TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM

Chơng I Tổng quan công nghệ ATM 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Đặc điểm mạng viễn thông Các mạng viễn thông có đặc điểm chung tồn cách riêng lẻ, ứng với loại dịch vụ thông tin lại có loại mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó: * Mạng Telex: Dùng để gửi điện dới dạng ký tự đà đợc mà hoá b»ng 5bÝt Tèc ®å trun rÊt thÊp tõ 75 ®Õn 300bít/s * Mạng điện thoại công cộng gọi mạng POTS (Plain Old Telephone Service): thông tin tiếng nói đợc số hoá chuyển mạch mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN * Mạng truyền số liệu: Bao gồm mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu máy tính dựa giao thøc cđa X.25 vµ hƯ thèng trun sè liƯu chuyển mạch kênh dựa giao thức X.21 * Các tín hiệu truyền hình đợc truyền theo ba cách: Truyền sóng vô tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình cáp CATV (Community Antenna Television), cáp đồng trục truyền qua hệ thống vệ tinh, hay gọi truyền hình trực tiếp DBS (Direct Broadcast System) * Trong phạm vi quan, số liệu máy tính đợc trao đổi thông qua mạng cục LAN (Local Area Network) mà tiếng mạng Ethernet, Token Bus Token Ring Mỗi mạng đợc thiết kế cho dịch vụ riêng biệt sử dụng cho mục đích khác Ví dụ ta truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25 trễ qua mạng lớn 1.1.2 Những hạn chế mạng viễn thông Nh hệ thống mạng viễn thông có nhiều nhợc điểm mà quan trọng là: * Chỉ truyền đợc dịch vụ độc lập tơng ứng với mạng * Thiếu mềm dẻo: Sự đời công nghệ ảnh hởng mạnh mẽ tới tốc độ truyền tín hiệu Ngoài ra, xuất nhiều dịch vụ truyền thông tơng lai mà cha dự đoán đợc, loại dụch vụ có tốc độ truyền khác Ta dễ dàng nhËn thÊy m¹ng hiƯn t¹i sÏ rÊt khã thÝch nghi với đòi hỏi * Kém hiệu việc bảo dỡng, vận hành nh sử dụng tài nguyên Tài nguyên sẵn có mạng chia sẻ cho mạng khác sử dụng Mặt khác, mạng viễn thông đợc thiết lập nhằm mục đích khai thác dịch vụ thoại chủ yếu Do đó, đứng góc độ này, mạng đà phát triển tới mức gần nh giới hạn cồng kềnh mạng tồn số khuyết điểm cần khắc phục * Kiến trúc tổng đài độc quyền làm cho nhà khai thác gần nh phụ thuộc hoàn toàn vào nhà cung cấp tổng đài Điều làm giảm tính cạnh tranh cho nhà khai thác, đặc biệt nhà khai thác nhỏ, mà tốn nhiều thời gian tiền bạc muốn nâng cấp ứng dụng phần mềm * Các tổng đài chuyển mạch kênh đà khai thác hết lực trở nên lạc hậu nhu cầu khách hàng Các chuyển mạch tồn làm hạn chế khả sáng tạo triển khai dịch vụ * Sự bùng nổ lu lợng thông tin đà khám phá hiệu chuyển mạch kênh TDM Chuyển mạch kênh truyền thống dùng để truyền lu lợng thoại dự đoán trớc không hỗ trợ lu lợng liệu tăng đột biến cách hiệu Trong đó, chuyển mạch kênh làm lÃng phí băng thông mạch rỗi khoảng thời gian mà tín hiệu đợc truyền Đứng trớc tình hình phát triển mạng viễn thông nay, đòi hỏi cần có