接入型ATM交换机功能与性能指标

　　接入型ATM交换机有很多值得学习的地方，这里我们主要介绍接入型ATM交换机功能与性能指标，接入型ATM交换机含有多种业务接口，直接面向用户，既可用于专用网(如校园网和企业网等)，又可用于公用网(如以太网间的长距离互连，接入型ATM交换机间的互连等)，具有广泛的应用前景，本论文是在完成设备的基础上撰写的。

　　该设备的业务接口包括：以太网接口、E1电路仿真接口、155.520Mb/s信元接口，其中155.520Mb/s接口既可接入高速业务，又可进行接入型ATM交换机间的互连，此外该设备还有设备维护管理功能。

　　功能与性能指标

　　接入型ATM交换机完成的功能是：以太网仿真接口和E1电路仿真接口至ATM层的适配、不同端口间的信无交换以及去往ATM线路终端的信元复用。支持PVC点到点和点到多点/广播连接，并具有维护功能。

　　性能指标

　　制定方案时应考虑如下问题：第一是方案的适用性。方案首先要满足用户的使用要求，且用户使用方便;第二是可靠性和先进性。对于实用化的设备，要求在制定方案中，尽可能采用成熟的标准和技术体制，避免因技术体制的缺陷而导致研制失败，同时应采用较成熟的器件议确保设备的可靠性。为了延长设备的使用周期，应采用先进的技术及专用器件;第三是通用性。在制定方案时，尽可能采用通用标准，如国际或ITU-T标准，尽可能采用通用器件，这样不仅能缩短设备的研制周期，还便于与其它通信网互连互通，减小互连互通的复杂性;第四是经济性。设备在设计的过程中，尽可能采用通用标准和通用器件，自己研究和开发的基础技术越多，费用就越大。同时在硬件上应采用大规模集成电路，使得设备体积小、重量轻，便于使用。

　　接入型ATM交换机的基本构成

　　接入型ATM交换机由各种业务适配接口、线路终端(LT)、交换部分、维护部分等组成。业务接口包括：以太网口(支持以太网仿真)、E1电路仿真接口。另外还有155.520Mb/s的线路接口。2.2硬件的实现(1)硬件总体的实现 在考虑硬件总体的实现方案时，重点是处理器系统和交换系。

　　处理器系统采用两级处理结构，各种业务适配或信元接口板上都有自己的本地CPU，完成本地所需的初始化、硬件驱动、管理、统计等功能，主控板CPU的任务公守成公共的管理、控制、维护等功能并协调各模块的工作状态。这种体制的优点是：①CPU处理任劳模块化，负担小，各模块(包括主控板)可根据需要选择适当的CPU处理器;②从设计到调试都可以模块化进行，最大限度地减少模块间相互牵涉，利于加快开发进度和降低开发费用，也有利于各模块独立地开发维护软件。为了加快设备的研制进度，主控板采用现成的工控机板，CPU为MC68040，其它部分自主开发，各业务适配或信元接口板上的CPU为MC68302。主经板间的通信总线为VME总线。由于该设备为接入设备，其交换容量不会大，因而交换矩阵的类型采用总线型。目前，国际国内通用的交换体制主要有总线型交换和共享缓存交换两种，其优缺点如下：

　　优点：①接入型ATM交换机制简单，易于实现，适用于小容量交换系统;②软硬件设计容易，背板只需一条共享总线，无需另有交换矩阵板，各模块通过总线收发交换控制器与总线相连，因而各模块通用性较强;③技术成熟、可靠性高，目前总线交换产品已商品化，成本低。

　　缺点：不易于实现大容量交换系统。

　　(1)需有专门的交换矩阵电路单元，为了可靠必须实现主备冗余切换;②各种业务模块与交换矩阵之间的连接是点对点关系，背板设计复杂，通用性差。

　　(2)E1电路仿真接口单元

　　EI电路仿真接口单元由接口电路、SAR分段与组装、SAR开销加入与处理、信头组装与拆除以及SRTS产生与恢复等部分组成，该电路不将各话路分开打包，而是将接口的整个信息码流看作一个整体来对待，将它分段打包，采用无结构AAL1适配，该单元与交换部分的接口标准为UTOPLA Level1。接口电路完成HDB3与NRZ码之间的码型转换和线路时钟提取功能，它由DHB编解码及时钟提取专用芯片和变压器组成。AAL1适配功能由专用芯片实现。

　　(3)以太网接口单元的实现

　　以太网仿真业务的实现有两部组成：一是以太网仿真客户机，另一部分为以太网仿真服务器。以太网仿真接口单元主要完成以太网仿真中的仿真客户机功能，它包括以太网协议处理、ATM适配和控制等功能。

　　输入部分从AUI接口收到的以太网信息后交给曼彻斯特解码器，经解码后形成MAC帧，交给MAC接收器处理。MAC接收器识别目的与源地址，根据此帧的目的地址执行ARP获得相应的ATM地址，同时将用户数据存贮于接收FIFO中，CPU系统将数据在FIFO中的位置信息通过控制器通知SRA-S，SRA-S用AAL5将用户数据装成48字节的SAR-PDU，并加上信头形成信元，经UPC后送往交换部分。输出部分从交换部分获得信息，并送SRA-R，SRA-R将信头去掉并执行AAL5接收协议，将其存入FIFO中，CPU系统通知MAC发送器，使之从FIFO中取出该帧，并执行IEEE802.3协议，形成MAC帧，经曼彻斯特编码后送到线路上。此外，还有诊断环回、OAM等功能。该接口单元与交换部分的接口为UTOPIA Level1。AUI接口对外采用变压器隔离，曼彻斯特编解码和MAC编解码采用专用芯片实现。接收FIFO和发送FIFO采用双端口 RAM实现。 SRA-S和SRA-R完成AAL5的发送和接收功能，分别由两片专用芯片实现。下面着重说一下以太网仿真服务器在ATM网中的具体配置和以太网仿真服务器软件的实现。

　　①以太网仿真服务器在接入型ATM交换机中的配置位置：以太网仿真服务器在主控板2上实现。

　　②协议实现 根据ATM Forum的“ATM局域网仿真(1.0版)”，局域网仿真层软件由两部分组成：LEC(局部网仿真客户)部分和LEServer(局域网仿真服务)部分。其中LEServer又包括LES(局域网仿真服务器)、CS(配置服务器)和BUS(广播服务器)。LEC软件主要完成将MAC地址映射为ATM地址、动态地向LES登记它所“代理”的以太网终端的MAC地址等功能;LES作为仿真局域网的管理和控制中心，主要完成动态地址登录，MAC地址与ATM地址的动态转换等功能;BUS负责所有的广播式/点到多点式的数据传送;CS则负责提供ATM网络的配置信息，如向LEC提供LES的ATM地址。