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關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)；交換機(jī)；通信；技術(shù)
摘要：論文綜合了傳輸、復(fù)用、交叉連接和交換技術(shù),結(jié)合了電路交換和分組交換的各自優(yōu)點,信元方式適用于各種類型信息的傳輸，是提供綜合業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)。
一、atm基本概念
（一）atm：異步轉(zhuǎn)移模式
異步：atm采用的兩種異步技術(shù)：異步時分復(fù)用和異步交換技術(shù)。
轉(zhuǎn)移：復(fù)用、傳輸、交叉連接和交換的總稱。
（二）同步時分復(fù)用和異步時分復(fù)用
復(fù)用（multiplexing）：是一種能讓多種邏輯信號在一種物理介質(zhì)上傳送的技術(shù)。
同步時分復(fù)用（stdm）：用戶端固定地占用每幀中固定的一個或若干個時隙，直到相應(yīng)的連接被拆除為止；接收端則從固定的時隙中提取出用戶數(shù)據(jù)。
異步時分復(fù)用（atdm）：用戶不再固定占用幀中某一個或若干個時隙，而是根據(jù)用戶請求和網(wǎng)絡(luò)的情況，由網(wǎng)絡(luò)來動態(tài)的分配網(wǎng)絡(luò)資源；接收端也不是從固定的時隙中提取相應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)，而是根據(jù)數(shù)據(jù)中本身攜帶的目的地信息來接收數(shù)據(jù)。
（三）tdm中的固定時隙交換技術(shù)
輸入幀中固定位置的時隙被固定地交換到輸出幀中的某一固定時隙。
（四）atm中的異步交換技術(shù)
數(shù)據(jù)經(jīng)過atm交換機(jī)交換后，隨機(jī)地占用一個或若干個時隙
二、atm網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)功能的實現(xiàn)
交換設(shè)備是atm的重要組成部分，它能用作組織內(nèi)的hub，快速將數(shù)據(jù)分組從一個節(jié)點傳送到另一個節(jié)點；或者用作廣域通信設(shè)備，在遠(yuǎn)程lan之間快速傳送atm信元。以太網(wǎng)、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（fddi）、令牌環(huán)網(wǎng)等傳統(tǒng)lan采用共享介質(zhì)，任一時刻只有一個節(jié)點能夠進(jìn)行傳送，而atm提供任意節(jié)點間的連接，節(jié)點能夠同時進(jìn)行傳送。來自不同節(jié)點的信息經(jīng)多路復(fù)用成為一條信元流。在該系統(tǒng)中，atm交換器可以由公共服務(wù)的提供者所擁有或者是組織內(nèi)部網(wǎng)的一部分。
1.工作原理
中心控制單元由cpu模塊、通信處理模塊和路由及業(yè)務(wù)管理模塊組成。正常工作狀態(tài)下，cpu模塊只是控制是否允許某項通信協(xié)議的接收、發(fā)送，并不直接參與具體通信協(xié)議的處理。具體通信協(xié)議的處理、協(xié)議數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送都是由通信處理模塊獨(dú)立完成的。
cpu模塊對通信處理模塊的控制是通過一個命令寄存器進(jìn)行的，它們之間的數(shù)據(jù)交換是通過雙端口ram進(jìn)行的。
通信處理模塊中的atm業(yè)務(wù)模塊即sar模塊的信息通過路由及業(yè)務(wù)管理模塊后到達(dá)交換矩陣進(jìn)行交換。通信處理模塊提供atm側(cè)的收發(fā)復(fù)用的8bit寬的utopia接口，而路由及業(yè)務(wù)管理模塊提供atm側(cè)的16bit寬的utopia接口，兩者不能直接相連，兩個模塊之間需要進(jìn)行utopia接口轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換電路采用cpld實現(xiàn)。
