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異步傳輸

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異步傳輸（ATM）是每一個字符獨立形成一個幀進行傳輸，一個連續的字符串同樣被封裝成連續的獨立幀進行傳輸，各個字符間的間隔可以是任意的，所以這種傳輸方式稱為異步傳輸。 [1] 
異步傳輸模式（Asynchronous Transfer Mode）是一種信元交換和多路複用技術。ATM採用信元（Cell）作為傳輸單位，信元具有固定長度，總共53字節，前5字節是信頭（Header），其餘48字節是數據段。信頭中有信元去向的邏輯地址、優先級、信頭差錯控制、流量控制等信息。數據段中裝入被分解成數據塊的各種不同業務的用户信息或其他管理信息，並透明地穿過網絡。 [2] 
在數據傳輸中，來自不同業務和不同源端發送的信息統一以固定字節的信元彙集在一起，在ATM交換機的緩衝區排隊，然後傳送到線路上，由信息頭中的地址來確定信元的去向。使用這種方法可使任何業務按實際需要佔用資源，保證網絡資源得到合理利用，ATM技術被廣泛應用於銀行等金融機構中。 [2] 
中文名
異步傳輸 [2] 
外文名
Asynchronous TransmissionMode [2] 
別    名
信息元中繼、ATM [4] 
傳輸單位
信元 [1] 
通信協議
ATM協議 [3] 
傳輸模式
異步傳輸模式 [1] 
技術類型
交換技術 [4] 

目錄

  1. 1 基本概念
  2. 2 特徵
  3. 3 通信協議
  4. 4 傳輸模式
  1. 5 物理層結構
  2. ▪ （1）物理層
  3. ▪ （2）ATM層
  4. ▪ （3）ATM適配層（AAL）
  1. ▪ （4）高層協議
  2. 6 應用

異步傳輸基本概念

ATM是一種面向接續的技術。網中兩系統通信之前，首先向所有中間交換點通知其通信要求和通信參數。這類似於電話網中從主叫到被叫的固定通路建立。在ATM網中，因為每條鏈路（link）容量被該鏈路上各接續共享而不是固定分配，所以每個接續被稱為虛通道（VC）。網絡利用虛信道以保證業務質量（Qos）。由於差錯控制類信息在ATM網中不是由信息域處理，因此ATM信元在網中透明處理。 [3] 
ATM採用了虛連接技術，將邏輯子網和物理子網分離。類似於電路交換，ATM首先選擇路徑，在兩個通信實體之間建立虛通路，將路由選擇與數據轉發分開，使傳輸中間的控制較為簡單，解決了路由選擇瓶頸問題設立虛通路和虛通道兩級尋址，虛通道是有兩節點間複用的一組虛通路組成的，網絡的主要管理和交換功能集中在虛通道一級，減少了網管和網控的複雜性，在一條鏈路上可以建立多個虛通路。 [5] 

異步傳輸特徵

異步傳輸方式也叫起止式，它的特點是每一個字符按照一定的格式組成一個幀進行傳輸。即在一個字符的數據位前後分別插入起止位、校驗位和停止位構成一個傳輸幀。 [1]  如圖1：
圖1 圖1
起始位起同步時鐘置位作用，即起始位到達時，啓動位同步時鐘，開始進行接收，以實現傳輸字符所有位的碼元同步。 [1]  由於起止位、檢驗位和停止位的加入，會引入20%~30%的開銷，傳輸的格外開銷大，使傳輸效率只能達到70%左右。 [1] 
異步傳輸僅採用奇偶校驗進行檢錯，檢錯能力較差。 [1] 

異步傳輸通信協議

ATM協議參考模型基於國際電聯的標準產生，它由三個面組成，即控制面（Control）、用户面（User）和管理面（Management）。控制面處理尋址，路由選擇和接續相關功能。這對網絡動態接續的建立舉足輕重。用户面在通信網中傳遞端到端用户信息，管理面提供操作和管理功能，它也管理用户面和控制面間信息交換。管理面又分兩層，即層管理和麪管理。前者涉及包括網絡故障和協議差錯檢測的層特定管理功能。後者提供網絡相關的管理和協調功能。這三個面使用物理層和ATM層工作。ATM適配層（AAL）是業務特定的，它的使用取決於應用要求。 [3] 

異步傳輸傳輸模式

異步傳輸模式（ATM），就是基於電路交換和分組交換的基礎上的一種新的交換技術。此傳輸模式可以傳遞多種類型的資料。 [4] 
圖2 圖2
異步傳輸模式圖如圖2：
ATM是在LAN上或WAN上傳送聲音、視頻圖像和數據的寬帶技術，屬於信息元中繼技術，其中的分組大小固定。信元好比某種運輸工具，其大小是固定的，可以將數據塊在ATM直接進行傳遞。 [4]  同時，ATM還具有以下特點：
（1）ATM的基本單位是信元。 [4] 
（2）ATM的信元的長度為53個字節。 [4] 
（3）ATM常被應用在光通信中。 [4] 

異步傳輸物理層結構

ATM分層結構中定義了物理層、ATM層、ATM適配層（AAI）和高層， [2]  下面分別介紹。

異步傳輸（1）物理層

ATM的物理層利用通信線路的比特流傳送功能，實現ATM信元流的傳送。ATM的物理層包括兩個子層，即物理介質子層（PM）和傳輸匯聚（TC）子層。 [2] 

異步傳輸（2）ATM層

ATM層負責生成信元，它接受來自ATM適配層（AAL）的48字節用户數據並附加上相應的5字節信元標頭。ATM層支持連接的建立，並匯聚到同一輸出端口的不同應用的信元，同樣也分離從輸入端口到各種應用或輸出端口的信元。 [2] 

異步傳輸（3）ATM適配層（AAL）

ATM適配層負責適配從用户平面來的信息，以形成ATM網可利用的格式。ATM網可以傳輸數據、語音以及視頻等多種格式，每一種格式都要求ATM網絡有不同的適配。ATM層利用53字節中的5字節提供網絡服務，如路由、優先級以及擁塞控制，只有48字節作為用户信息載體。因此，ATM適配層必須將大的IP報適配成ATM網絡可接受的格式。 [2] 

異步傳輸（4）高層協議

高層提供與特定業務相關的通信功能。用户平面的高層協議是與業務類型密切關聯的，控制平面的高層協議是信令協議。 [2] 

異步傳輸應用

ATM的應用領域主要在以下幾個方面： [2] 
（1）支持現有的電信網逐步從傳統的電路交換技術向分組（報）加換技術演變。 [2] 
（2）用於Internet骨幹網，構建核心路由器，支持IP網的持續發展。 [2] 
（3）與IP技術相結合，利用ATM網絡位IP用户提供高速直達數據鏈路，使ATM網絡運營部門充分利用ATM網絡資源，發展ATM網絡上的IP用户業務，又可以解決Internet網絡發展中遇到的瓶頸問題，推動IP業務的進一步發展。 [2] 
計算機的串口通信就是採用異步傳輸的方式進行傳輸的，通過電話線、MO-DEM上網也是採用異步傳輸方式實現的。 [1] 
參考資料