Mô Hình Tham Chiếu B- ISDN Phân Lớp ATM, AAL

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNGTHÁI NGUYÊN KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VÀ TRUYỀN THÔNG BÁO CÁO Môn: KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH Đề tài: Mô hình tham chiếu B-ISDN phân lớp ATM, AAL Giáo

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

THÁI NGUYÊN KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VÀ TRUYỀN THÔNG

BÁO CÁO Môn: KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH

Đề tài: Mô hình tham chiếu B-ISDN phân lớp ATM, AAL

Giáo viên hướng dẫn:

Nhóm thảo luận: Nguyễn Kim Trọng

Nguyễn Văn Thêm

Nguyễn Quốc Vượng

Nguyễn Văn Năm

MỤC LỤC

1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH THAM CHIẾU B-ISDN 3

1.1: Khái quát về B-ISDN 3

1.2: Kiến trúc mạng B-ISDN 3

CHƯƠNG II : MÔ HÌNH THAM CHIẾU B-ISDN 5

2.1: Mô hình tham chiếu giao thức B-ISDN 5

2.2: Các phân lớp của giao thức B-ISDN 6

2.2.1: Lớp vật lý 6

2.2.2: Lớp thích ứng (ATM Adaptation Layer) 7

2.2.3 Lớp ATM 11

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH THAM CHIẾU B-ISDN

1.1: Khái quát về B-ISDN

B-ISDN (Broadband Intergrated Service Digital Network) là mạng thông tin số đa dịch vụ trợ giúp tất cả các ứng dụng đa dịch vụ trên một hệ thống mạng được CCITT triển khai nghiên cứu giữa thập kỷ 80 dựa trên nền tảng là mạng tích hợp

đa dịch vụ số ISDN

Công nghê truyền dẫn không đồng bộ ATM dựa trên nguyên lý truyền dẫn và chuyển mạch gói được CCITT chọn làm giải pháp cho B-ISDN

Mục tiêu c ủa B-ISDN là kết hợp tất cả các dịch vụ hiện có vào một mạng truyền thông duy nhất như thoại, truyền video, điện thoại thấy hình, hội nghị từ xa,

đa phương tiện, truyền số liệu tốc độ cao…

B-ISDN có khả năng cung cấp dịch vụ băng rộng tốc độ đến Mbps, còn các tần số mà nó sử dụng và phân bố thời gian sử dụng thì có phạm vi rất rộng

Tín hiệu của dịch vụ B-ISDN là các tín hiệu liên tục

1.2: Kiến trúc mạng B-ISDN

Hình 1.1: Cấu hình chuẩn của B-ISDN

+ Cấu hình chuẩn của B –ISDN phía UNI

- Các điểm tham chiếu chuẩn: Tb, Sb, R

- Các khối chức năng: B - NT1, B - NT2, B – TE1, B-TE2, và B-TA

+ Các khối chức năng:

- NT1 kết cuối mạng loại 1 thực hiện chức năng lớp 1 của mô hình OSI Chức năng của NT1 bao gồm truyền dẫn trên đường dây tín hiệu số, cấp nguồn

DC, định thời và ngoài ra NT1 cũng thực hiện chức năng bải dưỡng sơ bộ

- NT2 là kết cuối mạng loại 2, nó thực hiện chức năng thích ứng môi trường ghép kênh, tập trung lưu lượng

- TE1 thiết bị đầu cuối loại 1 thực hiện chữc năng tương tác với lớp 1 và lớp cao hơn, chức năng của TE1 bao gồm các giao diện user to user, quản lý OA&M và điều khiển trao đổi thông tin user TE1xử lý và thực hiện chức năng được chuẩn hoá bởi giao diện chuẩn cho mạng B-ISDN theo khuyến nghị của CCITT

- TE2 thiết bị đầu cuối loại 2 Chức năng tương ứng như TE1 chỉ có điều khác là không tuân theo giao diện chuẩn của CCITT

- TA bộ thích ứng đầu cuối (Terminal Adapter) có vai trò thích ứng cho TE2 với mạng B-ISDN