mạng liên kết dịch vụ nên mạng N-ISDN đời nhu cầu dịch vụ băng rộng tăng lên Từ đặt vấn đề phải có mạng tổ hợp băng rộng (B-ISDN) thay tất mạng viễn thông nói trên, sở mà công nghệ ATM hình thành phát triển Sự phát triển kỹ thuật ATM kết trùc tiÕp cđa c¸c ý tëng míi vỊ kh¸i niƯm hệ thống đợc hỗ trợ thành tựu to lớn công nghệ bán dẫn công nghệ quang điện tử ATM có khả đáp ứng đợc loạt dịch vụ băng rộng khác nhau, kể lĩnh vực gia đình nh thơng mại Mà u điểm kiến trúc mạng ATM xét phần sau 1.2 Khái niệm ATM 1.2.1 Khái niệm ATM Công nghệ ATM (Asynchronous Transfer Mode) đợc hình thành từ công nghệ ATDM (Asynchronous Time Division Multiplexer- Ghép kênh phân chia theo thời gian không đồng bộ) đà đợc đa mạng viễn thông từ năm đầu thập niên 80 Việc chuẩn hoá mạng số đa dịch vụ băng rộng BISDN/ATM đà đợc công bố năm 1988 ITU-T thờng xuyên ®ỵc sưa ®ỉi, bỉ sung cho ®Õn Hai tỉ chức chuẩn hoá ATM quan trọng ITU-T ATM Forum tiến hành công tác nghiên cứu song song có tác động lẫn Trong ITU-T tập trung nghiêng định nghĩa tiêu chuẩn UNI (giao diện khách hàng mạng) công cộng ATM Forum lại tập trung chuẩn hoá tiêu chuẩn UNI riêng ATM công nghệ truyền tải dùng kỹ thuật ghép kênh phân thời gian không đồng gói liệu có độ dài cố định, đợc sử dụng làm tảng B-ISDN tơng lai Trong kiểu truyền không đồng bộ, thuật ngữ truyền bao gồm lĩnh vực truyền dẫn chuyển mạch, dạng truyền ám chế độ truyền dẫn chuyển mạch thông tin mạng Thuật ngữ không đồng ATM có nghĩa gói liệu đợc đa lên mạng mà không cần thoả mÃn yêu cầu định thời cách xác nh ghép kênh phân thời gian đồng Dữ liệu nguồn không thiết phải đợc xếp theo chu kỳ thời gian 1.2.2 Đặc điểm ATM Công nghệ ATM dựa sở phơng pháp chuyển mạch gói, thông tin đợc nhóm vào gói tin có chiều dài cố định, ngắn Trong vị trí gói không phụ thuộc vào đồng hồ đồng dựa nhu cầu kênh cho trớc Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ dịch vụ khác ATM có hai đặc điểm chính: * Thứ nhất: ATM sử dụng gói có kích thớc nhỏ cố định gọi tế bào ATM, tế bào nhỏ với tốc độ truyền lớn làm cho trễ truyền biến động trễ giảm đủ nhỏ dịch vụ thời gian thực, tạo điều kiện cho việc hợp kênh tốc độ cao đợc dễ dàng * Thứ hai: ATM có khả nhóm vài kênh ảo thành đờng ảo nhằm giúp cho việc định tuyến đợc dễ dàng 1.2.3 Những tiện ích mà ATM mang lại * Cung cấp kết nối tốc độ cao (High Speed Connectivity) ATM đợc phát triển để hỗ trợ dịch vụ thông tin tốc độ cao với tất đặc tính liệu, tốc độ bít chất lợng dịch vụ đợc thực hệ thống truyền dẫn chất lợng cao, đặt biệt sợi quang công nghệ SDH Với hệ thống ATM không cần sử dụng chế sửa sai hay điều khiển luồng chặng, đơn giản hoá việc điều khiển vùng thông tin tế bào Nhiệm vụ chủ yếu bytes tiêu đề nhận dạng kết nối ảo cho mục đích định tuyến chuyển mạch ATM kỹ thuật hoạt động chế độ có kết nối, yêu cầu công đoạn thiết lập giải phóng kết nối