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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(diǎn),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(shí)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(shí)分復(fù)用和異步時(shí)分復(fù)用

復(fù)用（multiplexing）：是一種能讓多種邏輯信號(hào)在一種物理介質(zhì)上傳送的技術(shù)。

同步時(shí)分復(fù)用（stdm）：用戶端固定地占用每幀中固定的一個(gè)或若干個(gè)時(shí)隙，直到相應(yīng)的連接被拆除為止；接收端則從固定的時(shí)隙中提取出用戶數(shù)據(jù)。

異步時(shí)分復(fù)用（atdm）：用戶不再固定占用幀中某一個(gè)或若干個(gè)時(shí)隙，而是根據(jù)用戶請(qǐng)求和網(wǎng)絡(luò)的情況，由網(wǎng)絡(luò)來(lái)動(dòng)態(tài)的分配網(wǎng)絡(luò)資源；接收端也不是從固定的時(shí)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(lái)接收數(shù)據(jù)。

（三）tdm中的固定時(shí)隙交換技術(shù)

輸入幀中固定位置的時(shí)隙被固定地交換到輸出幀中的某一固定時(shí)隙。

（四）atm中的異步交換技術(shù)

數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)atm交換機(jī)交換后，隨機(jī)地占用一個(gè)或若干個(gè)時(shí)隙

二、atm網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)功能的實(shí)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(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)；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(shí)刻只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠進(jìn)行傳送，而atm提供任意節(jié)點(diǎn)間的連接，節(jié)點(diǎn)能夠同時(shí)進(jìn)行傳送。來(lái)自不同節(jié)點(diǎn)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(xiàng)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(duì)通信處理模塊的控制是通過(guò)一個(gè)命令寄存器進(jìn)行的，它們之間的數(shù)據(jù)交換是通過(guò)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(guò)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(gè)模塊之間需要進(jìn)行utopia接口轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換電路采用cpld實(shí)現(xiàn)。

路由及業(yè)務(wù)管理模塊作為cpu的一個(gè)外部設(shè)備，與cpu模塊之間通過(guò)cpu模塊之間通過(guò)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(shí)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(chǔ)器（sdram）、32bit寬程序存儲(chǔ)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(chǔ)在程序執(zhí)行過(guò)程中產(chǎn)生或需要的數(shù)據(jù)；flash用于存儲(chǔ)用戶所編制的程序，與eprom器件相比突出的優(yōu)點(diǎn)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(shí)對(duì)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(lái)實(shí)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(duì)各功能模塊進(jìn)行簡(jiǎn)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(guò)cpu模塊對(duì)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(duì)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(hào)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(jì)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(wèn)。該模塊單獨(dú)也能構(gòu)建一個(gè)622mbps交換。

rtm利用每個(gè)vc接收隊(duì)列，64個(gè)接收業(yè)務(wù)類，31個(gè)虛輸出能夠進(jìn)行靈活的多優(yōu)先級(jí)的排序運(yùn)算。該排序器能被用來(lái)作為cbr,vbr,ubr的虛通道連接的qos的計(jì)算。rtm也提供五個(gè)獨(dú)立的阻塞門限，每個(gè)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(jí)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(gè)vcs。

4.信元概述

（1）atm的信息單元

（2）采用固定的、短的分組長(zhǎng)度，53個(gè)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(diǎn)：

atm的優(yōu)點(diǎn)

（1）協(xié)議簡(jiǎn)單，并可通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此協(xié)議處理速度快、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延很小。

（2）采用固定的53字節(jié)長(zhǎng)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(jì)復(fù)用方式，具有動(dòng)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)。