现代交换技术课件(第七章ATM交换1)
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ATM交换技术
第七章ATM交换技术本章教学基本要求：1．了解ATM的定义及信元结构；2．理解虚信道和虚通路；3．理解ATM协议分层结构；4．理解ATM交换的基本原理；5．理解ATM连接的建立和清除；6．掌握ATM交换机的组成；7．掌握ATM交换结构。
本章教学主要内容：一、ATM的基本概念二、B-ISDN/ATM协议三、ATM交换的基本原理四、ATM交换机的组成五、ATM交换结构六、ATM连接建立和清除一、ATM的基本概念1．ATM的定义ATM（Asynchronous Transfer Mode），即异步转移模式，被ITU-T定义为宽带综合业务数据网B-ISDN的信息传输模式。
术语“转移”包括了传输和交换两个方面，所以转移模式是指信息在网络中传输和交换的方式。
“异步”是指在接续和用户中带宽的分配方式。
因此，ATM就是在用户接入、传输和交换级综合处理各种通信量的技术。
2．ATM的信元结构ATM信元的长度是固定的，而且信元的长度较小，只有53字节，分为信头和净荷两部分，信头为5个字节，净荷为48个字节。
ATM信元的信头内容在用户-网络接口（UNI）和网络节点接口（NNI）中略有差别，如图7.1所示。
(1)GFC：一般流量控制，4比特。
仅用于UNI接口，用于控制ATM接续的业务流量，减少用户边出现的短期过载。
只控制产生于用户终端方向的信息流量，而不控制网络方向的业务流量。
(2)VPI：虚通道标识，其中NNI为12比特，UNI为8比特。
(3)VCI：虚通路标识，16比特，标识虚通道内的虚通路，VCI与VPI的组合来标识一个虚连接。
(4)PTI：净荷类型指示，3比特，用来指示信元类型。
(5)CLP：信元丢失优先级，1比特。
用于信元丢失级别的区别，CLP为1，表示该信元为低优先级，为0则为高优先级，当传输超限时，首先丢弃的是低优先级信元。
(6)HEC：信头差错控制，8比特，监测出有错误的信头，可以纠正信头中1比特的错误。
现代交换原理ATM交换技术
7.2.1 ATM信元及其结构
1、信元结构 信元（53字节）由信头（5字节）和信息段
（48字节）组成。
发送次序 8765432
发 送
信头（5字节）
次
序
…
1 比特 1
5 6
信息段（48字节）
……………….
53 字节
7.2.1 ATM信元及其结构
2、信头结构
B-ISDN
UNI
NNI
UNI
UNI：用户-网络接口，接入流量控制。由于BISDN的UNI接入的终端数量可以很多，需要控制 流向网络的流量，以避免网络的短期过载
➢ 1994年投入运营的美国北卡罗来纳信息高速公路，是美国第一个在 州的范围内的公用ATM宽带网。
➢ 在欧洲由法国、德国、英国、意大利和西班牙等国发起的泛欧ATM 宽带试验网，于1994年11月开始运行，后来扩大到欧洲的十多个 国家，是覆盖面较广的ATM试验网
➢ 在亚洲的日本NTT与邮政省、香港电讯、新加坡电信、韩国电信、 泰国的亚洲电信以及中国的广东、北京和上海电信管理局也进行过 以ATM为基础的宽带网试验。试验的业务平台有基于TCP／IP的宽 带数据、VOD、会议电视。试验的应用系统大致有家庭购物、远程 医疗、远程教学等。
B-ISDN网对传送模式的要求 对信息的损伤要小
o 具有时间透明性 o 具有语义透明性 能灵活地支持各种业务 具有高速传送信息的能力
7.1 ATM与B-ISDN的产生与发展
ATM融合了CTM和PTM的特点 （1）ATM看作CTM的改进 （2）ATM看作PTM的改进
7.1 ATM与B-ISDN的产生与发展
