异步转送方式 (ATM) 交换机是现代电信网络的重要核心设备。自20世纪80年代末期开始, 世界各发达国家就开始从事ATM交换机的研制工作。现在, 世界著名的各大电信设备制造商, 以及计算机网络设备制造商, 都有自己的ATM交换机产品。

自90年代初期, 世界各发达国家开始建设各种ATM网络。到现在, 虽然存在快速以太网和交换式路由器的激烈竞争, ATM通信网仍然是各国电信公司运营的主要骨干宽带通信网络, 并且仍在继续快速发展。我国目前也正在建设全国的和各省的宽带骨干ATM网络。已经建成的网络都正在扩容。

ATM交换技术不仅适用于ATM交换机。现代的其他宽带网络节点设备, 例如吉比特每秒以太网交换机和交换式路由器, 也都使用与ATM交换机基本相同的技术。ATM交换机、交换式路由器和以太网交换机三者必将走向融合形成新一代的电信网络核心节点设备。

在国家“八六三”计划和原邮电部的支持下, 国内首台ATM交换机BTC 9500的研制工作从1993年开始, 到1995年完成了科研样机。在国内ATM网络建设刚刚开始的时候, 国产的ATM交换机就已经问世。这台样机是完全依靠自己的科技力量研制成功的, 具有我国完全自主的知识产权。

BTC 9500采用比特分割的宽总线交换结构。总线宽度达到424 b, 即一个信元的宽度。总线越宽, 交换容量就越大。但是, 信元交换总线的宽度又不可能大于一个信元的长度。由于总线达到了最宽, 所以仅在25MHz的时钟频率下就实现了10G bps容量, 达到原课题指南规定的4倍。实现这么宽的总线在技术上存在很大困难。采用比特分割的方法, 并且自己设计了专用的交换芯片, 克服了困难, 结构也得到简化。

为了保证产品的先进性和市场竞争力, BTC9500采用了国外年代最好的软硬件技术这些技术在产品进入市场时, 仍然属于主流。

在兼顾开发速度的同时, 尽量加大了自主开发的力度。例如, 它的主要芯片全部都是自行设计的。其中, 核心交换芯片的密度达到40万门, 采用0.45μm工艺, 一次设计成功。BTC 9500由原邮电部组织的技术鉴定:“达到了国外同类产品的同等水平”。

在1996年, 国内建设ATM网络和引进ATM交换机都还是处在起始阶段。BTC 9500应当参加大量的组网实践。当时, 在北京启动了有3个BTC 9500节点的中国邮电ATM科学实验网 (SEANET) 工程, 并且要求网络提供实用。在工程实践中, 把SEANET建成了一个基于ATM的广域宽带IP网络, 通过TCP/IP协议, 互连了网上三个节点单位 (北京邮电大学、电信传输研究所、电信科学技术研究院) 的内部计算机网。使得网络上了规模, 并提供实用。这个工程的验收结论为“国内首创”。在1997年春季、原邮电部科技委组织的专家研讨会上, ATM上的IP网络方案得到了认可, 这对当时正在进行的各地宽带网络建设有重要的参考价值, 起到了推动作用。

在1997年, 中国电信组织了以4台BTC9500为核心的京津沪粤宽带多媒体实验网联网工程。四大城市原有的宽带多媒体实验网络, 通过这个工程实现了互连互通。在此次工程中, BTC9500和多种国外ATM交换机互连, 满足了工程要求, 并被工程总结评价为“工程中比较稳定的设备, 满足了技术要求和实验目的”。

此外, 在1996～1997年, 北京邮电大学ATM技术研究中心还先后参与了北京、天津、湖南、黑龙江等地的宽带网络建设实践。这些网络工程不仅推动了国内宽带网络的建设和发展, 也使BTC9500得到了充分的表现和用户的认可, 找到了发展完善的空间, 并提出了新的研究方向。

1998年, 原邮电部组织了中国电信和香港电信之间的宽带通信实验。实验使用了多台BTC9500设备和其它厂家的ATM交换设备。实验测试结论指出:“实验表明, 国内的ATM交换机和国外产品相比并不差, 有些方面还超过国外”。

BTC 9500当时面临的选择:在自己创办的科技型企业中实施产业化, 或与现有的大企业结合。事实说明, 由于对其可靠性和可发展性的高度要求, 作为一种电信骨干网上的新型核心节点设备和现有大企业结合是一个正确的选择。在信息产品制造业中, 世界范围的分工与合作都已是一种必然的趋势。

