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1、现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering 7.1 ATM7.1 ATM基本概念基本概念7.2 ATM7.2 ATM网络协议参考模型网络协议参考模型 7.3 ATM7.3 ATM交换技术交换技术7.4 ATM7.4 ATM网络信令网络信令 第七章第七章 ATMATM交换技术交换技术1现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering7.1ATM的的基本概念基本概念ATM：异步转移模式（异步转移模式（Async
2、hronousTransferMode）是一种采用异步时分复用方式、）是一种采用异步时分复用方式、以固定信元长度为单位、面向连接的信息转移以固定信元长度为单位、面向连接的信息转移（包括复用、传输与交换）模式。（包括复用、传输与交换）模式。7.1.1ATM的含义的含义2现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering2)属于同一用户的信元，并不一定按照固定的时间间隔属于同一用户的信元，并不一定按照固定的时间间隔周期性地出现周期性地出现(即采用统计时分复用，这也是称其为异步即采用统计时分复用，这也是称其为异
3、步传递方式的由来传递方式的由来)。1)定长的信元作为信息传输、复用、交换的基本单位。定长的信元作为信息传输、复用、交换的基本单位。ATM是一种涉及信息复用、交换、传输的技术。它有三是一种涉及信息复用、交换、传输的技术。它有三个基本特征：个基本特征：7.1.2 ATM的基本特征的基本特征3）采用面向连接）采用面向连接的方式工作。的方式工作。3现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering1、信元长度选择考虑的因素：、信元长度选择考虑的因素：1）传输效率传输效率2）时延（包括打包时延、排队时延、时延抖动和
4、相关时延（包括打包时延、排队时延、时延抖动和相关的信元组合恢复时延的信元组合恢复时延）3）实现复杂性实现复杂性2、信元的结构：如图信元的结构：如图7.1所示。所示。7.1.3 ATM的信元结构的信元结构4现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering图图7.1ATM信元的结构信元的结构5现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering7.1.4.ATM的传输复用原理的传输复用原理ATM采用采用异步时分复用：异步
5、时分复用：(又称标记复用又称标记复用统计复用统计复用)，如图，如图7.2所示所示头信道1头信道3头信道5头信道5信倒3头信道1头信道3头信道1头信道1、图图7.2 7.2 ATMATMATMATM的传输复用原理的传输复用原理的传输复用原理的传输复用原理6现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering特点：特点：复复用用基基本本单单位位：信信元元(信信元元头头标标记记出出不不同同用用户户的的信信元元)具具有有同同样样标标记记的的信信元元呈呈现现出出一一种种无无规规则则的的再再现现模模式式。(即即它它不不
6、对对应应某某个个固固定定时时隙隙，也也不不周周期期性性地地出出现现，它它和和时时域域的的位位置置之之间间没没有有任任何何关关系系，信信息息只只按按信信头头的的标标记记来来区分，为此称为标记复用区分，为此称为标记复用)每每路路信信元元的的再再现现频频次次决决定定于于该该路路业业务务所所要要求求的的比比特特率率。(比比特特率率高高的的业业务务信信元元再再现现的的频频繁繁，集集中中；比比特特率率低的业务信元再现的稀疏低的业务信元再现的稀疏)7现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering优点：优点：优点：优
7、点：信信道道利利用用率率高高(各各个个信信元元动动态态占占用用信信道道，只只要要输输入入信信元元流流不不断断，输输出出信信道道就就一一直直被被占占用用。而而不不象象STM，某某一一用用户户独独占占一一信信道道，此此用用户户无无信信息息传传送送，信信道道也也不不可可被被其其它它用用户户使使用用，因因此此，信信道道利利用率很高用率很高)。复用与输入业务流的速率无关。复用与输入业务流的速率无关。适用于任何业务要求：无论业务的特性即速率适用于任何业务要求：无论业务的特性即速率的高低，突发性的大小，服务要求如何，的高低，突发性的大小，服务要求如何，ATM均均按同样的模式处理。按同样的模式处理。8现代交换
8、技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering缺点：缺点：某某一一连连接接的的业业务务流流量量增增加加时时，它它会会占占用用其其它它连连接接的的资资源源，从从而而会会影影响响其其它它连连接接的服务质量。的服务质量。9现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering7.1.5.ATM交换原理交换原理ATM是面向连接的，具有电路交换和分组交换的双是面向连接的，具有电路交换和分组交换的双重性。重性。它需要在通信双方间建立连接
9、，通信结束后再通过它需要在通信双方间建立连接，通信结束后再通过信令来拆除连接信令来拆除连接(具有电路交换特点，但却采用了异步时具有电路交换特点，但却采用了异步时分复用分复用)。ATM的数据传输采用的是固定长的数据分组的数据传输采用的是固定长的数据分组(信元信元)，其中的信头部分包含了用于选路的，其中的信头部分包含了用于选路的VPI/VCI信息信息(具有具有分组交换特点，但在协议及处理上均作了简化分组交换特点，但在协议及处理上均作了简化)。10现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering （一）（一）
