1、ATM定义
异步传输模式ATM（Asynchronous Transfer Mode）是宽带综合业务数字网B-ISDN技术的基础，它是B-ISDN的信息表达、传送和交换的基本方式。最初美国人称之为快速分组交换FPS（Fast Packet Switch）；欧洲人称之为异步时分复用ATD（Asynchronous Time Division），1988年当时CCITT在蓝皮书中正式将这种技术命名为ATM--异步传输模式，并将它推荐为B-ISDN的信息传送方式。Transfer有被翻译为传输、传递或转移等。
ITU-T在I.113建议中定义为：“ATM是一种传递模式，在这一模式中，信息被组成信元（cell），因包含一段信息的信元不需要周期性地出现，这种传递模式是异步的”。
“传递模式”是指电信网所采用的复用、交换、传输技术，即信息从一个地点“传递”到另一个地点所采用的传递方式。
“信元”是ATM所特有的分组（为了与X.25中的分组区别，才将ATM的信息单元称为“信元”），话音、数据、视像等所有的数字信息被分成长度一定的数据块。
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ATM的“异步”主要是指异步时分复用，即要传送的信元不必周期地出现，这与同步时分复用STM（Synchronous Time-division Multiplexing）不同，STM的信息是以它在一帧中的时间位置（时隙）来区分的，一个时隙对应一条信道，并总是周期的出现（如PCM的32路每125μs出现一次）；而ATM的信元在传输线上不与固定时隙对应，信息和它在时域中的位置无关，其信息按信头中的标志来区分，即信道是动态占用的。
与ATM网络不同，目前的广域链路使用同步转移模式STM，STM链路采用时分同步时分多路复用方式，为每一用户分配特定的传输带宽，并不与用户的实际需求相对应，这种方式比较适合于语音传输，但对于数据传输而言仅仅提供固定带宽的传输信道效率会很低，因为数据传输表现突发性。
在我国通信行业标准YD/T 1133《数据通信名词术语》中给出的异步传输模式（ATM）、同步传输模式（STM）与电路传输模式（CTM）的定义汇总在下表1中，包括异步时分复用（ATDM）和同步时分复用（STDM）的定义。
表1：YD/T 1133给出的ATM、STM和CTM定义
2、ATM协议模型
ATM协议模型如图2所示，在ATM协议模型中引入了面的概念，在此模型中协议不仅分为若干层次，而且分为不同的面。
图2：ATM协议模型
ATM协议模型包括三个平面：用户平面、控制平面和管理平面。其各平面的作用详见下表2-1中。
表2-1：ATM协议模型中三个平面的作用
ATM协议模型分为四层：高层、ATM适配层（AAL）、ATM层和物理层，其中高层和ATM适配层的协议对于用户平面和控制平面是不同的，ATM层和物理层是共用的。剐蹭的作用汇总于下表2-2中。
表2-2：ATM协议模型中四层的作用
总之，ATM交换能够灵活、有效地支持从窄带话音、数据传输到高清晰度电视（HDTV）等宽带视频的分布范围极广的各种业务，目前主要的应用是宽带数据通信。
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3、ATM特点
ATM是一种涉及信息的复用、交换和传输的技术，其特点较多，其主要特点简单介绍如下。
1）以固定信元为基本单位：ATM的基本特征是信息的复用、交换和传输都以信元为基本单位。它将话音、数据和图像等所有信息分解成固定长度的数据块，并在各数据块前装配信头构成信元。ATM采用固定长信元，信元长度小，时延小，实时性好。其信元可像STM时隙一样定时出现，可采用硬件对信头进行高速处理。
2）异步时分复用和异步交换：ATM的突出特点在于其异步工作方式，ATM的异步工作包括异步时分复用和异步交换。异步时分复用（也称统计复用或标记复用）适用于突发性业务。异步时分复用ATDM（Asynchronous Time Division Multiplexing）对带宽的占用是动态的，这样就可以在某用户数据量少或无数据传输时，将带宽资源供其他用户使用，以充分发挥传输线路的利用率；另一方面，当某用户出现突发性数据时，又可为其分配相应数量的时隙，以减少时延和避免数据丢失。所以ATDM适用于突发性业务，且线路利用率较高。在ATM中，交换是非固定时隙的，当输入帧进入ATM交换机时，先在缓存器中缓存，交换机根据输出帧中时隙的空闲情况，随机地占用某一个或若干个时隙，而且时隙的位置也是随机的。
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3）电路交换和分组交换的综合：ATM交换是一种融合电路交换和分组交换的优点而形成的一种新型交换技术。但它对电路交换和分组交换并不是简单地继承，而是有所摒弃和发展，其释义详见下表3-3中。
表3-3：ATM的电路交换和分组交换的应用
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4）保证服务质量（QoS）：ATM能够提供服务质量QoS参数实现不同业务的需要。这是ATM所具有的一项特有的优点。QoS参数主要包括：业务特性（如峰值速率、平均速率等）、业务类型（如固定比特率CBR、可变比特率VBR、可用比特率ABR和未指定比特率UBR等）、业务优先级CLP等。
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5）按需分配带宽：ATM网络能够根据用户的业务特性（如峰值速率、平均速率等）和服务质量等级分配带宽资源，在无信息传送时，此带宽资源可供其他连接使用。
6）提供流量控制和拥塞控制：流量控制TC（Traffic Control）是预防网络拥塞的措施。拥塞控制CC（Congestion Control）是减小网络拥塞的措施。
7）广泛地应用：ATM是B-ISDN的基础，它可以作为高速骨干网连接各种现有网络，包括电话网（固定电话网PSTN、移动电话网）、数据网（X.25分组网、帧中继FR、数字数据网DDN、局域网LAN）、有线电视网CATV等。
ATM承载的是宽带综合业务，包括电话业务、数据业务、图像业务、视频业务等。ATM既能适应语音信号时延特性，又能适应数据信号的误码特性，也能适应图像信号的时延和误码两种特性。
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ATM既支持面向连接业务也支持无连接业务。面向连接指先建立端到端的通路后再传送信息（如电话网）。无连接指不需建立端到端的通路就可传送信息（如LAN、MAN、FDDI网）。ATM既能传送低速信号，也能传送高速信号，它具有多种速率接口，目前ATM接口能提供从2~622Mbit/s不同等级速率的接口。
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