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[摘要]：为了能够更好的满足3G网络全IP化的需求，那么PTN技术就会成为3G无线接入网的主要承载技术。IMA技术主要就是指将一条高速的ATM信元流拆分到很多条的低速物理链路当中，然后发送给远端，最后又在远端从那些链路当中恢复成原始的信元流。IMA技术可以很好的突破单条物理链路的速率限制，从而使得带宽的利用率提高，所以在3G无线接入网当中，IMA技术应用的非常的广泛。为了能够使得IMA技术的优势能够比较充分的发挥出来，那么就需要PTN设备提供IMA的接口，然后用作和Node B进行通信，本文主要就是对IMA技术的3G接入网络层的传输方案进行了分析。
[关键词]：IMA技术 3G无线接入网 传输方案
数据业务的发展非常的快，对于数据接入的可移动性的要求也就越来越高，在这个时候也就出现了3G技术。3G主要就是指可以支持带宽比较高的可移动无线数据的接入。3G标准的主流技术主要就是CDMA2000、WCDMA以及TD-SCDMA。这三种主流技术主要是在空中的接口部分有一定的区别，除此之外它们的网络逻辑构架基本上都是一致的，所以就可以对3G的移动传输网进行有针对性的建设和规划。本文主要就是针对IMA的3G接入网络层传输方案进行了分析。
一、ATM反向复用技术的基本原理
对ATM反向复用技术的简单介绍。传统的复用技术主要就是指把那些多条低速的业务流汇集到一条高速的中继线路上面，然后通过中继传输到对端，然后在把这些高速的业务流分拆到多条的低速业务流上。而反向复用技术主要就是和传统的复用技术相比较，它是反向进行的，主要就是先把一条高速的业务流分拆到多条低速的物理链路上，然后传输到对端，然后在从多条低速的物理链路上恢复出高速的业务流，这样就可以在传输高速业务流的时候通过多条的低速物理链路来完成，可以很好的突破之前单条物理链路的速率限制。
IMA技术主要就是针对ATM信元流的反向复用，就是指在发射端的时候，把一条高速传输链路上面的信元流分拆到多条低速传输的物理链路当中，然后再在接收端把多条低速传输的物理链路当中的信元流恢复成一条原始的高速信元流。IMA的传输过程如下图所示。
二、ATM反向复用技术的3G接入网络层传输方案的设计
（一）系统硬件的设计方案。硬件的总体框架如下图所示。
它工作的主要流程就是：在上行的方向上，也就是数据从物理链路E1流向背板的方向，16路的E1信号在经过了E1隔离变压器之后就进入到物理层的接口单元，在物理层的接口单元完成了时钟数据的提取以及数据的解码之后，再进入到FPGA进行相应的处理。在FPGA当中，经过IMA层对16路的E1数据进行处理，就可以取出ATM的有效信元。然后在对这些ATM的有效信元打上MPLS的标签以及以太网头形成的以太网帧数据。经过精简的介质无关接口，传送到PHY模块当中，最终就可以很好的映射到GE端口，送到背板。
在下行的方向上，也就是数据从背板的GE口流向物理链路E1的方向，把GE的信号从背板送到PHY模块当中，把里面的以太网帧数据取出来，然后通过精简的介质无关接口的信号线把信号传送到FPGA当中，然后在FPGA当中把MPLS的标签以及以太网头剥离出来，再映射到16个ATM信元组当中，通过IMA层的相关处理，最后就可以组成IMA的信元流。然后在把这些信元流传送到物理层的接口单元，在再物理层的接口单元当中进行编码，再经过E1的隔离变压器之后送到DB68的接口处，最后就可以发送到16路的E1线路当中。
对时钟和电源的分配。这个系统主要需要用到的时钟有2M、155M以及125M这样三种。其中2M的时钟主要是背板提供的，而用于物理层接口单元模块和FPGA模块的2M时钟域主要的作用就是用来当成是E1的参考时钟；125M的时钟主要是通过本地的晶振所产生的；155M时钟在FPGA当中进行了2分频，用来当成是FPGA内部的77M的时钟域。而系统当中的设备器件所需要用到的电源就是下面这几种：3.3V、2.5V、1.8V、1.5V以及1.25V。
（二）FPGA的总体逻辑设计方案分析。
对FPGA的简单介绍。FPGA模块其实是整个系统的核心部分，整个系统当中的很多协议功能基本上都是在FPGA当中实现的。FPGA其实就是可以进行现场编程的逻辑阵列。FPGA就有很好的集成度，而且器件的密度也可以从数万的系统门到数千万的系统门不等。同时FPGA也可以完成时序非常复杂的逻辑电路以及组合的逻辑电路，比较实用于那些高密度和高速的高端数字逻辑的电路设计领域当中。而要实现IMA的3G接入网络层的传输，那么需要实现的协议功能就比较的庞大和复杂，种类也比较的多，所以就选用了FPGA模块来做为核心处理模块。
