[科普中国]-动态同步转移模式

简介

动态同步转移模式(Dynamic Synchronous Transfer Mode，DTM)是一种基于电路交换，并辅以动态时隙分配的宽带网络结构。DTM的核心延用电路交换的基本思想，摒弃了复杂的ATM流量管理算法。作为第二层的交换/传输技术，DTM具有更强的带宽管理能力，适应光纤带宽的不断扩展，既支持现有的电信业务，又能有效地承载未来基于IP的多媒体。目前，DTM以其高效的协议、灵活的业务支持、强大的可扩展能力等显著优点，引起了ETSI等标准化组织的重视，它的标准化工作正在不断地完善，在未来网络中占据重要地位，很可能取代ATM。1

原理DTM是一种快速电路交换技术，其基本原理是取消流量管理，通过简单的动态时隙分配机制来支持对带宽的按需分配。DTM的时隙分为数据时隙和控制时隙。每个节点至少有权访问一个控制时隙，用来向其他节点发送控制信息。控制时隙仅占很少的容量。在系统初始化时，数据时隙按照预定义的模式分配给总线上的所有节点，这样每个节点就“拥有”一些数据时隙，以发送数据。空闲的数据时隙将会在节点间相互借用，其归属将会随着网络的运行而动态变化。在DTM电路交换网中，数据和控制分别占用不同的时隙，数据流是透明传送的，无需作任何处理，也无需阻塞控制等机制，从而能快速交换数据，对控制信息的处理也只在电路连接的建立和释放阶段进行。

一个DTM网络是由边缘和转接节点组成的。每个边缘节点都知道网络的拓扑结构，当一个源边缘节点收到一个分组时，它就确定了目的边缘节点的地址。每个节点是一个主动的STM电路交换机，把链路标识符转为时隙转接信息，确定相应的输出时隙后，把输入和输出时隙间的连接写入地址控制内存(ACM)中配制一个连接。如果不能分配合适的输出时隙，信息就放在缓存池中等待下一个空闲的输出时隙。此过程在源和目的边缘节点间的每个转接点上执行。1

特点DTM是针对单向、具备多址接入(multi-access)能力的介质设计的，所谓多址接入是指链路容量能够被其上的所有节点共享的介质。DTM可以采用多种拓朴结构，如环形、折叠总线、双总线，其中双总线结构是DTM最简单常见的物理拓朴。

DTM的通信基于通道(channel)，它相当于ATM中的VP/VC。通道是由一个发送者到任意多个接收者时隙(slot)的集合，通道间是时分复用的。线路的物理容量被分为125 ms的帧，帧进一步被分为64 bit的时隙，每帧中的时隙数取决于总的物理容量。例如2.5 Gb/s的物理线路就有4800个时隙，也就是说一个时隙恒对应于512 Kb/s的带宽。

DTM的时隙分为数据时隙和控制时隙。每个节点至少有权访问一个控制时隙，用来向其他节点发送控制信息。控制时隙仅占很少的容量，大量的是数据时隙。在系统初始化时，数据时隙按照预定义的模式分配给总线上的所有节点，这样每个节点就“拥有”了一些数据时隙，以供数据发送。空余的数据时隙将会在节点间相互借用，其归属将会随着网络的运行而动态变化。

DTM对时隙的再分配采取全分布式的算法，空余时隙池(free slot pool)分布于每个节点。在收到上层频用的请求后，节点首先检查本地的时隙池，看是否有足够的时隙满足请求。如果足够，则立即向下一个节点发送通道建立消息；否则它必须首先向总线上的其他节点请求更多的时隙。每个节点都维护一个状态表，内容为总线上其他节点所含的空余时隙数；当需要时隙时，节点将查询自身的状态表来决定哪个节点请求空余时隙。每个节点都按时发送其自身空余时隙的状态消息，该消息的优先级较其他的控制消息要低，节点忙时可以不予处理。

DTM基于时隙的资源分配是严格的，即仅当有足够的时隙和合适的路径时，通道才被建立。在通道存在期间，所占用的资源被完全保证，因而不存在缓冲、溢出、流控等问题。这也保证了DTM通道的服务质量。

按业务源的突发性，DTM的资源分配可有两种策略。对于连续的业务源，通道在存在时间内具有固定的容量。该方案可用于具有“硬”实时要求的应用，它们可以通过网络预留固定容量的通道供其专用。对于突发业务源，消息突发时通道才被建立，突发结束后立即拆除。同时采取一种高速缓存的方案，使下一次突发时，节点很可能有上次突发所用的空余时隙可用，通道将可以瞬间建立。2