1、ATM定義

異步傳輸模式ATM（Asynchronous Transfer Mode）是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDN技術(shù)的基礎(chǔ)，它是B-ISDN的信息表達(dá)、傳送和交換的基本方式。最初美國(guó)人稱之為快速分組交換FPS（Fast Packet Switch）；歐洲人稱之為異步時(shí)分復(fù)用ATD（Asynchronous Time Division），1988年當(dāng)時(shí)CCITT在藍(lán)皮書中正式將這種技術(shù)命名為ATM--異步傳輸模式，并將它推薦為B-ISDN的信息傳送方式。Transfer有被翻譯為傳輸、傳遞或轉(zhuǎn)移等。

ITU-T在I.113建議中定義為：“ATM是一種傳遞模式，在這一模式中，信息被組成信元（cell），因包含一段信息的信元不需要周期性地出現(xiàn)，這種傳遞模式是異步的”。

“傳遞模式”是指電信網(wǎng)所采用的復(fù)用、交換、傳輸技術(shù)，即信息從一個(gè)地點(diǎn)“傳遞”到另一個(gè)地點(diǎn)所采用的傳遞方式。

“信元”是ATM所特有的分組（為了與X.25中的分組區(qū)別，才將ATM的信息單元稱為“信元”），話音、數(shù)據(jù)、視像等所有的數(shù)字信息被分成長(zhǎng)度一定的數(shù)據(jù)塊。

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ATM的“異步”主要是指異步時(shí)分復(fù)用，即要傳送的信元不必周期地出現(xiàn)，這與同步時(shí)分復(fù)用STM（Synchronous Time-division Multiplexing）不同，STM的信息是以它在一幀中的時(shí)間位置（時(shí)隙）來(lái)區(qū)分的，一個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)一條信道，并總是周期的出現(xiàn)（如PCM的32路每125μs出現(xiàn)一次）；而ATM的信元在傳輸線上不與固定時(shí)隙對(duì)應(yīng)，信息和它在時(shí)域中的位置無(wú)關(guān)，其信息按信頭中的標(biāo)志來(lái)區(qū)分，即信道是動(dòng)態(tài)占用的。

與ATM網(wǎng)絡(luò)不同，目前的廣域鏈路使用同步轉(zhuǎn)移模式STM，STM鏈路采用時(shí)分同步時(shí)分多路復(fù)用方式，為每一用戶分配特定的傳輸帶寬，并不與用戶的實(shí)際需求相對(duì)應(yīng)，這種方式比較適合于語(yǔ)音傳輸，但對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸而言僅僅提供固定帶寬的傳輸信道效率會(huì)很低，因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸表現(xiàn)突發(fā)性。

在我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1133《數(shù)據(jù)通信名詞術(shù)語(yǔ)》中給出的異步傳輸模式（ATM）、同步傳輸模式（STM）與電路傳輸模式（CTM）的定義匯總在下表1中，包括異步時(shí)分復(fù)用（ATDM）和同步時(shí)分復(fù)用（STDM）的定義。

表1：YD/T 1133給出的ATM、STM和CTM定義

2、ATM協(xié)議模型

ATM協(xié)議模型如圖2所示，在ATM協(xié)議模型中引入了面的概念，在此模型中協(xié)議不僅分為若干層次，而且分為不同的面。

圖2：ATM協(xié)議模型

ATM協(xié)議模型包括三個(gè)平面：用戶平面、控制平面和管理平面。其各平面的作用詳見(jiàn)下表2-1中。

表2-1：ATM協(xié)議模型中三個(gè)平面的作用

ATM協(xié)議模型分為四層：高層、ATM適配層（AAL）、ATM層和物理層，其中高層和ATM適配層的協(xié)議對(duì)于用戶平面和控制平面是不同的，ATM層和物理層是共用的。剮蹭的作用匯總于下表2-2中。

表2-2：ATM協(xié)議模型中四層的作用

總之，ATM交換能夠靈活、有效地支持從窄帶話音、數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁咔逦入娨?/span>（HDTV）等寬帶視頻的分布范圍極廣的各種業(yè)務(wù)，目前主要的應(yīng)用是寬帶數(shù)據(jù)通信。

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3、ATM特點(diǎn)

