什么是異步轉移模式

1、ATM的定義與功能 CCITT在I系列建議中給ATM下了這樣的定義：ATM是一種轉換模式（即前面所說的傳輸方式），在這一模式中信息被組織成信元（Cell），包含一段信息的信元并不需要周期性地出現在信道上，從這個意義上說，這種傳輸是異步的。

ATM的特點是進一步簡化了網絡功能。ATM網絡不參與任何數據鏈路層功能，將差錯控制與流量控制工作都交給終端去做。可以看出，分組交換網的交換折點參與了OSI第1層到第3層的全部功能；幀中繼節點只參與第2層功能的核心部分(2a)，也即數據鏈路層中的幀定界、0比特插入和CRC檢驗功能，第2層的其它功能，即差錯控制和流量控制，以及第3層功能則由終端處理；ATM網絡則更簡單，除了第1層的功能之外，交換節點不參與任何工作。從功能分布的情況來看，ATM網和電路交換網有點相似，可以說ATM網是綜合了分組交換和電路交換的優點而形成的一種網絡。

ATM克服了其它傳送方式的缺點，能夠適應任何類型的業務，不論其速度高低、突發性大小、實時性要求和質量要求如何，都能提供滿意的服務。

2、ATM的信元

信元實際上就是分組，只是為了區別于X.25的分組，才將ATM的信息單元叫作單元。ATM的信元具有固定的長度，即總是53個字節。其中5個字節是信頭(Header),48個字節是信息段。信頭包含各種控制信息，主要是表示信元去向的邏輯地址，另外還有一些維護信息、優先級及信頭的糾錯碼。信息段中包含來自各種不同業務的用戶數據，這些數據透明地穿越網絡。新元的格式與業務類型無關，任何業務的信息都同樣被切割封裝成統一格式的單元。

ATM的信頭有兩種格式，分別對應用戶－網絡接口UNI和網絡節點接口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。當多個信元等待傳輸時，用以確定發送順序的優先級。

(2)虛通道標識字段VPI(Virtual Path Identifier)和虛通路標識字段VCI(Virtual Channel Identifier)用做路由選擇。

(3)負荷類型字段PT(Payload Type)用以標識信元數據字段所攜帶的數據的類型。

(4)信元丟失優先級字段CLP(Cell Loss Priority)用于阻塞控制，若網絡出現阻塞時，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的功能在物理層實現。

3、ATM的工作方式

時分復用方式工作，來自不同信息源的信元匯集到一起，在一個緩沖器內排隊，隊列中的信元著個輸出到傳輸線路，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志(如A和B)，說明該信元去往的地址，網絡根據信頭中的標志來轉移信元。

信息源隨機地產生信息，因為信元到達隊列也是隨機的。高速的業務信元來得十分頻繁、集中，低速的業務信元來得很稀疏。這些信元都按先來后到在隊列中排隊，然后按輸出次序復用到傳輸線上。具有同樣標志的信元在傳輸線上并不對應某個固定的時間間隙，也不是按周期出現的，也即信息和它在時域的位置之間沒有關系，信息只是按信頭中的標志來區分的。這種復用方式稱為異步時分復用(Asynchronous Time Division Multiolex)，又稱統計復用(Statistic Multiptx)。而在同步時分復用方式(如PCM復用方式)中，信息以它在一幀中的時間位置(時隙)來區分，一個時隙對應著一條信道，不需要另外的信息頭來標識信息的身份。

異步時分復用方式使ATM具有很大的靈活性，任何業務也都可按實際需要來占用資源。對于特定的業務，傳送速率可隨信息到達的速率而變化，因此網絡資源得到了最大限度的利用。ATM網絡可以適用于任何業務，不論其特性如何(速率高低、突發性大小、質量和實時性要求等)，網絡都按同時的模式來處理，真正做到了完全的業務綜合。

若某個時刻隊列中沒有等待發送的信元，此時線路上就出現未分配信元(信頭中含有標志φ)；反之，若某個時刻傳輸線路上找不到可以傳送新元的機會(信云啊都已排滿)，而隊列已經充滿緩沖區，此時為了盡量減少對業務質量的影響，將優先級別低的信元丟棄。緩沖區的容量必須根據信息流量來計算，以使信元丟棄率在10-9以下。

為了提高處理速度和降低延遲，ATM以面向連接器的方式工作。網絡的處理工作十分簡單：通信開始時建立虛電路，以后用戶將虛電路標志寫入信頭(即地址信息)，網絡根據虛電路標志將信元送往目的地。

經過ATM網絡中的節點提供信元的交換。其實，ATM網絡的節點完成的只是虛電路的交換，因為同一虛電路上的所有信元都選擇同樣的路由，經過同樣的通路到達目的地。在接收段，這些信元到達的次序總是和發送次序相同。

ATM交換節點的工作比X.25分組交換網中的節點要簡單得多。ATM節點只做信頭的CRC檢驗，對于信息的傳輸差錯根本不過問。ATM節點不做差錯控制(信頭中根本你沒有信元的編號)，也不參與流量控制，這些工作都留給終端去做。ATM節點的主要工作就是讀信頭，并根據信頭的內容快速的將信元送往要去的地方，這件工作在很大的程度上依靠硬件來完成，所以ATM交換的速度非常快，可以和光纖的傳輸速度相匹配。