+ Các điểm chuẩn

- Các điểm chuẩn Sb và Tb cung cấp phương tiện tiện ích xác định các thuộc tính vật lý điện khí dọc tuyến truyền tin Cụ thể là giao diện lớp vật lý tại các điểm chuẩn này có thể chọn hay là cho các phương thức truyền tin theo SDH-Based hoặc Cell-Based

-Điểm chuẩn Tb-giao diện đơn người dùng cho B-NT1 và môi trường vật lý phục vụ cho kiểu kết nối điểm-điểm

-Điểm chuẩn Sb: có thể có nhiều giao diện dung cho B-NT2 và nó cung cấp kiểu kết nối điểm-tới điểm ở lớp vật lý và điểm-đa điểm ở lớp cao hơn

-Điểm chuẩn R: định nghĩa giao diện kết nối TE2 với mạng thực hiện nhiệm vụ thích hợp tốc độ bit cho TE2 cụ thể

CHƯƠNG II : MÔ HÌNH THAM CHIẾU B-ISDN

2.1: Mô hình tham chiếu giao thức B-ISDN

Hinh 2.1: Mô hình tham chiếu giao thức B-ISDN + cấu trúc :

Gồm 3 mặt phẳng:

- Mặt phẳng người dùng (user plane): cung cấp các chức năng để chuyển tiếp luồng thông tin người dùng từ đầu cuối đến đầu cuối cũng như các chức năng điều khiển liên quan ví dụ như: điều khiển luồng hay sửa lỗi

- Mặt phẳng điều khiển(control plane): cung cấp các chức năng điều khiển kết nối và kết nối cuộc gọi Nghĩa là, mặt phẳng này cung cấp các chức năng liên quan đến việc thiết lập, điều khiển và giải phóng cuộc gọi

- Mặt phẳng quản lý: cung cấp các chức năng quản lý mạng (OAM…) Mặt phẳng quản lý được chia thành 2 mặt:

 Quản lý mặt phẳng (Plane Management) thực hiện tất cả các chức năng liên

quan đến toàn bộ hệ thống từ đầu cuối đến đầu cuối Nhiệm vụ phối hợp làm việc giữa các mặt phẳng khác nhau

 Quản lý lớp (Layer Management ) chia thành các lớp khác nhau thực hiện các chức năng quản lý liên quan đến tài nguyên và thông số ở các thực thể, mỗi lớp quản lý lớp xử lý dòng thông tin OAM tương ứng

+ Theo chiều dọc chia thành các lớp:

- Lớp vật lý: liên quan đến chức năng phương tiệntruyền dẫn (Tách tế bào rỗi, huỷ các tế bào không hợp lệ v.v…)

- Lớp ATM: truyền tải các thông tin tới các lớp trên dưới dạng tế bào

- Lớp AAL: Tương thích các dịch vụ khác nhau ở lớp trên với lớp ATM và ngược lại

2.2: Các phân lớp của giao thức B-ISDN

2.2.1: Lớp vật lý

2.2.1.1: Cấu trúc gồm hai phân lớp:

 Phân lớp PM (Physical Medium Sublayer):

o Thu thập và tổ chức tế bào ATM được chuyển xuống từ lớp ATM và truyền đến đường truyền vật lý và ngược lại

o Cung cấp thông tin liên quan đến môi trường vật lý, và các thông tin định thời bit

 Phân lớp TC (Convergence Transmission Sublayer):

o Thực hiện các chức năng bổ sung, lấy các tế bào trống (tế bào được truyền khi không có các tế bào nào truyền đi)

o Định dạng khung

o Chuyển đổi luồng tế bào ATM thành luồng mã hoá bít dữ liệu

2.2.1.2: Chức năng

 Chức năng môi trường vật lý (quy định giao diện quang, các bộ phát quang, thu quang, bộ nối )

 Chức năng thông tin đồng bộ bit (Biến đổi luồng bit sang dạng phù hợp với môi trường truyền dẫn, chèn các thông tin định thời, mã hoá và giải mã đường Kết quả là thông tin được truyền từ lớp PM lên lớp TM chủ yếu là các luồng bit/symbol và các thông tin định thời tương ứng)

 Chức năng tạo và định dạng khung (đối với các trường hợp truyền dẫn phi ATM như SDH, G.702)

