寬頻交換

寬頻交換綜合了電路交換和分組交換的優勢，支持高速和低速的實時業務，是一種適用於通信的交換和復用技術。

由光纖傳輸線路、寬頻交換機和各種寬頻接入設備組成。

寬頻交換機是寬頻通信網路的核心，可分為寬頻骨幹交換機、寬頻邊緣交換機和寬頻接入交換機。寬頻交換是新一代的電信業務技術，主要包括ATM交換，帶寬IP交換和光交換。

寬頻交換具有以下特點：

①適用於實時交換和非實時交換。

②採用新的路由選擇方法，如ATM交換中按信頭標記選擇路由。

③支持不同速率的業務，可以提高速率，也可以降低速率。

④支持多媒體通信業務。

⑤使用於未來的通信網路。

寬頻交換的優點是傳輸可靠性高，適用性強，傳輸效率高。寬頻交換的缺點是設備價格高、實現成本高。

在電路交換、分組交換和交換的基礎上，研究了一種新的——動態同步傳輸模式（DTM）。DTM是基於電路交換的寬頻，這種技術可以動態地分配時隙。DTM將IP業務與電路交換下的語音融合起來，提供基於多速率通道的服務，可以充分利用光纖容量，大大提高現有電路交換系統的性能和效益。在廣域範圍內，典型地把數據從源節點經過中間交換節點的網路傳送到目的節點。這些交換節點不關心數據的內容，它們的目的是提供在節點間移動數據的交換設施，直到它們到達目的地。在廣域交換網路中使用兩種相當不同的技術：電路交換和分組交換。這兩種技術在把從一條鏈路交換到另一條鏈路的方式上有明顯的差異。

電路交換在通信的兩個站之間有一條專用的通信通路。通常電路交換的通信要經歷三個階段：電路建立—數據傳輸—電路釋放。電路交換非常適合語音信號的模擬傳輸，但也有明顯的弱點，就是帶寬利用率較低。

分組交換使用存儲—轉發技術，數據以短的分組形式傳送。實質上是採用了動態分配帶寬的策略，使得通信線路的利用率大大提到，和電路交換相比它具有高效、靈活、迅速和可靠的優點。但也有明顯的缺點，比如實時性不強等。

ATM交換就是電路交換和分組交換結合的產物，它和電路交換一樣提供面向連接的服務，而分組交換提供面向無連接的服務。它選擇固定長度的信元作為傳輸單位，可以實現多速率傳輸的服務。

下一代網路既要支持傳統的通信服務，又要支持快速發展的數據通信業務。已有的交換技術各有優缺點，而電路交換在電信技術中已取得廣泛的統治地位，要拋棄它重建一個新的系統，無疑投入是巨大的，不可行的。所以怎麼去改進現有的電路交換就成為一個十分必要的研究課題。

稱ATM信元，或信元（見非同步轉移模式交換）。每個信元長53個位元組。前面5個位元組是信頭，指明這個信元的類型、源和目的地址等。後面48個位元組承載用戶信息。

採用非同步轉移模式是因為寬頻綜合業務數字網中信息的多樣性。寬頻綜合業務數字網中的信息包括話音、數據和圖像等等，速率從每秒幾百bit到每秒100Mbit以上，相差極大，並且對交換系統的要求也極不相同。採用ATM信元作為信息傳移的基本單位，既可以靈活地適配各種信息的不同速率要求，又給交換處理帶采了方便。

寬頻綜合業務數字網中傳送的信息量極其巨大，每用戶即可達每秒100Mbit以上，在中繼線路上則可達每秒幾Gbit甚至幾十Gbit。如果是以這樣高的速率直接傳送ATM信元，那麼對其進行交換處理不僅在技術上極其因難，經濟上也不合算。為此，在中繼線路上應採用同步轉移模式，將其按照CCITT建議的同步數字等級（SDH）劃分成若干較小的子通道，再使用這些較小的子通道來傳送ATM信元。ATM信元的傳送速率是155.520Mbit/s或622.080Mbit/s，如圖所示。

在寬頻綜合業務數字網的兩個不同的部分，即同步轉移模式部分和非同步轉移模式部分，寬頻交換的目的和方式都不相同。在同步轉移模式部分，即SDH傳輸子網中，交換功能是由數字交叉連接設備完成的，其目的是完成各個時分或波分子通道的切換，因此採用電路交換方式。因為在這一部分中的信息都是速率極高的光信號，對通道切換的速度要求又不甚嚴格，所以適宜採用光交換技術。而在非同步轉移模式部分，交換的目的是根據各個ATM信元上的信頭，將其送到某一出線上去，因此採用非同步轉移模式交換（ATM交換）。

在20世紀80年代中後期，綜合業務數字網（ISDN）趨於成熟和實用，各國電信界積極開展了對寬頻綜合業務數字網的研究。光交換技術和ATM交換的研究都大致始於這個時期。在90年代初，一些國家已經展出了它們的實驗產品。