mạng viễn thông và công nghệ atm

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 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 2 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 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 4.3.3.1. Đặc điểm 92 4 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………………………………………… 5 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 thức dùng để truyền thông tin giữa những người sử dụng khi thực hiện các dịch vụ tương 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 cấu thành 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 có nhiệm vụ chuyển đổi thông tin sang tín hiệu điện ( ở bên phát) và chuyển tín hiệu điện thành thông tin ban đầu ( ở bên nhận). Đồng thời thực hiện trao đổi các tín hiệu điều khiển giữa người sử dụng và mạng viễn thông . • Thiết bị chuyển mạch Chức năng chính là thiết lập đường truyền dẫn giữa các thiết bị đầu cuối cho một mạng viễn thông. Chuyển mạch có thể được phân ra là chuyển mạch nội hạt và chuyển mạch chuyển tiếp: _ Chuyển mạch nội hạt là chuyển mạch cung cấp trực tiếp tuyến truyền dẫn tới thuê bao. _ Chuyển mạch chuyển tiếp là chuyển mạch cung cấp truyền tuyến dẫn giữa các chuyển mạch nội hạt. • Thiết bị truyền dẫn 6 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 cấu thành 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 cấu thành 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, chất lượng và công tác quản lý mạng. Có rất nhiều cách tổ chức mạng lưới nh mạng 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 đó như dịch vụ của thuê bao đó là kiểu dịch vụ gì , truyền dẫn ra sao , vị trí ở đâu * Kỹ thuật tính cước: xác định phương pháp tính cước cho các thuê bao đối với các kiểu dịch vụ viễn thông khác nhau. Trên cơ sở các khái niệm về mạng viễn thông, trải qua các giai đoạn phát triển, có thể thấy một số đặc điểm nổi bật của mạng viễn thông hiện nay. 7 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 với mỗi kiểu thông tin mà người sử dụng cần trao đổi thì lại có một loại dịch vụ tương 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 rất nhiều 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 về hình 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 mạch PSTN(Public Switch Telephone Network) là tổng đài điện tử số có chứa các chương trình làm việc lập trình sẵn.Tín hiệu truyền dẫn trong mạng là các tín hiệu 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 chuyển mạch 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 đang rất 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 sử dụng cho các mục đích khác. Nếu người sử dụng muốn sử dụng một trong các loại hình dịch vụ trên thì họ phải đăng kí với nhà cung cấp dịch vụ đó. Nếu 8 muốn sử dụng một lúc nhiều loại hình thì phải trang bị nhiều loại thiết bị đầu cuối, thiết bị chuyển mạch, thiết bị truyền dẫn. Bên cạnh đó, mỗi mạng lại yêu cầu 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 nghệ mới. • Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành, chia sẻ tài nguyên cho các mạng 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 các yêu cầu của người sử dụng ngày càng cao. Điều này làm cho hệ thống viễn thông cũ không còn đáp ứng được, cần có một mạng thích hợp nhằm đáp ứng các nhu cầu trên của người sử dụng và từ những lý do đó đã tạo điều kiện cho việc ra đời một hệ thống viễn thông mới với nhiều tiện Ých hơn, phục vụ được nhiều hơn các yêu cầu của người sử dụng cũng như để tương xứng với sự phát triển 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 kết các dịch vụ viễn thông bình thường như thoại, số liệu, truyền hình thông qua các phương tiện truyền dẫn thông tin số như cáp quang, vi ba và vệ tinh. ISDN cung cấp đường nối tín hiệu số theo kiểu điểm nối điểm giữa hai thiết bị đầu cuối. Nó có khả năng tải tất cả các kiểu thông tin nh thoại, số liệu, đồ hoạ, văn bản và hình ảnh trên cùng một đường dẫn số đó. 9 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 mạch kênh và chuyển mạch gói để tạo thành một mạng tổng thể đáp ứng hầu hết các loại hình dịch vụ của người sử dụng. Người ta đưa ra sơ đồ cấu trúc của ISDN là: 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 dụng phương thức chuyển mạch kênh. Các bộ phận chuyển mạch gói để phục vụ cho các dịch vụ sử dụng phương thức chuyển mạch gói. Các phương tiện truyền thông khác: Gateway ISDN: cổng ISDN để tăng cường đăng ký khi cần truy nhập vào mạng. Giao diện ISDN: là giao diện duy nhất giữa người dùng và mạng. 10 User Gate - way ISDN C¸c tÝn hiÖu OA & M ChuyÓn m¹ch kªnh ChuyÓn m¹ch gãi C¸c dÞch vô kh¸c Gate - way ISDN User Giao diÖn ISDN [...]