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異步傳送模式

鎖定
異步傳送模式,是指由原CCITT(國際電報電話諮詢委員會)制定的用於ISDN(寬帶綜合業務數字網)的傳輸、複用和交換的方式。異步主要是指在複用的信道上,每個連接的用户信息並不是佔用固定時間長度而週期性地出現,也即ATM信元是動態地佔用信道。主要特性為:①ATM分組為固定長度的短分組,共53個字節(稱為信元),以減少交換節點的緩衝器容量和排隊時延,並便於交換控制。②信頭簡化,只有5個字節,以減少處理開銷。③面向連接,在信息傳送前要先建立虛連接,這樣有利於服務質量(QOS)的控制。④沒有逐段鏈路上的差錯保護和流量控制。ATM可適用於有各種帶寬和QOS要求的話音、數據、圖像以及多媒體業務,是較理想的傳送方式,有關標準已相當完善,在通信網中已獲得不少應用。由於基於IP的互聯網的迅速發展,ATM的應用前景已受到較大沖擊,但一般認為ATM在核心網和邊緣網方面仍將發揮重要作用。 [1] 
中文名
異步傳送模式
外文名
asynchronous transfer mode
業    務
LAN連接、LAN仿真
主要特點
ATM採用統計時分複用技術
業務應用
視頻點播
學    科
通信技術

異步傳送模式基本信息

異步傳送模式(ATM)是一種通過LAN、MAN和WAN來傳輸語音、視頻和數據的新興技術。ATM也是一個國際標準,實現了高速、面向連接、信元交換和用以為用户提供虛擬無限帶寬的多路複用技術
這裏的異步主要指的是各終端沒有共同的時間參考。在ATM中信息傳輸的基本單位是信元(cell),信元是一個固定長度的小的分組,其長度是53個字節,信元在網絡中使用分組交換的方式進行傳輸。從本質上説,ATM也是分組交換的一種形式,它屬於快速分組交換的一種,在快速分組交換中,長度固定的分組被稱為信元,使用信元進行快速分組交換,稱之為信元中繼,而長度不固定的分組進行快速分組交換,就是幀中繼。 [2] 

異步傳送模式異步傳送模式的協議結構

圖中是ITU—T發佈的ATM標準中ATM的協議結構示意圖,它表示了用户和網絡之間接口的基本結構,主要包括物理層、ATM層、ATM適配層(AAL)和高層。
物理層主要涉及傳輸介質和信號編碼設計的規範。在ATM物理層中,規定的典型數據速率包括25Mbps、51Mbps、155Mbps、622Mbps及更高的數據速率。ATM的物理層包括兩個子層,即物理介質子層(PM)和傳輸會聚(TC)子層。
ATM層主要提供分組傳送能辦。在這一層上,ATM以固定大小的信元進行數據傳輸,同時它還定義了使用邏輯連接的方法。
ATM適配層(AAL)支持不基於ATM的信息傳送協議,它將更高層的信息映射成ATM信元,以便應用ATM網絡進行傳輸,然後再從ATM信元收集信息,投遞給更高層。
ATM協議參考模型引用了三個獨立的平面:
·用户平面——提供用户信息傳遞以及相關的控制(例如流控和錯誤控制)。
·控制平面——執行呼叫控制以及連接控制功能。
·管理平面——包括面管理,執行與作為一個整體的系統有關的管理,並在所有的面之間提供協調功能,也包括層管理,執行與資源及駐留其協議實體中的參數有關的管理功能。 [2] 

異步傳送模式異步傳送模式的工作原理

用户通過發送一十迭往目標用户的敦據包開始ATM [3]  過程。數據包經ATM適配層處理,劃分為多個48字節的數據塊.再由ATM層加上5字節的塊頭信息完成單元的格式化。最後,由物理層將多個單元組成包。在包的開始加上附加的幀和維護信息,並通過物理蝶件住外發送.接收過程則與此相反。

異步傳送模式異步傳送模式的優點

異步傳送模式 [4]  的主要優點是具有以每秒高進2千兆使的建度傳輔聲音 數據,圖形及視操圖像的能力。它允許網絡管理者在工作站要求改變時動態重組LAN。當前,LAN的分段原則是一個工作站與它的LAN服務器的地理位置較近,ATM將允許網絡管理者建立一個邏輯的而不是物理的分段。一個ATM開關將允許你建立一個完全不依賴於網絡的物理結構的邏輯網絡。
異步傳送模式提供了任何兩個同點間的點到點的連接,保證兩點聞可有完全的網絡帶寬——每秒45兆位或155兆位(標準草案中規定的兩個接口速度)。因為ATM是獨立於介質,它能在一定速度範圍內操作。

