在同步傳輸網(wǎng)絡(luò)中，各數(shù)據(jù)站點(diǎn)，被分配到一系列時(shí)間槽中，每個(gè)站點(diǎn)只能在自己的時(shí)間槽中發(fā)送數(shù)據(jù)，而別的站點(diǎn)不能在這個(gè)時(shí)間槽中發(fā)送信息。這樣一來(lái)就會(huì)有一些空的時(shí)間槽沒(méi)有被利用，造成資源上的浪費(fèi)。如下圖所示：
ATM是ITU-T在寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）標(biāo)準(zhǔn)的 基礎(chǔ)上制定的信元中繼標(biāo)準(zhǔn)。開(kāi)始，它只是一種在公共網(wǎng)絡(luò)中傳輸音頻、視頻和數(shù)據(jù)的快速傳輸技術(shù)，后經(jīng)ATM論壇的發(fā)展，使ATM既可用在公共網(wǎng)絡(luò)，又可用在專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。
ATM以固定長(zhǎng)度的信元為傳輸單位，每個(gè)信元為53個(gè)字節(jié)組成，其中前5個(gè)字節(jié)包含信元頭信息，其余的48個(gè)字節(jié)為有效負(fù)載。
由ATM交換機(jī)和ATM末端設(shè)備組成。ATM交換機(jī)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中的信元傳輸，它接收來(lái)自一個(gè)ATM末端或另一個(gè)ATM交換機(jī)的信元，然后讀取和更新信元頭信息，并迅速將信元送往目的地的輸出接口。每個(gè)ATM末端設(shè)備都有一個(gè)ATM網(wǎng)絡(luò)接口適配器。ATM末端可以是工作站、路由器、數(shù)據(jù)服務(wù)單元等。
ATM網(wǎng)絡(luò)是面向連接的。有兩種連接類(lèi)型，一種是以虛路徑標(biāo)識(shí)符為標(biāo)志的虛路徑，一種是以虛路徑標(biāo)識(shí)符（VPI）和虛信道標(biāo)識(shí)符（VCI）的組合為標(biāo)志的虛信道。如下圖所示:
首先，鏈路中的交換機(jī)根據(jù)已知的VCI或VPI值接收信元。然后交換機(jī)根據(jù)本地轉(zhuǎn)換表中的連接值確定本次連接的輸出口，并更新鏈路中下一次連接的VPI/VCI值。最后，交換機(jī)以正確的連接標(biāo)識(shí)符將信元重新發(fā)送到輸出鏈路中。
由下列ATM層組成：
（1） 物理層：類(lèi)似于OSI參考模型的物理層，ATM物理層管理介質(zhì) 傳輸。
- ATM層：與ATM適配器層的功能結(jié)合后，ATM層大致類(lèi)似于OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層。ATM層負(fù)責(zé)建立連接并使信令穿越ATM網(wǎng)絡(luò)。為此，它要使用每個(gè)ATM信元的頭信息。
- ATM適配器層（AAL）：與ATM層的功能結(jié)合后，AAL大致類(lèi)似于OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層。AAL負(fù)責(zé)將高層協(xié)議與ATM處理細(xì)節(jié)隔離。針對(duì)不同的應(yīng)用，ATM有不同的AAL類(lèi)型，類(lèi)型1：主要用于電路仿真、電話電視會(huì)議或其他對(duì)延遲敏感的業(yè)務(wù)；類(lèi)型2：與類(lèi)型1類(lèi)似，用于對(duì)延遲敏感的業(yè)務(wù)；類(lèi)型3/4：針對(duì)延遲不敏感的業(yè)務(wù)，例如數(shù)據(jù)/文件傳輸?shù)龋活?lèi)型5：同樣針對(duì)延遲不敏感的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
由于ATM是異步的，它正好彌補(bǔ)了文章開(kāi)頭所說(shuō)的同步網(wǎng)的不足，下圖可以形象的說(shuō)明這一點(diǎn)：
同時(shí)，ATM網(wǎng)還具有以下特點(diǎn)：
