第5章 ATM交换技术要点
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VCI = 6
VPI = 1 VPI = 2
传输通道
传输通道被划分为2个虚通道与5个虚信道
对ATM的逻辑信道采用两级管理模式（VP、VC），是为 了满足ATM的不同应用需求。
通过VPI/VCI可唯一的标识一个逻辑子信道，即一个通信 信道。很明显在每段传输通道上，VPI的值是唯一的，以 区别不同的虚通道；在虚通道上，VCI的值是唯一的，以 区别不同的虚信道，不同虚通道上的VCI的值可相同。 VPI和VCI只在其相应的每段传输通道上有意义，不具有 端到端的含义，这就意味着，不同传输通道上的VPI和 VCI的值可以相同。（局部意义）
所有交换节点不检错，以提高网络信息转移速度。
ATM基本原理
➢ ATM技术以分组传送模式为基础并融合了电路传送模 式的优点发展而来，兼具分组传送模式和电路传送模 式的优点。
➢ ATM主要有以下5个特点： ① 采用了固定长度的信元并简化了信头功能； ② 采用了异步时分复用方式（统计复用）； ③ 采用了面向连接的工作方式（虚电路）； ④ 取消逐段链路的差错控制和流量控制； ⑤ ATM信元头部功能降低。
ATM的特点
1. 面向连接的工作方式
为了保证业务质量，降低信元丢失率，ATM以 面向连接的方式工作，即终端在传递信息之前， 先提出呼叫请求，网络根据现有的资源情况及 用户的要求（峰值比特率、平均比特率、信元 丢失率、信元的时延和时延的变化等），决定 是否接受这个呼叫请求。如果网络接受这个呼 叫请求，则保留必要的资源（分配VPI/VCI和 相应的带宽，并在交换机中设置相应的路由， 建立虚电路（虚连接））。
优点：网络利用率高；效率高等 缺点：服务质量得不到保证，实时性不好等
ATM方案：
异步转移模式(ATM) 的方案，既要具有电路交换那样 控制简单、实时性好的特点，服务质量高，又要具有 分组交换的统计复用那样资源利用率高的特点。即：
采用分组统计复用方式，以适应各类信息传送的需 要；
采用固定长度分组，使交换能按照类似于电路模式 进行，保障业务服务质量；
1、传输通道上的虚通道与虚信道
在ATM网络中，传输通道存在于两个ATM交换机之间 或ATM交换机与ATM终端设备之间。在ATM中，我们 使用虚通道与虚信道的概念，可以把一条ATM传输通 道（也常常叫做通信线路）分割成若干个逻辑子信道。
例如在ATM的一条传输通道上，我们正在同时进行着5 个通信，其中包括向北京方向的3个通信与向广州方向 的2个通信，这5个通信分别占用了该传输通道上不同 的逻辑子信道。向北京方向的3个通信有两个是数据通 信，一个是电话通信，向广州方向的2个通信一个是视 频通信，一个是电话通信。
电路交换的特点：
主要用来交换64kb/s的数字化语音信号，采用PCM 同步时分复用，以时隙为基础实现面向连接的电路 交换。
优点：服务质量高；透明传输；可靠性高等等 缺点：电路利用率不高，效率不高等
分组交换的特点：
其工作模式是将信息分成若干段，装配成有源目的地址、 控制码、校验码及包封的分组，并以分组为单元进行交换 和统计复用传送。
4. 信头的功能被简化
由于不需要逐段的差错控制和流量控制等， ATM信元的信头功能十分简单。所以信头处理 速度很快，处理时延很小。
5. ATM 采用固定长度的信元，信息段的长度较 小
为了降低交换节点内部缓冲区的容量，减小信 息在缓冲区内排队时延，与分组交换相比， ATM信元的长度较小，有利于实时业务的传输。
于是我们可以用VPI = 1表示向北京方向的通信，VPI = 2表示向广州方向的通信，同时向北京方向的3个通 信分别用VCI = 4、5、6来标识，向广州方向的两个通 信分别用VCI = 5、6来区分。
这样在这条传输通道上就共有5种不同的信道标记VPI/VCI 来标识5个逻辑子信道，进而表示5个通信。如下图所示。 这样，我们可以认为，在这条传输通道中所有VPI = 1的信 元属于同一个子信道，所有VPI = 2的信元属于另一个子信 道。
我们把这两个子信道叫做虚通道（VP--Virtual Path），并 认为ATM信元头中的VPI就是区别不同虚通道的标识。同 样每条虚通道又可以进一步划分为子信道，我们称之为虚 信道（VC--Virtual Channel），并且ATM信元头中的VCI 就是区别不同虚信道的标识。
