Kỹ thuật truyền không đồng bộ ATM trong hệ thống phân cấp số đồng bộ SDH

Kỹ thuật truyền không đồng bộ ATM trong hệ thống phân cấp số đồng bộ SDH

ĐỀ TÀI:

KỸ THUẬT TRUYỀN KHÔNG ĐỒNG BỘ ATM TRONG HỆ THỐNG PHÂN CẤP

SỐ ĐỒNG BỘ SDH

LỜI MỞ ĐẦU

Ghép kênh tín hiệu số là một lĩnh vực rất quan trọng Khởi đầu của nó là điều xung mã (PCM) và điều chế Delta (DM) Từ PCM, các kỹ sư chế tạo các thiết bị viễn thông đã cho ra đời thiết bị ghép kênh cận đồng bộ (PDH) và sau đó là thiết bị ghép kênh đồng

bộ (SDH) Mạng thông tin quang SDH đã mở ra một giai đoạn mới của công nghệ truyền thông nhằm đáp ứng nhu cầu tăng trưởng rất nhanh của các dịch vụ viễn thông

Tuy nhiên, thông tin quang SDH là công nghệ ghép kênh cố định Vì vậy độ rộng băng tần vẫn không được tận dụng triệt để Theo giả thuyết cùng với thực tế cho thấy một mặt độ rộng băng tần đường truyền còn bị lãng phí, mặt khác công nghệ ATM đòi hỏi hệ thống thông tin quang SDH phải thoả mãn nhu cầu trước mắt và cho cả tương lai khi mà các dịch vụ gia tăng phát triển ở trình độ cao Chỉ có thể thoả mãn nhu cầu về tốc độ truyền dẫn và nâng cao khẳ năng sử dụng băng tần đường truyền bằng cách thay đổi phương thức truyền tải lưu lượng số liệu

Học tập và nghiên cứu môn học kỹ thuật chuyển mạch mạng lại cho sinh viên ngành điện tử viễn thông có kiến thức sơ sở của lĩnh vực chuyển mạch cũng như tiếp cận các giải pháp kỹ thuật và công nghệ chuyển mạch mới đó là lý do em chọn đề tài cho đồ án này là: “công nghệ chuyển mạch ATM” Do chưa có nhiều kinh nghiệm và kiến thức còn kém nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Mong nhận được ý kiến đóng góp của bạn đọc và quý thầy cô

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 30 tháng 1 năm 2012

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1 4

TỔNG QUAN VỀ SDH 4

1 Lịch sử phát triển 4

2 Kỹ thuật công nghệ 4

3 Ứng dụng 6

4 Lợi ích của SDH 8

CHƯƠNG 2 10

GHÉP KÊNH ATM TRONG SDH 10

1 Sự ra đời của ATM 10

2 ATM là gì? 10

3 Các đặc điểm của ATM 10

4 Cấu trúc tế bào ATM 12

5 Kỹ thuật ghép kênh trong ATM 14

6 Nguyên tắc chuyển mạch và định tuyến 16

6.1 Quá trình chuyển mạch và xử lý gọi qua hệ thống chuyển mạch ATM

6.2 Nguyên tắc định tuyến trong chuyển mạch ATM 17

7 Hoạt động của chuyển mạch ATM 18

8 Ưu, Nhược điểm của ATM 23

9 Ứng dụng của ATM 24

10 Xu hướng phát triển 29

KẾT LUẬN 31

TÀI LIỆU THAM KHẢO 32

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ SDH

1 Lịch sử phát triển

SDH được đề xuất đầu tiên vào năm 1986 bởi hãng Bellcore (Hoa Kì) dưới tên gọi

là mạng quang đồng bộ SONET (Synchronous Optical Network) Mục đích là thiết lập một chuẩn băng rộng, đồng bộ tất cả các thiết bị theo một đồng hồ chủ, sao cho tất cả các thiết bị trên thế giới có thể kết nối với nhau dùng các giao thức báo hiệu và định dạng khung chuẩn

Năm 1988, ITU và ETSI (Europrean Telecom Standards Institute) đã chấp nhận SONET và đổi tên thành SDH với mục đích là đưa ra một chuẩn toàn cầu về truyền dẫn quang, điều khiển, thiết bị, báo hiệu Tốc độ truyền cơ sở trong SDH là