- 采用端節(jié)間點(diǎn)到點(diǎn)的連接和交換機(jī)技術(shù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的共享訪問(wèn)傳輸技術(shù)。
- 采用定長(zhǎng)數(shù)據(jù)單元傳輸代替?zhèn)鹘y(tǒng)長(zhǎng)度可變的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸。
- 采用嵌套式層次結(jié)構(gòu)尋址機(jī)制，代替?zhèn)鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中長(zhǎng)而復(fù)雜的鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層尋址。
網(wǎng)絡(luò)資源管理（NRM）：提供合適的網(wǎng)絡(luò)資源（帶寬和緩沖），根據(jù)業(yè)務(wù)范圍來(lái)管理和/或分隔業(yè)務(wù)流。
連接允許控制（CAC）：網(wǎng)絡(luò)借助此過(guò)程在呼叫建立階段就確立是否一條連接可以被賦予所需的資源（在可得的資源范圍內(nèi)）而不需要以QOS的下降為代價(jià)。
使用/網(wǎng)絡(luò)參數(shù)控制（UPC/NPC）：這是網(wǎng)絡(luò)可以采取的一毓動(dòng)作，用于監(jiān)視和控制分別位于UNI和NNI處的ATM為檢測(cè)和佃流，這包括檢測(cè)和招待對(duì)業(yè)務(wù)流的破壞（不愿意的可有意的）以保護(hù)現(xiàn)有連接的QOS。
優(yōu)先級(jí)控制：一網(wǎng)絡(luò)單元有選擇地刪除低優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)可以被用來(lái)盡可能多地保護(hù)高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)。信元優(yōu)先級(jí)可以用CLP比特精確地指明或者以VPI/VCI為基礎(chǔ)對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分隔來(lái)實(shí)現(xiàn)。
反饋控制：網(wǎng)絡(luò)和用戶(hù)得用這一過(guò)程來(lái)調(diào)節(jié)ATM連接上的業(yè)務(wù)量；依據(jù)是網(wǎng)絡(luò)單元的擁塞狀態(tài)。
業(yè)務(wù)流量合同(Traffic Contracts)
B-ISDN/ATM網(wǎng)絡(luò)在ATM層可以提供各種業(yè)務(wù)質(zhì)量（QOS），而QOS可以按ATM的性能指標(biāo)參數(shù)來(lái)規(guī)定。
ATM流量參數(shù)規(guī)定了業(yè)務(wù)我的一個(gè)特定方面，并從質(zhì)和量?jī)蓚�(gè)方面來(lái)描述，如最大信元突發(fā)長(zhǎng)度。
ATM業(yè)務(wù)量描述符是一組業(yè)務(wù)量參數(shù)，它可以被用來(lái)完整地描述ATM連接上的業(yè)務(wù)量特性。
業(yè)務(wù)量合同（在UNI處）由一套談判題目組成：
- ATM傳輸能力
- 源頭的業(yè)務(wù)量描述符
- QOS級(jí)別和參數(shù)
- 最大被分配的CDV容差（CDTV）
- 用于標(biāo)記信元選項(xiàng)
ATM的傳輸能力規(guī)定了QOS保證和ATM業(yè)務(wù)量參數(shù)的組合，以適用于一組用戶(hù)應(yīng)用并由ATM層的一個(gè)特定的業(yè)務(wù)處復(fù)用機(jī)制所支持。ATM的傳輸能力的概念已經(jīng)在ITU-T SG 13中被發(fā)展出來(lái)，用以劃分各種不同的ATM統(tǒng)計(jì)復(fù)用協(xié)議范圍。這些協(xié)議原是被提出用來(lái)進(jìn)行VBR流量控制的。
協(xié)議I.371中定義的ATM 傳輸能力：
確定的比特速率DBR（Deterministic Bit Rate）傳輸能力（以前被定義為常數(shù)比特速率（CBR））。
統(tǒng)計(jì)比特速率（SBR）傳輸能力（以前被為可變比特速率（VBR））。有三個(gè)版本SBR1、SBR2和SBR3。它們是依據(jù)流量參數(shù)可選項(xiàng)進(jìn)行定義的。
