电路交换技术与ATM交换技术的对比分析

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ATM交换技术

ATM交换技术ATM交换技术英⽂名称；Asynchronous Transmission Mode(ATM) Switching Technol ogy检索词：ATM;传输;交换;通信;军事技术类别：信息系统技术;信息传输;⽹络与交换;[定义]异步传送模式(ATM)交换技术是⼀种包含传输、组⽹和交换等技术内容的新颖的⾼速通信技术。

它是由产业界、⽤户团体、研究机构和标准化组织开发和定义的。

它被设计成满⾜下⼀代通信技术要求，如⽀持带宽资源的有效利⽤，有利于有各种类型的⽹络互连以及能够提供各种先进的通信业务。

它被看作是先进和有效的军⽤和民⽤通信的先进通信技术。

特点: 从技术上看，ATM是从快速分组交换技术演变⽽来的，⽤于信息传输的基本的ATM数据单元是ATM信元。

这种ATM信元的长度是固定的，并由53个8位字节组成，其中包括5个8位字节的头标字段和48个8位字节的信息有效载荷字段。

⼀个ATM信元的总的结构⽰于图1 。

ATM具有分组交换和电路交换的特征，并包含传输、组⽹、多路复⽤和交换技术。

它与其他技术相⽐，如X.25帧中继交换或帧中继能够更有效地满⾜通信需求。

┌───────┬──────────┐│头标字段│信息(有效载荷)字段││(5个8位字节) │(48个8位字节) │└───────┴──────────┘图1 ⼀个ATM信元类属结构[相关技术]⽹络技术;交换技术;分组交换技术;传输技术;数字技术[技术难点]ATM以固定信元长度传送所有的信息,技术复杂,实现起来代价⾼。

在军事应⽤中,特别是在移动通信中如何使误码率达到标准要求难度较⼤。

此外,ATM技术在发展过程中还将遇到IP技术的挑战。

[国外概况]1.ATM的起源和发展ATM的概念起源于1983年美国贝尔实验室技术⼈员提出的快速分组交换和1984 年法国电信提出的异步时分交换的设计思想。

快速分组交换采⽤硬件交换进⾏路由选择, 采⽤固定分组长度,简化差错控制规程,从⽽使接⼊速率可以达每秒百兆⽐特以上, 分组传输和处理时延可以达到微秒级,并实现实时分组交换。

ATM(传输模式)

ATMATM (Asynchronous Transfer Mode)是异步传输模式，是国际电信联盟ITU-T制定的标准。

实际上在20世纪80年代中期，人们就已经开始进行快速分组交换的实验，建立了多种命名不相同的模型，欧洲重在图像通信，把相应的技术称为异步时分复用(ATD)；美国重在高速数据通信，把相应的技术称为快速分组交换(FPS)；国际电联经过协调研究，于1988年正式命名为Asynchronous Transfer Mode (A TM)技术，推荐其为宽带综合业务数据网B-ISDN的信息传输模式。

数据通信传输方式：●基带传输与频带传输●并行传输与串行传输●异步传输与同步传输●单工、半双工与双工传输1、基带传输基带传输就是将DTE经过码型变换、电平转换等必要处理后直接在信道上传输，常用于短距离的数据传输系统中。

