ATM技术剖析及其应用前景

1、技术剖析及其应用前景张绍友!#目前，多业务传送平台（!#$）概念在中国急剧升温，正逐渐成为城域网建设的首选方案。其基本思想是：基于 %& 传输网络平 台，提供多种业务接口和处理能力，灵活地支持 #!、($ 等业务，为)* 运营商提供高效的传输方案，其实质就是 %& 传输平台+以太 网业务单板+#! 业务单板。以太网业务（($ 业务）单板功能愈来愈强，普遍支持二层交换（部分具有三层功能），业务采用通用成帧协议（*,$）封装。同时，随 着 吉 比 特 线 速 路 由 器 的 成 功 商 品 化 ， 以 及 链 路 容 量 调 整 机 制（-.）、内嵌弹性分组环（/$/）等重要技术在单板中的实现，特

2、别 是内嵌 !$- 的提出，可以为 ($ 网络提供类似于 #! 网络的控制 和安全性，能够开展 0$1 业务，实施 ($ 网上的流量工程以及提供 服务质量（23）保证等。于是，一些人认为 ($ 技术无所不能，它现 在不但主宰了数据业务，而且还将逐步统治话音和视频领域。于是，#! 陷入非常尴尬的境地。有人甚至得出结论：未来的宽 带网络将基于 ($ 技术，应把资金和精力投向 ($ 技术，而淡化和停止#! 技术的研究。在这种背景下，我们应如何看待 #! 技术呢？一、!$ 技术失利原因分析4554 年，#! 被 (#67# 确定为宽带综合业务数字网（87(%1）的信息传送模式。#! 综合了分组交换和电

3、路交换两者的优点，位于数据链路层上，是面向连接的技术。它具有高速、灵活、可综合多种 业务的能力，同时支持对 23 的保证和动态的用户管理能力。#! 技术采用固定长度（9) 字节）信元来适配所有业务源，是一种独立于 终端和业务，能够适配各种业务的通用信息传输和交换的体制。相对 ($ 技术而言，#! 技术目前处于不利地位，其原因主要 包括以下几个方面。? 成本高成本较高是 #! 技术未能广泛推广的关键因素。由于 #! 技 术的出发点是综合网络中的所有业务，因此实现起来较其他技术复张绍友 烽火通信科技股份有限公司工程师摘 要 ：!# 技 术 由 于 实 现 起 来比较复杂，实现成本较高，再加上受 到

4、 $%、吉比特线速路由器和 #%& 等 技术的冲击而未能得到普遍应用，一 些 人 对 !# 技 术 的 发 展 前 景 提 出 了质疑。在仔细分析 !# 技术的优 势和面临的挑战后，指出 !# 技术 在未来的通信网络中仍然具有 不 可 替代的作用(并建设性地指出了其发 展方向。关键词：传 输 网 ，多 业 务 传 送 平 台，!#，$%/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杂，再加上所占市场份额较少，故设备成本相对较高。但是我们应该看到，!# 技术的发展历程只有 十年时间，随着生产 !# 设备的厂商越来越多，芯 片成本正不断下降，如果市场份额可以扩大，经过 一段时间的积累，!# 设备的成本会逐步降低到与 以太网设备相当的水平。笔者了解到，目前 $%& 系 统上，最

6、大承载带宽相同、基本功能相当的以太网 业务单板和 !# 业务单板，其成本是很接近的。!( )*+,-*,+ 急剧发展()*+(*) 在过去几年得到了迅猛的发展，其中潜 在的巨大的商业利益使许多大公司和产业集团都 愿意在 ()*+(*) 上投入大量的人力和资金，()*+(*) 网络几乎承揽了目前所有的数据通信业务，而且正 逐渐向话音及视频业务延伸。似乎 ()*+(*) 发展越 快、越成功，对 !# 技术构成的阻力就越大。但是 !# 与 ()*+(*) 并不是互斥的技术，()*+, (*) 上运行的各种高层协议都可以很容易地在 !# 中实现。随着用户对实时业务需求的增加，目前 (,)*+(*) 所

7、依赖的 - 技术的弱点会逐渐显露，而将 (,)*+(*) 与 !# 结合可以较好地解决这个矛盾。.( 吉比特线速路由器商品化./0 年 吉 比 特 线 速 路 由 器 达 到 商 用 水 平 ，给!# 带来冲击性的影响。这是市场需求驱动引起的 冲击，主要表现在性能价格比上。在局域网上，路由 器 因 其 明 显 的 性 能 价 格 比 优 势 已 在 取 代 !#，在()*+(*) 骨干网上也在逐步取代 !#。但是吉比特 线速路由器体制的缺陷依然存在，并没有从根本上 解决传统路由网上存在的任何问题，只是用提高速 率来掩盖和缓解这些问题。随着终端数量的增加和 速率的提高，这些问题仍将呈现出来。#(