155.52Mbps (viết gọn là 155 Mbps) – và được gọi là module truyền đồng bộ cấp 1 (Synchronous Transport Module levels 1) hay đơn giản là STM-1 Các tốc độ cao hơn là STM-4 (622 Mbps), STM-16 (2.5 Gbps), STM-64 (10 Gbps), STM-128 (20Gbps)

2 Kỹ thuật công nghệ

SDH là từ viết tắt của cụm từ Synchronous Digital Hierarchy, được dịch là Hệ thống phân cấp số đồng bộ Đây là một công nghệ được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực viễn thông Nó là nền tảng hạ tầng Truyền dẫn cho nhiều loại hình dịch vụ viễn thông

Trong phân cấp SONET, dùng khái niệm OC (Optical Signals) thay cho STM Cũng như PDH, tín hiệu STM-1 bao gồm một tập các khung lặp lại với chu kì 125 s Nội dung của mỗi khung mang các dòng tín hiệu PDH tốc độ khác nhau 1.5/ 2/ 6/ 34/ 45 hay 140 Mbps Mỗi dòng này chứa trong một container khác nhau Ngoài các bit tin, container còn chứa các bit chèn thêm để cân chỉnh tốc độ Một số thông tin điều khiển được thêm vào container gọi là mào đầu đường POH (Path Overhead) Chức năng của POH là mang thông tin hỗ trợ thông báo vị trí nơi mà container sẽ được truyền đến, mang các thông tin về giám sát và bảo trì đường truyền , ví dụ như tỉ số BER của container liên quan Sự kết hợp của container với POH tạo nên container

ảo VC (Virtual Container)

Một khung STM-1 có thể chứa nhiều VC cùng loại hoặc khác loại Do độ trễ truyền dẫn có thể thay đổi nên vị trí của container trong một khung STM-1 có thể không cố định Để sắp xếp các thay đổi này, một con trỏ (pointer) đặt ở đầu mỗi VC và liên

kết với VC tạo ra đơn vị nhánh TU (Tribitary Unit) Nhiều TU ghép lại với nhau tạo thành TUG (Tribitary Unit Group) VC cấp cao nhất trong khung STM-1 gọi là đơn

vị điều khiển AU (Administrative Unit) Nhiều AU ghép lại thành AUG

(Administrative Unit Group) Cấu trúc khung STM-1 gồm AUG và mào đầu đoạn SOH (Section Overhead) SOH chứa các thông tin cần thiết cho bảo trì, bảo dưỡng trên đoạn mà SOH đó liên quan đến Ở đây cần phân biệt rõ Path và Section Path là đường truyền từ đầu cuối đến đầu cuối qua một hệ thống truyền dẫn hoàn chỉnh, trong khi đó Section chỉ là chiều dài của một đoạn cáp giữa hai trạm lặp

Hình 1.Phân cấp ghép kênh SDH (theo ITU và ETSI)

Khi cần tốc độ truyền dẫn cao hơn 155 Mbps của STM-1, người ta ghép N cấp STM-1 để được các cấp STM-N

Trên đường thông tin số (digital) tần số và pha của xung tín hiệu phải được đồng bộ một cách chính xác để thực hiện việc ghép kênh Từ các kênh tín hiệu sơ cấp

64kbit/s (=8kbit/s x 8) ta thực hiện ghép kênh cấp cao Có 2 phương pháp ghép kênh cấp cao: ghép kênh cận đồng bộ và với ghép kênh đồng bộ Các đặc điểm của SDH,

so sánh giữa mạng SDH với mạng PDH Đáp: Trên đường thông tin số (digital) tần

số và pha của xung tín hiệu phải được đồng bộ một cách chính xác để thực hiện việc ghép kênh Từ các kênh tín hiệu sơ cấp 64kbit/s (=8kbit/s x 8) ta thực hiện ghép kênh cấp cao Có 2 phương pháp ghép kênh cấp cao: ghép kênh cận đồng bộ và với ghép kênh đồng bộ Trong ghép kênh cận đồng bộ (Plesiochronous Digital

