mạng viễn thông và công nghệ atm

Bên cạnh đó, mỗi mạng lại yêucầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác nhau… Do đó hệ thống viễn thông hiện nay có rất nhiều nhược điểm: • Chỉ truyền được các dịch vụ

Mục lục

Lời nói đầu

Chương I : TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG

1.1 Đặc điểm mạng viễn thông hiện nay 1

1.1.1 Các khái niệm trong mạng viễn thông 1

1.1.1.1 Khái niệm mạng viễn thông 1

1.1.1.2 Thiết bị cấu thành mạng 1

1.1.1.3 Kỹ thuật mạng viễn thông 2

1.1.2 Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện nay 2

1.1.3 Sù ra đời của mạng băng rộng B-ISDN 4

1.1.3.1 Sù ra đời của ISDN 4

1.1.3.2 Sù ra đời của mạng băng thông rộng B-ISDN 6

1.1.4 Lựa chọn phương thức truyền tải cho mạng B 7

1.1.4.1.Chuyển mạch kênh 7

1.1.4.2.Chuyển mạch kênh đa tốc độ 7

1.1.4.3 Chuyển mạch kênh tốc độ cao 8

1.1.4.4 Chuyển mạch gói 9

1.1.4.5 Công nghệ truyền tải STM 9

1.1.4.6 Công nghệ truyền tảI PTM 10

1.2 Kỹ thuật mạng B-ISDN 10 1.2.1 Nền tảng kỹ thuật mạng B 10

1.2.2 Sơ đồ cấu trúc chức năng và đặc điểm kỹ thuật của mạng B 11

1.2.2.1 Sơ đồ cấu trúc chức năng 11

1.2.2.2 Đặc điểm kỹ thuật của B-ISDN 12

1.2.3 Kỹ thuật liên kết mạng trong B-ISDN 12

1.2.3.1 Mô hình sắp xếp các lớp mạng của B-ISDN 12

1.2.3.1.1 Lớp vật lý 13

1.2.3.1.2 Líp ATM 13

Chương II : CÔNG NGHỆ ATM 2.1 Giới thiệu chung về ATM 14

2.1.1 Khái niệm về ATM 14

2.1.2 Các đặc điểm của ATM 14

2.1.3 Cấu trúc tế bào ATM 17

2.1.4 Kỹ thuật ghép kênh trong ATM 20

2.1.5 Nguyên lý cơ bản của ATM 21

2.1.6 Cấu trúc phân lớp của mạng ATM 22

2.1.7 Lựa chọn độ dài cho tế bào 24

2.1.7.1 Lựa chọn độ dài cố định hay thay đổi 24

2.1.7.2 Lựa chọn kích thước cho tế bào 28

2.2 Mô hình giao thức chuẩn của B-ISDN 31

2.2.1 Mô hình tham chiếu chuẩn của B- ISDN 31

2.2.2 Các lớp thấp trong B- ISDN 33

2.2.2.1 Lớp vật lý 33

2.2.2.2 Líp ATM 35

2.2.3 Các lớp cao trong B-ISDN 35

2.2.3.1 Lớp thích ứng ATM (AAL) 35

2.2.3.2 Các loại AAL 37

2.2.3.3 Mô tả các lớp con của các loại AAL 40

2.2.4 Sơ đồ cấu hình chuẩn của B- ISDN 41

2.3 Thành phần của mạng ATM 42

2.3.1 Kênh ảo 43

2.3.2 Đường ảo 44

Chương III: HOẠT ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA ATM TRONG

MẠNG BĂNG RỘNG B-ISDN

3.1 Nguyên lý chuyển mạch trong ATM 47

3.1.1 Các định nghĩa trong chuyển mạch 47

3.1.1.1 Chuyển mạch là gì 47

3.1.1.2 Phần tử chuyển mạch 47

3.1.2 Chuyển mạch ATM 47

3.1.3 Các yêu cầu cơ bản đối với chuyển mạch ATM 50

3.1.4 Các dạng kết nối trong ATM 55

3.1.5 Phân loại chuyển mạch trong ATM 56

3.1.5.1 Chuyển mạch phân chia theo thời gian 56

3.1.5.2 Chuyển mạch phân chia theo không gian 60

3.1.5.3 Chuyển mạch quang 64

3.2 Kỹ thuật truyền dẫn ATM trong B-ISDN 65

3.2.1 Tổng quan 65

3.2.2 Chức năng của truyền dẫn 65

3.2.2.1 Tạo ra các tế bào ATM từ dòng thông tin liên tục 65

3.2.2.2 Truyền dẫn tế bào ATM 66

3.2.2.3 Ghép kênh và tập trung dòng thông tin 67

3.2.2.4 Phân luồng và trung chuyển dòng thông tin 68

3.3 Báo hiệu trong B-ISDN 68

3.3.1 Các yêu cầu đối với mạng B-ISDN 69

3.3.2 Báo hiệu Meta 70

3.3.3 Báo hiệu ATM 71

3.3.4 Quá trình triển khai báo hiệu 71

3.4 Các tham số cơ bản của mạng 73

3.4.1 Độ trễ 74

3.4.1.1 Trễ tại lớp vật lý 76

3.4.1.2 Trễ tại lớp ATM 77

3.4.1.3 Trễ tại lớp AAL 77

3.4.1.4 ảnh hưởng của trễ 78

3.4.2 Lỗi 79

3.4 2.1 Mất tế bào do lỗi ở mào đầu 79

3.4.2.2 Lỗi tại lớp ATM 82

3.4.2.3 Lỗi tại lớp AAL 83

3.5 Đánh số và tính cước 83

3.5.1 Đánh số 83

3.5.1.1 Kế hoạch đánh số 83

3.5.1.2 Ảnh hưởng của ATM đến kế hoạch đánh số hiện tại 84

3.5.1.3 Phối hợp mạng và kế hoạch đánh số/địa chỉ 85

3.5.2 Tính cước 86

3.5.2.1 Vấn đề đặt ra 86

3.5.2.2 Giải pháp tạm thời 87

3.5.2.3 Tham số tính cước 88

CHƯƠNG VI : TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC MẠNG B-ISDN 4.1 Tổng quan 89

4.2 Các thiết bị sử dụng trong mạng 89

4.3 Cấu trúc mạng B-ISDN phân tầng 90

4.3.1 Mạng của người sử dụng 90

4.3.1.1 Đặc điểm 90

4.3.1.2 Các yêu cầu 91

4.3.2 Mạng truy nhập 91

4.3.2.1 Đặc điểm 91

4.3.2.2 Các tham số cần chú ý 92

4.3.3 Mạng đường dài 92

4.3.3.2 Các yêu cầu cần chú ý 92

4.3.4 Hệ thống mạng quản lý và mạng thông minh 93

4.3.4.1 Mạng quản lý TMN 93

4.3.4.2 Mạng thông minh IN 94

Kết Luận……… 95

Tài Liệu Tham Khảo………

Chương I

TổNG QUAN Về MạNG viễn thông

1.1 Đặc điểm mạng viễn thông hiện nay.

