ＡＴＭ交换系统的组网

异步转移模式（ＡＴＭ）作为一种全新的面向连接的快速分组交换技术，综合了分组交换和电路交换的优点，被视为宽带多业务统一网络的核心传送技术。它采用异步时分复用的方法，将信息流分成固定长度的信元进行高速交换，可在同  一个网络内承载语音、数据、视频等不同类型的业务。

    ＡＴＭ网因传输线路质量好，不处理纠错重发、流量控制等一系列复杂的协议，因此可用硬件逻辑完成对信元的接收、识别、分类和交换，保证了１５５Ｍｂｉｔ／ｓ～６２２Ｍｂｉｔ／ｓ的高速通信。

    ＡＴＭ采用统计复用的方式，可以动态按需分配带宽。它以信元为单位传送用户信息，具有先进的业务量管理机制、复杂的链路连接方式以及更加完善的控制和管理层功能。

    随着科技的进步和应用的发展，信息网络正由提供窄带、单一业务的专门网络向提供宽带、多业务的统一网络演变。

１ ＡＴＭ交换系统的组网

首先回顾一下传统网络的主要局限以及ＡＴＭ的解决办法。

    计算机网络一向建立在共享访问式网络上，网上所有的工作站都共享一条公共的传输通道。这要求所有的工作站按照网络段的链路速度操作，没有考虑它们本身的传输速度，网桥、路由器必须在高速与低速之间转换，而高速网络接口通常价格很贵。ＡＴＭ网络采用交换技术使每条链路能独立工作，数据仅出现在源和端点之间的连接链路上，各交换机可以在同一网络中支持许多不同的链路速度而不需要独立的网桥等设备。

    传统共享访问式网络存在潜在的“数据风暴”，可能产生广播垃圾，往往导致严重的安全问题。ＡＴＭ的交换技术使这种安全责任限制在每个端到端链路上。

传统网络采用无层次结构的多路存取控制（ＭＡＣ）地址，利用ＭＡＣ地址查找用户是很困难的，虽然采用网络层地址和路由选择的方法可以解决，但较复杂，而且每次数据传输都要付出路由选择的开销。ＡＴＭ通过使用嵌套式层次结构寻址方式解决了该问题。

    传统网络通过发送长度可变的数据包进行传送，网络延迟大，不能满足某些实时性高的业务（如语音、图像等）的要求；而ＡＴＭ采用定长信元技术以及将来至不同网络上数据信元轮流发送的办法解决了各种业务公用同一传输网的难题。

ＡＴＭ提供宽带网络建设的整体解决方案，实现与现有的各种业务网络的互联互通，能保护现有网络的投资，优化现有网络结构。

１．１ 普通ＡＴＭ组网方案

    ＡＴＭ网络技术是现代通信技术与多媒体计算机网络技术相结合的产物，随着ＡＴＭ的发展和组网设备的日益成熟，ＡＴＭ局域网、ＡＴＭ广域网、ＡＴＭ混合网的组建进入应用阶段。当网络中出现业务量比处理能力大时，就需要考虑以ＡＴＭ技术来加以解决。

    当网络不能直接利用ＡＴＭ的带宽，但可能使用以太网、快速以太网或ＦＤＤＩ网等的带宽时，ＡＴＭ边缘交换机提供针对以太网、令牌环网端口接入的ＬＡＮ仿真，使网络顺利向骨干网升级。

    拥有第３、第４类电缆基础设施的用户可以采用低速ＡＴＭ组网，２５Ｍｂｉｔ／ｓ的ＡＴＭ将在两对第３类或第４类布线上传输，与现有设备兼容并提供较高速率的ＡＴＭ产品的能力。这样提出了一个费用相对低廉的解决方案。

    借助第５类电缆或光纤的设施接入桌面可以使用１５５Ｍｂｉｔ／ｓ甚至６２２Ｍｂｉｔ／ｓ的速率，在用户需要与ＡＴＭ连接时才将它们逐步引入ＡＴＭ网络。

１．２宽带综合网组网方案

    从应用角度看，基于ＡＴＭ的宽带综合业务网体系结构自上而下分为应用系统层、业务平台层、网络层和传输层。应用系统层面向用户提供各类业务，分为教育系统、金融系统、医疗保健系统、家庭信息系统、公众查询系统等公用或专用系统。一个应用系统一般需要一个或多个业务平台支持，一个好的应用系统应能提供建立宽带数据业务平台、宽带图像业务平台、会议电视业务平台组建宽带综合业务平台的全面解决方案。

