随着通信技术的发展，传输、复用和交换三者的关系越来越密切，以致逐渐不可分割。近年来，人们用“转移模式”一词来统一描述通信网中的传输、复用和交换这3个部分。转移模式可以分为同步转移模式（ATM）和异步转移模式（ATM）两类。

ATM为采用空间或时间上固定信道的电路交换方式，如目前的电话网，在呼叫建立后通话双方占用一对固定的64 kbit/s时隙（通路）。

ATM采用时隙按需分配、统计复用的高速分组交换方式。

现有数据网上的X.25和帧中继都是采用统计复用分组交换技术，其接口速率可变、通道利用率高，但时延过大，不适合实时通信；而现有电话网上的电路交换技术时延小，适合实时通信，但接口速率固定、通道利用低。两者均不适合传输和交换语音、图像和数据等综合业务信息。ATM综合了分组交换和电路交换两者的优点，为B-ISDN提供了一种理想的转移模式。

1 ATM信元　　

ATM的基本特征为传输、复用和交换都是以固定长度的信元（cell）为统一的信息单位。即从发送端到接收端所传送的信息全部以信元的形式出现。

ATM信元由信头（H）和信息字段（INF，净负荷）两部分组成。其中，信头包括地址（VP1和VC1）以及其它必要的控制信息；有效信息字段可携带不同类型的用户信息，包括数字化的话音、活动图像和数据等信息。

ATM信元可分为承载用户信息信元、信令信元、空闲信元和运行维护信元。

2 ATM分层结构　　

（1） 用户层

ATM用户层的主要功能是为用户提供高速数据、语音、图像等宽带综合业务。

（2） 适配层　　

ATM适配层的主要功能为适配从用户平面来的数据、音频、视频等信号，以形成ＡＴＭ层所需的数据格式。每种信号要求对ＡＴＭ网络有不同的适配。

一般而言，不同类别的业务具有不同的网络需求。例如，根据源业务流模式，可将业务分为支持固定比特率（CBR）业务和可变比特率（VBR）业务；根据端到端的定时关系，可将业务分为连续性业务和突发性的业务；根据连接模式，可将业务分为面向连接业务和面向无连接业务。因此，ATM定义了几种不同的ＡＡＬ类型，用以支持不同类别的业务。目前已定义的AAL服务类别有AAL 1-5，其中AAL5能支持所有类型的AAL服务，因此获得了广泛的应用。

（3） ATM层

ATM层的基本功能是负责生成信元。它接收来自AAL层的48个字节净荷，并附加上相应的5字节的信元头，以形成信元传送给物理层。

（4） 物理层　　

ATM物理层是ATM模型的最底层，它由传输汇聚层和物理介质子层组成，ATM物理层负责ATM信元的线路编码，并将信元递交给物理介质。传输汇聚层从ＡＴＭ层接收信元，组装成适当格式后传送给物理介质子层。在无信息传输时，由传输汇聚层插入空闲信元，以保持信元流的连续。在接收端，传输汇聚层从来自物理介质子层的比特流中提取信元，验证信元头，删去空闲信元，将有效信元传递给ATM层。

3 虚信道（VP）与虚通路（VC）　　

ATM采用面向连接的虚电路分组交换技术，即发端要与收端通信时，控制部分在通信建立之前通过收发双方信令信元的传递，建立一条端到端的虚电路。在虚电路建立后，ATM采用两级选路方式，即ATM虚电路由虚信道（VP）和虚通路（VC）两部分组成。对于ATM骨干网，进入交换机的VC可能有成千上万条，若对每个VC连接（VCC）都维护一个信息端口，必然会加大交换机的负担，因此在ＡＴＭ中将同一物理路由的VC群组成一条VP连接（VPC）。ATM物理链路可同时支持多个VP连接，而一个VP中同时又有多个VC连接。

虚信道中的VP节点设备为VP交换机或DXC设备，其作用是将一段段不同VP1的VPC连接起来，形成一条源端到目的端VC交换机之间的虚电路；虚通路中的VC节点设备为VC交换机或DXC设备，其作用是将一段段不同VC1的VCC连接起来，形成一条端到端的虚电路。在这里应注意的是，VCC在经过交换后需重组为新的VPC，因此在VC节点设备中包含了VP交换和VC交换两级交换机制。这类似于既包含64 kbit/s链路交叉又包含2 Mbit/s链路交叉的DXC4/1设备，而VP节点设备则类似于只包含2 Mbit/s链路交叉的DXC4/4设备。

