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異步轉移模式(ATM)是一種以固定長度的分組方式，并以異步時分復用方式，傳送任意速率的寬帶信號和數字等級系列信息的交換設備。異步轉移模式是用于實現寬帶綜合業務數字網( B-ISDN )的基礎技術。它可綜合任意速率的話音、數據、圖像和視頻的業務。

ATM有以下特點：(1)異步轉移模式綜合電路交換和分組交換的優點而成，它使用統一的信元(Cell)作為基本傳送單位，即48個字節的信息碼加5個字節的信息頭共53個字節;(2)異步轉移模式的速率為155Mb/s(STM-1)或622Mb/s(STM-4)，進行高速分組交換，以降低時延，近來又將其速率適當降低如52Mb/s，已被ITU-T采納;(3)異步轉移模式采用單一結構可實現多媒體通信，并用多種用戶-網絡接口為用戶提供多種服務，并可與現有的任何一種業務相連，將其納入統一的網路。ATM通常與同步數字系列(SDH)或準同步數字系列(PDH)結合在一起組成寬帶綜合業務數字網(B-ISDN)，為用戶提供虛通道(VP)和虛電路(VC)精力，前者為半永久性連接，后者為交換性連接。在網路結構上分為骨干網和用戶接入網，前者節點間用網路間接口(NNI)互邊連，后者用網路用戶接口(NUI)互連。用戶接入網是將用戶現存的局域網(如Ethernet、To-kenRing、FDDI、以及用戶ATM設備)、話音(如PABX)、數據網(PSPDN、DDN、模擬專線等)、幀中繼(F、R)和貶低、圖形以及多媒體等業務經接入ATM轉換成標準的ATM格式在骨干網上傳送。

ATM主要為用戶提供高速、低時延、可交換的寬帶的電路，主要應用有(1)高速的局域網互連;(2)高質量的電視會議;(3)遠程教學;(4)遠程醫療診斷;(5)遠地協同工作;(6)多媒體通信;(7)按需分配頻寬(VOD)和電視點播;(8)影視遠程分配;(9)可提供定時、可選頻寬的各種業務。ATM作為未來新一代高速寬帶綜合業務數字網的交換機將會得到迅速的發展。

信元實際上就是分組，只是為了區別于X.25的分組，才將ATM的信息單元叫作信元。ATM的信元具有固定的長度，即總是53個字節。其中5個字節是信頭(Header),48個字節是信息段。信頭包含各種控制信息，主要是表示信元去向的邏輯地址，另外還有一些維護信息、優先級及信頭的糾錯碼。信息段中包含來自各種不同業務的用戶數據，這些數據透明地穿越網絡。信元的格式與業務類型無關，任何業務的信息都同樣被切割封裝成統一格式的單元。ATM的信頭有兩種格式，分別對應用戶-網絡接口UNI和網絡節點接口NNI。其中個字段的含義及功能如下：(1)一般流量控制字段GPC(Generic Flow Control),又稱接入控制字段。當多個信元等待傳輸時，用以確定發送順序的優先級。(2)虛通道標識字段VPI(Virtual Path Identifier)和虛通路標識字段VCI(Virtual Channel Identifier)用做路由選擇。(3)負荷類型字段PT(Payload Type)用以標識信元數據字段所攜帶的數據的類型。(4)信元丟失優先級字段CLP(Cell Loss Priority)用于阻塞控制，若網絡出現阻塞時，首先丟棄CLP置位的信元。(5)信頭差錯控制字段HEC(Head Error Control)用以檢測信頭中的差錯，并可糾其中的1比特錯。HEC的功能在物理層實現。

有很多文件與ATM有關，其中大部分由ITU-T、ANSI和ATM論壇頒布。ATM標準的開發始自1984年，ITU-T和ATM論壇于1993年完成了許多標準，ATM論壇還頒布了B-ISDN交換運營商接口，用于美國LATA(本地訪問與傳輸區域)間的操作。在分層結構上，ATM類似于其他新興通信技術(如城域網[MAN]和交換多兆位數據業務[SMDS])。ATM適配層(AAL)為面向連接和無連接的可變比特率(VBR)應用提供會聚功能。ATM以恒定比特率(CBR)方式支持同步應用(語音、視頻)。AAL實際上又分成兩個子層:分段和重裝子層(SAR)和會聚子層(CS)。顧名思義，SAR負責在發送端支持不同長度和格式的用戶PDU(頭部和尾部);在接收端，它把48字節的數據單元按用戶格式重新組裝成用戶PDU。CS的功能取決于AAL所處理的業務類型，例如語音、視頻和數據。VPI和VCI標號ATM的出現對應兩種形式的用戶到網絡接口(UNI)：公共UNI定義了公共業務ATM網絡與專用ATM交換機之間的接口;專用UNI定義了最終用戶與專用ATM交換機之間的接口。UNI上的用戶業務由信元頭部的兩個值來標識：虛信道標識符(VCI)和虛擬路徑標識符(VPI)。在用戶以按需連接的方式進入與網絡的會話以及用戶以永久虛電路(PVC)方式進入網絡這兩種情況下，分配這些值給用戶。VPI和VCI也用于ATM網絡。交換機檢查VPI和VCI以確定如何通過ATM網絡來選擇信元的路由。ATM協議數據單元(信元)ATM協議數據單元(PDU)叫信元，它的長度為53字節，其中5個字節用于ATM頭部，48個字節由AAL和用戶有效負載占用。ATM信元針對UNI和NNI的配置略有不同。流量控制字段被稱作一般流量控制(GFC)字段，如果這個4bit的GFC字段不用，則設置為零。5字節信元頭部中的大部分值由虛電路標號VPI和VCI組成。有效負載類型標識符(PT)字段標識信元中的業務的類型，信元中可以包含用戶業務或管理/控制業務。信元丟失優先級(CLP)字段只有1bit。報頭差錯控制(HEC)字段用于差錯檢驗，它也可以糾正1bit的差錯。B-ISDN交換運營商接口(B-ICI)ATM的網絡互通規范由ITU-T在G.708推薦標準中以網絡節點接口(NNI)的方式頒布，而由ATM論壇頒布的相應部分則被稱作寬帶交換運營商接口(B-ICI)1.0版。這兩個規范的主要差別在物理層：NNI規定采用SDH，而B-ICI規定采用SONET或DS3。當然，其他的物理層從技術上講也是可行的。