1.1.1 Các khái niệm trong mạng viễn thông

1.1.1.1 Khái niệm mạng viễn thông.

Mạng viễn thông là tập hợp tất cả các thiết bị viễn thông và phương thứcdùng để truyền thông tin giữa những người sử dụng khi thực hiện các dịch vụtương ứng Các dịch vụ viễn thông bao gồm các dịch vụ truyền tín hiệu thoại,dịch vụ truyến số liệu, truyền hình

1.1.1.2 Thiết bị cấu thành mạng.

Theo quan điểm phần cứng thì mạng viễn thông chỉ bao gồm các thiết bị cấuthành mạng đó là thiết bị đầu cuối, thiết bị chuyển mạch và thiết bị truyền dẫn

• Thiết bị đầu cuối

Là những thiết bị giao tiếp giữa mạng viễn thông và người sử dụng Nó cónhiệm vụ chuyển đổi thông tin sang tín hiệu điện ( ở bên phát) và chuyển tínhiệu điện thành thông tin ban đầu ( ở bên nhận) Đồng thời thực hiện trao đổicác tín hiệu điều khiển giữa người sử dụng và mạng viễn thông

Là thiết bị được sử dụng để truyền các tuyến truyền dẫn mà thiết bị chuyển mạch đã thiết lập Tuỳ theo tính chất truyền dẫn mà có các kiểu truyền dẫn và thiết bị truyền dẫn tương ứng Có thể là cáp quang, cáp đồng trục, vi ba, vệ tinh

1.1.1.3 Kỹ thuật mạng viễn thông.

Kỹ thuật mạng viễn thông là kỹ thuật cần thiết để kết hợp các thiết bị cấuthành mạng thành một mạng đồng nhất

Kỹ thuật này bao gồm: Kỹ thuật cấu hình mạng lưới, kỹ thuật đánh số,tính cước, đồng bộ, báo hiệu, đảm bảo chất lượng ,liên lạc

* Kỹ thuật cấu hình mạng lưới: để xác định cách tổ chức các thiết bị cấuthành mạng Kỹ thuật này phải kết hợp gắn với việc quy hoạch vị trí tổng đài,

vị trí thuê bao sao cho đảm bảo hiệu quả truyền dẫn thông tin, lưu lượng, chấtlượng và công tác quản lý mạng Có rất nhiều cách tổ chức mạng lưới nhmạng hình sao, mạng hình lưới

* Kỹ thuật đánh số: để xác định cho mỗi thuê bao một mã số riêng biệt Qua

mã số này ta có thể nắm bắt được một cách đầy đủ thông tin về thuê bao đónhư dịch vụ của thuê bao đó là kiểu dịch vụ gì , truyền dẫn ra sao , vị trí ởđâu

* Kỹ thuật tính cước: xác định phương pháp tính cước cho các thuê bao đốivới các kiểu dịch vụ viễn thông khác nhau

Trên cơ sở các khái niệm về mạng viễn thông, trải qua các giai đoạn pháttriển, có thể thấy một số đặc điểm nổi bật của mạng viễn thông hiện nay

1.1.2 Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện nay

Ngày nay, trên thế giới đang tồn tại rất nhiều dịch vụ viễn thông, ứng vớimỗi kiểu thông tin mà người sử dụng cần trao đổi thì lại có một loại dịch vụtương ứng, ứng với mỗi loại dịch vụ này lại có Ýt nhất một loại mạng riêng biệt

để phục vụ cho dịch vụ đó Và kết quả là hiện nay đang tồn tại song song rấtnhiều mạng dịch vụ viễn thông khác nhau như:

Mạng Telex: Dùng để gửi các bức điện dưới dạng các kí tự được mã hoá

bằng 5 bit (mã Baudot) Không truyền được các thông tin thoại, thông tin vềhình ảnh cả động và tĩnh Tốc độ truyền thấp ( từ 75 đến 300 bit /s)

Mạng điện thoại công cộng: (POST – Plain Old Telephone Service).

Nhóm thông tin tiếng nói được số hoá và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạchPSTN(Public Switch Telephone Network) là tổng đài điện tử số có chứa cácchương trình làm việc lập trình sẵn.Tín hiệu truyền dẫn trong mạng là các tínhiệu thoại đã được số hoá Có thể truyền bằng cáp đồng trục hoặc cáp quang.Giữa hai thiết bị đầu cuối có một kênh được thiết lập sẵn trước khi có cuộc gọi

Vì thế mạng điện thoại có thể được gọi là một mạng chuyển mạch kênh ( Circuit– Switching)

Mạng truyền số liệu: dùng để trao đổi số liệu giữa các thiết bị đầu cuối là

các máy tính Mạng này sử dụng phương pháp chuyển mạch kênh hoặc chuyểnmạch gói ( Packet-Switching) Nghĩa là số liệu trước khi truyền dẫn trong mạng

sẽ được chia thành các gói tin Các gói tin này sẽ được truyền qua các nút mạng

để đến được trạm đích thông qua địa chỉ tại các gói tin đó Mạng số liệu đangrất phát triển với nhu cầu sử dụng ngày càng cao

Mỗi mạng trên được thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và không thể sửdụng cho các mục đích khác Nếu người sử dụng muốn sử dụng một trong các

muốn sử dụng một lúc nhiều loại hình thì phải trang bị nhiều loại thiết bị đầucuối, thiết bị chuyển mạch, thiết bị truyền dẫn Bên cạnh đó, mỗi mạng lại yêucầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác nhau…

Do đó hệ thống viễn thông hiện nay có rất nhiều nhược điểm:

• Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng từng mạng.Thiều mềm dẻo, linh hoạt trong truyền dẫn, chuyển mạch khi có các kỹ thuật hay công nghệmới

• Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành, chia sẻ tài nguyên cho cácmạng khác cùng sử dụng

• Hạn chế sự phát triển của nhiều loại hình dịch vụ mới

Tóm lại, hệ thống viễn thông ngày nay còn nhiều nhược điểm trong khi cácyêu cầu của người sử dụng ngày càng cao Điều này làm cho hệ thống viễnthông cũ không còn đáp ứng được, cần có một mạng thích hợp nhằm đáp ứngcác nhu cầu trên của người sử dụng và từ những lý do đó đã tạo điều kiện choviệc ra đời một hệ thống viễn thông mới với nhiều tiện Ých hơn, phục vụ đượcnhiều hơn các yêu cầu của người sử dụng cũng như để tương xứng với sự pháttriển lớn mạnh của các ngành khoa học kỹ thuật khác

1.1.3 Sù ra đời của mạng băng rộng B-ISDN.

1.1.3.1 Sù ra đời của ISDN (Intergrated Services Digital Network).

Vào đầu những năm 80, thuật ngữ ISDN bắt đầu được nhắc đến nhiều

Nó có nghĩa là một mạng số tích hợp đa dịch vụ Có thể hiểu đó là sự liên kếtcác dịch vụ viễn thông bình thường như thoại, số liệu, truyền hình thông quacác phương tiện truyền dẫn thông tin số như cáp quang, vi ba và vệ tinh ISDNcung cấp đường nối tín hiệu số theo kiểu điểm nối điểm giữa hai thiết bị đầucuối Nó có khả năng tải tất cả các kiểu thông tin nh thoại, số liệu, đồ hoạ, vănbản và hình ảnh trên cùng một đường dẫn số đó