 Chức năng thích ứng khung truyền (thích ứng với mô trường truyền dẫn phi ATM)

 Chức năng xác định biên của tế bào (xác định tế bào trong dòng các tế bào)

 Chức năng tạo và xác định HEC (tạo và kiểm tra HEC trong header ATM)

 Chức năng phân định tốc độ tế bào (ghép thêm các tế bào rỗi để thích ứng tốc độ)

2.2.2: Lớp thích ứng (ATM Adaptation Layer)

 AAL (ATM adaptation layer) giải quyết mọi công việc được cung cấp bởi lớp ATM với các dịch vụ khách hàng yêu cầu

 Trong lớp AAL này các đơn vị giao thức lớp cao hơn như đơn vị số liệu dịch vụ SDU (service Data Unit) hay đơn vị số liệu giao thức PDU (protocol Data Unit) được bố trí sắp xếp theo một cách xác định thành cấu trúc dữ liệu của trường tải tin 48 byte của tế bào ATM Lớp ATM sẽ thực hiện ghép tiêu đề với các giá trị VPI/VCI thích hợp cho các tế bào này nhằm đơn giản hoá các giao thức ở AAL vì dịch vụ cho khách hàng rất phong phú , đa dạng và khác nhau do vậy rất khó có một giao thức chung cho mọi dịch vụ=>Phân loại dịch vụ B-ISDN theo các tiêu chí:

o Thời gian thực hay không

o Tốc độ có thay đổi không

o Kiểu kết nối

 Có 4 loại dịch vụ: A, B, C, D

Bảng 2.1:Phân loại thích ứng ATM

AAL-1 Chuyển SDU của cùng một tốc độ bit theo cùng một tốc độ

Chuyển thông tin thời gian giữa phát và thu Chỉ thị việc xác nhận lỗi

AAL-2 Chuyển SDU theo tốc độ thay đổi

Chuyển thông tin thời gian giữa phát và thu Chỉ thị việc xác nhận lỗi hoặc không phát hiện lỗi AAL-3/4 Cung cấp dịch vụ loại C và D từ AAL-SAP đến ATM-SAPs

Chuyển nhờ phương thức kết nối hoặc không kết nối AAL-5 Đơn giản hoá chức năng AAL-3/4

Truyền tốc độ cao

Bảng 2.2: Các chức năng đại diện

Để thực hiện các chức năng nêu trên lớp thích ứng ATM AAL được chia thành hai lớp con:

- Phân lớp kết hợp hội tụ CS (Convergence Sublayer)

CS thực hiện chức năng phối hợp và thích ứng giữa các lớp cao và lớp AAL, đảm bảo các tham số chất lượng dịch vụ QOS tạo các thông tin dịch vụ cho khách hàng lớp cao, cho các loại hình dịch vụ tương ứng, điều khiển các thủ tục đóng gói/mở gói các mẫu gói số liệu CS-PDU

Phân lớp hội tụ chia thành hai lớp con: phần phụ thuộc dịch vụ SSCS (Service Specific CS) trong đó SSCS có thể null, nghia là không còn CPCS luôn luôn phải thực hiện kết hợp với SAR Các lớp con này chuyển các tiền tố như các PDU giữa các lớp AAL – SAP tới ATM – SAP

- Phân lớp cắt mảnh và tái hợp SAR (Segmenting And Reasembling Sublayer) Phía phát: có chức năng tạo các tế bào ATM từ đơn vị dữ liệu từ lớp cao chuyển xuống và đánh dấu được các đơn vị số liệu đó ở phía đích

Phía thu: thực hiện các chức năng ngược lại để khôi phục bản tin ban đầu từ các tế bào ATM thu được

Hình 2.3 : Mô hình phân lớp giao thức AAL

Trong đó :

CS-PDU cho AAL3 và 4 có dạng:

CPI : cho biết đơn vị được sử dụng ở trường Basize

B tag (beginnig)

E tag (ending)

B tg và E tag giống nhau => phía thu so sánh để phát hiện lỗi

PAD: thêm vào phần payload để là bội của 4

AL: thêm vào để trailer đủ 4 byte

LI: chỉ thị độ dài

CS-PDU cho AAL5 có dạng:

