ATM技術(shù)剖析及其應(yīng)用前景

1、技術(shù)剖析及其應(yīng)用前景張紹友!#目前，多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（!#$）概念在中國(guó)急劇升溫，正逐漸成為城域網(wǎng)建設(shè)的首選方案。其基本思想是：基于 %& 傳輸網(wǎng)絡(luò)平 臺(tái)，提供多種業(yè)務(wù)接口和處理能力，靈活地支持 #!、($ 等業(yè)務(wù)，為)* 運(yùn)營(yíng)商提供高效的傳輸方案，其實(shí)質(zhì)就是 %& 傳輸平臺(tái)+以太 網(wǎng)業(yè)務(wù)單板+#! 業(yè)務(wù)單板。以太網(wǎng)業(yè)務(wù)（($ 業(yè)務(wù)）單板功能愈來(lái)愈強(qiáng)，普遍支持二層交換（部分具有三層功能），業(yè)務(wù)采用通用成幀協(xié)議（*,$）封裝。同時(shí)，隨 著 吉 比 特 線(xiàn) 速 路 由 器 的 成 功 商 品 化 ， 以 及 鏈 路 容 量 調(diào) 整 機(jī) 制（-.）、內(nèi)嵌彈性分組環(huán)（/$/）等重要技術(shù)在單板中的實(shí)現(xiàn)，特

2、別 是內(nèi)嵌 !$- 的提出，可以為 ($ 網(wǎng)絡(luò)提供類(lèi)似于 #! 網(wǎng)絡(luò)的控制 和安全性，能夠開(kāi)展 0$1 業(yè)務(wù)，實(shí)施 ($ 網(wǎng)上的流量工程以及提供 服務(wù)質(zhì)量（23）保證等。于是，一些人認(rèn)為 ($ 技術(shù)無(wú)所不能，它現(xiàn) 在不但主宰了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而且還將逐步統(tǒng)治話(huà)音和視頻領(lǐng)域。于是，#! 陷入非常尷尬的境地。有人甚至得出結(jié)論：未來(lái)的寬 帶網(wǎng)絡(luò)將基于 ($ 技術(shù)，應(yīng)把資金和精力投向 ($ 技術(shù)，而淡化和停止#! 技術(shù)的研究。在這種背景下，我們應(yīng)如何看待 #! 技術(shù)呢？一、!$ 技術(shù)失利原因分析4554 年，#! 被 (#67# 確定為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（87(%1）的信息傳送模式。#! 綜合了分組交換和電

3、路交換兩者的優(yōu)點(diǎn)，位于數(shù)據(jù)鏈路層上，是面向連接的技術(shù)。它具有高速、靈活、可綜合多種 業(yè)務(wù)的能力，同時(shí)支持對(duì) 23 的保證和動(dòng)態(tài)的用戶(hù)管理能力。#! 技術(shù)采用固定長(zhǎng)度（9) 字節(jié)）信元來(lái)適配所有業(yè)務(wù)源，是一種獨(dú)立于 終端和業(yè)務(wù)，能夠適配各種業(yè)務(wù)的通用信息傳輸和交換的體制。相對(duì) ($ 技術(shù)而言，#! 技術(shù)目前處于不利地位，其原因主要 包括以下幾個(gè)方面。? 成本高成本較高是 #! 技術(shù)未能廣泛推廣的關(guān)鍵因素。由于 #! 技 術(shù)的出發(fā)點(diǎn)是綜合網(wǎng)絡(luò)中的所有業(yè)務(wù)，因此實(shí)現(xiàn)起來(lái)較其他技術(shù)復(fù)張紹友 烽火通信科技股份有限公司工程師摘 要 ：!# 技 術(shù) 由 于 實(shí) 現(xiàn) 起 來(lái)比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)成本較高，再加上受 到

4、 $%、吉比特線(xiàn)速路由器和 #%& 等 技術(shù)的沖擊而未能得到普遍應(yīng)用，一 些 人 對(duì) !# 技 術(shù) 的 發(fā) 展 前 景 提 出 了質(zhì)疑。在仔細(xì)分析 !# 技術(shù)的優(yōu) 勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)后，指出 !# 技術(shù) 在未來(lái)的通信網(wǎng)絡(luò)中仍然具有 不 可 替代的作用(并建設(shè)性地指出了其發(fā) 展方向。關(guān)鍵詞：傳 輸 網(wǎng) ，多 業(yè) 務(wù) 傳 送 平 臺(tái)，!#，$%/9035#,3： !# )* +,-./* +.0 )1* 2.-34567 16289.5.:)6* ,9; 8):8 2.*1)1 5)96 0,16 0./160,9; #%& 8,?6 )-4,216; !# *.-/28669 a);65b/*6;

