ATM交换机是用于ATM网络的交换机产品。但由于ATM网络独特的技术特性，现在还只广泛用于电信、邮政网的主干网段。相对于物美价廉的以太网交换机而言，ATM交换机的价格实是很高的，所以也就在普通局域网中见不到它的踪迹。
中文名ATM交换机
网段电信、邮政网
范围ATM网络
特点价格很高
ATM交换机
ATM交换机是用于ATM网络的交换机产品。ATM网络由于其独特的技术特性，现在还只广泛用于电信、邮政网的主干网段，因此其交换机产品在市场上很少看到。如我们在下面将要讲的ADSL宽带接入方式中如果采用PPPoA协议的话，在局端（NSP端）就需要配置ATM交换机，有线电视的Cable Modem互联网接入法在局端也采用ATM交换机。它的传输介质一般采用光纤，接口类型同样一般有两种：以太网RJ－45接口和光纤接口，这两种接口适合与不同类型的网络互联。它相对于物美价廉的以太网交换机而言，ATM交换机的价格实是很高的，所以也就在普通局域网中见不到它的踪迹。
1、ATM基本排队原理
ATM交换有两条根本点：信元交换和各虚连接间的统计复用。信元交换即将 ATM信元通过各种形式的交换媒体，从一个VP/VC交换到另一个VP/VC上。统计复用表现在各虚连接的信元竞争传送信元的交换介质等交换资源，为解决信元对这些资源的竞争，必须对信元进行排队，在时间上将各信元分开，借用电路交换的思想，可以认为统计复用在交换中体现为时分交换，并通过排队机制实现。
排队机制是ATM交换中一个极为重要的内容，队列的溢出会引起信元丢失，信元排队是交换时延和时延抖动的主要原因，因此排队机制对ATM交换机性能有着决定性的影响。基本排队机制有三种：输入排队、输出排队和中央排队。这三种方式各有缺点，如输入排队有信头阻塞，交换机的负荷达不到60%；输出排队存储器利用率低，平均队长要求长，而中央排队存储器速率要求高、存储器管理复杂。同时，三种方式有各有优点，输入队列对存储器速率要求低，中央排队效率高，输出队列则处于两者之间，所以在实际应用中并没有直接利用这三种方式，而是加以综合，采取了一些改进的措施。改进的方法主要有：
减少输入排队的队头阻塞；
采用带反压控制的输入输出排队方式；
带环回机制的排队方式；
共享输出排队方式；
在一条输出线上设置多个输出子队列，这些输出子队列在逻辑上作为一个单一的输出队列来操作。
2、ATM交换机构
为实现大容量的交换，也为了增加ATM交换机的可扩展性，往往构造小容量的基本交换单元，再将这些交换单元按一定的结构构造成ATM交换机构 (Fabric)，对于ATM交换机构来说，研究的主要问题是各交换单元之间的传送介质结构及选路方法，以及如何降低竞争，减少阻塞。
ATM交换机构分类方法不一，有一种分法为：时分交换和空分交换，其中时分交换包括共享总线、共享环和共享存储器结构，空分交换包括全互连网和多级互连网。
3、ATM交换机
ATM信元交换机的通用模型有一些输入线路和一些输出线路，通常在数量上相等（因为线路是双向的）。在每一周期从每一输入线路取得一个信元（如果有的话）。通过内部的交换结构（switchingfabric），并且逐步在适当的输出线路上传送。从这一角度上来看，ATM交换机是同步的。
交换机可以是流水线的，即进入的信元可能过几个周期后才出现在输出线路上。信元实际上是异步到达输入线路的，因此有一个主时钟指明周期的开始。当时钟滴答时完全到达的任何信元都可以在该周期内交换。未完全到达的信元必须等到下一个周期。
信元通常以ATM速率到达，一般在150Mb/s左右，即大约超过360,000信元/s，这意味着交换机的周期大约为2.7um。一台商用交换机可能有16条~1,024条输入线路，即它必须能在每2.7um内接收和交换16个~1,024个信元。在622Mb/s的速率上，每700ns就有一批信元进入交换结构。由于信元是固定长度并且较小（53字节），这就可能制造出这样的交换机。若使用更长的可变长分组，高速交换会更复杂，这就是ATM使用短的、固定长度信元的原因。
4、ATM交换机的分类
各种ATM交换设备由于应用场合的不同，完成的功能也略有差异，主要区别有接口种类、交换容量、处理的信令这几方面。