    下面以中兴ＺＸＢＳ１０系列ＡＴＭ宽带交换产品为例介绍宽带综合网组网方案。其中，各类服务器可包括电子信箱服务器、可视图文服务器、数据检索服务器以及视频服务器。通过ＺＸＢＳ１０ Ａ系列接入交换机将ＩＳＤＮ、ＦＲ、Ｘ．２５、ＬＡＮ、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ等接入到由Ｂ系列骨干机组建的ＡＴＭ骨干网，与电子信箱、可视图文、数据检索等服务器一起提供宽带数据业务平台；提供基于ＬＡＮ和基于信元的ＶＯＤ业务平台；提供基于ＬＡＮ的会议电视业务平台；对现有网络如ＰＳＴＮ、Ｘ．２５、ＦＲ、Ｎ－ＩＳＤＮ、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ等可以实现无缝接入，提供网络互通和业务互通功能。

１．３ 校园网的组网方案

    利用校园网能进行校区范围信息的收集、交流和利用，同时提供管理网络、“网上大学”，提供一流的人才培养环境。

    以ＺＸＢＳ１０为例的一个典型的校园网组网。其中，图书馆、计算中心等公共场所接骨干网，以防止发生阻塞；教学楼Ａ中提供各类业务接入，通过接入交换机接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ。

校园网的主要应用包括：

.    各类管理网络，包括学校的行政管理信息、办公自动化网络服务、学生学籍管理、科研项目管理、设备管理、人事管理、财务管理等计算机网络应用的支持，必然会对学校的管理水平起到促进作用。

    .信息共享网络。信息资源包括计算、存储、外围设备、软件库、数据库等。信息共享可以获取大量科研信息，减少重复开发。资源共享不仅指校内，还包括教育网所连的各高校甚至世界性的各类资源；

.    计算机辅助教学（ＣＡＩ）系统，提供网上大学，向社会提供新型教学手段，为培养更多更好的人才提供环境；

    .图书情报检索系统，可以使教学、科研人员、学生从卡片检索方式中解脱，便于图书的借阅。网络上的世界性的图书信息查询系统避免学校局限于本校的信息资源，使教师、学生可及时跟踪世界先进水平；

.    Ｉｎｔｅｒｎｅｔ服务，主要有：电子邮件、文件传输、远程登录、ＷＷＷ浏览等等。

１．４ 城域网组建方案

    组建城域网的应用示意如图３所示。城域网由传输网、主交换网、用户接入网组成：传输网使用ＳＤＨ设备传输，也可使用ＡＴＭ交换机直接传输；主交换网使用ＡＴＭ骨干交换机，提供宽带交换；用户接入网为广义的客户和应用提供接入方法，如ＰＢＸ、Ｘ．２５、Ｖ．３５、ＡＴＭ接入等。

    该网主要提供的业务有：Ｉｎｔｅｒ-ｎｅｔ连接、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ所提供的所有应用、ＬＡＮ互联、视频点播（ＶＯＤ）、居家购物、远程学习、电视会议、公用信息公告、商品信息、城市道路交通监视等等。

１．５ 组建企业网

    企业网是涉及企业设计、生产、营销、采购、管理等方方面面信息的网络，ＡＴＭ交换机在企业网中的组网应用可以提供高速、通畅的网络骨干；连接已有的局域网；集合进现有的网络（Ｘ．２５、ＰＢＸ等）；提供Ｉｎｔｅｒｎｅｔ连接：供人们进行信息浏览或信息的发布；内部监控（通过公共网络／租线与分公司和办事处连接）。

２ 中兴ＺＸＢＳ１０系列ＡＴＭ产品概况

    中兴ＺＸＢＳ１０系列ＡＴＭ宽带交换产品包括Ａ、Ｂ、Ｍ、Ｓ共４个系列：Ａ系列包括Ａ１２０和Ａ５００容量分别为１．２Ｇｂｉｔ／ｓ和５Ｇｂｉｔ／ｓ的接入交换机；Ｂ系列包括Ｂ３０和Ｂ１２０容量分别为３０Ｇｂｉｔ／ｓ和１２０Ｇｂｉｔ／ｓ的骨干交换机；Ｍ系列为ＡＴＭ接入复用器Ｍ１０、Ｍ２０；Ｓ系列产品为业务接入器Ｓ１０、Ｓ２０。ＺＸＢＳ１０系列ＡＴＭ宽带产品，可为用户提供全业务、全方面的宽带网解决方案。

４个系列的交换机均采用模块化设计和无阻塞交换结构，可平滑扩容升级。

    Ｂ系列骨干交换机是为满足高速、大容量、高可靠性等业务需求而设计的，适用于ＬＡＮ、企业网、校园网、城域网乃至国家信息基础设施的骨干节点。它采用业界领先的全分散控制方式，主要提供高速ＡＴＭ端口，具有非常高的可靠性和超强的网络管理与维护功能。

