ATM交换技术的发展前景
ATM网络技术分析
ATM网络技术分析ATM是一种快速分组交换技术，它为宽带综合业务数字信号提供一种传输、复用和交换的方式。
本文介绍了ATM网络交换机功能的实现原理，分析了ATM 交换方式的优缺点，并对展望ATM技术的发展。
标签：ATM；交换机；路由；兼容性一、前言在通信网中，ATM为宽带综合业务数字信号提供一种传输、复用和交换的方式。
ATM网络技术吸收了传统网络技术的优点，并避开不足而成为对LAN（局域网）和WAN（广域网）等都很有价值的技术；ATM技术与其他网络技术的结合能实现高速、宽带、连续的综合业务服务，将成为信息高速公路的主干。
二、ATM概述ATM是一项数据传输技术，是以信元为基础的一种分组交换和复用技术。
它适用于局域网和广域网，它具有高速数据传输率和支持许多种业务类型，如声音、数据、传真、实时视频、CD质量音频和图像的通信。
ATM采用信元中继技术，数据分组大小固定。
你可将信元想象成一种运输设备，能够把数据块从一个设备经过ATM交换设备传送到另一个设备。
所有信元具有同样的大小，不像帧中继及局域网系统数据分组大小不定。
使用相同大小的信元可以提供一种方法，预计和保证应用所需要的带宽。
三、ATM网络交换机功能的实现交换设备是ATM的重要组成部分，它能用作组织内的Hub，快速将数据分组从一个节点传送到另一个节点；或者用作广域通信设备，在远程LAN之间快速传送ATM信元。
以太网、光纤分布式数据接口（FDDI）、令牌环网等传统LAN 采用共享介质，任一时刻只有一个节点能够进行传送，而ATM提供任意节点间的连接，节点能够同时进行传送。
来自不同节点的信息经多路复用成为一条信元流。
在该系统中，ATM交换器可以由公共服务的提供者所拥有或者是组织内部网的一部分。
（一）工作原理中心控制单元由CPU模块、通信处理模块和路由及业务管理模块组成。
正常工作状态下，CPU模块只是控制是否允许某项通信协议的接收、发送，并不直接参与具体通信协议的处理。
网络技术培训之ATM原理
欢迎参加本次网络技术培训！在本节课中，我们将要学习ATM（异步传输模 式）的工作原理、组成部分、特点和应用领域。让我们一起深入了解ATM技 术的原理和发展趋势。
ATM原理的概述
ATM是一种高速数据传输和交换技术，基于异步传输模式。它将数据划分为 固定大小的单元（小包），以提供高效的带宽利用和低延迟。
ATM具有高速传输、低延迟、多业务类型支持、灵活配置和可靠性高等特点。它可以满足多种应用需求，如 语音、视频和数据传输。
ATM的应用领域
ATM技术广泛应用于电信网络、局域网、广域网和互联网等领域。它提供了 高质量的多媒体传输和可靠的数据通信。
ATM技术的发展和趋势
随着互联网的快速发展，ATM技术在数据通信领域占据着重要地位。未来， 随着5G、物联网和人工智能的兴起，ATM技术将继续演进和发展。
总结和讨论
通过学习ATM的原理和应用，我们了解到ATM是一种高效、可靠的数据传输 技术，具有广泛的应用领域和发展潜力。希原理
ATM采用虚电路的方式进行数据传输，将数据分段封装成小包并标记VCI和 VPI信息。这种连接方式可实现快速、可靠的数据传输。
ATM的组成部分
ATM系统由ATM交换机、ATM终端、ATM信号传输设备和ATM接口模块等组 成。每个组成部分都发挥着关键的作用，确保整个系统的正常运行。
ATM的功能和特点
ATM技术的最新研究进展及其应用
含各种控制信息 ， 主要表示信元去向的逻辑地址， 还有一 些维护信息 、 优先度及信元头的纠错码。 Ｔ Ａ Ｍ通过异步时
分复用技术把不同用户和不同业务的信元变成连续的比 特流， 送人 Ａ Ｍ交换机 ， Ｔ 直正做到了完全的业务综合 。对 于Ｕ Ｉ Ｎ ｌ Ｎ 和 Ｎ 来说 ，信头的定义有所不同 ， ｕ ｒ Ｉ — 建议 Ｔ 的信元格式如图 ｌ 所示。 （）Ｔ ２Ａ Ｍ的工作方式 Ａ Ｍ 以面向连接的方式工作， Ｔ 用户进行通信前必须 先 申请虚路径 ， 出业务要求 ， 提 如峰值比特率 、 平均比特 率、 突发性、 优先级等， 网络根据Ｈ 户要求和资源的占用情 Ｊ