5、.-6 46.456 6?69 c/6*1).9 186;6?65.4-691 40.*4621 .+ !#56 +/921).9 .+ !# )9 +/018602.-/9)2,1).9 961a.0e( ,9; 406*691*)1* ;6?65.4-691 1069; 2.9*10/21)?65b雜，再加上所占市場(chǎng)份額較少，故設(shè)備成本相對(duì)較高。但是我們應(yīng)該看到，!# 技術(shù)的發(fā)展歷程只有 十年時(shí)間，隨著生產(chǎn) !# 設(shè)備的廠(chǎng)商越來(lái)越多，芯 片成本正不斷下降，如果市場(chǎng)份額可以擴(kuò)大，經(jīng)過(guò) 一段時(shí)間的積累，!# 設(shè)備的成本會(huì)逐步降低到與 以太網(wǎng)設(shè)備相當(dāng)?shù)乃?。筆者了解到，目前 $%& 系 統(tǒng)上，最

6、大承載帶寬相同、基本功能相當(dāng)?shù)囊蕴W(wǎng) 業(yè)務(wù)單板和 !# 業(yè)務(wù)單板，其成本是很接近的。!( )*+,-*,+ 急劇發(fā)展()*+(*) 在過(guò)去幾年得到了迅猛的發(fā)展，其中潛 在的巨大的商業(yè)利益使許多大公司和產(chǎn)業(yè)集團(tuán)都 愿意在 ()*+(*) 上投入大量的人力和資金，()*+(*) 網(wǎng)絡(luò)幾乎承攬了目前所有的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，而且正 逐漸向話(huà)音及視頻業(yè)務(wù)延伸。似乎 ()*+(*) 發(fā)展越 快、越成功，對(duì) !# 技術(shù)構(gòu)成的阻力就越大。但是 !# 與 ()*+(*) 并不是互斥的技術(shù)，()*+, (*) 上運(yùn)行的各種高層協(xié)議都可以很容易地在 !# 中實(shí)現(xiàn)。隨著用戶(hù)對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)需求的增加，目前 (,)*+(*) 所

7、依賴(lài)的 - 技術(shù)的弱點(diǎn)會(huì)逐漸顯露，而將 (,)*+(*) 與 !# 結(jié)合可以較好地解決這個(gè)矛盾。.( 吉比特線(xiàn)速路由器商品化./0 年 吉 比 特 線(xiàn) 速 路 由 器 達(dá) 到 商 用 水 平 ，給!# 帶來(lái)沖擊性的影響。這是市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)引起的 沖擊，主要表現(xiàn)在性能價(jià)格比上。在局域網(wǎng)上，路由 器 因 其 明 顯 的 性 能 價(jià) 格 比 優(yōu) 勢(shì) 已 在 取 代 !#，在()*+(*) 骨干網(wǎng)上也在逐步取代 !#。但是吉比特 線(xiàn)速路由器體制的缺陷依然存在，并沒(méi)有從根本上 解決傳統(tǒng)路由網(wǎng)上存在的任何問(wèn)題，只是用提高速 率來(lái)掩蓋和緩解這些問(wèn)題。隨著終端數(shù)量的增加和 速率的提高，這些問(wèn)題仍將呈現(xiàn)出來(lái)。#(

