Công nghệ ATM pdf

Trang 1/72 1. XU HƯỚNG CHUẨN HOÁ VÀ CẤU TRÚC GIAO THỨC Khi môi trường của xã hội thông tin được hoàn thiện, thì mạng giao tiếp thông tin băng rộng cần thiết phải tỏ ra thích nghi với các tính năng như tốc độ cao, băng rộng, đa phương tiện. Và vì vậy phải tính đến việc thiết lập mạng thông tin tốc độ siêu cao ở tầm quốc gia. Mạng thông tin tốc độ siêu cao đã dựa vào sử dụng công nghệ ATM (phương thức truyền tải không đồ ng bộ) để tạo ra mạng lưới quốc gia rộng khắp với tính kinh tế và hiệu quả cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp nhiều loại hình dịch vụ thông tin khác nhau. Công nghệ ATM được hình thành từ công nghệ ATD (Asynchronous Time Division - phân chia theo thời gian không đồng bộ) đã được đưa ra trên mạng viễn thông của Pháp năm 1983 và FPS (Fast Packet Switchinh - chuyển mạch gói tốc độ cao) của Bell Lab của nước Mỹ. ATM là sự kết hợp củ a 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. Đặc điểm chính của ATM là thông tin được cấu tạo từ các tế bào ở trong một khổ thích hợp của thời gian thực truyền tải thông tin và cách thức truyền tải có thể chứng minh rằng t ất cả các dịch vụ băng rộng không ảnh hưởng tới tốc độ thông tin. Trong mạng ATM tin tức là các tế bào được gửi từ thiết bị đầu cuối được xắp xếp trong tín hiệu số sao cho mạng với tốc độ xử lý khoảng vài Gbps có thể được sử dụng để truyền hoặc chuyển mạch các tế bào đó, cũng như vậy toàn bộ các thông tin đã đượ c truyền bằng các tế bào với chiều dài cố định. Từ đây ta có thể thiết lập mạng liên kết đa phương tiện mà nó có thể xử lý nhiều loại hình thông tin khác nhau như tiếng nói, số liệu, hình ảnh, một cách đồng nhất. Hiện nay mạng giao tiếp số liệu tốc độ cao, mạng liên kết phương tiện ATM-LAN và mạng giao tiếp hình ảnh là các hệ thống mới hiện hành đang s ử dụng các đặc điểm của ATM. 1.1 Xu hướng chuẩn hoá ATM Vì việc chuẩn hoá giao thức xoay quanh OSI được coi là quan trọng trong môi trường nhiều nhà sản xuất thiết bị của mạng máy tính, nên việc chuẩn hoá môi trường ATM được phát triển để có tính tương hợp chung trong các lĩnh vực khác nhau. Chuẩn hoá ATM trong mạng công cộng được thực hiện bởi chính phủ và các nhà cung cấp thông tin đã được đề xướng bởi tổ chức trước đây nguyên từ CCITT năm 1987 và các khuyến nghị về các chỉ tiêu kỹ thuật đã được thiết lập bởi ITU-I hiện hành. Mặt khác, ATM Forum và IETF Internet đã áp dụng việc chuẩn hoá trong mạng riêng từ năm 1992. ATMF nhằm vào sự phát triển tiêu chuẩn thiết bị ATM để có thể ứng dụng cho các hệ thống công cộng cũng như chuẩn công nghiệp đã đòi hỏi cung cấp công nghệ ATM cho mạng công cộng ngay tức thì. Nó cũng mở rộng vùng phát triển để chuẩn cho sự cân đố i mối quan hệ giữa ATM-LAN và ATM-WAN. Trang 2/72 IETF giải quyết kỹ thuật chuẩn hoá trên bản đồ IP, giao thức chuẩn trong Internet. Tại thời điểm này, trong mạng ATM, ITU-T, ATMF và IETF hợp tác với nhau nhưng không gối lên nhau theo hướng của kỹ thuật chuẩn hoá. 1.1.1 Chuẩn hoá các hoạt động trong ITU-T Trong lĩnh vực ATM-WAN, CCITT đã bắt đầu nghiên cứu và phát triển mạng thông tin liên kết số đa dịch vụ băng rộng vào năm 1987 và đã chấp nhận tiêu chuẩn đối với việc truyền dẫn đồng bộ SDH giữa 155Mbps - 2,5Gbps và ATM như phương thức truyền tải để chuyển tải thông tin đa phương tiện. Năm 1990, CCITT đã xác định cấu hình giao thức ATM cơ bản và dạng tế bào, đã thiết lập sơ bộ 13 khuyến nghị và quy định các thông số lưu lượng và các thông số được sử dụng để xác định loại thông tin. Sau đó CCITT được tổ chức lại vào trong ITU-I, là tổ chức chịu trách nhiệm giải quyết vấn đề như hệ thống báo hiệu, liên kết hoạt động giữa các lưu lượng, Các tiêu chuẩn ATM quan trọng đã được ITU-T khuyến nghị được tổng kế t trên bảng 1-1: SG1 Định nghĩa phục vụ SG2 Mạng OM& M SG4 TMN SG7 Mạng