＼pnb0 第部分 项目介绍
＼pnb0
＼pnb0 ATM研究部事宽带网络宽带交换技术研究开发正开发产品ATM接入交换机（25G）ATM业务接入器ATM LANSWITCH产品开发成果公司数通信领域研究填补空白数通信领域迈出坚实步公数网局域网应中产品
＼pnb0 INTERNET迅速崛起带宽需求越越骨干网络压力越越ATM交换机利解决带宽问题时VOD等宽带媒体业务筑起台
宽带网络建设正步步发展中国宽带网规范正制订邮电部已指出发展宽带网路标称2000年前中国宽带网会初具规模
＼pnb0 ATM研究部踪国际国动态研究市场需求制订技术先进堪称流总体方案完成方案项极具挑战性务
第二部分 ATM基概念原理技术
ATM技术特点
异步转移模式（Asynchronous Transfer Mode ATM）技术种全新电信技术融合电路模式分组模式优点发展成谓转移模式CCITT样定义转移模式电信网路中传输复交换诸方面里指异步通常说数通信中异步传输（RS－232C）非传输码流异步指分组户信息––– 信元必TDM中时隙样周期性出现占固定信道说信元动态占信道
ATM信元ATM网络传送信息基载体CCITT规定长度53字节分成信头（Header）净荷（Payload）两部分信头5字节净荷48字节位置户－网络接口（User Network InterfaceUNI）网络节点接口（Network Node InterfaceNNI）信元格式略区图11两者处信头中UNI信元信头中4特般流量控制段（General Flow ControlGFC）户网络接口流量控制防止信道载UNI信头虚通道标识（Virtual Path Identifier VPI）8特虚通路
8
7
6
5
4
3
2
1
1
8
7
6
5
4
3
2
1
信头（Header）
5
GFCVPI
VPI
1
（5字节）
6
VPI
VCI
2
信元净荷（Payload）
VCI
3
(48字节)
VCI
PT
CLP
4
53
HEC
5
ATM信元格式 UNINNI信元信头格式
GFC：般流量控制4特
PT：净荷类型3特
VPI：虚通道标识8特12特
CLP：信元丢失优先级1特
VCI：虚通路标识16特
HEC：信头误码控制8特
图11 ATM信元格式
标识（Virtual channel Identifier VCI）16特净荷类型（Payload Type PT）3特信元丢失优先级（Cell Loss Priority CLP）1特信头误码控制（Header Error Control HEC）8特NNI信头VPI12特余UNI信头相
ATM质种寻址型特殊分组转移模式数字化话音数图等数字信息分割成固定长度数块数块前加包含址等控制信息头（Header）构成信元（Cell）图12（a）
户信息
户信元
信元
装入户信息信元
(a) 异步转移模式（ATM）
户信息
时隙
125微秒帧
125微秒帧
125微秒帧
(b) 时分复方式（TDM）
图12 TDMATM较
发送信息分解成信元进行路复程电路模式中传统时分路复（TDM）技术采周期125ms帧结构发送信息字节特形式固定加入帧相应时隙连接建立发送信息时隙必定属该连接连接占图12(b)中示发送信道加入帧第3时隙种帧时隙位置识通路复方式称位置复ATM复方式分组复方式类似信道存空位置发送信息组成信元加入信道显然信元复周期性固定位置信头通路标记进行信元识传送交换称作标记复统计复然X25太网令牌环等分组交换中采标记复分组长度限范围变分组信道位置意ATM信元长度固定信元TDM时隙样定时出现采硬件电路高速信头进行识复分接交换处理见ATM复技术融合电路模式分组模式优点
信元形式ATM网络分组形式传统数网络质区ATM网络采面连接呼接续方式传统数网络太网令牌环FDD采连接操作方式网络假设目端点接收信息端点必须检查分组路标记确定否接收该分组ATM网络操作类似电话呼接续程通信前必须源目端间建立连接连接虚连接网络根户求（峰值特率均特率信元丢失率信元时延信元时延变化等指标）分配VPIVCI相应带宽交换机中设置相应路谓虚连接指网络VPIVCI信元进行处理该户没信元发送时户占户带宽相应VPVC连接然保持
ATM技术中重特点信元复交换传输程均虚通路（Virtual Channel VC）进行虚通路ATM网络链路端点间种逻辑联系两点端点间传送ATM信元通信通路户户户网络网络网络信息转移虚通道（Virtual Path VP）定参考点具虚通道标识符组虚通路虚通路传输程中组合起构成虚通道二者关系图13ATM网络中户信元VPVC中传送VPVC利VP标识（VPI）VC标识（VCI）区分
物理传媒
VC11
VC12
VC13
VC14
VP11
VP12
图13 物理传媒VPVC关系
ATM连接分虚通道连接虚通路连接图14VP交换设备（通常交叉连接器集中分配器）仅信元VPI进行处理变换功较简单VC交换设备（ATM交换机复接分接器）时VPIVCI进行处理变换
功较复杂VPIVCI局部意义VPIVCI相应
VC
VP
VP
VP
VP
VC
VC
虚通路连接
(VCC)
虚通道连接
(VPC)
户终端
交换节点
户终端
虚通路连接
(VCC)
虚通道连接
(VPC)
VPVC交换
VP交换
图14 ATM连接两种类型
VPVC交换节点处理相VPIVCI值VPVC链路段代表虚连接图15两网络节点（NN1NN2）三户接入网（CPN1CPN2CPN3）组成系统图中出CPN间连续网络节点NN交换时VPIVCI值改变例CPN1CPN3间VPVC连接CPN1时VP5VC11NN1变VP3VC7NN2变VP1VC9显然连接链路VPIVCI
图15 ATM网络选路概念
前面提ATM网络通信时必须进行呼连接建立释放虚通路（VC）呢？ATM网络两标准接口：UNINNIUNI处采两种方法：
①信令方式种方式利UNI信令（ITU－TQ2931）动完成VC连接建立释放VCI分配具体程包括（a）利元信令（MetaSignalling）建立释放户户信令VC元信令VPIVCI带宽预先定(b) 利户信令建立释放户通信VC
②预订方式种方式通网络理设备设定需通信VC（分配VPIVCI带宽）
NNI处建立释放VC两种方法信令方式采NNI信令（No7信令）
根VC建立释放方法分成两种：交换虚通路（Switched Virtual Channel SVC）永久虚通路（Permanent Virtual Channel PVC）SVC户需通信时通终端设备信令建立虚通路SVC类似电话网户线路呼请求网络通信双方建立起相应虚通路进行通信通信完成信令释放SVCSVC户网络资源利率高通信费较低ATM网络中通信方式PVC通网预先建立否业务通终端设备接入PVC直保持直网释放PVC类似电话网中租线路PVC连接户需通信时会通信网络资源够导致通信失败PVC通常特殊户元信令VC必PVC某求租求固定信道带宽户设定PVCPVC户次通信时需呼呼请求操作简便通信质量通信费高充分发挥ATM网络优势应范围较
ATM中户间两种连接方式：点点点点两户进行通信时ATM网络采点点（Point to Point）连接方式户间需通信时采点点（Point to Multipoint）连接方式图16
5
ATM交换
ATM交换
ATM交换
ATM交换
点点
点点
图16 点点方式点点方式较
实现点点方式ATM交换机应具广播（Broadcast）播（Multicast）功广播指户网络中户进行信息传送通信功种方式通常单适电视广播节目传送播指户网络中部分户选择进行信元传递通信功种方式适方交互业务方电视会议等
二ATM分层结构
