實現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)B-ISDN的核心技術(shù)----ATM

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ATM交換采用異步時分多路復用(ATDM)技術(shù)，用戶數(shù)據(jù)被組合成信元，在ATM網(wǎng)絡中分時傳輸。下圖是數(shù)據(jù)在ATM中的發(fā)送和接收過程：

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各個源依據(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，當打包器中有了一個完整的信元時，就把它送到多路復用器中，多路復用器把信元插入網(wǎng)絡的下一個可用的時間槽中，接收方的過程正好相反。ATM的異步時分復用模式克服了傳統(tǒng)的分組交換延遲不確定和線路交換帶寬沒有充分利用的缺點，是這兩種交換模式優(yōu)點的集合。

(三).ATM交換機制

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（局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)），同時支持數(shù)據(jù)、數(shù)字化語音/圖象的傳輸，針對不同應用對數(shù)據(jù)傳輸可靠性和實時性的需求，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識和優(yōu)先級，并支持帶寬預約，確保具有實時性要求的數(shù)據(jù)可以優(yōu)先傳遞；同時ATM交換機簡化差錯控制和流量控制的功能，減少結(jié)點處理延時，使得傳輸速率可達Gbps的數(shù)量級。

ATM交換機制的具體實現(xiàn)要從ATM的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)說起：

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1) 傳輸通路：它是網(wǎng)絡部件的延伸和擴展，它匯集和分解傳輸系統(tǒng)的有效負載，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概念，信元與一個唯一的虛擬通道標識符(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€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：在兩個順序的ATM實體間單向傳送ATM信元的能力，在ATM實體處轉(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鏈路的一個連接。

(7) 虛擬通路連接(VPC)：VP鏈路的一個連接。

虛擬通道和虛擬通路都是用來描述ATM信元單向傳輸?shù)穆酚?。每個虛擬通路可以用復用方式容納多達65535個虛擬通道，屬于同一虛擬通道的信元群，擁有相同的虛擬通道標識號(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識符(VPC)，它也是信元頭的一部分。

當發(fā)送端要和接收端通信時，發(fā)送端先發(fā)送要求連接的控制信號，接收端收到該信號并同意建立后，一個虛擬線路被建立起來，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)絡傳送到對方。在虛擬線路中，相鄰兩個交換點間信元的VCI，VPI值保持不變，此兩點間形成一VC鏈路，一串VC鏈路相連形成VC連接VCC。相應的，VP鏈路和VP連接也可以類似的方式形成。VCI，VPI值在經(jīng)過ATM交換點時，該VP交換點根據(jù)VP連接的目的地，將輸入信元的VPI值改為要導向接收端的新的VPI值賦予信元頭輸出。以上過程稱為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），設置CLP位以標識較低優(yōu)先權(quán)的信元，在網(wǎng)絡發(fā)生沖突時，首先被刪去的就是這些較低優(yōu)先權(quán)的信元，這一點在多媒體傳輸中十分重要。

(四).ATM的網(wǎng)絡環(huán)境。

ATM的網(wǎng)絡環(huán)境由ATM終端系統(tǒng)和ATM網(wǎng)絡組成。

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

ATM網(wǎng)絡由ATM交換機和傳輸媒體組成，其中傳輸媒體主要是雙絞線和光纖。ATM交換機則被劃分為多個檔次。工作組ATM交換機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ATM交換機應用于一般企業(yè)規(guī)模的ATM網(wǎng)絡構(gòu)造，形成ATM主干網(wǎng)，連接ATM路由器，LAN交換器和主干級服務器。企業(yè)級ATM交換機則更適合構(gòu)成大規(guī)模廣域企業(yè)網(wǎng)的核心主干網(wǎng)絡，主要用于連接工作組ATM交換機和其它ATM設備。

三.展望
異步轉(zhuǎn)移模式ATM可承載多種業(yè)務，具有統(tǒng)計復用和按需分配帶寬的動態(tài)性能，受到廣泛重視，已被公認為實現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)B-ISDN的唯一交換方式。時至今日，千兆以太網(wǎng)的1000BASE T 銅線方案己經(jīng)出臺，千兆以太網(wǎng)的價格阻礙不覆存在，而ATM對千兆以太網(wǎng)的路由連接十分成熟。可以預見，在不遠的將來，千兆以太網(wǎng)加ATM路由將成為多媒體時代高數(shù)據(jù)速率傳輸與交換服務的主力軍。