初級通信工程師考試培訓ATM的基本概念[3]

（1）ATM的通信連接--虛連接

①ATM網絡的--般通信過程

ATM網絡以面向連接的方式提供端到端的信息通信服務。在傳遞信息之前，要先建立呼叫--通信連接。圖6-9所示為在端到端之間建立連接，源端點（A）用戶需向ATM網絡發(fā)出要求與宿端點（B）通信的請求消息。請求消息包括所要求的帶寬、業(yè)務質量等參數。請求消息連同用于啟動、撤除和修正連接的呼叫控制消息一起，作為信令消息，被裝入ATM信元（信令信元）傳送。與源端點（A）相連接的ATM交換機（X）將執(zhí)行呼叫接入許可控制（ConnectionAccessControl,CAC）功能，并與眺中的其他節(jié)點交換圖6-9A端點間連接示意圖一起來確定是否支持該連接。若支持該連接，則網絡在A、B兩端點先確定連接的路由，最后由與B相連接的交換機（Y）用信令信元向B發(fā)送建立連接消息。若B同意接收，則B用一個呼叫接收消息應答Y,并經ATM網絡送達X,然后通知A,并完成呼叫連接--虛連接的建立過程。

值得說明的是，承載傳送信令消息的虛連接，在上述連接建立之前就建立好了，否則上述的信令通信過程就沒辦法進行上述呼叫連接的建立過程實質上就是選路過程，它是在ATM網絡確定連接是否支持的同時完成的。被選定的路由上的每一個交換機在收到連接請求后，如果有充足的的資源可以處理連接，則以選路信息和網絡資源信息為基礎來確定本交換機的輸出鏈路。下一段的交換機重復同樣的過程，直止到達宿端為止。

由此可知一個虛連接是由一段一段鏈接起來的。由于每一段物理鏈路并不為某一連接獨占，而只占用其中的一個信道，所以這種連接稱為虛連接。一個特定連接的ATM信元就沿著這條具有電路交換特征的虛連接按順序通過各段鏈路。

②虛信道（VC）和虛路徑（VP）

ATM的虛連接建立在VC和VP兩個等級上，ATM信元的復用、傳輸和交換過程均在VC和VP上進行。

VC（VirtualChannel）--虛信道（也稱虛通路），是傳送ATM信元的邏輯信道。若不考慮VP,-條物理鏈路（物理媒介）可劃分為若干個VC。

VCI它是VC的標識符。同樣假定不考慮VP,-條物理鏈路上每一個VC都有不同的VCI值。而具有相同VCI的信元是在同一邏輯信道（標為VCI的虛信道）上傳送。

VP（VirtualPath）--虛路徑（也稱虛通道），它是為減少網管和M控的復雜性，增加ATM交換與管理的靈活性與便利性，而將物理鏈路劃分為邏輯子信道，它把眾多的VC分成組，具有相同VPI分組標識的VC同屬一個VP（即包含在同一VP內〉。

VPI--它是VP的標識符，如上所述，它標識了具有相同VPI的一束VC。

閣6-10所示為VC、VP與物理媒介（或稱傳輸通道、傳輸鏈路）之間關系的抽象示意圖。

圖6-10可理解為：將物理介質劃分為若干個vm:I

VP子信道，又將每個VP子信道進一步劃分若干VCI47）

VC子信道。而VPI標識由8bit（UNI域12bit（NNI）圖6-10VC、VP與物理媒介的關系示意圖組成，VCI由16bit組成，因此一條物理鏈路可以劃分為28-212=256?4096個子信道，而每個VP又可分成216=65536個VC子信道，即一條物理鏈路可劃分為2m-228=16777216-268435456個VC子信道。由于不同的VP中的VC具有相同的VCI標識（就像各班級都有1、2、3組），所以VPI和VCI合起來才能完整標識一個VC并構成一個路由信息VPI/VCI.物理鏈路上傳輸的信元中，所有VPI相同的信元屬于同一VP,而所有VPI和VCI都相同的信元才屬于同一VC。

1.ATM交換

在ATM網中，ATM交換機占據核心位置，ATM交換技術是一種融合了電路交換方式和分組交換方式的優(yōu)點而形成的新型交換技術。ATM交換簡化了分組交換中許多通信規(guī)程，采用類似于電路交換的呼叫連接控制方式建立起虛電路，并用硬件對信元進行交換處理。

（1）ATM交換基本原理

ATM交換的基本原理如圖6-11所示。

圖6-11中的交換節(jié)點有條入線（Ir），9條出線（01-09）。每條入線和出線上傳送的都是ATM信元流，信元的信頭中VPI/VCI值表明該信元所在的邏輯信道（即VP和VC）。ATM交換的基本任務就是將任一入線上的任一邏輯信道中的信元交換到所要去的任一出線上的任一邏輯信道上去，也就是入線I,上的輸入信元被交換到出線09上，同時其信頭值（指的是VPI/VCI）由輸入值a變成（或翻譯成）輸出值外例如圖6-11中入線上信頭的x的信元被交換到出線01上，同時信頭變成r:入線上信頭為y的信元被交換到出線上，同寸信頭變?yōu)閂輸入、輸出鏈路的轉換及信頭的改變是由ATM交換機中的翻譯表實現的。綜1:所述，ATM交換有以下基本功能。

①空分交換（空間交換>.將信元從一條傳輸線改送到另一條傳輸線上去，實質上是進行路由選擇。該功能也叫路由選擇功能。

②信頭變換。信頭變換就是信元的VPI/VCl值轉換，即改變邏輯信道，因為邏輯信道是靠信頭中的VPI/VCI來標識的。信頭變換相當于進行了時間交換。但要注意，ATM的邏輯信道和時隙沒有固定的關系。

③排隊。由于ATM是一種異步傳送方式，信元的出現是隨機的，所以來自不同入線的兩個信元可能會同時到達交換機，并競爭同一出線，由此會產生碰揀。為了盡量減少碰撞所引起的信元丟失，需在交換機中提供一系列緩沖存儲器，供同時到達的信元排隊用。

（2）ATM交換機

ATM交換機按功能和用途可分為接入交換機和節(jié)點交換機兩類。

接入交換機又稱為專用ATM交換機，控單元它的主要特點是交換容量小。用戶功能強。

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