交换机（Switch）意为“开关”是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。
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ATM交换技术是ATM网络技术的核心交换结构的性能将决定ATM网络的性能和规模交换机设计的方法将影响交换吞吐量信元阻塞信元丢失和交换延时等交换结构不仅影响交换机的性能和扩展特性而且也影响交换机支持广播方式和点到点方式的能力
ATM交换结构应该能够完成两方面基本功能一是空间交换即将信元从一条传输线上交换到另一条上又叫路由选择;另一功能是时间交换即将信元从一个时隙转移到另一时隙ATM交换机从基本构成上可分为接口模块交换模块和控制模块接口模块位于交换机的边缘为交换机提供对外的接口;交换模块是整个交换机的核心模块它提供了信元交换的通路通过交换模块的两个基本功能排队和选路将信元从一个端口交换到另一个端口上去;控制模块是交换机的中央枢纽它完成ATM信元处理资源管理和流量控制中的连接接纳控制以及设备管理网络管理等功能在实现时设备管理和网管多在外接的管理维护平台上完成
现代通信网中广泛应用的交换方式有两种电路交换方式和分组交换方式电路交换方式包括传统电路交换多速率电路交换快速电路交换等分组交换方式包括帧交换帧中继快速分组交换等电路交换方式适用于话音等实时性业务而分组交换方式适用于数据业务在综合业务环境下不同业务对网络的要求不同电路交换方式和分组交换方式都不能满足综合业务环境下的使用要求ATM交换技术是一种融合了电路交换方式和分组交换方式优点而形成的新型交换方式
ATM交换结构有总线结构和共享存储器结构两种总线结构如图1所示各路ATM信元经输入处理后汇集到总线上输出处理从总线上取出信元处理后形成输出信号总线工作在分时状态把不同时隙分配给不同的输入输出
存储器结构如图2所示各端口信元经过输入处理后送入存储器输出处理器从存储器取出信元处理后形成输出信号
若将存储器结构稍加变形则其结构和总线结构是非常相似的两种结构都存在信元的汇集点这时就需要以时分和空分相结合的方式提高交换容量
传统的电路交换中用STMSynchronous Transfer Mode方式将来自各种信道上的数据组成帧格式每路信号占固定比特位组在时间上相当于固定的时隙即属于同步时分复用在ATM方式中保持了时隙的概念但是采用统计时分复用的方式取消了STM中帧的概念在ATM时隙中存放的实际上是信元
ATM的信元长度比X.25网络中的分组长度要小得多这样可以降低交换节点内部缓冲区的容量要求减少信息在这些缓冲区中的排队时延从而保证了实时业务短时延的要求
在ATM方式中采用的是虚电路形式同时在呼叫过程向网络提出传输所希望使用的资源考虑到业务具有波动的特点和网络中同时存在连接的数量网络预分配的通信资源小于信源传输时的峰值速率PCR
X.25运行环境是误码率很高的频分制模拟信道所以X.25执行逐段链路的差错控制又由于X.25无法预约网络资源任何链路上的数据量都可能超过链路的传输能力因此X.25需要逐段链路的流量控制而ATM协议运行在误码率较低的光纤传输网上同时预约资源保证网络中传输的负载小于网络的传输能力ATM将差错控制和流量控制放到网络边缘的终端设备完成
ATM充分综合了电路交换和分组交换的优点既具有电路交换处理简单的特点支持实时业务数据透明传输在网络内部不对数据作复杂处理采用端-端通信协议;又具有分组交换的特点如支持可变比特率业务对链路上传输的业务采用统计时分复用等所以ATM支持话音数据图象等综合业务
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