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一、ATM交換系統(tǒng)基本功能

ATM交換系統(tǒng)的功能與交換機類型和具體應(yīng)用有關(guān)。通常，ATM交換系統(tǒng)應(yīng)具有的基本功能包括：接口功能、交換連接功能、信令功能、呼叫控制功能、業(yè)務(wù)流管理功能及運行和維護功能。其中主要功能概要介紹如下。

（1）交換連接功能

ATM交換系統(tǒng)的交換連接功能可分為空分交換功能和時分交換功能?？辗纸粨Q功能完成將一條物理入線上的信息交換到另一條物理出線上的功能，其關(guān)鍵是通路選擇問題，即在交換機內(nèi)部，信息如何選擇一條通路從入線到達(dá)出線；時分交換功能完成將物理入線上一個邏輯信道的信息交換到物理出線上的另一個邏輯信道，即其輸入信元頭的值會被翻譯成一個與輸出邏輯ATM信道相對應(yīng)的信元頭輸出值，其關(guān)鍵問題是存在競爭問題，需要引入排隊機制來解決。

（2）呼叫控制功能

ATM是面向邏輯連接的，在信息傳送以前先要有建立過程，傳送結(jié)束則有釋放過程。 

因此ATM交換系統(tǒng)必須控制各個呼叫連接的處理過程，包括尋址、選路、交換結(jié)構(gòu)中的通路選擇等功能。

（3）業(yè)務(wù)流管理功能

要保證具有不同業(yè)務(wù)流特性和QoS要求的各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，ATM交換系統(tǒng)必須提供有效的業(yè)務(wù)流管理功能，其要點就是當(dāng)用戶建立連接時都必須與網(wǎng)絡(luò)達(dá)成一個合約:用戶受合約規(guī)定的業(yè)務(wù)流特性的約束，而網(wǎng)絡(luò)滿足用戶的服務(wù)質(zhì)量要求。

二、ATM交換系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

ATM交換系統(tǒng)基本功能結(jié)構(gòu)如圖6.19所示。由圖6.19可知,ATM交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與電路交換系統(tǒng)相似，可以大致劃分為信元傳送部分與處理機控制部分。信元傳送部分又包括交換結(jié)構(gòu)(SwitchingFabric)和接口單元兩部分。 

圖6.19  ATM交換系統(tǒng)基本功能結(jié)構(gòu)

(1)ATM交換結(jié)構(gòu)

ATM交換結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)ATM的關(guān)鍵技術(shù)之一，是ATM交換系統(tǒng)中必不可少的重要組成部分，應(yīng)具有信頭翻譯、選路、排隊3項基本功能。需要釆用各種類型的交換結(jié)構(gòu)實現(xiàn)交換連接功能，不但是用戶信息，而且信令消息和處理機之間的控制信息也通過交換結(jié)構(gòu)傳送。

ATM交換結(jié)構(gòu)一般可以劃分為3類：共享媒體型、共享存儲型和空分型。典型的有基于Crossbar的交換結(jié)構(gòu)、基于BANYAN的交換結(jié)構(gòu)、多通路的交換結(jié)構(gòu)等。其排隊策略有外部緩沖和內(nèi)部緩沖。外部緩沖指緩沖器不設(shè)在交換結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，主要有輸入緩沖、輸出緩沖、輸入與輸出緩沖、環(huán)回緩沖等；內(nèi)部緩沖指緩沖器設(shè)在交換結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。無阻塞結(jié)構(gòu)不需要內(nèi)部緩沖.主要有輸入緩沖、輸出緩沖、交叉點緩沖、共享緩沖等。

下面給出一個實例：BANYAN網(wǎng)絡(luò)。

BANYAN網(wǎng)絡(luò)是一種空分交換網(wǎng)絡(luò)，是由若干個2X2交換單元組成的多級交換網(wǎng)絡(luò)。它最早使用于并行計算機領(lǐng)域，與電信交換毫不相干。但目前已在ATM交換機中得到廣泛應(yīng)用。

2X2交換單元是具有2條入線和2條出線的電子開關(guān)元件，如圖6.20所示。

 

圖6.20    2X2交換單元 

 

 

這種電子開關(guān)具有兩種狀態(tài)：平行連接和交叉連接，分別完成不同編號的入線與出線間的連接，達(dá)到2條入線中的任意入線和2條出線中的任意出線可進(jìn)行交換的目的。

圖6.21是由2X2交換單元構(gòu)成的8X8三級BANYAN網(wǎng)絡(luò)，其基本特性如下。

圖6.21          8X8三交換網(wǎng)絡(luò)

       ①因為BANYAN網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成有一定的規(guī)則，可以由較小容量的BANYAN網(wǎng)絡(luò)擴展為較大規(guī)模，擴展性好。

       ②唯一路徑。BANYAN網(wǎng)絡(luò)每一條入線到每一條出線都有一條路徑，并且只有一條路徑。例如，圖6.21中的虛線畫出了由入線0到出線0和入線4到出線1的路徑。

       ③自選路由。BANYAN網(wǎng)絡(luò)可以使用對應(yīng)于出線編號的二進(jìn)制編碼的選路信息自動選擇路由，將入線上的信元送到指定出線上輸出。其中每一級的2X2交換單元都依次根據(jù)選路信息中的某一位來自選路由，該比特為0時選擇兩條出線中上面一條出線.該比特為1時則選擇下面的一條出線。例如，在圖6.26中，入線4輸入的信元帶有選路信息“1”，即需要在出線1輸出.“1"的二進(jìn)制編碼為“001”，則第一、二、三級的2X2交換單元依次按照“0”，“0”,“1”來選路，使信元最終到達(dá)出線1。