Hierachy), người ta căn chỉnh pha bằng việc chèn xung Trong việc đồng bộ hoá bằng chèn xung, thì tốc độ của xung định thời (timing) hơi nhanh hơn tốc độ của xung tín hiệu vào Khi xung định thời khác nhau 1byte thì xung chèn được chèn vào

vị trí thời gian thích hợp Với nguyên tắc chèn bit để ghép các kênh 64kbit/s, hiện nay có hai hệ thống: một theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ và một theo tiêu chuẩn châu Âu

Hệ Bắc Mỹ có các cấp sau: DS0 tốc độ 64kbit/s, DS1 tốc độ 1,544Mbit/s = 64kbit/s

x 24 + 8 kbit/s DS2 tốc độ 6,312Mbit/s = 1,544Mbit/s x 4 x 49/48 x 288/(288-0,33) DS3 tốc độ 47,736Mbit/s DS4 tốc độ 274,176Mbit/s Hệ châu Âu cũng có cấp hệ tương ứng là: CEPT0 tốc độ 64kbit/s CEPT1 tốc độ 2,048Mbit/s CEPT2 tốc độ 8,448Mbit/s CEPT3 tốc độ 32,368Mbit/s CEPT4 tốc độ 139,264Mbit/s Trong

phương trình của tín hiệu DS2, tín hiệu DS2 có được bằng cách ghép 4 tín hiệu DS1

Tỷ số 49/48 có nghĩa là với từng 48bit lại chèn thêm 1 bit đồng bộ khung và với từng 288bit lại có bit chèn Với sự ghép kênh PDH đã nêu trên, nếu ta muốn tách được một kênh riêng lẻ từ luồng tín hiệu bậc cao không thể không qua các thiết bị tách kênh theo trình tự từ cao xuống thấp Theo góc độ kinh tế thì vốn đầu tư vào các thiết bị phân kênh này khá tốn kém Đây là nhược điểm của hệ thống PDH Trong những năm 1980 do hệ thống chuyển mạch số tăng ngày càng nhiều, thiết bị truyền dẫn số được dùng nhiều và nhu cầu thiết lập ISDN càng ngày càng lớn, việc đồng bộ hoá mạng lưới đã trở nên quan trọng Mặt khác, nhờ vào tiến bộ công nghệ tin học trong các thiết bị truyền dẫn, các bộ nối chéo thực hiện hoàn toàn bằng điện

tử Tại đây dữ liệu tốc độ thấp có thể nối lẫn với tín hiệu tốc độ cao

3 Ứng dụng

Như chùng ta đã biết thì SDH thực hiện một họ các tiêu chuẩn (hay giao thức) Nó

có thể và sẽ giao tiếp với các mạng hiện có được xây dựng trên các tiêu chuẩn vùng SDH có thể và sẽ trở thành một tiêu chuẩn công nghiệp cho thông tin sợi quang băng rộng toàn cầu Mạng thông tin này có thể được bổ sung bởi các hệ thống cáp đồng hoặc vô tuyến cho các ứng đường truyền cự li ngắn hoặc tốc độ thấp

Khi mạng số của quốc gia đã được triển khai một phần thông qua các chuẩn SDH thì các vùng SDH này có thể được kết nối tới những vùng đã được triển khai với các tiêu chuẩn phi SDH (thường được nói tới là các chuẩn cận đồng bộ PDH)

Ngoài ra SDH còn mang lại một số tính năng như:

 Cung cấp các phần tử mạng duy nhất để các mạng PDH có thể được kết nối tới hay giao tiếp với các mạng SDH

Bộ ghép xen kẽ (ADM), hệ thống kết nối chéo số DCS hay hệ thống mạch vòng

số DLC sẽ cung cấp các giao tiếp giữa hệ thống SDH và hệ thống PDH, chẳng hạn như chuyển đổi dạng hoặc tốc độ tín hiệu Chẳng hạn như một bộ kết nối chéo số DCS có thể đại diện cho điểm giao tiếp giữa các mạng SDH và PDH

 Cung cấp các khả năng tích hợp OAM&P trong mỗi phần tử mạng NE Các mạng SDH cung cấp các kênh thông tin số liệu truyền các bản tin OAM&P giữa các phần tử mạng NE hay giữa các hệ thống điều hành OS với NE trong cùng một khung tín hiệu mang tải tin Điều này tiết kiệm được thiết bị và tạo

ra sự linh hoạt cho quá trình vận hành

Tại sao SDH lại được sử dụng phổ biến?

