第7章 ATM交换

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1、第7章ATM交换技术宋宝安宁波大学信息科学与工程学院2009-12-08目录7.1ATM基础7.2ATM交换技术的特点7.3ATM交换的关键技术7.4ATM交换的应用硬件系统的基本组成承上启下：交换(信号、分类)—复用—开关（交换单元）—连接（连接函数）—网络(单级与多级交换网络区别)—电路交换接口电路—存储程序控制—分组交换和帧中继——信令系统设想一下，接下来内容是什么？什么是交换？狭义上交换就是负责把信息流从某个输入端口输入而从适当的输出端口输出，节点设备内部的硬件和软件系统通过一系列的具体控制（基于预定的存

2、储程序流程控制）动作在其交换核心部分完成交换或者交叉连接。广义上交换就是把源于某个节点的信息流，由若干节点构成的通信网内的相关节点共同配合协商（基于信令或者协议），确定出的一条到达最终接收点的传送路径，整个传送任务也是交换。数据通信网络中的路由技术就是交换。交换不仅仅由某个节点独立完成，而是由通信网中的若干设备相互配合、共同实现的。交换变得更灵活，也更复杂7.1ATM基础7.1.1ATM技术产生长期以来电路交换（circuitswitching）和分组交换（packetswitching）分别以两个独立的网络实体

3、为人们提供两类性质不同的电信业务，即实时话音和非实时数据业务。但随着信息活动的丰富，人们越来越迫切需求通信网络把话音、数据和图像结合起来并以一种统一的接入方式提供综合的多媒体服务。人们从改进电路交换使其灵活适配不同速率业务以及改进分组交换满足实时性业务要求的角度出发，研究出了一种结合电路交换和分组交换两种技术优点的高速传递技术，即ATM交换技术。7.1.2ATM与传统交换方式的比较传统的交换方式：电路交换（CircuitSwitching）适应业务浪费带宽分组交换（PacketSwitching）存储转发系统延迟

4、的不确定性ATM与传统交换方式比较-1FR——帧中继ATM概述ATM（AsynchronousTransferMode）是一种以信元为单位的异步转移模式，异步意味着来自任一用户的信息信元流不必是周期性的。ATM结合了电路交换和分组交换的优点，能在单一的主体网络中携带多种信息媒体，承载多种通信业务，并且能够保证Qos（QualityofService）。ATM与传统交换方式比较-2ATM概述转移模式:综合了传输、复用、交叉连接和交换的技术ATM是快速分组交换技术、采用统计复用方式一种结合了电路交换和分组交换的各自优

5、点的技术ATM能传送所有类型的业务量(话音、数据、图像)固定比特率简单可变比特率复杂电路交换多速率电路交换快速电路交换ATM快速分组交换帧中继分组交换交换技术ATM与传统交换方式比较-3ATM网面向连接，有N2问题靠链路层选路，基于VPI/VCI或标记有阻塞通知与信元丢失优先级指示业务质量有保证，可保证实时业务网络ATM化进程的重新定位IP网无连接，无N2问题基于网络层选路，基于IP地址无业务量控制与阻塞控制业务质量无保证ATM网与IP网的比较ATM概述虚通路标识符/虚信道标识符小结ATM是ITU-T为实现宽度综

6、合数字业务网（B-ISDN）而推出的一种交换、传输和复用为一体的交换技术，属于快速分组交换技术，采用固定长度的分组包，称为Cell（信元），在预先建立的各种具有服务质量要求的虚通路上高速、高效地传递。ATM是对分组长度可变的分组交换技术的一种改进措施，适合于硬件级速度的处理。ATM问世后，很快就被应用到通信网络的骨干网中。7.2ATM交换的特点1．采用统计复用方式2．取消逐段差错控制和流量控制3．采用面向连接的方式4．功能简化的信头5．采用固定长度的短信元PTI-净荷类型CLP-信元丢失优先级HEC-信头误码控制

7、Payload-载荷,48字节信头5字节(包括GFC,VPI,VCI,PTI,CLP,HEC)GFC-一般流量控制VPI-虚通道标识VCI-虚通路标识8765432112345...53VPIVCIVCIVCIPTICLPHECPAYLOADGFCVPI12345...53UNI信元格式NNI信元格式87654321VPIVCIVCIVCIPTICLPHECPAYLOADVPI7.3.1信元格式7.3ATM的关键技术采用信元方式的优点固定长度的数据信元使得联网和交换的排队延迟时间更容易预测，交换机厂家可以在网络设

8、备中引进各种措施，以保证所有类型的数据传输服务尤其是对实时要求严格的服务与可变长度的数据包相比，针对固定长度的信元，更易于设计控制结构和缓冲管理机制，从而使ATM硬件可以更有效地实现简单、可靠的处理。固定长度的信元使得中继式交换机可以并行地处理各个信元，使其速度远超过采用总线结构的交换机的速度。信元丢失问题信头信息出错：ATM网络中没有差错控制，在信元中只对信息头进行差错