Chuyển mạch ATM và ứng dụng

Thuật ngữ viết tắt …………………………………………………………….3 Danh mục hình vẽ …………………………………………………………….4 LỜI NÓI ĐẦU ………………………………………………………………..5 1.Giới thiệu chung về ATM ………………………………………………….6 2. KIẾN TRÚC CHUNG CỦA HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH BĂNG RỘNG ATM......................................................................................................7 2.1.Mô đun điều khiển đầu vào (IM).............................................................8 2.2. Mô đun điều khiển đầu ra (OM).............................................................9 2.3. Khối điều khiển chấp nhận kết nối (CAC) ............................................9 2.4. Khối quản lý hệ thống (SM) ..................................................................9 2.5. Khối chuyển mạch tế bào (CSF) ...........................................................9 3. NGUYÊN TẮC CHUYỂN MẠCH VÀ ĐỊNH TUYẾN ...........................10 3.1. Quá trình chuyển mạch và xử lý gọi qua các hệ thống chuyển mạch ATM............................................................................................................10 3.2. Nguyên tắc định tuyến trong chuyển mạch ATM ...............................12 4. HOẠT ĐỘNG CHUYỂN MẠCH ATM ....................................................14 5. CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH BĂNG RỘNG ATM ...............................................................................................................15 6.Giao Tiếp ATM............................................................................................16 7. Liên Kết Dùng Mạng ATM: .......................................................................17 8. Kết Nối Các Mạng LAN Cũ Vào ATM......................................................18 9. Cách Thay Đổi Trên ATM..........................................................................20 10. Kết Luận....................................................................................................21 CHƯƠNG II : Ứng Dụng ATM..............................................22 1.Tầng vật lý................................................................................................22 1 2.Tầng ATM................................................................................................23 3.Tầng Thích nghi ATM..............................................................................24 2 Thuật ngữ viết tắt : ATM (Asynchronous Transfer Mode) : Chế độ truyền không đồng bộ CAC :điều khiển chấp nhận kết nối SM: quản lý chuyển mạch OC : module điều khiển đầu ra IM : Mô đun điều khiển đầu vào CSF : Khối chuyển mạch tế bào SVCs: kết nối ảo chuyển mạch Routing Information Table –RIT :bảng định tuyến VPI :nhận dạng luồng ảo VCI: nhận dạng kênh ảo VCC :kết nối kênh ảo VPC :kết nốiđường ảo PVC :kênh ảo cố định (Permanent virtual circuit) SVC : kênh ảo chuyển mạch UNI (User Network Interface ): Giao diện Mạng Người dùng LAN (local area network) :mạng cục bộ WAN (wide area network) :mạng diện rộng ARP (Address Resolution Protocol )- Giao thức Phân giải Địa chỉ 3 Danh Mục Hình Vẽ Hình 2.1 Kiến trúc chung của chuyển mạch ATM Hình 2.2 Sơ đồ khối chức năng của một hệ thống chuyển mạch ATM Hình 2.3 Sơ đồ khối module đầu vào (a) và mô đun đầu ra (b) Hình 3.1 Quá trình xử lý tế bào Hình 3.2 Nguyên tắc tự định tuyến Hình 3.3 Nguyên tắc bảng điềukhiển Hình 4.1 PVC Mạng ATM Hình 4.2. SVC mạng ATM 4 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay , cùng với sự phát triển về kinh tế- xã hội, nhu cầu trao đổi thông tin của con người ngày càng cao. Bởi vậy công nghệ điện tử viễn thông có vai trò đặc biệt quan trọng nhất là trong giai đoạn bùng nổ thông tin như hiện nay. Các hệ thống điện tử viễn thông là phương tiện rất hữu ích để phục vụ cho nhu cầu trao đổi thông tin một cách cấp thiết. Uỷ ban tư vấn viễn thông quốc tế CCITT đã đưa ra mô hình mạng viễn thông số hoá đa dịch vụ băng rộng B-ISDN ( Broadband Integrated Service Digital Network). B-ISDN được xây dựng trên cơ sở của mạng cáp quang đồng bộ , mạng thông minh ( IN)và công nghệ chuyển tải không đồng bộ (ATM) đã cho phép truyền tiếng nói, hình ảnh, dữ liệu trên cùng một mạng duy nhất. ATM là một công nghệ mới dựa trên cấu trúc tế bào ATM, nó kết hợp được các đặc điẻm kỹ thuật giữa chuyển mạch cổ điển của mạng điện thoại với chuyển mạch gói đã đáp ứng được nhu cầu thông tin của con người một cách toàn diện. Có thể nói hệ thống chuyển mạch ATM là phần quan trọng nhất của công nghệ ATM vì thế việc đi sâu nghiên cứu sự ảnh hưởng của cấu trúc phần cứng chuyển mạch ATM đến chất lượng dịch vụ là một vấn đề rất quan trọng và rất cần thiết. Vời những nhận định trên chúng em đã tập trung tìm hiểu về chủ đề chuyển mạch ATM và ứng dụng. Mặc dù các thành viên trong nhóm đã tích cực tìm hiểu nhưng bài báo cáo cũng không tránh khỏi những thiếu sót,rất mong thầy và các bạn góp ý để bài báo cáo của chúng em đạt kết quả cao.Chúng e xin chân thành cảm ơn thầy Lê Nhật Thăng đã hướng dẫn chúng em làm đề tài này ! 