Trong thực tế SDH được sử dụng rất nhiều, nhu cầu về tiêu chuẩn SDH có thể được nhìn từ các góc độ khác nhau Mục tiêu của SDH là nhằm đơn giản hóa kết nối giữa các nhà khai thác mạng bằng cách cho phép kết nối các thiết bị do nhiều nhà sản xuất khác nhau tới mức mà khả năng tương thích có thể đạt được ở mức sợi quang Cùng với đó là nhu cầu về các dịch vụ băng rộng, các dịch vụ băng rộng chẳng hạn như SMDS (Dịch vụ chuyển mạch số liệu nhiều Megabit), video theo yêu cầu và truyền hình độ phân giải cao HDTV (High Definition TV), có thể được thực hiện dễ dàng bằng công nghệ thông tin sợi quang, mà công nghệ này không cho phép nhiều hơn một tiêu chuẩn để liên kết mạng Điều này được minh họa như sau:

Hình 2.Chuyển đổi tốc độ/Dạng tín hiệu PDH

Đối với thực tế hiện nay, mỗi vùng PDH có các tín hiệu với tốc độ và dạng riêng

luật Giả sử luồng số liệu này được truyền đi mà không có sự chuyển đổi thích hợp và được nhận bởi một máy thu sử dụng công nghệ PCM luật A thì tín hiệu được khôi phục sẽ không phát ra âm thanh “abc” Vì vậy, một bộ chuyển đổi như hình 2B phải được sử dụng Nó bao hàm sự chuyển đổi từ luật sang luật A và khung 24 kênh sang khung 32 kênh

Bất kỳ sự chuyển đổi nào cũng đòi hỏi một lượng thời gian xử lý tối thiểu Luồng số liệu ở một dạng trước tiên phải được đưa vào bộ nhớ đệm Bộ chuyển đổi sau đó sẽ

xử lí một số lượng bit nhất định, chẳng hạn 8 bit một lúc và chuyển đổi tín hiệu từ một dạng này sang một dạng khác Ta có thể hình dung rằng khoảng thời gian bit t1

hay t2 hình 2C được đòi hỏi làm thời gian xử lí Nếu các tín hiệu được chuyển đổi

có tốc độ thấp, khoảng thời gian bit đủ lớn để dùng làm thời gian xử lí Tuy nhiên nếu các tín hiệu có tốc độ cao, khoảng thời gian bit chẳng hạn như t2 không đủ lớn

để thực hiện bất kì một sự chuyển đổi nào

Nếu không có các tiêu chuẩn SDH thì cả hai tín hiệu số luật và luật A cho thông tin sợi quang sẽ không thể đạt được tới tốc độ vài chục Gbit/s Do đó không thể đạt được kết nối toàn cầu Tóm lại, đối với thông tin băng rộng đòi hỏi phải có một tiêu chuẩn thông tin toàn cầu

4 Lợi ích của SDH

Lợi ích mà SDH đem lại khác nhau đối với từng người khác nhau Một nhóm người nào đó có thể dự đoán một loạt những lợi ích thiết thực hơn những người khác Lợi ích chính ở đây là do việc triển khai SDH mang lại theo các chuyên gia SDH khác nhau sẽ được mô tả:

 Chi phí giảm xuống được mong đợi là do các yếu tố sau: (1) giao tiếp chuẩn được đơn giản hóa, các thiết bị có thể được tái sử dụng trong nhiều thiết bị SDH khác nhau, (2) loại trừ các giao tiếp độc quyền của nhà cung cấp, điều này sẽ dẫn tới sự cạnh tranh về thiết bị và cuối cùng làm giảm chi phí cho người tiêu dùng và (3) chi phí vận hành giảm do các thiết bị được thiết kế chính xác cùng dung lượng mào đầu và với dung lượng mào đầu lớn, dẫn tới chi phí cho vận hành và quản lí mạng sẽ được giảm xuống Hiện nay trong môi trường PDH , nhiều quá trình vận hành thường được thực hiện theo phương thức “hữa cháy” do các thủ tục không theo tiêu chuẩn và dung lượng mào đầu không đầy đủ