➢ 80年代中期，CCITT也开始了这种新的传送模式的研究。 ➢ 1988年，CCITT 18研究组决定采用固定长度的信元，定名为
ATM交换技术PPT教学课件
• B-ISDN网络分为公网和专用网，公网NNI信令为No.7号信令体系的宽带 ISDN用户部分(B-ISUP)，而专用网则采用UNI的信令结构。
20
第20页/共29页
1.宽带网络承载接口(B-ICI)
• B-ICI，定义了两个公用ATM网间接口，基于NNI接口格式，支持不同运 营商网络间的多种业务传送，包括基于信元的PVC方式业务、帧中继业务、 电路仿真业务以及SVC业务等。
• NNI信令协议规范网间消息传递和B-ISUP协议， 包括基本呼叫、单连接控制、附加业务、网络接 口和应用处理等部分。
9
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5.4.1 ATM网络信令体系结构
专用ATM网络
UNI
PNNI
UNI
ATM网络
ATM网络
交换机
Q.2931 ATM论坛UNI3.0/3.1/4.0
交换机
交换机
ATM论坛PNNI
• UNI信令消息不承载任何数据，只承载有关连接的信息，如目的ATM地址、 业务流描述及QoS参数等。
• UNI信令支持建立点到点和点到多点的SVC，点到点SVC可以是双向的， 而点到多点的SVC则是从发者流向收者的单向虚通路。
13
第13页/共29页
• 点到多点连接定义：一个附属于终节点的相关VC和VP链路的会聚。当一 AT M 链 路 被 指 定 为 根 链 路 ， 当 这 个 根 收 到 信 息 时 便 把 信 息 拷 贝 发 送 到 该 树 的 全部叶节点，且叶节点间通信必须通过根节点。
根据输入信元VPI/VCI查表写入相
应队列缓存。
1 2
复用
共享缓存内存
N
输出时，在一个信元时 隙依次从各个队列读取 一个信元，按照路由表 项填入VPI/VCI并转送 给相应输出端口。
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1.宽带网络承载接口(B-ICI)
• B-ICI，定义了两个公用ATM网间接口，基于NNI接口格式，支持不同运 营商网络间的多种业务传送，包括基于信元的PVC方式业务、帧中继业务、 电路仿真业务以及SVC业务等。
• NNI信令协议规范网间消息传递和B-ISUP协议， 包括基本呼叫、单连接控制、附加业务、网络接 口和应用处理等部分。
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5.4.1 ATM网络信令体系结构
专用ATM网络
UNI
PNNI
UNI
ATM网络
ATM网络
交换机
Q.2931 ATM论坛UNI3.0/3.1/4.0
交换机
交换机
ATM论坛PNNI
• UNI信令消息不承载任何数据，只承载有关连接的信息，如目的ATM地址、 业务流描述及QoS参数等。
• UNI信令支持建立点到点和点到多点的SVC，点到点SVC可以是双向的， 而点到多点的SVC则是从发者流向收者的单向虚通路。
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• 点到多点连接定义：一个附属于终节点的相关VC和VP链路的会聚。当一 AT M 链 路 被 指 定 为 根 链 路 ， 当 这 个 根 收 到 信 息 时 便 把 信 息 拷 贝 发 送 到 该 树 的 全部叶节点，且叶节点间通信必须通过根节点。
根据输入信元VPI/VCI查表写入相
应队列缓存。
1 2
复用
共享缓存内存
N
输出时，在一个信元时 隙依次从各个队列读取 一个信元，按照路由表 项填入VPI/VCI并转送 给相应输出端口。
