宽带交换

宽带综合业务数字网中用以交换宽带业务的技术

宽带综合业务数字网中用以交换宽带业务的技术。

简介

宽带交换综合了电路交换和分组交换的优势，支持高速和低速的实时业务，是一种适用于通信的交换和复用技术。

组成

由光纤传输线路、宽带交换机和各种宽带接入设备组成。

宽带交换机是宽带通信网络的核心，可分为宽带骨干交换机、宽带边缘交换机和宽带接入交换机。宽带交换是新一代的电信业务技术，主要包括ATM交换，带宽IP交换和光交换。

特点

宽带交换具有以下特点：

①适用于实时交换和非实时交换。

②采用新的路由选择方法，如ATM交换中按信头标记选择路由。

③支持不同速率的业务，可以提高速率，也可以降低速率。

④支持多媒体通信业务。

⑤使用于未来的通信网络。

宽带交换的优点是传输可靠性高，适用性强，传输效率高。宽带交换的缺点是设备价格高、实现成本高。

技术简介

在电路交换、分组交换和交换的基础上，研究了一种新的——动态同步传输模式（DTM）。DTM是基于电路交换的宽带，这种技术可以动态地分配时隙。DTM将IP业务与电路交换下的语音融合起来，提供基于多速率信道的服务，可以充分利用光纤容量，大大提高现有电路交换系统的性能和效益。在广域范围内，典型地把数据从源节点经过中间交换节点的网络传送到目的节点。这些交换节点不关心数据的内容，它们的目的是提供在节点间移动数据的交换设施，直到它们到达目的地。在广域交换网络中使用两种相当不同的技术：电路交换和分组交换。这两种技术在把从一条链路交换到另一条链路的方式上有明显的差异。

电路交换在通信的两个站之间有一条专用的通信通路。通常电路交换的通信要经历三个阶段：电路建立—数据传输—电路释放。电路交换非常适合语音信号的模拟传输，但也有明显的弱点，就是带宽利用率较低。

分组交换使用存储—转发技术，数据以短的分组形式传送。实质上是采用了动态分配带宽的策略，使得通信线路的利用率大大提到，和电路交换相比它具有高效、灵活、迅速和可靠的优点。但也有明显的缺点，比如实时性不强等。

ATM交换就是电路交换和分组交换结合的产物，它和电路交换一样提供面向连接的服务，而分组交换提供面向无连接的服务。它选择固定长度的信元作为传输单位，可以实现多速率传输的服务。

下一代网络既要支持传统的通信服务，又要支持快速发展的数据通信业务。已有的交换技术各有优缺点，而电路交换在电信技术中已取得广泛的统治地位，要抛弃它重建一个新的系统，无疑投入是巨大的，不可行的。所以怎么去改进现有的电路交换就成为一个十分必要的研究课题。

特点

称ATM信元，或信元（见异步转移模式交换）。每个信元长53个字节。前面5个字节是信头，指明这个信元的类型、源和目的地址等。后面48个字节承载用户信息。

采用异步转移模式是因为宽带综合业务数字网中信息的多样性。宽带综合业务数字网中的信息包括话音、数据和图像等等，速率从每秒几百bit到每秒100Mbit以上，相差极大，并且对交换系统的要求也极不相同。采用ATM信元作为信息传移的基本单位，既可以灵活地适配各种信息的不同速率要求，又给交换处理带采了方便。

宽带综合业务数字网中传送的信息量极其巨大，每用户即可达每秒100Mbit以上，在中继线路上则可达每秒几Gbit甚至几十Gbit。如果是以这样高的速率直接传送ATM信元，那么对其进行交换处理不仅在技术上极其因难，经济上也不合算。为此，在中继线路上应采用同步转移模式，将其按照CCITT建议的同步数字等级（SDH）划分成若干较小的子信道，再使用这些较小的子信道来传送ATM信元。ATM信元的传送速率是155.520Mbit/s或622.080Mbit/s，如图所示。

在宽带综合业务数字网的两个不同的部分，即同步转移模式部分和异步转移模式部分，宽带交换的目的和方式都不相同。在同步转移模式部分，即SDH传输子网中，交换功能是由数字交叉连接设备完成的，其目的是完成各个时分或波分子信道的切换，因此采用电路交换方式。因为在这一部分中的信息都是速率极高的光信号，对信道切换的速度要求又不甚严格，所以适宜采用光交换技术。而在异步转移模式部分，交换的目的是根据各个ATM信元上的信头，将其送到某一出线上去，因此采用异步转移模式交换（ATM交换）。

发展

在20世纪80年代中后期，综合业务数字网（ISDN）趋于成熟和实用，各国电信界积极开展了对宽带综合业务数字网的研究。光交换技术和ATM交换的研究都大致始于这个时期。在90年代初，一些国家已经展出了它们的实验产品。

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