在利用专业的Quartus II对FPGA进行逻辑设计的时候，主要的流程就包括了：设计的输入、布局布线、仿真、时序的分析、综合以及编程和配置。
布局布线主要就是指布局布线器根据综合之后的网表文件，来对布局布线的结果进行分析和对布局布线进行优化，从而来生成实际的数字电路，然后可以和FPGA当中的芯片结构相对应。
仿真主要又可以分成时序仿真以及功能仿真，时序的仿真主要就包含了时延的信息，主要就是指在选定了具体的器具并且完成了布局布线之后的仿真；而功能的仿真主要就是用来对电路功能是不是能够很好的满足设计的要求进行验证，在进行验证的时候不会考虑到信号的时延等相关的因素。
时序的分析主要就是用来对逻辑的时序性能进行分析，从而来帮助引导布局布线器在进行设计的时候应该要满足时序的要求。
综合主要就是指将HDL语言以及原理图等相关的设计翻译成由基本的逻辑单元构成，然后再对所生成的逻辑连接根据约束的条件进行优化，从而生成vqm或者是edf的网表文件，最终可以供布局布线器来实现。
编程和配置主要就是指将那些已经编译完成后得到的相关配置文件下载到FPGA的器件当中，主要就是对FPGA的内容进行编程的一个过程。
结束语：
随着IP业务的不断增加以及宽带多业务传送的需求，在3G移动网络的接入层应用PTN设备已经成为了现在信息技术发展的主要趋势，而在将来3G网络肯定会实现全IP化，因为也只有这样才能够去很好的满足多业务统一承载的需求。IMA技术主要就是可以将多条的低速E1链路很好的捆绑在一起，从而来形成一条高速的物理链路，这样就可以很好的突破之前单条物理链路传输速率的限制，使得带宽的利用率能够有效的提高。因为IMA的传输性能比较的良好，所以在3G网络的PTN设备当中，IMA应用的非常的广泛。
参考文献：
[1]姚洋. ATM反向复用（IMA）在接入网中的应用与实现[D].四川大学，2005.
[2]陈松. 有/无线ATM反向复用（IMA）模块的设计和实[D].电子科技大学，2007.
[3]关键，周悦松. ATM反向复用技术的应用及故障处理[A]. 中国科学技术协会.第十届中国科协年会信息化与社会发展学术讨论会分会场论文集[C].中国科学技术协会：，2008：6.
[4]叶光阳. ATM技术及其反向技术（IMA）研究[D].哈尔滨理工大学，2008.
[5]王涛. ATM反向复用技术的应用[J]. 电信技术，2002，01：39-41.
[关键词]：IMA技术 3G无线接入网 传输方案
数据业务的发展非常的快，对于数据接入的可移动性的要求也就越来越高，在这个时候也就出现了3G技术。3G主要就是指可以支持带宽比较高的可移动无线数据的接入。3G标准的主流技术主要就是CDMA2000、WCDMA以及TD-SCDMA。这三种主流技术主要是在空中的接口部分有一定的区别，除此之外它们的网络逻辑构架基本上都是一致的，所以就可以对3G的移动传输网进行有针对性的建设和规划。本文主要就是针对IMA的3G接入网络层传输方案进行了分析。
一、ATM反向复用技术的基本原理
对ATM反向复用技术的简单介绍。传统的复用技术主要就是指把那些多条低速的业务流汇集到一条高速的中继线路上面，然后通过中继传输到对端，然后在把这些高速的业务流分拆到多条的低速业务流上。而反向复用技术主要就是和传统的复用技术相比较，它是反向进行的，主要就是先把一条高速的业务流分拆到多条低速的物理链路上，然后传输到对端，然后在从多条低速的物理链路上恢复出高速的业务流，这样就可以在传输高速业务流的时候通过多条的低速物理链路来完成，可以很好的突破之前单条物理链路的速率限制。
IMA技术主要就是针对ATM信元流的反向复用，就是指在发射端的时候，把一条高速传输链路上面的信元流分拆到多条低速传输的物理链路当中，然后再在接收端把多条低速传输的物理链路当中的信元流恢复成一条原始的高速信元流。IMA的传输过程如下图所示。
二、ATM反向复用技术的3G接入网络层传输方案的设计
（一）系统硬件的设计方案。硬件的总体框架如下图所示。