8、/01 技术的推出#-1$ 之所以受到学术界、产品制造商和运营 商的广泛关注，最重要的原因恐怕是因为它承诺为- 网络提供类似于 !# 网络的控制和安全性，能 够开展 2-3 业务，实施 - 网上的流量工程（4）以 及提供 56$ 保证等。目前，#-1$ 还是一项很不成熟的技术，许多方 面还在进行标准化。#-1$ 自身对基本的 - 网络体 系几乎没有增加任何新的内容，它是否能实现承诺的功能还值得怀疑。同时，应当考虑这样一个基本事实，#-1$ 的提出才 7 年时间，而实验阶段一般为789 年。随着资本市场的紧缩，大规模升级到 - :#-1$ 是不切实际的。无论如何，#-1$ 和 !# 是不能相 互

9、 取 代 的 。#-1$ 要实现链路层实际转发功能时，必须依靠特 定的链路层（!#、- 等）来完成，!# 在网络边缘 提供所需的 56$ 和汇聚功能，支持综合接入和用户 高速数据连接。因此，!# 在未来仍有用武之地，即 使运营商开始向 - : #-1$ 核心过渡。二、!# 技术的优势- 技术是计算机界思想的体现：网络可用、尽 力而为（;*6$）等方面采用的先进 技 术 是 优 于 - 体 制 的 ，!# 技术已经接受了大量实践的考验，也是目前惟 一能提供 56$ 和多业务服务的技术。对纯 !# 技术 的研究表明，!# 在传输和多业务接入方面也有明 显的技术优势，既适用于公用网，也适用于专用网或

10、 局域网；既可运行在现有的 $%& 成熟技术基础之上， 也能够运行在密集波分复用（%?%#）上；既可用于 高端核心交换机，又可用于低端用户接入设备。!# 技术使用固定长度信元使打包、拆包时延相 当，减小了时延抖动，并且小信元长度有效地降低了时 延值。另外，!# 采用流量控制技术，在连接建立之 前，就通过信令来协商能否保证用户的 56$ 要求，只 有当网络确认之后才接受入网，保证为每一个虚电路 提供不同的服务质量这是真正意义上的 56$。!# 技术之所以得不到大规模应用，主要原因 是 !# 技术过于完善造成其系统研制、配置、管理、 故障定位都很困难，实现成本比较高；技术驱动超 前于市场需求，没有

11、“拳头应用”；能充分利用 !#56$ 的应用很少。这些因素使得 !# 的优势远未发 挥出来。通 信 热 点三、!$ 技术发展建议笔者认为 !# 是一种早熟的，但技术完善、功 能强大，因而潜力巨大的通信技术。在的网络应用程序都是为传统网络编写的，没有 /01的概念，基本上没有什么应用程序能够真正利用 ($) 的 /01 功能，它们本身既不提供 /01 服务请 求，也不能接收和传递来自 ($) 的 /01 信息。如，局 域网仿真（4(56）是目前使用最多的 ($) 接口，它 着眼于现有网络层应用程序的无缝移植操作，完全 隐藏了 ($) 的存在。也有一种直接由 ($) 应用程 序接口（(&）支持应用

12、程序开发的思路，从协议栈的 角度来讲，就是简化 &、&+、5-7809、(:;-）(?5 技术($) 无源光网络（(?5）是全业务接入网（ 1 (5）组织于 2a 世纪 ba 年代中期开发完成的。当时为了 制定一个基于光纤的能够为商业用户和居民用户提 供包括 & 数据、视频、以太网等服务的标准，顺理成 章地选择了 ($) 和 ?5 分别作为网络协议和网络 平台，因为 ($) 被看作是能够提供各种类型通信的 惟一协议，而 ?5 是最经济的宽带光纤解决方案。(?5 支持 7c&1d5 业务的带宽需求，它代表 了宽带接入技术的最新发展方向，目前在英国、德 国 等 已 有 实 际 应 用 ， 被 认

