1、ATM定義

異步傳輸模式ATM（Asynchronous Transfer Mode）是寬帶綜合業務數字網B-ISDN技術的基礎，它是B-ISDN的信息表達、傳送和交換的基本方式。最初美國人稱之為快速分組交換FPS（Fast Packet Switch）；歐洲人稱之為異步時分復用ATD（Asynchronous Time Division），1988年當時CCITT在藍皮書中正式將這種技術命名為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，這種傳遞模式是異步的”。

“傳遞模式”是指電信網所采用的復用、交換、傳輸技術，即信息從一個地點“傳遞”到另一個地點所采用的傳遞方式。

“信元”是ATM所特有的分組（為了與X.25中的分組區別，才將ATM的信息單元稱為“信元”），話音、數據、視像等所有的數字信息被分成長度一定的數據塊。

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ATM的“異步”主要是指異步時分復用，即要傳送的信元不必周期地出現，這與同步時分復用STM（Synchronous Time-division Multiplexing）不同，STM的信息是以它在一幀中的時間位置（時隙）來區分的，一個時隙對應一條信道，并總是周期的出現（如PCM的32路每125μs出現一次）；而ATM的信元在傳輸線上不與固定時隙對應，信息和它在時域中的位置無關，其信息按信頭中的標志來區分，即信道是動態占用的。

與ATM網絡不同，目前的廣域鏈路使用同步轉移模式STM，STM鏈路采用時分同步時分多路復用方式，為每一用戶分配特定的傳輸帶寬，并不與用戶的實際需求相對應，這種方式比較適合于語音傳輸，但對于數據傳輸而言僅僅提供固定帶寬的傳輸信道效率會很低，因為數據傳輸表現突發性。

在我國通信行業標準YD/T 1133《數據通信名詞術語》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，包括異步時分復用（ATDM）和同步時分復用（STDM）的定義。

表1：YD/T 1133給出的ATM、STM和CTM定義

2、ATM協議模型

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

圖2：ATM協議模型

ATM協議模型包括三個平面：用戶平面、控制平面和管理平面。其各平面的作用詳見下表2-1中。

表2-1：ATM協議模型中三個平面的作用

ATM協議模型分為四層：高層、ATM適配層（AAL）、ATM層和物理層，其中高層和ATM適配層的協議對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、數據傳輸到高清晰度電視（HDTV）等寬帶視頻的分布范圍極廣的各種業務，目前主要的應用是寬帶數據通信。

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3、ATM特點

ATM是一種涉及信息的復用、交換和傳輸的技術，其特點較多，其主要特點簡單介紹如下。

1）以固定信元為基本單位：ATM的基本特征是信息的復用、交換和傳輸都以信元為基本單位。它將話音、數據和圖像等所有信息分解成固定長度的數據塊，并在各數據塊前裝配信頭構成信元。ATM采用固定長信元，信元長度小，時延小，實時性好。其信元可像STM時隙一樣定時出現，可采用硬件對信頭進行高速處理。

2）異步時分復用和異步交換：ATM的突出特點在于其異步工作方式，ATM的異步工作包括異步時分復用和異步交換。異步時分復用（也稱統計復用或標記復用）適用于突發性業務。異步時分復用ATDM（Asynchronous Time Division Multiplexing）對帶寬的占用是動態的，這樣就可以在某用戶數據量少或無數據傳輸時，將帶寬資源供其他用戶使用，以充分發揮傳輸線路的利用率；另一方面，當某用戶出現突發性數據時，又可為其分配相應數量的時隙，以減少時延和避免數據丟失。所以ATDM適用于突發性業務，且線路利用率較高。在ATM中，交換是非固定時隙的，當輸入幀進入ATM交換機時，先在緩存器中緩存，交換機根據輸出幀中時隙的空閑情況，隨機地占用某一個或若干個時隙，而且時隙的位置也是隨機的。

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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點而形成的一種新型交換技術。但它對電路交換和分組交換并不是簡單地繼承，而是有所摒棄和發展，其釋義詳見下表3-3中。

表3-3：ATM的電路交換和分組交換的應用

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4）保證服務質量（QoS）：ATM能夠提供服務質量QoS參數實現不同業務的需要。這是ATM所具有的一項特有的優點。QoS參數主要包括：業務特性（如峰值速率、平均速率等）、業務類型（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）、業務優先級CLP等。

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5）按需分配帶寬：ATM網絡能夠根據用戶的業務特性（如峰值速率、平均速率等）和服務質量等級分配帶寬資源，在無信息傳送時，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）是預防網絡擁塞的措施。擁塞控制CC（Congestion Control）是減小網絡擁塞的措施。

7）廣泛地應用：ATM是B-ISDN的基礎，它可以作為高速骨干網連接各種現有網絡，包括電話網（固定電話網PSTN、移動電話網）、數據網（X.25分組網、幀中繼FR、數字數據網DDN、局域網LAN）、有線電視網CATV等。

ATM承載的是寬帶綜合業務，包括電話業務、數據業務、圖像業務、視頻業務等。ATM既能適應語音信號時延特性，又能適應數據信號的誤碼特性，也能適應圖像信號的時延和誤碼兩種特性。

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

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