隨著社會的進步、經(jīng)濟的發(fā)展和教育的普及，信息在人們的工作、學(xué)習(xí)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(wù)，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(shù)據(jù)傳輸?shù)?。對這些多功能化的需求，現(xiàn)今的任何網(wǎng)(包括電話網(wǎng)、用戶電報網(wǎng)、公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)、電路交換數(shù)據(jù)網(wǎng)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)、LAN，WAN，MAN，ISDN，CATV等)都無法完成，因為這些網(wǎng)都是面對特定業(yè)務(wù)類型設(shè)計的，他們存在以下幾個問題：

(1)各網(wǎng)資源不能共享，即使一個網(wǎng)絡(luò)中有空閑資源也不能被其他網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)使用。

(2)大量的網(wǎng)絡(luò)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(wù)網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)化程度高，不利于綜合新業(yè)務(wù)和多媒體通信的發(fā)展。

(4)同時要求多種通信業(yè)務(wù)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(wǎng)既不能滿足用戶對業(yè)務(wù)的高速度、多樣化及靈活性的要求，也克服不了在網(wǎng)絡(luò)的維護和管理上給網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營者帶來的困難，更重要的是無法適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。因此，無論從用戶角度還是從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營者的角度，都希望建立一個單一的網(wǎng)絡(luò)。要求這個網(wǎng)絡(luò)既能傳送低速信號，又能傳送高速信號；既能適應(yīng)語音信號延時特性，又能適應(yīng)數(shù)據(jù)信號誤碼特性，進而也能適應(yīng)圖像信號時延和誤碼兩種特性。這個網(wǎng)絡(luò)便是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)。

2 ATM 的概念及特點

ATM(異步轉(zhuǎn)移方式)的研究始于20世紀(jì)80年代，在歐洲將其名稱定義為ATD(異步時分復(fù)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(zhuǎn)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(fù)用技 術(shù)，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(shù)據(jù)。

ATM采用統(tǒng)計時分復(fù)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(nèi)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(biāo)志，說明信元所去的地址，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)信頭中的標(biāo)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(wù)信元來的十分頻繁；速率低的業(yè)務(wù)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(fù)用在傳輸線路上，信元在傳輸線路上并不對應(yīng)某個固定的時隙，也不是按周期出現(xiàn)的。正是由于采用了統(tǒng)計時分復(fù)用方式，使得ATM 具有很大的靈活性：任何業(yè)務(wù)都按實際需要來占用資源，對特定業(yè)務(wù)，傳送的速率隨信息到達的速率而變化，因此，網(wǎng)絡(luò)資源可以得到限度的利用。另外，ATM 網(wǎng)絡(luò)可以適用于任何業(yè)務(wù)，不論其特性如何，網(wǎng)絡(luò)都按同樣的模式來處理，以做到完全的業(yè)務(wù)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(yīng)性強，能夠適應(yīng)將來新業(yè)務(wù)的要求和新技術(shù)的發(fā)展。

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

(3)ATM 網(wǎng)絡(luò)是一個單一的通用網(wǎng)絡(luò)，通過這個網(wǎng)絡(luò)能夠提供所有的業(yè)務(wù)，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(shù)據(jù)傳輸和虛連接終止。ATM 網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)狀拓撲接構(gòu)，由多個ATM 交換機組成。ATM 網(wǎng)絡(luò)與用戶之間的接口稱為用戶網(wǎng)絡(luò)接口UNI；ATM交換機與ATM 交換機之間的接口稱為網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)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(biāo)識。多個虛通道可以復(fù)用一個虛通路，而多個虛通路可以復(fù)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(biāo)識。

當(dāng)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(wǎng)絡(luò)(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(jù)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(zhǔn)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(shù)據(jù)通信之前通過信令協(xié)議自動建立的，數(shù)據(jù)傳輸之后被拆除；PVC是由網(wǎng)絡(luò)管理等外部機制建立的虛連接，該連接在網(wǎng)絡(luò)中將一直存在。

每個ATM虛連接都有一個服務(wù)質(zhì)量參數(shù)(QoS)來標(biāo)定所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。QoS參數(shù)主要包括數(shù)據(jù)傳輸所需要的帶寬、數(shù)據(jù)負載類型(恒定比特率CBR或可變比特率VBR等)以及數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(biāo)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(biāo)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(fù)用的 基礎(chǔ)上，并使用固定長度的信元。當(dāng)用戶希望通過ATM網(wǎng)絡(luò)傳遞數(shù)據(jù)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(shù)。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(shù)據(jù)發(fā)送給接收端。當(dāng)數(shù)據(jù)經(jīng)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(shù)據(jù)傳輸后，虛連接被拆除。

4 結(jié) 語

ATM 的這種傳輸機制使得ATM 網(wǎng)絡(luò)具有其他網(wǎng)絡(luò)所不能比擬的優(yōu)點：能適應(yīng)高帶寬應(yīng)用的需求，能 同時傳送多種數(shù)據(jù)信息；具有良好的可擴展性；LAN和WAN具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)以及為應(yīng)用提供QoS參數(shù)等。這些特點使ATM 網(wǎng)絡(luò)得到人們的重視。