通信工程師傳輸與接入考試ATM基本概念

9.1.2  ATM基本概念
ATM是異步傳送模式，它采用快速分組交換和統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)。它具有如下基本特點(diǎn)。
1．采用短而固定長(zhǎng)度的短分組
在ATM中采用短而固定長(zhǎng)度的分組，稱(chēng)為信元(Cell)。信元由53個(gè)字節(jié)組成，其中5個(gè)字節(jié)是信元頭，48個(gè)字節(jié)是凈荷。固定長(zhǎng)的短分組決定了ATM系統(tǒng)處理時(shí)間短、響應(yīng)快，特別適合實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和高速應(yīng)用。
2．采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用
ATM是按信元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用的，在時(shí)間上沒(méi)有固定的復(fù)用位置。由于統(tǒng)計(jì)復(fù)用是按需分配帶寬，可以滿足不同用戶傳遞不同業(yè)務(wù)的帶寬需要。
　　3．ATM采用面向連接并預(yù)約傳輸資源的方式工作
電路交換是通過(guò)預(yù)約傳輸資源保證實(shí)時(shí)信息的傳輸，同時(shí)端到端的連接使得信息在傳輸時(shí)，在任意的交換節(jié)點(diǎn)不必作復(fù)雜的路由選擇(這項(xiàng)工作在呼叫建立時(shí)已經(jīng)完成)。分組交換模式中仿照電路方式提出虛電路工作模式，目的也是為了減少傳輸過(guò)程中交換機(jī)為每個(gè)分組作路由選擇的開(kāi)銷(xiāo)，同時(shí)可以保證分組順序的正確性。但是分組交換取消了資源預(yù)定的策略，雖然提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率，但卻有可能使網(wǎng)絡(luò)接收超過(guò)其傳輸能力的負(fù)載，造成所有信息都無(wú)法快速傳輸?shù)侥康牡亍?br/>在ATM方式中采用的是分組交換中的虛電路形式，同時(shí)在呼叫建立過(guò)程中, 向網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)傳輸所希望使用的資源，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)決定是否接受這個(gè)呼叫。其中資源的約定并不像電路交換中給出確定的電路或PCM時(shí)隙一樣，而只協(xié)商將來(lái)通信過(guò)程可能使用的通信速率。采用預(yù)約資源的方式，保證網(wǎng)絡(luò)上的信息可以在一定允許的差錯(cuò)率下傳輸。另外考慮到業(yè)務(wù)具有波動(dòng)的特點(diǎn)和交換中同時(shí)存在連接的數(shù)量，根據(jù)概率論中的大數(shù)定理，網(wǎng)絡(luò)預(yù)分配的通信資源肯定小于信源傳輸時(shí)的峰值速率。 可以說(shuō)ATM方式既兼顧了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率，又滿足了接入網(wǎng)絡(luò)的連接能夠進(jìn)行快速數(shù)據(jù)傳輸。
4．協(xié)議簡(jiǎn)化
分組交換協(xié)議設(shè)計(jì)運(yùn)行的環(huán)境是誤碼率很高的模擬通信線路，需要進(jìn)行逐段鏈路的差錯(cuò)控制；同時(shí)由于沒(méi)有預(yù)約資源機(jī)制，任何一段鏈路上的數(shù)據(jù)量都有可能超過(guò)其傳輸能力，所以有必要執(zhí)行逐段鏈路上的流量控制。而ATM協(xié)議運(yùn)行在誤碼率很低的光纖傳輸網(wǎng)上，同時(shí)預(yù)約資源機(jī)制保證網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)呢?fù)荷小于網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力，所以 ATM取消了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)鏈路上的差錯(cuò)控制和流量控制。對(duì)于通信過(guò)程中出現(xiàn)的差錯(cuò)，ATM將這些工作推給了網(wǎng)絡(luò)邊緣的終端設(shè)備完成。
由于ATM網(wǎng)絡(luò)中不進(jìn)行流量控制和差錯(cuò)控制，所以信元頭部變得異常簡(jiǎn)單，主要是標(biāo)志虛電路，這個(gè)標(biāo)志在呼叫建立階段產(chǎn)生，用以表示信元經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)穆窂?。用這個(gè)標(biāo)志可以很容易地將不同的虛電路信息復(fù)用到一條物理通道上。
如果信元頭部出現(xiàn)錯(cuò)誤，則必然會(huì)導(dǎo)致信元的錯(cuò)投，浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算和傳輸資源。及早發(fā)現(xiàn)信元頭部出錯(cuò)是非常必要的，因此，要在信元的頭部加上糾錯(cuò)和檢錯(cuò)的機(jī)制以防止或降低錯(cuò)選路由。
根據(jù)上面的描述可以知道，實(shí)際上 ATM充分地綜合了電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn)。它可以支持實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)透明傳輸，并采用端到端的通信協(xié)議。同時(shí)也具有分組交換支持可變比特率(VBR：Variable Bit Rate)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，并能對(duì)鏈路上傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用。所以ATM是下一代通信網(wǎng)交換、復(fù)用和傳輸?shù)闹饕夹g(shù)之一。

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