 Khả năng vận hành được tăng cường nhờ dung lượng các byte mào đầu dư thừa được phân bổ cho tất cả các thiết bị SDH Giám sát hoạt động từ đầu tới cuối có thể trở thành một chức năng tạo tuyến của mạng SDH Việc giám sát, kiểm tra và kiểm kê từ xa sẽ dễ dàng hơn mạng hiện có Quản lí mạng có thể được tăng cường một cách dễ dàng khi mạng phát triển

 Khả năng duy trì (hay độ tin cậy) là một trong đặc điểm hấp dẫn nhất của mạng SDH Hai cấu hình mạng nhằm đạt được khả năng duy trì mạng là vòng tự khôi phục và mạng mắt lưới trên cơ sở DCS

 Không có nghẽn băng tần do các mạng SDH tốc độ cao được xây dựng trên các tuyến sợi quang có dung lượng khá lớn từ 155,22Mbps lên tới 10Gbps thậm chí tới 40Gbps

CHƯƠNG 2 GHÉP KÊNH ATM TRONG SDH

1 Sự ra đời của ATM

ATM là phương thức truyền tải không đồng bộ, cung cấp các dịch vụ băng rộng tương lai

ATM lần đầu tiên được nghiên cứu tại trung tâm nghiên cứu CNET (của France Telecom) và Bell Labs vào năm 1983, sau đó tiếp tục phát triển tại trung tâm nghiên cứu Allatebell từ năm 1984 Các trung tâm này đã tích cực nghiên cứu những

nguyên lí cơ bản và đóng góp tích cực trong việc thiết lập các tiêu chuẩn đầu tiên về ATM

Hiện nay công nghệ ATM đã phát triển tới độ khá hoàn hảo và ổn định Công nghệ này đã được nghiên cứu và triển khai nhiều tại các nước trên thế giới Nhiều mạng ATM đã được triển khai, bước đầu cung cấp các dịch vụ băng rộng tới khách hàng Việc ứng dụng công nghệ ATM vào mạng viễn thông được bắt đầu vào năm 1990

ATM là sự kết hợp của công nghệ truyền dẫn và công nghệ chuyển mạch qua mạng giao tiếp chuẩn, dựa vào công nghệ ATM để phân chia và ghép tiếng nói, số liệu, hình ảnh vào trong một khối có chiều dài cố định được gọi là tế bào

2 ATM là gì?

ATM là một công nghệ mạng tốc độ cao được thiết kế để dùng cho cả mạng cục bộ (LAN) và mạng diện rộng (WAN) Nó là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối, nghĩa là một mạch dành riêng được thiết lập giữa 2 hệ thống cuối trước khi một phiên liên lạc được bắt đầu

ATM là phương thức truyền không đồng bộ sử dụng kỹ thuật chuyển mạch gói chất lượng cao Có phương thức truyền tải định hướng, chuyển gói nhanh dựa trên ghép không đồng bộ phân chia theo thời gian

ATM đã kết hợp tất cả những lợi thế của kỹ thuật chuyển mạch trước đây vào một

kỹ thuật truyền thông duy nhất Sử dụng các gói cố định gọi là các tế bào, nó có thể truyền tải hỗn hợp các dịch vụ bao gồm thoại, hình ảnh, số liệu 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

3 Các đặc điểm của ATM

ATM truyền tải theo phương thức không đồng bộ, tức là các thông tin được truyền từ đầu phát tới đầu thu một cách không đồng bộ và được thể hiện như sau: thông tin xuất hiện tại đầu vào của hệ thống được nạp vào các bộ nhớ đệm, 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 tế bào ATM (ATM Cell), các tế bào nhỏ cùng với tốc độ truyền lớn sẽ làm trễ truyền

và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực Ngoài ra kích thước nhỏ cũng sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc 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 nhằm giúp cho việc định tuyến được dễ dàng

Phương thức truyền tải trong ATM gần giống với phương thức chuyển mạch gói

Và nó có một số đặc điểm khác với chuyển mạch gói như sau:

 Để phù hợp với việc truyền tín hiệu thời gian thực thì ATM phải đạt độ trễ

đủ nhỏ, tức là các tế bào phải có độ dài ngắn hơn các thông tin trong chuyển mạch gói