Dựa vào các dịch vụ thông tin của ISDN, người ta còn đưa ra định nghĩa

về ISDN trên cơ sở kỹ thuật chuyển mạch Đó là sự kết hợp giữa chuyển mạchkênh và chuyển mạch gói để tạo thành một mạng tổng thể đáp ứng hầu hết cácloại hình dịch vụ của người sử dụng Người ta đưa ra sơ đồ cấu trúc của ISDNlà:

Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc tổng quát ISDN

Cấu trúc của ISDN bao gồm:

Các tín hiệu OA&M là một mạng quản lý mạng ISDN

Các bộ phận chuyển mạch kênh để phục vụ cho các dịch vụ sử dụngphương thức chuyển mạch kênh

Các bộ phận chuyển mạch gói để phục vụ cho các dịch vụ sử dụngphương thức chuyển mạch gói

Các phương tiện truyền thông khác:

Gateway ISDN: cổng ISDN để tăng cường đăng ký khi cần truy nhập vàomạng

User Gate - way

ISDN

C¸c tÝn hiÖu

OA & M

ChuyÓn m¹ch kªnh

ChuyÓn m¹ch gãi

C¸c dÞch vô kh¸c

Gate - way

Giao diÖn ISDN

Người ta phân chia giao diện này này ra làm hai loại:

Giao diện BRI – ISDN: đây là giao diện tốc độ cơ bản Tốc độ của giaothức này là 144Kb/s, gồm có hai kênh B và một kênh D:

• Kênh B là kênh truyền số liệu, hình ảnh, dữ liệu theo phương thức chuyểnmạch kênh hoặc chuyển mạch gói với tốc độ duy nhất 64Kb/s

• Kênh D là kênh truyền tín hiệu báo hiệu tốc độ cơ sở Tốc độ của giao diện là 1544Kb/s, gồm có 24 kênh 64Kb/s Mỗi kênh hoạt động nh một

kênh báo hiệu 64Kb/s hoặc chuyển mạch gói

Với hai giao diện BRI & PRI, ISDN có thể phục vụ người sử dụng tải cácphần mền từ Internet xuống, dùng trong các ứng dụng điều khiển từ xa như: giáodục và mua hàng, , dùng để tổ chức các hội nghị qua màn hình nhưng vấn đềđặt ra là tốc độ truyền dẫn Tốc độ truyền dẫn của ISDN vẫn còn hạn chế trongcác lĩnh vực nh dịch vụ thời gian thực Chính vì thế mà B – ISDN ra đời

1.1.3.2 Sù ra đời của mạng băng thông rộng B – ISDN.

Xuất phát từ những hạn chế của ISDN về mặt tốc độ truyền dẫn, bên cạnh

đó còn có các yêu cần về dịch vụ và chất lượng dịch vụ luôn luôn thay đổi vàđòi hỏi ngày càng cao nên cần có một mạng nên cần có một mạng viễn thôngmới chủ yếu là do các nguyên nhân sau:

• Các yêu cầu dịch vụbăng rộng đang tăng lên

• Các kỹ thuật xử lý tín hiệu, chuyển mạch, truyển dẫn ở tốc độ cao đã trở thành hiện thực từ vài trăm Mb/s đến hàng Gb/s

• Tiến bộ về khả năng xử lý ảnh và số liệu

• Sự phát triển các ứng dụng phần mền trong lĩnh vược tin học và viễnthông

• Sự cần thiết phải tổ hợp các dịch vụ phụ thuộc lẫn nhau ở chuyển mạchkênh hay chuyển mạch gói vào một mạng băng thông rộng duy nhất So với các

mạng khác dịch vụ tổ hợp và mạng tổ hợp có nhiều ưu điểm về mặt kinh tế, pháttriển, thực hiện, vận hành và bảo dưỡng

• Sự cần thiết phải thoả mãn tính mềm dẻo cho các yêu cầu về phía người

sử dông cũng nh người quản lý mạng(về tốc độ đường truyền, chất lượng dịch

vụ, về độ tin cậy trong lĩnh vực trao đổi thông tin )

Cuối năm 1988, những khuyễn nghị chính thức ITU – I.21 như sau “Mạng

tổ hợp số đa dịch vụ băng rộng B-ISDN (Broodband Integrated Services DigitalNet Work) cung cấp các cuộc nối thông qua chuyển mạch, các cuộc nối cố định(pernament) hoặc bán cố định (semipernament), các cuộc nối từ điểm đến điểm(point to point) hoặc từ điểm đến nhiều điểm (point to multipoint) và cung cấpcác dịch vụ theo yêu cầu, dịch vụ dành trước, dịch vụ cố định Cuộc nối trong B-ISDN phục vụ cho cả chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói theo kiểu đơnphương tiện (Monomedia) hay đa phương tiện (Multimedia), hướng liên kết(Connection-Oriented) hoặc không liên kết (Connectionless), theo cấu hình đơnhướng hay đa hướng Bên cạnh đó B–ISDN là một mạng thông minh có khảnăng cung cấp các dịch vụ cải tiến, cung cấp các công cụ bảo dưỡng và vận hành(OAM) điều khiển và quản lý mạng có hiệu quả

1.1.4 Lựa chọn phương thức truyền tải cho mạng B.

Vì mạng B là mạng cung cấp các dịch vụ thời gian thực cho nên việc lựachọn phương thức truyền tải cho mạng B-ISDN phải đảm bảo hai yêu cầu đó làtính trong suốt về mặt nội dung và tính trong suốt về mặt thời gian Việc lựachọn sẽ dễ dàng hơn sau khi ta xem xét một số phương thức chuyển mạch hiệnhành

1.1.4.1 Chuyển mạch kênh

Đây là phương pháp được sử dụng từ lâu trong mạng điện thoại PSTN.Ngày nay phương pháp này vẫn được sử dụng trong mạng ISDN Nó sử dụng

Trong đó thông tin trên một kênh được truyền theo mét chu kỳ đều đặn 125 Us ởmột khe thời gian cố định, tập hợp các khe thời gian trong khoảng 125 Us tạothành một khung thời gian Kênh truyền trong mạng chuyển mạch kênh là kênhthực được thiết lập trước khi có yêu cầu thiết lập cuộc gọi trong mạng Do đóphương pháp này thiếu tính mềm dẻo do thông tin phải truyền theo một tần số

cố định dẫn tới giới hạn về mặt tốc độ và không thích hợp cho viềc truyền cácdịch vụ băng rộng có các đặc điểm khác nhau

1.1.4.2 Chuyển mạch kênh đa tốc độ.

Để khắc phục sự thiếu mềm dẻo của chế độ truyền đơn tốc độ trongchuyển mạch kênh người ta đưa ra hệ thống chuyển mạch kênh đa tốc độ MRCS(Maltirate Circuit Switching) Các đường nối trong MRCS được chia thành nkênh cơ bản gồm các khung thời gian có độ dài khác nhau, mọi cuộc liên lạc cóthể được xây dựng từ n kênh này Thông thường các kênh cơ bản cho một cuộcnối là:

