异步传输

一种信元交换和多路复用技术

异步传输（ATM）是每一个字符独立形成一个帧进行传输，一个连续的字符串同样被封装成连续的独立帧进行传输，各个字符间的间隔可以是任意的，所以这种传输方式称为异步传输。

基本概念

ATM是一种面向接续的技术。网中两系统通信之前，首先向所有中间交换点通知其通信要求和通信参数。这类似于电话网中从主叫到被叫的固定通路建立。在ATM网中，因为每条链路（link）容量被该链路上各接续共享而不是固定分配，所以每个接续被称为虚通道（VC）。网络利用虚信道以保证业务质量（Qos）。由于差错控制类信息在ATM网中不是由信息域处理，因此ATM信元在网中透明处理。

ATM采用了虚连接技术，将逻辑子网和物理子网分离。类似于电路交换，ATM首先选择路径，在两个通信实体之间建立虚通路，将路由选择与数据转发分开，使传输中间的控制较为简单，解决了路由选择瓶颈问题设立虚通路和虚通道两级寻址，虚通道是有两节点间复用的一组虚通路组成的，网络的主要管理和交换功能集中在虚通道一级，减少了网管和网控的复杂性，在一条链路上可以建立多个虚通路。

特征

异步传输方式也叫起止式，它的特点是每一个字符按照一定的格式组成一个帧进行传输。即在一个字符的数据位前后分别插入起止位、校验位和停止位构成一个传输帧。如图1：

起始位起同步时钟置位作用，即起始位到达时，启动位同步时钟，开始进行接收，以实现传输字符所有位的码元同步。由于起止位、检验位和停止位的加入，会引入20%~30%的开销，传输的格外开销大，使传输效率只能达到70%左右。

异步传输仅采用奇偶校验进行检错，检错能力较差。

通信协议

ATM协议参考模型基于国际电联的标准产生，它由三个面组成，即控制面（Control）、用户面（User）和管理面（Management）。控制面处理寻址，路由选择和接续相关功能。这对网络动态接续的建立举足轻重。用户面在通信网中传递端到端用户信息，管理面提供操作和管理功能，它也管理用户面和控制面间信息交换。管理面又分两层，即层管理和面管理。前者涉及包括网络故障和协议差错检测的层特定管理功能。后者提供网络相关的管理和协调功能。这三个面使用物理层和ATM层工作。ATM适配层（AAL）是业务特定的，它的使用取决于应用要求。

传输模式

异步传输模式（ATM），就是基于电路交换和分组交换的基础上的一种新的交换技术。此传输模式可以传递多种类型的资料。

异步传输模式图如图2：

ATM是在LAN上或WAN上传送声音、视频图像和数据的宽带技术，属于信息元中继技术，其中的分组大小固定。信元好比某种运输工具，其大小是固定的，可以将数据块在ATM直接进行传递。同时，ATM还具有以下特点：

（1）ATM的基本单位是信元。

（2）ATM的信元的长度为53个字节。

（3）ATM常被应用在光通信中。

物理层结构

ATM分层结构中定义了物理层、ATM层、ATM适配层（AAI）和高层，下面分别介绍。

（1）物理层

ATM的物理层利用通信线路的比特流传送功能，实现ATM信元流的传送。ATM的物理层包括两个子层，即物理介质子层（PM）和传输汇聚（TC）子层。

（2）ATM层

ATM层负责生成信元，它接受来自ATM适配层（AAL）的48字节用户数据并附加上相应的5字节信元标头。ATM层支持连接的建立，并汇聚到同一输出端口的不同应用的信元，同样也分离从输入端口到各种应用或输出端口的信元。

（3）ATM适配层（AAL）

ATM适配层负责适配从用户平面来的信息，以形成ATM网可利用的格式。ATM网可以传输数据、语音以及视频等多种格式，每一种格式都要求ATM网络有不同的适配。ATM层利用53字节中的5字节提供网络服务，如路由、优先级以及拥塞控制，只有48字节作为用户信息载体。因此，ATM适配层必须将大的IP报适配成ATM网络可接受的格式。

（4）高层协议

高层提供与特定业务相关的通信功能。用户平面的高层协议是与业务类型密切关联的，控制平面的高层协议是信令协议。

应用

ATM的应用领域主要在以下几个方面：

（1）支持现有的电信网逐步从传统的电路交换技术向分组（报）加换技术演变。

（2）用于Internet骨干网，构建核心路由器，支持IP网的持续发展。

（3）与IP技术相结合，利用ATM网络位IP用户提供高速直达数据链路，使ATM网络运营部门充分利用ATM网络资源，发展ATM网络上的IP用户业务，又可以解决Internet网络发展中遇到的瓶颈问题，推动IP业务的进一步发展。

计算机的串口通信就是采用异步传输的方式进行传输的，通过电话线、MO-DEM上网也是采用异步传输方式实现的。

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