ATM技术详解：异步传输模式与宽带ISDN

"异步传输模式ATM(Asynchronous Transfer Mode, ATM)是一种结合了电路交换和分组交换特点的新型通信技术，主要用于支持宽带综合业务数字网B-ISDN。ATM通过建立虚电路进行面向连接的数据传输，采用固定长度的信元作为传输单元，并利用统计时分复用技术动态分配带宽，提高网络资源利用率。ATM技术的物理基础通常基于标准的光纤传输网络，如同步光纤网络SONET和同步数字系列SDH。" ATM技术的产生背景可以追溯到20世纪70年代的ISDN，随着多媒体通信需求的增长和LAN互联的增多，B-ISDN应运而生。ATM作为一种高效的交换技术，解决了高带宽需求与多种业务类型之间的匹配问题。 ATM的基本概念包括以下几个要点： 1. 面向连接：ATM在网络中建立虚拟电路，确保数据在传输前先建立连接，提供了类似于电路交换的可靠性，同时又具备分组交换的灵活性。 2. 固定长度信元：ATM信元通常包含53个字节，其中5个字节用于信头，48个字节用于承载用户数据。这种定长设计简化了处理过程，提高了传输效率。 3. 统计时分复用：ATM网络能够根据不同业务的实际需求，动态分配带宽，实现多路复用，有效地利用了网络资源。 4. 基于光纤的物理层：ATM的物理传输层主要依赖于SONET和SDH标准，这些标准为光纤通信设定了速率等级，确保高速、可靠的数据传输。 ATM协议的参考模型通常分为四个层次：物理层、ATM层、ATM适配层（AAL）和会聚子层（CS）。每个层次都有特定的功能，例如物理层负责光电信号的传输，ATM层处理信元的交换，AAL适应不同的高层应用，CS则负责将上层数据转换为适合ATM传输的格式。 在IP与ATM的结合中，ATM网络可以提供高效的数据传输和流量控制，而IP网络则擅长路由选择和网络可达性。两者结合可以实现灵活的网络架构，满足各种业务需求，尤其是在宽带IP网络中，ATM可以提供QoS（服务质量）保证，支持实时性和带宽敏感的业务。 ATM技术是通信领域的重要里程碑，它在20世纪90年代至本世纪初对网络基础设施的建设产生了深远影响，尽管现在已被更先进的技术如IP over WDM和ASON所取代，但ATM的基本理念和技术仍对现代网络设计有着启示作用。