_ Một kênh có tốc độ là 1024 Kbit/s

_ Tám kênh H1 có tốc độ là 2048 Kbit/s

_ Một kênh H4 có tốc độ là 139.164 Kbit/s

MRCS rất phức tạp do mỗi kênh cơ sở của một đường nối phải giữ đồng

bộ với các kênh khác nhau để đảm bảo tính trong suốt về mặt thời gian Ngoài raviệc sử dụng tài nguyên chung của MRCS không đạt hiệu quả: Khi mọi kênh H1bận thì không thể thiết lập thêm một kênh nào khác trong khi có thể H4 vẫn rỗi

Do vậy đây chưa phải là giải pháp cho mạng băng rộng

1.1.4.3 Chuyển mạch kênh tốc độ cao.

Các tài nguyên trong hệ thống chuyển mạch kênh tốc độ cao FCS (FastCircuit Switching) chỉ được cung cấp khi thông tin được gửi đi Sau khi gửixong thông tin tài nguyên được giải phóng trở lại Sự cung cấp này được thiếtlập mỗi lần gửi nh trong trường hợp chuyển mạch gói nhưng dưới sự điều khiển

nh sau:

_ Sử dụng lưu đồ dữ liệu – Data Gram: các nút mạng sẽ chọn đường chocác gói tin đi tới đích mà không cần phải theo thứ tự, khi các gói tin đến trạmđích phải thực hiện sắp xếp lại các gói tin theo chỉ số của nó

_ Sử dụng mạch ảo – Virual Circuit: tín hiệu cầu (request) sẽ được gửi tớinút mạng gần nhất khi có yêu cầu truyền Nút mạng sẽ tìm đường đi giữa các nút

để đi đến trạm đích, nếu trạm đích chấp nhận dữ liệu thì sẽ gửi tín hiệu trả lờichấp nhận (accept) Lúc này giữa hai nút mạng Nguồn và Đích tồn tại đường ảo

1.1.4.5 Công nghệ truyền tải STM (Synchrounnous Transfer Mode)

Thực hiện việc truyền tải bằng cách phân bố các khe thời gian trong mộtcấu trúc tuần hoàn gọi là một klhung cho một dịch vụ với khoảng thời gian chomột cuộc nối

Cấu trúc khung thời gian nh sau:

Mét khung STM

Hình 1.2 Cấu trúc khung thời gian

Khi mét khe thời gian đã được gắn cho một kênh nhất định thì khe thờigian đó sẽ dành riêng cho cuộc nối đó, đảm bảo cung cấp thông tin một cách liêntụcvới tốc độ cố định

STM không linh hoạt trong việc phân bố độ rộng băng thông - điều cầnthiết cho phần lớn các dịch vụ băng rộng của B-ISDN và độ rộng của băngthông là cố định nên rất hạn chế, không thích hợp với mạng B

1.1.4.6 Công nghệ truyền tải PTM (Packet Transfer Mode)

Với công nghệ truyền tải PTM số liệu được đóng thành các gói lớn gồmrất nhiều byte, kích thước của các gói có thể thay đổi được tuỳ theo nhu cầutruyền nhưng không được vượt quá một giá trị giới hạn (khoảng 4048 byte)

Các gãi tin được gửi tới nút mạng như một chuỗi các bit liên tục và nóchiếm toàn bộ băng thông của đường truyền, nút mạng sẽ kiểm tra xem đườngtruyền nào rỗi thì gửi tin theo đường truyền đó Trên mỗi gói có số hiệu nhậndạng đường để cho nút mạng nhận biết nút Nguồn và Đích của gói, từ đó chuyểntiếp gói tin đến đích đúng thứ tự Phương pháp này sử dụng băng thông hiệu quảhơn STM, vì khi một đường truyền rỗi thì các đường khác có thể dùng nó cho

1.2 KỸ THUẬT MẠNG B-ISDN.

1.2.1 NÒn tảng kỹ thuật mạng B-ISDN.

Do B-ISDN có khả năng cung cấp những dịch vụ có đặc điểm khác nhau nênmột số công nghệ cơ bản được đòi hỏi để hiện thực hoá

Thứ nhất: xử lý tốc độ cao và công nghệ môI trường , truyền dẫn băng rộng

và công nghệ chuyển mạch băng rộng; chúng được yêu cầu là bởi vì các tín hiệucủa dịch vụ băng rộng và tốc độ cao được sử dụng rộng rãi Vả lại việc cải thiệncông nghệ và thiết bị xử lý video là cần thiết bởi vì các dịch vụ chính của B-ISDN là các loại dịch vụ video khác nhau Hơn thế nữa, công nghệ mạng thôngtin đối với những vấn đề trên đây là cần thiết, bởi vì các dịch vụ tốc độ thấp/tốc

độ cao được cung cấp và các dịch vụ chế độ gói đồng tồn tại Những công nghệ

cơ bản này đã được phát triển và được nâng cấp liên tục nhằm đáp ứng một cáchđầy đủ nhu cầu về các dịch vụ băng rộng càng ngày càng tăng

Thứ hai: công nghệ thông tin quang đã được nâng cao, suy hao của cáp sợiquang đã được giảm xuống thấp hơn 0.5 dB/Km và giá cả của các phần tử bứcxạ/thu ánh sáng đã sụt xuống khá nhanh chóng Hơn nữa công nghệ về mạngtích hợp và công nghệ chế tạo các cấu kiện cũng đã rất tiên tiến Các phần tửSilíc lưỡng cực hoặc GaAs được phát triển một cách thành công có khả năngthực hiện việc xử lý tốc độ cao (hàng trăm Mbit/s hoặc Gbit/s) và CMOS có khảnăng xử lý mức 150 Mbit/s

Thứ ba: việc nén, chuyển đổi và tái tạo các tín hiệu dịch vụ khác nhau đã trởnên dễ dàng do phát triển công nghệ xử lý tín hiệu Vả lại việc thu thập, thay đổi

Mặt khác, các hoạt động tiêu chuẩn hoá của ISDN theo sáng kiến của ITU-Ttrong những năm 1980 đã ảnh hưởng đến rất nhiều hoạt động nghiên cứu về sựliên kết các loại tín hiệu dịch vụ khác nhau cũng như việc số hoá mạng thông tin

và đã đóng góp vào sự phát triển công nghệ thông tin

1.2.2 Sơ đồ cấu trúc chức năng và đặc điểm kỹ thuật của mạng B.

1.2.2.1 Sơ đồ cấu trúc chức năng.

_ LCF (Local Function Câpbility): Các chức năng được cung cấp bởi nút chuyểnmạch cục bộ

_ TE (Terminal Equipment): Thiết bị đầu cuối

1.2.2.2 Đặc điểm kỹ thuật của B-ISDN.

