隨著社會的進步、經濟的發(fā)展和教育的普及，信息在人們的工作、學習和生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，人們也提出了更多的通信業(yè)務，如高清晰度電視、電視會議、可視電話、點播電視、遠程教育、遠程醫(yī)療、家庭購物、高速數據傳輸等。對這些多功能化的需求，現今的任何網(包括電話網、用戶電報網、公用分組交換數據網、電路交換數據網、數字數據網、LAN，WAN，MAN，ISDN，CATV等)都無法完成，因為這些網都是面對特定業(yè)務類型設計的，他們存在以下幾個問題：

(1)各網資源不能共享，即使一個網絡中有空閑資源也不能被其他網絡中的業(yè)務使用。

(2)大量的網絡和不同的硬件使維護、管理費用居高不下，同時維護管理人員需熟悉不同業(yè)務網的操作規(guī)程，從而不利于形成高效的管理系統(tǒng)。

(3)各種網絡化程度高，不利于綜合新業(yè)務和多媒體通信的發(fā)展。

(4)同時要求多種通信業(yè)務的用戶需要有多個用戶號碼、多種接續(xù)方式和多臺通信終端，用戶不僅投資大，而且使用不方便。

總之，這些網既不能滿足用戶對業(yè)務的高速度、多樣化及靈活性的要求，也克服不了在網絡的維護和管理上給網絡經營者帶來的困難，更重要的是無法適應未來網絡的發(fā)展。因此，無論從用戶角度還是從網絡經營者的角度，都希望建立一個單一的網絡。要求這個網絡既能傳送低速信號，又能傳送高速信號；既能適應語音信號延時特性，又能適應數據信號誤碼特性，進而也能適應圖像信號時延和誤碼兩種特性。這個網絡便是寬帶綜合業(yè)務數字網(B-ISDN)。

2 ATM 的概念及特點

ATM(異步轉移方式)的研究始于20世紀80年代，在歐洲將其名稱定義為ATD(異步時分復用)，在美國則稱FPS(快速分組交換)。1988年，ITU-T在藍皮書中正式將其定名為ATM(異步轉移模式)，并將他確定為B-ISDN的信息傳遞方式。

ATM是一種面向連接的高速交換和多路復用技 術，他使用固定長度的信元，可以同時傳送各種信息，包括圖像、聲音和數據。

ATM采用統(tǒng)計時分復用的方式，將來自不同信息源的信元匯集到一起，在一個緩沖器內排隊，隊列中的信元逐個輸出到傳輸線路，在傳輸線路上形成首尾相接的信元流。信元的信頭中寫有信息的標志，說明信元所去的地址，網絡根據信頭中的標志來傳送信元。

由于信息源傳輸信息是隨機的，信元到達隊列也是隨機的——速率高的業(yè)務信元來的十分頻繁；速率低的業(yè)務信元來的很稀疏。這些信元按FIFO(先進先出)的原則在隊列中進行排隊。隊列中的信元按輸出次序復用在傳輸線路上，信元在傳輸線路上并不對應某個固定的時隙，也不是按周期出現的。正是由于采用了統(tǒng)計時分復用方式，使得ATM 具有很大的靈活性：任何業(yè)務都按實際需要來占用資源，對特定業(yè)務，傳送的速率隨信息到達的速率而變化，因此，網絡資源可以得到限度的利用。另外，ATM 網絡可以適用于任何業(yè)務，不論其特性如何，網絡都按同樣的模式來處理，以做到完全的業(yè)務綜合。

ATM 綜合了電路交換和分組交換的優(yōu)點，他既具有電路交換的可靠性和低時延，又具有分組交換的高效性。ATM 具有如下的優(yōu)點：

(1)靈活性和適應性強，能夠適應將來新業(yè)務的要求和新技術的發(fā)展。

(2)能夠有效地利用資源。在ATM 網中。所有的資源都能被任何業(yè)務所使用，分配資源的方法是根據信息傳送的需要隨機地分配。

(3)ATM 網絡是一個單一的通用網絡，通過這個網絡能夠提供所有的業(yè)務，節(jié)省了網絡設計、安裝和維護的費用。

3 ATM 的交換原理

由于ATM 采用面向連接的傳輸方式，因此，在各個ATM 端點之間進行通信之前需要通過虛連接進行交換。一個ATM 的傳輸過程可以包括3個階段：虛連接建立、數據傳輸和虛連接終止。ATM 網絡是網狀拓撲接構，由多個ATM 交換機組成。ATM 網絡與用戶之間的接口稱為用戶網絡接口UNI；ATM交換機與ATM 交換機之間的接口稱為網絡與網絡接口(ATM)。

ATM 中的虛連接由虛通路(Virtual Path，VP)和虛通道(Virtual Channel，VC)組成，分別用VPI和VCI來標識。多個虛通道可以復用一個虛通路，而多個虛通路可以復用一條傳輸鏈路。在一個傳輸鏈路上，每個虛連接可以用VPI和VCI的值惟一標識。

當發(fā)送端希望與接收端建立虛連接時，他首先通過UNI向ATM 網絡(ATM交換機)發(fā)送一個建立連接的請求。在連接端接收到該請求并同意建立連接后，一條虛連接才會被建立。虛連接用信元頭中VPI／VCI的值將根據要發(fā)送的目的地參照映像表被映射成新的VPI／VCI。這樣，通過一系列VP，VC的交換，信元被準確地傳送到目的地。

虛連接有2種：虛連接(PVC)和交換虛連接(SVC)。PVC和SVC的不同點在于SVC是在進行數據通信之前通過信令協議自動建立的，數據傳輸之后被拆除；PVC是由網絡管理等外部機制建立的虛連接，該連接在網絡中將一直存在。

每個ATM虛連接都有一個服務質量參數(QoS)來標定所傳輸的數據。QoS參數主要包括數據傳輸所需要的帶寬、數據負載類型(恒定比特率CBR或可變比特率VBR等)以及數據優(yōu)先級和時延等。

ATM中的信息傳輸采用固定長格式，一律為53B，其中包括48 B的數據和5 B的信元頭。ATM信元長度的選擇是考慮到以下幾個方面的因素：傳輸速率、打包時延、在交換機中的排隊時延以及交換機中存儲器的大小等。ATM信元頭的功能很有限，主要用來標志虛連接。另外，他也完成一些功能有限的流量控制、擁塞控制、差錯控制等功能，虛連接由信元頭中的VIP／VCI來標志。

對ATM的概念可以概括為：ATM可以看作是一種特殊的分組型傳遞方式，他建立在統(tǒng)計時分復用的 基礎上，并使用固定長度的信元。當用戶希望通過ATM網絡傳遞數據時，首先通過信令向目的地站點提出建立虛連接的請求，同時給出該連接所需要的QoS參數。若這些要求能夠被滿足，則連接被建立，發(fā)送端得到一個VPI／VCI。這時，發(fā)送端就可以通過這條虛連接將數據發(fā)送給接收端。當數據經過ATM交換機時，要進行VP，VC交換，此時，信元頭中的VPI，CVI被賦予新值。數據傳輸后，虛連接被拆除。

4 結 語

ATM 的這種傳輸機制使得ATM 網絡具有其他網絡所不能比擬的優(yōu)點：能適應高帶寬應用的需求，能 同時傳送多種數據信息；具有良好的可擴展性；LAN和WAN具有統(tǒng)一的結構以及為應用提供QoS參數等。這些特點使ATM 網絡得到人們的重視。