2、频带传输频带传输是在数据传输之前首先经过调制器，将基带信号变换成频带信号，然后在信道中传输。

3. 并行传输并行传输是指将数据符号编码后，在两条以上的并行信道上同时传输，一般一次传输一个字符；如：采用8单位代码组成的字符时，可以用8条信道并行传输。

特点：（1）优点：对于每次只传输一个字符，因此它不需要额外的措施来实现收发双方的字符同步；（2）缺点：必须有多条并行信道，成本比较高，不适宜远距离传输。

适用场合：计算机等设备内部或两个设备之间距离比较近时的外线上采用，如计算机到打印机之间的数据传输。

4. 串行传输串行传输是指将数据编码按位或按码元依次在一条信道上传输。

特点：（1）优点：只需要一条传输信道，花费的成本低，易于实现（2）缺点：是要采取措施实现字符同步。

适用场合：是目前外线上主要采用的一种传输方式，通常用于远距离通信。

5.异步传输所谓异步传输是指只要DTE有数据需要发送，就可以在任何时刻向信道发送信号，而接收方通过检测信道上的电平变化与否就能自主判断何时接收数据。

异步传输方式一般以字符为单位传输，每个字符的起始时刻可以是任意的。

现代计算机网络原理ATM交换技术

• 参考书目1 • 参考书目2 • 参考文章1 • 参考文章2
3
基于异步传输
ATM交换技术以异步方式传输数据，使得不同类型的数据可以在同一个网络上进行传输。
ATM交换技术的特点和优势
高速传输
ATM交换技术能够以高速率传输数据，满足多媒体应用对带宽和实时性的要求。
多路复用
ATM交换技术可以同时传输不同类型的数据，提供灵活多样的应用支持。
可靠性和可伸缩性
ATM交换技术具有良好的可靠性和可伸缩性，可以适应不同规模的网络和流量需求。
2 ATM交换技术的背景
ATM交换技术的发展源于对传统电路交换技术的限制和需求的变化，它可以更好地满足多媒体数据传输的需求。
ATM交换技术的工作原理
1
虚电路交换
ATM交换技术使用虚电路交换模式，通过建立虚电路来实现数据传输。
2
分组交换
数据被分成固定长度的小组（称为ATM单元）进行交换，提供高效的数据传输。
现代计算机网络原理ATM 交换技术
在现代计算机网络原理中，ATM交换技术起着重要作用。本节将介绍ATM交换技术的定义、背景和工作原理，并探讨它在网络通信中的特点、优势以及应用领域。同时，还将展望ATM交换技术的未来发展趋势。
ATM交换技术的定义和背景
1 什么是ATM交换技术？
ATM（Asynchro no us Transfer Mo d e）交换技术是一种高速、多路复用的数据传输技术，应用于计算机网络中。
教育行业
ATM交换技术在教育领域中支持远程学习和在线教育。
ATM交换技术的未来发展趋势
1
更高带宽和更低延迟
随着技术的进步，ATM交换技术将
网络与云服务融合

电路交换技术与ATM交换技术的对比分析

电路交换技术与ATM交换技术的对比分析摘要：随着近几年通信事业的发展，交换技术也在蓬勃发展，如今使用最广泛的两种交换技术是电路交换和分组交换。

电路交换技术主要适用于电话，分组交换技术主要适用于数据业务。

对于ATM采用的是ATM交换方式，它是一种新的交换方式，其信元中承载的是带宽综合业务，即其既有电话业务，又有数据业务，还有其他业务。

关键词：电路交换技术 ATM交换技术通信Abstract: In recent years with the development of communication, exchange technology is booming, and now the most is widely used two switching which are circuit switching and packet switching. Circuit switching technology is mainly applied to the telephone, packet switching technology is mainly applied to data service. The ATM uses is ATM exchange mode, it is a new switching mode, its cell is the bearer of bandwidth integrated services,that is to say it has the existing telephone service, and data services, and also other business.引言：随着通信事业的发展，我们进入了一个全新的信息时代，交换设备室人类信息交互中的主要措施，在相互通信中起着立交桥的作用，交换技术的发展总是依赖于人类的信息需求、传送信息的格式和技术，以及控制技术的发展而螺旋型发展。