1B－ISDN参考模型
(1) BISDN户－网络接口（UNI）物理配置模型
B－ISDN UNI物理配置N－ISDN极相似图21B－ISDN分成公网专网两部分ATM网络端点通接口边公ATM交换机接口称作户－网络接口（UNI）ATM坛UNI分公UNI专UNI两种UBTB公UNI参考点SBR专UNI参考点
专ATM
交换机
B－NT2
公ATM
交换模块
B－LTET
物理终端
B－NT1
UB
TB
物理终端
B－NT1
SB
R
ATM端点
B－TE1
B－TE2
ATM端点
B－TE1
B－TE2
专网
公网
专UNI
公UNI
图21 B－ISDN户－网络接口物理配置模型
UB公网带宽户终端B－NT1间接口目前ITU－T接口速率传媒等特性尚具体规定厂商（AT&T富士通等）设备中通常采SDH155Mbits STM－1622Mbitss STM－4作物理传输系统接口标准
TB接口UB样公UNIITU－T定义B－NT1B－NT2间接口标准目前规定五种标准接口速率：1544 Mbits2048 Mbits5184 Mbits155 Mbits622 Mbits采SDHPDH传输系统纯信元形式传输系统
SB接口属专网UNIB－NT2B－NT1宽带适配器间接口常局域网单位部网UNI例方便局域网连接ATM坛规定种基现局域网物理传输系统接口标准25 Mbits51Mbits100Mbits155Mbits接口传输线路非屏蔽双绞线（UTP）屏蔽双绞线（STP）轴电缆光纤
R接口属专UNI前三种接口处：UBTBSB接口户信息信元形式R接口非信元形式终端业务R接口标准根接入终端种类确定例接入
E1业务时R接口遵循G703建议接入Ethernet时遵循IEEE 8023建议
公UNI专UNI区：
①公UNI指公ATM网络户终端设备接口外专网交换机公网间接口公UNI接口专UNI指专ATM网络户终端设备接口
②链路类型专UNI中某链路短距离工作（例100m）显然种链路公UNI中
③址格式公ATM网ITU－TE164址方式专ATM网E164OSIDCCICD址方式
④公UNIITU－T规定专UNIATM坛规定
显然两种UNI间区原UNI公网侧专网侧遵循更严格必须确保专设备失效会引起公网失效
(2) B－ISDN协议参考模型
简单明描述ATM网络功ITU－T定义B－ISDN协议参考模型（B－ISDN Protocol Reference Model BISDN PRM）图22该模型分成三面：户面理面控制面三功层：物理层ATM层ATM适配层
高层
高层
ATM适配层
物理层
图22 协议参考模型
ATM层
理面
层
理
面
理
户需数话音视频等应相关协议业务包括户面控制面包括呼建立维护撤消关功ATM信令功理负责系统关网络
理维护功功细分层理面理两部分层理层部理面理功层间理信息交互理
2ATM物理层技术
(1) 物理层位置功
物理层位B－ISDN协议参考模型底层负责ATM层送逻辑特符号转换成相应物理传输媒介传送信号正确收发物理信号
目前ITU－TATM坛针UNI物理层较详细规定面讨物理层功适公UNI适专UNI
物理层划分物理媒介相关子层（PMD）传输会聚子层（TC）
物理层工作程：物理媒介接口送信号接收端PMD子层通步特恢复成连续特流送入TC子层特流利传输帧恢复功确定传输帧结构然传输帧净荷提取出（传输帧适配）净荷信元组成通信元定界机制保证信元步判定HEC错误正确信元进行速率耦丢弃发送时插入空闲信元效信元作解扰处理送入ATM层
(2) ATM物理层接口类型
ITU－T针UNISBTB参考点规定155520Mbits622080 Mbits两种接口速率SDH帧结构纯信元形式传送采物理媒介时传送距离质量相光纤（单模模）媒介传送距离达公里十公里轴电缆
100～200m提供满意传输屏蔽双绞线（STP）传输距离达100m采622Mbits接口时通常光纤传输称方式称方式（称方式指网络户方622Mbits户网络方面155Mbits）表21中列出目前已物理传输系统接口标准
表21 ATM UNI接口种类
传输系统
接口
数速率(Mbits)
信元吞吐量(Mbits)
传输媒介
范围
制定单位
成帧
SDH
STM1
(STS3c)
STM4
(STS12c)
155520
622080
14976
59904
单模光纤
（SM）
单模光纤
（SM）
广域网
(WAN)
广域网
（WAN)
ITUT
ITUT
结构
PDH
DS1(T1)
E1
DS3(T3)
E3
E4
1544
2048
44736
34368
139264
1536
1920
40704
33984
13624
轴电缆
轴电缆
轴电缆
轴电缆
轴电缆
WANLAN
WANLAN
WAN
WAN
WAN
ANSI
ETSI
ANSI
ETSI
ETSI
注：SM：单模光纤 STP：屏蔽双绞线
MM：模光纤 UTP－3：第三类非屏蔽双绞线
表21中出传输中分成帧结构帧结构两类
具帧结构传输系统包括PDHSDH采时分复技术（TDM）传输数字编码话音PDHSDH系统电信部门某数传送广域网（WAN）中广泛应早期ATM应中现业务ATM业务享设备外ATM中某恒定特率业务助PDHSDH125ms帧定时获身需定时信息显然早期ATM系统建立PDH传输系统SDH系统会成终ATM系统基传输系统
帧结构传输系统指目前组成种LANMAN计算机数业务传送系统SDHPDH方式种接口组信元装入帧结构中进行传输起始信元开始逐传输含时钟关周期性帧定位信号（例周期125ms帧定位信号）
方式分成两种：LANWAN
LAN物理层接口包括：
①256 Mbits接口
②100 Mbits接口FDDI物理媒介接口
③155520 Mbits接口光纤通道（Fibre Channel）接口
④51 Mbits接口种接口LAN
⑤种典型LAN接口外类接口称数交换接口（Data Exchange Interface DXI）类接口称RVX接口指R系列V系列X系列接口中常包括V24(RS232)V35X25RS－422高速串行接口（High Speed Serial Interface HSSI）ATM早期应中会采传输系统资源传送信元形式信息
采种接口简化TC子层功省信元耦传输帧码产生恢复等功较适专UNI
WAN物理层纯信元接口包括：155 Mbits622 Mbits两种ITU－T正着手制定具体规范目前尚实产品问世两种接口然采SDH相线路速率直接采信元形式传输没帧结构开销提高传输系统利率降低系统成具发展前途
3ATM层技术
(1) ATM层位置功
①ATM层处位置
清楚解ATM层网络中位置图23表示出ATM网络分层模型图中出ATM层网络中处第二层物理层利物理层提供传输通道ATM适配层AAL提供服务ATM身未区分户面控制面面信息处理方式致出户设备网络节点具备ATM层功两处ATM层处相位置区户设备中ATM层面时具户面控制面AAL网络节点ATM层仅控制面信令适配SAAL
高层
SAAL
ATM
PHY
CP
高层
高层
AAL
AAL
ATM
PHY
CP
UP
物理链路
物理链路
网络节点
户设备
户设备
高层
高层
AAL
AAL
ATM
PHY
CP
UP
CP：控制面 UP：户面
图23 ATM网络分层模型
②ATM层功
户设备网络节点中ATM层位置完成功区面分讨
户设备ATMN层讲完成核心功ATM层适配形成信息帧加信元头形成够ATM网中传送信元时通分配识信元头中VPIVCI值完成信元复接分接功
网络节点中ATM层完成核心功信元头变换通变换信元头实质完成VP交换VC交换功