通信现代交换第7章 ATM交换技术
ATM虚连接
Port VPI VCI 1 1 1 2 26 44
A
UNI信元 VPI =1 VCI =1
1
2
3
NNI信元 VPI =26 VCI =44 NNI信元 VPI =6 VCI =44
3 1
UNI信元 VPI =20 2 VCI =30
B
1
Port VPI VCI 1 26 44 2 2 44
3
2
NNI信元 VPI =2 VCI =44
3 1
2
Port VPI VCI 1 6 44 2 20 30
ATM虚连接（VC）
Port VPI VCI 1 2 44 2 6 44
1.在数字程控交换机中的软件程序中，对于用户 的扫描识别，一般采用群处理方式，若某处理机在 进行摘机识别时，得到本次的扫描结果为01111110， 前次的扫描结果为10101100，试问： （1）什么是群处理？ （2）单个用户摘、挂机识别公式分别是什么？ （3）该处理机应对哪几个用户的摘机进行处理？
问题：能否把这些对带宽、实时性、传输质量 要求各不相同的网络服务由一个统一的多媒体 网络（B-ISDN）来实现？ 答案：
交换技术发展历程：电路交换->分组交换->帧中继 ->ATM
二、ATM的总体
综合电路和分组交换的优点：定长与异步
5 Bytes
48 Bytes
定长的数据包
4
3
2
1
A
D
C B A
T M 复 用
器
D 4 图 像
A 3 数 据
C
C
1 语 音
2 语 音
ATM统计复用示意图
ATM是快速分组交换技术、采用统计复用方式
《ATM交换技术》PPT课件
7信令功能，可以支持SVC。SDD2应用于UNI的用户 接入信令，No.7信令功能应用于NNI的网络节点间的 信令。
ATM网络
用户
ATM
ATM
ATM
终端
交换机
交换机
交换机
UNI
NNI
NNI
用户 终端 UNI
1. ATM信令的基本特点
①信令信息丰富；②支持不同类型的连接方式；
③支持不同的承载能力；④支持不同的业务流量特性；
2. 快速分组交换 ATM采用一种分组长度固定和简化差错控制的技
术，提高了分组交换的速度。
3. 优良的服务质量QoS
ATM采用面向连接的技术和有效的业务流量控制
机202制1/6/1，0 可支持不同服务质量QoS的等级。
8
§7.2 ATM交换原理
五、ATM信令 ATM交换系统具有数字用户2号信令(DSS2)和No.
分组
层
信元交换层 物理层
固定长度信元
2021/6/1信0 元方式适用各种类型的信息传输。
信 物元适 理交配 层换层
层
3
§7.2 ATM交换原理
一、ATM信元结构
ATM信元由信头和信息段两部分构成。
87654321
8765 4321 8765 4321
信头 (5B)
GFC VPI VPI VCI
VPI VPI VCI
信息段 (48B)
VCI VCI PTI CLP
HEC
VCI VCI PTI CLP
HEC
信元
UNI信头
NNI信头
GFC：占4b，用于在用户-网络接口处的流量控制。 VPI和VCI：VPI在UNI中占8b，在NNI中占12b；
ATM网络
用户
ATM
ATM
ATM
终端
交换机
交换机
交换机
UNI
NNI
NNI
用户 终端 UNI
1. ATM信令的基本特点
①信令信息丰富；②支持不同类型的连接方式；
③支持不同的承载能力；④支持不同的业务流量特性；
2. 快速分组交换 ATM采用一种分组长度固定和简化差错控制的技
术，提高了分组交换的速度。
3. 优良的服务质量QoS
ATM采用面向连接的技术和有效的业务流量控制
机202制1/6/1，0 可支持不同服务质量QoS的等级。
8
§7.2 ATM交换原理
五、ATM信令 ATM交换系统具有数字用户2号信令(DSS2)和No.