1998年初, 北京邮电大学与上海贝尔公司签署了合作协议, BTC 9500在上海贝尔公司实现了规模化生产。BTC 9500被选型用于装备国家宽带骨干网的全部核心节点, 是这种合作的一个最重要的成果。

由于面向市场和产业化的推动, 北京邮电大学ATM中心在完成BTC 9500样机后投入极大的力量进行了发展和完善工作。经过几年的努力, BTC9500已经发展成为功能完整、接口齐全、实用、稳定、可靠的ATM交换设备。BTC 9500具有交换、监视/控制、网络管理、流量控制、以及各种高层协议功能, 并提供1.5～622Mbps的各种线路接口。

BTC 9500目前已经成为装机数量最大的国产ATM交换机设备。使用BTC 9500的省市有北京、天津、上海、广东、辽宁、江苏、湖北、湖南、陕西、黑龙江、四川、贵州、江西、浙江等。

从BTC 9500的研制开始, 走过了“由一个项目带出一支队伍, 由一个产品发展到一个领域”的道路。

项目开始的时候, 只是教授带几个研究生。通过设备的研制和实验网络的建设, 培养了一批ATM技术人才。有力地支持了产品的后续发展, 以BTC 9500为核心建立的实验网络, 为国内宽带网络的实际建设工作, 提供了重要的参考, 积累了经验, 并适时地从单纯的设备研制向网络研究发展, 拓展了研究领域, BTC 9500随后也在实用化的宽带网络中得到了重要应用。国家重大自然基金项目“高速通信网关键技术研究”, 以及“二一一”工程项目“国家信息基础设施研究”, 都已经采用BTC 9500为核心的网络实验平台。

BTC 9500的研制成功为研制宽带设备和掌握网络技术方面打下了重要的基础。以此为基础, 在容量方面, 80 Gbps的ATM交换系统已经完成了科研性能样机。同时, 以为基础构成的、同时支持ATM交换和IP路由的设备 (BTC 9500IP) 在1998年提供试用。

在1996年完成的SEANET工程中, 每一个ATM交换机节点都需要一个路由器来完成IP报的路由选择、存储和转发。随后把这个功能纳入ATM交换机的方案。由此产生的BTC 9500新机型即BTC 9500IP, 不仅可以省去路由器, 而且达到了更高的线路处理效率。这个研究, 和国外大致是同步的, 是国际上的前沿课题。

这里所说的世纪之交, 不仅是指自然年代进入21世纪, 也指电信业正处在新旧交替的深刻变革之中。这种深刻变革, 在运营方式上, 各国的国有垄断企业通过解体和重组变为大型跨国公司, 进入残酷的全球商业竞争;在技术方面, 因特网的超常发展和传统的电信业务开始争夺市场。

在20世纪中叶, 先是为了电话网的数字化, 出现了同步时分交换。随后, 为了数据通信的需要, 产生了分组交换。作为综合这两者的一种新技术, ATM在近十年得到了迅速的发展和应用。以ATM技术为核心的宽带通信网络在中国已经普遍存在并且还在发展扩大同时交换的基本想法, 也极大地影响了因特网核心设备———路由器的发展, 导致出现了新一代的交换式路由器。

对于21世纪的电信产业, 有人认为, 电路交换以及同步时分交换, 将逐步退出舞台, IP和因特网将一统天下。也有人认为, 现有的各种交换设备, 包括以太网交换机、路由器、ATM交换机等, 将逐渐融合, 从而出现新一代的宽带多业务功能的核心节点设备, 能够根据网络运营者的需求, 提供多种不同的组网能力, 包括因特网的组网能力。在这个领域中, 发展的方向是由经济、技术、用户和厂商的利益关系等许多复杂的因素所决定。

北京邮电大学ATM中心正在研究后一种想法的可能性。是否能够有一种新一代的宽带多业务功能的核心节点设备, 逐步成为下一代电信网络的核心。现代半导体技术的发展和芯片上IP的出现, 将极大增加实现这种想法的可能性。

改革开放以后, 我国电信业取得了举世瞩目的巨大进步, 电信科技也有了长足的发展。已经能够了解当前的国际发展主流, 并且推出自己的产品。我们已经从落在别人后面很远, 发展到能够紧跟在别人后面走。但是, 从跟在别人后面走, 到走自己的路还需要有极大的努力