为了完成VP节点设备两侧不同VP1链路的连接，在VP节点设备中存有VP1的标记路由表。同理，在VC节点设备中存有的VC1-VP1的标记路由表。

4 ATM交换原理　　

4.1 ATM交换机的基本组成　　

在ATM交换机上连接用户线与中继线，所传送的数据单元都是ATM信元。因此对ATM交换机而言，在很多情况下不必区分用户线与中继线，而仅需区分ATM的入线与出线。ATM交换机的任务就是根据输入信元的VP1和VC1，将该信元送到相应的出线。

  入线处理与出线处理

入线处理部件对入线上的ATM信元进行处理，使它们成为适合交换单元进行交换的形式，并完成同步和对齐等工作。出线处理部件对交换单元送出的AATM信元进行处理，以转换成适合在线路上传输的形式。

(2) 交换单元　　

交换单元的结构可以分为空分交换和时分交换两大类。交换单元的任务是将入线上的ATM信元，根据信头的VP1/VC1转送到相应的出线上。此外，ATM交换单元还应该具备ATM信元的复制功能，以支持多播业务。

(3) 控制单元

ATM控制单元的任务是对交换单元的动作进行控制。由于控制交换单元动作的信令和运行、维护等信息都是以ＡＴＭ信元的形式传送的，因此ATM控制单元应具有接收和发送ATM信元的能力。　

在ATM交换单元中，控制部分根据信头地址（VP1或VC1）查找地址映射表，改写信头地址，并送往相应端口输出。整个交换过程十分简单，可以采用硬件寻址和并行交换方式，极大地提高了ＡＴＭ信元的交换速度。

4.2 VP交换与VC交换　　

在VP交换机中根据VP连接的目的地（VC交换机），将输入信元的VP1值改为可以导向目的地的新VP1值，改写信头后在所选择的路由上输出（在此过程中VC1不变）。

在VC交换机中根据VC连接的目的地（用户端），将输入信元的VC1值改为可以导向目的地的新VC1值，改写信头后进入新的VP1信道，因此需同时改写VP1。

4.3 ATM用户线　　

ATM用户线一般连接ATM接入交换机，其速率通常为155Mbit/s。在ATM用户线上，信元传输同样也可以分为虚信道和虚通路，并具有用户专有的VP1和VC1。

4.4 接续过程

虚电路建立后，需要传送的信息将被分割成53个字节的ATM信元，经ATM网络传送给对方。若发送端有一个以上应用信息同时发送，则需建立到达不同目的地的不同虚电路，应用信息交替送出。

采用交换虚电路工作方式的ATM网一次典型的端到端全程连接的VPH（VP处理）为VP交换机DXC设备，VPH根据VP1选路；VCH（VC处理）为VC交换机，VCH根据VC1选路；接入交换机相当于电话网中的用户交换机。

5 ATM本地网结构　　

ATM本地网由交换机组网。ATM网络结构示例中采用了ATM OVER SDH技术，即由SDH自愈环组成传输网，业务节点设备为VC交换机，接入接点采用ATM接入交换机。

目前，ATM到桌面的问题尚未解决，因此ATM的业务接入均由ATM接入交换机来完成。ATM接入交换机通过ATM适配层提供IP、FR、电路仿真E1-E3、Ethernet、X.25.25等业务接口，可提供Internet的高速接入、局域网互联、语音、高清晰度电视、点播电视、会议电视等宽带业务。ATM本地网一般情况下可称为B－ISDN城域网。

由上可见，ATM具有分组交换和电路交换两者的优点，适合传送各种实时、非实时的电信级业务。但A存在信令复杂、实现困难、价格高和ATM信元到桌面还有困难等问题。另外，ATM信元不能通过其它数据网，因此ATM网只能以孤岛形式存在。而遵循TCP/IP的IP包可以通过底层的任何数据网，所以IP网迅速发展成为世界性的大网。现在人们普遍认为，IP网在解决QoS后有望代替A网，融合现在和未来所有的业务网络，成为一个世界范围的宽带综合业务网络。

当前ATM网络大多作为IP网的底层网络，以计算机子网的形式存在，利用其3层提供IP业务、2层提供ATM业务。