4ATM适配层技术
ATM适配层（ATM Adaptation Layer AAL）位ATM层高层间ATM网络中位十分重ATM网络满足宽带业务需求业务种类信息转移方式通信速率通信网设备关保证网络传输透明性灵活恬通AAL完成适配功户业务ATM层隔离特性业务转化相格式信元实现真正ATM功见AAL层ATM网络适应类型业务特殊需设定仅支持户面高层功支持控制面（信令）理面（OAM）高层功ATM网络非ATM网络（64 kbits ISDNCATVLAN电话网等）互通
全面分析类业务特性发现通面三基参数：基源端终端定时关系特率链接模式户业务提供分类户业务通AAL业务接入点（Service Access Point SAP）进入AAL
ITU－TAAL业务分成四类表22示A类业务源端终端存定时关系恒定特率面连接量典型例子ATM传送DS－1E1话音业务时种通ATM网络提供业务称线路仿真（Circuit Emulation）业务外未压缩视频信息B类业务源端终端具定时关系面连接变行变例采压缩算法视听业务C类业务没定时关系特率变面连接例帧中继TCPIP业务D类业务C类业务相似连接高速（兆位）数交换业务（Switched Multimegabit Data Service SMDS）
表22 AAL业务分类
A类
B类
C类
D类
源终端
定时关系
需
需
需
需
特率
恒定
变
变
变
连接模式
面连接
面连接
面连接
连接
AAL功逻辑分成两子层：分段重组子层（Segmentation and Reassembly SAR）会聚子层（Convergence Sublayer CS）图24
原语
AALSAP
CS
原语
A
A
L
SAR
原语
ATM－SAP
图24 AAL分层结构
适配四类（ABCD）户业务ITU－T定义四类ATM适配功
①第类AAL：适配A类业务AAL1功包括户信息分段重组丢失误插信元处理信息达延迟时间处理接收端恢复源端时钟频率
②第二类AAL：适配B类业务支持源端终端具定时关系变特率视听业务AAL2功AAL1相似
③第三四类AAL：适配CD两类业务支持面连接连接数业务信令类AALAAL3AAL4合具变长度户数分段重组误码处理等功
④第五类AAL：适配面连接变特率C类业务ATM信令类似简化AAL34
三ATM交换技术
1ATM交换基原理
现代通信网中广泛交换方式两种：电路交换方式分组交换方式电路交换方式包括传统电路交换速率电路交换快速电路交换等分组交换方式包括帧交换帧中继快速分组交换等图31
综合业务环境业务网络求例话音数业务网络求述两方面首先话音业务求端－端时延必须允许定范围（通常<50ms）数业务容忍定时延时延变化话音敏感次话音业务冗余量错特话音质量会影响数业务求误码率极显然电路交换方式分组交换方式满足综合业务环境求
图31 通信网交换方式分类
ATM交换技术种融合电路交换方式分组交换方式分组交换方式优点形成新型交换技术首先简化分组交换中许通信规程掉误码流量控制消网络节点间传输状态信息采硬件进行交换处理次采类似电路交换呼连接控制方式呼建立时交换机户发送端接收端间建立起虚通路做法提高交换机处理力增加网路吞吐量保证交换实时性减少信元传输处理时延外利固定长度短分组－－信元（Cell）传输信息适应1kbits～百Mbits种业务利统计复技术动态传输交换资源带宽分配具灵活性业务种类复设备交换设备类型关
面详细介绍ATM交换原理
图32 ATM交换原理
ATM交换节点输入输出线路接口单元交换单元控制单元三部分组成图32输入输出线路接口单元完成物理层线路功ATM层功外监视输入输出线路业务量状态进行呼接续次呼时根输入接续路表容通硬件信头VPIVCI值转换成交换单元识路标签（信头翻译）交换单元根输出标签变换表容路标签转换成相应输出VPIVCI路表容呼建立时控制单元根信令理信息设定交换单元根路标签选择交换路径硬件选路完成交换程控制单元根信令控制交换完成定运行维护理功
ATM交换两方面功：空间交换信元条传输线转移条传输线路选择功时间交换信元时隙改换时隙ATM逻辑信道时隙没固定关系逻辑信道身分信头值标识时间交换信头翻译完成例中输入线路1换输出线路10空间交换逻辑信道α变成逻辑信道γ时间交换
2ATM交换缓排队方式分类性
根缓器位置缓站排队方式分成五类
（1）输入缓排队方式
（2）输出缓方式
（3）中央缓方式
（4）输入输出缓方式
（5）重环回缓方式
中输出缓方式中央缓方式吞吐率高排队机时延易实现点点通信缓器利率高等优点成种交换机优选方式然缓器读取速率求较高着VLSI技术进步行处理技术解决问题重点解决复杂缓器读写控制逻辑问题
缓排队方式性较表
吞吐率
缓器利率
时延
控制
规模
存储器读
实现点点
写速度
输入缓
低
（<60％）
较低
时延抖动
仲裁逻辑较复杂
低
困难
输出缓
高
享式较高专式较低
简单
享式专式
享式较高专式较低
容易
中央缓
高
高
复杂
高
较容易
输入输出缓
较高
般
较
较复杂
较
较低
容易
重环回缓
较高
较高
较复杂
较
较低
容易
3ATM交换结构分类
ATM交换单元核心交换结构（Switch Fabric）型交换机交换单元般交换结构互连成型交换机单交换结构组成根
具体交换方式交换结构分时分空分两类见图33
图33 ATM交换结构分类
4ATM交换机组成
ATM交换机功结构包括信元交换单元控制单元定时单元三部分
（1）信元交换单元：线路终端交换接口交换单元三部分组成交换单元前面介绍交换结构组成完成入线出线间信元交换交换接口完成交换单元入口处出口处处理功信头（VPIVCI）转换路标签产生删户业务流量理信元复接分接线路终端负责传发媒介接口适配完成光电变换速率适配等功
（2）控制单元：分板级系统级两级控制功信令处理资源理操作维护控制外设控制等
（3）定时单元：包括定时恢复定时分配两部分功信源提取定时信号产生定时步信号分配定时步信号交换机单元
四ATM网络信令技术
信令技术ATM网络中占重位虚电路连接建立保持释放等阶段控制信令完成ATM网络支持种样业务信令提出通信网更高求ITU_TATM信令发展制订详细计划计划分成三阶段：第阶段提供支持恒定速率峰值速率面连接业务信令协议第二阶段提供变速率面连接业务信令协议第三阶段提供支持媒体分布式业务信令协议针阶段信令力求信令规程分成三力集中力集1信令规范已基完成目前ITU_T正加紧制订力集2信令规范书介绍限力集1范围
1¡¢ 户网络接口信令
（1）呼连接控制规程
ATM网络信令户网络接口次呼请求建立相应虚电路连接（包括VPCVCC）通信程中保持连接释放掉连接处理程
（2）呼连接控制规程处理程举例
规程处理程中消息流程图41表示
图41 呼连接控制规程处理流程
2网络节点接口信令
（1）网络信令
前节中介绍户网络接口信令控制户交换机间虚电路连接果户接台ATM交换机仅利户信令完成间通信程控制更情况户分接
ATM节点交换机样需相应信令功户相接交换机（简称发端交换机）相接交换机（终端交换机）间建立维持释放虚电路连接类信令称ATM网络节点接口信令（简称网络信令）
目前普通程控数字电话网N_ISDN网络信令般七号信令系统ATM网络节点令传送机制采类似体系结构重改变ITU_T建议中称B_ISDN网络信令功模块B_ISDN户部分（BISUP）传送机制称消息传送部分（MTP）BISUP利MTP提供服务BISUPMTP间通服务原语交换信息原语包括MTP_TRANSFERrequestMTPPAUSEindicationMTPRESUMEindicationMTP_STAUTSindication等种
（2）基呼控制规程
连接建立规程：
连接建立程中消息流程图42直观表示
图42 网络信令呼建立程
连接释放程：
户发起连接释放户发起连接释放处理程完全致发端交换机终端交换机执行功调已面户发起释放情况例说明
程中消息流程图43表示
图43 网络信令连接释放程
3ATM信令适配
（1）信令适配SAAL结构
前面分介绍户网络接口网络节点接口ATM信令协议够ATM网中传送信令信息需进行信令适配功种消息形式信令信息转换成ATM网中传送形式信令建立AAL连接完成功信令ATM适配层SAAL
SAAL采第五类ATM适配层规范（AAL5）业务特定会聚子层（SSCS）公部分（CP）组成SSCS包括业务特定协调功（SSCF）业务特定面连接规程（SSCOP）两部分CP公部分会聚子层（CPCS）拆装子层（SAR）两部分组成两部分采建议I363中出AAL5CPCSSAR规程
（2）SSCOP功
SSCOP层信令实体间建议释放AAL连接传送信令信息
（3）SSCF功
SSCF功信令实体SAAL中SSCOP间进行原语转换户网络接口完成B_ISDN户网络信令呼控制第3层规范（Q2931）SSCP间原语转换网络节点接口SSCF进行BISDNNO7信令系统第3功级消息传递部分（MTP－3）规范SSCOP间原语转换
五ATM网络维护理
1ATM网络运行维护理
ATM网络运行前部分介绍项关键技术外网络运行维护理（OAM）功必少功网络运营者提供监视网络运行情况网络进行维护手段电信网络维护理基原理然适ATM网特殊性ATM网套维护理机制网络维护理涉范围广处仅某方面加简单介绍
（1）ATM网络运行维护理功范围
根ITU－T关建议ATM网络维护理功五方面：
性监测：网络维护理功实体连续周期监测网络运行种性指标便时解前网络运行情况
障检测：种网络设备工作情况时检测保证旦出现障立发现
系统保护：旦网络中某设备出现障网络维护理功采取措施整网络隔离免影响整网络正常运行
理信息传送：网络维护理程中获处状态信息需时通知网络中处维护理实体维护理实体发出控制信号时传送受控设备ATM网中理信息传送网络维护理功重方面
障定位：时准确处理障求网络维护理功测试出障设备位置甚定出障设备中分系统中
然ITU－T制订建议中列出五方面OAM功非方面已具备完整规范关OAM功标准正逐步完善中
（2）针ATM网络协议参考模型中物理层ATM层网络OAM功相应分成五等级级分应类OAM信息流五等级分：
虚通路级（Virtual Channel Level）：虚通路连接（VCC）执行OAM功应OAM信息流称F5信息流VCC连接端点连接点间传送
虚通道级（Virtual Path Level）：虚通道连接（VPC）执行OAM功应OAM信息流称F4信息流VPC连接端点连接点间传送
传输通道级（Transmit Path Level）：级OAM功完成传输系统净荷组装拆卸网络设备执行应OAM信息流称F3信息流
数字段级（Digital Section Level）：传输网数字段端点间执行OAM功应OAM信息流称F2信息流
生段级（Regenerator Section Level）：传输网生段端点间执行OAM功应OAM信息流称F1信息流
OAM功分组情况级间关系图51表示
图51 OAM功分组情况
2ATM网络拥塞理
（1）ATM网络拥塞理重性
根ITU－T定义ATM网络拥塞指网络元素（交换机复接器传输设备等）种状态种状态网络保证已建立连接服务质量者接纳新连接请求出现拥塞原两方面：网络中流量强度预测机波动造成网络负荷二网络身现障实电信网需解决网络拥塞理问题解决限网络资源户需求间矛盾满足户服务质量求前题充分利网络资源
ATM网电路交换方式分组交换方式网络相问题显更加突出ATM网络拥塞理重困难说重ATM种异步时分统计型复信息传送方式统计型复提高网络资源利率增强灵活性时避免增加引起网络拥塞风险拥塞理困难表现两方面：方面ATM网中传送类型业务信息综合成数流流量特性十分复杂难控制方面ATM网络传输速率高旦某处发生拥塞时解决拥塞范围迅速扩见ATM网拥塞理重问题
（2）ATM网络拥塞理基思想
ATM网络拥塞理复杂性电路交换网分组交换中采拥塞理方法适电路交换网中拥塞控制基思想资源预分配时拒绝呼请求建立条连接时分配部分条连接独占资源网络资源足时拒绝新呼请求种方法缺陷缺乏灵活性ATM动态分配资源特性相矛盾分组交换网中目前普遍X25协议中窗口流量控制技术控制拥塞基思想通反馈方法限制发送端发出流量种方法控制速度较慢适合高速ATM网络
满足ATM网中拥塞理求ITU－T提出套新拥塞控制机制基思想：引入预防性控制措施出现拥塞采取措施消拥塞通精心理网络资源避免拥塞出现拥塞理功分成两层次第层预防性措施称流量控制（Traffic Control）防止网络出现拥塞采取系列措施包括：网络资源理（NRMNetwork Resoures Management）连接允许控制（CACConection Admission Control）参数控制（UPCUsage Parameter Control）优先级控制等第二层反应性措施称拥塞拥塞强度影响范围持续时间减采取系列措施包括信元选择性丢弃拥塞指示等
ATM网中拥塞控制流量控制拥塞控制功配合完成户网络发出呼请求时需网络提交发送流量特性服务质量求网络时执行连接允许控制CAC功确定网络否足够资源支持新呼请求果支持建立相应虚电路连接户协商允许通条虚电路输入网络流量特性参数户实际输入网络流量特性满足协定特性参数时网络保证服务质量通信程中执行参数控制UPC功监测条虚电路中实际输入网络流量旦发现超越协定参数采取措施加限制功目防止拥塞出现属流量控制范围
ATM网旦检测出现拥塞状况启动拥塞控制功首先选择丢弃掉重程度相低信元缓解拥塞时行拥塞状态信息前反指示措施控制住拥塞时网络进行释放连接重选路
见ATM网流量理机制分成阶段：
(a)呼请求建立连接阶段关键技术连接允许控制
(b)通信程中入网流量监测控制关键技术参数控制
(c)拥塞控制阶段关键技术选择性信元丢弃拥塞指示
（3）ATM网络拥塞理功
①连接允许控制（CAC）
网络收呼请求首先启动CAC功检测前网络资源分配占情况户呼请求中提交流量特性服务质量求确定前供网络资源否满足户求果够满足求建立新连接时保证已连接服务质量网络接纳呼建立相应虚电路否拒绝户请求
CAC功建立连接时完成两方面功：户协商相应虚电路中允许入网流量特性参数供UPC利二相应虚电路分配资源
②入网流量监控
入网流量监控功根处位置分成参数控制（UPC）网络参数控制（NPC）前者位户网络接口者网络接口两者功类似
面介绍UPC功
通信程中户实际输入网络流量特性超越CAC功执行程中确定值种情况需加限制否影响网络服务质量户网络接口设立监测限制机制确保条虚电路中实际入网流量特性参数符合协商值机制UPC功目前UPC中限制措施属超越协商值部分流量信元标记表示部分信元服务质量保证旦网络发生拥塞首先丢弃类信元
③选择性信元丢弃
ATM网中传送信元两种优先级通信元头中CLP位区分CLP＝0表示优先级高CLP＝1表示优先级低网络发生拥塞时首先选择CLP＝1信元丢弃缓解拥塞CLP＝1信元两源户产生说明信元承载信息属低优先级二UPC某CLP＝0信元改成CLP＝1说明信元属超越协定值流量部分实际ATM网拥塞时牺牲掉信元保证高优先级信元传送质量
④拥塞信息指示
选择性信元丢弃网络发生拥塞点进行情况仅仅处采取措施足控制拥塞求整网络协调行动求某处发生拥塞时拥塞信息传递网络部分便采取措施协助拥塞控制拥塞信息指示根方分成前拥塞指示反馈拥塞指示两类
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＼pnb0