5 CHƯƠNG I: CHUYỂN MẠCH ATM 1. Giới Thiệu Chung Về ATM - Dựa trên kiểu truyền không đồng bộ ATM (Asynchronous Transfer Mode) cung cấp nhiều loại dịch vụ trên một mạng truyền thông duy nhất. ATM được xem là kỹ thuật chuyển mạch chọn gói tốc độ cao được xây dựng trên cơ sở tổ hợp các ưu điểm của chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh. ATM có khả năng cung cấp nhiều loại dịch vụ với các yêu cầu khác nhau về QoS nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả sử dụng tài nguyên mạng. Tế bào * Cell ) là đơn vị thông tin cơ bản trong ATM, có độ dài cố định 53 byte, bao gồm 48 byte thông tin và 5 byte tiêu đề chứa các thông tin liên quan để thiết lập và điều khiển kết nối .Các dịch vụ trong mạng ATM gồm: CBR (Constant Bit Rate), rt-VBR (real time - Variable Bit Rate ), nrt-VBR (non real time - Variable Bit Rate), ABR (Avalible Bit Rate ), UBR (Unspecific Bit Rate). Các dịch vụ này có thể phân thành hai loại là dịch vụ thời gian thực (CBR và rt-VBR) và dịch vụ không theo thời gian thực (nrt-VBR, ABR và UBR).ATM có các tính năng QoS (quality of service - chất lượng dịch vụ), cho phép khách hàng chọn kiểu lưu thông cần ưu tiên, như cho tiếng nói và video phải đến đúng lúc, để đảm bảo rằng thông tin ít quan trọng không chiếm lĩnh dòng lưu thông thời gianthực. Nó là một công nghệ có thể mở rộng, vận hành từ 25 Mbits/sec đến 2.46 Gbits/sec, nó có thể dễ dàng tích hợp với các mạng của các hãng truyền tải, và nó hỗ trợ việc tích hợp với các công nghệ có sẵn (với những sự điều chỉnh phù hợp).Khả năng mở rộng của ATM có ý nghĩa quan trọng đối với những công ty đang phát triển. 6 2. KIẾN TRÚC CHUNG CỦA HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH BĂNG RỘNG ATM ATM là mạng kết nối định hướng, tất cả các tế bào ATM trong một kết nối thực tế được truyền theo một tuyến đường định sẵn. Những tế bào thuộc về một đấu nối được xác định bởi trường nhận dạng đường ảo và kênh ảo VPC/VCI. Các chuyển mạch gói thông thường hoạt động trong dải 1 ÷ 4000 gói tin/giây, trong khi đó, chuyển mạch ATM cần phải xử lý số lượng gói tin rất lớn từ 100 000 đến hàng triệu gói tin trong một giây. Về cơ bản, một nút chuyển mạch ATM phải thực hiện ba hoạt động: định tuyến, xếp hàng và biên dịch tiêu đề của các tế bào. Quá trình định tuyến là để xác định rơ tế bào được chọn đường nào để từ một đầu vào đến một đầu ra yêu cầu. Việc xếp hàng được sử dụng để giải quyết vấn đề xung đột khi tại một thời điềm có hơn một đầu vào có cùng một đầu ra yêu cầu. Trên thực tế có nhiều thiết kế khác nhau cho cấu trúc chuyển mạch ATM. Tuy nhiên, mô h́nh chức năng chung của một hệ thống chuyển mạch ATM thường bao gồm ba phần chính là: * Giao diện chuyển mạch: Gồm một module điều khiển đầu vào (IC) và một module điều khiển đầu ra(OC). * Trường chuyển mạch tế bào * Bộ xử lý điều khiển: Bao gồm hai phần chính là điều khiển chấp nhận kết nối (CAC) và quản lý chuyển mạch (SM). Hình 2.1 Kiến trúc chung của chuyển mạch ATM Hệ thống chuyển mạch ATM có chức năng: Chuyển tiếp các tế bào dữ liệu người dùng từ các cổng đầu vào đến các cổng đầu ra thích hợp. Hỗ trợ các chức năng tương ứng trong mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng quản lý của mô h́nh tham chiếu giao thức B-ISDN. Các hệ thống chuyển mạch ATM có thể giữ vai tṛ như các cổng để giao tiếp với những mạng khác như N-ISDN, LAN… Ngoài ra, nó c̣n chứa các giao diện khác để trao đổi thông tin điều khiển và quản lý với các mạng có mục đích đặc biệt như mạng thông minh (IN) và mạng quản lý viễn thông (TMN). 7 Hình 2.2 Sơ đồ khối chức năng của một hệ thống chuyển mạch ATM Hệ thống chuyển mạch ATM gồm 5 khối chức năng cơ bản: Mô đun đầu vào (IM), mô đun đầu ra (OM), điều khiển chấp nhận kết nối (CAC), quản lý hệ thống (SM) và khối chuyển mạch tế bào (CSF). Hoạt động của IM và OM có thể được mô tả tổng quan như h́nh vẽ Hình 2.3 Sơ đồ khối modul đầu vào (a) và mô đun đầu ra (b) 2.1.Mô đun điều khiển đầu vào (IM) Thực hiện chức năng tách luồng ATM khỏi khung truyền dẫn và xử lý các chức năng sau đối với mỗi tế bào ATM: - Kiểm tra lỗi tiêu đề tế bào sử dụng trường HEC Biên dịch các giá trị VPI/VCI. Xác định cổng đầu ra Chuyển tế bào báo hiệu đến CAC Thực hiện điều khiển tham số người dùng/mạng (UPC/NPC) cho mỗi 8 kết nối kênh ảo/đường ảo (VCC/VPC) - Thêm vào tế bào dữ liệu người dùng các bít địa chỉ bổ sung (được gọi là thẻ định tuyến) trên cơ sở trường VPI/VCI trong tiêu đề tế bào. Thẻ này sau đó được CSF sử dụng để thực hiện chức năng định tuyến và bị loại khi ra khỏi CSF. 2.2. Mô đun điều khiển đầu ra (OM) Thực hiện việc phân phối tế bào đến đích hoặc tới một cổng đầu vào của một nút chuyển mạch khác sau khi đă biên dịch tế bào. Nó thực hiện các chức năng sau: - Loại bỏ thẻ định tuyến được gán ở IM. - Có thể biên dịch các giá trị VPI/VCI. - Tạo trường HEC mới. - Chèn các tế bào quản lý và điều khiển (nhận được từ CAC và SM) vào luồng tế bào đầu ra. - Thích ứng luồng tế bào vào khung truyền dẫn. 2.3. Khối điều khiển chấp nhận kết nối (CAC) CAC có chức năng thiết lập, giám sát và giải phóng các kết nối ảo. CAC nhận tế bào báo hiệu từ IM, tách lấy thông tin báo hiệu, biên dịch và cập nhật. Cuối cùng CAC tạo ra tế bào báo hiệu mới và gửi chúng đến OM. 2.4. Khối quản lý hệ thống (SM) Các chức năng quản lý gồm quản lý lỗi, quản lý hiệu năng, quản lý cấu h́nh, quản lý tính cước, quản lý bảo mật và quản lý lưu lượng. Để thực hiện các chức năng này cần rất nhiều sự truyền thông bên trong chuyển mạch giữa SM và các khối chức năng khác. - Xử lý OA&M lớp vật lư - OA&M lớp ATM - Quản lý cấu h́nh các thành phần chuyển mạch - Kiểm soát bảo mật cho các cơ sở dữ liệu chuyển mạch - Đo lường mức sử dụng các tài nguyên chuyển mạch - Quản lý lưu lượng - Tổ chức thông tin quản lư, - Quản lý khách hàng - mạng, - Giao diện với hệ thống vận hành - Hỗ trợ quản lý mạng. 2.5. Khối chuyển mạch tế bào (CSF) Là phần trung tâm của hệ thống chuyển mạch ATM, thực hiện chức năng chính là định tuyến các tế bào dữ liệu (có thể bao gồm cả các tế bào báo hiệu và định tuyến) từ IM đến OM thích hợp. Và một số chức năng khác bao gồm: 9 - Đệm tế bào - Multicast/Broadcast - Dung sai, lập lịch tế bào trên cơ sở các ưu tiên về trễ. - Giám sát tắc nghẽn và kích hoạt chỉ thị tắc nghẽn chuyển tiếp ngay lập tức (ECFI). 