PAD: thêm vào phần payload để là bội của 4

CS-UU: thông tin người dùng-người dùng trong suốt

CPI: xác định CPI tương ứng là phần chung hay không

AP: thêm vào để trailer đủ 48 byte

LI: chỉ thị độ dài

CRC: kiểm soát lỗi

2.2.3 Lớp ATM

Lớp ATM độc lập hoàn toàn với với lớp vật lý Một chức năng quan trọng của lớp này là sự đóng gói Nó bao gồm sự tạo ra và sự rút ra phần đầu Ở phía truyền, chức năng tạo ra phần đầu nhận một trường thông tin tế bào từ một lớp cao hơn và nó tạo ra một phần đầu tế bào ATM thích hợp ngoại trừ dãy HEC Chức năng này còn bao gồm sự phiên dịch từ một bộ nhận diện điểm truy cập dịch vụ (SAP) ra một VPI và VCI

Ở phía nhận, chức năng lấy ra phần đầu tế bào thì rời bỏ phần đầu tế bào ATM và đưa trường thông tin lên lớp cao hơn Như trong phía truyền, chức năng này còn bao gồm một sự phiên dịch VPI và VCI sang một bộ nhận dạng SAP

Ở trong trường hợp của NNI, thì trường GFC được áp dụng ở lớp ATM Thông tin điều khiển luồng được mang trong các tế bào được gán và không được gán Các tế bào mang thông tin này thì được tạo ra ở lớp ATM

Một bộ chuyển mạch lớp ATM thì xác định nơi mà các tế bào đi vào sẽ được chuyển tiếp, lập lại các định danh xác định kết nối tương ứng cho liên kết tiếp theo, và chuyển tiếp các tế bào Lớp ATM còn điều khiển những chức năng quản lý lưu lượng giữa các node ATM ở cả hai bên của UNI (như đoạn liên kết VP đơn) trong khi mà kênh ảo được xác định bằng một giá trị VCI = 4 có thể được sử dụng cho những chức năng quản lý điểm cuối điểm (người dùng  người dùng) mức VP

Những luồng như “luồng F4”là cái gì Những luồng OAM xử lý những tế bào được dành cho quản lý thực thi và lỗi của hệ thống toàn bộ Coi ATM như là hệ phân cấp của các mức – cụ thể trong SDH/ SONET, cái mà là những định dạng mang tính nguyên lý cho ATM Lớp thấp nhất nơi mà chúng ta có những luồng F1 là phần tái tạo (được gọi là mức đoạn trong SONET) Điều này cho phép bởi những luồng mức F2 ở mức đoạn số ( được gọi là mức đường trong SONET) Có những luồng F3 cho tuyến truyền dẫn ( được gọi là mức tuyến trong SONET) ATM thêm những luồng F4 cho những tuyến ảo (VPs) và những luồng F5 cho những kênh ảo (VCs), nơi mà nhiều VCs chứa đầy đủ trong một VP đơn

Chức năng của lớp ATM:

 Chức năng ghép và tách tế bào: ghép các tế bào ATM với các luồng ảo và kênh ảo khác nhau để tạo nên dòng tế bào tổng hợp, hoặc ngược lại Trong khi đó, các tế bào ghép không nhất thiết phải là dòng tín hiệu liên tục

 Chức năng chuyển đổi tế bào VPI/VCI: yêu cầu đối với tổng đài ATM hay các nút nối chéo ATM Nó ghép các giá trị mới vào các giá trị trong trường VPI/VCI

 Chức năng tạo ra và định danh header của tế bào: dùng cho điểm xác định lớp ATM để tạo ra hoặc định danh 4 byte đầu của header của tế bào ATM Nó ghép các thông tin nhận được từ lớp bậc cao đến các trường tương ứng để tạo ra header của tế bào và thực hiện quá trình ngược lại để định danh header Ngoài ra nó dịch tín hiệu định danh điểm truy nhập dịch vụ SAPI thành tín hiệu VPI và VCI

 Chức năng điều khiển dòng chung: điều khiển việc truy nhập và dòng thông tin trong UNI Trong trường hợp này, thông tin điều khiển dòng được chuyển vào các tế bào chỉ định và không chỉ định