概述
異步傳送模式(ATM)是一種通過LAN、MAN和WAN來傳輸語音、視頻和數據的新興技術。ATM也是一個國際標準,實現了高速、面向連線、信元交換和用以為用戶提供虛擬無限頻寬的多路復用技術。
這裡的異步主要指的是各終端沒有共同的時間參考。在ATM中信息傳輸的基本單位是信元(cell),信元是一個固定長度的小的分組,其長度是53個位元組,信元在網路中使用分組交換的方式進行傳輸。從本質上說,ATM也是分組交換的一種形式,它屬於快速分組交換的一種,在快速分組交換中,長度固定的分組被稱為信元,使用信元進行快速分組交換,稱之為信元中繼,而長度不固定的分組進行快速分組交換,就是幀中繼。
異步傳送模式的協定結構
圖中是ITU—T發布的ATM標準中ATM的協定結構示意圖,它表示了用戶和網路之間接口的基本結構,主要包括物理層、ATM層、ATM適配層(AAL)和高層。
物理層主要涉及傳輸介質和信號編碼設計的規範。在ATM物理層中,規定的典型數據速率包括25Mbps、51Mbps、155Mbps、622Mbps及更高的數據速率。ATM的物理層包括兩個子層,即物理介質子層(PM)和傳輸會聚(TC)子層。
ATM層主要提供分組傳送能辦。在這一層上,ATM以固定大小的信元進行數據傳輸,同時它還定義了使用邏輯連線的方法。
ATM適配層(AAL)支持不基於ATM的信息傳送協定,它將更高層的信息映射成ATM信元,以便套用ATM網路進行傳輸,然後再從ATM信元收集信息,投遞給更高層。
ATM協定參考模型引用了三個獨立的平面:
·用戶平面——提供用戶信息傳遞以及相關的控制(例如流控和錯誤控制)。
·控制平面——執行呼叫控制以及連線控制功能。

·管理平面——包括面管理,執行與作為一個整體的系統有關的管理,並在所有的面之間提供協調功能,也包括層管理,執行與資源及駐留其協定實體中的參數有關的管理功能。
異步傳送模式的工作原理
用戶通過傳送一十迭往目標用戶的敦據包開始ATM 過程。數據包經ATM適配層處理,劃分為多個48位元組的數據塊.再由ATM層加上5位元組的塊頭信息完成單元的格式化。最後,由物理層將多個單元組成包。在包的開始加上附加的幀和維護信息,並通過物理蝶件住外傳送.接收過程則與此相反。
異步傳送模式的優點
異步傳送模式 的主要優點是具有以每秒高進2千兆使的建度傳輔聲音 數據,圖形及視操圖像的能力。它允許網路管理者在工作站要求改變時動態重組LAN。當前,LAN的分段原則是一個工作站與它的LAN伺服器的地理位置較近,ATM將允許網路管理者建立一個邏輯的而不是物理的分段。一個ATM開關將允許你建立一個完全不依賴於網路的物理結構的邏輯網路。
異步傳送模式提供了任何兩個同點間的點到點的連線,保證兩點聞可有完全的網路頻寬——每秒45兆位或155兆位(標準草案中規定的兩個接口速度)。因為ATM是獨立於介質,它能在一定速度範圍內操作。
異步傳送模式業務套用
視頻點播:用戶可以選擇播放視頻節目,改變了以往讓所有用戶必須同時觀看相同節目的局限,使用戶可以隨心所欲的選擇節目。
遠程教學:通過ATM電路將不同地方的教室連為一體,老師與學生能夠實時交流。
遠程醫療:將各地的醫院通過ATM電路連線起來,實現了遠程專家會診、遠程醫療手術指導、手術現場觀摩、遠程醫學教學等。
遠程會議:將分布在不同地方的會場通過ATM電路連線起來,通過現場的會場顯示,會議聲音互動傳輸,場景的快速靈活切換,使各會場的與會者如處一地,既節省了差旅費,又提高了工作效率。
對於ATM和IP這兩者哪一種更好這一問題,一直進行著激烈地辯論。很多人發現這種辯論實在是很奇怪,因為這兩種技術完全不同,甚至不在同一協定層中。爭論的內容實際上是網路究竟應該是面向連線(ATM)的還是盡力傳輸(IP)的。ATM的固定信元大小和虛電路能力使它成為實時多媒體的最佳選擇。運營商和服務提供商在他們的核心網路中使用ATM,這是因為ATM使他們能夠為用戶提供服務保證。但是,IP的簡單數據分組轉發模型已在網際網路上證明為非常有用,因為網際網路上的業務流量為突髮式而且無法預測。這種模型允許數百萬人共享網際網路的頻寬而無需事先建立虛電路。但是,IP模型在通信載荷和擁塞下開始垮塌了。另外,由於IP網路延遲無法預測,因而給實時通信業務帶來了問題。
異步傳送模式業務的主要特點
1、 ATM採用統計時分復用技術,可將一個物理通道劃分為不同業務特性的多條虛電路提供給用戶,實現網路資源的按需分配。
2、 ATM具有時延小、實時性好的特點,能夠滿足多媒體通信的要求。能針對連線提供QoS保障。
3、 ATM可提供多種業務、多種用戶接口。可與現有的任何一種業務相連,將不同業務在同一網上傳輸。ATM是一種交換技術,可以有效利用頻寬全面支持多媒體,充分保證用戶網路的可擴展性。
4、 可實現任意速率的接入,用戶改變速率方便靈活。可以提供2M到655M的連線頻寬。
5、 覆蓋廣泛、傳輸穩定可靠:所有物理光纖線路全部採用地下管網方式鋪設,不需架空敷設,套用“環路自愈保護”與網管集中監控系統,充分保證了網路的安全性和自我保護性。
6、 獨立電源保護系統:網路供電不依賴於市電,採用四套獨立電源系統,保障供電安全,永不停頓。
7、 全面可靠的網路維護:向用戶提供每天24小時、每周7天的快捷全面網路維護,快速解決用戶可能出現的各種網路障礙。
異步傳送模式的發展
ATM最初由電話公司定義,並且電話公司曾經把它作為端到端網路技術和話音技術大力推崇。從這一點來說,ATM既是LAN技術也是WAN技術,它有可能允許用戶使用單個網路來替換他們獨立的聲音和數據,以同時處理話音和數據以及其他多媒體內容(如視頻)。
在20世紀90年代初期,人們普遍認為ATM是下一代網路技術,並且它會一直延伸到桌面。但是,當時廣播LAN的地位已經在大多數組織和爆發出現的網際網路技術中確立。而ATM則是以它的速度吸引人,吉比特乙太網(lOOO Mbit/s)(現在是lOG bit/s乙太網)可提供更便宜且更易管理的服務。
而且,AFM是一種可行的主幹網技術,甚至是在本主題結尾所討論的吉比特乙太網環境中。ATM很易於升級,並且可與大多數現有技術結合。
最近,一些新技術(如DWDM(密集波分復用))和光網路可能會取消ATM甚至SONET)。DWDM將數百個並且可能是數千個波長的電路放入單個光纖中。這意味著核心網路將支持很高容量的交換光電路,從而減少對分組交換核心網路的需要。想像一下,有整個光束(波長)分配給您個人使用,需要時它將切換到位,操作結束後它將斷開。這就是新的光網路所能夠提供的。有關更多信息,請參閱“光網路”。對這些趨勢有了一定的了解後,下面各節將提供ATM技術的概述。