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一、ATM交換系統(tǒng)基本功能

ATM交換系統(tǒng)的功能與交換機類型和具體應用有關。通常，ATM交換系統(tǒng)應具有的基本功能包括：接口功能、交換連接功能、信令功能、呼叫控制功能、業(yè)務流管理功能及運行和維護功能。其中主要功能概要介紹如下。

（1）交換連接功能

ATM交換系統(tǒng)的交換連接功能可分為空分交換功能和時分交換功能?？辗纸粨Q功能完成將一條物理入線上的信息交換到另一條物理出線上的功能，其關鍵是通路選擇問題，即在交換機內部，信息如何選擇一條通路從入線到達出線；時分交換功能完成將物理入線上一個邏輯信道的信息交換到物理出線上的另一個邏輯信道，即其輸入信元頭的值會被翻譯成一個與輸出邏輯ATM信道相對應的信元頭輸出值，其關鍵問題是存在競爭問題，需要引入排隊機制來解決。

（2）呼叫控制功能

ATM是面向邏輯連接的，在信息傳送以前先要有建立過程，傳送結束則有釋放過程。 

因此ATM交換系統(tǒng)必須控制各個呼叫連接的處理過程，包括尋址、選路、交換結構中的通路選擇等功能。

（3）業(yè)務流管理功能

要保證具有不同業(yè)務流特性和QoS要求的各種業(yè)務的服務質量，ATM交換系統(tǒng)必須提供有效的業(yè)務流管理功能，其要點就是當用戶建立連接時都必須與網(wǎng)絡達成一個合約:用戶受合約規(guī)定的業(yè)務流特性的約束，而網(wǎng)絡滿足用戶的服務質量要求。

二、ATM交換系統(tǒng)功能結構

ATM交換系統(tǒng)基本功能結構如圖6.19所示。由圖6.19可知,ATM交換系統(tǒng)的基本結構與電路交換系統(tǒng)相似，可以大致劃分為信元傳送部分與處理機控制部分。信元傳送部分又包括交換結構(SwitchingFabric)和接口單元兩部分。 

圖6.19  ATM交換系統(tǒng)基本功能結構

(1)ATM交換結構

ATM交換結構是實現(xiàn)ATM的關鍵技術之一，是ATM交換系統(tǒng)中必不可少的重要組成部分，應具有信頭翻譯、選路、排隊3項基本功能。需要釆用各種類型的交換結構實現(xiàn)交換連接功能，不但是用戶信息，而且信令消息和處理機之間的控制信息也通過交換結構傳送。

ATM交換結構一般可以劃分為3類：共享媒體型、共享存儲型和空分型。典型的有基于Crossbar的交換結構、基于BANYAN的交換結構、多通路的交換結構等。其排隊策略有外部緩沖和內部緩沖。外部緩沖指緩沖器不設在交換結構的內部，主要有輸入緩沖、輸出緩沖、輸入與輸出緩沖、環(huán)回緩沖等；內部緩沖指緩沖器設在交換結構的內部。無阻塞結構不需要內部緩沖.主要有輸入緩沖、輸出緩沖、交叉點緩沖、共享緩沖等。

下面給出一個實例：BANYAN網(wǎng)絡。

BANYAN網(wǎng)絡是一種空分交換網(wǎng)絡，是由若干個2X2交換單元組成的多級交換網(wǎng)絡。它最早使用于并行計算機領域，與電信交換毫不相干。但目前已在ATM交換機中得到廣泛應用。

2X2交換單元是具有2條入線和2條出線的電子開關元件，如圖6.20所示。

 

圖6.20    2X2交換單元 

 

 

這種電子開關具有兩種狀態(tài)：平行連接和交叉連接，分別完成不同編號的入線與出線間的連接，達到2條入線中的任意入線和2條出線中的任意出線可進行交換的目的。

圖6.21是由2X2交換單元構成的8X8三級BANYAN網(wǎng)絡，其基本特性如下。

圖6.21          8X8三交換網(wǎng)絡

       ①因為BANYAN網(wǎng)絡的構成有一定的規(guī)則，可以由較小容量的BANYAN網(wǎng)絡擴展為較大規(guī)模，擴展性好。

       ②唯一路徑。BANYAN網(wǎng)絡每一條入線到每一條出線都有一條路徑，并且只有一條路徑。例如，圖6.21中的虛線畫出了由入線0到出線0和入線4到出線1的路徑。

       ③自選路由。BANYAN網(wǎng)絡可以使用對應于出線編號的二進制編碼的選路信息自動選擇路由，將入線上的信元送到指定出線上輸出。其中每一級的2X2交換單元都依次根據(jù)選路信息中的某一位來自選路由，該比特為0時選擇兩條出線中上面一條出線.該比特為1時則選擇下面的一條出線。例如，在圖6.26中，入線4輸入的信元帶有選路信息“1”，即需要在出線1輸出.“1"的二進制編碼為“001”，則第一、二、三級的2X2交換單元依次按照“0”，“0”,“1”來選路，使信元最終到達出線1。