VCI = 4 VCI = 5 VCI = 6 VCI = 5
ATM网络组成
公共电话
LAN
PBX
d i gi tal
用户驻地 专用UNI ATM交换机
公用ATM交换机
公共UNI
Fra Baidu bibliotek
专用UNI
622Mbit/s
NNI NNI
专用UNI
家用电话
工作站
ATM网络
d ig i tal
PBX
公共UNI 155Mbit/s
NNI
公共UNI
NNI
155Mbit/s
公用ATM交换机
第5章 ATM交换
异步传送模式（ATM—Asynchronous Transfer Mode）是宽带综合业务数字网 （B-ISDN）用于传输、复用和交换的技 术，是B-ISDN网络的核心技术。
5.1概述--ATM技术的产生
ATM交换产生的原因主要是由于电路交换和分组交 换他们分别具有截然不同的优点和缺点，人们就想到， 需要找到一种两全的办法，就是找到一种方法兼有这两 者的优点，那么电路交换和分组交换的具有哪些优缺点 呢？
2. ATM采用异步时分复用
优点：ATM具有很大的灵活性，网络资源得以 最大限度的利用；ATM网络可以适用于任何业 务，不论其特性如何，网络都按照同样的模式 处理，真正做到了完全的业务综合。
3. ATM网中没有逐段连接的差错控制和流量控制
由于ATM的所有线路均使用光纤，而光纤传输 的可靠性很高，一般误码率低于10-8，没有必 要逐段链路进行差错控制。此外，网络中适当 的资源分配和队列容量设计将会使导致信元丢 失的队列溢出得到控制，所以也没必要逐段链 路进行流量控制。为了简化网络的控制，ATM 讲差错控制和流量控制均交给终端完成。
视频
ATM网络组成
节点和链路
端点
发送或接收信元的源站和目的站
中继节点
网络接口
用户网络接口（UNI） 网络节点接口（NNI）
几个重要的概念
同步时分复用(STDM) 异步时分复用(ATDM) 虚信道VC 虚通路VP 虚连接
ATM采用面向连接的通信方式，即在传送信息之前要 建立源到目的之间的连接，在ATM中这种连接是逻辑 的连接，也叫虚连接。
VPI = 1 VPI = 2
传输通道
传输通道被划分为2个虚通道与5个虚信道
对ATM的逻辑信道采用两级管理模式（VP、VC），是为 了满足ATM的不同应用需求。
通过VPI/VCI可唯一的标识一个逻辑子信道，即一个通信 信道。很明显在每段传输通道上，VPI的值是唯一的，以 区别不同的虚通道；在虚通道上，VCI的值是唯一的，以 区别不同的虚信道，不同虚通道上的VCI的值可相同。 VPI和VCI只在其相应的每段传输通道上有意义，不具有 端到端的含义，这就意味着，不同传输通道上的VPI和 VCI的值可以相同。（局部意义）
所有交换节点不检错，以提高网络信息转移速度。
ATM基本原理
➢ ATM技术以分组传送模式为基础并融合了电路传送模 式的优点发展而来，兼具分组传送模式和电路传送模 式的优点。
➢ ATM主要有以下5个特点： ① 采用了固定长度的信元并简化了信头功能； ② 采用了异步时分复用方式（统计复用）； ③ 采用了面向连接的工作方式（虚电路）； ④ 取消逐段链路的差错控制和流量控制； ⑤ ATM信元头部功能降低。
ATM的特点
1. 面向连接的工作方式
为了保证业务质量，降低信元丢失率，ATM以 面向连接的方式工作，即终端在传递信息之前， 先提出呼叫请求，网络根据现有的资源情况及 用户的要求（峰值比特率、平均比特率、信元 丢失率、信元的时延和时延的变化等），决定 是否接受这个呼叫请求。如果网络接受这个呼 叫请求，则保留必要的资源（分配VPI/VCI和 相应的带宽，并在交换机中设置相应的路由， 建立虚电路（虚连接））。
优点：网络利用率高；效率高等 缺点：服务质量得不到保证，实时性不好等
ATM方案：
异步转移模式(ATM) 的方案，既要具有电路交换那样 控制简单、实时性好的特点，服务质量高，又要具有 分组交换的统计复用那样资源利用率高的特点。即：
采用分组统计复用方式，以适应各类信息传送的需 要；
采用固定长度分组，使交换能按照类似于电路模式 进行，保障业务服务质量；
1、传输通道上的虚通道与虚信道
