ATM基本概念、原理和技術(shù)(doc)
第二部分 ATM基本概念、原理和技術(shù)

一、ATM技術(shù)的特點(diǎn)

異步轉(zhuǎn)移模式（Asynchronous Transfer Mode, ATM）技術(shù)是一種全新的電信技術(shù)，是融合電路模式和分組模式的優(yōu)點(diǎn)發(fā)展而成的。所謂“轉(zhuǎn)移模式”，CCITT是這樣定義的，轉(zhuǎn)移模式就是在電信網(wǎng)路中傳輸、復(fù)用和交換的諸方面。而這里指的“異步”與通常所說的數(shù)據(jù)通信中的異步傳輸（如RS－232C）不同，它并非是傳輸碼流的異步，而是指被分組的用戶信息––– 信元不必像TDM中的時(shí)隙那樣周期性地出現(xiàn)而占據(jù)固定信道，也就是說信元是動(dòng)態(tài)占用信道的。
ATM信元是ATM網(wǎng)絡(luò)傳送信息的基本載體，CCITT規(guī)定其長(zhǎng)度為53字節(jié)，分成信頭（Header）和凈荷（Payload）兩部分，信頭為5字節(jié)，凈荷為48字節(jié)。依據(jù)其位置不同，在用戶－網(wǎng)絡(luò)接口（User Network Interface，UNI）、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（Network Node Interface,NNI），信元格式略有區(qū)別，如圖1.1。兩者不同之處主要在信頭中，UNI信元信頭中有4比特的一般流量控制段（General Flow Control，GFC）用于用戶一網(wǎng)絡(luò)接口的流量控制，以防止信道過載。UNI信頭的虛通道標(biāo)識(shí)（Virtual Path Identifier, VPI）為8比特，虛通路

8 7 6 5 4 3 2 1 1 8 7 6 5 4 3 2 1
信頭（Header） 5 GFC/VPI VPI 1
（5字節(jié)） 6 VPI VCI 2
信元凈荷（Payload）
VCI 3
(48字節(jié)) VCI PT CLP 4
53 HEC 5
ATM信元格式 UNI/NNI信元信頭格式

GFC：一般流量控制，4比特 PT：凈荷類型，3比特
VPI：虛通道標(biāo)識(shí)，8比特/12比特 CLP：信元丟失優(yōu)先級(jí)，1比特
VCI：虛通路標(biāo)識(shí)，16比特 HEC：信頭誤碼控制，8比特
圖1.1 ATM信元格式

標(biāo)識(shí)（Virtual channel Identifier, VCI）為16比特，凈荷類型（Payload Type, PT）為3比特，信元丟失優(yōu)先級(jí)（Cell Loss Priority, CLP）為1比特，信頭誤碼控制（Header Error Control, HEC）為8比特，而NNI信頭的VPI為12比特，其余與UNI信頭相同。
ATM本質(zhì)上是一種尋址型特殊分組轉(zhuǎn)移模式，它將數(shù)字化話音、數(shù)據(jù)及圖像等所有的數(shù)字信息分割成固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)塊，在每個(gè)數(shù)據(jù)塊前加上一個(gè)包含地址等控制信息的頭（Header），從而構(gòu)成一個(gè)信元（Cell），圖1.2（a）是將















(a) 異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）














(b) 時(shí)分復(fù)用方式（TDM）
圖1.2 TDM與ATM的比較
待發(fā)送的信息分解成信元并進(jìn)行多路復(fù)用的過程。電路模式中的傳統(tǒng)時(shí)分多路復(fù)用（TDM）技術(shù)，采用周期為125s的幀結(jié)構(gòu)，發(fā)送信息以字節(jié)或比特形式固定加入到每幀內(nèi)的相應(yīng)時(shí)隙，在連接建立后，不論有無發(fā)送信息，時(shí)隙必定屬于該連接，而不能被其它連接占用。圖1.2(b)中所示發(fā)送信道加入每幀內(nèi)的第3時(shí)隙，這種依據(jù)幀內(nèi)的時(shí)隙位置識(shí)別通路的復(fù)用方式稱為位置復(fù)用。而ATM復(fù)用方式與分組復(fù)用方式有些類似，只要信道上存在的空位置就可將發(fā)送信息組成的信元加入信道，顯然，信元的復(fù)用無周期性和固定位置。由于它依靠信頭內(nèi)的通路標(biāo)記進(jìn)行信元的識(shí)別、傳送和交換，因此稱作標(biāo)記復(fù)用或統(tǒng)計(jì)復(fù)用。雖然X.25或以太網(wǎng)、令牌環(huán)等分組交換中也采用標(biāo)記復(fù)用，但由于分組長(zhǎng)度在上限范圍內(nèi)可變，因此每個(gè)分組在信道上的位置是任意的，而ATM信元的長(zhǎng)度固定，使信元像TDM時(shí)隙一樣定時(shí)出現(xiàn)。因此，可以采用硬件電路高速地對(duì)信頭進(jìn)行識(shí)別、復(fù)分接和交換處理，由此可見，ATM復(fù)用技術(shù)融合了電路模式和分組模式的優(yōu)點(diǎn)。
信元形式的ATM網(wǎng)絡(luò)和分組形式的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)區(qū)別之一就是ATM網(wǎng)絡(luò)采用面向連接的呼叫接續(xù)方式。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)如以太網(wǎng)、令牌環(huán)和FDD采
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