giải phóng tài nguyên mạng Tế bào ATM có kích thớc nhỏ cố định làm giảm kích thớc đệm nút chuyển mạch giảm trì hoÃn Các nguyên lý thực đợc phần cứng cho phép tốc độ chuyển mạch đạt cao * Liên kết mạng thông suốt (Seamless Connectivity) Có điểm không liên tục mạng viễn thông Thứ nhất: Trong nội mạng công cộng, hệ thống truyền dẫn hoạt động theo chế độ phân cấp ghép kênh với dung lợng ghép mức cố định Muốn xen hay rẽ kênh mức thấp phải tiến hành tách ghép lại luồng số từ xuống từ dới lên qua tất mức trung gian Đây yếu điểm lớn kỹ thuật chuyển mạch khả hỗ trợ tốc độ khác cấu trúc chuyển mạch, đa tốc độ tốc độ biến đổi yêu cầu dịch vụ truyền thông đa phơng tiện Tính chất cố định dung lợng cấp ghép kênh làm phức tạp công tác dự phòng, khó khăn việc cấp phát băng thông theo yêu cầu ngời sử dụng Kỹ thuật ATM giới hạn độ phức tạp chuyển mạch không phục thuộc vào số lợng kênh logic Có thể thực mạng ATM cấp Mức ghép ATM kết nối ảo, cách thực thể logic đợc gộp nhóm xử lý cách dễ dàng công nghệ xử lý số Thứ hai: Sự không liên tục xảy liên kết mạng cục LAN với mạng diện rộng WAN Do yêu cầu kỹ thuật kinh tế mà công nghệ sử dụng LAN WAN hoàn toàn khác Để kết nối WAN với LAN, cần phải có trình chuyển đổi giao thức lớp cấp thấp từ lớp đến lớp mô hình OSI, gây tợng thắt cổ chai kết nối đầu cuối với đầu cuối Công nghệ ATM đợc đa vào LAN dới dạng ATM-LAN đợc xem hệ thứ công nghệ mạng cục Khi việc kết nối ATM-LAN với mạng diện rộng dựa ATM điều tơng thích, cung cấp kết nối tốc độ cao mà không cần trình chuyển đổi giao thức tóm lại, với công nghƯ ATM viƯcliªn kÕt LAN – WAN sÏ cung cÊp kết nối hoàn toàn thông suốt * Tích hợp mạng (Network Integration): Xây dựng mạng chung tất dịchvụ giải pháp kinh tế so với xây dựng mạng riêng cho loại hình dịch vụ Mỗi loại dịch vụ có đặc tính lu lợng yêu cầu chất lợng dịch vụ khác ATM mô tất yêu cầu tỷ lệ thông tin, độ trễ biến động trễ ATM hỗ trợ đợc dịch vụ có tốc độ cố định thay đổi, chuyển gói chuyển mạch, có kết nối hay không kết nối ATM đợc xem công nghệ tích hợp thật cho phơng tiện truyền thông đa phơng tiện tơng lại * Độ tin cËy cao (High Reliability): ATM cã ®é tin cËy cao, cung cấp chức khắc phục lỗi nhanh môi trờng thông tin tốc độ cao Vùng thông tin điều khiển tế bào đợc kiểm tra sửa lỗi, nhờ nút mạng bỏ tế bào lỗi chuyển tiếp tế bào Các chức vận hành, quản lý bảo dỡng đợc định nghĩa sở dòng tế bào OAM (F4,F5) Các chức cung cấp chế vận hành bảo dỡng mạng đơn giản hiệu Định tuyến ATM linh động nhờ ánh xạ tuyến vật lý thành giá trị nhận dạng kết nối ảo tế bào, cho phép định tuyến lại phần tử mạng bị cố Các tính u việt chủ yếu ATM là: + Linh hoạt: Dễ đáp ứng dịch vụ tơng lai + Sử dụng nguồn tài nguyên hiệu cao: Dễ phối hợp mạg ATM với mạng cũ PSTN/DPN, LAN, tận dụng phối hợp đầu t có + Một mạng đa đơn gian (thủ tục xử lý tế bào ATM đơn giản, mà thực phần