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一、ATM傳送模式

ATM技術(shù)是以分組傳送模式為基礎(chǔ)并融合了電路傳送模式高速化的優(yōu)點(diǎn)發(fā)展而成的，可以滿(mǎn)足各種通信業(yè)務(wù)的需求。

ATM的傳送模式本質(zhì)上是一種高速分組傳送模式。它將話(huà)音、數(shù)據(jù)及圖像等所有的數(shù)字信息分解成長(zhǎng)度固定信元，釆用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用方式將來(lái)自不同信息源的信元匯集到一起，在一個(gè)緩沖器內(nèi)排隊(duì)，然后按照先進(jìn)先出的原則將隊(duì)列中的信元逐個(gè)輸出到傳輸線(xiàn)路,從而在傳輸線(xiàn)路上形成首尾相接的信元流。在每個(gè)信元的信頭中含有虛通路標(biāo)識(shí)符/虛信道標(biāo)識(shí)符（VPI/VCI）作為地址標(biāo)志，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)信頭中的地址標(biāo)志來(lái)選擇信元的輸出端口轉(zhuǎn)移信元。

ATM釆用固定長(zhǎng)度的信元，可使信元像同步時(shí)分復(fù)用中的時(shí)隙一樣定時(shí)出現(xiàn)。因此,ATM可以采用硬件方式高速地對(duì)信頭進(jìn)行識(shí)別和交換處理，從而具有電路傳送方式的特點(diǎn)，為提供固定比特率和固定時(shí)延的電信業(yè)務(wù)創(chuàng)造了條件。

綜上所述，ATM傳送模式融合了電路傳送模式與分組傳送模式的特點(diǎn)。

二、ATM信元

ATM信元結(jié)構(gòu)和信元編碼是在I.361建議中規(guī)定的，由53個(gè)字節(jié)的固定長(zhǎng)度數(shù)據(jù)塊組成，其中前5個(gè)字節(jié)是信頭，后48個(gè)字節(jié)是與用戶(hù)數(shù)據(jù)相關(guān)的信息段。信元組成結(jié)構(gòu)如圖6.13所示。

圖6.13    ATM信元結(jié)構(gòu)

信元從第1個(gè)字節(jié)開(kāi)始順序向下發(fā)送，在同一字節(jié)中從第8比特開(kāi)始發(fā)送。信元內(nèi)所有的信息段都以首先發(fā)送的比特為最高比特（MSB）。

ATM信元結(jié)構(gòu)有兩種，一種用在用戶(hù)/網(wǎng)絡(luò)接口，簡(jiǎn)稱(chēng)UNI信元；另一種用在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部接口，簡(jiǎn)稱(chēng)NNI信元。兩種信元的信頭格式稍有不同，如圖6.14所示。

圖6.14   ATM信頭格式

各字段含義簡(jiǎn)述如下。

GFC：一般流量控制，4比特，在NNI中沒(méi)有GFC； 

VPI：虛通路標(biāo)識(shí)，在UNI中為8比特，在NNI中為12比特；

VCI：虛信道標(biāo)識(shí)，16比特；

VPI和VCI：路由信息；

PTI：凈荷類(lèi)型，3比特，可以指示8種凈荷類(lèi)型，其中4種為用戶(hù)數(shù)據(jù)信息類(lèi)型，3種為網(wǎng)絡(luò)管理信息，還有1種目前尚未定義；

CLP：信元丟棄優(yōu)先權(quán)，當(dāng)傳送網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)，首先丟棄CLP=1的信元；

HEC：信頭差錯(cuò)控制碼，HEC是一個(gè)多項(xiàng)式碼，用來(lái)檢驗(yàn)信頭的錯(cuò)誤。

三、ATM協(xié)議結(jié)構(gòu)

國(guó)際電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化組織ITU-T在建議L321中給出的ATM的參考模型如圖6.15所示,可以看出ATM層相當(dāng)于OSI的數(shù)據(jù)鏈路層。

圖6.15ATM協(xié)議模型

四、ATM交換原理 （1）虛通路與虛信道

ATM系統(tǒng)釆用面向連接的工作方式。但其連接為邏輯連接，即虛電路方式。虛電路可能是用戶(hù)長(zhǎng)期占用的永久虛電路（PVC）,或者是通信前臨時(shí)申請(qǐng)的交換虛電路（SVC）。

ATM虛電路的概念如圖6.16所示。在一個(gè)物理通道中可以包含一定數(shù)量的虛通路（VP）,虛通路的數(shù)量由信頭中的VPI值決定。而在一條虛通路中可以包含一定數(shù)量的虛信道（VC）,并且虛信道的數(shù)目由信頭中的VCI值決定。一個(gè)虛通路可由多個(gè)虛信道組成。ATM信元的交換既可以在VP級(jí)進(jìn)行，也可以在VC級(jí)進(jìn)行。

在一條通信線(xiàn)路上具有相同VPI的信元所占有的子通路稱(chēng)為一個(gè)VP鏈路（VPLink）。多個(gè)VP鏈路可以通過(guò)VP交叉連接設(shè)備或VP交換設(shè)備串聯(lián)起來(lái)。多個(gè)串聯(lián)的VP鏈路構(gòu)成一個(gè)VP連接。

圖6.16ATM虛電路概念示意圖

一個(gè)VP連接中傳送的具有相同VCI的信元所占有的子信道稱(chēng)為一個(gè)VC鏈路（VCLink）。多個(gè)VC鏈路可以通過(guò)VC交叉連接設(shè)備或VC交換設(shè)備串聯(lián)起來(lái)。多個(gè)串聯(lián)的VC鏈路構(gòu)成一個(gè)VC連接。

圖6.17給出了一個(gè)VP和VC交換連接的示意圖。VP交換是指VPI的值在經(jīng)過(guò)交換節(jié)點(diǎn)時(shí).根據(jù)VP連接的目的地，將輸入信元的VPI值改為接收端的新的VPI值賦予信元并輸出；VC交換是指VCI的值在經(jīng)過(guò)ATM交換后，VPI和VCI的值都發(fā)生了改變。

圖6.17VP和VC連接