR可能達到的最大速率。ABR連接信元的一致性由演演算法GCRA（T，t）來定義（其中T為峰值發送間隔）。速率超過PCR的ABR連接將被認為不一致。

（3）最小信元速率

最小信元速率（MCR，Minimum Cell Rate）是網路必須保證的ACR的最小值，MCR也在業務量合約中約定。在任何時候，網路分配給ABR連接的帶寬（ACR）不應該小於預先約定的MCR，MCR的值可設為0.

（4）初始信元速率

初始信元速率（ICR，Initial Cell Rate）是當ABR連接初始啟動時，或者信息源子啊空閑一段時間是ACR的初始值。默認值等於連接的PCR。

（5）速度增加因子

當SES收到的反饋RM信元允許信息源增加信元傳輸速率時，ACR一次可增加的量由速率增加因子（RIF,Rate Increase Factor）以及PCR決定。RIF的默認值等於1/16。

（6）速率減少因子

當SES收到的反饋RM信元允許信息源減少信元傳輸速率時，ACR一次可增加的量由速率減少因子（RDF,Rate Decrease Factor）以及ACR決定。RDF的默認值等於1/16。

（7）前向RM信元的間隔

前向RM（FRM）信元的間隔用參數Nrm來表示，即SES在發送時的信元流中每發送（Nrm-1）個數據信元插入一個FRM信元，Nrm的默認值等於32。

可用比特率業務在理論研究和標準化方面都取得了很大進步 , 但是作為ATM 網路實用的業務類型 , 它還有許多問題有待進一步研究。

(1)業務檢測

可用比特率採用用法參數控制 (UPC)檢測網路中各個用戶的輸出速率 , 保護網路運營性能和用戶業務質量。對於固定比特率或可變比特率 (CBR/ VB R), 業務參數在建立連接時就已經協商完畢 , 在通信期間不會再改這這些參數。而可用比特率(ABR)的業務參數是根據網路可用帶寬來動態分配的 , 這就使 UPC 很難分辨信源的輸出速率是否合法。理論上 , UPC 可以用反饋信息來分析信源的輸出。在判斷信源輸出是否合法之前要考慮到信源的響應時延。但是還沒有找到一個合適的演演算法精確估計響應時延。

(2)複雜性

資源管理信元能夠直接給出信源的輸出帶寬信息, UPC 也完全可以加以利用。但 UPC 是以模擬終端系統的方式來確定信源的輸出是否合法的；而且 , 每個連接都需要一個 UPC 監測機制 ,網路複雜性會隨連接數的增加而增加。

(3)點對多點連接

點對點的可用比特率業務連接技術基本成熟。但是 ,ATM 網路應該支持業務的組播和廣播功能。點對多點的可用比特率業務目前正在研究。最方便的方法是把一個樹狀結構的點對多點連接看成是多個點對點連接。但業務的 UPC 監測會變得非常複雜 ,因為不同連接有不同的鏈路狀態 , 在連接的會聚點上很難給出明確的判斷。會聚點必須能夠在連接的前向把用戶信元複製到各個鏈路上 , 在後向分析不同連接反饋來的資源管理信元。

(4)網路性能

理論界在速率控制方案的研究上做了很多工作 , 而對標準的最終性能缺乏很好的了解。如果用戶連接經過幾個網路 , 各個網路的速率控制方案又不同時 , 網路是否能夠正常工作 ,能否保證用戶帶寬分配的的公平性 ? 另一個問題是網路在 C BR/VBR 業務存在的條件下 , 業務控制方案如何進行 ? 這些問題都需要進一步的研究。

(5)可用比特率下的 TCP 業務

對 ATM 網路支持 TCP 業務的研究工作很多 , 但大多以不確定比特率(UB R)業務為研究對象, 這主要是由於可用比特率業務的可變參數過多 , 模擬和分析非常困難。如果 A TM網路要採用可用比特率業務來支持 TCP 業務 ,就需要在這方面做工作。

ATM 網路的可用比特率業務可以為用戶提供非實時的數據通信服務。由於可用比特率業務使用的是 ATM 網路的冗餘帶寬 , 不影響網路的其他業務 , 所以提高了 ATM網路帶寬資源的利用率。隨著業務特性和標準化研究的進一步深入，AT M 網路的可用比特率業務會越來越趨於完善。