số liệu SG11 Báo hiệu B- ISDN SG13 Mạng trí tuệ SG13 Mạng công cộng SG13 B-ISDN SG15 Truyền dẫn M.811 E.71x M.60 X.700 Q.141X Q.1200 1.121 I.113 G.702 M.812 E.72x M.3000 X.701 Q.2931 Q.1210 I.150 I.311 G.707 M.722 E.73x M.3010 X.710 Q.2761 Q.1202 I.211 I.356 G.708 M.732 E.73x M.3020 X.711 Q.2762 Q.1203 I.321 I.35BÂ G.709 M.821 E.74x M3100 X.720 Q.2763 Q.1204 I.327 I.35X G.781 M.822 M.320 X.721 Q.2764 Q.1205 I.361 I.580 G.782 M.3300 X.722 Q.2730 Q.1208 I.362 G.783 M.3400 X.730 Q.2610 Q.1211 I.363 G784 X.731 Q.2650 Q.1213 I.364 G.7803 X.732 Q.2660 Q.1214 I.371 G.957 X.733 Q.2100 Q.1215 I.413 G.958 X.734 Q.2110 Q.1218 I.432 H.230 Trang 3/72 X.735 Q.2130 Q.1219 I.610 H.242 X.736 Q.2140 Q.1290 G.rav X.738 Q.2120 G.sdxc 1- 4 X.740 X.745 <Bảng 1-1> Các khuyến nghị ATM thích hợp của hệ thống ITU-T 1.1.2 Chuẩn hoá các hoạt động trong ATM Tháng 10 năm 1991 các nhà đầu tư thiết bị thông tin của Mỹ bao gồm Cisco, Adaptive, Northem Telecomm, Sprint và Bellcore đã tổ chức hội nghị bàn về khả năng ứng dụng công nghệ ATM dưới môi trường LAN, đây là tiền thân của tổ chức TMF. Tổ chức này đã mở rộng lên tới 150 thành viên vào năm 1992 và hiện nay có khoảng 600 thành viên trong các lĩnh vực máy tính và thông tin. Sau khi ATMF đã được tổ chức ở Bắc Mỹ năm 1991 thì ATMF Bắc Âu đã tổ ch ức năm 1992 và mở rộng đến vùng Đông Nam á & Thái Bình Dương vào năm 1993, và ATM của Nhật Bản đã được thành lập vào tháng 12 năm 1993. Hiện tại ATMF là một liên hiệp công ty thiết lập chỉ tiêu kỹ thuật thích hợp và xác định tiêu chuẩn thiết bị trong thời gian ngắn để thực hiện hệ thống một cách tức thời cho mục đích phát triển sớm dịch vụ và hệ thống ATM. Thậm chí ATM không ph ải là tổ chức tiêu chuẩn chính thức nhưng nó có sức ảnh hưởng rất lớn. Các hoạt động khác nhau đang được thực hiện bởi các nhà đầu tư máy tính và liên kết mạng bao gồm các nhà đầu tư thiết bị thông tin và các công ty quản lý mạng được thiết lập để thiết lập các tiêu chuẩn cho LAN và WAN đa phương tiện nhằm để ứng dụng có hiệu quả đối với máy tính đa phương ti ện. Như vậy các thiết bị ATM chuẩn chắc chắn được phát triển tuân theo chỉ tiêu kỹ thuật của ATMF. Chỉ tiêu kỹ thuật của ATM dựa trên tiêu chuẩn quốc tế cho mục đích liên kết tiêu chuẩn quốc tế và được cung cấp và nó bù cho các sự thiếu hụt khác nhau của các thủ tục chuẩn hoá quốc tế bằng cách đưa ra chỉ tiêu kỹ thuật kịp thời tới các tổ chứ c chuẩn hoá quốc tế như ITU-T. ATMF được thành lập bởi các uỷ ban kỹ thuật, uỷ ban MA & E (giáo dục và nhận thức về thị trường), và uỷ ban ENR (hội nghị bàn tròn về mạng liên kết các xí nghiệp). 1.1.3 Uỷ ban kỹ thuật ATMF Uỷ ban kỹ thuật ATMF gồm có 9 nhóm được chỉ ra trên hình 1-1. Đầu tiên uỷ ban kỹ thuật được bắt đầu với 8 nhóm biên tập kỹ thuật gồm: nhóm các lớp vật lý, nhóm quản lý mạng, nhóm giao diện nút mạng riêng, nhóm quản lý lưu lượng, nhóm báo hiệu, nhóm Trang 4/72 mô phỏng LAN, nhóm B-ICI (giao diện liên kết vận chuyển băng rộng) và nhóm kiểm tra. Còn các hướng dịch vụ và nhóm ứng dụng đã được thêm vào tháng 7 năm 1993. 1) Nhóm các lớp vật lý: Nhóm các lớp vật lý đã hoàn thiện chỉ tiêu kỹ thuật của giao diện lớp vật lý như giao diện SONET 155,52Mbps, giao diện TAX 100Mbps và DS-3 từ chỉ tiêu kỹ thuật ATM UNT và thiết lập chỉ tiêu kỹ thuật của giao diện lớp vật lý cho dây cáp đồng UTP-3 tạ i hội nghị tháng 3 năm 1993. Hai tốc độ của giao diện UTP-3 là 25,6Mbps và 51,84Mbps đã được thảo luận và cuối cùng tốc độ 51,84Mbps đã được lựa chọn. Dạng báo hiệu BP RIP (đáp ứng cục bộ lớp IV nhị phân) và CAP-16 (điều chế pha biên độ không sóng mang 16) đã được đề nghị và CAP-16 đã được lựa chọn. Thêm vào đó để kết nối đường 155,52Mbps sử dụng dây cáp đồng, thì được nghiên cứu trên UTP-5 đã được thực hiện và đã được khẳng định vào tháng 7 năm 1949. Cũng vậy chỉ tiêu kỹ thuật của giao diện cho DSI ATM UNI của tốc độ 1,544Mbps và UTOPIA (giao diện PHY của việc vận hành và kiểm tra toàn thể cho ATM), là chỉ tiêu kỹ thuật của giao diện chuẩn giữa lớp ATM và lớp PHY đã được khẳng định. 2) Nhóm quản lý mạng Điều quan tâm chính của nhóm quản lý mạng là quản lý lỗi, quản lý c ấu hình, giao diện liên kết vận tải và giao diện mạng từ mạng vận tải tới mạng riêng. Nhóm này nghiên cứu luồng đô thông báo quản lý và giao thức quản lý để cung cấp cho tính khả năng liên kết hoạt động. Như vậy sau khi xác định các chỉ tiêu kỹ thuật ILMI (giao diện quản lý địa phương tạm thời) từ các chỉ tiêu kỹ thuật ATM UNI 3.0 ở giai đoạn sơ khai, thì nó kiểm tra các yêu cầ u quản lý theo quan điểm khả năng liên kết hoạt động và nghiên cứu sự hợp tác với nhóm chuẩn hoá liên quan hay tổ chức khác mà sẽ sử dụng kết quả của ATMF. Đặc biệt nhóm quản lý mạng dường như cống hiến hết cho việc ứng dụng các yêu cầu và công nghệ hiện có hơn là giới thiệu công nghệ mới trong quản lý mạng và sẽ tập trung định nghĩa luồng số liệu giữa các hệ thống quản lý mạng riêng và mạng công cộng. Kết quả nghiên cứu của nhóm này bao gồm chỉ tiêu kỹ thuật giao diện M4 giữa hệ thống quản lý mạng và mạng cũng như các chỉ tiêu kỹ thuật giao diện M3 giữa các hệ thống quản lý mạng riêng và mạng công cộng. 3) Nhóm giao diện nút mạng riêng Mục đích của nhóm này là thực hiện hệ thống ATM mà cung cấp sự tác động qua lại nhau cho giao diện giữa các hệ thống chuyển mạch riêng hoặc giữa các mạng. Chỉ tiêu kỹ thuật P-NNI đã được nghiên cứu trong nhóm này hầu như xử lý việc định tuyến và lấy địa chỉ ATM-LAN. Nó cũng xử lý sự giàn xếp với tính hoạt động của IETF. Trang 5/72 4) Nhóm quản lý lưu lượng Các hoạt động của nhóm quản lý lưu lượng đã chậm lại một ít sau khi hoàn thành chỉ tiêu kỹ thuật của ATM UNI 3.0. Sau đó nó đã xác định việc luôn trao đổi thông tin trong bộ chỉ thị lưu lượng, đăng ký lưu lượng, sử dụng phần CLP (tỷ lệ mất mát tế bào), sự dịch chuyển lưu lượng dư thừa, phương pháp EFCI (biểu thị tắ c nghẽn ở phía trước một cách rõ ràng), hệ thống thực hiện ban đầu, kinh nghiệm quản lý lưu lượng trong mạng thực tế và kỹ thuật điều khiển lối vào ở mức bùng nổ. Nhóm này coi tốc độ tế bào đỉnh, có thể chấp nhận được, và chiều dài bùng nổ cực đại giống như là các thông số để xác định kiểu lưu lượng và thiết lập 5 lớp QoSs (chấ t lượng của dịch vụ) của đường mô phỏng đường đây, truyền hình/âm thanh - gói, số liệu kết nối định hướng, loại số liệu không kiểu kết nối, chất lượng không định nghĩa của dịch vụ. Cũng vậy nhóm này đã giới thiệu thuật ngữ ABR (tốc độ bít khả dụng) và UBR (tốc độ bít không được định nghĩa). Hiện nay, nhóm này đang rất tích c ực nghiên cứu việc điều khiển và quản lý lưu lượng cho dịch vụ ABR rất khả quan. 5) Nhóm mô phỏng LAN Vào tháng 8 năm 1993 nhóm mô phỏng LAN của ATMF đã hoàn thành các chỉ tiêu kỹ thuật DXI (giao diện trao đổi số liệu) cung cấp giao diện chuẩn để kết nối các tuyến không phải ATM, cầu nối, HUB đến mạng ATM. Cũng vậy nhóm này đã chuẩn bị thành công chỉ tiêu kỹ thuật cho mô phỏng LAN, vấ n đề được quyết định vào tháng 12 năm 1994. 6) Nhóm báo hiệu Nhóm báo hiệu đã thừa nhận phần thiết yếu của ITU-T Q.2931 được yêu cầu để thực hiện nó, đã hoàn thành các chỉ tiêu kỹ thuật ATM UNI 3.0 vào năm 1993 và đã công bố rộng rãi thế hệ 3.0 vào tháng 10 năm 1994. UNI 3.1 hỗ trợ thiết lập cuộc gọi nhanh chóng, kết nối điểm-đa điểm và chức năng lấy cấ u hình tự động của địa chỉ ATM. Các vấn đề quan tâm chính của nhóm báo hiệu là kết nối đa điểm-đa điểm, phương pháp và thủ tục nhân bản, cách thức xử lý chế độ điểm-đa điểm được thêm vào kế nối hiện có, tái sắp xếp lớp dịch vụ và băng tần, kết nối và huỷ bỏ thêm tới/từ cuộc gọ i hiện có, ảnh hưởng lẫn nhau giữa lặp khung (Q.933) và hỗ trợ NNI riêng. 