通信工程師交換技術(shù)考試ATM的交換網(wǎng)絡(luò)[1]

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6.2.3 ATM的交換網(wǎng)絡(luò)

目前的ATM交換機(jī)設(shè)備，按其功能和用途，可分成兩大類：接入交換機(jī)和節(jié)點(diǎn)交換機(jī)，如圖6-9所示。

接入交換機(jī)在B-ISDN中的位置類似于現(xiàn)在電話網(wǎng)的數(shù)字程控用戶交換機(jī)。節(jié)點(diǎn)交換機(jī)主要用于骨干網(wǎng)，類似于現(xiàn)有電話網(wǎng)中的數(shù)字程控匯接交換機(jī)，具有強(qiáng)大的NNI功能。

ATM交換機(jī)的功能結(jié)構(gòu)如圖6-10所示，主要包括信元交換單元、控制單元和定時(shí)單元三大部分。之間的信元交換。交換接口完成交換單元入口處和出口處的處理功能，如信頭（VPI/VCI）轉(zhuǎn)換，路由標(biāo)簽的產(chǎn)生和刪除以及用戶業(yè)務(wù)的流量管理和信元的復(fù)接/分接。線路終端主要負(fù)責(zé)傳發(fā)媒介的接口適配，完成光電變換、速率適配等功能，對(duì)于ATM接入交換機(jī)，線路終端分成兩類，具有適配功能線路終端和無需適配功能線路終端。無需適配功能的線路終端如前所述，具有適配功能的線路終端除具有上述功能外，還應(yīng)具備信元適配功能，即信元的分段和重組（SAR）功能。

控制單元可分為板級(jí)和系統(tǒng)級(jí)兩級(jí)控制，主要功能有信令處理、資源管理、操作維護(hù)控制和外設(shè)控制等?？刂茊卧邮苡脩舻暮艚姓?qǐng)求或網(wǎng)管中心的控制，分配適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)資源，建立VP和VC連接，并在呼叫連接期間管理用戶業(yè)務(wù)的流量，看其是否超過了申請(qǐng)的帶寬。此外，控制單元還與業(yè)務(wù)提供點(diǎn)、智能網(wǎng)的業(yè)務(wù)控制點(diǎn)（SCP）及電信管理網(wǎng)（TMN）（包括操作維護(hù)中心）間采用1號(hào)信令方式交換控制信令，保證ATM交換機(jī)之間的溝通。對(duì)于ATM接入交換機(jī)還需具備對(duì)ISDNUNI信令處理功能。

定時(shí)單元包括定時(shí)恢復(fù)和定時(shí)分配兩部分。主要功能是從信源提取定時(shí)信號(hào)，產(chǎn)生定時(shí)和同步信號(hào)，以及分配定時(shí)和同步信號(hào)給交換機(jī)各個(gè)單元。ATM網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的一個(gè)最重要問題就是網(wǎng)絡(luò)同步，因?yàn)锳TM要傳送各種類型的業(yè)務(wù)，其中包括某些定時(shí)相關(guān)的業(yè)務(wù)（如所有恒定比特率業(yè)務(wù)、語音、視頻、多媒體等）。

ATM網(wǎng)絡(luò)的定時(shí)不同于電話網(wǎng)或TDM傳輸系統(tǒng)，僅需要在輸入和輸出接口保持比特同步。對(duì)于需要傳送幀結(jié)構(gòu)定時(shí)的業(yè)務(wù)，必須采用其他方法。每個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘與網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘保持同步，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘丟失時(shí)，節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘可在一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)工作。另外，對(duì)于定時(shí)敏感的用戶終端，也需要與網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘保持同步。例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)的內(nèi)部總線是異步的，因此在個(gè)人計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的電視會(huì)議的處理功能需要依靠外加適配卡來實(shí)現(xiàn)，保證數(shù)據(jù)傳送速率與個(gè)人計(jì)算機(jī)的總線速率隔離，同步于網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘。

ATM交換單元的核心是交換結(jié)構(gòu)（SwitchFabric），大型交換機(jī)的交換單元一般由多個(gè)交換結(jié)構(gòu)互連而成，小型交時(shí)分，構(gòu)換機(jī)則可能由單個(gè)交換結(jié)構(gòu)組成。根據(jù)具體使用的交換方式，交換結(jié)構(gòu)可分為時(shí)分結(jié)構(gòu)和空分結(jié)構(gòu)兩大類，如圖6-11所示。

1）時(shí)分交換結(jié)構(gòu)

在時(shí)分交換結(jié)構(gòu)中，各個(gè)輸入/輸出端口共享單一的通信母線，依據(jù)母線不同，可分成共享存儲(chǔ)器和共享媒體兩大類，這條共享通信母線的吞吐量決定了整個(gè)交換單元的容量，不可能超過此容量擴(kuò)容。因此，時(shí)分交換有一個(gè)設(shè)備吞吐量的固定上限，這種交換能力的限制不能隨端口的增加而增加，所以，當(dāng)對(duì)共享母線帶寬的需求增加時(shí)，網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)受到影響。由于每個(gè)信元都沿著同一條共享通信母線傳送，因此這類交換結(jié)構(gòu)很容易支持點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳送。己采用的時(shí)分方式的交換結(jié)構(gòu)中，一般采用固定循環(huán)方式將共享通信母線的帶寬分配給各個(gè)輸入/輸出端口。各個(gè)輸入端口接入共享母線的帶寬可以根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)分配，因此可支持接入速率相差甚大的各個(gè)端口的有效復(fù)用，另外還可以提供業(yè)務(wù)集中以降低每個(gè)端口的成本。

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