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交换技术演进新说

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随着通信技术的发展，传输、复用和交换三者的关系越来越密切，以致逐渐不可分割 。近年来，人们用“转移模式”一词来统一描述通信网中的传输、复用和交换这３个部分 。转移模式可以分为同步转移模式（ＳＴＭ）和异步转移模式（ＡＴＭ）两类 。
ＳＴＭ为采用空间或时间上固定信道的电路交换方式，如目前的电话网，在呼叫建立后通话双方占用一对固定的６４ ｋｂｉｔ／ｓ时隙（通路） 。
ＡＴＭ采用时隙按需分配、统计复用的高速分组交换方式 。
现有数据网上的Ｘ.２５和帧中继都是采用统计复用分组交换技术，其接口速率可变、通道利用率高，但时延过大，不适合实时通信；而现有电话网上的电路交换技术时延小，适合实时通信，但接口速率固定、通道利用低 。两者均不适合传输和交换语音、图像和数据等综合业务信息 。ＡＴＭ综合了分组交换和电路交换两者的优点，为Ｂ－ＩＳＤＮ提供了一种理想的转移模式 。
１ ＡＴＭ信元
ＡＴＭ的基本特征为传输、复用和交换都是以固定长度的信元（ｃｅｌｌ）为统一的信息单位 。即从发送端到接收端所传送的信息全部以信元的形式出现 。
ＡＴＭ信元由信头（Ｈ）和信息字段（ＩＮＦ，净负荷）两部分组成 。其中，信头包括地址（ＶＰＩ和ＶＣＩ）以及其它必要的控制信息；有效信息字段可携带不同类型的用户信息，包括数字化的话音、活动图像和数据等信息 。
ＡＴＭ信元可分为承载用户信息信元、信令信元、空闲信元和运行维护信元 。
２ ＡＴＭ分层结构
（１） 用户层
ＡＴＭ用户层的主要功能是为用户提供高速数据、语音、图像等宽带综合业务 。
（２） 适配层
ＡＴＭ适配层的主要功能为适配从用户平面来的数据、音频、视频等信号，以形成ＡＴＭ层所需的数据格式 。每种信号要求对ＡＴＭ网络有不同的适配 。
一般而言，不同类别的业务具有不同的网络需求 。例如，根据源业务流模式，可将业务分为支持固定比特率（ＣＢＲ）业务和可变比特率（ＶＢＲ）业务；根据端到端的定时关系，可将业务分为连续性业务和突发性的业务；根据连接模式，可将业务分为面向连接业务和面向无连接业务 。因此，ＡＴＭ定义了几种不同的ＡＡＬ类型，用以支持不同类别的业务 。目前已定义的ＡＡＬ服务类别有ＡＡＬ １～５，其中ＡＡＬ５能支持所有类型的ＡＡＬ服务，因此获得了广泛的应用 。
（３） ＡＴＭ层
ＡＴＭ层的基本功能是负责生成信元 。它接收来自ＡＡＬ层的４８个字节净荷，并附加上相应的５字节的信元头，以形成信元传送给物理层 。
（４） 物理层
ＡＴＭ物理层是ＡＴＭ模型的最底层，它由传输汇聚层和物理介质子层组成，ＡＴＭ物理层负责ＡＴＭ信元的线路编码，并将信元递交给物理介质 。传输汇聚层从ＡＴＭ层接收信元，组装成适当格式后传送给物理介质子层 。在无信息传输时，由传输汇聚层插入空闲信元，以保持信元流的连续 。在接收端，传输汇聚层从来自物理介质子层的比特流中提取信元，验证信元头，删去空闲信元，将有效信元传递给ＡＴＭ层 。
３ 虚信道（ＶＰ）与虚通路（ＶＣ）
ＡＴＭ采用面向连接的虚电路分组交换技术，即发端要与收端通信时，控制部分在通信建立之前通过收发双方信令信元的传递，建立一条端到端的虚电路 。在虚电路建立后，ＡＴＭ采用两级选路方式，即ＡＴＭ虚电路由虚信道（ＶＰ）和虚通路（ＶＣ）两部分组成 。对于ＡＴＭ骨干网，进入交换机的ＶＣ可能有成千上万条，若对每个ＶＣ连接（ＶＣＣ）都维护一个信息端口，必然会加大交换机的负担，因此在ＡＴＭ中将同一物理路由的ＶＣ群组成一条ＶＰ连接（ＶＰＣ） 。ＡＴＭ物理链路可同时支持多个ＶＰ连接，而一个ＶＰ中同时又有多个ＶＣ连接 。

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