X.25、HDLC、ATM、FR_的比较

PPP是面向字节的一种点对点串行通信协议。PPP具有处理错误检测、支持多个协议
为同时使用的用户提供任意点对任意点的连接
只支持点到点链路，不支持点到多点
支持全双工通信
帧中继使用了统计复用技术，是点对多点的通信服务
AAL分为会聚子层（CS）和拆装子层（SAR）。AAL有4种协议类型：AAL1、AAL2、AAL3/AAL4和AAL5分别支持各种AAL业务类型。
光纤作为传输介质
特性
FDDI
802.5
SDH
FR
X.25
介质类型
光纤
屏蔽双绞线
适用光纤、微波和卫星传输
光纤
数据速率
100Mbps
4Mbps
STM-1对应OC-3 155Mb/s等
56Kbps到1.544Mbps
可Байду номын сангаас性措施
可靠性规范
无可靠性规范
误码率极低，没有使用差错校验
虚电路
分插复用器（ADM）、数字交叉连接（DXC）、网络的自愈功能和重组
ATM网络由相互连接的ATM交换机构成，存在交换机与终端、交换机与交换机之间的两种连接。交换机支持两类接口：用户与网络的接口UNI（通用网络接口）和网络节点间的接口NNI。ATM网络中引入了两个重要概念：VP（虚通道）和VC（虚通路），它们用来描述ATM信元单向传输的路由。一条物理链路可以复用多条虚通道，每条虚通道又可以复用多条虚通路，并用相同的标识符来标识，即VPI和VCI。VPI和VCI独立编号，VPI和VCI一起才能唯一地标识一条虚通路
X.25
HDLC
FR（帧中继）
ATM异步传输模式
PPP
面向连接的公共数据网络；
HDLC是面向位的

现代交换原理第7章ATM交换技术

7.2.4 ATM协议参考模型
物理层
ATM层
ATM适配层(AAL)
高层
用户面
高层
控制面
管理面
面管理
层管理
7.2.4 ATM协议参考模型
B-ISDN协议参考模型由3个平面组成用户面（User Plane）：负责用户信息的传送，采用分层结构。控制面（Control Plane）：提供呼叫和连接的控制功能，主要涉及信令功能，也采用分层结构。管理面（Management Plane）：提供面管理与层管理两种管理功能。面管理实现与整个系统有关的管理功能，并完成各个面之间的协调功能；层管理实现网络资源与协议参数的管理，并处理各层中的操作与维护（OAM）信息流，面管理不分层，层管理是分层的。
7.1 ATM与B-ISDN的产生与发展
研究热点
ATM交换结构 ATM网的业务流控制话音通过ATM（VOA） IP与ATM的融合 ATM与智能网（IN）的结合光ATM交换
7.2 ATM基本原理
ATM特点：
01
添加标题
采用了固定长度的信元，并简化了信元头功能
02
添加标题
采用了异步时分复用方式
VPI
VPI
VCI
VCI
VCI
PT
HEC
CLP
1 2 3 4 5
字节
(1) UNI的信头结构 GFC（Generic Flow Control）：一般流量控制字段，4bit，用于接入流量控制。
7.2.1 ATM信元及其结构
7.2.1 ATM信元及其结构
VPI/VCI：选路信息，唯一标识一个逻辑子信道。 VPI（Virtual Path Identifier）：虚通道标志，8bit，可标识256条虚通道。 VCI（Virtual Channel Identifier）：虚信道标志，16bit，可标识65536条虚信道。 PT（Payload Type）：净荷类型，3bit，表示信息段传送的信息类型 CLP（Cell Loss Priority）：信元丢弃优先权，1bit，CLP=0，表示高优先级；CLP=1,表示低优先级，若遇到拥塞要丢弃信元时，CLP=1的信元将首先丢弃。 HEC（Head Error Control）：信头差错控制，8bit，检验信头是否出错，不检测信息段。

ATM交换机与以太网交换机

ATM交换机ATM交换机是用于ATM网络的交换机产品。

但由于ATM网络独特的技术特性，现在还只广泛用于电信、邮政网的主干网段。

相对于物美价廉的以太网交换机而言，ATM交换机的价格实是很高的，所以也就在普通局域网中见不到它的踪迹。

概述ATM交换机技术，目前只广泛用于电信、邮政网的主干网段，因此其交换机产品在市场上很少看到。

如我们在下面将要讲的ADSL宽带接入方式中如果采用PPPoA协议的话，在局端（NSP端）就需要配置A TM交换机，有线电视的Cable Modem互联网接入法在局端也采用ATM交换机。

它的传输介质一般采用光纤，接口类型同样一般有两种：以太网RJ－45接口和光纤接口，这两种接口适合与不同类型的网络互联。

ATM基本排队原理ATM交换有两条根本点：信元交换和各虚连接间的统计复用。

信元交换即将ATM信元通过各种形式的交换媒体，从一个VP/VC交换到另一个VP/VC上。

统计复用表现在各虚连接的信元竞争传送信元的交换介质等交换资源，为解决信元对这些资源的竞争，必须对信元进行排队，在时间上将各信元分开，借用电路交换的思想，可以认为统计复用在交换中体现为时分交换，并通过排队机制实现。