13、为 是 实 现 光 纤 到 路 边（$3）和光纤到户（$e）的一种优秀方案。(?5 利用 ($) 技术在提供宽带综合业务上的优势，又结 合了 ?5 低成本和可平滑升级的特点，是提供全业 务接入平台的重要方案之一。（f）%$?( 技术目前，基于 ($) 的话音和电话（%$?(）技术是 国外研究的一个热点，因为这里潜存着无限商机。公众普遍认为 & 电话比传统电话效率高、资费 低，但这个优势并不是 & 技术本身提供的，而是话 音压缩编码技术的进步带来的。事实上，($) 话音 的效率和 /01 均比 & 高得多，资费也将降低得更 多。可以预计，%$?( 将是未来话音的主流技术。高，& 技术在许多方面将

14、显得力不从心，($) 的优势将逐渐展现，而 ($) 技术是 & 技术可持续发展 的保障。这无疑会为 ($) 技术带来新的应用机遇。 中国正处于宽带多媒体信息网络建设的初级阶段， 应该抓住这一机遇，加大对 ($) 技术的研究，避免 长期以来低水平的跟随和重复，直接研究最有生命 力、最容易取得独立知识产权的技术。笔者认为 ($) 技术研究可以从下列几个方面 突破：（*）加速 ($) 与传统网络互连的研究目前，($) 对传统网络的兼容性差而且与其他 技术的协调性不太好，这是阻碍其应用的一个重要 原因。($) 和现有的协议体系，特别是网络层的 &、 网间分组交换（&+）等协议，将在很长一段时间内 共

15、存 ， 如 何 在 单 一 网 络 上 实 现 现 有 网 络 协 议 与 ($)、($) 与传统网络的互连，是广大研究人员、设 计人员和业者应该重视的研究课题。在 ($) 网络中支持 & 有两种不同的模型，第 一种是对等模型。在本质上将 ($) 层看作 & 的对 等层，这种模型建议在 ($) 网络中使用与基于 & 的网络中相同的地址方案，因此 ($) 端点将由 & 地址来识别，($) 信令将携带这样的地址，且 ($) 信令的路由也使用现有的网络层路由协议。另一种模型称作子网或覆盖模型，它将 ($) 层 与现有协议分开，定义了全新的地址体系，即现有 协议将运行于 ($) 之上。此覆盖模型需要定

16、义新的 地址体系和相关的路由协议，所有的 ($) 系统需要 同时被赋予 ($) 地址和它要支持的高层协议地址。 这两种方案都需要改进和完善，同时需要对其他新 方案进行探索和研究。($) 是 & 技术可持续发展的保障。&,-.,- 的 可持续发展需要 ($) 支持，以提高 /01 和扩容；应 抓住 &,-.,- 带来的机遇，加速 ($) 技术和 & 技术 的结合与互通的研究，使得 &,-.,- 信息服务尽快 成为 ($) 技术的“拳头应用”。（2）/01 支持（下转第页）接，以及用各类辅助板卡实现其他连接。ab cde5f 组网连接的综合化 为了进一步合理利用城域网传输，汇聚资源，满足接入网扩容

17、的需要，需对 !#$% 设备进行合理组网。扩容 后的 !#$% 对 $&% 端口的消耗很大，而运营商目前一 般不再愿意对 $&% 网络进行扩容。解决此问题的办法有 两种：一是采用 ( 上联的方式；二是根据各地 !#$% 的 带宽需求和需级连的分支节点数，采用不同方式进行级 连，如基于 $&% )* %+,- . / 进行级连，也可基于 $&% 反 向复用（%$）的 !01 %+,- . / 进行级连，这里 ! 根据连接 需要取不同值，还可混合 $&%、%$ 和 ( 进行组网。五、基于不同接入平台的综合目前的宽带接入方式主要是光纤技术与铜缆技术 的结合，即采用 2&345!#、2&34#$6 或

18、 728 的方 式。随着 9#$6 技术的成熟，以及信息产业部决定放开*:; 7= 频段作为无线上网频段，*:; 7= 两 个频段都可以用做上网频段，各运营商可借助自己已有 的宽带城域传输网和接入网的优势，在宽带扩容中考虑 提供 $!#49#$6、2&349#$6 或 29$4#$6 形式的 无线宽带接入业务，以增强宽带接入的移动性，满足家 庭、企业对移动接入的需求，免除室内布线，实现有线与 无线结合、移动上网、多人共享带宽等功能。此外，光纤 接入、铜缆接入还可与电力线接入等形式实现综合互补，以满足未来业务的需求。（上接第 1_ 页）（*）加速 9$&% 的研究无线 $&%（9$&%：9,egkg/ $&%）是为那些 需要带有高性能音频和视频的高速数据通信的 用户而提出的一种解决方案。它可以提供高传输 速率的多媒体通信业务，正好与 a?*)a收稿日期：1?_参考文献) bbb -c ;?1:a1?1， (de-