ATM交换机 编辑

用于ATM网络的交换机产品

ATM交换机ATM交换机

ATM交换机是用于ATM网络的交换机产品。但由于ATM网络独特的技术特性,现在还只广泛用于电信、邮政网的主干网段。相对于物美价廉的以太网交换机而言,ATM交换机的价格实是很高的,所以也就在普通局域网中见不到它的踪迹。

基本信息

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中文名:ATM交换机

范围:ATM网络

网段:电信、邮政网

特点:价格很高

产品介绍

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ATM交换机ATM交换机

ATM交换机技术,主要广泛用于电信、邮政网的主干网段,因此其交换机产品在市场上很少看到。如我们在下面将要讲的ADSL宽带接入方式中如果采用PPPoA协议的话,在局端(NSP端)就需要配置ATM交换机,有线电视的Cable Modem互联网接入法在局端也采用ATM交换机。它的传输介质一般采用光纤,接口类型同样一般有两种:以太网RJ-45接口和光纤接口,这两种接口适合与不同类型的网络互联。

排队原理

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ATM交换有两条根本点:信元交换和各虚连接间的统计复用。信元交换即将ATM信元通过各种形式的交换媒体,从一个VP/VC交换到另一个VP/VC上。统计复用表现在各虚连接的信元竞争传送信元的交换介质等交换资,为解决信元对这些资源的竞争,必须对信元进行排队,在时间上将各信元分开,借用电路交换的思想,可以认为统计复用在交换中体现为时分交换,并通过排队机制实现。

排队机制是ATM交换中一个极为重要的内容,队列的溢出会引起信元丢失,信元排队是交换时延和时延抖动的主要原因,因此排队机制对ATM交换机性能有着决定性的影响。基本排队机制有三种:输入排队、输出排队和中央排队。这三种方式各有缺点,如输入排队有信头阻塞,交换机的负荷达不到60%;输出排队存储器利用率低,平均队长要求长,而中央排队存储器速率要求高、存储器管理复杂。同时,三种方式有各有优点,输入队列对存储器速率要求低,中央排队效率高,输出队列则处于两者之间,所以在实际应用中并没有直接利用这三种方式,而是加以综合,采取了一些改进的措施。改进的方法主要有:

减少输入排队的队头阻塞;

采用带反压控制的输入输出排队方式;

带环回机制的排队方式;

共享输出排队方式;

在一条输出线上设置多个输出子队列,这些输出子队列在逻辑上作为一个单一的输出队列来操作。

交换机构

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为实现大容量的交换,也为了增加ATM交换机的可扩展性,往往构造小容量的基本交换单元,再将这些交换单元按一定的结构构造成ATM交换机构 (Fabric),对于ATM交换机构来说,研究的主要问题是各交换单元之间的传送介质结构及选路方法,以及如何降低竞争,减少阻塞。

ATM交换机构分类方法不一,有一种分法为:时分交换和空分交换,其中时分交换包括共享总线、共享环和共享存储器结构,空分交换包括全互连网和多级互连网。

交换机

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ATM信元交换机的通用模型有一些输入线路和一些输出线路,通常在数量上相等(因为线路是双向的)。在每一周期从每一输入线路取得一个信元(如果有的话)。通过内部的交换结构(switchingfabric),并且逐步在适当的输出线路上传送。从这一角度上来看,ATM交换机是同步的。

交换机可以是流水线的,即进入的信元可能过几个周期后才出现在输出线路上。信元实际上是异步到达输入线路的,因此有一个主时钟指明周期的开始。当时钟滴答时完全到达的任何信元都可以在该周期内交换。未完全到达的信元必须等到下一个周期。

信元通常以ATM速率到达,一般在150Mb/s左右,即大约超过360,000信元/s,这意味着交换机的周期大约为2.7um。一台商用交换机可能有16条~1,024条输入线路,即它必须能在每2.7um内接收和交换16个~1,024个信元。在622Mb/s的速率上,每700ns就有一批信元进入交换结构。由于信元是固定长度并且较小(53字节),这就可能制造出这样的交换机。若使用更长的可变长分组,高速交换会更复杂,这就是ATM使用短的、固定长度信元的原因。

分类

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各种ATM交换设备由于应用场合的不同,完成的功能也略有差异,主要区别有接口种类、交换容量、处理的信令这几方面。

在公用网中,有接入交换机、节点交换机和交叉连接设备。接入交换机在网络中的位置相当于电话网中的用户交换机,它位于ATM网络的边缘,将各种业务终端连入ATM网中。节点交换机的地位类似于现有电话网中的局用交换机,它完成VP/VC交换,要求交换容量较大,但接口类型比接入交换机简单,只有标准的 ATM接口,主要是NNI接口,还有UNI接口或B-ICI接口,信令方面,只要求处理ATM信令。交叉连接设备与现有电话网中的交叉连接设备作用相似,它在主干网中完成VP交换,不需要进行信令处理,从而实现极高速率的交换。

在ATM专用网中,有专用网交换机、ATM局域网交换机。专用网交换机作用相当于公用网中的节点交换机,具有专用网的UNI和NNI接口,完成P-UNI和P-NNI的信令处理,有较强的管理和维护功能。ATM 局域网交换机完成局域网业务的接入,ATM局域网交换机应具有局域网接口和ATMP-UNI接口,处理局域网的各层协议以及ATM信令。

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