ATM是一種涉及信息的復(fù)用、交換和傳輸?shù)募夹g(shù)，其特點(diǎn)較多，其主要特點(diǎn)簡(jiǎn)單介紹如下。

1）以固定信元為基本單位：ATM的基本特征是信息的復(fù)用、交換和傳輸都以信元為基本單位。它將話音、數(shù)據(jù)和圖像等所有信息分解成固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)塊，并在各數(shù)據(jù)塊前裝配信頭構(gòu)成信元。ATM采用固定長(zhǎng)信元，信元長(zhǎng)度小，時(shí)延小，實(shí)時(shí)性好。其信元可像STM時(shí)隙一樣定時(shí)出現(xiàn)，可采用硬件對(duì)信頭進(jìn)行高速處理。

2）異步時(shí)分復(fù)用和異步交換：ATM的突出特點(diǎn)在于其異步工作方式，ATM的異步工作包括異步時(shí)分復(fù)用和異步交換。異步時(shí)分復(fù)用（也稱統(tǒng)計(jì)復(fù)用或標(biāo)記復(fù)用）適用于突發(fā)性業(yè)務(wù)。異步時(shí)分復(fù)用ATDM（Asynchronous Time Division Multiplexing）對(duì)帶寬的占用是動(dòng)態(tài)的，這樣就可以在某用戶數(shù)據(jù)量少或無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，將帶寬資源供其他用戶使用，以充分發(fā)揮傳輸線路的利用率；另一方面，當(dāng)某用戶出現(xiàn)突發(fā)性數(shù)據(jù)時(shí)，又可為其分配相應(yīng)數(shù)量的時(shí)隙，以減少時(shí)延和避免數(shù)據(jù)丟失。所以ATDM適用于突發(fā)性業(yè)務(wù)，且線路利用率較高。在ATM中，交換是非固定時(shí)隙的，當(dāng)輸入幀進(jìn)入ATM交換機(jī)時(shí)，先在緩存器中緩存，交換機(jī)根據(jù)輸出幀中時(shí)隙的空閑情況，隨機(jī)地占用某一個(gè)或若干個(gè)時(shí)隙，而且時(shí)隙的位置也是隨機(jī)的。

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3）電路交換和分組交換的綜合：ATM交換是一種融合電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn)而形成的一種新型交換技術(shù)。但它對(duì)電路交換和分組交換并不是簡(jiǎn)單地繼承，而是有所摒棄和發(fā)展，其釋義詳見(jiàn)下表3-3中。

表3-3：ATM的電路交換和分組交換的應(yīng)用

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4）保證服務(wù)質(zhì)量（QoS）：ATM能夠提供服務(wù)質(zhì)量QoS參數(shù)實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的需要。這是ATM所具有的一項(xiàng)特有的優(yōu)點(diǎn)。QoS參數(shù)主要包括：業(yè)務(wù)特性（如峰值速率、平均速率等）、業(yè)務(wù)類型（如固定比特率CBR、可變比特率VBR、可用比特率ABR和未指定比特率UBR等）、業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)CLP等。

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5）按需分配帶寬：ATM網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)特性（如峰值速率、平均速率等）和服務(wù)質(zhì)量等級(jí)分配帶寬資源，在無(wú)信息傳送時(shí)，此帶寬資源可供其他連接使用。

6）提供流量控制和擁塞控制：流量控制TC（Traffic Control）是預(yù)防網(wǎng)絡(luò)擁塞的措施。擁塞控制CC（Congestion Control）是減小網(wǎng)絡(luò)擁塞的措施。

7）廣泛地應(yīng)用：ATM是B-ISDN的基礎(chǔ)，它可以作為高速骨干網(wǎng)連接各種現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，包括電話網(wǎng)（固定電話網(wǎng)PSTN、移動(dòng)電話網(wǎng)）、數(shù)據(jù)網(wǎng)（X.25分組網(wǎng)、幀中繼FR、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN、局域網(wǎng)LAN）、有線電視網(wǎng)CATV等。

ATM承載的是寬帶綜合業(yè)務(wù)，包括電話業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、圖像業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)等。ATM既能適應(yīng)語(yǔ)音信號(hào)時(shí)延特性，又能適應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)的誤碼特性，也能適應(yīng)圖像信號(hào)的時(shí)延和誤碼兩種特性。

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ATM既支持面向連接業(yè)務(wù)也支持無(wú)連接業(yè)務(wù)。面向連接指先建立端到端的通路后再傳送信息（如電話網(wǎng)）。無(wú)連接指不需建立端到端的通路就可傳送信息（如LAN、MAN、FDDI網(wǎng)）。ATM既能傳送低速信號(hào)，也能傳送高速信號(hào)，它具有多種速率接口，目前ATM接口能提供從2~622Mbit/s不同等級(jí)速率的接口。

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