排队机制是ATM交换中一个极为重要的内容，队列的溢出会引起信元丢失，信元排队是交换时延和时延抖动的主要原因，因此排队机制对ATM交换机性能有着决定性的影响。

基本排队机制有三种：输入排队、输出排队和中央排队。

这三种方式各有缺点，如输入排队有信头阻塞，交换机的负荷达不到60%；输出排队存储器利用率低，平均队长要求长，而中央排队存储器速率要求高、存储器管理复杂。

同时，三种方式有各有优点，输入队列对存储器速率要求低，中央排队效率高，输出队列则处于两者之间，所以在实际应用中并没有直接利用这三种方式，而是加以综合，采取了一些改进的措施。

改进的方法主要有：减少输入排队的队头阻塞；采用带反压控制的输入输出排队方式；带环回机制的排队方式；共享输出排队方式；在一条输出线上设置多个输出子队列，这些输出子队列在逻辑上作为一个单一的输出队列来操作。

第七章ATM交换技术

• 3、带宽高
ATM信头功能有限，网络节点处理十分简单，提高了速度。
• 4、交换方式灵活
信元的长度小，可以用硬件和软件实现交换。
• 5、信元在网络中传送速度高
各节点只对信元的头部进行处理，信息字段保持不变。
ATM兼具电路和分组传送方式的优点（1）ATM可以看作是电路传送方式的改进。
• ①电路传送方式中，时间划分为时隙，一个时隙传送一个用户数据，按数据在时间位置进行区分。
物理层向上与ATM层交互信元，向下必须适配不同的传输系统。
1．物理介质子层提供的物理接口 ITU-T和“ATM论坛”将物理接口分为三类，即基于SDH、
基于信元和基于PDH的接口。下面进行简要介绍。（1） ITU-T制定的接口标准 ITU-T建议书I.432定义了两个基于光纤同步数字系列(SDH)
这种小而固定长度的数据单元减少了组装、拆卸信元及信元在网络中排除等待的时延，确保更快、更简单的进行交换和多路复用，从而支持高速的传输速率。
1 8
信元结构：定长，53个字节的信息段
从第
字节
位内
开发
始送
顺
序
二、ATM信元的信头格式 ATM信元在网络中的功能是由信头来实现的。网络中的各
个节点根据信头来识别信元是属于哪一个连接。
数据通信具有一定的突发性（传输速率不恒定），因而电路交换不适合数据业务传送的要求。虽然在技术上可以实现电路交换的多速率、高速度的信息传送，但是信息的处理和控制复杂，硬件设备成本很高。
• （2）分组交换技术
• 在分组交换通信网中，信息的传递以存储/转发的方式进行，采用统计复用方法提高带宽的利用率，另一方面为了保证数据传递的可靠性，在数据链路层采用逐段转发、差错校正的控制措施。

SDH、PTN、OTN对比总结

TDM准确的说它定义传统SDH（PDH）帧结构的业务，包括不限于语音，关键是他的帧结构是时分的。

ATM业务目前基本用的比较少，国内目前主要用于银行业务，欧洲还有很多3G 无线基站应用ATM业务回传，“对应有QOS的数据”这句话总结的好，当然还包括语音在内的所有业务。

以太网是二层交换技术，无QOS这句话说太绝对，电信级以太已经不是什么新技术了，现在所有的通信技术如果没有QOS，运营商是不会用的。

你家的ADSL都是有QOS的，只是你是最低级。

MPLS:多协议标签交换，通俗的讲究是通过一个叫lable的东西来做交换转发，这个lable里面可以承载多种协议payload，可以理解成一个是应用多个协议的统一转发平面。

MPLS中数据传输发生在标签交换路径（LSP）上，LSP是每一个沿着从源端到终端的路径上的节点的标签序列，主要设计来解决网路问题，如网路速度、可扩展性、服务质量管理以及流量工程。