Ｏ 引言
技术 的进 步产 生新 的 网络 ， 每种新 网络 都 给用户 提供 了一个新的服务范围， 其结果是我们拥有支持不同服务的 广大范围的网络 ， 电话 网、 Ｄ 综合业务数字 网）交 如 Ｉ Ｎ（ Ｓ 、 换数据网、 局域网、 城域网、 帧中继 网等等。人们希望有一 个 通用 的 网络 ， 能够 支持 完 全 范 围的 服务 ， 包括 那 些还 未 出现的服务。达到这一目标的关键是一种交换结构 ， 能够 充 分灵 活地满 足几 乎是 任 何地 方 的需 要， 实现 技术 上 真正 的综合。为了实现这一 目标 ， 先后进行过突发交换 、 多速 率交换、 动态交换等技术的试验 ， 在众多的试验 中， 快速分 组交换和异步时分交换这 两种方式启发产生 了 Ａ Ｍ技 Ｔ 术 。９９ ，Ｔ —Ｔ ｌ 研究组在综合已有研究成果的 １８ 年 ＩＵ 第 ８ 基础上提出了一种新的信息传递模式——异步传送模式 （ ｓ ｃｒ ｏｓ ｒｎｆ ｄ ）简称 Ａ Ｍ 。 Ａｙ ｈｏ ｕ ａｓ ｒ ｅ， ｎ ｎ Ｔ ｅ Ｍｏ Ｔ
ATM技术的原理与局限性
ATM技术的原理与局限性ATM（Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式）是一种高速数据传输技术。
它主要基于分组交换的思想，能够在不同的网络设备之间实现高速的数据传输。
ATM技术的原理和局限性是我们需要深入了解的，下面将对其进行详细介绍。
首先，ATM技术的原理是基于分组交换的思想。
它将数据分割成固定大小的数据包，每个数据包被称为一个“细胞”（cell）。
每个细胞包括5字节的头部和48字节的有效数据。
ATM通过交换机将细胞从发送方传输到接收方，从而实现高速的数据传输。
ATM技术的核心是虚电路（Virtual Circuit，VC）的概念。
虚电路是在网络中建立的一个逻辑路径，用于在发送方和接收方之间传输数据。
ATM网络中的每个细胞在传输时都会通过虚电路进行标记，以便在接收方将它们重新组装成原始的数据流。
然而，ATM技术也存在一些局限性。
首先，ATM网络的建设和维护成本较高。
由于ATM网络需要高速的交换设备和复杂的路由算法，因此它的建设和维护成本相对较高。
这限制了ATM技术在一些规模较小的网络中的应用。
其次，ATM技术对延迟和抖动敏感。
ATM网络中的细胞传输是固定大小的，因此对延迟和抖动（报文到达的时间差异）要求较高。
如果网络中存在较大的延迟或抖动，就会导致细胞的丢失或乱序，影响数据的传输质量。
此外，ATM技术在适应性上有一定的局限性。
由于ATM网络的虚电路是静态的，它的带宽分配是固定的。
这就意味着如果一些虚电路没有使用完整的带宽，那么这部分带宽就会浪费掉。
这在一些网络负载变化较大的场景下可能会导致资源浪费。
此外，ATM技术在与其他网络技术的互操作性上存在一定的困难。
ATM技术的标准和其他网络技术标准之间存在差异，因此在不同网络之间进行互联时，需要进行额外的转换和适配。
总结起来，ATM技术的原理基于分组交换的思想，通过虚电路和多路复用实现高速数据传输。
然而，ATM技术的建设和维护成本较高，对延迟和抖动敏感，有一定的适应性和互操作性局限性。
现代交换原理 IP交换--ATM
1、ATM的产生、发展与现状
ATM技术发展
ATM交换结构、 ATM网的业务流控制、 话音通过ATM（VOA） IP与ATM的融合、 ATM与智能网（IN）的结合、 光ATM交换
公用网的ATM交换系统 公用网ATM骨干交换系统必须具有高吞吐量和可扩展性，吞吐量通常 为40~160G。应能支持各种接口、业务和连接类型，并具有保证服 务质量（Qos）的业务流控制功能。 爱立信的AXD301、阿尔卡特的1000AX、 北电的Magellan Concorde等。
A广泛应用于城域网
原因？
✓ ATM技术 + IP 技术 MPLS技术
现代交换原理 ATM
ATM交换机的基本操作
输入 端口
VPI/VC 输出
I
端口
VPI/VCI
