實(shí)現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDN的核心技術(shù)----ATM

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ATM交換采用異步時(shí)分多路復(fù)用(ATDM)技術(shù)，用戶數(shù)據(jù)被組合成信元，在ATM網(wǎng)絡(luò)中分時(shí)傳輸。下圖是數(shù)據(jù)在ATM中的發(fā)送和接收過(guò)程：

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各個(gè)源依據(jù)自己的速率產(chǎn)生數(shù)據(jù)，并把它們送到打包器中，將數(shù)據(jù)組裝成包，當(dāng)打包器中有了一個(gè)完整的信元時(shí)，就把它送到多路復(fù)用器中，多路復(fù)用器把信元插入網(wǎng)絡(luò)的下一個(gè)可用的時(shí)間槽中，接收方的過(guò)程正好相反。ATM的異步時(shí)分復(fù)用模式克服了傳統(tǒng)的分組交換延遲不確定和線路交換帶寬沒(méi)有充分利用的缺點(diǎn)，是這兩種交換模式優(yōu)點(diǎn)的集合。

(三).ATM交換機(jī)制

ATM交換支持不同的傳輸媒體（雙絞線、同軸電纜和單模/多模光纖），提供不同的傳輸速率（25Mbps、45Mbps、155Mbps…625Mbps）;可以組建不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)），同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字化語(yǔ)音/圖象的傳輸，針對(duì)不同應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性和實(shí)時(shí)性的需求，采用了不同的處理策略。ATM交換以信元為單位，并在信元中增加了可丟棄標(biāo)識(shí)和優(yōu)先級(jí)，并支持帶寬預(yù)約，確保具有實(shí)時(shí)性要求的數(shù)據(jù)可以優(yōu)先傳遞；同時(shí)ATM交換機(jī)簡(jiǎn)化差錯(cuò)控制和流量控制的功能，減少結(jié)點(diǎn)處理延時(shí)，使得傳輸速率可達(dá)Gbps的數(shù)量級(jí)。

ATM交換機(jī)制的具體實(shí)現(xiàn)要從ATM的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)說(shuō)起：

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1) 傳輸通路：它是網(wǎng)絡(luò)部件的延伸和擴(kuò)展，它匯集和分解傳輸系統(tǒng)的有效負(fù)載，屬于物理層。

(2) 虛擬通道(VC)：用于描述ATM信元單向傳送的一個(gè)概念，信元與一個(gè)唯一的虛擬通道標(biāo)識(shí)符(VCI)相聯(lián)系。

(3) 虛擬通路(VP)：用于描述虛擬通路的ATM信元單向傳輸?shù)囊粋€(gè)概念，VC和VP都屬于ATM層。很顯然，VC包含于VP之中。

(4) 虛擬通道鏈路：在兩個(gè)順序的ATM實(shí)體間單向傳送ATM信元的能力，在ATM實(shí)體處轉(zhuǎn)換VCI值。

(5) 虛擬通路鏈路：類似于虛擬通道鏈路。

(6) 虛擬通道連接(VCC)：VC鏈路的一個(gè)連接。

(7) 虛擬通路連接(VPC)：VP鏈路的一個(gè)連接。

虛擬通道和虛擬通路都是用來(lái)描述ATM信元單向傳輸?shù)穆酚伞Ｃ總€(gè)虛擬通路可以用復(fù)用方式容納多達(dá)65535個(gè)虛擬通道，屬于同一虛擬通道的信元群，擁有相同的虛擬通道標(biāo)識(shí)號(hào)(VCI)，它是信元頭的一部分。屬于同一虛擬通路的不同虛擬通道的信元群，擁有相同的虛擬通路標(biāo)識(shí)符(VPC)，它也是信元頭的一部分。

當(dāng)發(fā)送端要和接收端通信時(shí)，發(fā)送端先發(fā)送要求連接的控制信號(hào)，接收端收到該信號(hào)并同意建立后，一個(gè)虛擬線路被建立起來(lái)，用VPI和VCI表示。

虛擬線路建立后，需要傳送的信息被分割成套53字節(jié)的信元，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送到對(duì)方。在虛擬線路中，相鄰兩個(gè)交換點(diǎn)間信元的VCI，VPI值保持不變，此兩點(diǎn)間形成一VC鏈路，一串VC鏈路相連形成VC連接VCC。相應(yīng)的，VP鏈路和VP連接也可以類似的方式形成。VCI，VPI值在經(jīng)過(guò)ATM交換點(diǎn)時(shí)，該VP交換點(diǎn)根據(jù)VP連接的目的地，將輸入信元的VPI值改為要導(dǎo)向接收端的新的VPI值賦予信元頭輸出。以上過(guò)程稱為VP交換，VC交換與此類似。由此可知，ATM可利用VC和VP達(dá)到交換與傳輸數(shù)據(jù)的目的。

這里要特別提到信元頭中的信元優(yōu)先權(quán)（CLP），設(shè)置CLP位以標(biāo)識(shí)較低優(yōu)先權(quán)的信元，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生沖突時(shí)，首先被刪去的就是這些較低優(yōu)先權(quán)的信元，這一點(diǎn)在多媒體傳輸中十分重要。

(四).ATM的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

ATM的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境由ATM終端系統(tǒng)和ATM網(wǎng)絡(luò)組成。

ATM終端系統(tǒng)（又稱ATM站點(diǎn)）包括ATM的用戶設(shè)備，可以是主機(jī)（工作站、服務(wù)器等），互連設(shè)備（橋接器、路由器等），這些設(shè)備必須配置ATM適配卡，獲得一個(gè)ATM網(wǎng)絡(luò)地址，ATM適配卡有不同速率和不同接口，滿足不同需要。

ATM網(wǎng)絡(luò)由ATM交換機(jī)和傳輸媒體組成，其中傳輸媒體主要是雙絞線和光纖。ATM交換機(jī)則被劃分為多個(gè)檔次。工作組ATM交換機(jī)主要用于桌面用戶的接入，其上行端口速率可選擇155Mbps或更高，下行端口為25Mbps。園區(qū)級(jí)ATM交換機(jī)應(yīng)用于一般企業(yè)規(guī)模的ATM網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，形成ATM主干網(wǎng)，連接ATM路由器，LAN交換器和主干級(jí)服務(wù)器。企業(yè)級(jí)ATM交換機(jī)則更適合構(gòu)成大規(guī)模廣域企業(yè)網(wǎng)的核心主干網(wǎng)絡(luò)，主要用于連接工作組ATM交換機(jī)和其它ATM設(shè)備。

三.展望
異步轉(zhuǎn)移模式ATM可承載多種業(yè)務(wù)，具有統(tǒng)計(jì)復(fù)用和按需分配帶寬的動(dòng)態(tài)性能，受到廣泛重視，已被公認(rèn)為實(shí)現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDN的唯一交換方式。時(shí)至今日，千兆以太網(wǎng)的1000BASE T 銅線方案己經(jīng)出臺(tái)，千兆以太網(wǎng)的價(jià)格阻礙不覆存在，而ATM對(duì)千兆以太網(wǎng)的路由連接十分成熟。可以預(yù)見(jiàn)，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，千兆以太網(wǎng)加ATM路由將成為多媒體時(shí)代高數(shù)據(jù)速率傳輸與交換服務(wù)的主力軍。