ATM交换

异步传送模式(ATM)交换技术是一种包含传输、组网和交换等技术内容的新颖的高速通信技术。它是由产业界、用户团体、研究机构和标准化组织开发和定义的。它被设计满足下一代通信技术要求，如支持带宽资源的有效利用，有利于有各种类型的网络互连以及能够提供各种先进的通信业务。它被看作是先进和有效的军用和民用通信的先进通信技术。它适用于局域网和广域网，它具有高速数据传输率和支持许多种类型如声音、数据、传真、实时视频、CD质量音频和图像的通信。

ATM交换

ATM真正具有电路交换和分组交换的双重性

从技术上看，ATM是从快速分组交换技术演变而来的，用于信息传输的基本的ATM数据单元是ATM信元。这种ATM信元的长度是固定的，并由53个8位二进制数组成，包括 5个8位二进制数的头标字段和48个8位二进制数的信息有效载荷字段。一个ATM信元的总ATM具有分组交换和电路交换的特征，并包含传输、组网、多路复用和交换技术。ATM典型的数据速率为155Mb/s。通过计算150M/8/53=360 000，即每秒钟信道上有36万个信元来到，所以每个信元处理周期仅为2.7us。商用ATM交换机可以连接16~1024个逻辑信道，于是每个周期中要处理16~1024个信元。短的、固定长度的信元为使用硬件进行高速交换创造了条件。

ATM信元头和有效载荷

信元头字段的主要功能是建立通信信道，识别属于同一通信信道的的信元，在网络节点之间交换信元并为信元选择路由，区分信息流的优先等级和控制信息流。

CLP:信元丢失优先权 PTI:有效载荷类型识别符 GFC:类属流控制* VCI:虚拟信道识别符** HEC:头标差错控制 VPI:虚拟通道识别符** UNI:用户-网络接口 *GFC字段的功能至今仍未被标准化机构完全定义 **VCI和VPI组成信元交换中使用信元标记字段

ATM信元的信息有效载荷(I)字段包括用户和管理数据。在I字段的48个8位字节中，前面的少数8位字节(最多达4个8位字节)与业务无关，其余的8位字节按特定业务编码。

异步多路复用和快速分组交换

ATM技术所基于的工作原理是分解业务信号，把这些信号映射成固定长度的ATM信元，以异步方式多路复用这些ATM信元，从而组成连续传输的数据流，接着通过网络上的虚拟通信信道，使数据流实现高速交换和传输。减少协议开销和增加误差检校和对终端系统高层的重发这样一些功能，可提高传输速度。

面向连接的技术和虚拟连接

ATM是一种面向连接的技术，意即通信信道建立阶段必须处理实时信息交换。在通信信道建立阶段，通过网络建立一条端到端的通信信道。在ATM中，通过网络中节点到节点连接的连锁逻辑关联来实现这样的信道。每次逻辑关联表明传输ATM信元的单向信息传输能力，并调用一个虚信道(VC)。由于虚信道与专用的物理线路无关，并且它与其他连接共享其物理信道，所以把它视为虚拟。一个局部性的显著逻辑标识符VCI识别一个VC，而VCI由ATM 层分配并放置在信元头标中。当ATM层分配一个VCI值时，产生一条VC链路。一旦VC链路建立起来，它的后面将跟随属于同一VC连接的所有信元，从而确保在属于VC连接的传输中以这样的方式排序。整个ATM网络中实现端到端连接VC连锁连接被称作虚信道连接(VCC)。

分组交换与线路交换的综合

ATM通信技术将现有的线路交换方式数字通信方式与分组通信方式加以综合。首先， ATM允许凭借信元标记定义和识别个人通信；就此而论，ATM装配普通的分组传输方式。第二，ATM与分组方式通信紧密相连，因此，它只有当有业务要传送时才利用带宽。第三，像分组交换一样，在呼叫建立阶段，ATM支持服务质量(QoS)协商，并通过在多种连接中共享其传输媒体而支持虚电路的利用。但是也有明显差别，因为分组方式一般利用可变长度的分组，而ATM则将固定长度分组的ATM信元作为其基本的传输媒介。此外，普通的分组方式主要是为可变比特率(VBR)、非实时数据信号创建的，而ATM同样可以很好地管理实时恒定比特率( CBR)信号。

标记交换

ATM方式时，根据信元标记字段中包含的信息进行信元寻由和交换，而信元标记字段是信元头标的VCI和VPI。信元标记并非是一个明确地址。

鉴于ATM固有的优点及其对潜在应用的支持，它将对民用和军事通信用产生重大影响,并将引起通信方式的变革。

就经济效益而言，其优点包括按使用付费、较好的带宽保证、减少(昂贵的)租用线预订、资源优化、可缩放的和灵活的带宽分配以及投资保证。

就提供业务来说，其优点包括支持LAN、MAN和WAN环境中的综合通信，改善QoS、保证带宽、按需带宽和可缩放的带宽分配，继续提供高质量的业务以及提供新的业务。

就网络基础结构而言，其优点包括多种类型的网络互连，支持灵活的网络基础结构，并支持多机种网络基础结构。

ATM物理层

ATM物理层分为两个子层。

一：物理介质相关层

物理介质相关层PDM（physical Mediun Dependent sublayer）是有关传输介质、信号电平、比特定时等规定。但是ATM没有提供相应的规则，而是准备采用现有的传输标准。

二：传输聚合子层

传输聚合子层TC（Transmission Convergence）提供与ATM层的统一接口。在发送方，它从ATM层接收信元，组成特定形式的帧。在接收方，它从PDM子层提供的比特流中提取信元，验证信元头，并将有效的信元提交给ATM层。这一层类似于数据链路层的功能。