分组
层
信元交换层 物理层
固定长度信元
2021/6/1信0 元方式适用各种类型的信息传输。
信 物元适 理交配 层换层
层
3
§7.2 ATM交换原理
一、ATM信元结构
ATM信元由信头和信息段两部分构成。
87654321
8765 4321 8765 4321
信头 (5B)
GFC VPI VPI VCI
VPI VPI VCI
信息段 (48B)
VCI VCI PTI CLP
HEC
VCI VCI PTI CLP
HEC
信元
UNI信头
NNI信头
GFC：占4b，用于在用户-网络接口处的流量控制。 VPI和VCI：VPI在UNI中占8b，在NNI中占12b；
现代交换技术课件第七章ATM交换
信元的传输和处理
传输方式
ATM信元采用异步传输方式，通过统计复用实现高带宽利用率。
处理流程
信元的处理包括信元复用、交换和去复用等步骤，其中交换是ATM网络的核心功能。
信元的交换和路由
交换方式
ATM交换机采用存储转发方式进行 信元交换，通过高速缓存存储信元并 实现快速交换。
路由选择
根据信元头的路由信息，ATM交换机 选择合适的输出端口将信元转发至目 的地。
移动通信网络
无线传输环境
移动通信网络面临无线传输环境的挑战，ATM技术能够提供可 靠的无线传输解决方案。
灵活的接入方式
ATM技术可以支持多种接入方式，如DSL、Cable Modem等， 满足不同用户的需求。
高效的资源管理
ATM技术采用高效的资源管理机制，能够实现动态的带宽分配 和流量控制，提高网络性能和资源利用率。
信元交换
将信元从一个交换单元转移到另一个交换单元，完成 信元的交换和路由。
01
ATM交换关键技 术
信元格式与信元头
信元格式
ATM信元采用固定长度的53字节，其 中48字节用于用户数据，5字节用于 信元头。
信元头
信元头包含多个字段，如VPI（虚通 道标识符）、VCI（虚通道连接标识 符）、PTI（优先级和类型标识符）等 ，用于标识和路由信元。
ATM交换单元
交换单元
ATM交换机的基本组成单 元，负责信元的交换和路 由。
输入/输出模块
负责将信元接入交换机或 从交换机送出。
控制单元
负责信元的路由选择和交 换。
ATM交换原理
信元识别
通过信元头的VPI/VCI字段识别不同的虚通道和虚路 径。
路由选择
ATM交换技术ppt课件
信头值 x
y
z
输出链路 O1 On O2
信头值 k m l
IN
x y
O1 O2
n j
s
On
g
图7.12 ATM交换的基本原理 20
7.4 ATM交换机模块结构
1
IM
N
IM
信元交换机构 （CSF）
接续控制 （CAC）
系统管理 （SM）
图7.13 ATM交换机模块结构图
OM
1
OM
N
21
ATM交换机模块结构
同步态
逐比特检查
搜索态
收到正确
的HEC
收到不正
确的HEC
预同步态
连续收到b个正确的HEC
图7.7 信元定界方法
14
ATM信元传送处理原则
• 3. 信道填充，为了保证传输速率匹配，
则当无信息要传送时须填入空闲信元。
• 4. 面向连接的工作方式，ATM网络是通
过呼叫建立虚电路的方式构成信息传送 通路，通信中一直采用该虚电路标记， 直到通信结束才释放虚通路。
VCI
P T I CLP 4
VPI V
VCI
C P
I T
V I
C
I
CLP
2字
3
4
节
HEC
5
HEC
5
(a)UNI格式
(b)NNI格式
图7.3 ATM信元的信头格式
7
7.2.3 ATM分层参考模型
面 管层 理管
理
管理面 控制面
高层
用户面 高层
ATM适配层（AAL）
ATM层
物理层
图7.4 ATM和B-ISDN参考模型
现代交换原理与技术第7章
3、特殊信元
• 在物理层上的预分配信头值如表7.2所示。含有表中信 头值的信元都是物理层使用的信元，这类信元不送往 ATM层，只是在物理层处理。由于在物理层使用，这 些信元头不具有PTI、CLP以及GFC字段的含义。
• 空闲信元（idle cell）是由物理层产生的不包含用户信 息的单元，是物理层为了将信元流的速率适配到所用 传输媒体的载荷能力而插入的信元。
●CLP（Cell Loss Priority）：信元丢弃优先权，只有1 个比特，CLP=0表示信元具有高优先级，CLP=1表示 信元具有低优先级，当网络发生拥塞时，首先丢弃 CLP=1的信元。
●HEC（Header Error Control）：信头差错控制，共8 比特，代表一个多项式，用来检验信头在传输中是否 出错。
• 如果我们选定的逻辑子信道是在虚通道这个层次上， 即用VPI来标识，则这样的连接就叫做虚通道连接 （VPC—Virtual Path Connection），如果是在虚信道 这个层次上，即用VCI来标识，则这样的连接就叫做虚 信道连接（VCC—Virtual Channel Connection）。在 VPC中，我们可将串接起来的每段逻辑子信道称作VP 链路，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。