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

 Để đảm bảo độ trễ đủ nhỏ thì các tế bào được truyền ở những khoảng thời gian xác định, không có khoảng trống giữa các tế bào

 Trong ATM thứ tự các tế bào ở bên phát và bên thu phải giống nhau (đảm bảo nhất quán về thứ tự)

Những đặc điểm này giúp cho mạng ATM có sự mềm dẻo và linh hoạt vì nó có thể tạo sự tương thích về mặt tốc độ truyền của các tế bào (tốc độ của thông 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 lưu lượng: Voice, Audio, Video, Text,

Data…,được ghép kênh và chuyển mạch trong một mạng chung Trong mạng ATM độ rộng băng có thể gán lại trong thời gian thực cho bất kì kiểu lưu lượng khác nhau nào theo yêu cầu, có thể thấy rằng đây là một công nghệ cho mọi môi trường LAN, GAN, PSTN

4 Cấu trúc tế bào ATM

Cấu trúc một tế bào ATM

Đặc điểm của ATM là hướng liên kết nên khác với chuyển mạch gói là địa chỉ

nguồn, đích và số thứ tự các gói tin là không cần thiết ATM cũng không cung cấp

cơ chế điều khiển luồng giữa các nút mạng nhưng có khả năng nhóm một vài kênh

ảo thành một đường ảo nhằm giúp cho việc định tuyến được dễ dàng hơn Vì vậy

chức năng cơ bản của phần tiêu đề trong tế bào ATM là nhận dạng các cuộc nối ảo

Dựa vào cấu trúc phân cấp ATM theo sơ đồ:

Hình 4 Cấu trúc phân cấp ATM

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

 Cấu trúc phần tiêu đề giao diện giữa người sử dụng và mạng UNL

 Cấu trúc phần tiêu đề để giao diện giữa các nút mạng NNL

Hình 5 Cấu 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 4 bít, trong đó 2 bit dùng cho điều khiển và 2 bit dùng làm tham số Cơ cấu này đã

được tiêu chuẩn hóa

- VPI (Vitural Path Identyfier) và PCI (Vitural 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

- Hai trường hợp này ghi nhận dạng luồng ảo và kênh ảo Đặc tính cơ bản của

ATM 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

tế bào thông tin khách hàng Trường hợp 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 ưu tiên mức thấp

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

2 giao diện

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

chỉ có độ dài 8 bit Nó dùng để phát hiện lỗi ghép bit và sửa lại các lỗi ghép bit đơn đó Công việc này được thực hiện ở lớp vật lí

5 Kỹ thuật ghép kênh trong ATM

Nhược điểm cơ bản của STM là lãng phí khả năng truyền tải của hệ thống và khó

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

Theo khảo sát sơ bộ kỹ thuật dùng trong chế độ truyền tải đồng bộ STM là kỹ thuật ghép kênh theo thời gian đồng bộ STDM ( Synchronous Time Division

Multiplexing) STDM thực hiện ghép kênh đồng bộ với đồng bộ hệ thống vì các khung tín hiệu phải bố trí săp xếp theo một thứ tự cố định và lặp lại theo một 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 cố định trong suốt thời gian của quá trình thông tịn, do vậy thường xảy ra lãng phí nguồn 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 thể dùng cho các quá trình thông tin khác

ATDM (Asynchronous Time Division Multiplexing) là một kỹ thuật ghép kênh không đồng bộ Khác với chế độ ghép kênh đồng bộ , ATDM không còn nhiệm vụ gán khe thời gian cho các quá trình thông tin cụ thể nữa mà cứ có bất kỳ khe thời gian nào rỗi thì ATDM ghép gói tin cần truyền vào Kỹ thuật này còn được gọi là kỹ thuật ghép kênh thống kê, nghĩa là các gói tin chuẩn của nguồn tin có thể ghép vào đồng thời nhiều khe thời gian có chỉ số khe khác nhau do vậy ATDM đạt được độ mềm dẻo, linh hoạt, hiệu quả cao với nhiều kiểu dịch vụ, ở mọi tốc độ bit và kiểu lưu lượng khác nhau