Các đặc điểm chính của hệ thống B-ISDN được ITU-T đưa ra trong khuyếnnghị I.327, theo đó thì các khả năng về báo hiệu và truyền dẫn của B-ISDNgồm:

+ Khả năng cung cấp các dịch vụ băng rộng.

+ Khả năng cung cấp dịch vụ cho N-ISDN với tốc độ cơ sở là 64 Kb/s + Cung cấp các chức năng báo hiệu từ người sử dụng tới mạng.

+ Cung cấp các chức năng báo hiệu từ người sử dụng tới người sử dụng 1.2.3 Kỹ thuật liên kết mạng trong B-ISDN.

1.2.3.1 Mô hình sắp xếp các lớp mạng của B-ISDN

Các lớp mạng của B-ISDN được trình bày trên hình sau:

Trong kỹ thuật liên kết mạng lớp vật lý bao gồm ba mức:

* Mức đường truyền dẫn: liên kết các phần tử có chức năng lắp ghép hoặctháo thông tin hữu Ých (Payload) (trong hệ thống truyền dẫn, thông tin hữu Ýchcùng với các thông tin điều khiển tạo ra mét khung truyền dẫn hoàn chỉnh)

* Mức nhóm / tách số: bao gồm các phần tử có nhiệm vụ nhóm hoặc táchdòng bit liên tục

* Mức phát: là một phần của mức nhóm tách số, nó có nhiệm vụ truyền tínhiệu giữa hai điểm kế nhau

• Líp ATM.

Líp ATM bao gồm hai mức:

* Mức kênh ảo: là mức có chức năng truyền đơn hướng các tế bào ATMtương ứng với một giá trị nhận dạng chung duy nhất VCI

* Mức đường ảo: là mức có chức năng truyền đơn hướng các tế bào ATMthuộc về nhiều kênh ảo khác nhau nhưng lại có chung một giá trị nhận dạngđường ảo VPI

Chương II CÔNG NGHỆ ATM

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ATM

Theo ITU – T, thì B- ISDN hoạt động dựa trên cơ sở kiểu truyễn khôngđồng bộ ATM (Asynchronous Tranfer Mode) Nh vậy ATM là công nghệ sẽ làmthay đổi bộ mặt ngành viễn thông trong tương lai

2.1.1 Khái niệm về ATM.

ATM là phương thức truyền không đồng bộ kỹ thuật chuyển mạch góichất lượng cao Có phương thức truyền tải định hướng, chuyển gói nhanh dựatrên ghép không đồng bộ phân chia theo thời gian

Trong kiểu truyền không đồng bộ tồn tại hai thuật ngữ:

* Thuật ngữ “ truyền ” bao gồm cả lĩnh vực truyền dẫn và chuyển mạch trong

đó “ dạng truyền ” ám chỉ cả chế độ truyền dẫn và chuyển mạch thông tin trong

mạng

* Thuật ngữ “ không đồng bộ ” giải thích cho một kiểu truyền thông, trong đó

các gói tin trong cùng một cuộc nối có thể lặp đi lặp lại một cách bất thường nhchúng được tạo ra theo yêu cầu cụ thể mà không theo chu kỳ

ATM đã kết hợp tất cả những lợi thế của kỹ thuật chuyển mạch trước đâyvào một kỹ thuật truyền thông duy nhất Sử dụng các gói cố định gọi là các tếbào, nó có thể truyền tải một hỗn hợp các dịch vụ bao gồm thoại, hình ảnh, sốliệu, có thể cung cấp các băng thông theo yêu cầu ATM có thể loại trừ được các

“nút cổ chai” thường xảy ra ở các mạng LAN và WAN hiện nay

2.1.2 Các đặc điểm của ATM.

ATM truyền tải theo phương thức không đồng bộ, tức là các thông tinđược truyền từ đầu phát tới đầu thu một cách không đồng bộ và được thể hiệnnhư sau: thông tin xuất hiện tại đầu vào của hệ thống được nạp vào các bộ nhớđệm, sau đó chúng được chia nhỏ thành các tế bào và truyền tải qua mạng ATM

có hai đặc điểm quan trọng là:

• Thứ nhất: ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là tếbào ATM (ATM cell), các tế bào nhỏ cùng với tốc độ truyền lớn sẽ làmcho trễ truyền và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gianthực.ngoài ra kích thước nhỏ cũng sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ởtốc độ cao được dễ dàng hơn

• Thứ hai: ATM còn có một đặc điểm rất quan trọng là nhóm một vài kênh

ảo thành một đường ảo mhằm giúp cho việc định tuyến được dễ dàng.Phương thức truyền tải trong ATM gần giống với phương thức chuyểnmạch gói Và nó có một số đặc điểm khác với chuyển mạch gói nh sau:

• Để phù hợp với việc truyền tín hiệu thời gian thực thì ATM phải đạt độtrễ đủ nhỏ, tức là các tế bào phải có độ dài ngắn hơn các gói thông tintrong chuyển mạch gói

• Các tế bào có đoạn mào đầu nhỏ nhất nhằm tăng hiệu quả sử dụng vì cácđường truyền có tốc độ rất cao

Những đặc điểm này giúp cho mạng ATM có sự mền dẻo và linh hoạt vì

nó có thể tạo ra sự tương thích về mặt tốc độ truyền của các tế bào (tốc độ củathông tin) và tốc độ của thông tin được tạo ra (tốc độ thay đổi nguồn tín hiệu)

ATM có thể điều khiển tất cả các kiểu lưu lượng: Voice, Audio, Video,Text, Data , được ghép kênh và chuyển mạch trong một mạng chung Trongmạng ATM độ rộng băng có thể gán lại trong thời gian thực cho bất kì kiểu lưulượng khác nhau nào theo yêu cầu, có thể thấy rằng đây là một công nghệ chomọi môi trường LAN, GAN, PSTN Đây là nguyên nhân nổi bật làm cho ATMđược lựa chon làm công nghệ chuyển mạch và truyền dẫn chung cho các dịch vụtrong mạng B-ISDN

Các tính năng ưu việt của ATM và môi trường ATM là:

• Ghép kênh không đồng bộ (ATDM) và thống kê cho mọi kiểu lưu lượng

• Gán độ rộng kênh rất linh hoạt và mềm dẻo

Bản chất của ATM là liên kết truyền các tế bào với các thông tin được tạo

ra và ATM cung cấp khả năng ghép kênh “thống kê” với đường truyền Do đótrong ATM đã tận dụng được dung lượng truyền dẫn trong các thời điểm có

“hoạt động thấp” của nguồn thông tin với thay vì truyền đi các tế bào “không có

Tuy nhiên ATM không phải không có nhược điểm:

_ Thời gian tổ hợp tế bào và trễ biến động tế bào

_ Trễ biến động tế bào sinh ra bởi các giá trị trễ khác nhau tại những điểmchuyển mạch và các thiết bị tách/ghép kênh, dẫn đến khoảng cách các tế bào bịthay đổi Trong tín hiệu thoại sẽ bị ảnh hưởng rất nhiều nếu xảy ra trễ này