可得的比特速率（ABR）傳輸能力。其初步文本已經(jīng)在96年5月的第13組會(huì)議上達(dá)成一致意見(jiàn)。
ATM塊傳輸（ABT）能力（已經(jīng)定義了兩個(gè)版本的協(xié)議）。其初步文本已經(jīng)在96年5月的第13組會(huì)議上達(dá)成一致意見(jiàn)。
- ATM傳輸能力
統(tǒng)計(jì)比特速率（SBR）、可用比特速率（ABR）、ATM塊傳輸（ABT）均是為了相同類(lèi)型的潛在的端系統(tǒng)應(yīng)用，如VBR和可能端系統(tǒng)應(yīng)用，諸如高速數(shù)據(jù)、圖像等。
- 所有的這些流量控制協(xié)議均是為了提供不同程度的統(tǒng)計(jì)多路復(fù)用/增益，以提高網(wǎng)絡(luò)應(yīng)付突發(fā)VBR業(yè)務(wù)的效率。
可以達(dá)到的統(tǒng)計(jì)多路復(fù)用/效益的實(shí)際量在很大程度上取決于：
- 在ATM NE中，ATM傳輸能力是如何實(shí)現(xiàn)的；
- 網(wǎng)絡(luò)操作員的策略和工程運(yùn)用情況；
- 應(yīng)用需求；
- 源/目的行為和需求；
- 應(yīng)用所含的實(shí)際流量特性的精確性應(yīng)被確定。
- 用于ABR和ABT的協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來(lái)是非常復(fù)雜的，目前還不清楚在實(shí)際的（廣域）公共網(wǎng)絡(luò)上如何很好地實(shí)現(xiàn)這一功能。
- ATM Forum還沒(méi)有支持ABT的能力。在ABR的實(shí)現(xiàn)方面，ITU-T的ATM Forum的規(guī)范這間也存在著差異。
- 在這一階段，兼容性是一個(gè)主要的問(wèn)題。
通用B-ISDN/ATM的OAM原理和過(guò)程是建立在管理網(wǎng)絡(luò)（TMN）OAM模型（協(xié)議M.3010）所定義的主要OAM范疇的基礎(chǔ)之上，這些范疇是：
- 故障管理（FM）
這包括通過(guò)連續(xù)和周期的檢查步驟來(lái)檢測(cè)和定位影響信息傳輸?shù)娜毕莺凸收希鳛榻Y(jié)果，會(huì)產(chǎn)生維護(hù)事件的記錄和告警，此外，通過(guò)阻塞和/或轉(zhuǎn)換過(guò)程，可以啟動(dòng)系統(tǒng)保護(hù)。
- 性能管理（PM）
這包性能監(jiān)控和分析，通過(guò)管理褓來(lái)檢測(cè)出任何用戶(hù)信息的性能下降，并采取行動(dòng)以保證QOS目標(biāo)能夠達(dá)到。
- 配置管理
這包括與提供連接和網(wǎng)元中相關(guān)的所有功能。
- 計(jì)費(fèi)管理
該功能涉及資源使用監(jiān)控、計(jì)費(fèi)/帳單信息的收集和傳送。
- 安全管理
這包括與網(wǎng)絡(luò)資源安全性相聯(lián)系的功能。
以ATM為骨干網(wǎng)的企業(yè)局域網(wǎng)
現(xiàn)在幾乎所有的ATM廠商和大多數(shù)著名網(wǎng)絡(luò)廠商都提供使用光纖的155Mbit/s ATM主干網(wǎng)交換機(jī)，有的還提供25Mbit/s的ATM桌面產(chǎn)品。從擴(kuò)展性來(lái)講，FDDI的最高傳輸速率為100Mbit/s，并由多臺(tái)設(shè)備共享。ATM的傳輸速率正在向幾吉比特率至幾十吉比特率發(fā)展，ATM作為企業(yè)主干網(wǎng)能否得到普及應(yīng)用，主要取決于價(jià)格和標(biāo)準(zhǔn)的完善程度。
ATM 局域網(wǎng)是指以ATM結(jié)構(gòu)為基本框架的局域網(wǎng)絡(luò)，它以ATM局域網(wǎng)交換機(jī)為交換點(diǎn)，通過(guò)各種ATM接入設(shè)備，如ATM集線器、ATM網(wǎng)卡等將用戶(hù)接入局域網(wǎng)。ATM網(wǎng)絡(luò)具有帶寬大，速度高的優(yōu)點(diǎn)，并能提供業(yè)務(wù)質(zhì)量QOS服務(wù)，其性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)共享式局域網(wǎng)，但同時(shí)也面臨著高速以太網(wǎng)的挑戰(zhàn)。
