ATM技術(shù)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。

1、異步時(shí)分復(fù)用

談到異步時(shí)分復(fù)用ATDM（Asynchronous Time Division Multiplexing），有必要回顧一下時(shí)分復(fù)用TDM（Time Division Multiplexing）的概念。TDM是利用時(shí)間分割方式來(lái)實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用的，即多個(gè)用戶在同一時(shí)間內(nèi)共同使用一條傳輸線路。它的基本原理是將線路傳輸?shù)臅r(shí)間輪流分配給每個(gè)用戶，并按照一定格式將數(shù)字化的各路信息集合在一起構(gòu)成幀，每一幀分成若干時(shí)間段（時(shí)隙）攜帶相應(yīng)的用戶信息，一個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)一條信道并以幀為周期在固定位置進(jìn)行傳送，如圖1-1所示。

圖1-1：同步時(shí)分復(fù)用

圖中某個(gè)用戶信息對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)隙，且以幀為周期占用固定位置的時(shí)隙（如時(shí)隙1）。在通信過(guò)程中，某用戶始終占用該時(shí)隙，接收方每次只要從每幀的第1時(shí)隙中提取該信息即可。或者說(shuō)，收發(fā)雙方的同步是通過(guò)固定時(shí)隙來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，這種時(shí)分復(fù)用技術(shù)又可稱作同步時(shí)分復(fù)用STDM（Synchronous Time Division Multiplexing）。由于每個(gè)用戶的信息都在固定的信道中傳送，接收端很容易把它們分開(kāi)，不需要另外的信息頭來(lái)標(biāo)志信息身份。STDM的優(yōu)點(diǎn)之一是傳輸速率高，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延小，這是因?yàn)樗鶄鬟f的信息在固定時(shí)隙以預(yù)先設(shè)定的信道帶寬和速率順序傳送，終端只須按時(shí)隙進(jìn)行識(shí)別，免去了目地終端對(duì)信息的重新組合，從而減小了時(shí)延。這種時(shí)分復(fù)用方式也被稱為預(yù)分配資源或固定分配方式，即用戶和時(shí)隙之間是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。正是因?yàn)樾诺拦潭樗鶎?duì)應(yīng)的用戶使用，一旦某時(shí)隙分配給某一連接，在該連接有效期間，即使所連接的用戶不通信，其他用戶也不能使用該時(shí)隙，所以線路的傳輸能力不能得到充分利用，這是STDM的一個(gè)缺點(diǎn)。另外若某用戶在某一時(shí)刻突然有大量數(shù)據(jù)需要傳送，也只能用其固定時(shí)隙來(lái)傳送，這樣將會(huì)造成時(shí)延或數(shù)據(jù)的丟失，所以STDM也不太適于突發(fā)性的業(yè)務(wù)。

在ATDM中，同樣是將一條線路按照傳輸速率所確定的時(shí)間周期將時(shí)間劃分成為幀的形式，一幀又劃分成若干時(shí)隙來(lái)承載用戶數(shù)據(jù)，但ATDM中的用戶數(shù)據(jù)不再固定占用各幀中某個(gè)時(shí)隙，而是由網(wǎng)絡(luò)根據(jù)用戶的請(qǐng)求和網(wǎng)絡(luò)的資源來(lái)動(dòng)態(tài)分配。在接收端，不再按固定時(shí)隙關(guān)系來(lái)提取相應(yīng)用戶數(shù)據(jù)，而是根據(jù)所傳輸數(shù)據(jù)的目的信息來(lái)接收信息。在ATDM中，用戶數(shù)據(jù)并不固定地占用某一時(shí)隙，而是具有一定的隨機(jī)性，如圖1-2所示，某用戶在建立連接后，其數(shù)據(jù)在第1幀中占用的是第1時(shí)隙，而在第K幀中則占用了第3時(shí)隙和第n時(shí)隙。

圖1-2：異步時(shí)分復(fù)用

由此可見(jiàn)，ATDM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)》中給出的同步時(shí)分復(fù)用（STDM）與異步時(shí)分復(fù)用（ATDM）的定義詳見(jiàn)下表1中。

表1：同步時(shí)分復(fù)用（STDM）與異步時(shí)分復(fù)用（ATDM）的定義

2、異步交換

在討論異步交換前，同樣來(lái)回顧一下TDM中使用的固定時(shí)隙交換技術(shù)。在TDM中，其要點(diǎn)是固定時(shí)隙交換，用戶數(shù)據(jù)在通過(guò)交換機(jī)前后的輸入幀中的時(shí)隙位置和輸出幀的時(shí)隙位置可以不相同，但其時(shí)隙則是固定的。在接收方，通過(guò)確定時(shí)隙位置便可提取出相應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)。如圖2-1所示，某用戶數(shù)據(jù)固定占用了傳輸幀的第1時(shí)隙，經(jīng)過(guò)交換機(jī)后，該數(shù)據(jù)被交換到第3時(shí)隙，并在整個(gè)通信過(guò)程中都將保持對(duì)第3時(shí)隙的占用。

圖2-1：固定時(shí)隙交換

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。如圖2-2所示，在輸入的第l幀中第1、3時(shí)隙被交換到輸出的第1幀的2、n時(shí)隙；而輸入的第n幀中第2、3時(shí)隙被交換到輸出的第n幀的1、n時(shí)隙。

圖2-2：異步時(shí)隙交換

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