8、/01 技術(shù)的推出#-1$ 之所以受到學(xué)術(shù)界、產(chǎn)品制造商和運(yùn)營(yíng) 商的廣泛關(guān)注，最重要的原因恐怕是因?yàn)樗兄Z為- 網(wǎng)絡(luò)提供類(lèi)似于 !# 網(wǎng)絡(luò)的控制和安全性，能 夠開(kāi)展 2-3 業(yè)務(wù)，實(shí)施 - 網(wǎng)上的流量工程（4）以 及提供 56$ 保證等。目前，#-1$ 還是一項(xiàng)很不成熟的技術(shù)，許多方 面還在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。#-1$ 自身對(duì)基本的 - 網(wǎng)絡(luò)體 系幾乎沒(méi)有增加任何新的內(nèi)容，它是否能實(shí)現(xiàn)承諾的功能還值得懷疑。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮這樣一個(gè)基本事實(shí)，#-1$ 的提出才 7 年時(shí)間，而實(shí)驗(yàn)階段一般為789 年。隨著資本市場(chǎng)的緊縮，大規(guī)模升級(jí)到 - :#-1$ 是不切實(shí)際的。無(wú)論如何，#-1$ 和 !# 是不能相 互

9、 取 代 的 。#-1$ 要實(shí)現(xiàn)鏈路層實(shí)際轉(zhuǎn)發(fā)功能時(shí)，必須依靠特 定的鏈路層（!#、- 等）來(lái)完成，!# 在網(wǎng)絡(luò)邊緣 提供所需的 56$ 和匯聚功能，支持綜合接入和用戶(hù) 高速數(shù)據(jù)連接。因此，!# 在未來(lái)仍有用武之地，即 使運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始向 - : #-1$ 核心過(guò)渡。二、!# 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)- 技術(shù)是計(jì)算機(jī)界思想的體現(xiàn)：網(wǎng)絡(luò)可用、盡 力而為（;*6$）等方面采用的先進(jìn) 技 術(shù) 是 優(yōu) 于 - 體 制 的 ，!# 技術(shù)已經(jīng)接受了大量實(shí)踐的考驗(yàn)，也是目前惟 一能提供 56$ 和多業(yè)務(wù)服務(wù)的技術(shù)。對(duì)純 !# 技術(shù) 的研究表明，!# 在傳輸和多業(yè)務(wù)接入方面也有明 顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，既適用于公用網(wǎng)，也適用于專(zhuān)用網(wǎng)或

10、 局域網(wǎng)；既可運(yùn)行在現(xiàn)有的 $%& 成熟技術(shù)基礎(chǔ)之上， 也能夠運(yùn)行在密集波分復(fù)用（%?%#）上；既可用于 高端核心交換機(jī)，又可用于低端用戶(hù)接入設(shè)備。!# 技術(shù)使用固定長(zhǎng)度信元使打包、拆包時(shí)延相 當(dāng)，減小了時(shí)延抖動(dòng)，并且小信元長(zhǎng)度有效地降低了時(shí) 延值。另外，!# 采用流量控制技術(shù)，在連接建立之 前，就通過(guò)信令來(lái)協(xié)商能否保證用戶(hù)的 56$ 要求，只 有當(dāng)網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)之后才接受入網(wǎng)，保證為每一個(gè)虛電路 提供不同的服務(wù)質(zhì)量這是真正意義上的 56$。!# 技術(shù)之所以得不到大規(guī)模應(yīng)用，主要原因 是 !# 技術(shù)過(guò)于完善造成其系統(tǒng)研制、配置、管理、 故障定位都很困難，實(shí)現(xiàn)成本比較高；技術(shù)驅(qū)動(dòng)超 前于市場(chǎng)需求，沒(méi)有

11、“拳頭應(yīng)用”；能充分利用 !#56$ 的應(yīng)用很少。這些因素使得 !# 的優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)未發(fā) 揮出來(lái)。通 信 熱 點(diǎn)三、!$ 技術(shù)發(fā)展建議筆者認(rèn)為 !# 是一種早熟的，但技術(shù)完善、功 能強(qiáng)大，因而潛力巨大的通信技術(shù)。在的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序都是為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)編寫(xiě)的，沒(méi)有 /01的概念，基本上沒(méi)有什么應(yīng)用程序能夠真正利用 ($) 的 /01 功能，它們本身既不提供 /01 服務(wù)請(qǐng) 求，也不能接收和傳遞來(lái)自 ($) 的 /01 信息。如，局 域網(wǎng)仿真（4(56）是目前使用最多的 ($) 接口，它 著眼于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用程序的無(wú)縫移植操作，完全 隱藏了 ($) 的存在。也有一種直接由 ($) 應(yīng)用程 序接口（(&）支持應(yīng)用