＼pnb0 ATM研究部事宽带网络宽带交换技术研究开发正开发产品ATM接入交换机（25G）ATM业务接入器ATM LANSWITCH产品开发成果公司数通信领域研究填补空白数通信领域迈出坚实步公数网局域网应中产品
＼pnb0 INTERNET迅速崛起带宽需求越越骨干网络压力越越ATM交换机利解决带宽问题时VOD等宽带媒体业务筑起台
宽带网络建设正步步发展中国宽带网规范正制订邮电部已指出发展宽带网路标称2000年前中国宽带网会初具规模
＼pnb0 ATM研究部踪国际国动态研究市场需求制订技术先进堪称流总体方案完成方案项极具挑战性务
第二部分 ATM基概念原理技术
ATM技术特点
异步转移模式（Asynchronous Transfer Mode ATM）技术种全新电信技术融合电路模式分组模式优点发展成谓转移模式CCITT样定义转移模式电信网路中传输复交换诸方面里指异步通常说数通信中异步传输（RS－232C）非传输码流异步指分组户信息––– 信元必TDM中时隙样周期性出现占固定信道说信元动态占信道
ATM信元ATM网络传送信息基载体CCITT规定长度53字节分成信头（Header）净荷（Payload）两部分信头5字节净荷48字节位置户－网络接口（User Network InterfaceUNI）网络节点接口（Network Node InterfaceNNI）信元格式略区图11两者处信头中UNI信元信头中4特般流量控制段（General Flow ControlGFC）户网络接口流量控制防止信道载UNI信头虚通道标识（Virtual Path Identifier VPI）8特虚通路
8
7
6
5
4
3
2
1
1
8
7
6
5
4
3
2
1
信头（Header）
5
GFCVPI
VPI
1
（5字节）
6
VPI
VCI
2
信元净荷（Payload）
VCI
3
(48字节)
VCI
PT
CLP
4
53
HEC
5
ATM信元格式 UNINNI信元信头格式
GFC：般流量控制4特
PT：净荷类型3特
VPI：虚通道标识8特12特
CLP：信元丢失优先级1特
VCI：虚通路标识16特
HEC：信头误码控制8特
图11 ATM信元格式
标识（Virtual channel Identifier VCI）16特净荷类型（Payload Type PT）3特信元丢失优先级（Cell Loss Priority CLP）1特信头误码控制（Header Error Control HEC）8特NNI信头VPI12特余UNI信头相
ATM质种寻址型特殊分组转移模式数字化话音数图等数字信息分割成固定长度数块数块前加包含址等控制信息头（Header）构成信元（Cell）图12（a）
户信息
户信元
信元
装入户信息信元
(a) 异步转移模式（ATM）
户信息
时隙
125微秒帧
125微秒帧
125微秒帧
(b) 时分复方式（TDM）
图12 TDMATM较
发送信息分解成信元进行路复程电路模式中传统时分路复（TDM）技术采周期125ms帧结构发送信息字节特形式固定加入帧相应时隙连接建立发送信息时隙必定属该连接连接占图12(b)中示发送信道加入帧第3时隙种帧时隙位置识通路复方式称位置复ATM复方式分组复方式类似信道存空位置发送信息组成信元加入信道显然信元复周期性固定位置信头通路标记进行信元识传送交换称作标记复统计复然X25太网令牌环等分组交换中采标记复分组长度限范围变分组信道位置意ATM信元长度固定信元TDM时隙样定时出现采硬件电路高速信头进行识复分接交换处理见ATM复技术融合电路模式分组模式优点
信元形式ATM网络分组形式传统数网络质区ATM网络采面连接呼接续方式传统数网络太网令牌环FDD采连接操作方式网络假设目端点接收信息端点必须检查分组路标记确定否接收该分组ATM网络操作类似电话呼接续程通信前必须源目端间建立连接连接虚连接网络根户求（峰值特率均特率信元丢失率信元时延信元时延变化等指标）分配VPIVCI相应带宽交换机中设置相应路谓虚连接指网络VPIVCI信元进行处理该户没信元发送时户占户带宽相应VPVC连接然保持
ATM技术中重特点信元复交换传输程均虚通路（Virtual Channel VC）进行虚通路ATM网络链路端点间种逻辑联系两点端点间传送ATM信元通信通路户户户网络网络网络信息转移虚通道（Virtual Path VP）定参考点具虚通道标识符组虚通路虚通路传输程中组合起构成虚通道二者关系图13ATM网络中户信元VPVC中传送VPVC利VP标识（VPI）VC标识（VCI）区分
物理传媒
VC11
VC12
VC13
VC14
VP11
VP12
图13 物理传媒VPVC关系
ATM连接分虚通道连接虚通路连接图14VP交换设备（通常交叉连接器集中分配器）仅信元VPI进行处理变换功较简单VC交换设备（ATM交换机复接分接器）时VPIVCI进行处理变换
功较复杂VPIVCI局部意义VPIVCI相应
VC
VP
VP
VP
VP
VC
VC
虚通路连接
(VCC)
虚通道连接
(VPC)
户终端
交换节点
户终端
虚通路连接
(VCC)
虚通道连接
(VPC)
VPVC交换
VP交换
图14 ATM连接两种类型
VPVC交换节点处理相VPIVCI值VPVC链路段代表虚连接图15两网络节点（NN1NN2）三户接入网（CPN1CPN2CPN3）组成系统图中出CPN间连续网络节点NN交换时VPIVCI值改变例CPN1CPN3间VPVC连接CPN1时VP5VC11NN1变VP3VC7NN2变VP1VC9显然连接链路VPIVCI
图15 ATM网络选路概念
前面提ATM网络通信时必须进行呼连接建立释放虚通路（VC）呢？ATM网络两标准接口：UNINNIUNI处采两种方法：
①信令方式种方式利UNI信令（ITU－TQ2931）动完成VC连接建立释放VCI分配具体程包括（a）利元信令（MetaSignalling）建立释放户户信令VC元信令VPIVCI带宽预先定(b) 利户信令建立释放户通信VC
②预订方式种方式通网络理设备设定需通信VC（分配VPIVCI带宽）
NNI处建立释放VC两种方法信令方式采NNI信令（No7信令）
根VC建立释放方法分成两种：交换虚通路（Switched Virtual Channel SVC）永久虚通路（Permanent Virtual Channel PVC）SVC户需通信时通终端设备信令建立虚通路SVC类似电话网户线路呼请求网络通信双方建立起相应虚通路进行通信通信完成信令释放SVCSVC户网络资源利率高通信费较低ATM网络中通信方式PVC通网预先建立否业务通终端设备接入PVC直保持直网释放PVC类似电话网中租线路PVC连接户需通信时会通信网络资源够导致通信失败PVC通常特殊户元信令VC必PVC某求租求固定信道带宽户设定PVCPVC户次通信时需呼呼请求操作简便通信质量通信费高充分发挥ATM网络优势应范围较
ATM中户间两种连接方式：点点点点两户进行通信时ATM网络采点点（Point to Point）连接方式户间需通信时采点点（Point to Multipoint）连接方式图16
5
ATM交换
ATM交换
ATM交换
ATM交换
点点
点点
图16 点点方式点点方式较
实现点点方式ATM交换机应具广播（Broadcast）播（Multicast）功广播指户网络中户进行信息传送通信功种方式通常单适电视广播节目传送播指户网络中部分户选择进行信元传递通信功种方式适方交互业务方电视会议等
二ATM分层结构