7) Nhóm B-ICI Nhóm này đã nghiên cứu mô hình giao diện vận tải để hỗ trợ các dịch vụ khác như là mô phỏng đường, dịch vụ lặp khung và SMDS cũng như đã các chỉ tiêu kỹ thuật B-ICI 1.0 đã hoàn thành vào tháng 8 năm 1993. Thêm vào đó các chỉ tiêu kỹ thuật thế hệ 1.1 đã được phát hành thêm vào tháng 10 năm 1994. Các nội dung bao gồm chỉ tiêu kỹ thuật giao diệ n B-ICI chung thông qua tổng đài ATM và 3 loại chỉ tiêu kỹ thuật ảnh hưởng lẫn nhau của dịch vụ (SMDS-ATM IWF, CES-ATM IWF và FR-ATM IWF) phù hợp với các kiểu dịch vụ. Trong tương lai nhóm Trang 6/72 này sẽ nghiên cứu chỉ tiêu kỹ thuật dịch vụ mô phỏng đường dây cho dịch vụ lặp khung sử dụng kênh ảo cố định, dịch vụ kênh ảo cố định và dịch vụ lặp tế bào. Thêm vào đó, nó đang khai thác hỗ trợ kênh ảo kiểu chuyển mạch giữa các B-ICI, kỹ thuật ghi cước, thủ tục vận hành, thêm lớp vật lý o như E3 và SDH, hỗ trợ dịch vụ mớ i như CBDS. 8) Nhóm kiểm tra Nhóm kiểm tra xử lý môi trường để kiểm tra hệ thống ATM, điều đó có nghĩa là truy nhập phương pháp kiểm tra bằng cách chuẩn đoán, kiểm tra tính tương hỗ qua lại lẫn nhau, kiểm tra tính phù hợp và cách thức tổ chức phòng thí nghiệm ảnh hưởng qua lại lẫn nhau. Nhóm kiểm tra vận hành không theo qui tắc, bởi vì nó hỗ trợ từng hội nghị nhóm chính thức. 9) Nhóm ứng dụ ng và các hướng dịch vụ Nhóm ứng dụng và dịch vụ xử lý các vấn đề hỗ trợ sự giao tiếp với lớp AAL trong API (giao diện lập trình ứng dụng) tạo thành cho các dịch vụ đang tồn tại hoặc ứng dụng mới. Cụ thể là, nó thực hiện nghiên cứu trên sơ đồ để phù hợp với LAN hoặc WAN phía trên lớp AAL cũng như trên sơ đồ hỗ trợ mô phỏng LAN, dịch vụ Internet, hội nghị đa phương tiện và các dịch vụ truyền hình phân tán. Nó thừa nhận sự cần thiết hợp tác EUFG (nhóm tập trung vào khách hàng đầu cuối) cho thông tin thị trường ATM và đã thừa nhận tổ chức A/MV (các nhà đầu tư ứng dụng/thiết bị cỡ trung). Thêm vào đó, nó đã ưu tiên sự phân tích các chướng ngại mà nhà phát triển phần mềm đang phát triển thiết bị cỡ trung và ứng dụng ATM phải đương đầu. Các phần mềm ứng dụng khách hàng đầu cuối đang được quan tâm bao gồm CAD, in ấn văn phòng, hình ảnh y học, cơ sở dữ liệu đa phương tiện, hệ thống đa phương tiện/y học, soạn thảo sản phẩm bưu chính, truyền hình/hội nghị từ xa. Các phần mềm thiết bị cỡ trung khả dụng chuyển giao tài liệ u S/W, băng rộng/ATM S/W và thông tin đa phương tiện S/W. 1.1.4 Uỷ ban ATMF MA&E Uỷ ban MA&E của ATMF đã được thành lập vào tháng 10 năm 1992 nhằm mục đích công bố mục tiêu của ATMF và công nghệ ATM cho các ngành công nghiệp và các khách hàng đầu cuối. Hiện nay MA&E bao gồm nhóm tập trung vào khách hàng đầu cuối, nhóm đào tạo và nhóm phát hành công cộng và giao tiếp thị trường như được chỉ ra trên hình 1-1. Uỷ ban MA&E là một trong những uỷ ban quan trọng nhất của ATMF, giám sát các cuộc họp thường lệ và chỉ những thành viên chính thức được phép tham dự các cuộc họ p. Nhóm tập trung vào khách hàng đầu cuối được thành lập để phân tích các mối quan tâm và các yêu cầu chính trong lĩnh vực công nghiệp và điều tra sự phản ứng của khách hàng đầu cuối giao tiếp thông tin. Trang 7/72 Kết quả của các hoạt động chính bao gồm tổ chức của ENR (Hội nghị bàn tròn các doanh nghiệp), nó là một tổ chức cho khách hàng đầu cuối liên quan đến các hoạt động của ATMF. 1) Nhóm tập trung khách hàng đầu cuối Hoạt động chính của nhóm này bao gồm các nghiên cứu xu hướng thị trường được thực hiện để nắm bắt được các yêu cầu khách hàng đầu cuối, và các kết quả nghiên cứu được phân phối t ới các tổ chức quan trọng bên ngoài và toàn bộ các thành viên của ATM Forum. 