ATM：从综合承载网到大客户专线网络

陕西联通网管中心 | 王

ATM：从综合承载网到大客户专线网络

在不断进步发展的通信系统中，ATM网络凭借良好的技术特点和成熟的用户市场需求逐渐定性发展为专线大客户网络。

1983年，O.Reilly首次提出了异步时分复用，1991年被ITU-T正式更名为异步传输模式（ATM），标志着ATM技术的产生。到了2000年后，随着ATM网络的建成及发展完善，各种新兴通信技术的涌现，ATM网络由数据综合承载网络逐渐演变为高端大客户专线网络。

ATM技术特点

ATM是结合了电路交换和分组交换优点的网络技术，其双重技术特点为：第一，ATM是面向连接的，它需要在通信双方建立连接，通信结束后再通过信令拆除连接；第二，ATM的数据采用固定长的信元，其中信元的头部包含在选路的VPI/VCI信息中，并通过VPI/VCI进行选路。

因此，ATM的双重性带来新的技术——异步时分复用（ATDM)，解决了传统电路交换方式不能有效利用带宽和不适于突发性业务的问题。ATM采用的高速分组交换技术，将数据链路层中的纠错、流量控制等功能转移到终端上完成，并通过硬件来实现协议的处理，从而降低了处理的时延，提高了交换速度。

ATM网络采用信元来承载业务，用53个字节的固定信元作为数据的载体，一个信元包含48个字节的净荷和5个字节的信头，信头中只含有必要的路由和控制信息，信头分为两种：具有UNI和NNI接口的信头。

ATM虚连接技术示意图

ATM使用虚连接技术

ATM具有虚通道(VP)和虚通路(VC)两级连接，因此ATM使用虚连接技术。

什么是虚连接？虚连接就是在一个物理信道上，划出众多的逻辑信道，当建立连接时，将相应的逻辑信道指定用于连接某两个用户，而在拆除该连接后，该逻辑信道又可再分配给其他的用户使用。ATM采用VPI和VCI来分别标识这两种在不同层次上的虚连接（如图）。

ATM的虚连接分为两种：1、虚通道VPC(Virtual Path Connection)；2、虚信道VCC(Virtual Channel Connection)。

无论哪种虚连接，根据建立方式的不同都可分为：1、交换虚连接SVC(Switching Virtual Connection)——通信时，通过终端设备由信令建立；通信完成后，由信令释放；2、永久虚连接PVC(Permanent Virtual Connection)——由网管预先建立，无论是否有业务，PVC一直保持，直至由网管释放。

ATM网络中的QoS保障技术：ATM通过提供QoS（Quality of Service）参数来实现用户业务的需要与网络资源管理间的协调，并根据不同业务的性质及用户需求将服务分为5类，分别为CBR服务、VBR-RT服务、VBR-NRT服务、ABR服务及UBR服务。

ATM技术的专线应用

随着现在通信网络的快速发展，新技术的不断涌现，以及人们对信息处理的需求，诸如互联网业务、语音业务甚至会议电视等众多业务都已经通过IP技术承载传输了，但是ATM技术的高效可靠性、PVC业务的动态切换技术以及可根据用户需求提高不同QoS保证的特点，使得ATM技术成为专线大客户，特别是高端用户、政府重要机构的首选，因此有数据网络的运营商都将ATM技术运用于高端专线用户的接入业务。

大客户选用ATM网络主要基于以下三个优点。1.高效可靠性：ATM属于专网，安全性可以得到保证；2.ATM PVC技术的动态切换：当ATM PVC所承载的中继故障中断时，ATM PVC同步切换至其他正常运行中继，大大降低了用户的业务损失；3.ATM的QoS保证：可根据用户的不同业务需求和重要级别，对用户提供相应的质量保证。

在上述特点中，最为用户认可也是ATM的最大业务特点就是QoS保证。ATM根据用户的需要，把业务分成以下五类：CBR业务、VBR-RT业务、VBRNRT业务、ABR业务、UBR业务。

CBR业务（Constant bit rate）

固定比特率业务。特点：比特率恒定，只用PCR衡量；最小buffer，时延最小；信元的传送准确性要求较高；业务本身无数据的重传机制；优先级最高。ATM网络对于使用CBR的用户提供的最基本保证是，一旦连接建立以后，对于符合一致性测试的所有信元必须提供协商好的ATM层的QoS保证。源端可以在任何时候以任意长的时间以PCR的流量发送信元而QoS必须得到保证。

VBR-RT业务（Variable bit rate-real time）

实时可变比特率业务。特点：需要用PCR、SCR、MBS进行衡量；大带宽，低时延；信元丢失率要小（等于零最好）；不固定比特率，而且速率无法预测。VBR-RT业务也是一种实时的应用，主要应用于话音、实时视频点播（局域网、Internet）等。

VBR-NRT业务（VBR-non real time）

非实时可变比特率业务。特点：需要用PCR、SCR、MBS进行衡量；大带宽，大缓存；对时延无要求；信元丢失率可以有一定容限的波动；主要用于非实时应用，业务有数据的重传机制。VBR-NRT业务支持突发性的非实时应用，现网中一般大客户和帧中继业务客户多选用VBR-NRT服务类型。

ABR业务（Available bit rate）

可用比特率业务。特点：用PCR、MCR（最小信元传输速率）进行衡量；业务本身有重传机制；可采用反馈机制；信元丢失率低；优先级较低。在ABR建立连接的时候，终端系统会制定一个最大带宽和一个最小可用的带宽。业务主要用于数据通信业务。

UBR业务（Unspecified bit rate）

不确定比特率业务。特点：只需要用PCR衡量；尽力传送服务，优先级最低，所有信元CLP＝1；无服务保证；由于其突发性，需要较大的带宽；业务有数据重传机制，来重传损坏的数据包，而不是信元。UBR支持非实时的应用，也就是那些对时延和时延变化要求都不太严格的应用，因此一般只应用于公众广域网的数据业务。