3. NGUYÊN TẮC CHUYỂN MẠCH VÀ ĐỊNH TUYẾN 3.1. Quá trình chuyển mạch và xử lý gọi qua các hệ thống chuyển mạch ATM Giao thức ATM tương ứng với lớp 2 như đă định nghĩa trong mô h́nh tham chiếu (OSI) các hệ thống mở. ATM là kêt 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 các 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 28 = 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 212=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 216=65 536 kênh ảo cho mỗi luồng ảo. Sự kết hợp cả VPI và VCI tạo nên một liên kết ảo giữa hai đầu cuối. Thay v́ 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. Một cách cụ thể, 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 sau: VPI/VCI cũ, VPI/VCI mới, địa chỉ cổng đầu ra, và trường ưu tiên (tuỳ chọn). Khi một tế bào ATM đến một đường đầu vào của chuyển mạch, nó bị chia thành 5 byte mào đầu và 48 byte tải trọng. Bằng cách sử dụng VPI/ VCI chứa trong phần mào đầu như giá trị VPI/VCI cũ, chuyển mạch t́m trong bảng định tuyến VPI/VCI mới của các tế bào đang đi đến. Khi đă tìm thấy, giá trị VPI/VCI cũ sẽ được thay thế bằng VPI/VCI mới. Hơn nữa địa chỉ cổng đầu ra tương ứng và trường ưu tiên được đính kèm trong 48 byte tải trọng trước khi nó được gửi đến kết cấu chuyển mạch. Địa chỉ cổng đầu ra chỉ tới cổng đầu ra nào mà tế bào được định tuyến. Có ba kiểu định tuyến trong kết cấu chuyển mạch: chế độ unicast là chế độ mà một tế bào được định tuyến tới một cổng 10 đầu ra xác định, multicast là chế độ một tế bào được định tuyến tới một số các cổng đầu ra, và broadcast là chế độ một tế bào được định tuyến tới tất cả các cổng đầu ra. Trường ưu tiên cho phép chuyển mạch truyền các tế bào một cách có lựa chọn tới các cổng đầu ra hay loại chúng khi bộ đệm bị đầy, tuỳ theo các yêu cầu dịch vụ. Các kết nối ATM được thiết lập trước hoặc thiết lập một cách linh động theo báo hiệu được sử dụng, giống như báo hiệu UNI và báo hiệu định tuyến giao diện mạng - mạng riêng (PNNI). Thiết lập trước được tham chiếu tới các kết nối ảo cố định (PVCs), thiết lập linh động được tham chiếu tới các kết nối ảo chuyển mạch (SVCs). Với các SVCs, bảng định tuyến được cập nhật bởi bộ xử lí cuộc gọi trong suốt quá trình thiết lập cuộc gọi. Qúa trình thiết lập cuộc gọi sẽ t́m một đường định tuyến phù hợp giữa nguồn và đích. VPI/VCI của mỗi đường dẫn dọc theo tuyến, các địa chỉ cổng đầu ra của các bộ chuyển mạch và trường ưu tiên được xác định và được bộ xử lí cuộc gọi điền vào bảng. Bộ xử lí cuộc gọi phải đảm bảo rằng tại mỗi chuyển mạch, VPI/VCI của các tế bào đang đến từ các cổng đầu vào khác nhau có cùng một cổng đầu ra là khác nhau. Mỗi chuyển mạch ATM có một bộ xử lí cuộc gọi. Hình sau chỉ ra một bộ xử lí cuộc gọi cập nhật bảng định tuyến trong chuyển mạch. Hình 3.1 Quá trình xử lý tế bào Ở hình vẽ này, khi một cuộc gọi được thiết lập thành công nguồn bắt đầu gửi tế bào có VPI/VCI được ghi là W. Ngay khi tế bào này đến chuyển mạch ATM đầu tiên, đường vào bảng định tuyến được t́m kiếm. Lối vào thích hợp được t́m thấy với VPI/VCI mới có giá trị X, thay thế giá trị W. Địa chỉ cổng 11 đầu ra tương ứng (có giá trị 100) và trường địa chỉ được đính kèm tới tế bào v́ thế tế bào có thể được định tuyến tới cổng đầu ra 100 của chuyển mạch đầu tiên. Tại chuyển mạch ATM thứ hai, VPI/VCI của tế bào mà giá trị X được cập nhật với giá trị mới Y. Dựa vào địa chỉ cổng đầu ra đạt được từ bảng, tế bào đang đến được định tuyến tới cổng đầu ra 10. Hoạt động này được lặp lại trong các chuyển mạch khác dọc theo đường tới đích. Khi kết nối kết thúc, bộ xử lí cuộc gọi xoá lối vào liên kết trong bảng dọc theo đường truyền. Trong trường hợp multicast, một tế bào được sao chép thành nhiều bản, và mỗi bản sao được định tuyến tới mỗi cổng đầu ra. V́ VPI/VCI của mỗi bản sao tại cổng đầu ra có thể khác nhau, sự thay thế VPI/VCI thường được thực hiện tại các cổng đầu ra thay v́ cổng đầu vào. Kết quả là bảng định tuyến được chia làm 2 phần, một tại đầu ra và một tại đầu vào. Tại đầu vào có hai trường trong bảng định tuyến: VPI/VCI cũ và N bit thông tin định tuyến. Tại đầu ra có ba trường trong bảng định tuyến: Số cổng đầu vào, VPI/VCI cũ, và VPI/VCI mới. Sự kết hợp của số của cổng đầu vào và VPI/VCI cũ có thể nhận dạng duy nhất kết nối multicast và được sử dụng như một chỉ số để định vị VPI/VCI mới tại cổng đầu ra. Khi nhiều VPI/VCI từ các cổng đầu vào khác nhau có thể hợp lại tại cùng cổng đầu ra và có giá trị VPI/VCI cũ giống nhau, v́ thế nó phải sử dụng thông tin thêm như phần của chỉ số cho bảng định tuyến. Sử dụng số cổng đầu vào là hợp lí và là cách dễ dàng. 3.2. Nguyên tắc định tuyến trong chuyển mạch ATM Có hai phương thức định tuyến được sử dụng trong chuyển mạch ATM, đó là nguyên tắc tự định tuyến và định tuyến dùng bảng định tuyến. a. Nguyên tắc tự định tuyến Hình 3.2 Nguyên tắc tự định tuyến Theo nguyên tắc này: Việc biên dịch VPI/VCI cần phải thực hiện tại đầu vào của các phần tử chuyển mạch sau khi biên dịch xong tế bào sẽ được thêm phần mở rộng bằng một định danh nội bộ thể hiện rằng đă xử lý tiêu đề của tế bào. Tiêu đề mới của tế bào được đặt trước nhờ nội dung của bảng biên dịch, việc tăng thêm tiêu đề tế bào ở đây yêu cầu tăng thêm tốc độ nội bộ của ma trận chuyển mạch. Ngay sau khi tế bào có được định danh nội bộ, nó được định hướng theo nguyên tắc tự định hướng. Mỗi cuộc nối từ đầu vào tới đầu ra có một tên nội bộ nằm trong ma trận chuyển mạch xác định. Trong các cuộc nối đa điểm VPI/VCI được gán tên nội bộ nhiều chuyển mạch do đó có 12 khả năng các tế bào được nhân bản và định hướng tới