ATM的信元結構及原理

ITU對ATM（Asynchronous Transfer Mode）的定義是：ATM是一種異步轉移模式。異步是指ATM統計復用的性質。轉移模式是指網絡中所采用的復用、交換、傳輸技術，即信息從一地轉移到另一地所用的傳遞方式。在這種轉移模式中，信息被組織成信元（CELL），來自某用戶信息的各個信元不需要周期性地出現。因此，ATM就是一種在網絡中以信元為單位進行統計復用和交換、傳輸的技術。

ATM是一種新型分組技術，信元實際上是具有固定長度的分組，信元總長度為53個字節，其中5個字節是信頭，48個字節是信息段，或稱凈荷。信頭包含表示信元去向的邏輯地址、優先等級等控制信息。信息段裝載來自不同用戶、不同業務的信息。任何業務的信息都經過切割封裝成統一格式信元。

ATM采用異步時分復方式，將來自不同信息源的信元匯集到一起，在緩沖器內排隊，隊列中的信元根據到達的先后按優先等級逐個輸出到傳輸線路上，形成首尾相接的信元流。具有同樣標志的信元在傳輸線上并不對應著某個固定的時隙，也不是按周期出現的。異步時分復用使ATM具有很大的靈活性，任何業務都按實際信息量來占用資源，使網絡資源得到最大限度的利用。此外，不論業務源的性質有多么不同（如速率高低、突發性大小、質量和實時性要求如何），網絡都按同樣的模式來處理，真正做到完全的業務綜合。為了提高處理速度、保證質量、降低時延和信元丟失率，ATM以面向連接的方式工作。通信開始時先建立虛電路，并將虛電路標志寫入信頭，網絡根據虛電路標志將信元送往目的地。虛電路是可以拆除釋放的。在ATM網絡的節點上完成的只是虛電路的交換。為了簡化網絡的控制，ATM將差錯控制和流量控制交給終端去做，不需逐段鏈路的差錯控制和流量控制。因此，ATM結合了電路交換和分組交換的優點，即ATM兼顧了分組交換方式統計復用、靈活高效和電路交換方式傳輸時延小、實時性好的優點。能在單一的主體網絡中攜帶多種信息媒體，承載多種通信業務，并且能夠保證QoS。ATM交換分為VP交換和VC交換兩種。VP交換指在交換的過程中只改變VPI的值，透傳VCI的值，而VC交換過程中VPI、VCI都改變。