1
64
2
45
1
29
3
38
45
2
29
64
1
ATM交换机 3
38
现代交换原理 ATM
通过ATM信令建立连接的过程
交换虚连接（SVC：Switching Virtual Connection）
PVC是由管理面控制建立的永久和半永久连接，用户在传送信 息前不需要建立过程。
SVC是由信令控制建立的连接，用户在传送信息前要建立连接， 信息传送完毕则拆除虚连接。
VPC 和 VCC 都可有PVC和SVC的虚连接。
输入 端口
3
3
2b
完全差错控制
2b
有限差错控制
2a
2a
2a
有限差错控制
2a
1
1
1
1
3
异步转移模式
ATM网络
同步传输与异步传输
1、同步传输（Synchronous Transmission） 它的比特分组要大得多，它不是独立地发送每个字符，
每个字符都有自己的起始位和停止位，而是组合起来一起 发送。我们将这些组合称为数据帧，简称为帧。 帧的第一部分包含一组同步字符。 帧的最后一部分是一个帧结束标记。 同步传输通常要比异步传输快速，但其大小有限制。
4、可靠性：ATM网络提供良好的质量保证机制 5、安全性：用户占用的带宽相互独立，完全消除共享带宽带来
的非法入侵等不安全因素。
ATM基本概念
ATM是异步传送模式，它采用快速分组交换和统计复用技术。它 具有如下基本特点。 1．采用短而固定长度的短分组
在ATM中采用短而固定长度的分组，称为信元(Cell)。信元由53 个字节组成，其中5个字节是信元头，48个字节是净荷。
信元 VC I /VPI
A
信头变换 和扩展 Table
A Bnm
Bnm
自选 路由 交换 模块
Bn 去掉 m
自选 路由 交换 模块
B 去掉 n
输 入 端 的 信 头 变 旧换 VPI/VCI 新 VPI/VCI＋ 内 部 信 头 m、 n
自选路由交换
信元 VC I /VPI
A
交换模块 Table
A Cm
PTI编码的低位（第2比特位）用来区分AUU的值是0还是1， AUU表示ATM用户至用户指示（ATM-user-to-ATM-user indication），有关AUU在后面ATM适配层（AAL5）中将会 介绍其用法。
PTI高位编码为1的信元，包括OAM F5信元和资源管理信元。
(4) 一般流量控制。
3．AAL层
ATM交换机行业深度分析及发展趋势研究报告
随着ATM网络的普及，ATM交换机在 金融、企业、政府等领域得到广泛应 用，成为推动业务发展的重要基础设 施。
ATM交换机行业的发展历程
起步阶段
20世纪90年代初，ATM技术开始兴 起，ATM交换机行业随之起步。
发展阶段
随着ATM技术的不断成熟和推广， ATM交换机行业经历了快速的发展。
SDN技术通过分离网络控制与数据转发，实现网络资源的灵活调度和配置。未 来，SDN技术将在ATM交换机领域发挥重要作用。
技术发展对行业的影响
提升交换效率
新的交换技术的发展将进一步提升ATM交换机的交换效率，满足 日益增长的网络流量需求。
推动行业创新
技术的进步将推动ATM交换机行业不断创新，出现更多具有竞争 力的新产品。
投资环境分析
宏观经济环境
分析国内外宏观经济形势，包括经济增长、通货膨胀、利率、汇率等，评估其对ATM 交换机行业的影响。
政策环境
研究国家及地方政府的相关政策，如产业政策、税收政策、金融政策等，分析其对 ATM交换机行业的推动或制约作用。
技术环境
关注ATM交换机行业的技术发展趋势，包括新技术、新产品的研发和应用，评估其对 行业发展的影响。
ATM交换机行业深度分析及 发展趋势研究报告
汇报人：XXX 20XX-XX-XX
目录
• ATM交换机行业概述 • ATM交换机市场分析 • ATM交换机技术发展分析 • ATM交换机行业发展趋势与前景预测 • ATM交换机行业投资策略建议 • ATM交换机行业政策环境分析
01
ATM交换机行业概述
转型阶段
随着IP技术的兴起和普及，ATM交换 机行业开始转型，部分企业转向IP领
域发展。
现代计算机网络原理ATM交换技术
3