異步傳送模式異步傳送模式業務應用

視頻點播:用户可以選擇播放視頻節目,改變了以往讓所有用户必須同時觀看相同節目的侷限,使用户可以隨心所欲的選擇節目。
遠程教學:通過ATM電路將不同地方的教室連為一體,老師與學生能夠實時交流。
遠程醫療:將各地的醫院通過ATM電路連接起來,實現了遠程專家會診、遠程醫療手術指導、手術現場觀摩、遠程醫學教學等。
遠程會議:將分佈在不同地方的會場通過ATM電路連接起來,通過現場的會場顯示,會議聲音交互傳輸,場景的快速靈活切換,使各會場的與會者如處一地,既節省了差旅費,又提高了工作效率。
對於ATM和IP這兩者哪一種更好這一問題,一直進行着激烈地辯論。很多人發現這種辯論實在是很奇怪,因為這兩種技術完全不同,甚至不在同一協議層中。爭論的內容實際上是網絡究竟應該是面向連接(ATM)的還是盡力傳輸(IP)的。ATM的固定信元大小和虛電路能力使它成為實時多媒體的最佳選擇。運營商和服務提供商在他們的核心網絡中使用ATM,這是因為ATM使他們能夠為用户提供服務保證。但是,IP的簡單數據分組轉發模型已在因特網上證明為非常有用,因為因特網上的業務流量為突發式而且無法預測。這種模型允許數百萬人共享因特網的帶寬而無需事先建立虛電路。但是,IP模型在通信載荷和擁塞下開始垮塌了。另外,由於IP網絡延遲無法預測,因而給實時通信業務帶來了問題。

異步傳送模式異步傳送模式業務的主要特點

1、 ATM採用統計時分複用技術,可將一個物理通道劃分為不同業務特性的多條虛電路提供給用户,實現網絡資源的按需分配
2、 ATM具有時延小、實時性好的特點,能夠滿足多媒體通信的要求。能針對連接提供QoS保障。
3、 ATM可提供多種業務、多種用户接口。可與現有的任何一種業務相連,將不同業務在同一網上傳輸。ATM是一種交換技術,可以有效利用帶寬全面支持多媒體,充分保證用户網絡的可擴展性
4、 可實現任意速率的接入,用户改變速率方便靈活。可以提供2M到655M的連接帶寬。
5、 覆蓋廣泛、傳輸穩定可靠:所有物理光纖線路全部採用地下管網方式鋪設,不需架空敷設,應用“環路自愈保護”與網管集中監控系統,充分保證了網絡的安全性和自我保護性。
6、 獨立電源保護系統:網絡供電不依賴於市電,採用四套獨立電源系統,保障供電安全,永不停頓。
7、 全面可靠的網絡維護:向用户提供每天24小時、每週7天的快捷全面網絡維護,快速解決用户可能出現的各種網絡障礙。

異步傳送模式異步傳送模式的發展

ATM最初由電話公司定義,並且電話公司曾經把它作為端到端網絡技術和話音技術大力推崇。從這一點來説,ATM既是LAN技術也是WAN技術,它有可能允許用户使用單個網絡來替換他們獨立的聲音和數據,以同時處理話音和數據以及其他多媒體內容(如視頻)。
在20世紀90年代初期,人們普遍認為ATM是下一代網絡技術,並且它會一直延伸到桌面。但是,當時廣播LAN的地位已經在大多數組織和爆發出現的因特網技術中確立。而ATM則是以它的速度吸引人,吉比特以太網(lOOO Mbit/s)(現在是lOG bit/s以太網)可提供更便宜且更易管理的服務。
而且,AFM是一種可行的主幹網技術,甚至是在本主題結尾所討論的吉比特以太網環境中。ATM很易於升級,並且可與大多數現有技術結合。
最近,一些新技術(如DWDM(密集波分複用))和光網絡可能會取消ATM甚至SONET)。DWDM將數百個並且可能是數千個波長的電路放入單個光纖中。這意味着核心網絡將支持很高容量的交換光電路,從而減少對分組交換核心網絡的需要。想象一下,有整個光束(波長)分配給您個人使用,需要時它將切換到位,操作結束後它將斷開。這就是新的光網絡所能夠提供的。有關更多信息,請參閲“光網絡”。對這些趨勢有了一定的瞭解後,下面各節將提供ATM技術的概述。
參考資料
  • 1.    馬廣文.交通大辭典:上海交通大學出版社,2005.01
  • 2.    康輝, 魏達副, 梅芳,等. 高等學校教材·計算機科學與技術, 計算機網絡基礎教程[M]. 清華大學出版社, 2005.
  • 3.    殷鎮良.新一代傳輸技術:異步傳輸模式[J].微型計算機.1994(02)
  • 4.    馮偉.企業網的異步傳輸模式解決方案[J].工程建設與設計,2004,(10)