• 每一时刻正在进行的通信有可能是不同的，因而传输 通道上的VPI和VCI的值，在不同的时刻其含义是不同 的。例如：在早晨某一时刻，某传输通道上VPI = 2、 VCI = 5的逻辑子信道用于传送的是向北京方向的一个 电话通信；到了中午，这个通话已经结束，这时，又 有用户开始与天津一个用户进行数据通信，这个通信 在这个传输通道上仍可能用VPI = 2、VCI = 5来表示。
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5
7.1.4. ATM的传输复用原理
ATM采用异步时分复用：(又称标记复用 ／统计复用)，如图7.2所示
头信 道
1
头信 道
3
头信 道
5
头信 道
5
信
头信
倒
道
31
头信 道
3
头信 道7.2 ATM的传输复用原理
6
特点：
① 复用基本单位：信元(信元头标记出不同用户的信元) ② 具有同样标记的信元呈现出一种无规则的再现模式。 (即它不对应某个固定时隙，也不周期性地出现，它和 时域的位置之间没有任何关系，信息只按信头的标记来 区分，为此称为标记复用) ③ 每路信元的再现频次决定于该路业务所要求的比特 率。(比特率高的业务信元再现的频繁，集中；比特率 低的业务信元再现的稀疏)
7
优点：
① 信道利用率高(各个信元动态占用信道，只要输入信元 流不断，输出信道就一直被占用。而不象STM，某一用户 独占一信道，此用户无信息传送，信道也不可被其它用户 使用，因此，信道利用率很高)。 ② 复用与输入业务流的速率无关。 ③ 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，ATM均按同样的模式处理。
VP交 换
VPI3 VCI6
VPI4 VPI5
VCI5
VCI3 VCI4
VPI / VCI转 发 表 输入端口 输出端口
VPI 1 1 2 2
VCI 1 2 3 4
VPI 4 3 5 5
VCI 5 6 3 4
(b)
图7.5 VC/VP交换的具体示例 (a) VP交换过程；(b) VC交换过程
18
虚连接的建立
2
7.1.2 ATM的基本特征
ATM是一种涉及信息复用、交换、传输的技术。它有三 个基本特征： 1) 定长的信元作为信息传输、复用、交换的基本单位。 2) 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(即采用统计时分复用，这也是称其为异步传 递方式的由来)。 3）采用面向连接 的方式工作。
8
缺点：
某一连接的业务流量增加时，它会占用 其它连接的资源，从而会影响其它连接 的服务质量。
9
7.1.5. ATM交换原理
ATM是面向连接的，具有电路交换和分组交换的双 重性。
① 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(具有电路交换特点，但却采用了异步时 分复用)。
② ATM的数据传输采用的是固定长的数据分组(信元)， 其中的信头部分包含了用于选路的VPI/VCI信息(具有分 组交换特点，但在协议及处理上均作了简化)。
第七章 ATM交换技术
7.1 ATM基本概念 7.2 ATM网络协议参考模型 7.3 ATM交换技术 7.4 ATM网络信令
1
7.1 ATM的基本概念
7.1.1 ATM的含义
ATM：异步转移模式（Asynchronous Transfer
Mode ）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（包括 复用、传输与交换）模式。
VP交换也称为交叉连接，因此这类ATM交换机也称为 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 是由网络管理来完成，这种设备主要用于主干线上。
16
虚通路交换
VC交换要和VP交换同时进行。其交 换设备称为ATM交换机，具有信令功能。
VP/VC交换的示意图如图7.5所示。
17
VCI1 VCI2
VC链路：两个相邻ATM实体间的一条虚通路。
VCC：虚通路连接，级联的VC链路组成
12
虚通道VP(Virtual Path)
一束具有相同端点的VC链路构成一条虚通道。
VPI(Virtual Path Identifier)虚通道标识：标识一条具体 的虚通道链路
VP链路：两个相邻ATM实体间的一条虚通道。 VPC：虚通道连接，级联的VP链路组成
20
（二）ATM交换原理 图7.6 ATM交换原理
21
VCI3 VCI4
VCI1 VCI2
VCI3 VCI4
VPI1 VPI2
VCI5 VPI3
VCI6
VPI4 VPI5
VCI5 VCI6
VCI1 VCI2
VCI3 VPI6
VCI4
VPI转 发 表 输 入 VPI输 出 VPI
1
5
2
6
3
4
(a)
VC交 换
VCI1VCI2
VCI5 VCI6