các đích khác nhau phụ thuộc vào tên được gán. b. Nguyên tắc bảng định tuyến Theo nguyên tắc này, VPI/VCI trong tiêu đề tế bào được biên dịch tại mỗi phần tử chuyển mạch thành một tiêu đề mới và mă số cổng đầu ra thích hợp nhờ một bảng định tuyến gắn với phần tử chuyển mạch này. Trong giai đoạn thiết lập cuộc nối, nội dung của bảng được cập nhật. Hình 3.3 Nguyên tắc bảng điềukhiển 13 4. HOẠT ĐỘNG CHUYỂN MẠCH ATM Ta hãy xét một ví dụ ứng dụng của ATM để cung cấp dịch vụ cho người dùng. Thuê bao ATM có thể nhận được dịch vụ bằng hai cách sau : • Qua kênh ảo cố định PVC (Permanent virtual circuit) và • Qua kênh ảo chuyển mạch SVC (Switched virtual circuit) PVC : Kênh ảo cố định Các thành phần cơ bản bao gồm PABX là tổng đài ATM dùng riêng để hỗ trợ cho các dịch vụ điện thoại. Router là bộ định hướng dùng để kết nối các mạng LAN qua mạng chuyển mạch. MUX thực hiện chức năng ghép kênh các tế bào ATM. Người điều hành mạng (Network Operator) có chức năng hỗ trợ cho việc thiết lập/Giải phóng các kênh ảo cố định. Hình 4.1 PVC Mạng ATM Việc thiết lập kênh PVC theo thủ tục sau tương tự như kênh cho thuê: 1. Thuê bao gọi nhà cung cấp yêu cầu kênh PVC 2. Thuê bao đưa địa chỉ đích, tốc độ bit yêu cầu và thời gain sử dụng 3. “Điện thoại viên” (Network Operator) đưa các thông tin này qua thiết bị kết cuối (Terminal) để thiết lập kênh tương tự như điện thoại viên b́nh thường 4. Kênh nối được thiết lập. 5. Thuê bao trả tiền theo qui định thuê kênh hay theo chi tiết cuộc gọi. Như vậy đối với h́nh thức PVC tương tự như thủ tục thuê kênh truyền thống nhưng nó có các ưu điểm sau : • Gần như thời gian thực • Độ rộng băng theo yêu cầu • Không có thủ tục thiết lập cuộc gọi • Nailed-up connection nghĩa là luôn luôn có mạch nối giữa các điểm yêu cầu • Dễ mở rộng hay giải phóng đường nối 14 SVC : Kênh ảo chuyển mạch Đối với phương thức này, khi cuộc gọi thiết lập, giá trị mặc định hoặc theo năng lực hay gán tốc độ là 64 kb/s và ngay khi cuộc gọi thiết lập mạch sẽ được gán cho người dùng và dành riêng cho người dùng (Điện thoại thông thường). H́nh vẽ dưới đây minh hoạt hoạt động của mạng ATM phục vụ cho một cuộc gọi. Hình 4.2. SVC mạng ATM Thuê bao chủ gọi nhấc máy và quay số, cuộc gọi hướng tới ATM-Hub (Trung tâm ATM), nó thích ứng các thông tin báo hiệu vào tế bào ATM. ATM-Hub kiểm tra tốc độ bit yêu cầu, dùng các thông tin chứa trong phần tải tin của tế bào ATM. Các tế bào ATM báo hiệu qua mạng tới đích để thiết lập nối. Khi tế bào tới đích, ATM Hub phía đích sẽ giửi các tế bào ngược lại với các thông tin về kênh ảo để thiết lập kênh nốí. Khi các tế bào này tới chủ gọi, ATM-Hub gán cho các tế bào giá trị VCI thích hợp và mạng bây giờ biết định tuyến cụ thể thế nào. Khi thiết lập nối xong, tin của người dùng trong tế bào chứa VPI/VCI trong tiêu đề. Khi phát tế bào ATM báo hiệu từ chủ gọi có chứa địa chỉ đích. Tại các tổng đài ATM phát các tế bào này theo kiểu quảng bá. Tới các các đích chúng được kiểm tra, nếu đúng đích thực sự th́ đích sẽ phát ngược lại. Trên đường đi sẽ gán các giá trị VPIi/VCIj và đưa vào phần tải tin của tế bào ATM. Tế bào nào trở về thuê bao chủ gọi đầu tiên chính là đường đi ngắn nhất. 5. CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH BĂNG RỘNG ATM Như đă biết, mạng ATM hỗ trợ cho các dịch vụ băng rộng. Mỗi một dịch vụ có yêu cầu tốc độ bít khác nhau ( CBR,VBR), Tính trong suốt(Tỉ lệ mất mát tế bào, lỗi bít), và trong suốt về thời gian ( trễ, trượt thời gian). V́ vậy chuyển mạch ATM được thiết kế để thoả măn các yêu cầu đ̣i hỏi. Tốc độ bít yêu cầu cho các dịch vụ băng rộng thay đổi theo từng dịch vụ, thông thường thay đổi từ vài kb/s tới 150 Mb/s. Tốc độ truyền dẫn tối thiểu của truyền dẫn SDH là 155Mb/s, v́ vậy tốc độ tối thiểu của đường dây hỗ trợ bởi chuyển mạch ATM là 155 Mb/s. 15 Số lượng các cổng hỗ trợ bởi chuyển mạch được gọi là dung lượng đường dây của chuyển mạch. Trong mạng công công B-ISDN, chuyển mạch ATM có thể yêu cầu tối thiểt 1000 cổng cho các đấu nối thuê bao và trung kế. Tích số của tốc độ đường V và dung lượng đường được gọi là độ thông qua của một chuyển mạch (Độ thông qua = VN). Nó rất dễ dàng để tính độ thông qua của trường chuyển mạch phải lớn hơn 150 Gb/s. Trong mạng B-ISDN một số dịch vụ yêu cầu phân bổ, v́ vậy trường chuyển mạch ATM phải có được chức năng multicast và quảng bá. Hiệu năng của trường chuyển mạch được đặc trưng bởi khả năng nghẽn (phong toả) đấu nối và trễ chuyển mạch. Một vài chuyển mạch có tính chất không tắc nghẽn hoàn toàn, nó thể hiện không có sự tranh chấp trong trường chuyển mạch. Với các chuyển mạch có nghẽn, kích thước mạng và, chỉ định nguồn tài nguyên là các yếu tố quan trọng để tránh tắc nghẽn. Sự mất mát tế bào cũng do nguyên nhân tràn bộ đệm. Thông thường, các giá trị của xác suất mất mát tế bào trong các trường chuyển mạch ATM cho phép trong khoảng 10-8-10-11. Trễ chuyển mạch ảnh hưởng tới tính trong suốt của thời gian và thông thường từ 10-1000 micro giây, với trượt thời gian khoảng vài trăm micro giây hoặc nhỏ hơn. Dưới đây là 3 tham số cơ bản để đánh giá hiệu năng của trường chuyển mạch ATM:  Khả năng thông qua của trường chuyển mạch : Đó là lưu lượng truyền qua trường chuyển mạch, được định nghĩa như là xác suất một gói tin truyền trong một khe qua trường chuyển mạch tới đầu ra. Độ thông qua tối đa của trường chuyển mạch thường được gọi là dung lượng chuyển mạch, chỉ thị mức tải thực hiện được khi đầu vào có mức tải cao nhất.  Độ trễ trung b́nh của gói: Số lượng thời gian trung b́nh yêu cầu của chuyển mạch để chuyển các gói từ đầu vào tới đầu ra theo yêu cầu.  