異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)是一種以固定長度的分組方式，并以異步時分復(fù)用方式，傳送任意速率的寬帶信號和數(shù)字等級系列信息的交換設(shè)備。異步轉(zhuǎn)移模式是用于實(shí)現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(
B-ISDN )的基礎(chǔ)技術(shù)。它可綜合任意速率的話音、數(shù)據(jù)、圖像和視頻的業(yè)務(wù)。
ATM有以下特點(diǎn)：(1)異步轉(zhuǎn)移模式綜合電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn)而成，它使用統(tǒng)一的信元(Cell)作為基本傳送單位，即48個字節(jié)的信息碼加5個字節(jié)的信息頭共53個字節(jié);(2)異步轉(zhuǎn)移模式的速率為155Mb/s(STM-1)或622Mb/s(STM-4)，進(jìn)行高速分組交換，以降低時延，近來又將其速率適當(dāng)降低如52Mb/s，已被ITU-T采納;(3)異步轉(zhuǎn)移模式采用單一結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)多媒體通信，并用多種用戶-網(wǎng)絡(luò)接口為用戶提供多種服務(wù)，并可與現(xiàn)有的任何一種業(yè)務(wù)相連，將其納入統(tǒng)一的網(wǎng)路。ATM通常與同步數(shù)字系列(SDH)或準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH)結(jié)合在一起組成寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(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(wǎng)路結(jié)構(gòu)上分為骨干網(wǎng)和用戶接入網(wǎng)，前者節(jié)點(diǎn)間用網(wǎng)路間接口(NNI)互邊連，后者用網(wǎng)路用戶接口(NUI)互連。用戶接入網(wǎng)是將用戶現(xiàn)存的局域網(wǎng)(如Ethernet、To-kenRing、FDDI、以及用戶ATM設(shè)備)、話音(如PABX)、數(shù)據(jù)網(wǎng)(PSPDN、DDN、模擬專線等)、幀中繼(F、R)和貶低、圖形以及多媒體等業(yè)務(wù)經(jīng)接入ATM轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的ATM格式在骨干網(wǎng)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(yīng)用有(1)高速的局域網(wǎng)互連;(2)高質(zhì)量的電視會議;(3)遠(yuǎn)程教學(xué);(4)遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷;(5)遠(yuǎn)地協(xié)同工作;(6)多媒體通信;(7)按需分配頻寬(VOD)和電視點(diǎn)播;(8)影視遠(yuǎn)程分配;(9)可提供定時、可選頻寬的各種業(yè)務(wù)。ATM作為未來新一代高速寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的交換機(jī)將會得到迅速的發(fā)展。
信元實(shí)際上就是分組，只是為了區(qū)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(jié)。其中5個字節(jié)是信頭(Header),48個字節(jié)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(hù)信息、優(yōu)先級及信頭的糾錯碼。信息段中包含來自各種不同業(yè)務(wù)的用戶數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)透明地穿越網(wǎng)絡(luò)。信元的格式與業(yè)務(wù)類型無關(guān)，任何業(yè)務(wù)的信息都同樣被切割封裝成統(tǒng)一格式的單元。ATM的信頭有兩種格式，分別對應(yīng)用戶-網(wǎng)絡(luò)接口UNI和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)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(dāng)多個信元等待傳輸時，用以確定發(fā)送順序的優(yōu)先級。(2)虛通道標(biāo)識字段VPI(Virtual Path
Identifier)和虛通路標(biāo)識字段VCI(Virtual Channel Identifier)用做路由選擇。(3)負(fù)荷類型字段PT(Payload
Type)用以標(biāo)識信元數(shù)據(jù)字段所攜帶的數(shù)據(jù)的類型。(4)信元丟失優(yōu)先級字段CLP(Cell Loss
Priority)用于阻塞控制，若網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)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(shí)現(xiàn)。
有很多文件與ATM有關(guān)，其中大部分由ITU-T、ANSI和ATM論壇頒布。ATM標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)始自1984年，ITU-T和ATM論壇于1993年完成了許多標(biāo)準(zhǔn)，ATM論壇還頒布了B-ISDN交換運(yùn)營商接口，用于美國LATA(本地訪問與傳輸區(qū)域)間的操作。在分層結(jié)構(gòu)上，ATM類似于其他新興通信技術(shù)(如城域網(wǎng)[MAN]和交換多兆位數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)[SMDS])。ATM適配層(AAL)為面向連接和無連接的可變比特率(VBR)應(yīng)用提供會聚功能。ATM以恒定比特率(CBR)方式支持同步應(yīng)用(語音、視頻)。AAL實(shí)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(fù)責(zé)在發(fā)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(jié)的數(shù)據(jù)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(yè)務(wù)類型，例如語音、視頻和數(shù)據(jù)。VPI和VCI標(biāo)號ATM的出現(xiàn)對應(yīng)兩種形式的用戶到網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)：公共UNI定義了公共業(yè)務(wù)ATM網(wǎng)絡(luò)與專用ATM交換機(jī)之間的接口;專用UNI定義了最終用戶與專用ATM交換機(jī)之間的接口。UNI上的用戶業(yè)務(wù)由信元頭部的兩個值來標(biāo)識：虛信道標(biāo)識符(VCI)和虛擬路徑標(biāo)識符(VPI)。在用戶以按需連接的方式進(jìn)入與網(wǎng)絡(luò)的會話以及用戶以永久虛電路(PVC)方式進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)這兩種情況下，分配這些值給用戶。VPI和VCI也用于ATM網(wǎng)絡(luò)。交換機(jī)檢查VPI和VCI以確定如何通過ATM網(wǎng)絡(luò)來選擇信元的路由。ATM協(xié)議數(shù)據(jù)單元(信元)ATM協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)叫信元，它的長度為53字節(jié)，其中5個字節(jié)用于ATM頭部，48個字節(jié)由AAL和用戶有效負(fù)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(shè)置為零。5字節(jié)信元頭部中的大部分值由虛電路標(biāo)號VPI和VCI組成。有效負(fù)載類型標(biāo)識符(PT)字段標(biāo)識信元中的業(yè)務(wù)的類型，信元中可以包含用戶業(yè)務(wù)或管理/控制業(yè)務(wù)。信元丟失優(yōu)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(yùn)營商接口(B-ICI)ATM的網(wǎng)絡(luò)互通規(guī)范由ITU-T在G.708推薦標(biāo)準(zhǔn)中以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口(NNI)的方式頒布，而由ATM論壇頒布的相應(yīng)部分則被稱作寬帶交換運(yùn)營商接口(B-ICI)1.0版。這兩個規(guī)范的主要差別在物理層：NNI規(guī)定采用SDH，而B-ICI規(guī)定采用SONET或DS3。當(dāng)然，其他的物理層從技術(shù)上講也是可行的。