cứng HW), giảm mạng riêng + Tiết kiệm giá thành OA&M nhờ công nghệ cao kiến trúc mạng đồng + Giảm giá thành truyền dẫn + Đảm bảo khả cấp kênh băng rộng động, mềm dẻo + Tăng cờng hiệu mạng 1.3 Nguyên lý ATM Consta Packetnt oriented Variable Segmentation Digital 155 Pipe Mbit/s H×nh 1.1 Nguyên lý ATM Nguyên lý ATM kết hợp u điểm chuyển mạch kênh với chuyển mạch gói kỹ thuật ghép kênh thồng kê ATDM (Asynchronous Time Division Multiplexing) Trong công nghệ kü tht chun m¹ch gãi, vÝ dơ nh giao thức X.25 gói tin có phần tiêu đề phức tạp, kích thớc gói lớn không chuẩn hoá độ dài gói tin Nh vậy, có nghĩa xử lý chuyển mạch gới tơng đối khó, kích thíc gãi tin lín dÉn ®Õn ®é trƠ lín, xư lý truyền dẫn chậm đồng thời khó quản lý trình truyền Để khắc phục nhợc điểm chuyển mạch gói công nghệ ATM ngời ta tạo gói tin mà từ ta gọi tế bào ATM Nó đợc chuẩn hoá kích thớc khuân dạng cho phù hợp, dễ quản lý truyền dẫn hiệu Trong công nghệ ATM không quan tâm thông tin từ đâu đến, mà kỹ thuật tin cần phát đợc cắt thành tế bào ATM có kÝch thíc nhá vµ b»ng TÕ bµo ATM gåm có trờng thông tin mang thông tin khách hàng phần tiêu đề mang thông tin điều khiển mạng để định tuyến tin tới đích mong muốn, đảm bảo yêu cầu suốt thời gian nội dụng, đồng thời quản lý đợc chúng trình truyền tin Shared Medium Bộ nhớ ngõ S/P AF FIFO P/S S/P AF FIFO P/S N S/P AF FIFO P/S N Bé lọc Bộ TDM Bus địa đệm S/P (Serial to Parallel Converter) : Bé chun ®ỉi nèi chØ tiÕp - song song P/S (Parallel to Serial Converter ) : Bé chuyÓn ®æi song song - nèi tiÕp AF (Address Filter) : Bộ lọc địa Hình 2.8 Chuyển chung FIFO (First In - First Out) :mạch Bộ nhớdùng vào tr ớc - ph trớc ơng tiện mạch dùng chung nhớ, hệ thống chuyển mạch ATM Khi sử dụng hệ thống này, tất tế bào đến cổng đầu vào đợc ghép kênh phơng pháp phân chia thời gian dựa phơng tiện truyền dẫn tốc độ cao thông dụng (Bus vòng) Độ rộng dải băng phơng tiện đợc sử dụng thông thờng cần phải lớn N cổng đầu vào/đầu gấp hai lần tốc độ đờng truyền V Mỗi cổng đầu đợc kết nối với phơng tiện dùng chung thông qua lọc địa vùng đệm kiểu FIFO Bộ lọc địa lọc địa cổng đầu bên tế bào đợc sử dụng cho việc quảng bá phơng tiện sau lu giữ chúng vùng đệm kiểu FIFO tơng ứng với cổng đầu Việc điều khiển chuyển mạch dễ dàng nhiều so với việc điều khiển chuyển mạch dùng chung nhớ hỗ trợ cho mạng quảng bá cho việc truy nhập kiểu nhân vận hành với vùng đệm dung lợng nhỏ Tuy nhiên, giống nh chuyển mạch nhớ dùng chung, kích thớc thành phần đợc sử dụng chuyển mạch để khắc phục giới hạn tốc ®é cđa bé nhí Do ®ã, cÊu tróc nµy chØ phù hợp với trờng chuyển mạch dung lợng nhỏ, đợc dùng nh thành phần hệ thống chuyển mạch lớn để tăng dung lợng 2.5.1.2 Chuyển mạch phân chia không gian Khác với yếu tố chuyển mạch phơng pháp chuyển mạch phân chia thời gian, yếu tố chuyển mạch trơng phơng pháp chuyển mạch phân chia theo