1．ATM層
ATM層利用物理層提供的傳送功能，向外部提供傳送ATM信元的能力。ATM層是與物理層相互獨立的。不管信元是在光纖、雙絞線上，還是在其他媒介上傳送，無論速率如何，ATM層均以統一的信元標準格式完成復用、交換和選路。ATM層具有以下四種主要功能：
(1) 信元復用和解復用。在源端點負責對來自各個邏輯連接的信元進行復接，在目的端對接收的信元流進行解復用。
(2)  VPI/VCI處理。在每個ATM節點為信元選路，建立端到端的邏輯連接。ATM邏輯連接是通過虛通路標識VPI(VP Identifier)和虛信道標識VCI(VC Identifier)來識別的。
(3) 信頭產生和處理。在呼叫建立階段，各節點分配VPI/VCI；在信息傳送階段各節點翻譯VPI/VCI，如在目的端點可以把VPI/VCI翻譯成服務接入點(SAP)。
(4) 一般流量控制。在用戶網絡接口(UNI)處，用ATM信頭中的一般流量控制域來實現流量控制。
總之，ATM層的主要工作是產生ATM信元的信頭并進行處理。ATM層可以為不同的用戶指定不同的VPI/VCI。ATM層具有OSI網絡層的功能。
2．AAL層
AAL層介于ATM層和高層之間，負責將不同類型業務信息適配成ATM信元。適配的原因是由于各種業務(語音、數據和圖像等)所要求的業務質量(如時延、差錯率等)不同。在把各個業務的原信號處理成信元時，應消除其質量條件的差異。換個角度說，ATM層只統一了信元格式，為各種業務提供了公共的傳輸能力，而并沒有滿足大多數應用層(高層)的要求，故需要用AAL層來做ATM層與應用層之間的橋梁。
AAL層具有OSI傳輸層、會話層和表示層的功能。
　　3．高層
高層根據不同的業務(數據、信令或用戶信息等)特點，完成其端到端的協議功能。如支持計算機網絡通信和LAN的數據通信，支持圖像和電視業務及電話業務等。高層對應于OSI的應用層。
傳送用戶信息的端到端ATM協議模型見圖9.2。

上述各層(物理層、ATM層、AAL層)的功能全部或部分地呈現在具體ATM設備中，比如在ATM終端或終端適配器中，為了適配不同的應用業務，需要有AAL層功能支持不同業務的接入；在ATM交換設備和交叉連接設備中，需要用到信頭的選路信息，因而ATM層是必須有的支持；而在傳輸系統中需要物理層功能的支持。

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