它工作的主要流程就是：在上行的方向上，也就是数据从物理链路E1流向背板的方向，16路的E1信号在经过了E1隔离变压器之后就进入到物理层的接口单元，在物理层的接口单元完成了时钟数据的提取以及数据的解码之后，再进入到FPGA进行相应的处理。在FPGA当中，经过IMA层对16路的E1数据进行处理，就可以取出ATM的有效信元。然后在对这些ATM的有效信元打上MPLS的标签以及以太网头形成的以太网帧数据。经过精简的介质无关接口，传送到PHY模块当中，最终就可以很好的映射到GE端口，送到背板。
在下行的方向上，也就是数据从背板的GE口流向物理链路E1的方向，把GE的信号从背板送到PHY模块当中，把里面的以太网帧数据取出来，然后通过精简的介质无关接口的信号线把信号传送到FPGA当中，然后在FPGA当中把MPLS的标签以及以太网头剥离出来，再映射到16个ATM信元组当中，通过IMA层的相关处理，最后就可以组成IMA的信元流。然后在把这些信元流传送到物理层的接口单元，在再物理层的接口单元当中进行编码，再经过E1的隔离变压器之后送到DB68的接口处，最后就可以发送到16路的E1线路当中。
对时钟和电源的分配。这个系统主要需要用到的时钟有2M、155M以及125M这样三种。其中2M的时钟主要是背板提供的，而用于物理层接口单元模块和FPGA模块的2M时钟域主要的作用就是用来当成是E1的参考时钟；125M的时钟主要是通过本地的晶振所产生的；155M时钟在FPGA当中进行了2分频，用来当成是FPGA内部的77M的时钟域。而系统当中的设备器件所需要用到的电源就是下面这几种：3.3V、2.5V、1.8V、1.5V以及1.25V。
（二）FPGA的总体逻辑设计方案分析。
对FPGA的简单介绍。FPGA模块其实是整个系统的核心部分，整个系统当中的很多协议功能基本上都是在FPGA当中实现的。FPGA其实就是可以进行现场编程的逻辑阵列。FPGA就有很好的集成度，而且器件的密度也可以从数万的系统门到数千万的系统门不等。同时FPGA也可以完成时序非常复杂的逻辑电路以及组合的逻辑电路，比较实用于那些高密度和高速的高端数字逻辑的电路设计领域当中。而要实现IMA的3G接入网络层的传输，那么需要实现的协议功能就比较的庞大和复杂，种类也比较的多，所以就选用了FPGA模块来做为核心处理模块。
在利用专业的Quartus II对FPGA进行逻辑设计的时候，主要的流程就包括了：设计的输入、布局布线、仿真、时序的分析、综合以及编程和配置。
布局布线主要就是指布局布线器根据综合之后的网表文件，来对布局布线的结果进行分析和对布局布线进行优化，从而来生成实际的数字电路，然后可以和FPGA当中的芯片结构相对应。
仿真主要又可以分成时序仿真以及功能仿真，时序的仿真主要就包含了时延的信息，主要就是指在选定了具体的器具并且完成了布局布线之后的仿真；而功能的仿真主要就是用来对电路功能是不是能够很好的满足设计的要求进行验证，在进行验证的时候不会考虑到信号的时延等相关的因素。
时序的分析主要就是用来对逻辑的时序性能进行分析，从而来帮助引导布局布线器在进行设计的时候应该要满足时序的要求。
综合主要就是指将HDL语言以及原理图等相关的设计翻译成由基本的逻辑单元构成，然后再对所生成的逻辑连接根据约束的条件进行优化，从而生成vqm或者是edf的网表文件，最终可以供布局布线器来实现。
编程和配置主要就是指将那些已经编译完成后得到的相关配置文件下载到FPGA的器件当中，主要就是对FPGA的内容进行编程的一个过程。
结束语：
随着IP业务的不断增加以及宽带多业务传送的需求，在3G移动网络的接入层应用PTN设备已经成为了现在信息技术发展的主要趋势，而在将来3G网络肯定会实现全IP化，因为也只有这样才能够去很好的满足多业务统一承载的需求。IMA技术主要就是可以将多条的低速E1链路很好的捆绑在一起，从而来形成一条高速的物理链路，这样就可以很好的突破之前单条物理链路传输速率的限制，使得带宽的利用率能够有效的提高。因为IMA的传输性能比较的良好，所以在3G网络的PTN设备当中，IMA应用的非常的广泛。
参考文献：
[1]姚洋. ATM反向复用（IMA）在接入网中的应用与实现[D].四川大学，2005.
[2]陈松. 有/无线ATM反向复用（IMA）模块的设计和实[D].电子科技大学，2007.
[3]关键，周悦松. ATM反向复用技术的应用及故障处理[A]. 中国科学技术协会.第十届中国科协年会信息化与社会发展学术讨论会分会场论文集[C].中国科学技术协会：，2008：6.
[4]叶光阳. ATM技术及其反向技术（IMA）研究[D].哈尔滨理工大学，2008.
[5]王涛. ATM反向复用技术的应用[J]. 电信技术，2002，01：39-41.