không gian đờng chuyển mạch có độ rộng dải tần nh đờng truyền tốc độ đầu cuối đầu vào đầu cuối đầu đợc hình thành thầnh phần thời gian thực cho tế bào Do đó, tốc độ nhớ thành phần chuyển mạch không cần lớn hai lần đờng truyền đầu vào/ra việc điều khiển chức chuyển mạch chúng đợc phân tán Tuy nhiên, cấu trúc lại xảy tợng chặn Tuỳ thuộc vào cấu trúc chuyển mạch không gian mà đầu vào đầu có đờng nối có từ hai hay nhiều đờng nối khả dụng chúng Do vậy, phân chia cấu trúc chuyển mạch không gian thành hai loại theo số lợng tuyến nối đầu vào đầu là: * Chuyển mạch đờng * Chuyển mạch nhiều đờng (Giảng theo trang 124 B-ISDN) a Chuyển mạch đờng Chuyển mạch đờng cấu trúc chuyển mạch không gian mà tồn đờng nối đầu vào với đầu Một số cấu trúc chuyển mạch đờng tiêu biểu chuyển mạch ngang dọc, chuyển mạch kết nối toàn bộ, hệ thống chuyển mạch Banyan đợc trình bày dới hình vẽ sau: 3 N N AF N Chuyển mạch ngang dọc Đầu vào 111 11 101 10 011 01 001 00 AF N Chuyển mạch kết nối hoàn toàn 111 11 101 10 Đầu 011 01 001 00 Chuyển mạch 8x8 Hình Banyan 2.9 Chuyển mạch không gian đờng Chuyển mạch ngang dọc: Đợc minh hoạ hình 2.9, thông thờng chuyển mạch ngang dọc NxN điểm cắt yếu tố chuyển mạch N tế bào đầu vào không đợc chuyển tiếp đến cổng đầu lúc N đờng truyền riêng biệt khác đợc cung cấp Tuy nhiên xung đột cổng đầu xảy việc điều khiển đờng đợc thực cách đặt vùng đệm lên cổng đầu ngăn ngừa tổn thất tế bào Những tế bào đa vào trớc hết đợc lu giữ cổng vùng đệm đầu vào chức ®iỊu khiĨn ®êng kiĨm tra sù xung ®ét cđa cỉng đầu N tế bào, đợc đặt vùng đệm đứng với trình tự FIFO Trong trờng hợp này, số lợng cổng đầu vào tăng lên chặn HOL (Head - Of - the - Line), trình thực giảm xuống cách đột ngột Và nhợc điểm cấu trúc độ phức tạp hệ thống tăng lên theo tỷ lệ N2, phải thiết lập đờng nối cổng vào cổng nên sai lỗi điểm nối chéo gây kết nối hai cổng Chuyển mạch kết nối hoàn toàn: Đợc minh hoạ hình 2.9, cấu trúc chuyển mạch đợc cấu tạo từ N bus đầu vào kiểu quảng bá, N bus đầu kiểu nhân bản, NxN điểm cắt Điều có nghĩa chuyển mạch kiểu có khả thực NxN kết nối đầy đủ Nh vậy, chuyển mạch kiểu có khả thực NxN kết nối đầy đủ Tại cổng đầu có lọc địa để định xem tế bào đến có địa đích địa cổng hay không để định lu đệm đa tế bào hay bỏ qua tế bào Cấu trúc đợc dự đoán nh phiên cải tiến kếp hợp chuyển mạch ma trận bus, đợc phát triển dựa chuyển mạch chéo vùng đệm cổng đầu vào Chuyển mạch Bayan: Cấu trúc chuyển mạch đợc đa nhằm kết nối cách có hiệu xử lý với khối nhớ Goke Lipovski tiến hành nghiên cứu cấu trúc tính toán song song, cấu trúc chuyển mạch có đờng nối từ cổng đầu vào đến cổng đầu khác Cấu trúc đợc đặc trng yếu tố chuyển mạch nhị phân có hai đầu vào hai đầu đợc kết nối tới k cổng trình truyền từ đầu vào tới đầu có chức tự truyền mà dụng k bít Ngời ta đà đa kiến nghị sau nhằm cải tiến trình thực hiện: tốc độ liên