基于异步传输
ATM交换技术以异步方式传输数据，使得不同类型的数据可以在同一个网络上进 行传输。
ATM交换技术的特点和优势
高速传输
ATM交换技术能够以高速率传输数据，满 足多媒体应用对带宽和实时性的要求。
多路复用
ATM交换技术可以同时传输不同类型的数 据，提供灵活多样的应用支持。
可靠性和可伸缩性
ATM交换技术具有良好的可靠性和可伸缩 性，可以适应不同规模的网络和流量需求。
2 ATM交换技术的背景
ATM交换技术的发展源于对传统电路交换技术的限制和需求的变化，它可以更好地满足多 媒体数据传输的需求。
ATM交换技术的工作原理
1
虚电路交换
ATM交换技术使用虚电路交换模式，通过建立虚电路来实现数据传输。
2
分组交换
数据被分成固定长度的小组（称为ATM单元）进行交换，提供高效的数据传输。
现代计算机网络原理ATM 交换技术
在现代计算机网络原理中，ATM交换技术起着重要作用。本节将介绍ATM交换 技术的定义、背景和工作原理，并探讨它在网络通信中的特点、优势以及应 用领域。同时，还将展望ATM交换技术的未来发展趋势。
ATM交换技术的定义和背景
1 什么是ATM交换技术？
ATM（Asynchro no us Transfer Mo d e）交换技术是一种高速、多路复用的数据传输技 术，应用于计算机网络中。
教育行业
ATM交换技术在教育领域中支持远程学习和在 线教育。
ATM交换技术的未来发展趋势
1
更高带宽和更低延迟
随着技术的进步，ATM交换技术将
网络与云服务融合
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信息技术 In formation T echnology 2005年第4期AT M交换技术的发展前景王纪亮,孙 雷(11黑龙江省新桥机房工程有限公司,哈尔滨150000;21国家无线电监测中心,哈尔滨150000)摘 要:AT M是一种新的传输模式,目前Internet所依赖的IP技术的弱点会逐渐显露,将Internet 与AT M结合可以较好地解决这个矛盾,因此Internet可以对AT M的发展起到促进作用,这是AT M发展的一个机会,从而加快了AT M的推广和应用。
关键词:AT M;Internet;传输;发展中图分类号:TP39314 文献标识码:B 文章编号:1009-2552(2005)04-0124-02Developing properity of ATM exchange technologyWANGJi2liang,S UN Lei(H eilongjiang Provincial N ew B ridge E ngine R oom E ngineering Co.,Ltd.,H arbin150000,China) Abstract:AT M is a kind of new transmission m odel,at present,IP technical weak point depended on Internet will be gradually appeared,combination Internet with AT M will s olve the contradiction better,s o,Internet will take a prepel action for the development of AT M.This is an opportunity for the development of AT M,s o as to fasten the popularization and application of AT M.K ey w ords:AT M;Internet;transmission;development1 AT M交换技术的特点AT M(asynchronocis trans fer m ode异步转移模式)是一种不同于分组交换、DDN的新的传输模式,时隙不再固定地分配给某一特定的呼叫,只要时隙一空闲,任何一个允许接入的呼叫都能占用空闲时隙。