MPLS是为了提高转发速度提出的，与传统IP路由相比，它在数据转发时，只在网络边缘分析IP报文头，而不用在每一条都分析报文头，从而节约了处理时间。

PTN最简单的方程式为：PTN=MPLS-IP+OAM。

其中“-IP”可以简单的看做是“对MPLS的简化”，去掉我们不需要的东西（例如复杂的各种握手协议等）。

从字面上解释，PTN叫做packet translate network（包传送网），而SDH叫做同步数字体系。

从传输单元上看，PTN传送的最小单元是IP报文，而SDH传输的是时隙，最小单元是E1即2M电路。

PTN的报文大小有弹性，而SDH的电路带宽是固定的。

这就是PTN与SDH承载性能的最本质区别。

从协议上看，PTN遵循的叫做TMPLS，即经过改进的MPLS（多协议标签交换），即TMPLS=MPLS-IP+OAM。

从业务管理能力看，PTN通过硬件收发管理报文来实现对信道的监控和管理，而SDH通过开销字节实现系统的OAM。

第5章 ATM交换技术

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；所有交换节点不检错，以提高网络信息转移速度。
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。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

路，同样我们将串接起来形成VCC的每段逻辑子信道叫做
VC链路。正如前面所介绍的那样，用VPI来标识每段传输通道上的VP链路，用VCI来标识每段传输通道上的VC链路。

如图所示，每段VC链路都有各自的VCI，VCIx 、VCIy 和VCIz所表示的三段VC链路构成了一个VCC，VCC上任何一个特定的VCI都没有端到端的意义。VPIi 、VPIj 和VPIk所表示的三段VP链路构成了一个VPC。 VCC端点（VCC Endpoint）是VCC的起点和终点，是 ATM 层及其上层交换信元净荷的地方，也就是信息产生的源点和被传送的目的点。VPC端点（VPC endpoint）是VPC的起点和终点，是VCI产生，变换或终止的地方。VCC与VPC的关系如图7.5所示。