TrÔ cña m¹ng Gi¸ trÞ trÔ t¨ng Gi¸ trÞ trÔ gi¶m

Hình 2.1 Mô tả sự biến đổi trễ của tế bào

2.1.3 Cấu trúc tế bào ATM

Cấu tróc một tế bào ATM

6

52 53

Phần mang thông tin dịch vụ Information Section

Phần tiêu đề Header Section

Byte 1 2 3 4 5

Hỡnh 2.2 Cấu trỳc một tế bào ATM

Đặc điểm của ATM là hướng liờn kết nờn khỏc với chuyển mạch gúi làđịa chỉ nguồn, đớch và số thứ tự cỏc gúi tin là khụng cần thiết ATM cũng khụngcung cấp cơ chế điều khiển luồng giữa cỏc nỳt mạng nhưng cú khả năng nhúmmột vài kờnh ảo thành một đường ảonhằm giỳp cho việc định tuyến được dễdàng hơn Vỡ vậy chức năng cơ bản của phần tiờu đề trong tế bào ATM là nhậndạng cỏc cuộc nối ảo

Dựa vào cấu trỳc phõn cấp ATM theo sơ đồ:

Tương ứng với hai cấp giao diện trên, người ta đưa hai dạng cấu trúc phầntiêu đề tương ứng:

+ Cấu trúc phần tiêu đề giao diện giữa người sử dụng và mạng UNI

+ Cấu trúc phần tiêu đề giao diện giữa các nút mạng NNI

Hình 2.4 CÊu trúc tiêu đề tế bào ATM

Ý nghĩa các trường trong phần tiêu đề.

_ GFC ( General Flow control) là trường điều khiển luồng chung Trường

này chỉ dùng cho giao diện UNI trong cấu hình Điểm - Điểm, có độ dài gồm 4bit, trong đó 2 bit dùng cho điều khiển và 2 bit dùng làm tham số Cơ cấu này đãđược tiêu chuẩn hóa

_ VPI (Virtual Path Identyfier) và VCI ( Virtual Channel Identyfier) là hai

trường định tuyến cho các tế bào trong quá trình chuyển mạch:

Với UNI thì có 8 bit VPI và 16 bit VCI

Với NNI thì có 12 bit VPI và 16 bit VCI

* CÊu tróc tÕ bµo ATM t¹i UNI

* CÊu tróc tÕ bµo ATM t¹i NNI

_ Hai trường này ghi nhận dạng luồng ảo và kênh ảo Đặc tính cơ bản củaATM là chuyển mạch xảy ra trên cơ sở giá trị trường định tuyến:

Nếu chuyển mạch xảy ra trên VPI thì gọi là kết nối đường ảo

Nếu chuyển mạch xảy ra trên VPI và VCI thì gọi là kết nối kênh ảo

_ PT ( Payload Type) là trường tải thông tin để xác định xem tế bào này mang

thông tin khách hàng hay thông tin điều khiển Nó cũng xác định quá tải của tếbào thông tin khách hàng Trường này có ở cả hai giao diện và có độ dài 3 bit

_ CLP ( Cell Loss Prioryti) là trường ưu tiên bỏ tế bào dùng để chỉ ra khả

năng cho phép hoặc không cho phép bỏ các tế bào khi có hiện tượng quá tải xảy

ra

Nếu các tế bào có CLP = 0 thì có mức ưu tiên cao

Nếu các tế bào có CLP = 1 thì có mức ưu tiên thấp

Trường này chỉ nhận hai giá trị “0” hoặc”1” nên có độ dài 1 bit và tồn tại ở

cả hai giao diện

_ HEC (Heacler Error Check) là trường kiểm tra lỗi phần tiêu đề Trường này

có độ dài 8 bit Nó dùng để phát hiên lỗi ghép bit và sửa lại cho đúng các lỗighép bit đơn đó Công việc này được thực hiện ở lớp vật lý

2.1.4 Kỹ thuật ghép kênh trong ATM

Nhựoc điểm cơ bản của STM là lãng phí khả năng truyền tải của hệ thống

và khó xử lý đồng thời tất cả các dịch vụ yêu cầu (thậm chí không thể xử lýđược) có tốc độ dòng bit rất khác nhau

Khảo sát sơ bộ kỹ thuật dùng trong chế độ truyền tải đồng bộ STM là kỹthuật ghép kênh theo thời gian đồng bộ STDM (Synchronous Time DivissionMultiplexing) STDM thực hiện ghép kênh đồng bộ với đồng bộ hệ thống vì các

khung tín hiệu phải bố trí sắp xếp theo một thứ tự cố định và lặp lại theo mét chu

kỳ hoàn toàn xác định bởi đồng hồ hệ thống

Mỗi khe thời gian Tsi của một khung được gán cho một kênh liên lạc cốđịnh trong suốt thời gian của quá trình thông tin, do vậy thường xảy ra lãng phínguồn tài nguyên vì kênh đã gán dành riêng cho một quá trình thông tin thì cho

dù nó không được sử dụng (khi không có thông tin để truyền) cũng không thểdùng cho các quá trình thông tin khác

kỳ khe thời gian nào rỗi thì ATDM ghép gói tin cần truyền vào Nói cách khác,ATDM đã thực hiện kỹ thuật ghép kênh thống kê, nghĩa là các gói tin chuẩn củanguồn tin có thể ghép vào đồng thời nhiều khe thời gian có chỉ số khe khác nhau

và do vậy ATDM đạt được độ mềm dẻo, linh hoạt, hiệu quả cao với nhiều kiểudịch vụ, ở mọi tốc độ bit và kiểu lưu lượng khác nhau

Giải pháp kết hợp các ưu điểm, khắc phục các nhược điểm của kỹ thuậtchuyển mạch kênh và chuyển mạch gói, sử dụng ATDM sẽ có khả năng đáp ứng

2.1.5 Nguyên lý cơ bản của ATM

Nguyên lý cơ bản của ATM là kết hợp các ưu điểm của chuyển mạchkênh với chuyển mạch gói và ATDM Trong công nghệ kỹ thuật chuyển mạchgói, ví dụ trong giao thức X.25 các gói tin có phần tiêu đề khá phức tạp, kíchthước khá lớn và không chuẩn hoá độ dài gói tin Nh vậy có nghĩa là xử lý ởchuyển mạch gói tương đối khó, kích thước lớn nên độ trễ lớn, xử lý và truyềndẫn chậm đồng thời khó quản lý quá trình

Khắc phục nhược điểm này của chuyển mạch gói ở ATM người ta tạo racác gói tin gọi là “tế bào ATM”, nó được chuẩn hoá khích thước và định dạngcho phù hợp nhất, dễ quản lý nhất, hiệu quả nhất và tiêu đề đơn giản nhất

Thật vậy đôi khi cách tốt nhất để quản lý lượng thông tin lớn là chia thànhcác gói tin nhỏ nhờ vậy dễ quản lý hơn ATM không quan tâm thông tin là cái gì

và nó từ đâu đến Đơn giản là ATM cắt bản tin cần phát thành các tế bào ATM

có kích thước nhỏ và bằng nhau, gán tiêu đề cho các tế bào sao cho có thể địnhhướng chúng tới được đích mong muốn, đảm bảo các yêu cầu trong suốt quátrình truyền tin Mỗi tế bào này theo ITT-T đưa ra kích thước là 53 byte, trong

đó có 5 byte tiêu đề và 48 byte trường thông tin Trường thông tin mang thôngtin của khách hàng và phần tiêu đề gọi là “mào đầu” mang thông tin mạng nhthông tin định tuyến

Vì đi trên cùng một đường truyền nên có thể có nhiều tế bào từ các nguồntín hiệu khác nhau ghép lại với nhau tạo nên một luồng tế bào có chung mộtnguồn tín hiệu Việc này được thực hiện bằng thông tin ở mào đầu của tế bào

Tr êng th«ng tin Mµo

®Çu

Hình 2.6 Cấu trúc nguyên lý dạng tế bào.