1B－ISDN参考模型
(1) BISDN户－网络接口（UNI）物理配置模型
B－ISDN UNI物理配置N－ISDN极相似图21B－ISDN分成公网专网两部分ATM网络端点通接口边公ATM交换机接口称作户－网络接口（UNI）ATM坛UNI分公UNI专UNI两种UBTB公UNI参考点SBR专UNI参考点
专ATM
交换机
B－NT2
公ATM
交换模块
B－LTET
物理终端
B－NT1
UB
TB
物理终端
B－NT1
SB
R
ATM端点
B－TE1
B－TE2
ATM端点
B－TE1
B－TE2
专网
公网
专UNI
公UNI
图21 B－ISDN户－网络接口物理配置模型
UB公网带宽户终端B－NT1间接口目前ITU－T接口速率传媒等特性尚具体规定厂商（AT&T富士通等）设备中通常采SDH155Mbits STM－1622Mbitss STM－4作物理传输系统接口标准
TB接口UB样公UNIITU－T定义B－NT1B－NT2间接口标准目前规定五种标准接口速率：1544 Mbits2048 Mbits5184 Mbits155 Mbits622 Mbits采SDHPDH传输系统纯信元形式传输系统
SB接口属专网UNIB－NT2B－NT1宽带适配器间接口常局域网单位部网UNI例方便局域网连接ATM坛规定种基现局域网物理传输系统接口标准25 Mbits51Mbits100Mbits155Mbits接口传输线路非屏蔽双绞线（UTP）屏蔽双绞线（STP）轴电缆光纤
R接口属专UNI前三种接口处：UBTBSB接口户信息信元形式R接口非信元形式终端业务R接口标准根接入终端种类确定例接入
E1业务时R接口遵循G703建议接入Ethernet时遵循IEEE 8023建议
公UNI专UNI区：
①公UNI指公ATM网络户终端设备接口外专网交换机公网间接口公UNI接口专UNI指专ATM网络户终端设备接口
②链路类型专UNI中某链路短距离工作（例100m）显然种链路公UNI中
③址格式公ATM网ITU－TE164址方式专ATM网E164OSIDCCICD址方式
④公UNIITU－T规定专UNIATM坛规定
显然两种UNI间区原UNI公网侧专网侧遵循更严格必须确保专设备失效会引起公网失效
(2) B－ISDN协议参考模型
简单明描述ATM网络功ITU－T定义B－ISDN协议参考模型（B－ISDN Protocol Reference Model BISDN PRM）图22该模型分成三面：户面理面控制面三功层：物理层ATM层ATM适配层
高层
高层
ATM适配层
物理层
图22 协议参考模型
ATM层
理面
层
理
面
理
户需数话音视频等应相关协议业务包括户面控制面包括呼建立维护撤消关功ATM信令功理负责系统关网络
理维护功功细分层理面理两部分层理层部理面理功层间理信息交互理
2ATM物理层技术
(1) 物理层位置功
物理层位B－ISDN协议参考模型底层负责ATM层送逻辑特符号转换成相应物理传输媒介传送信号正确收发物理信号
目前ITU－TATM坛针UNI物理层较详细规定面讨物理层功适公UNI适专UNI
物理层划分物理媒介相关子层（PMD）传输会聚子层（TC）
物理层工作程：物理媒介接口送信号接收端PMD子层通步特恢复成连续特流送入TC子层特流利传输帧恢复功确定传输帧结构然传输帧净荷提取出（传输帧适配）净荷信元组成通信元定界机制保证信元步判定HEC错误正确信元进行速率耦丢弃发送时插入空闲信元效信元作解扰处理送入ATM层
(2) ATM物理层接口类型
ITU－T针UNISBTB参考点规定155520Mbits622080 Mbits两种接口速率SDH帧结构纯信元形式传送采物理媒介时传送距离质量相光纤（单模模）媒介传送距离达公里十公里轴电缆
100～200m提供满意传输屏蔽双绞线（STP）传输距离达100m采622Mbits接口时通常光纤传输称方式称方式（称方式指网络户方622Mbits户网络方面155Mbits）表21中列出目前已物理传输系统接口标准
表21 ATM UNI接口种类
传输系统
接口
数速率(Mbits)
信元吞吐量(Mbits)
传输媒介
范围
制定单位
成帧
SDH
STM1
(STS3c)
STM4
(STS12c)
155520
622080
14976
59904
单模光纤
（SM）
单模光纤
（SM）
广域网
(WAN)
广域网
（WAN)
ITUT
ITUT
结构
PDH
DS1(T1)
E1
DS3(T3)
E3
E4
1544
2048
44736
34368
139264
1536
1920
40704
33984
13624
轴电缆
轴电缆
轴电缆
轴电缆
轴电缆
WANLAN
WANLAN
WAN
WAN
WAN
ANSI
ETSI
ANSI
ETSI
ETSI
注：SM：单模光纤 STP：屏蔽双绞线
MM：模光纤 UTP－3：第三类非屏蔽双绞线
表21中出传输中分成帧结构帧结构两类
具帧结构传输系统包括PDHSDH采时分复技术（TDM）传输数字编码话音PDHSDH系统电信部门某数传送广域网（WAN）中广泛应早期ATM应中现业务ATM业务享设备外ATM中某恒定特率业务助PDHSDH125ms帧定时获身需定时信息显然早期ATM系统建立PDH传输系统SDH系统会成终ATM系统基传输系统
帧结构传输系统指目前组成种LANMAN计算机数业务传送系统SDHPDH方式种接口组信元装入帧结构中进行传输起始信元开始逐传输含时钟关周期性帧定位信号（例周期125ms帧定位信号）
方式分成两种：LANWAN
LAN物理层接口包括：
①256 Mbits接口
②100 Mbits接口FDDI物理媒介接口
③155520 Mbits接口光纤通道（Fibre Channel）接口
④51 Mbits接口种接口LAN
⑤种典型LAN接口外类接口称数交换接口（Data Exchange Interface DXI）类接口称RVX接口指R系列V系列X系列接口中常包括V24(RS232)V35X25RS－422高速串行接口（High Speed Serial Interface HSSI）ATM早期应中会采传输系统资源传送信元形式信息
采种接口简化TC子层功省信元耦传输帧码产生恢复等功较适专UNI
WAN物理层纯信元接口包括：155 Mbits622 Mbits两种ITU－T正着手制定具体规范目前尚实产品问世两种接口然采SDH相线路速率直接采信元形式传输没帧结构开销提高传输系统利率降低系统成具发展前途
3ATM层技术
(1) ATM层位置功
①ATM层处位置
清楚解ATM层网络中位置图23表示出ATM网络分层模型图中出ATM层网络中处第二层物理层利物理层提供传输通道ATM适配层AAL提供服务ATM身未区分户面控制面面信息处理方式致出户设备网络节点具备ATM层功两处ATM层处相位置区户设备中ATM层面时具户面控制面AAL网络节点ATM层仅控制面信令适配SAAL
高层
SAAL
ATM
PHY
CP
高层
高层
AAL
AAL
ATM
PHY
CP
UP
物理链路
物理链路
网络节点
户设备
户设备
高层
高层
AAL
AAL
ATM
PHY
CP
UP
CP：控制面 UP：户面
图23 ATM网络分层模型
②ATM层功
户设备网络节点中ATM层位置完成功区面分讨
户设备ATMN层讲完成核心功ATM层适配形成信息帧加信元头形成够ATM网中传送信元时通分配识信元头中VPIVCI值完成信元复接分接功
网络节点中ATM层完成核心功信元头变换通变换信元头实质完成VP交换VC交换功
4ATM适配层技术
