现代通信交换技术 王喆 罗进文 第四章 ATM

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1、4.1概述4.2ATM分层结构4.3ATM交换原理第四章ATM交换1本章重点：ATM定义及特点；ATM信元结构；ATM地址；ATM协议参考模型；ATM交换原理，时分交换结构工作原理，Banya网络和Batcher网络的工作原理，路由标签和路由表的工作原理。本章难点：同步剩余时间标签SRTS原理和结构化数据传输SDT；Banya网络和Batcher网络的工作原理，路由标签和路由表的工作原理。本章课时：10学时学习本章达到的目的和要求：1．掌握ATM的定义及特点，掌握ATM信元结构和类型，掌握ATM地址结构及各部分的意义，理解ATM网络业务量参数的定义及业务类型。2．掌握B-ISDN/ATM

2、的协议参考模型及各面各层功能，了解AAL的功能，掌握AAL层业务分类及适配分类，了解AAL1、AAL3/4和AAL5协议数据单元的格式，掌握AAL3/4与AAL5的异同点。3．掌握ATM交换原理和ATM交换机的组成与工作原理；理解各种交换结构的类型及其工作原理；了解ATM交换网络的路由选择方式，理解路由标签和路由表的工作原理。24.1概述4.1.1ATM交换基本概念一、定义异步转移模式ATM是B-ISDN技术的基础，是B-ISDN的信息表达、传送和交换的基本方式。最初美国人称之为快速分组交换FPS；欧洲人称之为异步时分复用ATD，1988年ITU-T正式将这种技术命名为ATM，并将它推荐

3、为B-ISDN的信息传送方式。ITU-T在I.113建议中定义为：“ATM是一种传递模式，在这一模式中，信息被组成信元(Cell)，因包含一段信息的信元不需要周期性地出现，这种传递模式是异步的”。3“传递模式”是指电信网所采用的复用、交换、传输技术，即信息从一个地点“传递”到另一个地点所采用的传递方式。“信元”是ATM所特有的分组，语音、数据、视像等所有的数字信息被分成长度一定的数据块。“异步”主要是指异步时分复用，即要传送的信元不必周期地出现，这与同步时分复用STM不同，STM的信息是以它在一帧中的时间位置(时隙)来区分的，一个时隙对应一条信道，并总是周期的出现；而ATM的信元在传输线

4、上不与固定时隙对应，信息和它在时域中的位置无关，其信息按信头中的标志来区分，即信道是动态占用的。4ATM是一种涉及信息的复用、交换和传输的技术，其特点较多，本节就其主要特点作简单介绍。1．以固定信元为基本单位，信元长度小，时延小，实时性好。2．异步时分复用和异步交换，动态占用，按信头提取，优点：线路利用率高，业务范围广，用光纤传输弥补了速度问题，用高速处理减小了时延。3．电路交换和分组交换的综合，面向连接（虚连接），共享信道，固定分组（信元），协议简单。4．保证服务质量（QoS），这是ATM具有的一项特有的优点。5．采用统计时分复用方式，按需分配带宽提供流量控制和拥塞控制。广泛地应用：二

5、、特点5ATM是B-ISDN的基础，它可以作为高速骨干网连接各种现有网络，包括电话网、数据网、有线电视网CATV等。ATM承载的是宽带综合业务，包括电话业务、数据业务、图像业务、视频业务等。ATM既能适应语音信号时延特性，又能适应数据信号的误码特性，也能适应图像信号的时延和误码两种特性。ATM既支持面向连接业务也支持无连接业务。面向连接指先建立端到端的通路后再传送信息。无连接指不需建立端到端的通路就可传送信息。ATM既能传送低速信号，也能传送高速信号，它具有多种速率接口，目前ATM能提供从2~622Mb/s不同等级速率的接口。6ATM交换是一种融合电路交换和分组交换的优点而形成的一种新型

6、交换技术。但它对电路交换和分组交换并不是简单地继承，而是有所摒弃和发展。电路交换的要点是面向连接，在通信时需要先建立连接，在通信过程中独占一个信道，优点是实时性高，时延和时延抖动都较小；缺点是信道利用率低，且传输速率单一。电路交换主要适用于话音和视频这类实时性强的业务。分组交换的要点是信息分组、存储-转发、共享信道，优点是传输灵活，信道利用率高；缺点是协议和设备复杂，由此产生的时延和时延抖动大。分组交换主要用于数据传输。ATM交换的要点是虚连接，共享信道，固定分组(信元)，协议简单。对于电路交换而言，ATM采用虚连接，继承了电路交换实时性高，时延和时延抖动较小的优点；不独占信道，摒弃了电

7、路交换信道利用率低和不适于突发业务的缺点。ATM是面向连接的，采用类似于电路交换的呼叫连接控制方式，在呼叫建立时，交换机为用户在发送端和接收端之间建立起虚通路，用户双方可直接传递信息，保证了实时性。当信道无信息传送时，虚通路可为其它用户使用。对于分组交换而言，ATM采用固定分组和存储-转发，吸取了分组交换信息分组和存储-转发带来的传输灵活、信道利用率高的优点；ATM用简单协议摒弃了分组交换协议复杂、时延大的缺点。由于ATM的传输线路