它是指在电信网中传输、复用和交换的方式。
AT M 技术可承载各种数据类型,它将数据分成一个个的数据分组,每个分组称为一个信元。
每个信元固定长53字节,其中5个字节为信头,48个字节为净荷,净荷即为有效信息。
AT M信息传递,首先要建立永久或暂时的虚通道(VC)和虚通路(VP),信元在各节点转发依据信头中的VCIΠVPI域,是面向连接的,而Internet中的局域网一般是面向无连接的,两者的互连就意味着无连接数据通过AT M传输之前,必须建立虚拟连接,而从局域网用户的角度,信息是透明穿过AT M网络的。
共享介质局域网防真通过介质访问控制地址和AT M地址的映射,把AT M交换机对高层协议所要求的建立连接功能和握手功能完全屏蔽,把基于介质访问控制地址的数据联网协议变成AT M虚拟连接,使AT M网络的作用和表现好似无连接的局域网。
这种功能使现有数据网络协议软件可以不加修改的利用高速的AT M网络,因为共享介质局域网防真服务为网络从驱动程序提供了与现有介质访问控制协议相同的服务接口,所以不需要对这些驱动程序进行任何修改,从而加快了AT M的推广和应用。
2 千兆以太与AT M方式的比较千兆以太网是第一个与155Mbps和622Mbps AT M连接相竞争的技术,因此它们可以说是针锋相对。
在以往许多大型LAN节点中,AT M比较流行,它作为骨干网能够提供更加可靠的网络连接。
AT M 易于建立冗余链路,能够形成完全的网状结构,支持通信量管理;这些特征都表明AT M需要专门的机制来管理这个复杂的网络。
收稿日期:2004-12-24作者简介:王纪亮(1968-),男,毕业于哈尔滨工业大学,无线电专业,在黑龙江省新桥机房工程有限公司从事电子工程的设计与施工。
—421— AT M的优势在于内置的Q oS,在建立通信连接时,与其它LAN技术不同,AT M是面向连接的,它利用信令协商建立具有特定带宽的连接,它能够提供性能保证,使其非常适合于传输实时数据。
然而, A T M的Q oS实现起来非常困难,而且代价昂贵,另外, Q oS必须是端到端的,而不是像现在仅用于骨干网。
总之,A T M极其复杂,仅仅理解其原理并不一定能够构建真正的A T M网络。
以前的以太网不能保证Q oS,它必须依赖上层提供的通信量管理。
以太网支持可变长度的帧(与A T M的53字节固定长度的信元不同),这使得它很难控制实时数流,在文件传输中,常常会形成若干连续的1500字节的帧,其中某些可能由于网络无法保证Q oS而出现传输错误,从而导致整个文件传输失败。
而采用了RS VP和C OS,它们为在以太网上实现Q oS提供了辅助机制。
以太网采用了过度设计(overengineering)或过度供给(overprovisioning)的方法来减少可能产生的冲突,提供令人满意的响应时间。
实际上,千兆以太网是一个很宽的管道;需要大量的通信数据才能够填满千兆以太网的链路。
因此,利用过度设计的方法,以太网能够为对延迟敏感的应用程序提供低延时的连接。
千兆以太网提供1000M的网络连接速度,在采用双路或多路冗余技术时,可提供4000M的网络连接速度,而AT M仅为155M或622M,且AT M在传输是信元头要占20%的带宽。
加上千兆网的带宽优势和方便管理等优势,配合到70kM长距传输的应用,在技术上已经将AT M逐渐挤出主干交换领域。
更为重要的是AT M到桌面是极为不现实的,要作到AT M到桌面不但价格极其昂贵(是以太网的10倍),带宽低(是以太网的1Π4),而且管理困难。
所以在用户端绝对采用100M以太网到桌面,在AT M与以太网之间的与直接使用千兆以太网相比要增加AT M网络设备,而直接使用千兆网络只须一对光纤就可完成一套价格昂贵设备完成的任务。
千兆以太网的价格比622M的AT M低,大约要便宜50%。
除此之外,以太网已经为人们广泛接受且非常简单,这使得千兆以太网十分诱人。
