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ATM：從綜合承載網(wǎng)到大客戶專線網(wǎng)絡(luò)

在不斷進步發(fā)展的通信系統(tǒng)中，ATM網(wǎng)絡(luò)憑借良好的技術(shù)特點和成熟的用戶市場需求逐漸定性發(fā)展為專線大客戶網(wǎng)絡(luò)。

1983年，O.Reilly首次提出了異步時分復(fù)用，1991年被ITU-T正式更名為異步傳輸模式（ATM），標志著ATM技術(shù)的產(chǎn)生。到了2000年后，隨著ATM網(wǎng)絡(luò)的建成及發(fā)展完善，各種新興通信技術(shù)的涌現(xiàn)，ATM網(wǎng)絡(luò)由數(shù)據(jù)綜合承載網(wǎng)絡(luò)逐漸演變?yōu)楦叨舜罂蛻魧＞€網(wǎng)絡(luò)。

ATM技術(shù)特點

ATM是結(jié)合了電路交換和分組交換優(yōu)點的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其雙重技術(shù)特點為：第一，ATM是面向連接的，它需要在通信雙方建立連接，通信結(jié)束后再通過信令拆除連接；第二，ATM的數(shù)據(jù)采用固定長的信元，其中信元的頭部包含在選路的VPI/VCI信息中，并通過VPI/VCI進行選路。

因此，ATM的雙重性帶來新的技術(shù)——異步時分復(fù)用（ATDM)，解決了傳統(tǒng)電路交換方式不能有效利用帶寬和不適于突發(fā)性業(yè)務(wù)的問題。ATM采用的高速分組交換技術(shù)，將數(shù)據(jù)鏈路層中的糾錯、流量控制等功能轉(zhuǎn)移到終端上完成，并通過硬件來實現(xiàn)協(xié)議的處理，從而降低了處理的時延，提高了交換速度。

ATM網(wǎng)絡(luò)采用信元來承載業(yè)務(wù)，用53個字節(jié)的固定信元作為數(shù)據(jù)的載體，一個信元包含48個字節(jié)的凈荷和5個字節(jié)的信頭，信頭中只含有必要的路由和控制信息，信頭分為兩種：具有UNI和NNI接口的信頭。

ATM虛連接技術(shù)示意圖

ATM使用虛連接技術(shù)

ATM具有虛通道(VP)和虛通路(VC)兩級連接，因此ATM使用虛連接技術(shù)。

什么是虛連接？虛連接就是在一個物理信道上，劃出眾多的邏輯信道，當建立連接時，將相應(yīng)的邏輯信道指定用于連接某兩個用戶，而在拆除該連接后，該邏輯信道又可再分配給其他的用戶使用。ATM采用VPI和VCI來分別標識這兩種在不同層次上的虛連接（如圖）。

ATM的虛連接分為兩種：1、虛通道VPC(Virtual Path Connection)；2、虛信道VCC(Virtual Channel Connection)。

無論哪種虛連接，根據(jù)建立方式的不同都可分為：1、交換虛連接SVC(Switching Virtual Connection)——通信時，通過終端設(shè)備由信令建立；通信完成后，由信令釋放；2、永久虛連接PVC(Permanent Virtual Connection)——由網(wǎng)管預(yù)先建立，無論是否有業(yè)務(wù)，PVC一直保持，直至由網(wǎng)管釋放。

ATM網(wǎng)絡(luò)中的QoS保障技術(shù)：ATM通過提供QoS（Quality of Service）參數(shù)來實現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)的需要與網(wǎng)絡(luò)資源管理間的協(xié)調(diào)，并根據(jù)不同業(yè)務(wù)的性質(zhì)及用戶需求將服務(wù)分為5類，分別為CBR服務(wù)、VBR-RT服務(wù)、VBR-NRT服務(wù)、ABR服務(wù)及UBR服務(wù)。