kết đợc tăng lên để giải tợng chặn xảy chuyển mạch Banyan, vùng đệm đợc dặt yếu tố chuyển mạch, điều khiển luồng k cổng Back Pressure đợc thực hiện, kết nối song song kết nối đôi đợc thực để cải thiện đờng truyền đầu vào/đầu yếu tố phân loại, yếu tố phân phối, yếu tố ngẫu nhiên đợc đặt phía trớc chuyển mạch Banyan Ngoài dạng bản, cấu trúc chuyển mạch Banyan đà đợc ph¸t triĨn réng theo nhiỊu kiĨu cÊu tróc kh¸c Trong đó, có chuyển mạch đờng nhiều đờng nh chuyển mạch Banyan song song, mạng Benes, mạng Banyan gia tăng, chuyển mạch Batcher Banyan b Chuyển mạch nhiều đờng Chuyển mạch nhiều đờng cấu trúc chuyển mạch không gian mà tồn hai đờng nối có đầu vào với đầu Trong cấu trúc chuyển mạch này, đờng truyền cổng vào cổng làm việc song song để cho nhiều tế bào đợc gửi thêi ®iĨm Do cã nhiỊu tun nèi cã 00 thĨ cã 00 01 chuyÓn 01 10 10 11 11 00 00 gi÷a đầu vào với đầu nên cấu trúc mạch cần phải có chức định Hình 2.10 Chuyển mạch không gian 01 01 10 10 11 11 nhiỊu ®êng tuyến để lựa chọn tuyến nối thích hợp Cấu trúc mạng chuyển mạch Benes gồm hai mạng Banyan đối xứng dùng chung tầng Trong mạng Benes có đờng nối có đầu vào với đầu Trong mạng NxN, vấn đề tắc nghẽn chịu lỗi phần tử chuyển mạch đợc giải log2N-1 tầng Tuy nhiên, tầng lại có nghÏn vµ nÕu cã sù cè nµy bÊt kú phần tử chuyển mạch tế bào bị Thủ tục định tuyến qua mạng đợc chia làm hai phần, log2N-1 tầng sử dụng thuật toán định tuyến sở tầng lại sử dụng thuật toán định tuyến trao đổi xáo trộn Mạng chuyển mạch Banyan mạng Banyan đơn giản tồn tuyến đầu vào đến đầu Một mạng Banyan dung lợng 8x8 gồm ba tầng, tầng có phần tử chuyển mạch (SE) 2x2 Để xác định tế bào phần tử chuyển mạch sử dụng kỹ thuật tự định tuyến Phần tử chuyển mạch kiểm tra bit địa đích tơng ứng với số tầng Nếu bít phần tử chuyển mạch định tuyến tế bào cổng tơng ứng với giá trị bit Nừu không cổng lại đợc lựa chọn Chuyển mạch Banyan, tế bào đồng thời xuất cổng đầu vào đợc xử lý song song để định tuyến chuyển mạch đến đầu tơng ứng 2.5.2 Phân loại theo trạng thái chặn Khi tế bào đến tổng đài từ đầu vào khác đợc truyền thẳng trực tiếp lúc đến cổng đầu ra, xung đột cổng đầu diễn ra, tổn thất tế bào trễ tế bào nảy sinh Hiện tợng đợc gọi tợng chặn đầu Tiếp theo, tế bào đến với địa cổng đầu khác nhau, định hình đờng đầu vào/đầu đợc thiếu kênh truy nhập yếu tố chuyển mạch thiếu dung lợng vùng đệm Hiện tợng đợc gọi tợng chặn Việc phân loại chuyển mạch đợc thực dựa tợng chặn Khi đó, tính chặn tổng đài ATM đợc mô tả nh khả đủ tài nguyên ®Ĩ thiÕt lËp mét kÕt nèi tõ mét cỉng ®Çu vào đến cổng đầu ra, xác suất chặn đợc xác định theo lợng tài nguyên khả dụng tải đợc vận chuyển Quá trình chuyển mạch bao gồm tợng tự chặn đợc gọi chuyển mạch chặn chuyển mạch Banyan ví dụ điển hình Mặt khác, trình chuyển mạch tợng chặn đợc gọi chuyển mạch không chặn hệt hống chuyển mạch Knockout, chuyển