电路交换技术与ATM交换技术的对比分析摘要：随着近几年通信事业的发展，交换技术也在蓬勃发展，如今使用最广泛的两种交换技术是电路交换和分组交换。

电路交换技术主要适用于电话，分组交换技术主要适用于数据业务。

对于ATM采用的是ATM交换方式，它是一种新的交换方式，其信元中承载的是带宽综合业务，即其既有电话业务，又有数据业务，还有其他业务。

关键词：电路交换技术 ATM交换技术通信Abstract: In recent years with the development of communication, exchange technology is booming, and now the most is widely used two switching which are circuit switching and packet switching. Circuit switching technology is mainly applied to the telephone, packet switching technology is mainly applied to data service. The ATM uses is ATM exchange mode, it is a new switching mode, its cell is the bearer of bandwidth integrated services,that is to say it has the existing telephone service, and data services, and also other business.引言：随着通信事业的发展，我们进入了一个全新的信息时代，交换设备室人类信息交互中的主要措施，在相互通信中起着立交桥的作用，交换技术的发展总是依赖于人类的信息需求、传送信息的格式和技术，以及控制技术的发展而螺旋型发展。

从电话交换一直到如今数据交换、综合业务数字交换，交换技术经历了人工交换到自动交换的过程。

人们对可视电话、可视图文、图像通信和多媒体等宽带业务的需求，也将大大地推动异步传输技术（ATM）和同步数字系列技术（SDH）的不断进步。

正文一、电路交换技术1.1电路交换技术的简介电路交换（Circuit Switching）是相对于封包交换(或称分组交换)的一个概念。

电路交换要求必须首先在通信双方之间建立连接通道。

在连接建立成功之后，双方的通信活动才能开始。

通信双方需要传递的信息都是通过已经建立好的连接来进行传递的，而且这个连接也将一直被维持到双方的通信结束。

在某次通信活动的整个过程中，这个连接将始终占用着连接建立开始时，通信系统分配给它的资源（通道、带宽、时隙、码字等等），这也体现了电路交换区别于分组交换的本质特征，即当我们占用了一条中继线路后，即使我们不传送信息，别人也不能使用，这是电路交换的最主要的缺点。

1.2 电路交换技术原理与特征电路交换（Circuit Switching），又叫线路交换。

电路交换需要为进行通信的终端之间提供一条专用的信息传输通道，这条传输通道可以传送用户信息。

该传输通道既可以是物理路径也可以是逻辑路径；既可以是永久连接也可以是临时连接。

它是一种直接的交换方式。

图1.1电路交换的基本原理图1.2 电路交换的几种基本呼叫示意图图1.3电路交换一次成功的呼叫接续流程电路交换技术的特点：（1）电路交换是面向连接的技术。

（2）电路交换是一种实时交换，适用于对实时性要求高的通信业务，信息的传输时延小，对一次接续而言，传输时延几乎固定不变。

（3）电路交换采用静态复用、固定（预分配）分配带宽技术，进行信息传输和交换。

（4）交换机对用户的信息不存储、分析和处理，信息在终端之间“透明”传输，交换机在处理方面的开销比较小，信息的传输效率比较高。

（5）网络在传送信息期间，没有任何差错控制措施，控制简单，但不利于可靠性要求高的数据业务传送。

（6）信息的编码方法和信息格式由通信双方协商，不受网络限制。

二、 ATM交换技术2.1 ATM的简介ATM技术采用了分组交换的原理，以固定长度的信元传送信息,可以适应各种速率的业务,简化了网内协议 ,以信元头的地址信息采用硬件自选路由提高工作速度。

ATM将不同的低速信号复接至155.52Mb/s或622.08Mb/s纳入同步数字系列进行传输。

ATM 技术是以分组交换传送模式为基础并融合了电路交换传送模式高速化的优点发展而成的。

A T M 方式克服了电路交换模式不能适应任意速率业务,难于导入未来新业务的缺点 ;简化了分组交换模式中的协议,并由硬件对简化的协议进行处理 ;交换节点不再对信息进行差错控制 ,从而极大地提高了网络的通信处理能力。