Với trường thông tin thì được truyền tải thông suốt qua mạng ATM vàkhông bị xử lý trong quá trình vận chuyển (không có điều khiển lỗi như trongchuyển mạch gói)

Tóm lại: ATM là chế độ truyền tải các gói tin không đồng, nó khác chế

độ chuyển mạch gói nhưng nói chung ATM có đặc trưng của chuyển mạch góiđồng thời cũng có các đặc tính trễ và tốc độ cao như cônng nghệ chuyển mạchkênh (vì kích thước nhỏ và tiêu đề đơn giản hơn chuyển mạch gói nhiều)

2.1.6 Cấu trúc phân lớp của mạng ATM

Theo mô hình tham chiếu liên kết hệ thống mở OSI (Open SystemInterconnection ) của tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ISO ( International StandrdOrganization ) Mỗi hệ thống mở đều có các hệ thống con được sắp xếp theo thứtự

Líp thÊp

nhÊt

Hình 2.7 Mô hình phân lớp OSI

Thùc thÓ N+1

Thùc thÓ N+1

Líp cung cÊp dÞch vô PDU

N-PDU

Hình 2.8 Mối quan hệ giữa các thực thể và các lớp trong OSI

Mét PDU líp N bao gồm thông tin điều khiển giao thức PCI ( ProtocolControl Information ) líp N và số liệu tới từ lớp N+1 thông tin điều khiển traođổi giữa các thực thể lớp N

Hình 2.9 Các kiểu đơn vị số liệu và quan hệ giữa chúng

2.1.7 Lựa chọn độ dài cho tế bào.

2.1.7.1 Lựa chọn độ dài cố định hoặc thay đổi.

Việc lựa chọn độ dài tế bào cố định hay thay đổi được quyết định sau khicân nhắc các ưu nhược điểm của những phương án này thông qua một loạt cácyếu tố như hiệu suất băng truyền, trễ, tốc độ và độ phức tạp tại nút chuyển mạch

• Về mặt hiệu suất băng truyền.

Ta có công thức chung để tính hiệu suất băng truyền:

Sè byte thông tin

η = ———————————————

Sè byte thông tin + Sè byte tiêu đề

* Trường hợp độ dài gói cố định:

Trong trường hợp độ dài tế bào ATM cố định, hiệu suất băng truyền đượctính theo công thức:

Trong đó:

nF : Hiệu suất băng truyền của tế bào có độ dài cố định

L: Kích thước trường số liệu của gói tính bằng byte

H: Kích thước phần tiêu đề tế bào

X: Tổng số byte thông tin hữu Ých được truyền đi

Int(z): Phần nguyên của z

Nh vậy hiệu suất sẽ là tối ưu khi toàn bộ thông tin được truyền đi chia hếtcho kích thước trường thông tin:

Do luồng thông tin trong ATM gồm tiếng nói, tín hiệu video, số liệu tốc

độ cao nên hiệu suất gần đạt được giá trị tối ưu, kể cả khi sử dụng tế bào có độdài cố định

* Trường hợp độ dài gói thay đổi:

Đối với gói có độ dài thay đổi, các thông tin bổ sung vào phần tiêu đề baogồm các “cỡ” để nhận biết giới hạn gói, một vài bit được chèn thêm vào để nhận

• Về mặt tốc độ chuyển mạch và độ phức tạp.

Độ phức tạp của việc chuyển mạch các gói có độ dài cố định hay thay đổiphụ thuộc vào những chức năng mà chúng cần thực hiện cũng như yêu cầu kỹthuật tương ứng với các chức năng này Hai yếu tố quan trọng nhất là: tốc độhoạt động và yêu cầu về kích thước bộ nhớ của hàng đợi

* Tốc độ hàng đợi: Phụ thuộc vào số lượng các chức năng cần thực hiện

và thời gian thực hiện các chức năng đó

* Xử lý phần tiêu đề: Đối với các gói có độ dài cố định, khoảng thời giancần thiết để xử lý phần tiêu đề là cố định Trong trường hợp gói có độ dài thayđổi, thời gian xử lý này không cố định mà phụ thuộc vào độ dài của gói, thôngthường tốc độ xử lý cần lớn hơn rất nhiều mới đạt được tốc độ truyền tin nhưtrong trường hợp gói có độ dài cố định Kích thước càng nhỏ thì yêu cầu tốc độ

xử lý càng lớn Bảng thể hiện tốc độ xử lý cần thiết trong hai trường hợp ở tốc

độ 150 Mb/s Ta thấy là tốc độ trong trường hợp độ dài gói thay đổi yêu cầu lớnhơn rất nhiều so với trường hợp độ dài gói cố định

* Quản lý bộ nhớ của hàng đợi: Trong trường hợp kích thước gói cố định,

hệ thống quản lý bộ nhớ có thể đưa ra các khối nhớ với kích thước cố địnhtương ứng với kích thước của tế bào ATM Hoạt động này hết sức đơn giản như

trong trường hợp quản lý bộ nhớ tự do Trong trường hợp gói có độ dài thay đổi,

hệ thống quản lý bộ nhớ phải có khả năng đưa ra các khối bộ nhớ có kích thướckhác nhau sao cho các hoạt động như tìm các đoạn thông tin, tìm đoạn đầu tiên,được tiến hành ở tốc độ cao Việc quản lý bộ nhớ cũng trở nên phức tạp hơn

* Yêu cầu về kích thước hàng đợi: Trong trường hợp độ dài gói cố định,yêu cầu về kích thước hàng đợi phụ thuộc vào tải và tỷ lệ mất gói tải, tỷ lệ mất gói tải càng lớn thì thì yêu cầu hàng đợi cũng phải càng lớn Trong trường hợpgói có độ dài thay đổi, tính toán kích thước hàng đợi phức tạp hơn nhiều và sẽphụ thuộc vào độ dài gói Đơn giản nhất là định kích thước hàng đợi tương ứngvới gói có độ dài lớn nhất, lúc đó kích thước hàng đợi sẽ trở nên lớn hơn rấtnhiều so với trường hợp gói có độ dài cố định Việc tính toán kích thước hàngđợi một cách tối ưu trong trường hợp này sẽ rất khó khăn

Kết luận:

Sau khi đối chiếu với yêu cầu về tốc độ hoạt động và kích thước hàng đợi,giải pháp gói có kích thước cố định là hợp lý nhất đối với các dịch vụ băng rộng

