С технической точки зрения появление асинхронного метода переноса (Аsynchronous Transfer Mode - АТМ) предопределил тот факт, что практически все виды трафика создают неравномерную по интенсивности нагрузку.

В качестве примера рассмотрим речевой сигнал. Во время обычного двухстороннего телефонного разговора уровень речевого сигнала каждого из абонентов непостоянен и имеют место как межслоговые, межслововые и межфразные паузы, так и промежутки молчания на время прослушивания собеседника.

В целом, передача речевого сигнала от одного из собеседников осуществляется примерно в течении 40% общего времени разговора. Очевидно, было бы желательно передавать речевой сигнал только в периоды его активности и не занимать канал связи на время пауз в речи. Данный факт был использован уже в начале 60-ых годов для создания систем передачи со статистическим уплотнением, что позволило повысить эффективность использования дорогих подводных межконтинентальных линий связи почти вдвое.

В то же время представляется весьма заманчивым использовать периоды молчания и паузы в речевом сигнале для передачи других типов сигналов (данные, видео и пр.).

Однако, такие сигналы по сравнению с речевым создают крайне неравномерную по интенсивности нагрузку.

Традиционным способом передачи неравномерной нагрузки является тот или иной вид коммутации сообщений (пакетов).

Пакеты АТМ называются ячейками (cell), так как все они имеют фиксированную длину. Длина ячеек АТМ равна 53 байтам (октетам), из которых 48 байт отводится для передачи информации (нагрузки) и 5 байт для заголовка. Информация, содержащаяся в 5 байтах заголовка, достаточна для доставки сетью каждой ячейку по назначению.

Сеть АТМ является предназначенной для транспортирования ячеек. В качестве аналогии из транспортирования грузов можно привести систему контейнерных перевозок.

Рассмотрим пример сети АТМ. В данном случае мы имеем сигналы речи, данных и видеосигналы, которые необходимо передать через сеть, а также устройства, преобразующие эти сигналы в ячейки и обратно. Ячейки мультиплексируются в один поток, который по линии связи поступает в “облако” сети АТМ. Сеть АТМ коммутирует и доставляет ячейки по назначению.

Используя инфраструктуру коммутации ячеек, возможно добавлять новые типы нагрузки без изменения самой инфраструктуры. Поскольку пользователь взаимодействует только с пограничными устройствами, то для изменения (введения) нового типа нагрузки достаточно модифицировать только эти пограничные устройства. Это одна из положительных, сторон технологии АТМ. При необходимости без затруднений можно производить изменение или расширение сети.

Иногда возникает путаница в использовании понятий АТМ и В-ISDN. Эти понятия родственны, поскольку АТМ появился в результате усилий по стандартизации В-ISDN. По сути АТМ является технологией, на которой основывается В-ISDN.

АТМ является базовой технологией для В-ISDN.

Рассмотрение принципов работы пограничных устройств АТМ начнем с устройств, преобразующих речевой сигнал в ячейки и обратно. Несмотря на то, что мощность речевого сигнала является переменной величиной, практически вое современные способы цифрового представления речевых сигналов образуют битовый поток с постоянной скоростью передачи, например 64 Кбит/с при использовании стандартной ИКМ. Данный цифровой поток необходимо преобразовать в ячейки. Пограничное устройство “разрезает” цифровой поток на отдельные ячейки для передачи через сеть.

В качестве примера (см. рисунок) допустим, что одна ячейка несет 8 бит (а не 53 байта) информации. Биты собираются порция за порцией, помещаются в ячейку и направляются в сеть. Заметим, что несущие информацию ячейки могут перемежаться пустыми, поскольку скорость цифрового речевого потока обычно значительно ниже, чем скорость передачи в линии. Следовательно, необходимы “пустые” ячейки. (Пустые ячейки занимают временные позиции, в течение которых могла бы передаваться другая информация). Ячейки проходят через сеть и попадают в линию принимающего пограничного устройства.

Заметим, что расстояние между ячейками несколько изменилось. Этот факт отражает статистическую (асинхронную) природу АТМ и не является проблемой, поскольку данные изменения обычно незначительны.

Сеть АТМ сохраняет порядок передачи ячеек. Иногда ячейки могут теряться, но порядок ячеек сохраняется. Принимающее пограничное устройство воспринимает поток ячеек и преобразует его в исходный битовый лоток.

При передаче данных информация обычно уже разбита на пакеты. Процесс преобразования в ячейки аналогичен рассмотренному выше. Однако, в данном случае имеется некоторое отличие, поскольку информация поступает значительными “порциями”. Ячейки, несущие информацию одного пакета, передаются в сеть сгруппировано. При выходе из сети они могут перемежаться другими ячейками. Тем не менее, сборка содержимого ячеек в исходный пакет не представляет затруднений, поскольку содержимое ячеек, несущих другую информацию, просто не включается в собираемый пакет.

АТМ основывается на многоуровневой архитектуре.

Нижним уровнем является физический (РНY). Над физическим уровнем располагается уровень АТМ. На данном уровне присутствуют ячейки. Над уровнем АТМ располагается уровень адаптации АТМ (АТМ Аdaptation Layer- ААL). Данный уровень реализуется в конечных системах и является прозрачным для сети АТМ. Под прозрачностью понимается то, что служебная информация уровня ААL располагается внутри 48 байт нагрузки ячейки и сеть не анализирует эту информацию.

Поскольку сеть АТМ должна осуществлять доставку информации различного типа, предусмотрено несколько различных уровней ААL.