    Ａ系列接入交换机是为满足既有一定的交换容量及高速端口要求，又要提供灵活的业务接入的应用环境而设计，主要提供低速端口。其接口类型多，业务适配能力强，协议软件丰富，功能齐全，可靠性高，且具有相当强的远程接入能力，是组建宽带城域网和大型企业宽带网的理想机型。其中，Ａ５００系统具有强劲的业务接入能力，包括：帧中继仿真业务可实现帧中继网互联；以太网仿真业务可实现局域网互联；电路仿真业务可实现窄带业务接入。

    Ｍ系列接入复用器作为一个通用平台，向一个或多个用户提供多种宽带业务接口。它将非ＡＴＭ业务接入接口适配为ＡＴＭ格式，以进行传输和交换，将低速率的业务接入接口复用到高速的接口上以送至上一级交换机，同时可将上一级交换机的信息复用并分配到适当的业务接入接口上，分送至用户。ＺＸＢＳ１０／Ｍ１０接入复用器使得ＺＸＢＳ１０系列产品的远程接入能力及组网能力得到加强，使现有低速业务和网络能方便地接入到ＡＴＭ宽带网中。它可独立配置，通过１５５Ｍｂｉｔ／ｓ（单模／多模）光纤和Ａ系列接入交换机相连，亦可将其分别插入到Ａ系列接入交换机的业务板插槽上。

    Ｓ系列业务接入器是独立的业务模块，是一种适合于小型单位组建网络时采用的低成本远程接入方案。其功能相当于前述接入交换机和接入复用器中的单块业务接口板。为获得最大的适应能力，其配置更为灵活。ＺＸＢＳ１０／Ｓ１０业务接入器是ＺＸＢＳ１０系列ＡＴＭ交换机的外围设备。通过ＺＸＢＳ１０／Ｓ１０可将目前应用最为广泛的数据通信局域网（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、Ｔｏｋｅｎ Ｒｉｎｇ、ＦＤＤＩ）无缝接入到ＡＴＭ网，是中小用户接入到ＡＴＭ网络的最简洁、灵活、方便的途径，使得用户只需增加少量投资即可享受到ＡＴＭ主干网的资源。Ｓ２０业务接入器除具有Ｓ１０的所有业务功能之外，还增加了帧中继业务接口、电路仿真业务接口，同时Ｓ２０支持ＸＤＳＬ和电缆调制解调器接入，适用于更多的应用场合。

３ 结束语

    ＡＴＭ是一种全新的综合传送技术，到目前为止，还没有一种传送技术能取代ＡＴＭ。ＡＴＭ的标准基本完善，ＡＴＭ的产品已经成熟，并能基本满足目前应用的需求。

    中兴公司充分发挥其高技术优势及深厚的产品研发经验，开发的ＺＸＢＳ１０宽带系列产品，能满足中国宽带多媒体网络建设之需，并提供整套完善的解决方案。

（收稿日期：１９９９－０５－０７）

[摘要] 用ＡＴＭ组建的宽带网是可以提供宽带、多业务的统一网，它能解决现有各种业务网的互联互通问题。文章以中兴ＺＸＢＳ１０交换系统的组网为例，介绍了ＡＴＭ系统在宽带综合网、校园网、城域网和企业网中的组网应用。

[关键词] 骨干交换机 接入交换机 接入复用器 业务接入器

[Abstract] Ａｎ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ＡＴＭ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｓ ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｈａｔ ｃａｎ ｐｒｏ-ｖｉｄｅ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｍｕｌｔｉｓｅｒｖｉｃｅｓ ，ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔ-ｉｎｇ ｖａｒｉｏｕｓ ｓｅｒｖｉｃｅ－ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｂｙ ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ Ｚｈｏｎｇｘ-ｉｎｇ Ｔｅｌｅｃｏｍ＇ｓ ＡＴＭ ｓｙｓｔｅｍ ＺＸＢＳ１０ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ， ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏ-ｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＴＭ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｉｎｔｅｇｒａｔ-ｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ，ｃａｍｐｕｓ ｎｅｔｗｏｒｋ，ＭＡＮ ａｎｄ Ｉｎｔｒａｎｅｔ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．

[Keywords] Ｂａｃｋｂｏｎｅ ｅｘｃｈａｎｇｅ Ａｃｃｅｓｓ ｅｘｃｈａｎｇｅ Ａｃｃｅｓｓ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ ｄｅｖｉｃｅ