Hình 6 So sánh STDM và ATDM

Giải pháp kết hợp các ưu điểm, khắc phục các nhược điểm của kỹ thuật chuyển

mạch kênh và chuyển mạch gói, sử dụng ATDM sẽ có khả năng đáp ứng tốt các yêu

cầu trong B-ISDN là vấn đề chủ yếu của công nghệ truyền tải không đồng bộ ATM

Cấu trúc phân lớp của mạng ATM

Theo mô hình tham chiếu liên kết hệ thống mở OSI (Open System

Interconnection) của tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế ISO (International Standard

Organization) Mỗi hệ thống mở đều có các hệ thống con được sắp xếp theo thứ tự

như hình 7

Một PDU lớp N bao gồm thông tin điều khiển giao thức PCI (Protocol Control

Information) lớp N và số liệu từ lớp N+1 thông tin điều khiển trao đổi giữa các thực

thể lớp N

6 Nguyên tắc chuyển mạch và định tuyến

6.1 Quá trình chuyển mạch và xử lý gọi qua hệ thống chuyển mạch ATM

Giao thức ATM tương ứng với 2 lớp như đã định nghĩa trong mô hình tham chiếu OSI các hệ thống mở ATM là kết nối có hướng, một kết nối Cuối – Cuối (hay kênh ảo) cần được thiết lập trước khi định tuyến các tế bào ATM Các tế bào được định tuyến dựa trên hai giá trị quan trọng chứa trong 5 byte mào đầu tế bào: nhận dạng luồng ảo (VPI) và nhận dạng kênh ảo (VCI), trong đó một luồng ảo bao gồm một số các kênh ảo

Số bit dành cho VPI phụ thuộc vào kiểu giao diện Nếu đó là giao diện người sử dụng UNI, giữa người sử dụng và chuyển mạch ATM đầu tiên, 8 bit được dành cho VPI Điều này có nghĩa là có tới 8

2 =256 luồng ảo sẵn có trong điểm truy nhập người sử dụng Mặt khác nếu nó là giao diện node mạng (NNI), giữa các chuyển mạch trung gian ATM, 12 bit sẽ dành cho VPI Điều này cho thấy có 2 12=4096 luồng ảo có thể có giữa các chuyển mạch ATM Trong cả UNI và NNI, có 16 bit dành cho VCI Vì thế có

16

2 =65536 kênh ảo cho mỗi luồng ảo

Sự kết hợp cả VPI và VCI tạo nên một liên kết ảo giữa hai đầu cuối Thay vì có cùng VPI/VCI cho toàn bộ luồng định tuyến, VPI/VCI được xác định trên mỗi liên kết

cơ sở thay đổi với mỗi chuyển mạch ATM Nghĩa là tại mỗi liên kết đầu vào đến một node chuyển mạch, một VPI/VCI có thể được thay thế bằng một VPI/VCI khác tại đầu

ra bằng sự tham chiếu tới một bảng gọi là bảng định tuyến (Routing Information Table- RIT) trong chuyển mạch ATM Với bảng định tuyến mạng ATM có thể tăng số lượng các đường định tuyến

Mỗi chuyển mạch ATM có một bảng định tuyến chứa ít nhất các trường hợp sau: VPI/VCI cũ, VPI/VCI mới, địa chỉ cổng đầu ra, và trường ưu tiên (tùy chọn) Khi một

tế bào ATM đến một đường đầu vào của chuyển mạch, nó bị chia thành 5 byte tiêu đề

và 48 byte mang thông tin

Bằng cách sử dụng VPI/VCI chứa trong phần tiêu đề như giá trị VPI/VCI cũ, chuyển mạch tìm trong bảng định tuyến VPI/VCI mới của các tế bào đang đi đến Khi

đã tìm thấy, giá trị VPI/VCI cũ sẽ được thay thế bằng VPI/VCI mới Ngoài ra địa chỉ cổng đầu ra tương ứng và trường ưu tiên được đính kèm trong 48 byte mang thông tin trước khi nó được gửi đến kết cấu chuyển mạch Địa chỉ cổng đầu ra chỉ tới cổng đầu ra tiêu đề mà tế bào được định tuyến Có ba kiểu định tuyến trong kết cấu chuyển mạch:

 Unicast là chế độ mà một tế bào được định tuyến tới một cổng đầu ra xác định