2) Nhóm đào tạo Nhóm đào tạo đã được thành lập để cải tiến các hoạt động của ATMF và công nghệ ATM. Bằng việc giám sát các cuộc hội thảo và các cuộc họp, các nguyên tắc của công nghệ ATM được giải thích và công bố lĩnh vực tiềm tàng của nó. 3) Nhóm phát hành công cộng và giao tiếp thị trường Nhóm này đóng vai trò là người phát ngôn của ATMF về lĩnh v ực công nghiệp. Nó có nhiệm vụ giới thiệu các hoạt động ATMF và tiếp xúc gần gũi với các thông tin mới nhất, các tạp chí hàng đầu và các tổ chức tư vấn. 1.1.5 Uỷ ban ATMF ENR ATMF đã chấp nhận lời đề nghị của nhóm khách hàng ATM tại hội nghị vào tháng giêng năm 1993 và đã xác định thành lập ENR để quan tâm đến các yêu cầu của các khách hàng. Nhiệm vụ chính của ENR là sớm phát triển việc đưa hệ thống ATM đầy tiềm năng vào thương trường và gia tăng giới thiệu dịch vụ dựa trên ATM. Do vậy các thành viên của ENR bao gồm các khách hàng giao tiếp thông tin, các nghiên cứu viên trong trường đại học và các nhà máy tính công nghiệp, ngườ i làm ảnh hưởng đến, mua bán hay sử dụng hệ thống hoặc các dịch vụ ATM. Mục tiêu cuối cùng của ENR là thiết lập cơ sở hạ tầng giao tiếp thông tin đa phương tiện trên toàn thế giới được sử dụng để cung cấp các dịch vụ cho mọi người. Bốn mục tiêu chính của ENR là sự tuyển bổ sung các thành viên mới, thẩm tra và loại bỏ các chướng ngại ẩn sau sự phát tri ển của ATM, thẩm tra và thiết lập tiêu chuẩn công nghệ ATM mấu chốt và sự đồng nhất nền công nghiệp kết hợp thông qua các yêu cầu chức năng và sự phân tích tóm tắt. Uỷ ban ENR bao gồm nhóm yêu cầu, nhóm đào tạo và các nhóm thành viên. 1.1.6 Các hoạt động tiêu chuẩn hoá trong IETF IETF là tổ chức xử lý tiêu chuẩn giao diện của Internet là mạng máy tính TCP/IP. Nhiều nghiên cứu được thực hiện trên mạng ATM, IETF đã tổ chức các phân nhóm được gọi là IOA (IP trên ATM) để thiết lập tiêu chuẩn cho sự thực hiện giao tiếp IP thông qua mạng ATM. Mục tiêu chính được xử lý bởi IOA bao gồm kết bao các loại khác nhau của các gói giao thức để ứng dụng ATM cho lớp MAC như thế nào và gói cơ sở có độ rộng như thế nào để truyền gói IP tới mạng ATM. Thêm vào đó, phương pháp định Trang 8/72 địa chỉ của việc thực hiện nhiều phân mạng IP trong một mạng ATM nằm trong mục đích đó. Các chỉ tiêu kỹ thuật đã được phê chuẩn bởi IETF đã được công bố trong hệ thống tài liệu RFC, IETF, RFC 1577 đã được phê chuẩn vào những tháng đầu năm 1994 định nghĩa mô hình tham khảo cho giao tiếp IP sử dụng kênh ảo ATM và ATMARP/In ATMARP cho việc chuyển đổi lẫn nhau của địa chỉ IP và địa chỉ ATM. Thêm vào đó, kích thước MTU cơ sở (Đơn vị truyền dẫn cực đại) của gói IP sử dụng trong ATM AAL5 đã được chỉ rõ trong RFC 1626. RFC 1483 đưa ra hai phương pháp của sự truyền gói cầu nối/định tuyến phát sinh trên giao diện liên kết LAN sử dụng mạng ATM; hệ thống kết bao LLC truyền các gói bằng cách kết bao nó vào trong khung LLC và ghép vào một kênh ảo và hệ thống ghép kênh dựa trên VC mà truyền gói sử dụng một vài kênh ảo khác nhau bằng các lo ại giao thức mức cao đã được tải vào trong gói 1.2 Cấu trúc phân bậc của giao thức ATM 1.2.1 B-ISDN và phương thức truyền thông ATM Mạng số hoá đa dịch vụ băng rộng B-ISDN được phát triển bằng cách mở rộng khả năng của mạng ISDN đang tồn tại với mục đích trang bị thêm các loại tín hiệu băng rộng và nhờ ảnh hưởng của tiêu chuẩn truyền dẫn quang đồng bộ Phương pháp truyền thông ISDN được đưa vào ứng dụng trong mạng B-ISDN Mục đích chính của mạng BISDN là kết h ợp tín hiệu liên tục thời gian thực và nhóm các tín hiệu dữ liệu nhờ cách phân bố băng rộng từ nhóm các dịch vụ băng hẹp như giám sát từ xa các thiết bị truyền số liệu điện thoại, FAX đến các dịch vụ băng rộng bao gồm điện thoại thấy hình, hội nghị truyền hình, truyền ảnh với độ chính xác cao, truyền số liệu tốc độ cao và truy ền hình ảnh. Như vậy, cần có hệ thống xử lý hiệu suất để điều khiển các dịch vụ khác nhau nói chung và ATM được coi là giải pháp cho mục đích này. Khái niệm BISDN được đưa ra với nhu cầu ngày một tăng đối với các dịch vụ băng rộng bao gồm cả dịch vụ truyền ảnh. Để sắp xếp tất cả các dịch vụ băng rộng cần phải có khả năng kết hợp các dịch vụ như dịch vụ điện thoại thấy hình và các dịch vụ phân bố như truyền hình cáp. Ngoài ra còn cần đến các chế độ dịch vụ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Mặt khác cũng cần đến các hệ thống truyền thông có khả năng cung cấp các dịch vụ băng rộng từ tốc độ truyền dẫn c ực thấp vài kb/s như dịch vụ giám sát từ xa đến các tốc độ truyền dẫn vài trăm Mbit/s như tín hiệu hình ảnh. Giải pháp ở đây là nhờ bộ ghép kênh thống nhất bên ngoài các tín hiệu khác nhau với dạng tín hiệu như nhau và xếp lại với nhau theo thứ tự nối tiếp. Việc thống nhất bên ngoài tạo nên các tế bào và phương pháp ghép các tế bào ATM gọi là ATDM (Asynchronous Time Division Multiplexing - Ghép kênh theo thời gian không đồng bộ) và hệ thống truyề n thông dựa trên cơ sở các tế bào ATM được gọi là phương pháp thông tin ATM. Trang 9/72 Phương pháp thông tin ATM có thể được coi như việc kết hợp giữa phương pháp chuyển mạch kênh hiện thời và hệ thống thông tin chuyển mạch gói. Trong khi hệ thống thông tin ATM rất gần với hệ thống chuyển mạch gói - trên quan điểm là nó sử dụng các tế bào ATM như phương pháp truyền tin cơ bản - nó cũng có một điểm khác với thông tin chuyển mạch gói ở chỗ thông tin ATM có thể truyền tin thời gian th ực và các tín hiệu có tốc độ truyền dẫn không đổi. Hơn thế nữa, hệ thống chuyển mạch gói được ứng dụng chủ yếu cho mạng LAN trong đó ATM gặp phải một số khó khăn trong việc chỉ định địa chỉ, điều khiển giao diện và địa chỉ, chuyển mạch, truyền dẫn, bởi vì nó được áp dụng cho mạng công cộng lớn. So với h ệ thống thông tin chế độ chuyển mạch kênh, điểm khác biệt cơ bản giữa hệ thống thông tin chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói là chế độ chuyển mạch kênh chỉ rõ từng kênh cho từng dịch vụ và truyền luồng tín hiệu dưới dạng chuỗi bít thông qua kênh, trong khi đó hệ thống thông tin ATM chia tín hiệu thành phần nhỏ và truyền tín hiệu bằng các tế bào ATM nhờ các kênh ảo. Vì vậy có thể nảy sinh nhi ều vấn đề như thiết lập kênh, xử lý tín hiệu, truyền dẫn và chuyển mạch. Từ khi BISDN hoặc ATM là các phương pháp cập nhật thông tin được đưa ra từ cuối những năm 1980, các chi tiết liên quan đến chúng vẫn đang trong giai đoạn phát triển, và BISDN - ATM thường được sử dụng mà không có phân biệt nào vì ATM là một phương pháp thông tin mới được áp dụng cho mạng BISDN. 1.2.2 Phương pháp phân kênh theo thời gian không đồng bộ. TDM (Ghép kênh theo thời gian) được sử dụng rộng rãi để ghép các tín hiệu đồng bộ tương tự nhau có thể được coi là ghép kênh đồng bộ vì đồng hồ của hệ thống. Tín hiệu dịch vụ tốc độ thấp được ghi bên trong xuất hiện tại các vị trí cố định trong khung tín hiệu như trên hình 1-2 trong khi tín hiệu ghép kênh được tạo nên trên cơ sở các khung ghép kênh được lặp lại trên cơ sở đồng hồ hệ th ống. Như vậy theo thời gian tín hiệu dịch vụ tốc độ thấp luôn luôn tồn tại tại điểm đồng bộ với đồng hồ hệ thống. ATDM trước hết lưu tín hiệu dịch vụ đầu vào tại các bộ đệm và đọc ra lần lượt, tuân theo luật ưu tiên của hệ thống ghép kênh để chèn vào các khe thời gian ghép kênh. Một trong các luật ưu tiên đơn giản nhất là FIFO (vào trướ c ra trước). Trong trường hợp đó tín hiệu dịch vụ đầu vào trở thành các tế bào ATM khi sử dụng hệ thống truyền dẫn ATM. Trên hình 1-2 (b) là một ví dụ, vì tín hiệu ATDM không xuất hiện tại các vị trí cố định, nên nó làm việc theo kiểu "không đồng bộ" không giống như trường hợp TDM. Hình 1-2 So sánh giữa TDM và ATDM Hiệu suất sử dụng kênh của phương pháp ATDM cao hơn so với TDM. Vì trong khi TDM không truyền thông tin khác, thậm chí ở trạng thái rỗi - khi không có thông tin h ợp lệ vì TDM chỉ định kênh cố định không phụ thuộc vào từng tín