VPI1 VPI2
3
7.1.3 ATM的信元结 构
1、信元长度选择考虑的因素： 1）传输效率 2）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） 3） 实现复杂性 2、 信元的结构：如图7.1所示。
4
信头 Cell Header
5字 节
净荷 Payload 48字 节
图7.1 ATM信元的结构
虚通路连接VCC(Virtual Channel Connection) 虚通道连接VPC(Virtual Path Connection) VCC/VPC有三种：永久VCC/VPC、半永久VCC/VPC和 交换VCC/VPC；
19
交换VCC(VPC)通过信令建立连接，属于控制面的连接； 永久VCC(VPC)、半永久VCC(VPC)因为没有通过信令建 立连接，所以属于管理面的连接。 交换机为每一个呼叫分配一个VPI/VCI，每个VPI/VCI只 具有局部意义，每个节点在读取VPI/VCI后，根据本地的 转发表，查找对应的输出VPI/VCI，进行交换并改变VPI/ VCI的值。
10
（一）ATM交换的基本任务
完成虚连接交换
虚连接
是通过ATM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。 虚连接可以在两个层次上建立.
虚通路(VC)/虚通道(VP)
11
虚通路VC(Virtual Channel)
表示单向传送ATM信元的逻辑通路
VCI(Virtual Channel Identifier)：虚通路标识，标识一 条具体的VC链路。
13
VC、VP与传输线路的关系
VP是众多具有相同VPI值的VC的集合。如图7.3所示。
图7.3 VC、VP与传输线路间的关系
14
VCC、VPC间的关系
图7.4 VCC、VPC间的关系
15
VP和VC的交换
虚通道交换 VP可以单独进行交换。VP交换是将一条VP上所有的V
C链路全部转送到另一条VP上去，而这些VC链路的VCI值都 不会改变。
7.1.4. ATM的传输复用原理
ATM采用异步时分复用：(又称标记复用 ／统计复用)，如图7.2所示
头信 道
1
头信 道
3
头信 道
5
头信 道
5
信
头信
倒
道
31
头信 道
3
头信 道7.2 ATM的传输复用原理
6
特点：
① 复用基本单位：信元(信元头标记出不同用户的信元) ② 具有同样标记的信元呈现出一种无规则的再现模式。 (即它不对应某个固定时隙，也不周期性地出现，它和 时域的位置之间没有任何关系，信息只按信头的标记来 区分，为此称为标记复用) ③ 每路信元的再现频次决定于该路业务所要求的比特 率。(比特率高的业务信元再现的频繁，集中；比特率 低的业务信元再现的稀疏)
7
优点：
① 信道利用率高(各个信元动态占用信道，只要输入信元 流不断，输出信道就一直被占用。而不象STM，某一用户 独占一信道，此用户无信息传送，信道也不可被其它用户 使用，因此，信道利用率很高)。 ② 复用与输入业务流的速率无关。 ③ 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，ATM均按同样的模式处理。
VP交 换
VPI3 VCI6
VPI4 VPI5
VCI5
VCI3 VCI4
VPI / VCI转 发 表 输入端口 输出端口
VPI 1 1 2 2
VCI 1 2 3 4
VPI 4 3 5 5
VCI 5 6 3 4
(b)
图7.5 VC/VP交换的具体示例 (a) VP交换过程；(b) VC交换过程
18
虚连接的建立
2
7.1.2 ATM的基本特征
ATM是一种涉及信息复用、交换、传输的技术。它有三 个基本特征： 1) 定长的信元作为信息传输、复用、交换的基本单位。 2) 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(即采用统计时分复用，这也是称其为异步传 递方式的由来)。 3）采用面向连接 的方式工作。
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缺点：
某一连接的业务流量增加时，它会占用 其它连接的资源，从而会影响其它连接 的服务质量。
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7.1.5. ATM交换原理
ATM是面向连接的，具有电路交换和分组交换的双 重性。
① 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(具有电路交换特点，但却采用了异步时 分复用)。
② ATM的数据传输采用的是固定长的数据分组(信元)， 其中的信头部分包含了用于选路的VPI/VCI信息(具有分 组交换特点，但在协议及处理上均作了简化)。
第七章 ATM交换技术
7.1 ATM基本概念 7.2 ATM网络协议参考模型 7.3 ATM交换技术 7.4 ATM网络信令