電信運(yùn)營(yíng)廣域網(wǎng)應(yīng)用
中國(guó)多媒體寬帶骨干網(wǎng)系統(tǒng)即是這種應(yīng)用的一個(gè)成功案例。
中國(guó)公眾多媒體通信網(wǎng)是郵電部門(mén)投資經(jīng)營(yíng)，以采用TCP/IP，ATM及其他相應(yīng)技術(shù)所建設(shè)的多媒體通信業(yè)務(wù)網(wǎng)。
中國(guó)公眾多媒體通信網(wǎng)由骨干網(wǎng)、省內(nèi)網(wǎng)、和接入網(wǎng)三部分組成。
多媒體寬帶骨干網(wǎng)由核心層和邊緣層兩層組成。
核心層：在北京、上海、廣州、南京、武漢、西安、成都和沈陽(yáng)八個(gè)大區(qū)中心設(shè)備匯接節(jié)點(diǎn)，組成多媒體寬帶骨干網(wǎng)的核心層，定為BC1。其職能是匯接進(jìn)出本轄區(qū)各省中心的信息業(yè)務(wù)。
邊緣層：由各省內(nèi)網(wǎng)的匯接節(jié)點(diǎn)組成。定為BC2，各省內(nèi)網(wǎng)匯接節(jié)點(diǎn)的數(shù)量根據(jù)各省內(nèi)寬帶網(wǎng)的規(guī)劃和具體情況而定，原則上每個(gè)省中心的寬帶匯接節(jié)點(diǎn)是當(dāng)然的省內(nèi)網(wǎng)匯接節(jié)點(diǎn)之一。其職能如下：
- 匯接出入本省內(nèi)網(wǎng)的信息業(yè)務(wù)；
- 轉(zhuǎn)接省內(nèi)網(wǎng)各地區(qū)節(jié)點(diǎn)之間的信息業(yè)務(wù)。
路由組織
（1）BC1之間
8個(gè)大區(qū)中心節(jié)點(diǎn)：即北京、上海、廣州、南京、武漢、西安、成都和沈陽(yáng)的GC1交換機(jī)之間，設(shè)置基干路由，目前暫組成不完全網(wǎng)狀網(wǎng)，將來(lái)隨著業(yè)務(wù)量的增加，逐步過(guò)渡到全網(wǎng)狀網(wǎng)。
（2）BC1與BC2之間
各省會(huì)城市設(shè)置的BC2交換機(jī)與大區(qū)中心的BC1交換機(jī)之間設(shè)置一條基干路由，同時(shí)為了提高網(wǎng)路的安全性和電路利用率，根據(jù)業(yè)務(wù)流向和電路情況，另設(shè)一條到其他BC1交換之間的直達(dá)路由。各省內(nèi)網(wǎng)的其他BC2交換機(jī)可根據(jù)具體情況選擇其1～2個(gè)接至本大區(qū)中心的BC1交換機(jī)，以加強(qiáng)省內(nèi)寬帶網(wǎng)的安全性。
（3）省中心BC2之間
兩個(gè)省中心BC2之間在業(yè)務(wù)量很大，確有必要，也可以設(shè)置直達(dá)路由。
- ATM 技術(shù)還處在發(fā)展階段，有些地方還不成熟與完美，如：尋址、擁塞控制、實(shí)時(shí)語(yǔ)言傳輸及安全標(biāo)準(zhǔn)的制定等，產(chǎn)品還未完全標(biāo)準(zhǔn)化，而且價(jià)格昂貴；
- 要適應(yīng)企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)的需求，ATM交換機(jī)就必須滿足一系列規(guī)范的要求。
- 在ATM業(yè)務(wù)傳輸中，錯(cuò)誤選路和信息丟失將是ATM交換技術(shù)所面臨的一大問(wèn)題。
- 缺少與現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)的接口，傳輸媒介的種類(lèi)很有限。
綜上所述，ATM 由于具有許多寬帶通信的優(yōu)點(diǎn)，將成為今后寬帶ISDN的主要部分，在遠(yuǎn)程教學(xué)、醫(yī)療，視頻會(huì)議等領(lǐng)域都將得到廣泛的應(yīng)用。在大型的局域網(wǎng)和多種網(wǎng)絡(luò)的互連中，ATM將扮演骨干網(wǎng)的角色。但在局域網(wǎng)中，ATM局域網(wǎng)將面臨千兆快速以太網(wǎng)的挑戰(zhàn)，同時(shí)，ATM對(duì)于某些技術(shù)問(wèn)題尚待進(jìn)一步研究。
