一、ATM是什麼？

初看到ATM三個字，很可能腦海浮現數鈔票的自動櫃員機，然而這裡所談的ATM將是未來的通訊骨幹技術，它以非同步傳送模式(Asynchronous Transfer Mode;ATM)做為寬頻整體服務數位網路(Broadband Integrated Service Digital Network; BISDN)在傳輸及交換技術之主軸，因此早一步瞭解它的通訊原理及應用，對您的公司及個人均有益處。

BISDN所提供的服務目標是將聲音(Voice)、影像(Video)、數據(Data)整合在同一網路上ATM 的細胞(Cell)是由53位元組(Bytes)組成，其中前5個位元組稱為細胞標頭(Cell header)，後48個byte稱為(pay load) 酬載，用來載送聲音、影像數據。ATM採用固定長度的細胞(Cell)，可加速ATM交換器(ATM Switch)處理的速度，不像Frame Relay及Ethernet採用非固定的封包長度，ATM交換器(Switch)必須先辨認封包的長度，就網路的效能來說，固定長度的細包(Cell)很容易預測，可變長度的訊框(frame)則不易預測。就傳輸延遲來說，固定長度的細胞進入ATM Switch 中緩衝器所需的時間比可變長度的訊框(frame)短，硬體元件也容易達成加快處理速度的效果。

所以新一代的傳輸網路採用細胞交換(Cell Switch) 的技術是不可避免的趨勢。

二、ATM Forum

ATM Forum 是由一群使用者、 服務提供者、廠商組成，但並非一營利組織，其主要任務是加速現有的ITU標準下的設備可以互通及發展。 ATM Forum 開始於 1991年由 4家公司， 包括 Nortel(北電網絡)、Sprint、Sun MicroSystem 及 DEC 所組成，目標是加速ATM標準之進行。(註)

三、ATM 網路的特性

1.可以提供各種不同速率連接進入網路

ATM Forum 已公佈的實體層有關的連接速率或介面包括DS3、SONET/SDH。亦可採用IMA的方式將多條T1 or E1 透過 IMUX 接 ATM 網路。

2.ATM服務傳送能力

ATM服務傳送能力，可分為四個不同的類別(即class A、 class B、 class C、class D)：

Class A：典型應用是電路模組服務(Circuit Emulation Service；CES)，採用固定的位元速率(Constant bit Rate；CBR)，送收端的時序必須保持，連接模式為連接導向方式，使用AAL1通信協定。

ClassB：典型應用是影像、聲音如視訊會議，採用VBR (Variable bit Rate) 可變的位元速率，時序及連接模式同Class A，使用 ALL2 通信協定。

ClassC&D：提供資料之傳送，時序採用突發性(Bursty)，資料速率是變動的(Variable)。Class C是採用連接導向(Connection oriented)，Class D是採用非連接導向(Connection-less)， 使用 AAL3/4或AAL5通信協定。

3.採用VCC及VPC的連接方式

VP(Virtual path)虛擬路徑是由多個VC(Virtual channel) 虛擬通道組成，而傳輸路徑(transmission pass)是由很多個VP所組成，不同的VP定義不同的VPI (Virtual Path Identifier)， 不同VC亦有不同的VCI (Virtual Channel Identifier)，換言之，細胞路徑的選擇由VPI及VCI位址值決定。

(圖一)及(圖二)可清楚描述出傳輸路徑、VP、VC三者之間的關係，ATM利用VP與VC來達到交換與傳輸資料的目的。

《圖一　虛擬通道,虛擬路徑和傳輸路徑的關係》

《圖二　VP交換機與VC交換機》

4.ATM採用連接導向(connection-oriented)之協定

ATM網路的通信端在傳送資料前必須先建立虛擬連接(Virtual Connection)，ATM的信號協定就是端點依其需要在ATM網路中建立VC的方式，可分為UNI及NNI兩種，此動作正如你打電話拿起話筒開始撥號，撥完號碼交換機會依路徑選擇建立連接，被叫者拿起話筒開始應答，表示路徑已建立起來，雙方開始交談，其中一人掛上電話就結束此連接。

ATM的信號通道分成聯合式信號方式(associated signaling) 和非聯合式信號方式(non-associated) 兩種類。 聯合式信號方式針對-VPC(Virtual path connection) 內的所有 VC 做選取及控制，以使特定的VC能交換；非聯合信號方式對所有VPC內的VC加以控制，UNI及NNI均採用非聯合式的信號方式。這些介面上的信號虛擬通道(Signaling Virtual channel；SVC) 的識別值為 VPCI=0及VCI=5， 此為專線式 的點對點 ATM 層連接。用戶端者透過VP交換器與網路連接，由於交換器不透過信號方式所控制，因此用戶端與網路端各必須有一 VPCI/VPI 值對應關係。換句話說，用戶端與網路端之間或網路與網路之間，含有VP交換器，則VPCI的觀念必須引入。若不考慮VP交換，則VPCI值就是VPI值，因此信號虛擬通道(Signaling Virtual Channel) 的識別值 VPCI=0 及VC=5就 是VPI=0及VCI=5。

四、ATM 在 LAN 及 WAN 上的運用：

1.ATM LAN

在傳統的區域網路內採用Ethernet Token Ring、FDDI 等方式傳送資料，跨越不同區段(Segment)，則用路由器 (Router) 來串聯不同的區域網路，形成由路由器組成的骨幹網路。由於路由器處理資料的方式採用packet-by-packet 循址的方式， 它需檢查每一封包的目的地址，而決定此封包的下一個(next-hop) 路徑，受到路由器 CPU 處理速度 的限制，使路由器成為網路的瓶頸(Bottle neck )。新一代的ATM LAN，採ATM交換器做骨幹(Backbone)，加速封包的處理速度，同時 ATM 交換器具備高頻寬特性，亦使用網路管理者將影像、聲音、數據、資料同時整合到同一個平台(Platform)上。因為傳統區域網路(Legacy LAN) 上採用的通訊協定是 TCP/IP，欲將路由器連接到 ATM 骨幹網路，路由器需具備LAN Emulation 的功能，才能將 TCP/IP 封包的格式轉換成ATM的細胞格式；如欲降低封包格式轉換所造成的overhead，則可以考慮採用ATM LAN Adapter (ATM網卡)安裝於主要的工作站及伺服器上直接連接到ATM交換機，形成一個完全的ATM區域網路。請參考(圖三)及(圖四)。

《圖四　以ATM為骨幹網路的架構》