hiệu đầu vào - ATDM có thể truyền các thông tin khác trong các trạng thái rỗi vì không có sự chỉ định kênh cố định, bằng cách đó mà hiệu suất sử dụng kênh được tăng lên. Trang 10/72 Hình 1-3 Chỉ ra mối quan hệ này. Trên hình này, trục tung là dung lượng kênh còn trục hoành là chỉ thời gian. Các đường kẻ sọc chỉ các thông tin cần truyền tương ứng với một tế bào ATM. Trong trường hợp TDM các chu kỳ rỗi của mỗi kênh bị tách riêng vì tín hiệu ghép kênh chỉ là sự kết hợp các kênh độc lập. Trong khi đó đối với trường hợp ATDM hiệu suất sử dụng kênh được tăng lên do tín hiệu ghép kênh chỉ sử dụng m ột kênh và các chu kỳ rỗi có thể sử dụng để cung cấp các dịch vụ mới. Hình 1-3 So sánh quan hệ của việc sử dụng kênh ATM là một loại hệ thống truyền dẫn thông tin dạng gói đặc biệt sử dụng kiểu ghép kênh không đồng bộ. BISDN truyền các thông tin dịch vụ trên cơ sở một dòng liên tục các gói có kích thước khác nhau được gọi là tế bào ATM. Như vậy, các thông tin dịch vụ trước hết được chia ra thành các kích cỡ đặc biệt rồi ghép thành các tế bào ATM. Sau đó tín hiệu bên trong BISDN được tạo nên nhờ kỹ thuật ATDM để ghép các tế bào lại với nhau. Trong trường hợp này, ATDM chính là kiểu ghép kênh thống kê thực hiện việc ghép các tế bào ATM với một số kênh theo kiểu ghép kênh theo thời gian. Khi sử dụng kỹ thuật ATM, dung lượng kênh dịch vụ được tính trên cơ sở số các tế bào ATM. Tương ứng với nó, dung lượng thông tin được truyền đ i được thể hiện bởi số các tế bào và độ tập trung thông tin được tính trên cơ sở mức độ phân bố các tế bào ATM. Trong khi đó dung lượng truyền dẫn được chỉ định bởi việc thiết lập cuộc gọi theo yêu cầu của khách hàng, và dung lượng truyền dẫn có khả năng thay đổi mềm dẻo được tạo nên cho tất cả các loại dịch vụ bao gồm cả loại d ịch vụ phi kết nối. ATM cũng chấp nhận loại dịch vụ kết nối trong đó kênh ảo được tạo nên để truyền các thông tin dịch vụ. ID để kết nối được chỉ định khi thiết lập kênh và ID được giải phóng khi kết nối kết thúc. Trình tự ATM của các tế bào ATM của kênh ảo nhất định được tạo nên bởi chức năng của lớp ATM và thông tin báo hiệu cho việc thi ết lập kết nối, và được truyền đi theo các tế bào ATM khác nhau. Như vậy, nhờ có công nghệ ATM ta có thể kết hợp các dịch vụ BISDN khác nhau. Đó là các dịch vụ băng rộng và băng hẹp khác nhau cùng tồn tại trong mạng viễn thông trong cùng một kích cỡ tế bào ATM. Các dịch vụ có tốc độ bit không đổi tạo nên các tế bào ATM được phân bố đồng nhất và các dịch vụ có tốc độ bit thay đổi được phân bố rộng hơn nhưng vẫn tạo nên cùng một loại tế bào ATM. Ngoài ra dịch vụ thời gian thực được tạo nên nhờ cách loại bỏ hiện tượng trễ nhờ kênh ảo. Hệ thống ATM quy định mô hình tham chiếu giao thức phân bậc cho việc truyền dẫn các thông tin đối xứng và các thông tin truyền dẫn linh hoạt. Các lớp thông tin được quy định là lớp vật lý, lớp ATM, lớp thích ứng ATM (AAL) và lớp bậc cao. Lớp AAL thự c hiện việc ghép các tín hiệu dịch vụ vào phần tải tin. Lớp ATM thực hiện chức năng liên quan đến tín hiệu ghép đầu của tế bào ATM để truyền tải một cách thông suốt còn lớp vật lý chuyển các tế bào ATM thành các dòng bít tín hiệu. [...]... thuật ATMF UNI là các quy tắc cho 3 kiểu giao diện như được chỉ ra ở hình vẽ 2-1 (i) Giao diện giữa các khách hàng ATM và các hệ thống mạng ATM riêng hoạt động như các thiết bị của mạng riêng của thuê bao (ii) Giao diện giữa các hệ thống mạng ATM riêng và các hệ thống mạng ATM công cộng (iii) Giao diện trực tiếp giữa các khách hàng ATM và các hệ thống mạng ATM công cộng Hình 2-1 Ba kiểu của giao diện ATMF... giao diện ATMF UNI: Trong ATMF, định nghĩa UNI được phân thành UNI công cộng và UNI riêng và điều này khác đôi chút so với định nghĩa được sử dụng trong ITU-T UNI công cộng là các quy tắc được áp dụng khi khách hàng