隨著通信技術的發(fā)展，傳輸、復用和交換三者的關系越來越密切，以致逐漸不可分割。近年來，人們用“轉移模式”一詞來統(tǒng)一描述通信網中的傳輸、復用和交換這3個部分。轉移模式可以分為同步轉移模式（ATM）和異步轉移模式（ATM）兩類。

ATM為采用空間或時間上固定信道的電路交換方式，如目前的電話網，在呼叫建立后通話雙方占用一對固定的64 kbit/s時隙（通路）。

ATM采用時隙按需分配、統(tǒng)計復用的高速分組交換方式。

現(xiàn)有數(shù)據(jù)網上的X.25和幀中繼都是采用統(tǒng)計復用分組交換技術，其接口速率可變、通道利用率高，但時延過大，不適合實時通信；而現(xiàn)有電話網上的電路交換技術時延小，適合實時通信，但接口速率固定、通道利用低。兩者均不適合傳輸和交換語音、圖像和數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務信息。ATM綜合了分組交換和電路交換兩者的優(yōu)點，為B-ISDN提供了一種理想的轉移模式。

1 ATM信元　　

ATM的基本特征為傳輸、復用和交換都是以固定長度的信元（cell）為統(tǒng)一的信息單位。即從發(fā)送端到接收端所傳送的信息全部以信元的形式出現(xiàn)。

ATM信元由信頭（H）和信息字段（INF，凈負荷）兩部分組成。其中，信頭包括地址（VP1和VC1）以及其它必要的控制信息；有效信息字段可攜帶不同類型的用戶信息，包括數(shù)字化的話音、活動圖像和數(shù)據(jù)等信息。

ATM信元可分為承載用戶信息信元、信令信元、空閑信元和運行維護信元。

2 ATM分層結構　　

（1） 用戶層

ATM用戶層的主要功能是為用戶提供高速數(shù)據(jù)、語音、圖像等寬帶綜合業(yè)務。

（2） 適配層　　

ATM適配層的主要功能為適配從用戶平面來的數(shù)據(jù)、音頻、視頻等信號，以形成ＡＴＭ層所需的數(shù)據(jù)格式。每種信號要求對ＡＴＭ網絡有不同的適配。

一般而言，不同類別的業(yè)務具有不同的網絡需求。例如，根據(jù)源業(yè)務流模式，可將業(yè)務分為支持固定比特率（CBR）業(yè)務和可變比特率（VBR）業(yè)務；根據(jù)端到端的定時關系，可將業(yè)務分為連續(xù)性業(yè)務和突發(fā)性的業(yè)務；根據(jù)連接模式，可將業(yè)務分為面向連接業(yè)務和面向無連接業(yè)務。因此，ATM定義了幾種不同的ＡＡＬ類型，用以支持不同類別的業(yè)務。目前已定義的AAL服務類別有AAL 1-5，其中AAL5能支持所有類型的AAL服務，因此獲得了廣泛的應用。

（3） ATM層

ATM層的基本功能是負責生成信元。它接收來自AAL層的48個字節(jié)凈荷，并附加上相應的5字節(jié)的信元頭，以形成信元傳送給物理層。

（4） 物理層　　

ATM物理層是ATM模型的最底層，它由傳輸匯聚層和物理介質子層組成，ATM物理層負責ATM信元的線路編碼，并將信元遞交給物理介質。傳輸匯聚層從ＡＴＭ層接收信元，組裝成適當格式后傳送給物理介質子層。在無信息傳輸時，由傳輸匯聚層插入空閑信元，以保持信元流的連續(xù)。在接收端，傳輸匯聚層從來自物理介質子層的比特流中提取信元，驗證信元頭，刪去空閑信元，將有效信元傳遞給ATM層。

3 虛信道（VP）與虛通路（VC）　　

ATM采用面向連接的虛電路分組交換技術，即發(fā)端要與收端通信時，控制部分在通信建立之前通過收發(fā)雙方信令信元的傳遞，建立一條端到端的虛電路。在虛電路建立后，ATM采用兩級選路方式，即ATM虛電路由虛信道（VP）和虛通路（VC）兩部分組成。對于ATM骨干網，進入交換機的VC可能有成千上萬條，若對每個VC連接（VCC）都維護一個信息端口，必然會加大交換機的負擔，因此在ＡＴＭ中將同一物理路由的VC群組成一條VP連接（VPC）。ATM物理鏈路可同時支持多個VP連接，而一個VP中同時又有多個VC連接。

虛信道中的VP節(jié)點設備為VP交換機或DXC設備，其作用是將一段段不同VP1的VPC連接起來，形成一條源端到目的端VC交換機之間的虛電路；虛通路中的VC節(jié)點設備為VC交換機或DXC設備，其作用是將一段段不同VC1的VCC連接起來，形成一條端到端的虛電路。在這里應注意的是，VCC在經過交換后需重組為新的VPC，因此在VC節(jié)點設備中包含了VP交換和VC交換兩級交換機制。這類似于既包含64 kbit/s鏈路交叉又包含2 Mbit/s鏈路交叉的DXC4/1設備，而VP節(jié)點設備則類似于只包含2 Mbit/s鏈路交叉的DXC4/4設備。