10、ATM交换的基本任务交换的基本任务完成虚连接交换完成虚连接交换虚连接虚连接 是通过是通过ATMATM网络在端到端用户之间建立一条速率可网络在端到端用户之间建立一条速率可变的、全双工的、由固定长度的信元流构成的连接。变的、全双工的、由固定长度的信元流构成的连接。虚连接可以在两个层次上建立虚连接可以在两个层次上建立.虚通路虚通路(VC)/虚通道虚通道(VP)11现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic EngineeringVCCVCC：虚通路连接，级联的虚通路连接，级联的VCVC链路组成链路组成虚通路虚通路VC(Virt
11、ualChannel)表示单向传送表示单向传送ATMATM信元的逻辑通路信元的逻辑通路 VCI(VirtualVCI(Virtual Channel Identifier)Channel Identifier)：虚通路标识，标虚通路标识，标识一条具体的识一条具体的VCVC链路。链路。VCVC链路：两个相邻链路：两个相邻ATMATM实体间的一条虚通路。实体间的一条虚通路。12现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic EngineeringVPCVPC：虚通道连接，级联的虚通道连接，级联的VPVP链路组成链路组成虚通道虚通
12、道VP(VirtualPath)一束具有相同端点的束具有相同端点的VC链路构成一条虚通道。链路构成一条虚通道。VPI(VirtualVPI(Virtual Path Identifier)Path Identifier)虚通道标识：标识一虚通道标识：标识一条具体的虚通道链路条具体的虚通道链路VPVP链路：两个相邻链路：两个相邻ATMATM实体间的一条虚通道。实体间的一条虚通道。13现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic EngineeringVC、VP与传输线路与传输线路的关系的关系VPVP是众多具有相同是众多具有相
13、同VPIVPI值的值的VCVC的集合。如图的集合。如图7.37.3所示。所示。图图7.3VC、VP与传输线路与传输线路间的关系间的关系14现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic EngineeringVCC、VPC间的关系间的关系图图7.4VCC、VPC间的关系间的关系15现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic EngineeringVP和和VC的交换的交换虚通道交换虚通道交换 VP可以单独进行交换。可以单独进行交换。VP交换是将一条交换是
14、将一条VP上所有的上所有的VC链路全部转送到另一条链路全部转送到另一条VP上去，而这些上去，而这些VC链路的链路的VCI值值都不会改变。都不会改变。VP交换也称为交叉连接，因此这类交换也称为交叉连接，因此这类ATM交换机也称为交换机也称为交叉连接设备。交叉连接设备。交叉连接设备的一个特点是不具有信令功能。它的控制交叉连接设备的一个特点是不具有信令功能。它的控制是由网络管理来完成，这种设备主要用于主干线上。是由网络管理来完成，这种设备主要用于主干线上。16现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering
15、虚通路交换虚通路交换VC交换要和交换要和VP交换同时进行。其交交换同时进行。其交换设备称为换设备称为ATMATM交换机，具有信令功能。交换机，具有信令功能。VP/VC交换的示意图如图交换的示意图如图7.5所示。所示。17现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering图图7.5VC/VP交换的具体示例交换的具体示例(a)VP交换过程；交换过程；(b)VC交换过程交换过程18现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Enginee
16、ring虚连接的建立虚连接的建立虚通路连接虚通路连接VCC(Virtual Channel Connection)VCC(Virtual Channel Connection)虚通道连接虚通道连接VPC(Virtual Path Connection)VPC(Virtual Path Connection)VCC/VPC有三种：永久有三种：永久VCC/VPC、半永久半永久VCC/VPC和交换和交换VCC/VPC；19现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering交换交换VCC(VPC)VCC(VPC)
17、通过信令建立连接，属于控制面的连接；通过信令建立连接，属于控制面的连接；永久永久VCC(VPC)VCC(VPC)、半永久半永久VCC(VPC)VCC(VPC)因为没有通过信令建立因为没有通过信令建立连接，所以属于管理面的连接。连接，所以属于管理面的连接。交换机为每一个呼叫分配一个交换机为每一个呼叫分配一个VPI/VCIVPI/VCI，每个每个VPI/VCIVPI/VCI只只具有局部意义，每个节点在读取具有局部意义，每个节点在读取VPI/VCIVPI/VCI后，根据本地的后，根据本地的转发表，查找对应的输出转发表，查找对应的输出VPI/VCIVPI/VCI，进行交换并改变进行交换并改变VPI/VCIVPI/VCI的值。的值。20现代交换技术电 气 与 电 子 工 程 学 院School of Electrical and Electronic Engineering（二）（二）ATM交换原理交换原理图图7.6ATM交换原理交换原理21