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關鍵詞：網絡；交換機；通信；技術
摘要：論文綜合了傳輸、復用、交叉連接和交換技術,結合了電路交換和分組交換的各自優點,信元方式適用于各種類型信息的傳輸，是提供綜合業務的網絡技術基礎。
一、atm基本概念
（一）atm：異步轉移模式
異步：atm采用的兩種異步技術：異步時分復用和異步交換技術。
轉移：復用、傳輸、交叉連接和交換的總稱。
（二）同步時分復用和異步時分復用
復用（multiplexing）：是一種能讓多種邏輯信號在一種物理介質上傳送的技術。
同步時分復用（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據。
異步時分復用（atdm）：用戶不再固定占用幀中某一個或若干個時隙，而是根據用戶請求和網絡的情況，由網絡來動態的分配網絡資源；接收端也不是從固定的時隙中提取相應的用戶數據，而是根據數據中本身攜帶的目的地信息來接收數據。
（三）tdm中的固定時隙交換技術
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
數據經過atm交換機交換后，隨機地占用一個或若干個時隙
二、atm網絡交換機功能的實現
交換設備是atm的重要組成部分，它能用作組織內的hub，快速將數據分組從一個節點傳送到另一個節點；或者用作廣域通信設備，在遠程lan之間快速傳送atm信元。以太網、光纖分布式數據接口（fddi）、令牌環網等傳統lan采用共享介質，任一時刻只有一個節點能夠進行傳送，而atm提供任意節點間的連接，節點能夠同時進行傳送。來自不同節點的信息經多路復用成為一條信元流。在該系統中，atm交換器可以由公共服務的提供者所擁有或者是組織內部網的一部分。
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務管理模塊組成。正常工作狀態下，cpu模塊只是控制是否允許某項通信協議的接收、發送，并不直接參與具體通信協議的處理。具體通信協議的處理、協議數據的接收、發送都是由通信處理模塊獨立完成的。
cpu模塊對通信處理模塊的控制是通過一個命令寄存器進行的，它們之間的數據交換是通過雙端口ram進行的。
通信處理模塊中的atm業務模塊即sar模塊的信息通過路由及業務管理模塊后到達交換矩陣進行交換。通信處理模塊提供atm側的收發復用的8bit寬的utopia接口，而路由及業務管理模塊提供atm側的16bit寬的utopia接口，兩者不能直接相連，兩個模塊之間需要進行utopia接口轉換，轉換電路采用cpld實現。
路由及業務管理模塊作為cpu的一個外部設備，與cpu模塊之間通過cpu模塊之間通過cpu的外部數據總線、地址總線及控制總線相連。由于路由及業務管理模塊的cpu模塊提供分開的外部數據總線和地址總線，兩模塊之間需要進行總線接口轉換，轉換電路采用epld實現。
2.中心控制單元的功能
（1）cpu模塊
cpu模塊包括cpu核、32bit寬數據存儲器（sdram）、32bit寬程序存儲器（flash）和cpu的硬件復位配置電路。其中cpu核采用32-bitpowerpc結構，內含指令單元和指令執行單元，是用戶程序的執行；sdram用于存儲在程序執行過程中產生或需要的數據；flash用于存儲用戶所編制的程序，與eprom器件相比突出的優點是使系統具有在線編程能力有靈活的塊鎖存而起到保護作用；硬件復位配置電路用于在硬件復位時對cpu的某些參數及復用管腳進行設置。
（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（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終端的信息；ethernet處理模塊用于處理滿足ieee802.3協議的網管的信息；hdlc通信處理模塊有兩種：一種用于中心控制單元和各業務板之間的通信，另一種用于主備中心控制單元之間的通信；sar功能模塊用來實現支持aal5協議的sar功能及部分atm層功能。下面將分別對各功能模塊進行簡要介紹：
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行設置，初始化為某種特定的通信協議，然后在雙端口ram中的參數ram設置成針對該通信協議的參數。當然，不同通信協議的接口控制信號是不同的。
3.atm路由的功能概述
atm路由及業務管理模塊作為一種先進的通信器件，它能夠支持非常強大、高性能的atm交換系統。rtm豐富的性能可為系統設計提供靈活的網絡業務。與atm交換矩陣單元（se）組成的交換矩陣組合應用，能夠構建622mbps到160gbps的交換容量，該模塊能提供622mbpsutopia訪問。該模塊單獨也能構建一個622mbps交換。
rtm利用每個vc接收隊列，64個接收業務類，31個虛輸出能夠進行靈活的多優先級的排序運算。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。在接收側和發送側分別支持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
（3）信元由5字節信頭和48字節凈荷組成
（4）信頭結構：uni的信頭結構、nni的信頭結構
三、atm的特點：
atm的優點
（1）協議簡單，并可通過硬件來實現，因此協議處理速度快、網絡時延很小。
（2）采用固定的53字節長度信元，使得信元的傳輸不受數據類型的影響，因此適于多媒體數據的傳輸。
（3）采用統計復用方式，具有動態分配帶寬的能力。
（4）先進的業務質量保證機制，完善的pvc管理和控制功能。
（5）是一種有效的跨接lan和wan的高速連網技術。