12、程序開(kāi)發(fā)的思路，從協(xié)議棧的 角度來(lái)講，就是簡(jiǎn)化 &、&+、5-7809、(:;-）(?5 技術(shù)($) 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（(?5）是全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)（ 1 (5）組織于 2a 世紀(jì) ba 年代中期開(kāi)發(fā)完成的。當(dāng)時(shí)為了 制定一個(gè)基于光纖的能夠?yàn)樯虡I(yè)用戶(hù)和居民用戶(hù)提 供包括 & 數(shù)據(jù)、視頻、以太網(wǎng)等服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)，順理成 章地選擇了 ($) 和 ?5 分別作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò) 平臺(tái)，因?yàn)?($) 被看作是能夠提供各種類(lèi)型通信的 惟一協(xié)議，而 ?5 是最經(jīng)濟(jì)的寬帶光纖解決方案。(?5 支持 7c&1d5 業(yè)務(wù)的帶寬需求，它代表 了寬帶接入技術(shù)的最新發(fā)展方向，目前在英國(guó)、德 國(guó) 等 已 有 實(shí) 際 應(yīng) 用 ， 被 認(rèn)

13、為 是 實(shí) 現(xiàn) 光 纖 到 路 邊（$3）和光纖到戶(hù)（$e）的一種優(yōu)秀方案。(?5 利用 ($) 技術(shù)在提供寬帶綜合業(yè)務(wù)上的優(yōu)勢(shì)，又結(jié) 合了 ?5 低成本和可平滑升級(jí)的特點(diǎn)，是提供全業(yè) 務(wù)接入平臺(tái)的重要方案之一。（f）%$?( 技術(shù)目前，基于 ($) 的話(huà)音和電話(huà)（%$?(）技術(shù)是 國(guó)外研究的一個(gè)熱點(diǎn)，因?yàn)檫@里潛存著無(wú)限商機(jī)。公眾普遍認(rèn)為 & 電話(huà)比傳統(tǒng)電話(huà)效率高、資費(fèi) 低，但這個(gè)優(yōu)勢(shì)并不是 & 技術(shù)本身提供的，而是話(huà) 音壓縮編碼技術(shù)的進(jìn)步帶來(lái)的。事實(shí)上，($) 話(huà)音 的效率和 /01 均比 & 高得多，資費(fèi)也將降低得更 多?？梢灶A(yù)計(jì)，%$?( 將是未來(lái)話(huà)音的主流技術(shù)。高，& 技術(shù)在許多方面將

14、顯得力不從心，($) 的優(yōu)勢(shì)將逐漸展現(xiàn)，而 ($) 技術(shù)是 & 技術(shù)可持續(xù)發(fā)展 的保障。這無(wú)疑會(huì)為 ($) 技術(shù)帶來(lái)新的應(yīng)用機(jī)遇。 中國(guó)正處于寬帶多媒體信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初級(jí)階段， 應(yīng)該抓住這一機(jī)遇，加大對(duì) ($) 技術(shù)的研究，避免 長(zhǎng)期以來(lái)低水平的跟隨和重復(fù)，直接研究最有生命 力、最容易取得獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。筆者認(rèn)為 ($) 技術(shù)研究可以從下列幾個(gè)方面 突破：（*）加速 ($) 與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互連的研究目前，($) 對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的兼容性差而且與其他 技術(shù)的協(xié)調(diào)性不太好，這是阻礙其應(yīng)用的一個(gè)重要 原因。($) 和現(xiàn)有的協(xié)議體系，特別是網(wǎng)絡(luò)層的 &、 網(wǎng)間分組交換（&+）等協(xié)議，將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi) 共

15、存 ， 如 何 在 單 一 網(wǎng) 絡(luò) 上 實(shí) 現(xiàn) 現(xiàn) 有 網(wǎng) 絡(luò) 協(xié) 議 與 ($)、($) 與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的互連，是廣大研究人員、設(shè) 計(jì)人員和業(yè)者應(yīng)該重視的研究課題。在 ($) 網(wǎng)絡(luò)中支持 & 有兩種不同的模型，第 一種是對(duì)等模型。在本質(zhì)上將 ($) 層看作 & 的對(duì) 等層，這種模型建議在 ($) 網(wǎng)絡(luò)中使用與基于 & 的網(wǎng)絡(luò)中相同的地址方案，因此 ($) 端點(diǎn)將由 & 地址來(lái)識(shí)別，($) 信令將攜帶這樣的地址，且 ($) 信令的路由也使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議。另一種模型稱(chēng)作子網(wǎng)或覆蓋模型，它將 ($) 層 與現(xiàn)有協(xié)議分開(kāi)，定義了全新的地址體系，即現(xiàn)有 協(xié)議將運(yùn)行于 ($) 之上。此覆蓋模型需要定