... hn Vỡ vy chc nng c bn ca phn tiờu trong t bo ATM l nhn dng cỏc cuc ni o Da vo cu trỳc phõn cp ATM theo s : Mạng công cộng Mạng công cộng NNI (Giao diện giữa các nút mạng) Mạng riêng Mạng riêng UNI (Giao diện mạng - khách hàng) Các trạm kết cuối sử dụng Các trạm kết cuối sử dụng Các trạm kết cuối sử dụng Các trạm kết cuối sử dụng Hỡnh 2.3 Cu trỳc phõn cp ATM 24 Tng ng vi hai cp giao din trờn, ngi ta... ra tr ny Trễ của mạng Giá trị trễ tăng Giá trị trễ giảm Hỡnh 2.1 Mụ t s bin i tr ca t bo 2.1.3 Cu trỳc t bo ATM Cu trúc mt t bo ATM 23 8 7 6 5 Byte 1 2 3 4 3 2 1 Phần tiêu đề Header Section 4 5 6 Phần mang thông tin dịch vụ Information Section 52 53 Hỡnh 2.2 Cu trỳc mt t bo ATM c im ca ATM l hng liờn kt nờn khỏc vi chuyn mch gúi l a ch ngun, ớch v s th t cỏc gúi tin l khụng cn thit ATM cng khụng cung... hai im k nhau Lớp ATM Lớp ATM bao gm hai mc: * Mc kờnh o: l mc cú chc nng truyn n hng cỏc t bo ATM tng ng vi mt giỏ tr nhn dng chung duy nht VCI * Mc ng o: l mc cú chc nng truyn n hng cỏc t bo ATM thuc v nhiu kờnh o khỏc nhau nhng li cú chung mt giỏ tr nhn dng ng o VPI Chng II CễNG NGH ATM 2.1 GII THIU CHUNG V ATM Theo ITU T, thỡ B- ISDN hot ng da trờn c s kiu truyn khụng ng b ATM (Asynchronous Tranfer... m, sau ú chỳng c chia nh thnh cỏc t bo v truyn ti qua mng ATM cú hai c im quan trng l: Th nht: ATM s dng cỏc gúi cú kớch thc nh v c nh gi l t bo ATM (ATM cell), cỏc t bo nh cựng vi tc truyn ln s lm cho tr truyn v bin ng tr gim nh i vi cỏc dch v thi gian thc.ngoi ra kớch thc nh cng s to iu kin cho vic hp kờnh tc cao c d dng hn Th hai: ATM cũn cú mt c im rt quan trng l nhúm mt vi kờnh o thnh mt... nỳt mng NNI Bit 8 7 6 5 4 3 2 GFC VCI 7 6 HEC Phần mang thông tin của ngời sử dụng 48 byte 5 53 Byte 3 2 1 Octet 1 2 VCI 3 VCI 4 CLP 4 VPI 3 PT 5 VPI 2 VCI VCI Bit 8 1 VPI VPI 1 VCI 4 PT CLP HEC Phần mang thông tin của ngời sử dụng 48 byte 5 53 Byte * Cấu trúc tế bào ATM tại UNI Cấu trỳc tiờu * Cấu trúc tế bào ATM tại NNI Hỡnh 2.4 t bo ATM í ngha cỏc trng trong phn tiờu _ GFC ( General Flow... ra theo yờu cu c th m khụng theo chu k ATM ó kt hp tt c nhng li th ca k thut chuyn mch trc õy vo mt k thut truyn thụng duy nht S dng cỏc gúi c nh gi l cỏc t bo, nú cú th truyn ti mt hn hp cỏc dch v bao gm thoi, hỡnh nh, s liu, cú th cung cp cỏc bng thụng theo yờu cu ATM cú th loi tr c cỏc nỳt c chai thng xy ra cỏc mng LAN v WAN hin nay 2.1.2 Cỏc c im ca ATM ATM truyn ti theo phng thc khụng ng b, tc... bo Trong ATM th t cỏc t bo bờn phỏt v bờn thu phi ging nhau (m bo nht quỏn v th t) Nhng c im ny giỳp cho mng ATM cú s mn do v linh hot vỡ nú cú th to ra s tng thớch v mt tc truyn ca cỏc t bo (tc ca thụng tin) v tc ca thụng tin c to ra (tc thay i ngun tớn hiu) ATM cú th iu khin tt c cỏc kiu lu lng: Voice, Audio, Video, Text, Data , c ghộp kờnh v chuyn mch trong mt mng chung Trong mng ATM rng bng... cho mi mụi trng LAN, GAN, PSTN õy l nguyờn nhõn ni bt lm cho ATM c la chon lm cụng ngh chuyn mch v truyn dn chung cho cỏc dch v trong mng B-ISDN Cỏc tớnh nng u vit ca ATM v mụi trng ATM l: Ghộp kờnh khụng ng b (ATDM) v thng kờ cho mi kiu lu lng Gỏn rng kờnh rt linh hot v mm do Gim cỏc mng riờng Chp nhn mng hin cú nh kt ni chỳng vi mng ATM mi Tc truy cp cao (155 Mbt/s 16 Gbt/s) Tit kim giỏ thnh... ca chuyn mch gúi ATM ngi ta to ra cỏc gúi tin gi l t bo ATM, nú c chun hoỏ khớch thc v nh dng cho phự hp nht, d qun lý nht, hiu qu nht v tiờu n gin nht Tht vy ụi khi cỏch tt nht qun lý lng thụng tin ln l chia thnh cỏc gúi tin nh nh vy d qun lý hn ATM khụng quan tõm thụng tin l cỏi gỡ v nú t õu n n gin l ATM ct bn tin cn phỏt thnh cỏc t bo ATM cú kớch thc nh v bng nhau, gỏn tiờu cho cỏc t bo sao... tớn hiu Vic ny c thc hin bng thụng tin mo u ca t bo Tr ờng thông tin Mào đầu Hỡnh 2.6 Cu trỳc nguyờn lý dng t bo Vi trng thụng tin thỡ c truyn ti thụng sut qua mng ATM v khụng b x lý trong quỏ trỡnh vn chuyn (khụng cú iu khin li nh trong chuyn mch gúi) Túm li: ATM l ch truyn ti cỏc gúi tin khụng ng, nú khỏc ch chuyn mch gúi nhng núi chung ATM cú c trng ca chuyn mch gúi ng thi cng cú cỏc c tớnh tr . 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. 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 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