Xác suất mất tế bào : Nó được định nghĩa như là xác suất mà các gói nhận được trong đầu vào mất trong trường chuyển mạch v́ tràn bộ đệm hoặc do tranh chấp. Một hệ thống chuyển mạch lý tưởng cần phải chuyển tất cả các gói mà không gây mất mát với trễ truyền có thể nhỏ nhất, với thứ tự gói ổn định 6.Giao Tiếp ATM Có một số cách để nối kết các mạng ATM. - UNI (User Network Interface - Giao diện Mạng Người dùng).Định nghĩa kết nối giữa thiết bị người dùng và thiết bị ATM. Khi được kết nối đến 16 một ATM WAN, UNI là đường truyền thuê bao giữa địa điểm khách hàng và điểm truy cập của hãng truyền tải. Nó có thể là một đường T1 hay một ATM - FUNI (Frame UNI). Đường truyền FUNI truyền các khung đến mạng ATM, tại đó chúng được chuyển thành các cell bởi hãng truyền tải. FUNI có thể giảm những chi phí phần cứng. - NNI (Network-to-Network Interface - Giao diện Mạng-đến-Mạng) Đây là giao diện giữa các thiết bị ATM. - ICI (Intercarrier Interface - Giao diện giữa các -hãng truyền tải).Đây là giao diện giữa các điểm kết nối ATM giữa các mạng của hãng truyền tải khác nhau. - DXI (Data Exchange Interface - Giao diện Trao đổi Dữ liệu) Phương pháp này cung cấp một giao diện cho thiết bị cũ dùng lại như các bộ định tuyến và ATM bằng phương pháp tạo khung HDLC (High-level Data Link Control - Điều khiển Liên kết dữ liệu Mức-cao). Các gói dữ liệu, không phải các cell, được truyền đến giao diện ATM. 7. Liên Kết Dùng Mạng ATM: - Hầu hết những thảo luận trên đây liên quan đến việc dùng các mạng ATM của hãng truyền tải để xây dựng các WAN, nhưng ATM cũng có thể được dùng để xây dựng các mạng dùng riêng. Một LAN nội bộ có thể được xây dựng hoàn chỉnh bằng ATM bằng cách cài đặt các ATM NIC trong các máy trạm và kết nối các máy trạm này đến một bộ chuyển mạch ATM. Tuy nhiên, mạng thuần túy ATM là hiếm. Một kịch bản phổ biến hơn là liên kết các mạng kiểu khung như Ethernet đến một đường trục của ATM hay xây dựng một mạng chuyển mạch. 17 - Ngày nay, mọi người có thể gọi trực tiếp cho nhau mà không cần sự giúp đỡ của điều hành viên. Đây là mục tiêu của ATM cho phép một người dùng kết nối với bất kỳ người dùng khác qua một mạng ATM cục bộ hay diện rộng. Yếu tố quan trọng là người dùng (hay các ứng dụng người dùng) có thể yêu cầu rõ các thông số chất lượng dịch vụ QoS của ATM. Nói cách khác, nếu một người dùng cần một tốc độ bit không đổi cho video, thì anh ta hay cô ta có thể yêu cầu mạng ATM đáp ứng điều đó (hay ứng dụng sẽ yêu cầu). Vấn đề duy nhất là những chiến lược giả lập LAN hiện tại có khuynh hướng dấu không cho các giao thức và ứng dụng tầng cao hơn chạy trong máy tính của người dùng biết về ATM. Vì điều này, các ứng dụng không có cách nào để yêu cầu rõ QoS. Tuy nhiên, nhà cung cấp và các ATM Forum (Diễn đàn ATM) đang phát triển những chiến lược mới để cho phép điều này. 8. Kết Nối Các Mạng LAN Cũ Vào ATM - Việc kết nối các mạng LAN cũ dùng lại vào ATM thì khó khăn. Một lý do là các mạng LAN truyền thống là các mạng phi kết nối còn ATM là hướng kết nối. Khi một trạm Ethernet thực hiện truyền, tất cả các trạm khác trên mạng có thể thấy thông điệp, nhưng chỉ có trạm mà thông điệp được định địa chỉ đến mới đáp ứng. Nhưng nếu mạng được xây dựng với một bộ chuyển mạch ATM, các trạm có khả năng nối kết với nhau qua các mạch ảo ATM thay cho môi trường dùng chung để phát tán thông tin. - Bằng cách nào một trạm biết được mạch cần dùng khi gởi một thông điệp đến một trạm khác? Các mạng IP giải quyết vấn đề này bằng ARP (Address Resolution Protocol - Giao thức Phân giải Địa chỉ). Một máy chủ gởi một thông điệp đến tất cả các trạm để hỏi về địa chỉ IP của trạm đó. Một địa chỉ MAC (Medium Access Control - Điều khiển Truy cập Phương tiện) được trả về bởi trạm sở hữu địa chỉ. 18 - Phương pháp này không làm việc trên ATM bởi vì ATM không hỗ trợ kỹ thuật broadcast. Một trạm sẽ cần gởi một yêu cầu như vậy lên mọi mạch. Điều này gây lãng phí băng thông. Vấn đề đã được giải quyết bằng cách đưa ra một phương pháp để giả lập một LAN cho ATM. ATM Forum (Diễn đàn ATM) đã định nghĩa qui cách kỹ thuật LAN 1.0 (LAN Emulation - Giả lập LAN) vào năm 1995. Nhưng về cơ bản LAN thực hiện hai việc sau: + Nó cung cấp một phương pháp độc lập với giao thức để các thiết bị của một LAN phi kết nối, dựa trên khung, liên lạc qua một mạng hướng kết nối, dựa trên cell. Nó định nghĩa cách các client được gắn vào-LAN có thể liên lạc với những server được gắn vào một ATM nhưng không cần thay đổi phần mềm ứng dụng. + Để giải quyết vấn đề tìm kiếm địa chỉ mạch tương ứng với các địa chỉ IP, LANE định nghĩa một LES (LAN Emulation Server - Server Giả lập LAN). Server duy trì một bảng để ghi những địa chỉ mạch tương ứng với các địa chỉ IP. IETF (Internet Engineering Task Force - Lực lượng Đặc nhiệm Kỹ thuật Internet) cũng chấp nhận mô hình này đến một mức độ nào đó và đã gọi LES Server là ATM-ARP server (ATM Address Resolution Protocol - Giao thức Phân giải Địa chỉ ATM). - Vẫn còn một vấn đề khác là các mạng Ethernet dùng kỹ thuật broadcast hay multicast (gởi đến tất cả hay những trạm được chọn, thứ tự tương ứng) để thi hành nhiều tác vụ. Nếu bạn dự định nối kết Ethernet và ATM với nhau, bạn cần hỗ trợ những tác vụ này. Trong trường hợp nầy, một BUS (broadcast/unknown server) được đưa ra. Nó duy trì một sự kết nối đến mọi trạm và có thể thi hành các tác vụ broadcast hay multicast. - LAN không cung cấp một giải pháp đầy đủ cho việc có được khả năng kết nối ATM xuyên suốt. Một khi các LAN client cũ dùng lại được kết nối đến đường trục ATM nầy, chúng vẫn cần tìm cách đặc tả được QoS của ATM. 19 Như đã được đề cập, LAN có khuynh hướng dấu không cho ATM biết về các ứng dụng do đó các client của