非同期転送モード（ATM）とは？仕組みと特徴を初心者向けにわかりやすく解説

非同期転送モード（ATM：Asynchronous Transfer Mode）は、音声・動画・データ通信をサポートする高速ネットワーク規格です。トラフィックの多いネットワークにおける回線利用率やサービス品質（QoS）の向上にも役立ちます。インターネットサービスプロバイダー（ISP）は、専用の長距離ネットワークでATMを活用しています。ATMはOSI参照モデルの第2層（データリンク層）で動作し、光ファイバーまたはツイストペアケーブル上で伝送されます。

現在では次世代ネットワーク（NGN）への移行が進んでいますが、ATMプロトコルは、多くのISPの基幹網を形成する同期光ネットワーク（SONET）、公衆交換電話網（PSTN）、ISDN（サービス統合デジタル網）にとって依然として重要な技術です。

ATMネットワークの仕組み

ATMは、イーサネットなどの他のデータリンク技術といくつかの点で異なります。最大の特徴は、ルーティングを一切行わないことです。ソフトウェアではなく、ATMスイッチと呼ばれる専用ハードウェア装置がエンドポイント間のポイントツーポイント接続を確立し、データは送信元から宛先へ直接流れます。

イーサネットやIP（インターネットプロトコル）が可変長のパケットを使用するのに対し、ATMは固定長の「セル」という単位でデータを符号化します。ATMセルは53バイトで構成され、うち48バイトがデータ、5バイトがヘッダー情報です。各セルは順番に個別に処理され、1つの処理が完了すると次のセルの処理へ移ります。セル同士が互いに同期して同時に送出されることがないため、「非同期（Asynchronous）」と呼ばれています。

ATM接続は、サービスプロバイダーによって事前に設定され、専用線や永久仮想回路として常時利用できるようにすることもできますし、必要に応じて接続を確立し、使用終了後に切断するオンデマンド型の交換接続として利用することも可能です。

ATMサービスでは通常、次の4種類のデータ転送速度（ビットレート）が提供されます。

• ABR（Available Bit Rate／利用可能ビットレート）
• CBR（Constant Bit Rate／固定ビットレート）
• UBR（Unspecified Bit Rate／非指定ビットレート）
• VBR（Variable Bit Rate／可変ビットレート）

ATMの性能は、OC（Optical Carrier：光キャリア）レベルとして「OC-xxx」の形式で表現されるのが一般的です。技術的には10Gbps（OC-192）といった高速伝送も実現可能ですが、実運用では155Mbps（OC-3）や622Mbps（OC-12）が広く使われています。

ルーティングを行わず固定長セルを採用しているため、イーサネットなどの技術と比べて帯域幅の管理が容易になるのがATMの強みです。一方で、イーサネットに対してコストが高いことが課題となり、採用は基幹網やその他の高性能・特殊用途ネットワークに限定されてきました。

ワイヤレスATM（WATM）とは

ATMをコアとする無線ネットワークは「ワイヤレスATM（WATM）」と呼ばれます。このタイプのATMネットワークは、高速なモバイル通信を実現します。有線ATM技術の成功を受け、いつでもどこでも無線サービスを利用したいという需要に応える形で登場しました。WATMは、QoSを保証したうえで、データ・音声・動画のすべてをサポートします。

他の無線技術と同様に、ATMセルは基地局からブロードキャストされ、移動端末へ送信されます。端末の移動性（モビリティ）に関する機能は、ATMスイッチが担当します。

VoATMとは

Voice over Asynchronous Transfer Mode（VoATM）は、音声・動画・データのパケットをATMネットワーク経由で送信するデータプロトコルです。VoIPと似ていますが、IPプロトコルを使用せず、導入コストが高いという特徴があります。その一方で、ネットワークに高速な伝送路を提供できるため、すでにATMネットワークを導入している企業にとっては有力な選択肢となります。