Kích thước của gói trong ATM cần phải giới hạn để không phát sinh ra trễtrong mạng Trễ tiếng nói sẽ rất lớn nếu kích thước gói lớn Hình … minh hoạmột Multiplexer hợp kênh các đường truyền số liệu khác nhau vào bộ chuyểnmạch, các gói số liệu trong trường hợp này có kích thước thay đổi Đầu vào phíatrên là một mẫu tiếng nói được truyền cho thời gian thực, đầu vào phía dưới làmột gói số liệu rất dài Do mẫu tiếng nói tới sau gói số liệu một chút nên phảiđợi số liệu truyền xong mới tới lượt nó được truyền tới đầu ra Nếu gói số liệuquá dài thì mẫu tiếng nói sẽ bị trễ đáng kể Ngược lại, nếu sử dụng các tế bàonhỏ và cố định thì trễ sẽ giảm xuống tới một giá trị chấp nhận được

M U X

M U X

Hình2.10 a) Gói có kích thước nhỏ bị trễ sau gói lớn.

b) Gói có kích thước bé và cố định trong ATM đảm bảo trễ đủ

1988 ITU-T chọn giải pháp sử dụng tế bào ATM có kích thước cố định

2.1.7.2 Lựa chọn kích thước của tế bào ATM.

Sau khi đã quyết định sử dụng gói có độ dài cố định, vấn đề đặt ra là chọn

tế bào có kích thước bao nhiêu Kích thước của tế bào sẽ ảnh hưởng tới các chỉtiêu sau:

+ Hiệu suất băng truyền

+ Trễ (trễ tạo gói, trễ hàng đợi, trễ tháo gói, biến động trễ…)

+ Độ phức tạp khi thực hiện

• Hiệu suất băng truyền.

Hiệu suất băng truyền được quyết định bởi tỷ lệ giữa kích thước phần tiêu

đề và kích thước trường dữ liệu Kích thước trường dữ liệu càng lớn thì hiệusuất càng cao (đã trình bày ở 7.1.1)

Hình 2.12 Trễ hàng đợi phụ thuộc vào tỷ lệ L/H với các hiệu suất tải khác nhau.

+ Trễ tháo gói: Được quyết định bởi biến động trễ, là nguyên nhân của trễtổng của một vài hàng đợi Trễ tháo gói cũng bị ảnh hưởng bởi độ dài tế bào.Trễ toàn mạng theo khuyến nghị Q.161 của ITU-T cần phải được giới hạn saocho giá trị của nó nhỏ hơn 25 ms Nếu tổng trễ lớn hơn giá trị này thì cần phảilắp thêm bộ khử tiếng vang Theo kết quả nghiên cứu của ITU-T, độ dài của tếbào có ảnh hưởng trực tiếp tới trễ:

• Đối với các tế bào có độ dài tương đối ngắn (32 byte hoặc nhỏ hơn) thì trễtổng rất nhỏ, do đó trong hầu hết các trường hợp đều không cần bộ khửtiếng vang

• Đối với các tế bào có độ dài lớn (hơn 64 byte) thì trễ tăng lên đáng kể, do

đó lúc này sẽ có hai giải pháp: lắp bộ khử vang cho hầu hết các cuộcthoại Đối với các cuộc thoại, ta chỉ điền một phần của trường số liệu đểgiảm trễ, tuy vậy phương pháp này làm giảm hiệu suất truyền

• Đối với các gói có độ dài trung bình trong khoảng 32 ữ 64 byte, phần lớncác trường hợp ta đều không cần sử dụng bộ khử tiếng vang nếu số nútchuyển mạch, số lần chuyển giữa mạng ATM và mạng đồng bộ, khoảngcách truyền không quá lớn

• Độ phức tạp khi thực hiện.

Độ phức tạp của hệ thống phụ thuộc vào hai thông số cơ bản, đó là tốc độ

xử lý và dung lượng bộ nhớ cần thiết Để giới hạn tỷ lệ mất tế bào, ta cần phảicung cấp một hàng đợi có kích thước đủ lớn Vì vậy kích thước tế bào càng lớnthì kích thước hàng đợi cũng phải càng lớn Mặt khác, khi có một gói tới nútchuyển mạch thì phần tiêu đề của nó cần phải được sử lý ngay trong khoảng thờigian một tế bào, do đó kích thước tế bào càng lớn thì thời gian dành cho việcthực hiện càng nhiều và tốc độ yêu cầu càng thấp

Tuy vậy tốc độ không phải là vấn đề quan trọng nhất, bởi vì công nghệhiện nay cho phép xử lý rất nhiều thông tin trong khoảng 1às, nh vậy vấn đềchính là giới hạn bộ nhớ

• Kết luận.

Các giá trị độ dài ở kích thước giữa 32 byte và 64 byte được ưa chuộnghơn cả Sự lựa chọn này phụ thuộc vào ba thông số chính đã đề cập ở trên Cuốicùng ITU-T lựa chọn giải pháp tế bào ATM với kích thước cố định có độ dài 53byte, trong đó phần trường dữ liệu là 48 byte, phần tiêu đề là 5 byte

2.2 MÔ HÌNH GIAO THỨC CHUẨN CỦA B-ISDN

2.2.1 Mô hình tham chiếu chuẩn của B-ISDN.

Dựa trên mô hình tham chiếu liên kết các hệ thống mở OSI Mô hình ATM

sử dụng khái niệm các lớp và các mặt phẳng riêng rẽ cho từng chức năng riêngbiệt như chức năng dành cho người sử dụng, chức năng điều khiển, chức năng

Hình 2.13 Mô hình tham chiếu giao thức B-ISDN.

Mô hình tham chiếu giao thức B- ISDN có cấu trúc phân lớp từ trên xuóngbao gồm các chức năng truyền dân, chuyển mạch, các giao thức báo hiệu và điềukhiển các ứng dụng và dịch vụ Mô hình tham chiếu giao thức B- ISDN bao gồm

3 mặt phẳng được trinh bày như trong hình vẽ đó là: Mặt phẳng quản lý mặtphẳng của người sử dụng và mặt phẳng điều khiển

Mô hình này gồm 3 mặt phẳng:

• Mặt phẳng quản lý: Có 2 chức năng:

- Quản lý líp (Layer Managerment) và Quản lý mặt phẳng (PlaneManagerment) Nhiệm vụ là tạo ra sự phối hợp giữa các mặt phẳng khácvới nhau Quản lý mặt phẳng không có cấu trúc phân lớp, quản lý lớp cócác lớp khác nhau nhằm thực hiện các chức năng quản lý có liên quan tớicác tài nguyên và thông số nằm ở các thực thể có giao thức

Líp ATM

Líp con t¹o vµ th¸o tÕ bµo (SAR) líp vËt lý Líp con ® êng truyÒn vËt lý (IM)

MÆt ph¶ng

®iÒu khiÓn

MÆt ph¼ng cña

ng êi sö dông MÆt ph¼ng qu¶n lý

- CONS: sè liÖu h íng liªn kÕt