Ethernet và Token Ring đang dùng có thể chạy bình thường. Tuy nhiên các ứng dụng chỉ thấy LAN dựa trên-khung và không có cách nào để nói chuyện với mạng ATM, do vậy chúng không biết các mức QoS hiện có của ATM. ATM Forum (Diễn đàn ATM) đang làm việc để điều chỉnh vấn đề này bằng LAN version 2.0. - Trong khi chờ đợi, những giải pháp như PACE của 3Com (priority access control enabled - cho phép điều khiển sự truy cập có độ ưu tiên) có thể mở rộng QoS đến với máy tính để bàn. Cũng xem “IP over ATM”. - Một giải pháp khác được gọi là Cells in Frames (Các cell trong khung), đã vượt qua cả quãng đường dài để định nghĩa cách thức để cho phép máy tính để bàn dùng ATM. Phương pháp này giả lập ATM bằng cách mang các cell trong các khung - Vẫn còn một giải pháp khác là đưa sự hỗ trợ ATM vào các API, và các API được sử dụng bởi các lập trình viên để phát triển các ứng dụng. WinSock Group đã thêm QoS vào Windows API, và X/Open đang cải tiến tập UNIX API. Những sự nâng cấp sẽ có để dùng dưới dạng các driver (trình điều khiển) có thể cài đặt. Về cơ bản, Một ứng dụng tương thích QoS sẽ có thể chuyển một yêu cầu mạch ảo đến một ATM driver với các thông số cụ thể về dịch vụ, băng thông, và các đặc tính trì hoãn. ATM driver đến phiên nó sẽ thông báo đến mạng ATM để thiết lập mạch ảo. 9. Cách Thay Đổi Trên ATM - ATM đã có một thời gian dài và nhiều sự phát triển đang diễn ra trong đó người ta bỏ qua một số tiêu chuẩn để có thể hỗ trợ cho các mạng và giao thức cũ dùng lại. Nhiều nhà cung cấp đang tập trung vào việc cải tiến các bộ 20 định tuyến của họ. Bay Networks và Cisco có các bộ định tuyến nhiều cổng trong đó mỗi cổng có bộ xử lý riêng của nó để định tuyến cho thông tin với tốc độ lên đến 100,000 gói dữ liệu trong một giây. Điều này nâng năng lực xử lý gói tổng cộng của những thiết bị như vậy lên hơn 1 triệu gói dữ liệu trong một giây. - Các giải thuật NetFlow của Cisco có thể định danh những dòng gói dài hoặc tuần hoàn giữa nguồn và đích, và thiết lập những phiên làm việc hướng kết nối cho những dòng này. Thay vì phải xem xét tiêu đề hoàn chỉnh cho mọi gói dữ liệu, và sẽ mất nhiều thời gian xử lý, chỉ gói dữ liệu đầu tiên được đọc, và dòng gói dữ liệu được thiết lập từ thông tin trong gói dữ liệu đó. Dĩ nhiên, không phải tất cả những sự trao đổi thông tin đều có thể được xem như dòng gói đủ lớn để thiết lập các phiên làm việc dòng. 10. Kết Luận - ATM được xem như là mạng của tương lai có khả nǎng tích hợp mọi dịch vụ cũng như các đặc tính cần phải có, ATM thiết kế chủ yếu cho xử lý thời gian thực như tiếng nói, âm thanh và hình ảnh, ATM cung cấp một mạng thống nhất cho mọi loại số liệu: tiếng nói, dữ liệu, video và dữ liệu đa phương tiện. ATM cho phép tích hợp các mạng với việc tǎng cường tính hiệu quả và khả nǎng quản lý mạng và cung cấp công nghệ liên mạng chung để thực hiện các mạng riêng và các mạng công cộng. 21 CHƯƠNG II : Ứng Dụng ATM - Tầng vật lý định nghĩa giao diện điện tử hoặc vật lý, các tốc độ đường truyền, và những đặc tính vật lý khác. ATM độc lập với bất kỳ phương tiện truyền nào. - Tầng ATM định nghĩa định dạng cell, cách thức các cell được truyền, và cách xử lý tắt nghẽn. Nó cũng định nghĩa sự thiết lập và hủy bỏ mạch ảo. - Tầng thích nghi ATM định nghĩa qui trình chuyển đổi thông tin từ những tầng cao hơn thành các ATM cell. Trong môi trường mạng, nó cung cấp giao diện cho việc chuyển các khung thành các cell cho Ethernet, Token Ring, và những giao thức mạng khác. 1.Tầng vật lý - Tầng vật lý của ATM không định nghĩa bất kỳ một phương tiện riêng nào. Các LAN đã được thiết kế cho cáp đồng trục hay dây xoắn-đôi và có những qui cách kỹ thuật cứng nhắc định ra băng thông chính xác. Những qui cách kỹ thuật đã được thiết lập để phù hợp với những thành phần điện có sẵn tại thời điểm thiết kế. ATM hỗ trợ nhiều phương tiện khác nhau, bao gồm cả những phương tiện hiện có được dùng trong những hệ thống liên lạc khác. - Các nhà công nghiệp có xu hướng chấp nhận SONET (Synchronous Optical Network - Mạng Quang Đồng bộ) như phương tiện truyền vật lý ATM cho cả các ứng dụng LAN và WAN. ATM Forum (Diễn đàn ATM) thì đang đề nghị dùng FDDI (100 Mbits/sec), Fibre Channel (155 Mbits/sec), OC3 SONET (155 Mbits/sec), và T3 (45 Mbits/sec) làm giao diện vật lý cho ATM. Hiện tại, hầu hết các hãng truyền tải đang cung cấp các đường nối T3 vào các mạng ATM của họ. 22 2.Tầng ATM - Tầng ATM định nghĩa cấu trúc của ATM cell. Nó cũng định nghĩa việc định tuyến và kênh ảo, cũng như kiểm soát lỗi. - ATM cell có hai dạng tiêu đề (header). Một là UNI (User Network Interface - Giao diện Mạng Người dùng), được dùng trong những cell do người dùng gởi, và tiêu đề thứ hai là NNI (Network-to-Network Interface Giao diện Mạng-đến-Mạng), được gởi bởi những bộ chuyển mạch đến các bộ chuyển mạch khác. NNI cell không có trường GFC (Generic Flow Control Điều khiển Dòng Tổng quát). - ATM cell dài 53 byte; 48 byte dùng cho dữ liệu và 5 byte dùng cho thông tin tiêu đề. Chú ý rằng thông tin tiêu đề chiếm gần 10 phần trăm cell, tạo chi phí phát sinh lớn trên những đường truyền dài. Các ATM cell là những gói thông tin chứa dữ liệu và thông tin tiêu đề, trong đó thông tin tiêu đề chứa thông tin kênh và thông tin đường đi giúp định hướng cell đến đích của nó. Thông tin được chứa trong mỗi trường (field) của tiêu đề được định nghĩa như sau : + GFC (Generic Flow Control - Điều khiển Dòng Tổng quát) Trường này vẫn chưa được định nghĩa trong tiêu đề UNI cell và ngay cả trong tiêu đề NNI cell. + VPI (Virtual Path Identifier - Phần tử Định danh Đường Ảo) Định dạng những đường ảo giữa các người dùng hay giữa các người dùng và các