ATM交换技术：打通通信量瓶颈

宽带ISDN中传送的是ATM信元，ATM信元从概念上讲与数据分组相似。但是，由于宽带ISDN要提供各种业务，而对话音、电视图像、立体声音乐等是不能容忍随机性延迟的，因而对于ATM信元的交换就不能照搬分组交换方式，而需要一种新的交换方式，这就是ATM交换方式。

1.ATM的定义

ATM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个字节，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（User-Network Interface，UNI）和网络-网络接口（Network Network Interface，NNI）中略有差别，如图2-2-3所示。

（1）GFC（General Flow Control）：一般流量控制，4bit。仅用于UNI，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，而不控制产生了网络方向的业务流量。

（2）VPI（Virtual Path Identity）：虚通路标识，其中NNI为12bit，UNI为8bit。

（3）VCI（Virtual Channel Identity）：虚通道标识，16bit，标识虚通路内的虚通道，VCI与VPI的组合来标识一个虚连接。

（4）PTI（Payload Type Identity）：净荷类型指示，3bit，用来指示信元类型。

（5）CLP（Cell Loss Priority）：信元丢失优先级，1bit。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（Header Error Control）：信头差错控制，8bit，监测出有错误的信头，可以纠正信头中1bit的错误。HEC还被用于信元定界。

图2-2-3 ATM信元的信头格式

3.VC与VP

ATM技术中最重要的特点就是信元的复用、交换和传输过程，均在VC上进行。

（1）VC与VP

1）VC：VC是ATM网络链路端点之间的一种逻辑联系，是在两个或多个端点之间传送ATM信元的通信通路，由VCI标识，可用于用户到用户、用户到网络、网络到网络的信息转移。

2）VP：VC是在给定参考点上具有同一VP标识符的一组VC。VC在传输过程中，组合在一起构成VP，二者关系如图2-2-4所示。因此ATM网络中不同用户的信元是在不同的VP、VC中传送的，而不同的VP/VC则是利用各自的VP标识（VPI）和VC标识（VCI）进行区分。(www.xing528.com)

（2）VC交换与VP交换

1）VP交换：交换机将一条VP上所有的VC链路上的ATM信元全部转送到另一条VP上，交换过程中不改变VCI值。如图2-2-5所示。

图2-2-4 传输通道、虚通道VP、虚通路VC的关系

图2-2-5 VP交换

2）VC交换：交换机在不同的VP和VC之间进行ATM信元交换，所有VPI/VCI在交换后都改为新值。如图2-2-6所示。

图2-2-6 VC交换

4.ATM交换特点

1）ATM兼具电路转送方式和分组转送方式的基本特点。

2）适应高带宽应用的需求。

3）采用统计复用方式、充分利用网络资源。

4）能同时传输多种数据信息。

5）改进分组通信协议，交换节点可不再进行差错控制，减少延迟，提高了通信能力。

6）支持不同类型宽带业务，如图像、高速数据等多媒体信息。

7）具有良好的可扩展性。