初级通信工程师考试培训ATM的基本概念[3]

（1）ATM的通信连接--虚连接

①ATM网络的--般通信过程

ATM网络以面向连接的方式提供端到端的信息通信服务。在传递信息之前，要先建立呼叫--通信连接。图6-9所示为在端到端之间建立连接，源端点（A）用户需向ATM网络发出要求与宿端点（B）通信的请求消息。请求消息包括所要求的带宽、业务质量等参数。请求消息连同用于启动、撤除和修正连接的呼叫控制消息一起，作为信令消息，被装入ATM信元（信令信元）传送。与源端点（A）相连接的ATM交换机（X）将执行呼叫接入许可控制（ConnectionAccessControl,CAC）功能，并与眺中的其他节点交换图6-9A端点间连接示意图一起来确定是否支持该连接。若支持该连接，则网络在A、B两端点先确定连接的路由，最后由与B相连接的交换机（Y）用信令信元向B发送建立连接消息。若B同意接收，则B用一个呼叫接收消息应答Y,并经ATM网络送达X,然后通知A,并完成呼叫连接--虚连接的建立过程。

值得说明的是，承载传送信令消息的虚连接，在上述连接建立之前就建立好了，否则上述的信令通信过程就没办法进行上述呼叫连接的建立过程实质上就是选路过程，它是在ATM网络确定连接是否支持的同时完成的。被选定的路由上的每一个交换机在收到连接请求后，如果有充足的的资源可以处理连接，则以选路信息和网络资源信息为基础来确定本交换机的输出链路。下一段的交换机重复同样的过程，直止到达宿端为止。

由此可知一个虚连接是由一段一段链接起来的。由于每一段物理链路并不为某一连接独占，而只占用其中的一个信道，所以这种连接称为虚连接。一个特定连接的ATM信元就沿着这条具有电路交换特征的虚连接按顺序通过各段链路。

②虚信道（VC）和虚路径（VP）

ATM的虚连接建立在VC和VP两个等级上，ATM信元的复用、传输和交换过程均在VC和VP上进行。

VC（VirtualChannel）--虚信道（也称虚通路），是传送ATM信元的逻辑信道。若不考虑VP,-条物理链路（物理媒介）可划分为若干个VC。

VCI它是VC的标识符。同样假定不考虑VP,-条物理链路上每一个VC都有不同的VCI值。而具有相同VCI的信元是在同一逻辑信道（标为VCI的虚信道）上传送。

VP（VirtualPath）--虚路径（也称虚通道），它是为减少网管和M控的复杂性，增加ATM交换与管理的灵活性与便利性，而将物理链路划分为逻辑子信道，它把众多的VC分成组，具有相同VPI分组标识的VC同属一个VP（即包含在同一VP内〉。

VPI--它是VP的标识符，如上所述，它标识了具有相同VPI的一束VC。

阁6-10所示为VC、VP与物理媒介（或称传输通道、传输链路）之间关系的抽象示意图。

图6-10可理解为：将物理介质划分为若干个vm:I

VP子信道，又将每个VP子信道进一步划分若干VCI47）

VC子信道。而VPI标识由8bit（UNI域12bit（NNI）图6-10VC、VP与物理媒介的关系示意图组成，VCI由16bit组成，因此一条物理链路可以划分为28-212=256?4096个子信道，而每个VP又可分成216=65536个VC子信道，即一条物理链路可划分为2m-228=16777216-268435456个VC子信道。由于不同的VP中的VC具有相同的VCI标识（就像各班级都有1、2、3组），所以VPI和VCI合起来才能完整标识一个VC并构成一个路由信息VPI/VCI.物理链路上传输的信元中，所有VPI相同的信元属于同一VP,而所有VPI和VCI都相同的信元才属于同一VC。

1.ATM交换

在ATM网中，ATM交换机占据核心位置，ATM交换技术是一种融合了电路交换方式和分组交换方式的优点而形成的新型交换技术。ATM交换简化了分组交换中许多通信规程，采用类似于电路交换的呼叫连接控制方式建立起虚电路，并用硬件对信元进行交换处理。

（1）ATM交换基本原理

ATM交换的基本原理如图6-11所示。

图6-11中的交换节点有条入线（Ir），9条出线（01-09）。每条入线和出线上传送的都是ATM信元流，信元的信头中VPI/VCI值表明该信元所在的逻辑信道（即VP和VC）。ATM交换的基本任务就是将任一入线上的任一逻辑信道中的信元交换到所要去的任一出线上的任一逻辑信道上去，也就是入线I,上的输入信元被交换到出线09上，同时其信头值（指的是VPI/VCI）由输入值a变成（或翻译成）输出值外例如图6-11中入线上信头的x的信元被交换到出线01上，同时信头变成r:入线上信头为y的信元被交换到出线上，同寸信头变为V输入、输出链路的转换及信头的改变是由ATM交换机中的翻译表实现的。综1:所述，ATM交换有以下基本功能。

①空分交换（空间交换>.将信元从一条传输线改送到另一条传输线上去，实质上是进行路由选择。该功能也叫路由选择功能。

②信头变换。信头变换就是信元的VPI/VCl值转换，即改变逻辑信道，因为逻辑信道是靠信头中的VPI/VCI来标识的。信头变换相当于进行了时间交换。但要注意，ATM的逻辑信道和时隙没有固定的关系。

③排队。由于ATM是一种异步传送方式，信元的出现是随机的，所以来自不同入线的两个信元可能会同时到达交换机，并竞争同一出线，由此会产生碰拣。为了尽量减少碰撞所引起的信元丢失，需在交换机中提供一系列缓冲存储器，供同时到达的信元排队用。

（2）ATM交换机

ATM交换机按功能和用途可分为接入交换机和节点交换机两类。

接入交换机又称为专用ATM交换机，控单元它的主要特点是交换容量小。用户功能强。

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