第一章 概 述
图1-2 ATM信元格式
1.2.1 ATM信元结构
信头内容在用户-网络接口（UNI）和网络节点接口（NNI）中略有差别（图1-2），主要由以下几部分构成。
VPI：虚通道标识，NNI中为12比特，UNI中为8比特。 VCI：虚通路标识，16比特，标识虚通道中的虚通路。
HEC：信头差错控制，8比特，检测出有错误的信头，可纠正信头中1比特的差错。
HEC的另一个作用是进行信元定界，利用HEC字段和它之前的4字节的相关性可识别出信头位置。由于在不同的链路中VPI/VCI的值不同，所以在每一段链路都要重新计算HEC。
PT：净荷类型，3比特。比特3为0表示为数据信元，为1表示为OAM信元。对OAM
信元，后两比特表明了OAM信元的类型。对数据信元，比特2用于前向拥塞指示（EFCI），当经过某一节点出现拥塞时，就将这一比特置位；比特1用于AAL5。
CLP：信元丢失优先级，1比特，用于拥塞控制。
GFC：一般流量控制，4比特，只用于UNI接口，目前置为0000，将来可能用于流
量控制或在共享媒体的网络中标示不同的接入。
1.2.2 ATM的特点
ATM信元的信头与分组交换中分组头的功能相比大大简化了，如不再进行逐段链路的检错和纠错，由于链路质量的提高，端到端的差错控制只在需要时由终端处
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理，HEC只负责信头的差错控制；另外，信头只用VPI和VCI标识一个连接，而无需源地址、目的地址和包序号，信元顺序也由各网元保证。
图1-3 ATM复用
ATM的目标，即ATM的最大特点，就是对任何形式的业务分布都能达到最佳的网络资源利用率。要达到这一目标就要对网络资源进行统计复用。所谓统计复用就是根据各种业务的统计特性，在保证业务质量要求的前提下，在各业务间动态地分配网络资源，以达到最佳的资源利用率。如图1-3所示，用户D、C、A的数据按到达的先后顺序排列到输出线路上，而用户B因为此时没有数据，故不占用输出线路的带宽资源。
信元形式的ATM网络和分组形式的传统数据网络的本质区别之一就是ATM网络采用面向连接的呼叫接续方式。传统数据网络如以太网、令牌环和FDDI采用无连接操作方式，这些网络假设目的端点可用并可接收信息，每个端点必须检查每一个分组的路由标记以此确定是否接收该分组。ATM网络的操作类似于电话呼叫接续过程，在通信前必须在源和目的端之间建立连接，这个连接是一个“虚连接”，网络根据用户的要求（如峰值比特率、平均比特率、信元丢失率、信元时延和信元时延变化等指标），分配VPI/VCI和相应的带宽，并在交换机中设置相应的路由。
ATM技术中最重要的特点就是信元的复用、交换和传输过程，均在虚通路（VC）上进行。虚通路由VCI标识，它是ATM网络链路端点之间的一种逻辑联系，是在两个或多点端点之间传送ATM信元的通信通路，可用于用户到用户、用户到网络、
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网络到网络的信息转移。虚通道（VP）是在给定参考点上具有同一虚通道标识符的一组虚通路。虚通路在传输过程中，组合在一起构成虚通道，二者关系如图1-4所示。因此ATM网络中不同用户的信元是在不同的VP、VC中传送的，而不同的VP/VC则是利用各自的VP标识（VPI）和VC标识（VCI）进行区分。
图1-4 VC、VP和物理传输通道的关系
VP交换设备（通常是交叉连接器和集中／分配器）仅对信元的VP进行处理和变换，功能较为简单，VC交换设备（ATM交换机、复接／分接器）则要同时对VPI、VCI进行处理和变换，功能较为复杂。VPI和VCI只有局部意义，每个VPI/VCI在相应的VP/VC交换节点被处理，相同的VPI/VCI值在不同VP/VC链路段并不代表同一个“虚连接”。
1.2.3 ATM的连接方式
通过VC建立连接有两种方式：交换虚通路（SVC）连接和永久虚通路（PVC）连接。SVC是用户需要通信时，通过终端设备由信令建立的虚通路。SVC类似于电话网的用户线路，只有经过呼叫请求，网络为通信双方建立起相应虚通路后，才能进行通信，通信完成后，由信令释放SVC。使用SVC的用户对网络资源的利用率高，通信费用较低，是ATM网络中使用的主要通信方式。PVC是通过网管预先建立的，不论是否有业务通过或终端设备接入，PVC一直保持，直到由网管释放。因此，PVC类似于电话网中的租用线路，经过PVC连接的用户需要通信时，不会因通信网络资源不够而导致通信失败。PVC通常用于一些特殊的用户，如信令信元的VC必为PVC，某些要求租用固定信道带宽的用户也可设定为PVC。使用PVC的用户每次通信时无需呼叫请求，操作简便，通信质量好，但其通信费用很高，且不能充分发挥ATM网络的优势，因此，应用范围较小。
ATM中用户间有两种连接方式：点对点和点对多点。当两个用户进行通信时，ATM网络采用点对点的连接方式。多个用户之间需要通信时，采用点对多点连接方式，
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例如通过ATM网络进行电视节目的传送、多方电视会议等业务。显然，多个用户通信时，点对多点方式较点对点方式节约了网络资源。
为了实现点对多点方式，ATM交换机应具有广播（Broadcast）和组播（Multicast）功能。广播是指一个用户对网络中所有用户进行信息传送的通信功能，这种方式通常是单向的，适用于电视、广播节目的传送；组播是指一个用户对网络中部分用户有选择地进行信元传递的通信功能，这种方式适用于多方交互业务，如多方电视会议等。
1.3 ATM网络
1.3.1 ATM网络结构
由于ATM技术是BISDN的核心技术，所以人们也把BISDN网称为ATM网。ATM网络概念性结构如图1-5所示，分为三部分：公用ATM网、专用ATM网和ATM接入网。
图1-5 ATM网络结构及接口
公用ATM网络属于电信公用网，它由电信部门建立、管理和经营，可以联接各种专用ATM网和ATM用户终端，作为骨干网络使用。
专用ATM网是指一个单位或部门范围内的ATM网，通常用于一幢大厦或校园范围内。
接入ATM网也是宽带综合业务数字网中一个非常重要的部分，主要指在各种接入网中使用ATM技术传送ATM信元，如基于ATM的无源光纤网络（PON）、混合
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