传统同步传输网络缺陷

ATM 网络介绍

ATM的业务手段和目标

ATM操作和维护（OAM）

ATM应用举例

发展综述

传统同步传输网络缺陷

在同步传输网络中，各数据站点，被分配到一系列时间槽中，每个站点只能在自己的时间槽中发送数据，而别的站点不能在这个时间槽中发送信息。这样一来就会有一些空的时间槽没有被利用，造成资源上的浪费。如下图所示：

ATM网络介绍

背景：

ATM是ITU-T在宽带综合业务数字网（B-ISDN）标准的 基础上制定的信元中继标准。开始，它只是一种在公共网络中传输音频、视频和数据的快速传输技术，后经ATM论坛的发展，使ATM既可用在公共网络，又可用在专用网络。

ATM信元基本格式

ATM以固定长度的信元为传输单位，每个信元为53个字节组成，其中前5个字节包含信元头信息，其余的48个字节为有效负载。

ATM网络组成

由ATM交换机和ATM末端设备组成。ATM交换机负责网络中的信元传输，它接收来自一个ATM末端或另一个ATM交换机的信元，然后读取和更新信元头信息，并迅速将信元送往目的地的输出接口。每个ATM末端设备都有一个ATM网络接口适配器。ATM末端可以是工作站、路由器、数据服务单元等。

ATM虚连接

ATM网络是面向连接的。有两种连接类型，一种是以虚路径标识符为标志的虚路径，一种是以虚路径标识符（VPI）和虚信道标识符（VCI）的组合为标志的虚信道。如下图所示:

ATM交换工作原理

首先，链路中的交换机根据已知的VCI或VPI值接收信元。然后交换机根据本地转换表中的连接值确定本次连接的输出口，并更新链路中下一次连接的VPI/VCI值。最后，交换机以正确的连接标识符将信元重新发送到输出链路中。

ATM参考模型

由下列ATM层组成：

2. ATM层：与ATM适配器层的功能结合后，ATM层大致类似于OSI参考模型的数据链路层。ATM层负责建立连接并使信令穿越ATM网络。为此，它要使用每个ATM信元的头信息。
1. ATM适配器层（AAL）：与ATM层的功能结合后，AAL大致类似于OSI参考模型的数据链路层。AAL负责将高层协议与ATM处理细节隔离。针对不同的应用，ATM有不同的AAL类型，类型1：主要用于电路仿真、电话电视会议或其他对延迟敏感的业务；类型2：与类型1类似，用于对延迟敏感的业务；类型3/4：针对延迟不敏感的业务，例如数据/文件传输等；类型5：同样针对延迟不敏感的数据业务。

ATM网的特点和优势所在

由于ATM是异步的，它正好弥补了文章开头所说的同步网的不足，下图可以形象的说明这一点：

同时，ATM网还具有以下特点：

1. 采用端节间点到点的连接和交换机技术，代替传统网络的共享访问传输技术。
2. 采用定长数据单元传输代替传统长度可变的数据报传输。
3. 采用嵌套式层次结构寻址机制，代替传统网络中长而复杂的链路层和网络层寻址。

ATM的业务手段和目标

一般的流量控制功能

业务流量合同(Traffic Contracts)

• ATM传输能力
• 源头的业务量描述符
• QOS级别和参数
• 最大被分配的CDV容差（CDTV）
• 用于标记信元选项

ITU-T规定的ATM传输能力

有关ARB/ABT的一般评论

• ATM传输能力

• 所有的这些流量控制协议均是为了提供不同程度的统计多路复用/增益，以提高网络应付突发VBR业务的效率。

1. 在ATM NE中，ATM传输能力是如何实现的；
2. 网络操作员的策略和工程运用情况；
3. 应用需求；
4. 源/目的行为和需求；
5. 应用所含的实际流量特性的精确性应被确定。

• 用于ABR和ABT的协议实现起来是非常复杂的，目前还不清楚在实际的（广域）公共网络上如何很好地实现这一功能。

• ATM Forum还没有支持ABT的能力。在ABR的实现方面，ITU-T的ATM Forum的规范这间也存在着差异。

• 在这一阶段，兼容性是一个主要的问题。

ATM操作和维护（OAM）

原理

• 故障管理（FM）

• 性能管理（PM）

• 配置管理

• 计费管理

• 安全管理

OAM流

ATM应用举例

现在几乎所有的ATM厂商和大多数著名网络厂商都提供使用光纤的155Mbit/s ATM主干网交换机，有的还提供25Mbit/s的ATM桌面产品。从扩展性来讲，FDDI的最高传输速率为100Mbit/s，并由多台设备共享。ATM的传输速率正在向几吉比特率至几十吉比特率发展，ATM作为企业主干网能否得到普及应用，主要取决于价格和标准的完善程度。

ATM局域网

ATM 局域网是指以ATM结构为基本框架的局域网络，它以ATM局域网交换机为交换点，通过各种ATM接入设备，如ATM集线器、ATM网卡等将用户接入局域网。ATM网络具有带宽大，速度高的优点，并能提供业务质量QOS服务，其性能大大优于传统共享式局域网，但同时也面临着高速以太网的挑战。

电信运营广域网应用

中国多媒体宽带骨干网系统即是这种应用的一个成功案例。

中国公众多媒体通信网是邮电部门投资经营，以采用TCP/IP，ATM及其他相应技术所建设的多媒体通信业务网。

中国公众多媒体通信网由骨干网、省内网、和接入网三部分组成。

多媒体宽带骨干网由核心层和边缘层两层组成。

核心层：在北京、上海、广州、南京、武汉、西安、成都和沈阳八个大区中心设备汇接节点，组成多媒体宽带骨干网的核心层，定为BC1。其职能是汇接进出本辖区各省中心的信息业务。

边缘层：由各省内网的汇接节点组成。定为BC2，各省内网汇接节点的数量根据各省内宽带网的规划和具体情况而定，原则上每个省中心的宽带汇接节点是当然的省内网汇接节点之一。其职能如下：

1. 汇接出入本省内网的信息业务；
2. 转接省内网各地区节点之间的信息业务。

路由组织

（1）BC1之间

8个大区中心节点：即北京、上海、广州、南京、武汉、西安、成都和沈阳的GC1交换机之间，设置基干路由，目前暂组成不完全网状网，将来随着业务量的增加，逐步过渡到全网状网。

（2）BC1与BC2之间

各省会城市设置的BC2交换机与大区中心的BC1交换机之间设置一条基干路由，同时为了提高网路的安全性和电路利用率，根据业务流向和电路情况，另设一条到其他BC1交换之间的直达路由。各省内网的其他BC2交换机可根据具体情况选择其1～2个接至本大区中心的BC1交换机，以加强省内宽带网的安全性。

（3）省中心BC2之间

两个省中心BC2之间在业务量很大，确有必要，也可以设置直达路由。

发展综述

ATM的优势

ATM 的不足

1. ATM 技术还处在发展阶段，有些地方还不成熟与完美，如：寻址、拥塞控制、实时语言传输及安全标准的制定等，产品还未完全标准化，而且价格昂贵；
2. 要适应企业级网络的需求，ATM交换机就必须满足一系列规范的要求。
3. 在ATM业务传输中，错误选路和信息丢失将是ATM交换技术所面临的一大问题。
4. 缺少与现行网络的接口，传输媒介的种类很有限。

ATM 的发展前景