通信工程师传输与接入考试ATM基本概念

9.1.2  ATM基本概念
ATM是异步传送模式，它采用快速分组交换和统计复用技术。它具有如下基本特点。
1．采用短而固定长度的短分组
在ATM中采用短而固定长度的分组，称为信元(Cell)。信元由53个字节组成，其中5个字节是信元头，48个字节是净荷。固定长的短分组决定了ATM系统处理时间短、响应快，特别适合实时业务和高速应用。
2．采用统计复用
ATM是按信元进行统计复用的，在时间上没有固定的复用位置。由于统计复用是按需分配带宽，可以满足不同用户传递不同业务的带宽需要。
　　3．ATM采用面向连接并预约传输资源的方式工作
电路交换是通过预约传输资源保证实时信息的传输，同时端到端的连接使得信息在传输时，在任意的交换节点不必作复杂的路由选择(这项工作在呼叫建立时已经完成)。分组交换模式中仿照电路方式提出虚电路工作模式，目的也是为了减少传输过程中交换机为每个分组作路由选择的开销，同时可以保证分组顺序的正确性。但是分组交换取消了资源预定的策略，虽然提高了网络的传输效率，但却有可能使网络接收超过其传输能力的负载，造成所有信息都无法快速传输到目的地。
在ATM方式中采用的是分组交换中的虚电路形式，同时在呼叫建立过程中, 向网络申请传输所希望使用的资源，网络根据当前的状态决定是否接受这个呼叫。其中资源的约定并不像电路交换中给出确定的电路或PCM时隙一样，而只协商将来通信过程可能使用的通信速率。采用预约资源的方式，保证网络上的信息可以在一定允许的差错率下传输。另外考虑到业务具有波动的特点和交换中同时存在连接的数量，根据概率论中的大数定理，网络预分配的通信资源肯定小于信源传输时的峰值速率。 可以说ATM方式既兼顾了网络运营效率，又满足了接入网络的连接能够进行快速数据传输。
4．协议简化
分组交换协议设计运行的环境是误码率很高的模拟通信线路，需要进行逐段链路的差错控制；同时由于没有预约资源机制，任何一段链路上的数据量都有可能超过其传输能力，所以有必要执行逐段链路上的流量控制。而ATM协议运行在误码率很低的光纤传输网上，同时预约资源机制保证网络中传输的负荷小于网络的传输能力，所以 ATM取消了网络内部节点链路上的差错控制和流量控制。对于通信过程中出现的差错，ATM将这些工作推给了网络边缘的终端设备完成。
由于ATM网络中不进行流量控制和差错控制，所以信元头部变得异常简单，主要是标志虚电路，这个标志在呼叫建立阶段产生，用以表示信元经过网络中传输的路径。用这个标志可以很容易地将不同的虚电路信息复用到一条物理通道上。
如果信元头部出现错误，则必然会导致信元的错投，浪费网络的计算和传输资源。及早发现信元头部出错是非常必要的，因此，要在信元的头部加上纠错和检错的机制以防止或降低错选路由。
根据上面的描述可以知道，实际上 ATM充分地综合了电路交换和分组交换的优点。它可以支持实时业务、数据透明传输，并采用端到端的通信协议。同时也具有分组交换支持可变比特率(VBR：Variable Bit Rate)业务的特点，并能对链路上传输的业务进行统计复用。所以ATM是下一代通信网交换、复用和传输的主要技术之一。

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