ATM(Asynchronous Transfer Mode)是一种以信元为单位的异步转移模式。它是基于B-ISDN宽带综合服务数字网标准而设计的用来提高用户综合访问速度的一项技术。在交换形式上而言，ATM 是面向连接的链路，任何一个 ATM 终端与另一个用户通信的时候都需要建立连接，所以，ATM 拥有电路交换的特点；在ATM交换方式中，文本、语音、视频等所有数据将被分解为长度固定的信元（cell）。信元长度固定为53字节。

ATM技术是目前唯一实现QoS的技术；同时支持语音、数据、图像等宽带业务、技术成熟，标准化程度高；在业界被广泛支持；具有良好的网络互联和互通能力；不断演进以适应不断出现的新业务。

ATM的网络模型如上所示，包含两个重要部分：UNI和NNI。

① UNI（用户-网络接口）：UNI为ATM网中的用户网络接口，它是用户设备与网络之间的接口，直接面向用户。按其所在位置不同又可分为公用网UNI和专用网UNI（P-UNI），PUNI不必象公网接口考虑严格的一致性，因而PUNI接口形式更多、更灵活。

② NNI（网络节点接口）：一般为两个交换机之间的接口，同样也分为公网NNI（和专用网NNI（PNNI）。公网NNI和PNNI的差别很大，如公网NNI的信令为No.7信令体系的宽带ISDN用户部分（BISUP），而PNNI则完全基于UNI接口，仍采用UNI信令结构。

ATM是一种高速分组交换技术。分组交换的基本数据传输单元是分组，而ATM的基本数据传输单元是信元。在ATM交换方式中，文本、语音、视频等所有数据将被分解为长度固定的信元（cell）。信元有一个5字节的信元头（header）与一个48字节的用户数据（user data），信元长度为53字节。

GFC：一般流量控制

VPI ：虚通道标识

VCI ：虚信道标识

PTI ：净荷类型

CLP：-信元丢失优先级

HEC：信头误码控制

物理链路是连接ATM交换机-ATM交换机、ATM交换机-ATM主机的物理线路。每条物理链路可以包含一条或多条虚通路VP，每条虚通路VP又可以包含一条或多条虚通道VC。

VP：在虚通路一级，两个ATM端用户间建立的连接被称为虚通路连接，而两个ATM设备间的链路被称为虚通路链路（VPL，virtual path link）。那么，一条虚通路连接是由多段虚通路链路组成的。每一段虚通路链路VPL都是由虚通路标识符（VPI，virtual path identifier）标识的。每条物理链路中的VPI值是惟一的。虚通路可以是永久的，也可以是交换式的。每条虚通路中可以有单向或双向的数据流，ATM支持不对称的数据速率，即允许两个方向的数据速率可以是不同的。

VC：在虚通道一级，两个ATM端用户间建立的连接被称为虚通道连接，而两个ATM设备间的链路称为虚通道链路（VCL，virtual channel link）。虚通道连接VCC是由多条虚通道链路VCL组成的。每一条虚通道链路VCL都是用虚通道标识符（VCI，virtual channel identifier）来标识的。根据虚通道建立方式的不同，虚通道又可分为以下两类：永久虚通道（PVC，permanentvirtual channel）、交换虚通道（SVC，switched virtual channel）。虚通道中的数据流可以是单向的，也可以是双向的。当虚通道双向传输信元时，两个方向的通信参数可以是不相同的。

ATM交换的本质上是分组交换，ATM交换又分为VP交换和VC交换两种，VPI和VCI只在两个物理节点之间有意义。

【VP交换只改变VPI的值不改变VCI的值；VC交换既改变VPI的值又改变VCI的值】

参考文献： 

1、刘斌.宽带ISDN与ATM交换技术──第二讲B－ISDN用户─网络接口和协议（上）[J].电信科学,1996(2).

2、汤旭红,李毓麟.ATM用户网络接口信令消息层的软件实现[J]. 上海海事大学学报, 1999(4):53-57.

ATM协议结构模型和ATM参考模型与OSI模型的比较如下所示：

▍AAL：适配层，包含汇聚子层CS和分段和组装SAR。它执行高层所需的服务，并将高层协议数据单元和ATM信元净荷的相互转化。AAL又有4种类型。

（1）AAL1：针对的是固定速率的、面向连接的业务。

（2）AAL2：是为端到端具有定时关系的可变比特率（VBR）业务提出的（B类，如VBR音响和电视）。这类AAL尚未定义好。ITU-T也可能通过对AAL1的增强来得到AAL2功能。目前对于可变比特率的图像业务，如视频点播（VOD）业务大多采用在MPEG的TS下用AAL5适配的方法，或者通过速率适配后采用固定比特率的AAL1进行适配。

（3）AAL3/4：它定义了两种方式：消息方式和流方式。消息方式中AAL-SDU以每次一个数据块（消息）的形式到达AAL，数据块可定长或不定长，在AAL中完成分割组装；流方式中AAL-SDU就象水流一样，时断时续、时多时少地流入AAL，数据没有起始边界。流方式可以提供特殊的管道功能。

（4）AAL5：支持收发端之间没有时间同步要求的可变比特率业务，主要用来传递计算机数据、B-ISDN中UNI信令信息和ATM上的帧中继。定义AAL5的主要原因是减少开销，使其成为简单而有效的AAL。AAL5与AAL3/4的主要区别在于AAL5不支持复用功能，因而没有消息识别MID域。

▍ATM：ATM层在物理层之上，利用物理层提供的服务，与对等层间进行以信元为信息单位的通信。同时为AAL层提供服务。ATM层与物理媒介的类型以及物理层的具体传送的业务类型也是无关的，ATM层只识别和处理信头。ATM层功能可以分为三大类：信元复用／解复用，有关信头的操作和一般流量控制功能。

▍PHY：物理层，包含传输汇聚子层TC和物理媒体相关子层PMD。TC的功能包含：传输帧的产生、恢复与适配、信头差错控制、信元定界和扰码、信元速率去耦；PMD的功能包含：线路编码、比特定时、物理媒介。

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