宽带广电网的异步转移模式

吴也文 晏外雅 周珺

　　1异步转移模式（ATM）

　　与SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）一样，ATM（Asynchronous Transfer Mode，异步转移模式）也是基础的网络宽带技术之一。ATM是一种简化的面向连接的高速分组交换，它采用信元（CELL）作为交换单位，信元实际上是一种固定长度的分组，所以也是一种分组交换，从面向连接这一要求来看又具有某些电路交换的特征，但更重要的是要在操作规则上作大量简化，才能实现高速处理。ATM是目前国际上统一的一种用于宽带网内传输、复用和交换信元的技术，是为支持高质量的语音、图像、高速数据等综合服务而设计的，它本身不属于网络结构，只是一种适用于宽带网的传递模式，802.bDQDB（双队列双总线）建议与ATM是各自独立开发的，但现在已用来作为达到ATM和B-ISDN（宽带综合业务数字网）结合的引导。

　　2ATM的层次结构

　　ATM的层次结构分为物理媒介相关层（PMD）和物理层、ATM层及ATM适配层（AAL），在物理媒质上都使用高速的同步数字体系（SDH）和无源光纤网（PDH），在AAL上作为一种通信平台，可以开放语音、视频、数据、信令等通信。

　　3ATM的特点

　　3.1面向连接模式

　　所谓面向连接，是在通信前先在收与发终端间建立一条连接，在通信时，报文或信息不断地在该连接上传送，因此在一次通信中有多个报文或信息时，从发端到收端的路由固定。但在面向无连接中采用逐段转发的方式，即根据报文或信息上的地址发给下一站，再由下一站根据地址是收下还是继续向前发送直至目的地，因此在一次通信中有多个报文或信息时，从发端到收端的路由可能不固定。电话通信是典型的面向连接方式，而电报和邮政通信是两个面向无连接方式的实例，这两种方式的根本区别不仅在于路由是否固定，而且在于是否用逻辑号来代替真实的地址。在面向连接中，由于建立连接时网络已经为该连接分配了一个逻辑号，因此在通信过程中就用逻辑号代替真实地址，但在无连接方式中，通信时只能用真实地址，显然识别逻辑号比识别真实地址快，因而面向连接适用于实时业务。

　　3.2分组长度固定的分组交换方式

　　在传统的分组交换方式中分组长度不固定，这时必须经过比较才能知道分组是否结束，当分组长度固定时只需计数便可知道分组的终结，计数执行指令比比较执行指令的时间少许多。分组长度固定适合于快速处理，在ATM中将长度固定的分组称为信元（CELL），信元由信头域和信息域组成，信头域长5字节，信息域长为48字节，信头的主要功能为流量控制、虚通道∕虚通路、交换、信头检验和信元定界以及信元类型的识别。

　　3.3可实现虚通道∕虚通路两级交换

　　在ATM中，可将一个传输通路如同步数字体系（SDH）中的同步转移模式STM-1、STM-4等划分为若干个虚通道，一个虚通道又可以分割为若干个虚通路。为了完成端点间的通信，类似于电路交换方式，ATM首先选择路由，在两实体之间建立虚通路，这样就使得路由寻址和数据转发功能截然分开。采用虚连接方法，ATM可将逻辑子网与物理子网隔离开，网络的主要管理和控制功能集中在虚电路一级上，使传输过程的控制较为简单，减少了网管、网控的复杂性。

　　3.4统计复用能力

　　为了提高系统资源利用率，在ATM中采用统计复用方式。ATM是面向连接方式，在主叫与被叫之间先建立一条连接，同时分配一个虚通道∕虚通路，将来自不同信息源的信元汇集到一起，在缓冲器内排队，队列中的信元根据到达的先后按优先等级逐个输出到传输线路上，形成首尾相接的信元流。具有同样标志的信元在传输线上并不对应着某个固定的时隙，也不是按周期出现的。异步时分复用使ATM具有很大的灵活性，任何业务都按实际信息量来占用资源，使网络资源得到最大限度的利用。

　　3.5综合多种业务

　　传统上一种业务建立一个网络，因而有计算机网、图像网、话音网之分。ATM试图综合所有的业务。由于各种业务所要求的服务质量的不同和业务特性差异，在一个网内交换所有业务是相当难的，例如话音与图像这些实时业务对端到端时延要求很严，一般认为不超过40 ms，但话音和图像对误码率要求却相差很大，电话误码率在10