在公用网中，有接入交换机、节点交换机和交叉连接设备。接入交换机在网络中的位置相当于电话网中的用户交换机，它位于ATM网络的边缘，将各种业务终端连入ATM网中。节点交换机的地位类似于现有电话网中的局用交换机，它完成VP/VC交换，要求交换容量较大，但接口类型比接入交换机简单，只有标准的 ATM接口，主要是NNI接口，还有UNI接口或B-ICI接口，信令方面，只要求处理ATM信令。交叉连接设备与现有电话网中的交叉连接设备作用相似，它在主干网中完成VP交换，不需要进行信令处理，从而实现极高速率的交换。
在ATM专用网中，有专用网交换机、ATM局域网交换机。专用网交换机作用相当于公用网中的节点交换机，具有专用网的UNI和NNI接口，完成P-UNI和P-NNI的信令处理，有较强的管理和维护功能。ATM 局域网交换机完成局域网业务的接入，ATM局域网交换机应具有局域网接口和ATMP-UNI接口，处理局域网的各层协议以及ATM信令。
常见故障
风扇故障
这是最为常见的故障，由于ATM交换机大都需要24小时不间断运行，期间产生了大量的热能，为保证交换机的正常运转，需要风扇将热量排出设备外，这就给交换机的风扇模块带来了很大的工作压力，尤其是当机房温度不达标，或交换机长时间没有清理，堆积了一定厚度的灰尘后，会使风扇部分高负荷运行，很容易出现故障。风扇故障很容易判断：首先，交换机会有告警指示灯，通过软件登录即可得知告警来源，其次，用手帖服在机箱侧面排风口处，若感觉风力比平日变小或根本就没有了，即可判断风扇故障。要想降低这类隐患，首先要保证机房温湿度符合设备运行条件，其次，交换机要定期检修，清除内部灰尘，防止灰尘沉积。
电源故障
电源故障是最容易判断的故障点，当指示面板上的POWER指示灯显示绿色时，设备供电正常，如果该指示灯灭了，则说明交换机没有正常供电。这类问题很容易发现，也很容易解决，同时也是最容易预防的。电源故障通常是由于外部供电不稳定、电源线路老化、雷击、鼠害、电源模块损坏、交换机内部故障致使短路等原因导致正常供电受阻，从而使设备不能正常工作。由于电源故障也可导致机器内部其他部件损坏。要想保障设备正常供电，首先应该做好外部电源的供应工作，一般通过引入独立的电力线来提供独立的电源，并添加稳压器来避免瞬间高压或低压现象；如果条件允许，可以添加UPS(不间断电源)来保证交换机的正常供电；在机房内设置专业的避雷措施，来避免雷电对交换机的伤害；此外，做好防鼠害工作，以免老鼠咬坏电源线。
端口故障
ATM交换机可提供光纤端口、RJ-45端口，25针端口等多种端口业务，维护人员在插拔接头时喜欢带电操作，理论上讲这是可以的，但是实际上也无意中增加了端口的故障发生率。此外，还要注意光纤插头的卫生问题，如果不小心把光纤插头弄脏，可能导致光纤端口污染而不能正常通信。此外，如果接在端口上的双绞线有一段暴露在室外，万一这根电缆被雷电击中，就会导致所连交换机端口被击坏，或者造成更加不可预料的损伤。一般情况下，端口故障是某一个或者几个端口损坏，我们通常选用排除法来判断故障端口，首先连接某一端口和计算机，通过电脑操作排除了本端口的故障，而后更换所连端口，来判断其它端口是否损坏。
板卡故障
交换机是由很多板卡组成，比如：主控板卡、多业务服务板卡、帧中继板卡、扩展板卡等。这些板卡发生故障的机率很小，不过一旦出现问题，就会造成严重的恶果。因此我们设备维护时尽量防止震动；保证稳压电源；插拔板卡时要按规程操作，要提前做好防静电工作作。在排除此类故障时，首先确保交换机及电源模块正常工作，然后检查各个板卡是否插在正确的位置上，检查连接板卡的线缆有无松动，若实际情况需要，可将板卡拔出，看板卡上有无短路烧焦部分。在检查主控板卡时，还要考虑它是否采用规定的连接速率，是否有奇偶校验，是否有数据流控制等因素。检查扩展板卡时，需要检查是否匹配通信模式，比如：使用全双工模式还是半双工模式。如若确认某一个板卡故障，则需要更换备件，或立即联系供应商给以更换。
背板故障
交换机的各个板卡都是接插在背板上的。如果环境潮湿，电路板受潮短路；或者交换机散热功能不好，元器件温度太高致使元器件烧坏；或因雷击、静电等因素都会造成电路板不能正常工作。在外部电源正常供电的情况下，如果交换机的各个内部模块都不能正常工作，那就可能是背板坏了，解决这种问题的惟一途径就是更换背板，别无他法。
线缆故障
比如线缆断裂，或接头接松动，线缆制作时顺序排列错误或者不规范，线缆连接时应该用交叉线却使用了直连线，光缆中的两根光纤交错连接，错误的线路连接导致网络环路等。
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