mạng. + VCI (Virtual Channel Identifier - Phần tử Định danh Kênh Ảo) Định dạng kênh ảo giữa các người dùng hay giữa người dùng và mạng. 23 + PTI (Payload Type Indicator - Bộ chỉ thị Kiểu Tải-thuê) Chỉ ra kiểu của thông tin trong vùng dữ liệu của cell, cho biết đó là thông tin của người dùng, thông tin mạng, hay thông tin quản lý. + CLP (Cell Loss Priority - Quyền Ưu tiên Hủy Cell) Định nghĩa cách thức để hủy bỏ những cell nào đó nếu tắc nghẽn mạng xảy ra. Trường này chứa những giá trị ưu tiên, với 0 chỉ ra rằng cell có độ độ ưu tiên cao nhất. + HEC (Header Error Control - Điều khiển Lỗi Tiêu đề) Cung cấp thông tin cho việc phát hiện và sửa sai những lỗi đơn bit. 3.Tầng Thích nghi ATM - AAL tập trung các gói dữ liệu từ các tầng cao hơn vào các ATM cell. Cho ví dụ, trong trường hợp của một gói dữ liệu 1K, AAL sẽ phân nó thành 21 phần và đặt mỗi phần vào một cell để chuyển đi. - AAL có nhiều kiểu và tầng điều hành dịch vụ khác nhau để phù hợp với những kiểu lưu thông khác nhau. Các tầng dịch vụ phân loại các ứng dụng dựa trên phương pháp các bit được truyền, băng thông và những kiểu kết nối đòi hỏi. Kiểu 1. Một dịch vụ CRB (constant bit rate - tốc độ bit không đổi) hướng kết nối với việc qui định thời gian cho các ứng dụng audio và video. Kiểu 2. Một dịch vụ VBR (variable bit rate - tốc độ bit thay đổi) cho các ứng dụng thời gian thực trong đó những mất mác nhỏ là có thể chấp nhận, và cho những ứng dụng không-thời gian thực, như xử lý giao dịch. Kiểu ¾. Một dịch vụ ABR (available bit rate - tốc độ bit có sẵn) cho các ứng dụng không-quan trọng-về-thời gian như liên mạng LAN hay giả lập LAN. 24 Một mức dịch vụ cơ bản luôn luôn sẵn sàng, và băng thông dự phòng cho những cao điểm lưu thông, nếu băng thông mạng vẫn còn. Kiểu 5. Một dịch vụ UBR (unspecified bit rate - tốc độ bit không được chỉ rõ) cung cấp băng thông rảnh cho những dịch vụ không quan trọng như truyền tập tin.  Cũng có những thông số liên quan đến những điều sau: - Điều khiển lệ phí: Với các kênh chuyển mạch, đây là khả năng kiểm soát mạch dựa trên tầng của người dùng. Khi mạng bận, những người dùng tầng cao hơn được quyền ưu tiên mạch, nhưng phải trả phí cho sự ưu tiên này. - Điều khiển tắt nghẽn: Điều khiển này liên quan đến những mạng bị tắc nghẽn nơi đó các cell đang bị bỏ rơi. Về cơ bản, các trạm gởi thông tin có quyền ưu tiên-thấp bị yêu cầu tạm hoãn để những thông tin có quyền ưu tiên cao hơn có thể đi qua và Chất lượng dịch vụ QoS được xác định thông qua các tham số đặc trưng như tỷ lệ tổn thất tế bào CLR (Cell Loss Rate), tỷ lệ lỗi tế bào CER (Cell Error Rate), tỷ lệ tế bào đến nhầm địa chỉ CMR (Cell Misinsertion Rate ), trễ truyền tế bào cực đại Max-CTD, trễ thay đổi đỉnh/đỉnh P2P-CDV, biến động trễ (Jitter Delay) ... Các tham số này được chia thành 2 nhóm là trễ và tổn thất. Mỗi loại dịch vụ trong mạng ATM có yêu cầu khác nhau về trễ và tổn thất. Ví dụ, đối với các dịch vụ thời gian thực như thoại, truyền hình theo yêu cầu yêu cầu độ trễ nhỏ nhưng có thể chịu được một tỷ lệ tổn thất nhất định. Ngược lại, các dịch vụ truyền số liệu như ftp, email thì tỷ lệ tổn thất quan trọng hơn thời gian trễ. Ngoài ra, có một số dịch vụ yêu cầu cao cả về trễ và tổn thất. - Trong mạng ATM, người sử dụng và mạng thoả thuận với nhau qua hợp đồng lưu lượng. Qua đó, mạng phải đảm bảo QoS cho người sử dụng một khi kết nối đã được thiết lập. Đây chính là ưu điểm và cũng là thách thức đặt 25 ra trong việc điều khiển lưu lượng và quản lý tài nguyên mạng. Để giải quyết vấn đề này, mạng ATM có nhiều cơ chế điều khiển như điều khiển UPC/NPC, điều khiển chấp nhận cuộc gọi CAC, điều khiển ưu tiên PC,... Như đã đề cập, ATM là một công nghệ hướng kết nối, nghĩa là nó thiết lập những mạch ảo liên kết các hệ thống cuối. Các cell có thể được truyền tiếp một cách nhanh chóng qua mạng, và đòi hỏi rất ít việc xử lý bởi các trạm trung gian dọc đường. VC (virtual channel – kênh ảo) Những cầu nối lôgíc giữa các trạm cuối.VP (virtual path - đường ảo) Một bó các VC. - Có thể tưởng tượng một VP như một cáp chứa một bó dây. Cáp kết nối hai điểm, và các dây bên trong cáp cung cấp những mạch riêng lẻ giữa hai điểm. Lợi ích của phương pháp này là những kết nối dùng chung một đường xuyên qua mạng được nhóm với nhau được quản lý chung. Nếu một VP đã được thiết lập, dễ dàng thêm một VC mới do đã có sẵn định nghĩa đường đi, chỉ cần thiết lập các điểm cuối cần là xong. Ngoài ra, trường hợp cần chuyển một VP để tránh tắc nghẽn hay do một bộ chuyển mạch không làm việc, tất cả các VC (có thể lên đến hơn 65,000) bên trong VP được thay đổi theo. - Trong phần tiều đề của ATM cell, VPI (Virtual Path Identifier - Phần tử Định danh Đường ảo) định danh một liên kết hình thành bởi một đường ảo và một VCI (Virtual Channel Identifier - Phần tử Định danh Kênh ảo) định danh một kênh bên trong một đường ảo. VPI và VCI được định danh và tương ứng với các điểm kết thúc tại những bộ chuyển mạch ATM. - ATM hỗ trợ cả các PVC (permanent virtual circuits - các mạch ảo cố định) và các SVC (switched virtual circuits - các mạch ảo chuyển mạch). Các PVC luôn luôn có sẵn còn các SVC đòi hỏi phải thiết lập mỗi lần chúng được dùng. 26 - Các bộ chuyển mạch thương lượng với nhau để xây dựng các VC, và không có dữ liệu nào được truyền đến khi VC đã được thiết lập một cách hoàn chỉnh ngang qua mạng. Dĩ nhiên, thiết lập các VC tương đối mất thời gian, do đó nhiều bộ chuyển mạch đã được đánh giá theo thời gian thiết lập cuộc gọi của chúng. Một bộ chuyển mạch kiểu mẫu có thể thiết lập lên đến từ 100 tới 200 VC/giây. Điều này không phải một vấn đề trong môi trường cục bộ, nhưng là một vấn đề