1
7.1 ATM的基本概念
7.1.1 ATM的含义
ATM：异步转移模式（Asynchronous Transfer
Mode ）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（包括 复用、传输与交换）模式。
VP交换也称为交叉连接，因此这类ATM交换机也称为 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 是由网络管理来完成，这种设备主要用于主干线上。
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虚通路交换
VC交换要和VP交换同时进行。其交 换设备称为ATM交换机，具有信令功能。
VP/VC交换的示意图如图7.5所示。
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VCI1 VCI2
VC链路：两个相邻ATM实体间的一条虚通路。
VCC：虚通路连接，级联的VC链路组成
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虚通道VP(Virtual Path)
一束具有相同端点的VC链路构成一条虚通道。
VPI(Virtual Path Identifier)虚通道标识：标识一条具体 的虚通道链路
VP链路：两个相邻ATM实体间的一条虚通道。 VPC：虚通道连接，级联的VP链路组成
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（二）ATM交换原理 图7.6 ATM交换原理
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VCI3 VCI4
VCI1 VCI2
VCI3 VCI4
VPI1 VPI2
VCI5 VPI3
VCI6
VPI4 VPI5
VCI5 VCI6
VCI1 VCI2
VCI3 VPI6
VCI4
VPI转 发 表 输 入 VPI输 出 VPI
1
5
2
6
3
4
(a)
VC交 换
VCI1VCI2
VCI5 VCI6
VPI1 VPI2
3
7.1.3 ATM的信元结 构
1、信元长度选择考虑的因素： 1）传输效率 2）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） 3） 实现复杂性 2、 信元的结构：如图7.1所示。
4
信头 Cell Header
5字 节
净荷 Payload 48字 节
图7.1 ATM信元的结构
虚通路连接VCC(Virtual Channel Connection) 虚通道连接VPC(Virtual Path Connection) VCC/VPC有三种：永久VCC/VPC、半永久VCC/VPC和 交换VCC/VPC；
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交换VCC(VPC)通过信令建立连接，属于控制面的连接； 永久VCC(VPC)、半永久VCC(VPC)因为没有通过信令建 立连接，所以属于管理面的连接。 交换机为每一个呼叫分配一个VPI/VCI，每个VPI/VCI只 具有局部意义，每个节点在读取VPI/VCI后，根据本地的 转发表，查找对应的输出VPI/VCI，进行交换并改变VPI/ VCI的值。
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（一）ATM交换的基本任务
完成虚连接交换
虚连接
是通过ATM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。 虚连接可以在两个层次上建立.
虚通路(VC)/虚通道(VP)
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虚通路VC(Virtual Channel)
表示单向传送ATM信元的逻辑通路
VCI(Virtual Channel Identifier)：虚通路标识，标识一 条具体的VC链路。
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VC、VP与传输线路的关系
VP是众多具有相同VPI值的VC的集合。如图7.3所示。
图7.3 VC、VP与传输线路间的关系
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VCC、VPC间的关系
图7.4 VCC、VPC间的关系
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VP和VC的交换
虚通道交换 VP可以单独进行交换。VP交换是将一条VP上所有的V
C链路全部转送到另一条VP上去，而这些VC链路的VCI值都 不会改变。