3 AT M的发展前景以太网网络速度的提高在一定程度上缩小了消息包(Packet)之间时延变化的范围,但是由于包的长度是不固定的,长消息包和短消息包中承载的信息打包时延差异很大,从而限制了消息流通过网络的时延抖动的降低程度,同样地,IP技术也会引入较大的时延抖动,不适合于实时业务,但其质量普遍较差,只有在网络带宽资源有较多冗余时,才可以获得较为满意的服务质量。
可见IP技术无法满足实时业务的服务质量,而只能以较低的带宽利用率来换取服务质量的提高,但由于IP技术对资源分配采用抢占的方式,抢的人多了,服务质量难免会降低,从而会出现质量时好时坏的现象。
AT M则不同,固定长度的信元使各信元的打包和拆包时延基本相当,较小的信元长度也有效地降低了打包和拆包时延,同时,AT M从一开始就采取各种方式保障业务的服务质量要求,只有在网络确认可以满足用户的服务质量要求时,才会接纳用户的服务请求。
为了弥补IP技术在服务质量方面的缺陷,人们开始考虑在以太网以及T CPΠIP协议中加入服务质量(Q oS服务质量保证)特性,但是受IP技术自身特点的限制,这些协议的具体实现都较复杂,而且只有在端到端的所有节点上都提供相同的Q oS功能时,才可以为连接提供Q oS功能,因此这方面的工作进展较慢。
目前为IP技术提供的Q oS功能都太简单,它们要么针对网络中所有业务,要么基于简单分类,通过对缓冲区的特别操作来提供初级的Q oS功能,在网络中的应用效果还不明朗,相反AT M中的Q oS功能要丰富得多,因为它针对每一个虚通道(VC)提供不同的服务质量。
AT M对信元中承载的消息不进行逐段纠错,而只由高层确认信息的完整性,这一点是充分利用光纤技术发展的结构。
相反,IP技术由于在其开发初期,光纤传输技术还不成熟,传输网络的差错率较高,而采用了逐段纠错的技术,这部分功能随着光纤技术的发展已显得多余,但是以太网技术及T CPΠIP 协议已相当成熟,其软硬件投资已很大,要彻底删除或更改这些功能已经不可能,只有仍将其保留,这部分功能即使在网络速率和节点处理能力都大大提高的情况下仍是一种浪费,且必然影响到网络传输效率。
由于AT M在中间节点上不负责检查业务的完整性,但是AT M追求较高的网络利用率以及提供了针对每个连接的Q oS功能,使信令和控制变得复杂,但是这种复杂度的压力会随着软硬件水平的提高得到缓解,考虑到技术的进步,AT M采用的用复杂度换取网络利用率的提高和功能的丰富是值得的,况且AT M在管理和信令方面采用了分几步走的策略,其复杂度会随着技术的发展逐步提高。
那种认为DW DM技术能提供丰富带宽,追求高的频带利用率意义不大的观点也同样是错误的,因为技术和社会的发展对带宽的需求会越来越大,人类所拥有的带宽资源不可能多到可以随便浪费的程度。
实际上, DW DM技术的发展并不会对(下转第128页)—521—传力度,不断推进电子商务教育工程,提高全民族电子商务的意识和水平,尽快培养出一大批电子商务的相关人才,以促进电子商务的发展。
(3)树立信用意识、完善信用体系,为电子商务发展提供良好的社会信用环境。
良好的社会信用环境的建立应从两方面入手:一方面,通过教育提高全民素质,树立信用意识,同时通过媒体和社会各方面的大力宣传和引导,创建一个具有良好信用意识的社会环境;另一方面,通过成立电子商务协会,建立电子商务认证中心、社会信用评价体系及相应的法律、法规构建完善的社会信用约束体系。
(4)建立、健全电子商务的相关法律、法规,为电子商务的发展创造良好的环境。
为了保证电子商务的顺利开展,维护交易安全,保护公平竞争,保护消费者权益,保护知识产权和个人隐私,应根据我国国情,在借鉴国外有益经验的基础上,从建立行业自律制度,整合、修改和完善现有的相关政策性文件和法律、法规入手,尽快出台适合我国的电子商务法,建立起涵盖网络服务和网络管制、电子商务主体和市场管制、电子商务交易、在线电子支付、网上商业行为、电子商务税苏、消费者权益保护法、客户资料利用规范与个人隐私、电子商务争议解决机制的完善的法律体系,为电子商务提供一个透明的、稳定的、有效的行为准则,一个和谐统一的法律环境。
(5)大力推进物流业的快速发展,突破物流瓶颈。