第七章 ATM交换技术
本章教学基本要求：
1．了解ATM的定义及信元结构； 2．理解虚信道和虚通路； 3．理解ATM协议分层结构； 4．理解ATM交换的基本原理； 5．理解ATM连接的建立和清除； 6．掌握ATM交换机的组成； 7．掌握ATM交换结构。
本章教学主要内容：
一、ATM的基本概念 二、B-ISDN/ATM协议 三、ATM交换的基本原理 四、ATM交换机的组成 五、ATM交换结构 六、ATM连接建立和清除
一、ATM的基本概念
1．ATM的定义
ATM（Asynchronous Transfer Mode），即异步转移模式，被ITU-T定义为宽带综合业务数据网B-ISDN的信息传输模式。术语“转移”包括了传输和交换两个方面，所以转移模式是指信息在网络中传输和交换的方式。“异步”是指在接续和用户中带宽的分配方式。因此，ATM就是在用户接入、传输和交换级综合处理各种通信量的技术。 2．ATM的信元结构
ATM信元的长度是固定的，而且信元的长度较小，只有53字节，分为信头和净荷两部分，信头为5个字节，净荷为48个字节。ATM信元的信头内容在用户-网络接口（UNI）和网络节点接口（NNI）中略有差别，如图7.1所示。 (1)GFC：一般流量控制，4比特。仅用于UNI接口，用于控制ATM接续的业务流量，减少用户边出现的短期过载。只控制产生于用户终端方向的信息流量，而不控制网络方向的业务流量。
(2)VPI：虚通道标识，其中NNI为12比特，UNI为8比特。
(3)VCI：虚通路标识，16比特，标识虚通道内的虚通路，VCI与VPI的组合来标识一个虚连接。
(4)PTI：净荷类型指示，3比特，用来指示信元类型。
(5)CLP：信元丢失优先级，1比特。用于信元丢失级别的区别，CLP为1，表示该信元为低优先级，为0则为高优先级，当传输超限时，首先丢弃的是低优先级信元。
(6)HEC：信头差错控制，8比特，监测出有错误的信头，可以纠正信头中1比特的错误。HEC还被用于信元定界。
UNITENNINNI其它B-ISDNbit8 7 6 5 4 3 2 1V P IG F CV P IV C IV C IV C IP T IH E C(a)UNI格式123CLP45bit8 7 6 5 4 3 2 1V P I12V C IV P I字V C I3节P T ICLP4V C I5H E C(b)NNI格式
图7.1 ATM信元的信头格式
3．虚信道与虚通路
ATM技术中最重要的特点就是信元的复用、交换和传输过程，均在虚信道（VC）上进行。
(1)虚信道（VC）与虚通路（VP） ①VC
虚信道是ATM网络链路端点之间的一种逻辑联系，是在两个或多个端点之间传送ATM信元的通信通路，由VCI标识，可用于用户到用户、用户到网络、网络到网络的信息转移。 ②VP
虚通路是在给定参考点上具有同一虚通道标识符的一组虚通路。虚通路在传输过程中，组合在一起构成虚通道，二者关系如图7.2所示。因此ATM网络中不同用户的信元是在不同的VP、VC中传送的，而不同的VP/VC则是利用各自的VP标识（VPI）和VC标识（VCI）进行区分。
VCVPVCVPVCVPVPVC传输路径VPVCVPVC
图7.2 传输通道、虚通道VP、虚通路VC的关系
(2)虚信道连接（VCC）与虚通路连接（VPC）
虚信道连接（VCC）
VC链路 VC链路 VC链路
VCIX VCIy VCIZ 虚通道连接（VPC） VP链路 VP链路 VP链路 VPIX VPIy VPIZ 图7.3 VCC与VPC的关系 ①VCC
VCC端点之间的VC级端到端的连接，由多条VC链路串接而成，VCI（虚信道标识）用来识别一条VC。 ②VPC
VPC端点之间的VP级端到端的连接，由多条VP链路串接而成，VPI（虚通道标识）用来识别一条VP。
VCC端点是VCC的起点和终点，是ATM层及其上层交换信元净荷的地方，也就是信息产生的源点和被传送的目的点。VPC端点是VPC的起点和终点，是VCI产生，变换或终止的地方。
注意：VCI值改变时，支持它的VPI一定相应地变化；而VPI值改变时，其中的VCI不一定变化。换句话说，VP可以单独交换，而VC交换必然和VP交换一起进行。
(3)VC交换与VP交换 ①VP交换
交换机将一条VP上所有的VC链路上的ATM信元全部转送到另一条VP，交换过程中不改变VCI值。如图7.4所示。
VCI1VCI2VPI1VPI4VCI3VCI4VCI3VCI4VPI2VPI5VCI5VCI6VCI5VCI6VPI3VPI6VCI1VCI2VP交换
图7.4 VP交换
②VC交换
交换机在不同的虚通道VP和虚通路VC质检进行ATM信元交换，所有VPI/VCI在交换后都改为新值。如图7.5所示。
VC交换VPC端点VCI1VCI2VCI3VCI4VCI1VCI2VPI2VPI1VPI3VCI4VCI3VCI1VCI2VCI1VCI2VPI4VP交换VPI5图
7.5 VC交换
二、B-ISDN/ATM协议
1．ATM协议参考模型
ITU-T I.321建议描述了基于ATM的B-ISDN的协议参考模型，如图7.6所示。它由面和层构成一个立体模型，面用来描述网络中可以支持的不同功能，层用来描述网络功能的实现模型。
管理面面管层理管理控制面高层用户面高层ATM适配层（AAL）ATM层物理层
图7.6 B-ISDN协议参考模型
(1)三个面的功能
第七章ATM交换技术