mạch chÐo, chun m¹ch Batcher Banyan, chun m¹ch Starlite, ATOM 2.5.3 Phân loại chuyển mạch theo vị trí vùng đệm Trong cấu trúc chuyển mạch ATM, chuyển mạch chặn chuyển mạch không chặn đầu thiết phải có chức vùng đệm bên phần chuyển mạch để tránh xảy tợng xung đột đầu Các vùng đệm có chức nh nhớ dùng chung để lu tạm tế bào trớc đến đầu Tuỳ theo vị trí vùng đệm mà chuyển mạch ATM đợc phân loại chi tiết hơn, đợc minh hoạ hình II.11, thành chuyển mạch kiểu vùng đệm đầu vào, kiểu vùng đệm đầu ra, kiểu vùng đệm đầu vào/đầu kiểu vùng đệm dùng chung bên Phơng pháp đệm (Hàng đợi) Vùng đệm đầu vào Vùng đệm đầu Vùng đệm đầu vào đầu Vùng đệm dùng chung Phân chia Phân chia Hình2I.11 Phân loại chuyển mạch theo vị trí đầu vùng đệm Chỉ phân Chỉ phân chia bên chia đầu 2.5.3.1 Chuyển mạch kiểu vùng đệm đầu vào Cổng vào Cổng vào N Bộ điều khiển Trờng chuyển mạch Bộ ®iỊu khiĨn Cỉng Cỉng N Bé ®iỊu khiển chung Hình 2.12 Chuyển mạch kiểu vùng đệm đầu vào Chuyển mạch kiểu vùng đệm đầu vào chuyển mạch với vùng đệm đợc đặt cuối đầu vào nó, vấn đề tranh chấp đợc giải đầu vào Tại đầu vào có trang bị đệm riêng để nhớ đệm tế bào ATM đến logic định lựa chọn tế bào khác đợc dẫn đến đầu Phơng tiện chuyển mạch chuyển tế bào từ đầu vào đến đầu yêu cầu mà không xảy tợng tranh chấp hay chặn Mạch logic định đợc xây dựng theo nhiều cách khác tuỳ thuộc vào thuật toán vòng thuật toán phức tạp khác mà sử dụng chức thông tin nh QoS để lựa chọn hàng đợi xử lý Ma trận chuyển mạch truyền tải tế bào đà đợc lu đệm hàng đợi từ N đầu vào tới N đầu đà đợc lựa chọn thời gian tế bào Trong chế này, kích thớc hàng đợi phụ thuộc vào thuật toán chuyển mạch Nếu số lợng tế bào đến hàng đợi vợt dung lợng cho phép hàng đợi hệ thống chuyển mạch thực huỷ bỏ bớt tế bào Nhợc điểm mà phơng pháp đệm đầu vào tồn việc chặn đầu dòng (HOL-Header Of Line) Vấn đề nảy sinh tế bào đến bị chặn tế bào đến trớc mà có đính bận tế bào đến bị dừng đích đến rỗi Hiện tợng đợc giải cách sử dụng kỹ thuật khác nhng với chế điều khiển đệm phức tạp So với phơng pháp sử dụng đệm khác phơng pháp có hiệu mặt độ dài hàng đợi thời gian đợi cần thiết 2.5.3.2 Chuyển mạch kiểu vùng đệm đầu Cổng vào Cổng vào N Trờng chuyển mạch Cổng Cổng Hình 2.13 Chuyển mạch kiểuN vùng đệm đầu Chuyển mạch kiểu vùng đệm đầu ra, đợc trang bị vùng đệm phần cuối đầu ra, thiết lập đờng riêng biệt mà không gây cản trở cổng khác nằm phần cuối đầu vào phần cuối đầu làm cho tợng chặn đầu dòng (HOL- Header Of Line) không xảy Do vậy, có lợi so với chuyển mạch kiểu đệm đầu vào trình thực hiện, nhng lại có nhợc điểm phức tạp việc bổ sung phần cứng Các đặc trng chuyển mạch loại chuyển mạch ma trận Bus chuyển mạch chéo đà đợc biến đổi, chuyển mạch Knockout chuyển mạch ISF theo phơng pháp nối liền toàn bộ, chuyển mạch ATOM với ph- ơng tiện thông thờng chuyển mạch Imagawa phát triển 2.5.3.3 Chuyển mạch