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2015年5月JournalonCommunicationsMay2015基于ATM交换技术的原理及应用摘要：交换技术作为通信网的核心技术,经历了不断的演进与发展过程,以适应通信技术的发展和不同通信业务需求。简要介绍了现代交换技术的发展，主要介绍了ATM交换技术特点、优缺点与应用。关键词:：交换技术；ATM交换技术BasedontheprincipleofATMswitchingtechnologyandapplicationInstituteofinformationscienceandtechnologyAbstract:Switchingtechnologyasthecoreofthenetworktechnology,hasexperiencedtheevolutionanddevelopmentprocessofcontinuously,soastoadapttothedevelopmentofcommunicationtechnologyanddifferentcommunicationbusinessrequirements.Thispaperbrieflyintroducesthedevelopmentofmodernswitchingtechnology,mainlyintroducestheATMswitchingcharacteristics,advantages,disadvantagesandapplication.Keywords:Switchingtechnology,ATMswitchingtechnology1引言在当今信息化社会,通信成为人们生活和工作的必需工具,通信网络必须满足日益增长的业务量,适应不同业务的需求,作为通信网核心的交换技术也在不断演进与发展。各种交换技术是为了适应不同业务的需求而产生和发展的，我觉得交换的实质就是在通信网上建立起四通八达的立交桥，以达到经济、快速并满足服务质量要求的信息转移的目的。通过对本门课程的学习，我了解到了在现代通信网络中使用的几种交换技术的原理、相关协议和应用。比如交换技术和数据通信中使用的关键技术原理；电话通信中使用的电路交换技术；电信网信令系统；数据通信中使用的分组交换技术和帧中继技术；宽带交换中使用的ATM技术，IP交换；光交换技术以及最新的软交换及NGN技术等问题。在此，我觉得对ATM技术知识比较薄弱，所以选择主要针对ATM交换来介绍它的原理、发展、应用以及我对它的理解。2ATM交换技术的特点及原理异步传送模式(ATM)交换技术是一种包含传输、组网和交换等技术内容的新颖的高速通信技术。它被设计满足下一代通信技术要求，如支持带宽资源的有效利用，有利于有各种类型的网络互连以及能够提供各种先进的通信业务。被看作是先进和有效的军用和民用通信的先进通信技术。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交换技术是实现B-ISDN的核心技术，它是以分组交换为基础并融合了电路交换技术的有点发展而成的。从本质上讲它是一种高速分组传送模式。它将话音、数据及图像等所有的数字信息分解成48字节固定长度的数据块，并在各数据块前装配地址、丢失优先级、流量控制、差错控制信息等构成的5字节信元头，形成53字节的完整信元。通过信头中的VCI、VPI进行选路,以信元为单位在虚通路(VCC或VPC)上进行交换,大大加快了交换速度，并且可以通过业务流量管理来保证不同用户的服务质量。在电路传送方式中，时间被划分为时隙，每个时隙用于传送一个用户的数据，各个用户的数据在线路上等时间间隔出现。如果将每个时隙中放入一个ATM信元，那么上述的电路传送就演·2·通信学报变为ATM。可依据信头标志区分不同用户数据，故用户数据占用的时间位置就不会受到约束。ATM技术所基于的工作原理就是分解业务信号，把这些信号映射成固定长度的ATM信元，以异步方式多路复用这些ATM信元，从而组成连续传输的数据流，接着通过网络上的虚拟通信信道，使数据流实现高速交换和传输。减少协议开销和增加误差检校和对终端系统高层的重发这样一些功能，可提高传输速度。3ATM分层参考模型及功能模块B-ISDN是一个基于ATM的网络，B-ISDN的参考模型也是唯一一个关于ATM的规程的参考模型，是基于OSI参考模型和ISDN标准建立的。分为以下三个层：（1）ATM物理层：利用通信线路的比特流传送功能实现传送ATM信元的功能。但这种传输方式是不可靠的；（2）ATM层：利用物理层提供的信元传送功能，向外部提供传送ATM业务数据的功能；（3）ATM适配层：支持不同的电信业务。ATM交换机一般由五个功能模块组成，输入和输出实现UNI/NNI功能，交换机构负责信元转移，接续容许控制完成呼叫信令的处理，系统管理功能用来保障交换系统的正常有效操作。ATM交换机按照其信元交换机构的不同可分为共享存储型，共享媒体型、空分型交换系统。共享存储型受限于存储器的容量和速度，共享媒体型受限于总线宽度及允许的数据传送速度，空分形控制较为复杂，大容量系统可采用混合方式。4ATM信元处理原则ATM信元的误码处理方法：在传送的ATM信元系统中，通过对信头部分的HEC进行检验可以纠正信头中的一位错码和发现多位错码。对于以检验信头有错而无法纠正时则丢弃该信元。信元界定方法：在一个比特流中界定各个信元的功能，借助于HEC字节实现。信道填充：在ATM信道上，若发送端无信元发送时，则向信道发送空闲信元。在信道接收端把空闲信元弃掉。面向连接的工作方式：ATM是一种面向连接的技术，“面向连接”是一种虚电路业务的方式。通信信道建立阶段必须处理实时信息交换，在通信信道建立阶段，通过网络建立一条端到端的通信信道。5ATM交换技术的优缺点综上来看ATM快速交换和业务流管理的优点：适合应用于Internet的高速接入、局域网互联、语音、高清晰度电视、会议电视等各种非实时、实时的电信级业务。ATM缺点是：信令复杂、标准化的过程缓慢；点到点的连接使设备价格也很昂贵；采用面向连接的技术，对短报文通信时效率不高；另外，ATM信元不能通过其它数据网，ATM网只能以孤岛形式存在等,所有这些问题困扰ATM技术普及推广。6针对本课程的感想本学期的现代交换技术课程已经结课，通过上半学期对它的学习，有时真是感觉有些晦涩难懂，枯燥乏味，但也有不少收获，我也感到自己某些方面知识的缺乏，虽然文章内容不能完全表达我的认识，但它是我学习的内容，我了解到的知识是我的收获。我感谢这次的论文题目让我有了收获，希望我将它学以致用、也感谢老师的耐心教育，希望在今后的时间能够有所提高和进步。