關鍵詞：ATM交換F/R交換機

一、ATM技術及其多種數據業務交換承載網絡

1.ATM技術簡述

我們常說的ATM(ASYNCHRONOUSTRANSFERMODE)也就是異步傳輸模式，具有分組交換和電路交換的優點，對應于OSI協議參考模型的第2層。ATM通過AAL層適配，將不同業務應用接納進來。

由于ATM的技術先進性，有能力在一個公共網絡架構中復用包括F/R(FrameRelay)電路、基于TCP/IP的接入和承載、ATM電路多種不同的服務，在交換型多業務數據承載網絡中扮演著重要的角色。因此，電信運營商使用它作為多種數據業務骨干交換承載網絡。

2.ATM技術在數據交換網絡中的應用

常規情況下，一般采用622M/155MATM交換機作為端局使用，通過SDH封裝或光纖直聯方式的622M/155M電路將各端局匯接于地區核心局。地區核心局設備一般采用2.5G以上背板交換能力的ATM交換機通過SDH封裝或光纖直聯的622M以上電路完成網絡構件。在各交換機上基本都提供ATM單模/多模光口、2M/34M端口、IP端口，在與用戶的對接上ATM電路通過光口提供，按照需求進行不同帶寬的開通；通過2M/34M端口提供信道化或非信道化的F/R電路；通過IP端口提供基于TCP/IP的對接，如下圖所示：

傳統基于ATM承載網絡的數據專線接入模式

3.ATM交換網絡結構和業務支持中所存在的不足

就ATM協議信元交換的概念而言，ATM網絡應該完成的功能不是OSI第2層規定的數據鏈路層功能，而是復用和交換功能，但在目前電信運營商使用的ATM多業務承載交換網中卻存在著以下不足之處：

因為目前端局ATM交換機開放的專線業務，用戶實際都是通過電信運營商的本地傳輸網接入，導致本地中繼利用率低，而且不適用于突發的數據業務。

(2)另外ATM端局/匯接局交換設備和端口板價格偏貴，而通過獨享方式開放業務，則會迅速耗盡端口資源。如果能將ATM交換機的非信道化E1端口復用給幾個用戶，將大大提高端口利用率。

(3)一般情況下ATM交換機沒有配置CES端口，因此只能開展F/R業務，即要求用戶端設備支持F/R協議。但是，用戶可能由于行業習慣(銀行用戶)或者用戶端設備比較低檔，不支持F/R協議等原因，而使用PPP協議或者HDLC協議來互連，使得ATM交換機將無法開展業務。

上述缺陷對使用ATM網絡作為骨干承載網的電信運營商而言，如同因特網業務拓展中所面臨的困惑一樣，通信產業的價值鏈正經歷計算機產業價值鏈已變化的過程：80%的收入來自20%的客戶；80%的網絡帶寬由20%的用戶消耗掉，但不是貢獻了80%收入；80%的收入來自20%的業務；80%的成本消耗在效益極低的80%業務上，只帶來20%的收益。如何彌補上述缺陷，是電信運營商突破網絡限制，最大化降低成本和提高收益的關鍵。

二、針對ATM交換網絡存在的不足進行改進的思路

我們可以對業務量模型假定為以下情況：同時有90%的用戶在使用，10個使用的用戶中有一個(即10%)處于突發狀態；那么，在1000個用戶的情況下，假定每用戶的突發速率為2Mbps，平均速率為0.3Mbps，若采用獨享方式，則骨干網的速率要求為2M*1000=2G。那么，在通過ATM網絡進行帶寬的統計復用后，上述業務模型中骨干網的速率要求為：1000*0.3Mbps*90%*(1-10%)+10000*2Mbps*90%*10%=423Mbps。對比帶寬的利用率，F/R方式節省的帶寬為2000/423=4.7倍

統計復用的重要性：

共150用戶，＞95%的時間內，利用率＜20%

大部分峰值在0.6Mbps～12Mbps之間

因此若能充分利用流量復用和協議轉換概念彌補ATM網絡不足，在其中添加其它低成本交換和協議轉換設備機，利用信元和幀對多種業務數據進行封裝、傳輸。它的網絡時延與數據傳送速率就可與高質量的專線線路相比，而且在一條物理連接上能夠提供眾多的邏輯連接(永久虛電路PVC和交換虛電路SVC)，從而大大提高線路及帶寬的利用率。

三、通過在ATM端局交換機下添加交換和協議轉換設備彌補上述缺陷的方案和可以提供的業務功能

1.通過交換和協議轉換設備，實現專線的Internet接入業務時本地傳輸網帶寬的統計復用

對數據專線業務，特別是專線的Internet接入業務進行統計復用，大大提高了傳輸網絡資源的利用率，有效地減輕了傳輸網中繼帶寬壓力，節約了ATM端局交換機上2MF/R端口，從而帶來更高的效費比。

通過幀中繼中幾個帶寬參數設置——承諾的信息速率(CIR)、承諾的突發尺寸(Bc)、超過的突發尺寸(Be)、承諾的時間間隔(Tc)，就可以給用戶提供既有QoS保證，又能對帶寬統計復用的專線接入Internet。

添加FR交換機后，數據專線接入模式

2.通過交換和協議轉換設備，通過流量復用提高ATM端局交換機非信道化2M端口的利用率

目前ATM承載網絡中，對于信道化端口，可以采用時隙交叉連接的MUX，提高端口的利用率；對于非信道化端口，就可以采用交換和協議轉換設備，用非信道化端口與ATM端局交換機連接；而對用戶開放信道化的2M端口、非信道化端口與信道化端口用F/R的PVC建立連接，即可通過非信道化端口開放多個用戶，提高非信道化端口的利用率。