16、義新的 地址體系和相關(guān)的路由協(xié)議，所有的 ($) 系統(tǒng)需要 同時(shí)被賦予 ($) 地址和它要支持的高層協(xié)議地址。 這兩種方案都需要改進(jìn)和完善，同時(shí)需要對(duì)其他新 方案進(jìn)行探索和研究。($) 是 & 技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的保障。&,-.,- 的 可持續(xù)發(fā)展需要 ($) 支持，以提高 /01 和擴(kuò)容；應(yīng) 抓住 &,-.,- 帶來(lái)的機(jī)遇，加速 ($) 技術(shù)和 & 技術(shù) 的結(jié)合與互通的研究，使得 &,-.,- 信息服務(wù)盡快 成為 ($) 技術(shù)的“拳頭應(yīng)用”。（2）/01 支持（下轉(zhuǎn)第頁(yè)）接，以及用各類(lèi)輔助板卡實(shí)現(xiàn)其他連接。ab cde5f 組網(wǎng)連接的綜合化 為了進(jìn)一步合理利用城域網(wǎng)傳輸，匯聚資源，滿(mǎn)足接入網(wǎng)擴(kuò)容

17、的需要，需對(duì) !#$% 設(shè)備進(jìn)行合理組網(wǎng)。擴(kuò)容 后的 !#$% 對(duì) $&% 端口的消耗很大，而運(yùn)營(yíng)商目前一 般不再愿意對(duì) $&% 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)容。解決此問(wèn)題的辦法有 兩種：一是采用 ( 上聯(lián)的方式；二是根據(jù)各地 !#$% 的 帶寬需求和需級(jí)連的分支節(jié)點(diǎn)數(shù)，采用不同方式進(jìn)行級(jí) 連，如基于 $&% )* %+,- . / 進(jìn)行級(jí)連，也可基于 $&% 反 向復(fù)用（%$）的 !01 %+,- . / 進(jìn)行級(jí)連，這里 ! 根據(jù)連接 需要取不同值，還可混合 $&%、%$ 和 ( 進(jìn)行組網(wǎng)。五、基于不同接入平臺(tái)的綜合目前的寬帶接入方式主要是光纖技術(shù)與銅纜技術(shù) 的結(jié)合，即采用 2&345!#、2&34#$6 或

18、 728 的方 式。隨著 9#$6 技術(shù)的成熟，以及信息產(chǎn)業(yè)部決定放開(kāi)*:; 7= 頻段作為無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)頻段，*:; 7= 兩 個(gè)頻段都可以用做上網(wǎng)頻段，各運(yùn)營(yíng)商可借助自己已有 的寬帶城域傳輸網(wǎng)和接入網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，在寬帶擴(kuò)容中考慮 提供 $!#49#$6、2&349#$6 或 29$4#$6 形式的 無(wú)線(xiàn)寬帶接入業(yè)務(wù)，以增強(qiáng)寬帶接入的移動(dòng)性，滿(mǎn)足家 庭、企業(yè)對(duì)移動(dòng)接入的需求，免除室內(nèi)布線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)有線(xiàn)與 無(wú)線(xiàn)結(jié)合、移動(dòng)上網(wǎng)、多人共享帶寬等功能。此外，光纖 接入、銅纜接入還可與電力線(xiàn)接入等形式實(shí)現(xiàn)綜合互補(bǔ)，以滿(mǎn)足未來(lái)業(yè)務(wù)的需求。（上接第 1_ 頁(yè)）（*）加速 9$&% 的研究無(wú)線(xiàn) $&%（9$&%：9,egkg/ $&%）是為那些 需要帶有高性能音頻和視頻的高速數(shù)據(jù)通信的 用戶(hù)而提出的一種解決方案。它可以提供高傳輸 速率的多媒體通信業(yè)務(wù)，正好與 a?*)a收稿日期：1?_參考文獻(xiàn)) bbb -c ;?1:a1?1， (de-