trong truyền tải đường dài. 4.Kết Luận ATM khởi đầu được thiết kế như một phần của tiêu chuẩn B-ISDN (Broadband-Integrated Services Digital Network - Mạng Số Dịch vụ Tích hợp-Băng tần Rộng). B-ISDN là một tiêu chuẩn mạng viễn thông số công cộng, được thiết kế để cung cấp mạng multimedia đầu cuối mức cao (highend), truyền hình, âm nhạc chất lượng-CD, dữ liệu, và những dịch vụ khác cho những người dùng công ty và gia đình. ATM là công nghệ mạng nền, giúp cho việc hiện thực thành công B-ISDN. Tài liệu tham khảo: [1] Kari Melkko – Asynchronous Transfer Mode – department of computer Science and engineering – Helsinki university of Technology. [2] Cơ sở kỹ thuật chuyển mạch – Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông [3] Công nghệ ATM – Giải pháp cho mạng băng rộng. [4] Tổng quan về mạng B- ISDN – Nguyễn Hữu Thanh _______________________________________ 27 [...]... VPI/VCI từ các cổng đầu vào khác nhau có thể hợp lại tại cùng cổng đầu ra và có giá trị VPI/VCI cũ giống nhau, v́ thế nó phải sử dụng thông tin thêm như phần của chỉ số cho bảng định tuyến Sử dụng số cổng đầu vào là hợp lí và là cách dễ dàng 3.2 Nguyên tắc định tuyến trong chuyển mạch ATM Có hai phương thức định tuyến được sử dụng trong chuyển mạch ATM, đó là nguyên tắc tự định tuyến và định tuyến dùng... trong các trường chuyển mạch ATM cho phép trong khoảng 10-8-10-11 Trễ chuyển mạch ảnh hưởng tới tính trong suốt của thời gian và thông thường từ 10-1000 micro giây, với trượt thời gian khoảng vài trăm micro giây hoặc nhỏ hơn Dưới đây là 3 tham số cơ bản để đánh giá hiệu năng của trường chuyển mạch ATM:  Khả năng thông qua của trường chuyển mạch : Đó là lưu lượng truyền qua trường chuyển mạch, được định... mạch ATM phải có được chức năng multicast và quảng bá Hiệu năng của trường chuyển mạch được đặc trưng bởi khả năng nghẽn (phong toả) đấu nối và trễ chuyển mạch Một vài chuyển mạch có tính chất không tắc nghẽn hoàn toàn, nó thể hiện không có sự tranh chấp trong trường chuyển mạch Với các chuyển mạch có nghẽn, kích thước mạng và, chỉ định nguồn tài nguyên là các yếu tố quan trọng để tránh tắc nghẽn Sự... B-ISDN, chuyển mạch ATM có thể yêu cầu tối thiểt 1000 cổng cho các đấu nối thuê bao và trung kế Tích số của tốc độ đường V và dung lượng đường được gọi là độ thông qua của một chuyển mạch (Độ thông qua = VN) Nó rất dễ dàng để tính độ thông qua của trường chuyển mạch phải lớn hơn 150 Gb/s Trong mạng B-ISDN một số dịch vụ yêu cầu phân bổ, v́ vậy trường chuyển mạch ATM phải có được chức năng multicast và quảng... tuyến gắn với phần tử chuyển mạch này Trong giai đoạn thiết lập cuộc nối, nội dung của bảng được cập nhật Hình 3.3 Nguyên tắc bảng điềukhiển 13 4 HOẠT ĐỘNG CHUYỂN MẠCH ATM Ta hãy xét một ví dụ ứng dụng của ATM để cung cấp dịch vụ cho người dùng Thuê bao ATM có thể nhận được dịch vụ bằng hai cách sau : • Qua kênh ảo cố định PVC (Permanent virtual circuit) và • Qua kênh ảo chuyển mạch SVC (Switched virtual... ghi là W Ngay khi tế bào này đến chuyển mạch ATM đầu tiên, đường vào bảng định tuyến được t́m kiếm Lối vào thích hợp được t́m thấy với VPI/VCI mới có giá trị X, thay thế giá trị W Địa chỉ cổng 11 đầu ra tương ứng (có giá trị 100) và trường địa chỉ được đính kèm tới tế bào v́ thế tế bào có thể được định tuyến tới cổng đầu ra 100 của chuyển mạch đầu tiên Tại chuyển mạch ATM thứ hai, VPI/VCI của tế bào... trường chuyển mạch tới đầu ra Độ thông qua tối đa của trường chuyển mạch thường được gọi là dung lượng chuyển mạch, chỉ thị mức tải thực hiện được khi đầu vào có mức tải cao nhất  Độ trễ trung b́nh của gói: Số lượng thời gian trung b́nh yêu cầu của chuyển mạch để chuyển các gói từ đầu vào tới đầu ra theo yêu cầu  Xác suất mất tế bào : Nó được định nghĩa như là xác suất mà các gói nhận được trong đầu vào... thay v́ cổng đầu vào Kết quả là bảng định tuyến được chia làm 2 phần, một tại đầu ra và một tại đầu vào Tại đầu vào có hai trường trong bảng định tuyến: VPI/VCI cũ và N bit thông tin định tuyến Tại đầu ra có ba trường trong bảng định tuyến: Số cổng đầu vào, VPI/VCI cũ, và VPI/VCI mới Sự kết hợp của số của cổng đầu vào và VPI/VCI cũ có thể nhận dạng duy nhất kết nối multicast và được sử dụng như một chỉ... ATM phục vụ cho một cuộc gọi Hình 4.2 SVC mạng ATM Thuê bao chủ gọi nhấc máy và quay số, cuộc gọi hướng tới ATM- Hub (Trung tâm ATM) , nó thích ứng các thông tin báo hiệu vào tế bào ATM ATM-Hub kiểm tra tốc độ bit yêu cầu, dùng các thông tin chứa trong phần tải tin của tế bào ATM Các tế bào ATM báo hiệu qua mạng tới đích để thiết lập nối Khi tế bào tới đích, ATM Hub phía đích sẽ giửi các tế bào ngược lại... đầu vào tới đầu ra có một tên nội bộ nằm trong ma trận chuyển mạch xác định Trong các cuộc nối đa điểm VPI/VCI được gán tên nội bộ nhiều chuyển mạch do đó có 12 khả năng các tế bào được nhân bản và định hướng tới các đích khác nhau phụ thuộc vào tên được gán b Nguyên tắc bảng định tuyến Theo nguyên tắc này, VPI/VCI trong tiêu đề tế bào được biên dịch tại mỗi phần tử chuyển mạch thành một tiêu đề mới và ... chuyển mạch gói đáp ứng nhu cầu thông tin người cách toàn diện Có thể nói hệ thống chuyển mạch ATM phần quan trọng công nghệ ATM việc sâu nghiên cứu ảnh hưởng cấu trúc phần cứng chuyển mạch ATM. .. lý chuyển mạch (SM) Hình 2.1 Kiến trúc chung chuyển mạch ATM Hệ thống chuyển mạch ATM có chức năng: Chuyển tiếp tế bào liệu người dùng từ cổng đầu vào đến cổng đầu thích hợp Hỗ trợ chức tương ứng. .. nghẽn kích hoạt thị tắc nghẽn chuyển tiếp (ECFI) NGUYÊN TẮC CHUYỂN MẠCH VÀ ĐỊNH TUYẾN 3.1 Quá trình chuyển mạch xử lý gọi qua hệ thống chuyển mạch ATM Giao thức ATM tương ứng với lớp đă định nghĩa