được kết nối trực tiếp tới tổng đài ATM của mạng ATM công cộng, và UNI riêng là các chỉ tiêu kỹ thuật được sử dụng khi khách hàng được kết nối với tổng đài ATM riêng hay tổng đài ATM LAN... đầu tiên của tín hiệu ghép cuối) 2 CÔNG NGHỆ GIAO DIỆN THUÊ BAO - MẠNG ATM 2.1 Tiêu chuẩn giao diện thuê bao - mạng Tiêu chuẩn UNI (giao diện khách hàng - mạng) xác định các nguyên tắc cần phải tuân theo khi các khách hàng ATM muốn kết nối với mạng ở đây, các khách hàng ATM có nghĩa là một hệ thống tuỳ chọn sử dụng mạng ATM như các tuyến ATM hay các tổng đài riêng ATM Trong phạm vi tiêu chuẩn của ITU-T,... phát hiện và sửa lỗi của tế bào cũng như xác định tín hiệu ghép đầu Tế bào ATM có thể được phân loại theo lớp cấu thành và chức năng như chỉ ra trên hình 1-3 Trước hết tế bào ATM được chia ra thành tế bào lớp ATM và tế bào lớp vật lý Tế bào lớp ATM được tạo ra trong lớp ATM và tế bào lớp vật lý được tạo trong lớp vật lý Tế bào lớp ATM được phân chia thành tế bào được chỉ định và tế bào không được chỉ định... Quản lý lỗi của lớp ATM Tuỳ chọn Được cung cấp Hỗ trợ ILMI Được cung cấp Được cung cấp Bảng 2-1 So sánh các đặc tính của dịch vụ vận chuyển ATM của ATMF UNI Các chỉ tiêu kỹ thuật của ATMF UNI thế hệ 3.0 đã được phát hành vào 7-1993 và thế hệ 3.1 được đưa ra vào 9-1994 Các chỉ tiêu kỹ thuật của ATMF UNI chọn lọc các quy tắc tiêu chuẩn liên quan đến các giao thức lớp 1 (PHY) và lớp 2 (ATM) để đảm bảo cho... khác nhau trong hai loại ATMF UNI là phần vật lý mà mỗi UNI hỗ trợ Thêm vào đó, sự khác nhau của các đặc tính chức năng hiện có là phù hợp với dịch vụ vận chuyển ATM hỗ trợ cho các kiểu mà từng UNI yêu cầu Hai chỉ tiêu kỹ thuật được chỉ ra trong bảng 2-1 được so sánh phù hợp với tình trạng dự phòng của các dịch vụ vận tải ATM Các đặc tính của dịch vụ ATM Trang 26/72 UNI riêng UNI công cộng Đường dẫn ảo... bào chỉ định và không chỉ định 1) Kết nối lớp ATM Sự kết nối riêng biệt cho lớp ATM đối với luồng bậc cao được gọi là kết nối ATM Nó thực hiện việc kết nối với thiết bị đầu cuối nhờ kết nối chuỗi các phần tử kết nối Kết nối ATM bao gồm 2 loại kết nối, kênh ảo CE và luồng ảo VP VC cung cấp kết nối logic một hướng giữa các đầu cuối thực hiện việc chuyển tế bào ATM và VP cung cấp kết nối logic của kênh ảo... và điều khiển tắc nghẽn của mạng ATM Các chỉ tiêu kỹ thuật chỉ định nghĩa một cách có giới hạn việc điều khiển lưu lượng và điều khiển tắc nghẽn bằng việc quan tâm đến các mạng ATM thực tế trong giai đoạn ban đầu về mặt công nghệ và do vậy, phù hợp với các quy tắc quản lý lưu lượng I.371 của ITU-T Tuy nhiên, việc sửa đổi từng phần và xoá các phần là được loại trừ Trong ATMF, 5 kiểu của các thông số lỗi... UNI như được chỉ ra trên bảng 1-5 1.2.7 Lớp thích ứng ATM Lớp thích ứng ATM được phân thành phân lớp kết hợp CS và phân lớp chia và kết hợp SAR CS tạo ra các thông tin dịch vụ khách hàng bậc cao trong khối dữ liệu giao thức PDU và ngược lại Phân lớp SAR chia PDU để tạo ra vùng thông tin khách hàng của tế bào ATM và ngược lại Chức năng lớp thích ứng ATM phụ thuộc vào loại dịch vụ mức cao 1) Phân loại... các loại tế bào khác mà sẽ bị loại bỏ trong lớp vật lý Lớp Tế bào Liên quan đến lớp bậc cao Dịch vụ sẵn có trong lớp ATM Tế bào rỗi Lấp chỗ trống Tế bào ATM lớp vật lý Lớp vật lý Tế bào được chỉ định Tế bào không được chỉ định Lớp ATM Các chức năng Tế bào OAM Bảng 1-3 Phân loại tế bào ATM 1.2.4 Mẫu tham chiếu giao thức Mẫu tham chiếu giao thức PRM của mạng BISDN bao gồm mặt bằng quản lý, mặt bằng kiểm . Lab của nước Mỹ. ATM là sự kết hợp củ a công nghệ truyền dẫn và công nghệ chuyển mạch qua mạng giao tiếp chuẩn, dựa vào công nghệ ATM để phân chia và. để có thể ứng dụng cho các hệ thống công cộng cũng như chuẩn công nghiệp đã đòi hỏi cung cấp công nghệ ATM cho mạng công cộng ngay tức thì. Nó cũng mở