四种交换技术概述

四种交换技术概述一、电路交换技术电路交换技术是一种传输数据的方式，该方式在通信开始时为数据建立一条专用通路。

这意味着，当一方开始通信时，他会与对方直接建立连接，并在通信期间独占这些接线。

这是因为通信双方必须将数据发送到彼此的特定端口上，这些文件专用线路可确保快速传输，并使传输过程可靠，避免丢失和错误。

电路交换技术是通信行业最早和最常见的技术之一。

早期的电话交换是电路交换的典型例子。

电路交换技术具有很高的传输可靠性，但它的缺陷在于，当通信量增加时，系统的成本和管理复杂性也随之增加，因为每条电路都是专用的，需要独立进行配置和管理。

二、报文交换技术报文交换技术向共享传输通道发送数据并在通道上分配位置，以便多个用户可以同时共享通道。

发送方将数据发送到通道中的一些位置，接收方则从通道中的相同位置接收数据。

报文交换技术的形式与电路交换技术类似，但这种方法不会一次性占用所有通道，也不需要独立建立一个专用通道。

这使得报文交换技术比电路交换技术更为节省成本且可扩展性更好，因为可以在特定时间内为多个用户服务。

使用报文交换技术的网络上存在一个难点，即如何处理数据的延迟。

当几个主机同时发出请求时，系统如何分配带宽以满足它们？如果系统的带宽不足，数据的延迟时间会变长，甚至导致数据包被丢弃。

三、分组交换技术分组交换技术是一种更高效的方法，它将数据分成较小的数据包，称为分组，以便它们可以轻松地共享带宽。

在分组交换技术中，数据分组不是从源到目的地的单一通道中运输，而是在网络中的多个路径或链路中传输，以尽可能地利用可用的带宽。

对于分组交换技术，系统会将数据分成一个或多个分组，并与其他分组交织在一起，以在网络中传输。

每个分组包含发送者的地址、接收者的地址和其他信息（如序列号），以确保数据可以准确到达。

分组交换技术提供了效率和可扩展性的好处。

由于多个数据包可以共享一条带宽，所以网络上的吞吐量也更高。

但是，由于数据包在网络中自由传输，所以其传送的网络意外情况可能导致数据包受损或丢失。

ATM的基本原理

址 NASP方式的ATM地址的长度为20个字节也由两部分组成网络前
缀 13字节 + 用户部分 7个字节 [= 用户标识 6个字节 +选
择符 1个字节 ] 网络前缀由交换机提供用户部分由用户设备
提供一般情况组成用户部分的用户标识 6个字节就是用户
设备的MAC地址 6个字节
选择符 1个字节用来区分用户设备
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ATM专题教材
图2-3 VC VP和物理传输通道的关系
ATM连接建立的方式有两种 1 PVC P PVC即Permanent VC 是通过网管预先建立的不论是否有业务通过或终端设备接入 PVC一直保持直到由网管释放 2 SVC P SVC即Switched VC 是用户需要通信时通过终端设备由信令建立的虚通道 SVC类似于电话网的用户线路用户每次在通信前必须发起呼叫请求网络通过信令为通信双方建立起相应虚通道后进行通信通信完成后由信令释放SVC
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ATM专题教材
信头操作指VPI/VCI翻译翻译的依据是连接建立时所分配的VPI VCI的值
3.4 ATM适配层
ATM适配层 AAL 位于ATM层之上这一层是和业务相关的即针对不同的业务采用不同的适配方法但都要将上层传来的信息流长度速率各异分割成48字节长的ATM业务数据单元同时将ATM层传来的ATM业务数据单元组装恢复再传给上层由于上层信息种类繁多 AAL层处理比较复杂所以分了两个子层汇聚子层 CS 和拆装子层 SAR
从路由的角度看 VPI和VCI是信元在ATM网络中传输的路由地址多个路由地址形成了一条并且标识一条连接当交换网络接收到信元时根据信元头中的 VPI 和 VCI查找映射表确定输出的 VPI和 VCI 如图 2-2 所示 userA 发出的 VPI/VCI=0/40 的信元经 switchB 后 VPI/VCI 被交换成 VPI/VCI=1/45 经switchC后VPI/VCI=100/45 经switchD后VPI/VCI=3/50 经 switchE 后 VPI/VCI=2/60 最后送到 userF 这里 0,40)(1,45)(100,45) (3,50)(2,60)标识了A与F之间的一个连接

7第7章-ATM交换技术

特点: 占用带宽随意，资源利用率高，但实时响应差，逐段转发模式增长了数据分组在互换节点旳滞留时间，转送效率低，不能适应宽带高速业务互换传送旳需要。
引言
异步转移模式(ATM)旳产生设想一种新旳方案，即具有电路互换那样控制
简朴、实时性好旳特点，又具有分组互换旳统计复用那样资源利用率高旳特点。 ATM方案：
VCI1 VCI2
图7.9 虚连接和VC及VP交换
ATM旳虚连接过程
虚信道连接（VCC）虚通路连接（VPC）
UNI
VC交换机 VPI＝1 VCI＝1
NNI VP交换机
VPI＝2 VCI＝45
UNI NNI
VC交换机
VPI＝5 VCI＝45
VPI＝20 VCI＝30
图7.10 VCC和VPC连接过程
特点顾客独占通信信道，实时响应好，能确保传送时延要求，但不适应变比特业务应用，慢速业务挥霍资源，迅速业务难以实现。
引言
分组互换旳特点，在分组互换通信网中，信息旳传递都是以分组
为单位进行传播、复接和互换旳。分组互换一方面采用统计复用措施提升带宽旳利用率，另一方面为了确保数据传递旳可靠性，在数据链路层采用逐段转发、差错校正旳控制措施。这种控制措施确保了数据旳正确传递，但同步也致使传播数据产生附加旳随机时延。
ATM旳虚电路
虚电路，就是将一条物理通道划提成一定数量旳组/群，称作虚通路(VP)，再把每个VP细提成若干虚信道(VC)，分别用VPI、VCI进行标识。
VPI
VPI
VCI
VPI
传输路径
VPI
VCI
VPI
VPI
VCI
图7.8 VPI与VCI的概念
ATM旳虚连接

