异步传输是什么_异步传输概念及工作原理

　　异步传输基本概念

　　异步传输概念异步传输是数据传输的一种方式。由于数据一般是一位接一位串行传输的，例如在传送一串字符信息时，每个字符代码由7位二进制位组成。但在一串二进制位中，每个7位又从哪一个二进制位开始算起呢？异步传输时，在传送每个数据字符之前，先发送一个叫做开始位的二进制位。当接收端收到这一信号时，就知道相继送来7位二进制位是一个字符数据。在这以后，接着再给出1位或2位二进制位，称做结束位。接收端收到结束位后，表示一个数据字符传送结束。这样，在异步传输时，每个字符是分别同步的，即字符中的每个二进制位是同步的，但字符与字符之间的间隙长度是不固定的。

　　异步传输，英文名AsynchronousTransferMode，ATM，是实现B-ISDN的一项技术基础，是建立在电路交换和分组交换的基础上的快速分组交换技术。ATM的主要特点是面向连接;采用小的、固定长度的单元（53字节）;取消链路的差错控制和流量控制等，这些措施提高了传输效率。ATM的突出优点是可以为每个虚连接提供相应的服务质量（QOS），可以有效地支持视、音频多媒体传输，包括语音、视频和数据等;另外，ATM可以实现局域网和广域网的平滑无缝连接。

　　异步传输一般以字符为单位，不论所采用的字符代码长度为多少位，在发送每一字符代码时，前面均加上一个“起”信号，其长度规定为1个码元，极性为“0”，即空号的极性；字符代码后面均加上一个“止”信号，其长度为1或者2个码元，极性皆为“1”，即与信号极性相同，加上起、止信号的作用就是为了能区分串行传输的“字符”，也就是实现了串行传输收、发双方码组或字符的同步。

　　异步传输的工作原理

　　异步传输模式的主要优点是具有以每秒高达2千兆的速度传播声音、数据、图形及视频图像的能力。它允许网络管理者在工作站要求改变时动态重组LAN。当前，LAN的分段原则是一个工作站与它的LAN服务器的地理位置较近，ATM将允许网络管理者建立一个逻辑的而不是物理的分段。一个ATM开关将允许你建立一个完全不依赖于网络的物理结构的逻辑网络。

　　异步传输模式提供了任何两个同点间的点到点的连接，保证两点间可有完全的网络带宽——每秒45兆位或155兆位。因为ATM是独立于介质，它能在一定速度范围内操作。

　　异步传输的结构

　　ATM参考模式分为三层：ATM适配层（AAL）、ATM层和物理层。AAL连接更高层协议到ATM层，其主要负责上层与ATM层交换ATM信元。当从上层收到信息后，AAL将数据分割成ATM信元；当从ATM层收到信息后，AAL必须重新组合数据形成一个上层能够辨识的格式，上述过程即称之为分段与重组（SAR）。不同的AAL用于支持在ATM网络上使用的不同的流量或服务类型。

　　ATM层主要负责将信元从AAL转发给物理层便于传输和将信元从物理层转发给AAL便于其在终端系统的使用。ATM层能够决定进来的信元应该被转发至哪里；重新设置相应的连接标识符并且转发信元给下一个链接、缓冲信元以及处理各种流量管理功能，如信元丢失优先权标记、拥塞标注和通用流控制访问。此外ATM层还负责监控传输率和服从服务约定（流量策略）。

　　ATM的物理层定义了位定时及其它特征，将数据编码并解码为适当的电波或光波形式，用于在特定物理媒体上传输和接收。此外它还提供了帧适配功能，包括信元描绘、信头错误校验（HEC）的生成和处理、性能监控以及不同传输格式的负载率匹配。物理层通常使用的介质有SONET、DS3、光纤、双绞线等。

　　异步传输的传输模式

　　异步传输模式（AsynchronousTransferMode，缩略语为ATM），又叫信息元中继。异步传输模式（ATM）在ATM参考模式下由一个协议集组成。ATM采用面向连接的交换方式，它以信元为单位。每个信元长53字节。其中报头占了5字节。信息元中继（cellrelay）的一种标准的（ITU）实施方案，这是一种采用具有固定长度的分组（信息元）的交换技术。之所以称其为异步，是因为来自某一用户的、含有信息的信息元的重复出现不是周期性的。

　　ATM是一种面向连接的技术，是一种为支持宽带综合业务网而专门开发的新技术，它与现在的电路交换无任何衔接。当发送端想要和接收端通信时、它通过UNI发送一个要求建立连接的控制信号。接收端通过网络收到该控制信号并同意建立连接后，一个虚拟线路就会被建立。与同步传递模式（STM）不同，ATM采用异步时分复用技术（统计复用）。来自不同信息源的信息汇集在一个缓冲器内排队。列中的信元逐个输出到传输线上，形成首尾相连的信息流。ATM具有以下特点：因传输线路质量高，不需要逐段进行差错控制。ATM在通信之前需要先建立一个虚连接来预留网络资源，并在呼叫期间保持这一连接，所以ATM以面向连接的方式工作。信头的主要功能是标识业务本身和它的逻辑去向，功能有限。信头长度小，时延小，实时性较好。

　　ATM能够比较理想地实现各种QoS，既能够支持有连接的业务，又能支持无连接的业务。是宽带ISDN（B-ISDN）技术的典范。ATM的传播速度是从25兆比特每秒到155兆比特每秒。

　　异步传输的通信协议

　　使用异步串口传送一个字符的信息时，对数据格式有如下约定：规定有空闲位、起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。

　　其中各位的意义如下：

　　起始位：先发出一个逻辑”0”信号，表示传输字符的开始。

　　数据位：紧接着起始位之后。资料位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCⅡ码。从最低位开始传送，靠时钟定位。

　　奇偶校验位：资料位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数（偶校验）或奇数（奇校验），以此来校验资料传送的正确性。

　　停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。

　　空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。

　　波特率：是衡量数据传送速率的指针。表示每秒钟传送的二进制位数。例如资料传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为10×120=1200位/秒=1200波特。

　　注：异步通信是按字符传输的，接收设备在收到起始信号之后只要在一个字符的传输时间内能和发送设备保持同步就能正确接收。下一个字符起始位的到来又使同步重新校准（依靠检测起始位来实现发送与接收方的时钟自同步的）。