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无线ATM交换机的实现

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【无线ATM交换机的实现】1前言
异步转换模式(ATM)是一种包含交换、传输和组网等内容的通信技术，是宽带综合业务数字网(B-ISDN)的核心 。由于具有综合业务交换能力，完善的服务质量(QoS)，大容量等诸多优点，使得ATM在骨干网中获得了广泛的应用 。能否把ATM引入无线通信领域，无论是国内还是国外，都已经或正在进行相关研究 。本文介绍了一种无线ATM交换机实现方法，结合实例说明硬件和软件的设计，证实ATM同样可以应用于无线领域 。
2交换机方案设计
首先要保证技术体制的可行性，部分方案可以尽量多参考业界已经实现或研究比较深入的技术，在此基础上注重设备的先进性 。软件上尽可能采用通用的标准；硬件上可采用较成熟的大规模集成电路，甚至是标准化的模块 。这样不仅能缩短研制周期，节省人力财力，还便于与其它设备互连互通，减少互连互通的复杂性 。
交换机应具有如下特点：
(1)接入的业务多样化：有线极无线(移动)数据、话音和图象(多媒体)业务；
(2)交换机不仅具有接入功能，还具有节点功能，即可以自行组网 。
3无线ATM交换机的具体实现
无线ATM交换机由各种有线和无线用户网络接口(UNI)、网络节点接口(NNI)和交换单元等部分组成，具体结构见图1 。

3.1硬件实现
(1)交换单元设计
考虑到无线用户的实际情况，我们选用了总线型的交换体制，因为：a)机制比较简单，易于实施；b)由于各模块通过总线收发控制器与总线相连，所以通用性强，这一点在实际应用中很方便；c)技术上比较成熟，在当时芯片相对轻易买到 。
目前市场上已经有容量为2Gb/s基于总线交换的芯片卖，但实际设计中要达到极限容量比较困难 。因此，若要实现更大容量的交换系统，采用共享缓存的交换机制是一个较好的选择，各模块之间通用性稍差 。
(2)中心处理单元设计
本交换机的处理器系统分两极结构 。业务适配单元和中心处理单元 。中心处理单元与各用户板之间通过信元总线传送控制信息 。通过自定义的请求应答机来保证信息传送的正确性 。中心处理单元与信元总线的接口标准为通用ATM测试和运行物理接口(UTOPIA level 1) 。
(3)1类适配(AAL1)业务实现
ALL1处理模块主要处理包括话音、多媒体等实时性较强的业务 。由于无线环境的非凡性，频率资源非常宝贵，为节省信道宽带，移动用户的话音选用G.729的8kb/s数字话，该话机终端有信令功能(Q.2931) 。而移动多媒体为16kb/s的低速多媒体；有线多媒体为16-64kb/s可变化的的低速多媒体 。另外，针对单工电台网用户，交换机还提供了16kb/s的△M数字话音接口 。由于当初设计方案时，针对低速实时业务的适配标准还不完善，更没有现成的芯片可用，因此，我们选用AAL1作为低速实时话音的适配标准，并最终采用软件方法实现 。
语音和多媒体等实时、固定比特率（CBR）业务的传输和交换需要目的端与源端具有严格的同步关系才能完整地恢复实时信息，研制中，我们采取了一种简单的方法，见图2 。
（4）5类适配（AAL5）业务（或信令拆装）实现
此单元有两个作用：一是对数据业务进行5类适配；二是对信令进行5类适配，完成分段与组装(SAR)即AAL5和公共部分会聚于层（CPCS）功能 。数据业务主要包括一般的数据终端和高速分组网的用户 。
（5）NNI接口（或基站E1接入）实现
本电路单元主要是实现标准ATM信元以E1传输帧的映射，反之，把E1里的ATM信元提取出来，送往交换单元 。其物理接口为75Ω同轴电缆连接，电气特性符合G.703标准，HDB3/AMI编码，帧格式符合G.704标准，ATM信元到E1传输帧的映射符合G.804标准 。ATM信元的承载的E1信道的1-15和17-31时隙，信元速率的调整通过在ATM信元之间插入空信元实现，ATM信元与E1传输帧之间采用字节同步，而不是帧同步 。

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