三种交换技术

1．电路交换技术网络交换技术共经历了四个发展阶段，电路交换技术、报文交换技术、分组交换技术和ATM技术。

公众电话网（PSTN网）和移动网（包括GSM网和CDMA网）采用的都是电路交换技术，它的基本特点是采用面向连接的方式，在双方进行通信之前，需要为通信双方分配一条具有固定带宽的通信电路，通信双方在通信过程中将一直占用所分配的资源，直到通信结束，并且在电路的建立和释放过程中都需要利用相关的信令协议。

这种方式的优点是在通信过程中可以保证为用户提供足够的带宽，并且实时性强，时延小，交换设备成本较低，但同时带来的缺点是网络的带宽利用率不高，一旦电路被建立不管通信双方是否处于通话状态，分配的电路都一直被占用。

2．报文交换技术报文交换技术和分组交换技术类似，也是采用存储转发机制，但报文交换是以报文作为传送单元，由于报文长度差异很大，长报文可能导致很大的时延，并且对每个节点来说缓冲区的分配也比较困难，为了满足各种长度报文的需要并且达到高效的目的，节点需要分配不同大小的缓冲区，否则就有可能造成数据传送的失败。

在实际应用中报文交换主要用于传输报文较短、实时性要求较低的通信业务，如公用电报网。

报文交换比分组交换出现的要早一些，分组交换是在报文交换的基础上，将报文分割成分组进行传输，在传输时延和传输效率上进行了平衡，从而得到广泛的应用。

3．分组交换技术电路交换技术主要适用于传送话音相关的业务，这种网络交换方式对于数据业务而言，有着很大的局限性。

首先数据通信具有很强的突发性，峰值比特率和平均比特率相差较大，如果采用电路交换技术，若按峰值比特率分配电路带宽则会造成资源的极大浪费，如果按照平均比特率分配带宽，则会造成数据的大量丢失。

其次是和语音业务比较起来，数据业务对时延没有严格的要求，但需要进行无差错的传输，而语音信号可以有一定程度的失真但实时性一定要高。

分组交换技术就是针对数据通信业务的特点而提出的一种交换方式，它的基本特点是面向无连接而采用存储转发的方式，将需要传送的数据按照一定的长度分割成许多小段数据，并在数据之前增加相应的用于对数据进行选路和校验等功能的头部字段，作为数据传送的基本单元即分组。

电路交换、报文交换、分组交换的优点和缺点

电路交换、报⽂交换、分组交换的优点和缺点（1）电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双⽅之间建⽴⼀条被双⽅独占的物理通路（由通信双⽅之间的交换设备和链路逐段连接⽽成），因⽽有以下优缺点。

优点：①由于通信线路为通信双⽅⽤户专⽤，数据直达，所以传输数据的时延⾮常⼩。

②通信双⽅之间的物理通路⼀旦建⽴，双⽅可以随时通信，实时性强。

③双⽅通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。

④电路交换既适⽤于传输模拟信号，也适⽤于传输数字信号。

⑤电路交换的交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。

缺点：①电路交换的平均连接建⽴时间对计算机通信来说嫌长。

②电路交换连接建⽴后，物理通路被通信双⽅独占，即使通信线路空闲，也不能供其他⽤户使⽤，因⽽信道利⽤低。

③电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进⾏通信，也难以在通信过程中进⾏差错控制。

（2）报⽂交换：报⽂交换是以报⽂为数据交换的单位，报⽂携带有⽬标地址、源地址等信息，在交换结点采⽤存储转发的传输⽅式，因⽽有以下优缺点：优点：①报⽂交换不需要为通信双⽅预先建⽴⼀条专⽤的通信线路，不存在连接建⽴时延，⽤户可随时发送报⽂。

②由于采⽤存储转发的传输⽅式，使之具有下列优点：a.在报⽂交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，就可以做到某条传输路径发⽣故障时，重新选择另⼀条路径传输数据，提⾼了传输的可靠性；b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚⾄收发双⽅可以不同时处于可⽤状态。

这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进⾏通信；c.提供多⽬标服务，即⼀个报⽂可以同时发送到多个⽬的地址，这在电路交换中是很难实现的；d.允许建⽴数据传输的优先级，使优先级⾼的报⽂优先转换。