ATM适配层（ATM Adaptation Layer AAL）位ATM层高层间ATM网络中位十分重ATM网络满足宽带业务需求业务种类信息转移方式通信速率通信网设备关保证网络传输透明性灵活恬通AAL完成适配功户业务ATM层隔离特性业务转化相格式信元实现真正ATM功见AAL层ATM网络适应类型业务特殊需设定仅支持户面高层功支持控制面（信令）理面（OAM）高层功ATM网络非ATM网络（64 kbits ISDNCATVLAN电话网等）互通
全面分析类业务特性发现通面三基参数：基源端终端定时关系特率链接模式户业务提供分类户业务通AAL业务接入点（Service Access Point SAP）进入AAL
ITU－TAAL业务分成四类表22示A类业务源端终端存定时关系恒定特率面连接量典型例子ATM传送DS－1E1话音业务时种通ATM网络提供业务称线路仿真（Circuit Emulation）业务外未压缩视频信息B类业务源端终端具定时关系面连接变行变例采压缩算法视听业务C类业务没定时关系特率变面连接例帧中继TCPIP业务D类业务C类业务相似连接高速（兆位）数交换业务（Switched Multimegabit Data Service SMDS）
表22 AAL业务分类
A类
B类
C类
D类
源终端
定时关系
需
需
需
需
特率
恒定
变
变
变
连接模式
面连接
面连接
面连接
连接
AAL功逻辑分成两子层：分段重组子层（Segmentation and Reassembly SAR）会聚子层（Convergence Sublayer CS）图24
原语
AALSAP
CS
原语
A
A
L
SAR
原语
ATM－SAP
图24 AAL分层结构
适配四类（ABCD）户业务ITU－T定义四类ATM适配功
①第类AAL：适配A类业务AAL1功包括户信息分段重组丢失误插信元处理信息达延迟时间处理接收端恢复源端时钟频率
②第二类AAL：适配B类业务支持源端终端具定时关系变特率视听业务AAL2功AAL1相似
③第三四类AAL：适配CD两类业务支持面连接连接数业务信令类AALAAL3AAL4合具变长度户数分段重组误码处理等功
④第五类AAL：适配面连接变特率C类业务ATM信令类似简化AAL34
三ATM交换技术
1ATM交换基原理
现代通信网中广泛交换方式两种：电路交换方式分组交换方式电路交换方式包括传统电路交换速率电路交换快速电路交换等分组交换方式包括帧交换帧中继快速分组交换等图31
综合业务环境业务网络求例话音数业务网络求述两方面首先话音业务求端－端时延必须允许定范围（通常<50ms）数业务容忍定时延时延变化话音敏感次话音业务冗余量错特话音质量会影响数业务求误码率极显然电路交换方式分组交换方式满足综合业务环境求
图31 通信网交换方式分类
ATM交换技术种融合电路交换方式分组交换方式分组交换方式优点形成新型交换技术首先简化分组交换中许通信规程掉误码流量控制消网络节点间传输状态信息采硬件进行交换处理次采类似电路交换呼连接控制方式呼建立时交换机户发送端接收端间建立起虚通路做法提高交换机处理力增加网路吞吐量保证交换实时性减少信元传输处理时延外利固定长度短分组－－信元（Cell）传输信息适应1kbits～百Mbits种业务利统计复技术动态传输交换资源带宽分配具灵活性业务种类复设备交换设备类型关
面详细介绍ATM交换原理
图32 ATM交换原理
ATM交换节点输入输出线路接口单元交换单元控制单元三部分组成图32输入输出线路接口单元完成物理层线路功ATM层功外监视输入输出线路业务量状态进行呼接续次呼时根输入接续路表容通硬件信头VPIVCI值转换成交换单元识路标签（信头翻译）交换单元根输出标签变换表容路标签转换成相应输出VPIVCI路表容呼建立时控制单元根信令理信息设定交换单元根路标签选择交换路径硬件选路完成交换程控制单元根信令控制交换完成定运行维护理功
ATM交换两方面功：空间交换信元条传输线转移条传输线路选择功时间交换信元时隙改换时隙ATM逻辑信道时隙没固定关系逻辑信道身分信头值标识时间交换信头翻译完成例中输入线路1换输出线路10空间交换逻辑信道α变成逻辑信道γ时间交换
2ATM交换缓排队方式分类性
根缓器位置缓站排队方式分成五类
（1）输入缓排队方式
（2）输出缓方式
（3）中央缓方式
（4）输入输出缓方式
（5）重环回缓方式
中输出缓方式中央缓方式吞吐率高排队机时延易实现点点通信缓器利率高等优点成种交换机优选方式然缓器读取速率求较高着VLSI技术进步行处理技术解决问题重点解决复杂缓器读写控制逻辑问题
缓排队方式性较表
吞吐率
缓器利率
时延
控制
规模
存储器读
实现点点
写速度
输入缓
低
（<60％）
较低
时延抖动
仲裁逻辑较复杂
低
困难
输出缓
高
享式较高专式较低
简单
享式专式
享式较高专式较低
容易
中央缓
高
高
复杂
高
较容易
输入输出缓
较高
般
较
较复杂
较
较低
容易
重环回缓
较高
较高
较复杂
较
较低
容易
3ATM交换结构分类
ATM交换单元核心交换结构（Switch Fabric）型交换机交换单元般交换结构互连成型交换机单交换结构组成根
具体交换方式交换结构分时分空分两类见图33
图33 ATM交换结构分类
4ATM交换机组成
ATM交换机功结构包括信元交换单元控制单元定时单元三部分
（1）信元交换单元：线路终端交换接口交换单元三部分组成交换单元前面介绍交换结构组成完成入线出线间信元交换交换接口完成交换单元入口处出口处处理功信头（VPIVCI）转换路标签产生删户业务流量理信元复接分接线路终端负责传发媒介接口适配完成光电变换速率适配等功
（2）控制单元：分板级系统级两级控制功信令处理资源理操作维护控制外设控制等
（3）定时单元：包括定时恢复定时分配两部分功信源提取定时信号产生定时步信号分配定时步信号交换机单元
四ATM网络信令技术
信令技术ATM网络中占重位虚电路连接建立保持释放等阶段控制信令完成ATM网络支持种样业务信令提出通信网更高求ITU_TATM信令发展制订详细计划计划分成三阶段：第阶段提供支持恒定速率峰值速率面连接业务信令协议第二阶段提供变速率面连接业务信令协议第三阶段提供支持媒体分布式业务信令协议针阶段信令力求信令规程分成三力集中力集1信令规范已基完成目前ITU_T正加紧制订力集2信令规范书介绍限力集1范围
1¡¢ 户网络接口信令
（1）呼连接控制规程
ATM网络信令户网络接口次呼请求建立相应虚电路连接（包括VPCVCC）通信程中保持连接释放掉连接处理程
（2）呼连接控制规程处理程举例
规程处理程中消息流程图41表示
图41 呼连接控制规程处理流程
2网络节点接口信令
（1）网络信令
前节中介绍户网络接口信令控制户交换机间虚电路连接果户接台ATM交换机仅利户信令完成间通信程控制更情况户分接
ATM节点交换机样需相应信令功户相接交换机（简称发端交换机）相接交换机（终端交换机）间建立维持释放虚电路连接类信令称ATM网络节点接口信令（简称网络信令）
目前普通程控数字电话网N_ISDN网络信令般七号信令系统ATM网络节点令传送机制采类似体系结构重改变ITU_T建议中称B_ISDN网络信令功模块B_ISDN户部分（BISUP）传送机制称消息传送部分（MTP）BISUP利MTP提供服务BISUPMTP间通服务原语交换信息原语包括MTP_TRANSFERrequestMTPPAUSEindicationMTPRESUMEindicationMTP_STAUTSindication等种
（2）基呼控制规程
连接建立规程：