在ATM网络中，传输通道存在于两个ATM交换机之间 或ATM交换机与ATM终端设备之间。在ATM中，我们 使用虚通道与虚信道的概念，可以把一条ATM传输通 道（也常常叫做通信线路）分割成若干个逻辑子信道。
例如在ATM的一条传输通道上，我们正在同时进行着5 个通信，其中包括向北京方向的3个通信与向广州方向 的2个通信，这5个通信分别占用了该传输通道上不同 的逻辑子信道。向北京方向的3个通信有两个是数据通 信，一个是电话通信，向广州方向的2个通信一个是视 频通信，一个是电话通信。
电路交换的特点：
主要用来交换64kb/s的数字化语音信号，采用PCM 同步时分复用，以时隙为基础实现面向连接的电路 交换。
优点：服务质量高；透明传输；可靠性高等等 缺点：电路利用率不高，效率不高等
分组交换的特点：
其工作模式是将信息分成若干段，装配成有源目的地址、 控制码、校验码及包封的分组，并以分组为单元进行交换 和统计复用传送。
4. 信头的功能被简化
由于不需要逐段的差错控制和流量控制等， ATM信元的信头功能十分简单。所以信头处理 速度很快，处理时延很小。
5. ATM 采用固定长度的信元，信息段的长度较 小
为了降低交换节点内部缓冲区的容量，减小信 息在缓冲区内排队时延，与分组交换相比， ATM信元的长度较小，有利于实时业务的传输。
于是我们可以用VPI = 1表示向北京方向的通信，VPI = 2表示向广州方向的通信，同时向北京方向的3个通 信分别用VCI = 4、5、6来标识，向广州方向的两个通 信分别用VCI = 5、6来区分。
这样在这条传输通道上就共有5种不同的信道标记VPI/VCI 来标识5个逻辑子信道，进而表示5个通信。如下图所示。 这样，我们可以认为，在这条传输通道中所有VPI = 1的信 元属于同一个子信道，所有VPI = 2的信元属于另一个子信 道。
我们把这两个子信道叫做虚通道（VP--Virtual Path），并 认为ATM信元头中的VPI就是区别不同虚通道的标识。同 样每条虚通道又可以进一步划分为子信道，我们称之为虚 信道（VC--Virtual Channel），并且ATM信元头中的VCI 就是区别不同虚信道的标识。
VCI = 4 VCI = 5 VCI = 6 VCI = 5
ATM网络组成
公共电话
LAN
PBX
d i gi tal
用户驻地 专用UNI ATM交换机
公用ATM交换机
公共UNI
Fra Baidu bibliotek
专用UNI
622Mbit/s
NNI NNI
专用UNI
家用电话
工作站
ATM网络
d ig i tal
PBX
公共UNI 155Mbit/s
NNI
公共UNI
NNI
155Mbit/s
公用ATM交换机
第5章 ATM交换
异步传送模式（ATM—Asynchronous Transfer Mode）是宽带综合业务数字网 （B-ISDN）用于传输、复用和交换的技 术，是B-ISDN网络的核心技术。
5.1概述--ATM技术的产生
ATM交换产生的原因主要是由于电路交换和分组交 换他们分别具有截然不同的优点和缺点，人们就想到， 需要找到一种两全的办法，就是找到一种方法兼有这两 者的优点，那么电路交换和分组交换的具有哪些优缺点 呢？
2. ATM采用异步时分复用
优点：ATM具有很大的灵活性，网络资源得以 最大限度的利用；ATM网络可以适用于任何业 务，不论其特性如何，网络都按照同样的模式 处理，真正做到了完全的业务综合。
3. ATM网中没有逐段连接的差错控制和流量控制
由于ATM的所有线路均使用光纤，而光纤传输 的可靠性很高，一般误码率低于10-8，没有必 要逐段链路进行差错控制。此外，网络中适当 的资源分配和队列容量设计将会使导致信元丢 失的队列溢出得到控制，所以也没必要逐段链 路进行流量控制。为了简化网络的控制，ATM 讲差错控制和流量控制均交给终端完成。
视频
ATM网络组成
节点和链路
端点
发送或接收信元的源站和目的站
中继节点
网络接口
用户网络接口（UNI） 网络节点接口（NNI）
几个重要的概念
同步时分复用(STDM) 异步时分复用(ATDM) 虚信道VC 虚通路VP 虚连接
ATM采用面向连接的通信方式，即在传送信息之前要 建立源到目的之间的连接，在ATM中这种连接是逻辑 的连接，也叫虚连接。