為了完成VP節(jié)點設備兩側不同VP1鏈路的連接，在VP節(jié)點設備中存有VP1的標記路由表。同理，在VC節(jié)點設備中存有的VC1-VP1的標記路由表。

4 ATM交換原理　　

4.1 ATM交換機的基本組成　　

在ATM交換機上連接用戶線與中繼線，所傳送的數(shù)據(jù)單元都是ATM信元。因此對ATM交換機而言，在很多情況下不必區(qū)分用戶線與中繼線，而僅需區(qū)分ATM的入線與出線。ATM交換機的任務就是根據(jù)輸入信元的VP1和VC1，將該信元送到相應的出線。

  入線處理與出線處理

入線處理部件對入線上的ATM信元進行處理，使它們成為適合交換單元進行交換的形式，并完成同步和對齊等工作。出線處理部件對交換單元送出的AATM信元進行處理，以轉換成適合在線路上傳輸?shù)男问健?

(2) 交換單元　　

交換單元的結構可以分為空分交換和時分交換兩大類。交換單元的任務是將入線上的ATM信元，根據(jù)信頭的VP1/VC1轉送到相應的出線上。此外，ATM交換單元還應該具備ATM信元的復制功能，以支持多播業(yè)務。

(3) 控制單元

ATM控制單元的任務是對交換單元的動作進行控制。由于控制交換單元動作的信令和運行、維護等信息都是以ＡＴＭ信元的形式傳送的，因此ATM控制單元應具有接收和發(fā)送ATM信元的能力�！�

在ATM交換單元中，控制部分根據(jù)信頭地址（VP1或VC1）查找地址映射表，改寫信頭地址，并送往相應端口輸出。整個交換過程十分簡單，可以采用硬件尋址和并行交換方式，極大地提高了ＡＴＭ信元的交換速度。

4.2 VP交換與VC交換　　

在VP交換機中根據(jù)VP連接的目的地（VC交換機），將輸入信元的VP1值改為可以導向目的地的新VP1值，改寫信頭后在所選擇的路由上輸出（在此過程中VC1不變）。

在VC交換機中根據(jù)VC連接的目的地（用戶端），將輸入信元的VC1值改為可以導向目的地的新VC1值，改寫信頭后進入新的VP1信道，因此需同時改寫VP1。

4.3 ATM用戶線　　

ATM用戶線一般連接ATM接入交換機，其速率通常為155Mbit/s。在ATM用戶線上，信元傳輸同樣也可以分為虛信道和虛通路，并具有用戶專有的VP1和VC1。

4.4 接續(xù)過程

虛電路建立后，需要傳送的信息將被分割成53個字節(jié)的ATM信元，經ATM網絡傳送給對方。若發(fā)送端有一個以上應用信息同時發(fā)送，則需建立到達不同目的地的不同虛電路，應用信息交替送出。

采用交換虛電路工作方式的ATM網一次典型的端到端全程連接的VPH（VP處理）為VP交換機DXC設備，VPH根據(jù)VP1選路；VCH（VC處理）為VC交換機，VCH根據(jù)VC1選路；接入交換機相當于電話網中的用戶交換機。

5 ATM本地網結構　　

ATM本地網由交換機組網。ATM網絡結構示例中采用了ATM OVER SDH技術，即由SDH自愈環(huán)組成傳輸網，業(yè)務節(jié)點設備為VC交換機，接入接點采用ATM接入交換機。

目前，ATM到桌面的問題尚未解決，因此ATM的業(yè)務接入均由ATM接入交換機來完成。ATM接入交換機通過ATM適配層提供IP、FR、電路仿真E1-E3、Ethernet、X.25.25等業(yè)務接口，可提供Internet的高速接入、局域網互聯(lián)、語音、高清晰度電視、點播電視、會議電視等寬帶業(yè)務。ATM本地網一般情況下可稱為B－ISDN城域網。

由上可見，ATM具有分組交換和電路交換兩者的優(yōu)點，適合傳送各種實時、非實時的電信級業(yè)務。但A存在信令復雜、實現(xiàn)困難、價格高和ATM信元到桌面還有困難等問題。另外，ATM信元不能通過其它數(shù)據(jù)網，因此ATM網只能以孤島形式存在。而遵循TCP/IP的IP包可以通過底層的任何數(shù)據(jù)網，所以IP網迅速發(fā)展成為世界性的大網�，F(xiàn)在人們普遍認為，IP網在解決QoS后有望代替A網，融合現(xiàn)在和未來所有的業(yè)務網絡，成為一個世界范圍的寬帶綜合業(yè)務網絡。

當前ATM網絡大多作為IP網的底層網絡，以計算機子網的形式存在，利用其3層提供IP業(yè)務、2層提供ATM業(yè)務。