路由及業(yè)務(wù)管理模塊作為cpu的一個外部設(shè)備，與cpu模塊之間通過cpu模塊之間通過cpu的外部數(shù)據(jù)總線、地址總線及控制總線相連。由于路由及業(yè)務(wù)管理模塊的cpu模塊提供分開的外部數(shù)據(jù)總線和地址總線，兩模塊之間需要進(jìn)行總線接口轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換電路采用epld實現(xiàn)。
2.中心控制單元的功能
（1）cpu模塊
cpu模塊包括cpu核、32bit寬數(shù)據(jù)存儲器（sdram）、32bit寬程序存儲器（flash）和cpu的硬件復(fù)位配置電路。其中cpu核采用32-bitpowerpc結(jié)構(gòu)，內(nèi)含指令單元和指令執(zhí)行單元，是用戶程序的執(zhí)行；sdram用于存儲在程序執(zhí)行過程中產(chǎn)生或需要的數(shù)據(jù)；flash用于存儲用戶所編制的程序，與eprom器件相比突出的優(yōu)點是使系統(tǒng)具有在線編程能力有靈活的塊鎖存而起到保護(hù)作用；硬件復(fù)位配置電路用于在硬件復(fù)位時對cpu的某些參數(shù)及復(fù)用管腳進(jìn)行設(shè)置。
（2）通信處理模塊
通信處理模塊包含異步串行通信（uart）處理模塊、以太網(wǎng)（ethernet）處理模塊、hdlc通信處理模塊和aal5的sar（atm信元的分段與重組）功能模塊等。其中uart處理模塊用于處理維護(hù)終端的信息；ethernet處理模塊用于處理滿足ieee802.3協(xié)議的網(wǎng)管的信息；hdlc通信處理模塊有兩種：一種用于中心控制單元和各業(yè)務(wù)板之間的通信，另一種用于主備中心控制單元之間的通信；sar功能模塊用來實現(xiàn)支持aal5協(xié)議的sar功能及部分atm層功能。下面將分別對各功能模塊進(jìn)行簡要介紹：
通信處理模塊中各功能模塊的工作原理大致相同，只是sar模塊稍有不同。工作原理如下：通過cpu模塊對一些寄存器進(jìn)行設(shè)置，初始化為某種特定的通信協(xié)議，然后在雙端口ram中的參數(shù)ram設(shè)置成針對該通信協(xié)議的參數(shù)。當(dāng)然，不同通信協(xié)議的接口控制信號是不同的。
3.atm路由的功能概述
atm路由及業(yè)務(wù)管理模塊作為一種先進(jìn)的通信器件，它能夠支持非常強(qiáng)大、高性能的atm交換系統(tǒng)。rtm豐富的性能可為系統(tǒng)設(shè)計提供靈活的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。與atm交換矩陣單元（se）組成的交換矩陣組合應(yīng)用，能夠構(gòu)建622mbps到160gbps的交換容量，該模塊能提供622mbpsutopia訪問。該模塊單獨(dú)也能構(gòu)建一個622mbps交換。
rtm利用每個vc接收隊列，64個接收業(yè)務(wù)類，31個虛輸出能夠進(jìn)行靈活的多優(yōu)先級的排序運(yùn)算。該排序器能被用來作為cbr,vbr,ubr的虛通道連接的qos的計算。rtm也提供五個獨(dú)立的阻塞門限，每個以滯后而有選擇的控制aal5的早包丟棄（epd）與ubr基于信元丟失優(yōu)先級的信元丟棄，rtm還支持完全的vpi/vci頭翻譯，64k的輸入、輸出信元緩沖，以及vp/vc交換。在接收側(cè)和發(fā)送側(cè)分別支持16k個vcs。
4.信元概述
（1）atm的信息單元
（2）采用固定的、短的分組長度，53個字節(jié)
（3）信元由5字節(jié)信頭和48字節(jié)凈荷組成
（4）信頭結(jié)構(gòu)：uni的信頭結(jié)構(gòu)、nni的信頭結(jié)構(gòu)
三、atm的特點：
atm的優(yōu)點
（1）協(xié)議簡單，并可通過硬件來實現(xiàn)，因此協(xié)議處理速度快、網(wǎng)絡(luò)時延很小。
（2）采用固定的53字節(jié)長度信元，使得信元的傳輸不受數(shù)據(jù)類型的影響，因此適于多媒體數(shù)據(jù)的傳輸。
（3）采用統(tǒng)計復(fù)用方式，具有動態(tài)分配帶寬的能力。
（4）先進(jìn)的業(yè)務(wù)質(zhì)量保證機(jī)制，完善的pvc管理和控制功能。
（5）是一種有效的跨接lan和wan的高速連網(wǎng)技術(shù)。