ATM技術(shù)的專線應(yīng)用

隨著現(xiàn)在通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，以及人們對信息處理的需求，諸如互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、語音業(yè)務(wù)甚至會議電視等眾多業(yè)務(wù)都已經(jīng)通過IP技術(shù)承載傳輸了，但是ATM技術(shù)的高效可靠性、PVC業(yè)務(wù)的動態(tài)切換技術(shù)以及可根據(jù)用戶需求提高不同QoS保證的特點，使得ATM技術(shù)成為專線大客戶，特別是高端用戶、政府重要機構(gòu)的首選，因此有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的運營商都將ATM技術(shù)運用于高端專線用戶的接入業(yè)務(wù)。

大客戶選用ATM網(wǎng)絡(luò)主要基于以下三個優(yōu)點。1.高效可靠性：ATM屬于專網(wǎng)，安全性可以得到保證；2.ATM PVC技術(shù)的動態(tài)切換：當ATM PVC所承載的中繼故障中斷時，ATM PVC同步切換至其他正常運行中繼，大大降低了用戶的業(yè)務(wù)損失；3.ATM的QoS保證：可根據(jù)用戶的不同業(yè)務(wù)需求和重要級別，對用戶提供相應(yīng)的質(zhì)量保證。

在上述特點中，最為用戶認可也是ATM的最大業(yè)務(wù)特點就是QoS保證。ATM根據(jù)用戶的需要，把業(yè)務(wù)分成以下五類：CBR業(yè)務(wù)、VBR-RT業(yè)務(wù)、VBRNRT業(yè)務(wù)、ABR業(yè)務(wù)、UBR業(yè)務(wù)。

CBR業(yè)務(wù)（Constant bit rate）

固定比特率業(yè)務(wù)。特點：比特率恒定，只用PCR衡量；最小buffer，時延最小；信元的傳送準確性要求較高；業(yè)務(wù)本身無數(shù)據(jù)的重傳機制；優(yōu)先級最高。ATM網(wǎng)絡(luò)對于使用CBR的用戶提供的最基本保證是，一旦連接建立以后，對于符合一致性測試的所有信元必須提供協(xié)商好的ATM層的QoS保證。源端可以在任何時候以任意長的時間以PCR的流量發(fā)送信元而QoS必須得到保證。

VBR-RT業(yè)務(wù)（Variable bit rate-real time）

實時可變比特率業(yè)務(wù)。特點：需要用PCR、SCR、MBS進行衡量；大帶寬，低時延；信元丟失率要?。ǖ扔诹阕詈茫?；不固定比特率，而且速率無法預(yù)測。VBR-RT業(yè)務(wù)也是一種實時的應(yīng)用，主要應(yīng)用于話音、實時視頻點播（局域網(wǎng)、Internet）等。

VBR-NRT業(yè)務(wù)（VBR-non real time）

非實時可變比特率業(yè)務(wù)。特點：需要用PCR、SCR、MBS進行衡量；大帶寬，大緩存；對時延無要求；信元丟失率可以有一定容限的波動；主要用于非實時應(yīng)用，業(yè)務(wù)有數(shù)據(jù)的重傳機制。VBR-NRT業(yè)務(wù)支持突發(fā)性的非實時應(yīng)用，現(xiàn)網(wǎng)中一般大客戶和幀中繼業(yè)務(wù)客戶多選用VBR-NRT服務(wù)類型。

ABR業(yè)務(wù)（Available bit rate）

可用比特率業(yè)務(wù)。特點：用PCR、MCR（最小信元傳輸速率）進行衡量；業(yè)務(wù)本身有重傳機制；可采用反饋機制；信元丟失率低；優(yōu)先級較低。在ABR建立連接的時候，終端系統(tǒng)會制定一個最大帶寬和一個最小可用的帶寬。業(yè)務(wù)主要用于數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。

UBR業(yè)務(wù)（Unspecified bit rate）

不確定比特率業(yè)務(wù)。特點：只需要用PCR衡量；盡力傳送服務(wù)，優(yōu)先級最低，所有信元CLP＝1；無服務(wù)保證；由于其突發(fā)性，需要較大的帶寬；業(yè)務(wù)有數(shù)據(jù)重傳機制，來重傳損壞的數(shù)據(jù)包，而不是信元。UBR支持非實時的應(yīng)用，也就是那些對時延和時延變化要求都不太嚴格的應(yīng)用，因此一般只應(yīng)用于公眾廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。