ATM：從綜合承載網到大客戶專線網絡

陜西聯通網管中心 | 王

ATM：從綜合承載網到大客戶專線網絡

在不斷進步發展的通信系統中，ATM網絡憑借良好的技術特點和成熟的用戶市場需求逐漸定性發展為專線大客戶網絡。

1983年，O.Reilly首次提出了異步時分復用，1991年被ITU-T正式更名為異步傳輸模式（ATM），標志著ATM技術的產生。到了2000年后，隨著ATM網絡的建成及發展完善，各種新興通信技術的涌現，ATM網絡由數據綜合承載網絡逐漸演變為高端大客戶專線網絡。

ATM技術特點

ATM是結合了電路交換和分組交換優點的網絡技術，其雙重技術特點為：第一，ATM是面向連接的，它需要在通信雙方建立連接，通信結束后再通過信令拆除連接；第二，ATM的數據采用固定長的信元，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——異步時分復用（ATDM)，解決了傳統電路交換方式不能有效利用帶寬和不適于突發性業務的問題。ATM采用的高速分組交換技術，將數據鏈路層中的糾錯、流量控制等功能轉移到終端上完成，并通過硬件來實現協議的處理，從而降低了處理的時延，提高了交換速度。

ATM網絡采用信元來承載業務，用53個字節的固定信元作為數據的載體，一個信元包含48個字節的凈荷和5個字節的信頭，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虛連接技術示意圖

ATM使用虛連接技術

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。

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)——由網管預先建立，無論是否有業務，PVC一直保持，直至由網管釋放。

ATM網絡中的QoS保障技術：ATM通過提供QoS（Quality of Service）參數來實現用戶業務的需要與網絡資源管理間的協調，并根據不同業務的性質及用戶需求將服務分為5類，分別為CBR服務、VBR-RT服務、VBR-NRT服務、ABR服務及UBR服務。

ATM技術的專線應用

隨著現在通信網絡的快速發展，新技術的不斷涌現，以及人們對信息處理的需求，諸如互聯網業務、語音業務甚至會議電視等眾多業務都已經通過IP技術承載傳輸了，但是ATM技術的高效可靠性、PVC業務的動態切換技術以及可根據用戶需求提高不同QoS保證的特點，使得ATM技術成為專線大客戶，特別是高端用戶、政府重要機構的首選，因此有數據網絡的運營商都將ATM技術運用于高端專線用戶的接入業務。

大客戶選用ATM網絡主要基于以下三個優點。1.高效可靠性：ATM屬于專網，安全性可以得到保證；2.ATM PVC技術的動態切換：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務損失；3.ATM的QoS保證：可根據用戶的不同業務需求和重要級別，對用戶提供相應的質量保證。

在上述特點中，最為用戶認可也是ATM的最大業務特點就是QoS保證。ATM根據用戶的需要，把業務分成以下五類：CBR業務、VBR-RT業務、VBRNRT業務、ABR業務、UBR業務。

CBR業務（Constant bit rate）

固定比特率業務。特點：比特率恒定，只用PCR衡量；最小buffer，時延最?。恍旁膫魉蜏蚀_性要求較高；業務本身無數據的重傳機制；優先級最高。ATM網絡對于使用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的流量發送信元而QoS必須得到保證。

VBR-RT業務（Variable bit rate-real time）

實時可變比特率業務。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徊还潭ū忍芈?，而且速率無法預測。VBR-RT業務也是一種實時的應用，主要應用于話音、實時視頻點播（局域網、Internet）等。

VBR-NRT業務（VBR-non real time）

非實時可變比特率業務。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；主要用于非實時應用，業務有數據的重傳機制。VBR-NRT業務支持突發性的非實時應用，現網中一般大客戶和幀中繼業務客戶多選用VBR-NRT服務類型。

ABR業務（Available bit rate）

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

UBR業務（Unspecified bit rate）

不確定比特率業務。特點：只需要用PCR衡量；盡力傳送服務，優先級最低，所有信元CLP＝1；無服務保證；由于其突發性，需要較大的帶寬；業務有數據重傳機制，來重傳損壞的數據包，而不是信元。UBR支持非實時的應用，也就是那些對時延和時延變化要求都不太嚴格的應用，因此一般只應用于公眾廣域網的數據業務。