连接建立程中消息流程图42直观表示
图42 网络信令呼建立程
连接释放程：
户发起连接释放户发起连接释放处理程完全致发端交换机终端交换机执行功调已面户发起释放情况例说明
程中消息流程图43表示
图43 网络信令连接释放程
3ATM信令适配
（1）信令适配SAAL结构
前面分介绍户网络接口网络节点接口ATM信令协议够ATM网中传送信令信息需进行信令适配功种消息形式信令信息转换成ATM网中传送形式信令建立AAL连接完成功信令ATM适配层SAAL
SAAL采第五类ATM适配层规范（AAL5）业务特定会聚子层（SSCS）公部分（CP）组成SSCS包括业务特定协调功（SSCF）业务特定面连接规程（SSCOP）两部分CP公部分会聚子层（CPCS）拆装子层（SAR）两部分组成两部分采建议I363中出AAL5CPCSSAR规程
（2）SSCOP功
SSCOP层信令实体间建议释放AAL连接传送信令信息
（3）SSCF功
SSCF功信令实体SAAL中SSCOP间进行原语转换户网络接口完成B_ISDN户网络信令呼控制第3层规范（Q2931）SSCP间原语转换网络节点接口SSCF进行BISDNNO7信令系统第3功级消息传递部分（MTP－3）规范SSCOP间原语转换
五ATM网络维护理
1ATM网络运行维护理
ATM网络运行前部分介绍项关键技术外网络运行维护理（OAM）功必少功网络运营者提供监视网络运行情况网络进行维护手段电信网络维护理基原理然适ATM网特殊性ATM网套维护理机制网络维护理涉范围广处仅某方面加简单介绍
（1）ATM网络运行维护理功范围
根ITU－T关建议ATM网络维护理功五方面：
性监测：网络维护理功实体连续周期监测网络运行种性指标便时解前网络运行情况
障检测：种网络设备工作情况时检测保证旦出现障立发现
系统保护：旦网络中某设备出现障网络维护理功采取措施整网络隔离免影响整网络正常运行
理信息传送：网络维护理程中获处状态信息需时通知网络中处维护理实体维护理实体发出控制信号时传送受控设备ATM网中理信息传送网络维护理功重方面
障定位：时准确处理障求网络维护理功测试出障设备位置甚定出障设备中分系统中
然ITU－T制订建议中列出五方面OAM功非方面已具备完整规范关OAM功标准正逐步完善中
（2）针ATM网络协议参考模型中物理层ATM层网络OAM功相应分成五等级级分应类OAM信息流五等级分：
虚通路级（Virtual Channel Level）：虚通路连接（VCC）执行OAM功应OAM信息流称F5信息流VCC连接端点连接点间传送
虚通道级（Virtual Path Level）：虚通道连接（VPC）执行OAM功应OAM信息流称F4信息流VPC连接端点连接点间传送
传输通道级（Transmit Path Level）：级OAM功完成传输系统净荷组装拆卸网络设备执行应OAM信息流称F3信息流
数字段级（Digital Section Level）：传输网数字段端点间执行OAM功应OAM信息流称F2信息流
生段级（Regenerator Section Level）：传输网生段端点间执行OAM功应OAM信息流称F1信息流
OAM功分组情况级间关系图51表示
图51 OAM功分组情况
2ATM网络拥塞理
（1）ATM网络拥塞理重性
根ITU－T定义ATM网络拥塞指网络元素（交换机复接器传输设备等）种状态种状态网络保证已建立连接服务质量者接纳新连接请求出现拥塞原两方面：网络中流量强度预测机波动造成网络负荷二网络身现障实电信网需解决网络拥塞理问题解决限网络资源户需求间矛盾满足户服务质量求前题充分利网络资源
ATM网电路交换方式分组交换方式网络相问题显更加突出ATM网络拥塞理重困难说重ATM种异步时分统计型复信息传送方式统计型复提高网络资源利率增强灵活性时避免增加引起网络拥塞风险拥塞理困难表现两方面：方面ATM网中传送类型业务信息综合成数流流量特性十分复杂难控制方面ATM网络传输速率高旦某处发生拥塞时解决拥塞范围迅速扩见ATM网拥塞理重问题
（2）ATM网络拥塞理基思想
ATM网络拥塞理复杂性电路交换网分组交换中采拥塞理方法适电路交换网中拥塞控制基思想资源预分配时拒绝呼请求建立条连接时分配部分条连接独占资源网络资源足时拒绝新呼请求种方法缺陷缺乏灵活性ATM动态分配资源特性相矛盾分组交换网中目前普遍X25协议中窗口流量控制技术控制拥塞基思想通反馈方法限制发送端发出流量种方法控制速度较慢适合高速ATM网络
满足ATM网中拥塞理求ITU－T提出套新拥塞控制机制基思想：引入预防性控制措施出现拥塞采取措施消拥塞通精心理网络资源避免拥塞出现拥塞理功分成两层次第层预防性措施称流量控制（Traffic Control）防止网络出现拥塞采取系列措施包括：网络资源理（NRMNetwork Resoures Management）连接允许控制（CACConection Admission Control）参数控制（UPCUsage Parameter Control）优先级控制等第二层反应性措施称拥塞拥塞强度影响范围持续时间减采取系列措施包括信元选择性丢弃拥塞指示等
ATM网中拥塞控制流量控制拥塞控制功配合完成户网络发出呼请求时需网络提交发送流量特性服务质量求网络时执行连接允许控制CAC功确定网络否足够资源支持新呼请求果支持建立相应虚电路连接户协商允许通条虚电路输入网络流量特性参数户实际输入网络流量特性满足协定特性参数时网络保证服务质量通信程中执行参数控制UPC功监测条虚电路中实际输入网络流量旦发现超越协定参数采取措施加限制功目防止拥塞出现属流量控制范围
ATM网旦检测出现拥塞状况启动拥塞控制功首先选择丢弃掉重程度相低信元缓解拥塞时行拥塞状态信息前反指示措施控制住拥塞时网络进行释放连接重选路
见ATM网流量理机制分成阶段：
(a)呼请求建立连接阶段关键技术连接允许控制
(b)通信程中入网流量监测控制关键技术参数控制
(c)拥塞控制阶段关键技术选择性信元丢弃拥塞指示
（3）ATM网络拥塞理功
①连接允许控制（CAC）
网络收呼请求首先启动CAC功检测前网络资源分配占情况户呼请求中提交流量特性服务质量求确定前供网络资源否满足户求果够满足求建立新连接时保证已连接服务质量网络接纳呼建立相应虚电路否拒绝户请求
CAC功建立连接时完成两方面功：户协商相应虚电路中允许入网流量特性参数供UPC利二相应虚电路分配资源
②入网流量监控
入网流量监控功根处位置分成参数控制（UPC）网络参数控制（NPC）前者位户网络接口者网络接口两者功类似
面介绍UPC功
通信程中户实际输入网络流量特性超越CAC功执行程中确定值种情况需加限制否影响网络服务质量户网络接口设立监测限制机制确保条虚电路中实际入网流量特性参数符合协商值机制UPC功目前UPC中限制措施属超越协商值部分流量信元标记表示部分信元服务质量保证旦网络发生拥塞首先丢弃类信元
③选择性信元丢弃
ATM网中传送信元两种优先级通信元头中CLP位区分CLP＝0表示优先级高CLP＝1表示优先级低网络发生拥塞时首先选择CLP＝1信元丢弃缓解拥塞CLP＝1信元两源户产生说明信元承载信息属低优先级二UPC某CLP＝0信元改成CLP＝1说明信元属超越协定值流量部分实际ATM网拥塞时牺牲掉信元保证高优先级信元传送质量
④拥塞信息指示
选择性信元丢弃网络发生拥塞点进行情况仅仅处采取措施足控制拥塞求整网络协调行动求某处发生拥塞时拥塞信息传递网络部分便采取措施协助拥塞控制拥塞信息指示根方分成前拥塞指示反馈拥塞指示两类
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