ATM 方式对线路进行单元复用 ,其本质上是一种高速分组传送模式。

用户信息(话音、数据及图象等数字信息)被分割成固定长度的信息块 ,在信息块前装配上相关控制信息后构成信元。

信元由5个字节 (每字节为8比特 )的信头(He ader)和48字节的用户信息块组成。

信头中装配有信息块的传送地址、丢失优先级等传输控制信息。

信元按通信业务的需要进行分配 ,不同用户的信息块,只要获得空位信元随即可以插入信息发送出去,即各用户的信元插入的位置并无周期性,故称这种传送方式为异步转移模式。

这里指的异步 ,不是通常的异步传输 ,而是指被分组的用户信息动态地占用信道 (各用户信元异步时分复用在一起)。

因为各用户信息需要排队等待空位信元到来时才能插入发送出去,所以 ATM 是一种以信元为单位的存储—交换方式。

2.2 . ATM交换原理为了提高信息处理和交换速度，降低时延 ,ATM 以面向连接的方式工作。

网络对传送交换处理工作十分简单:通信开始时先建立虚电路以后将虚电路标志(即地址信息)写入信头，网络根据虚电路标志进行交换和传送。

ATM网络包括一些节点 ,这些节点中提出信元的交换,称为交换节点。

实际上,交换节点完成的只是虚电路的交换。

因为同一虚电路上的所有信元都选择同样的路由,经过同样的通路到达目的地,在接收端,这些信元到达的次序总是和发送端的发送次序相同。

为了更清楚地了解 ATM 信元交换的过程,再结合图2.1加以说明。

图2.1描述了信元在ATM 网内交换传送的过程。

当一个虚电路建立时,在与其对应的箱入复用线的“接续路由表”中就记入了选路比特RB ,用它来表示哪个虚电路通过哪条交换路由接续。

信元到达后 ,查对信头中的标志“i”,用它来识别虚电路。

将RB和交换机内部识别符X装入信头后把信元发往交换网。

网内各交换模块具有自律选路功能 ,它根据 R B 将信元发往指定的方向。

输入缓冲器和输出缓冲器也是用于防止信元“撞车”而设置的。

在输出端将标志“j”重新记入信头,以便在其它内识别,这一操作也是通过检索在虚电路建立时产生的“标志变换表”来实现的。

图2.1 ATM交换原理2.3 ATM的特点(l ) 免除了差错控制和流量控制,大大简化了网络控制。

通过队列容量设计和入网前用户流量控制,可使信元丢失率低到810---1210-;( 2 ) 面向连接的工作方式 .信息传送前,先提出呼叫请求,网络保留必要的资源,建立虚电路;信息传送完毕后,释放这些资源,拆除虚电路 ,以保证业务质量 ,降低信元丢失率 ;( 3 ) 简化了信头功能。

A T M 信元信头功能十分简单,主要是标志虚电路、信头差错检验和信元优先度设置等。

由于信头功能简单 ,信头处理速度很快,处理时延很小 ;(4 ) 采用长度较小的固定长度信元。

与分组交换相比,A T M信元长度较小,这是为了降低交换节点内部的缓冲区容量,减少信息在缓冲区内排队的时延和时延抖动,这对实时业务是有利的。

由于以上特点,A T M 网络在语义透明性和时间透明性两方面都能满足任何业务(包括实时业务)的要求。

它的信元丢失率C L R <810--- 1210-,端至端时延小于 24m s (C C IT T 对实时电话业务的规定 ),时延抖动小于几百娜。

与其它任何类传送方式相比,ATM 都技高一筹,因此 ATM 网络是将来耳ISD N 的理想方式.三、电路交换技术与ATM的比较3.1 交换形式。

在交换的形式上,电路交换是采用的固定时隙分配方式, 即在每个连接发生时要占用某个相对固定的时隙, 而且在该连接过程中,该时隙固定分配给该连接,中途不会改变,直到该连接终止。

AMT分组交换则是基于数据包形式的交换,其主要功能是将用户信息封装在分组中进行交换,其中分组大多都有一个分组头,其作用就是用于路由选择、差错控制和流量控制等功能,而各个分组的长度以及间隔时间都随分组制式的不同可以有所改变, 因此分组交换模式能支持多种速率而不是仅仅局限于某一固定速率(如64kbit / s) ,显而易见,其适应能力得到有效提高。

3.2 路由选择方面。

在电路交换中建立每个连接时,首先通过复杂的选路算法来确定该连接在整个网络中所占用的路由, 其次该路由经过的各个网络设备都要有相应的路由表,用以标识该连接的交换信息,这个功能是由信令系统完成的,这样某一个连接的全部信息必须要走同一个路由,中途是无法改变的。

ATM技术的先进之处就是它引进“虚连接”概念,虚连接就是当有业务需要时在始发端和接收端建立连接,在该业务传送完成前,该虚连接是现实存在的,这有些类似于面向连接的专用通道, 但一旦该业务传送完成, 该虚连接所涉及的各节点的所有相关通道全部被释放,用于下一个业务的传送,尽管下一个业务和该业务是处于不同的始发端和接收端。

因此, ATM 是基于面向无连接基础上的面向有连接,综合了有连接的实时性要求又综合了无连接的网络资源利用率高的特点。

3.3 在信令方面。

面向连接的电路交换模式都常用一套严格的信令系统,每个连接的建立、拆除和管理都是靠信令来负责完成。

但对无连接的AMT分组交换而言, 就完全可以取消这些与连接有关的信令系统, 转而由每个分组的分组头来代替原来信令系统类似的功能,从而使复杂的信令系统得以简化, 但需要增加用于识别分组头的相关设备。

3.4 网络资源分配方面。

在电路交换中,当一个连接建立时, 信令系统就在网络中分配一定的网络资源给该连接使用, 这些被分配的网络资源在该连接建立后就不允许被其他连接占用,直到该连接拆除时它所占用的网络资源才能被释放。

由于AT M 采用固定信元,对所有业务都一视同仁,所以业务都可以在AT M 网络中共享资源, 而不用采用专用速率的信道。

因此各种业务可以在现有资源上灵活运用, 灵活性得到极大的提高。

同样原因,各种业务间可以动态的分配通道资源,使网络资源得到最大限度地使用发挥, 再不会出现有的业务在等待, 而与其速率要求不符的其他速率通道闲着的情况发生。