kiểu vùng đệm bên 2 N N Các đầu vào Hình 2.14 Bộ đệm trung Chuyển mạch tâm Các đầu kiểu vùng đệm bên Trong cấu trúc chuyển mạch này, đệm đợc trang bị bên chuyển mạch đợc dùng chung hai cửa vào Mỗi tế bào tới đợc lu trữ đệm trung tâm Mỗi đầu nhận tế bào nhờ sử dụng chế vào trớc tríc (FIFO- First In First Out) u ®iĨm chÝnh phơng pháp thực tốt dung lợng hàng đợi yêu cầu so với hai phơng pháp kể Nhợc điểm phơng pháp tính phức tạp việc quản lý hàng cần phải có nhớ nhanh cho tế bào đến tới cửa vào 2.6 HƯ thèng chun m¹ch ATM 2.6.1 Tổng quan 2.6.2 Các phần tử chuyển mạch 2.6.2.1 Cấu tạo chung phần tử chuyển mạch 2.6.2.2 Phần tử chuyển mạch kiểu ma trận a) Bộ đệm đầu vào b) Bộ đệm đầu c) Bộ đệm giao điểm ma trận chuyển mạch d) Giải tranh chấp tế bào 2.6.2.3 Phần tử chuyển mạch kiểu Bus 2.6.2.4 Phần tử chuyển mạch kiểu vòng 2.6.2.5 Phần tử chuyển mạch sử dụng nhớ trung tâm 2.6.3 Các mạng chuyển mạch 2.6.3.1 Phân loại 2.6.3.2 Mạng chuyển mạch đơn tầng a) Mạng chuyển mạch mở rộng b) Mạng chuyển mạch hình phễu c) Mạng chuyển mạch trộn 2.6.3.3 Mạng chuyển mạch đa tầng a) Mạng ®êng b) M¹ng ®a ®êng I KiÕn tróc cđa tổng đài ATM Về tổng đài Atm phải thực hoạt động: định tuyến, xếp hàng phiên dịch mào đầu Sự định tuyến rõ tế bào đợc chọn đờng nh từ cổng đầu II Các chức tổng đài ATM Tổng đài ATM thực hai chức chủ yếu Đinh tuyến Cho tới có hai loại định tuyến tồn tổng đài ATM: tự định tuyến định tuyến định tuyến nhÃn Tự định tuyến thông dụng chế chuyển mạch phân chia theo không gian Do cấu chuyển mạch đợc xây dựng từ mạng liên kết tự định tuyến sử dụng chế tìm kiếm cho việc thông dịch VCI thẻ (tag) định tuyến, cho phép định định tuýen nhanh Bên cạnh định tuyến nhÃn sử dụng bảng bên phần tử chuyển mạch để có QĐ định tuyến Điều có nghĩa định định tuyến không nhanh chóng Tuy nhiên định tuyến nhÃn dễ dàng trợ giúp phát đa phơng (multicasting) không thuộc vào thuộc tính mạng liên kết Nó có khả đợc đợc sử dụng dới mạng liên kết tuỳ chọn phần tử chuyển mạch Thông dịch mào đầu ATM địch vụ định hớng kết nối Trong tế bào đợc chuyển từ nút tới nút khác trong tổng đầiTM tổng đài phải thông dịch VCI cần VPI sang ý nghĩa Các ý nghĩa mô tả phần lại đờng định tuyến tổng đài Tổng đài Atm xây dựng mào đầu tế bào tính toán giá trị HEC ... ATM với bít cđa hƯ thèng trun dÉn 1.4 TÕ bµo ATM 1.4.1 Cấu trúc tế bào ATM Ta biết đặc điểm ATM hớng liên kết Do khác với mạng chuyển mạch gói, địa nguồn đích, số thứ tự gói không cần thiết ATM. .. trớc Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ dịch vụ khác ATM có hai đặc ®iĨm chÝnh: * Thø nhÊt: ATM sư dơng c¸c gãi có kích thớc nhỏ cố định gọi tế bào ATM, tế bào nhỏ với tốc... nối đầu cuối với đầu cuối Công nghệ ATM đợc đa vào LAN dới dạng ATM- LAN đợc xem hệ thứ công nghệ mạng cục Khi việc kết nối ATM- LAN với mạng diện rộng dựa ATM điều tơng thích, cung cấp kết nối