③通信双⽅不是固定占有⼀条通信线路，⽽是在不同的时间⼀段⼀段地部分占有这条物理通路，因⽽⼤⼤提⾼了通信线路的利⽤率。

缺点：①由于数据进⼊交换结点后要经历存储、转发这⼀过程，从⽽引起转发时延（包括接收报⽂、检验正确性、排队、发送时间等），⽽且⽹络的通信量愈⼤，造成的时延就愈⼤，因此报⽂交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。

ATM交换技术

连接标识 = VPI/VCI
ATM交换技术第7章 ATM交换技术
五、VP与VC连接与交换与连接与交换
在ATM系统中，用户的通信采用面向连接的方式工作。 VPI和VCI仅在两个物理节点间只有局部意义 VP交换 VPI变 VCI不变交换： VP交换：VPI变，VCI不变 VC交换 VPI、VCI都变交换： VC交换：VPI、VCI都变
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4 3 2 1 4 3 2 1
P
D C B A
C M 复
4 3 2 1 4 3 2 1
用器
PCM时分复用示意图
ATM交换技术第7章 ATM交换技术
ATM交换技术第7章 ATM交换技术
三、N-ISDN和 B-ISDN的区别和的区别（1）N-ISDN是以数字式电话网为基础，采用电路交换方式。（2）B-ISDN则是真正意义上的综合，采用信元中继方式，即ATM技术。
面管理层管理用户平面高层 ATM适配层适配层（AAL））
控制平面用户业务和信令上层信息与ATM 上层信息与信元间的转换信元交换和复用解复用帧结构、帧结构、物理介质高层 ATM适配层适配层（SAAL））
分别管理各层协议实体中的资源和参数
ATM层层
处理各层间协调，协调，无分层结构
ATM交换技术第7章 ATM交换技术
ATM信元的交换过程信元的交换过程
ATM网络设备网络设备用户B 用户 ATM终端设备终端设备
信元和用户数据的互相转化 UNI VPI=2 VCI=37
Port 1 Port 2
ATM 交换
Port 1 2 VPI 2 1 VCI 37 51

X.25、HDLC、ATM、FR 的比较

PPP是一种多协议成帧机制，它适合于调制解调器、HDLC位序列线路、SONET和其它的物理层上使用。
永久虚电路和交换虚电路
帧中继不适合于传输诸如话音、电视等实时信息,它仅限于传输数据。支持永久虚电路
使用拥塞控制，而不是流量控制
没有流量控制也没有纠错；
数据分割成固定长度的信元，通过虚连接进行交换;传送声音、视频图像和数据的宽带技术;ATM是多媒体信息传输的较佳支撑技术；
光纤作为传输介质特性Βιβλιοθήκη FDDI802.5
SDH
FR
X.25
介质类型
光纤
屏蔽双绞线
适用光纤、微波和卫星传输
光纤
数据速率
100Mbps
4Mbps
STM-1对应OC-3 155Mb/s等
56Kbps到1．544Mbps
可靠性措施
可靠性规范
无可靠性规范
误码率极低，没有使用差错校验
虚电路
分插复用器（ADM）、数字交叉连接（DXC）、网络的自愈功能和重组
pap认证是通过两次握手实现的而chap则是通过3次握手实现的光纤作为传输介质特性fddi8025sdhfrx25介质类型光纤屏蔽双绞线适用光纤微波和卫星传输光纤数据速率100mbps4mbpsstm1对应oc3155mbs等56kbps到1544mbps可靠性措施可靠性规范无可靠性规范误码率极低没有使用差错校验虚电路分插复用器adm数字交宽带分组交换使用复用技术叉连接dxc网络的自愈功能和重组数据编码4b5b编码差分曼彻斯特编码编码效率8050时钟同步分布式时钟集中式时钟信道分配定时令牌循环时间优先级位令牌发送发送后产生新的令牌接受完后产生新的令牌环上帧数可多个最多一个可以传输文字数据图像仅限于传输数据
提供了3类功能：成帧；链路控制协议LCP；网络控制协议NCP。PPP的两种认证方式一种是PAP，一种是CHAP。相对来说PAP的认证方式安全性没有CHAP高。PAP在传输password是明文的，而CHAP在传输过程中不传输密码，取代密码的是hash（哈希值）。PAP认证是通过两次握手实现的，而CHAP则是通过3次握手实现的