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

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

Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 ĐỀ TÀI: KỸ THUẬT TRUYỀN KHÔNG ĐỒNG BỘ ATM TRONG HỆ THỐNG PHÂN CẤP SỐ ĐỒNG BỘ SDH Bài tập lớn môn Ghép Kênh Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 LỜI MỞ ĐẦU Ghép kênh tín hiệu số lĩnh vực quan trọng Khởi đầu điều xung mã (PCM) điều chế Delta (DM) Từ PCM, kỹ sư chế tạo thiết bị viễn thông cho đời thiết bị ghép kênh cận đồng (PDH) sau thiết bị ghép kênh đồng (SDH) Mạng thông tin quang SDH mở giai đoạn công nghệ truyền thông nhằm đáp ứng nhu cầu tăng trưởng nhanh dịch vụ viễn thông Tuy nhiên, thông tin quang SDH công nghệ ghép kênh cố định Vì độ rộng băng tần không tận dụng triệt để Theo giả thuyết với thực tế cho thấy mặt độ rộng băng tần đường truyền bị lãng phí, mặt khác công nghệ ATM đòi hỏi hệ thống thông tin quang SDH phải thoả mãn nhu cầu trước mắt cho tương lai mà dịch vụ gia tăng phát triển trình độ cao Chỉ thoả mãn nhu cầu tốc độ truyền dẫn nâng cao khẳ sử dụng băng tần đường truyền cách thay đổi phương thức truyền tải lưu lượng số liệu Học tập nghiên cứu môn học kỹ thuật chuyển mạch mạng lại cho sinh viên ngành điện tử viễn thông có kiến thức sơ sở lĩnh vực chuyển mạch tiếp cận giải pháp kỹ thuật công nghệ chuyển mạch lý em chọn đề tài cho đồ án là: “công nghệ chuyển mạch ATM” Do chưa có nhiều kinh nghiệm kiến thức nên tránh khỏi thiếu sót Mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc quý thầy cô Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 30 tháng năm 2012 Bài tập lớn môn Ghép Kênh Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ SDH Lịch sử phát triển Kỹ thuật công nghệ Ứng dụng Lợi ích SDH CHƯƠNG 10 GHÉP KÊNH ATM TRONG SDH 10 Sự đời ATM 10 ATM gì? 10 Các đặc điểm ATM 10 Cấu trúc tế bào ATM 12 Kỹ thuật ghép kênh ATM 14 Nguyên tắc chuyển mạch định tuyến 16 6.1 Quá trình chuyển mạch xử lý gọi qua hệ thống chuyển mạch ATM 6.2 Nguyên tắc định tuyến chuyển mạch ATM 17 Hoạt động chuyển mạch ATM 18 Ưu, Nhược điểm ATM 23 Ứng dụng ATM 24 10 Xu hướng phát triển 29 KẾT LUẬN 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 Bài tập lớn môn Ghép Kênh Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ SDH Lịch sử phát triển SDH đề xuất vào năm 1986 hãng Bellcore (Hoa Kì) tên gọi mạng quang đồng SONET (Synchronous Optical Network) Mục đích thiết lập chuẩn băng rộng, đồng tất thiết bị theo đồng hồ chủ, cho tất thiết bị giới kết nối với dùng giao thức báo hiệu định dạng khung chuẩn Năm 1988, ITU ETSI (Europrean Telecom Standards Institute) chấp nhận SONET đổi tên thành SDH với mục đích đưa chuẩn toàn cầu truyền dẫn quang, điều khiển, thiết bị, báo hiệu Tốc độ truyền sở SDH 155.52Mbps (viết gọn 155 Mbps) – gọi module truyền đồng cấp (Synchronous Transport Module levels 1) hay đơn giản STM-1 Các tốc độ cao STM-4 (622 Mbps), STM-16 (2.5 Gbps), STM-64 (10 Gbps), STM-128 (20Gbps) Kỹ thuật công nghệ SDH từ viết tắt cụm từ Synchronous Digital Hierarchy, dịch Hệ thống phân cấp số đồng Đây công nghệ sử dụng rộng rãi lĩnh vực viễn thông Nó tảng hạ tầng Truyền dẫn cho nhiều loại hình dịch vụ viễn thông Trong phân cấp SONET, dùng khái niệm OC (Optical Signals) thay cho STM Cũng PDH, tín hiệu STM-1 bao gồm tập khung lặp lại với chu kì 125 s Nội dung khung mang dòng tín hiệu PDH tốc độ khác 1.5/ 2/ 6/ 34/ 45 hay 140 Mbps Mỗi dòng chứa container khác Ngoài bit tin, container chứa bit chèn thêm để cân chỉnh tốc độ Một số thông tin điều khiển thêm vào container gọi mào đầu đường POH (Path Overhead) Chức POH mang thông tin hỗ trợ thông báo vị trí nơi mà container truyền đến, mang thông tin giám sát bảo trì đường truyền , ví dụ tỉ số BER container liên quan Sự kết hợp container với POH tạo nên container ảo VC (Virtual Container) Một khung STM-1 chứa nhiều VC loại khác loại Do độ trễ truyền dẫn thay đổi nên vị trí container khung STM-1 không cố định Để xếp thay đổi này, trỏ (pointer) đặt đầu VC liên Bài tập lớn môn Ghép Kênh Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 kết với VC tạo đơn vị nhánh TU (Tribitary Unit) Nhiều TU ghép lại với tạo thành TUG (Tribitary Unit Group) VC cấp cao khung STM-1 gọi đơn vị điều khiển AU (Administrative Unit) Nhiều AU ghép lại thành AUG (Administrative Unit Group) Cấu trúc khung STM-1 gồm AUG mào đầu đoạn SOH (Section Overhead) SOH chứa thông tin cần thiết cho bảo trì, bảo dưỡng đoạn mà SOH liên quan đến Ở cần phân biệt rõ Path Section Path đường truyền từ đầu cuối đến đầu cuối qua hệ thống truyền dẫn hoàn chỉnh, Section chiều dài đoạn cáp hai trạm lặp Hình 1.Phân cấp ghép kênh SDH (theo ITU ETSI) Khi cần tốc độ truyền dẫn cao 155 Mbps STM-1, người ta ghép N cấp STM-1 để cấp STM-N Trên đường thông tin số (digital) tần số pha xung tín hiệu phải đồng cách xác để thực việc ghép kênh Từ kênh tín hiệu sơ cấp 64kbit/s (=8kbit/s x 8) ta thực ghép kênh cấp cao Có phương pháp ghép kênh cấp cao: ghép kênh cận đồng với ghép kênh đồng Các đặc điểm SDH, so sánh mạng SDH với mạng PDH Đáp: Trên đường thông tin số (digital) tần số pha xung tín hiệu phải đồng cách xác để thực việc ghép kênh Từ kênh tín hiệu sơ cấp 64kbit/s (=8kbit/s x 8) ta thực ghép kênh cấp cao Có phương pháp ghép kênh cấp cao: ghép kênh cận đồng với ghép kênh đồng Trong ghép kênh cận đồng (Plesiochronous Digital Hierachy), người ta chỉnh pha việc chèn xung Trong việc đồng hoá chèn xung, tốc độ xung định thời (timing) nhanh tốc độ xung tín hiệu vào Khi xung định thời khác 1byte xung chèn chèn vào Bài tập lớn môn Ghép Kênh Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 vị trí thời gian thích hợp Với nguyên tắc chèn bit để ghép kênh 64kbit/s, có hai hệ thống: theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ theo tiêu chuẩn châu Âu Hệ Bắc Mỹ có cấp sau: DS0 tốc độ 64kbit/s, DS1 tốc độ 1,544Mbit/s = 64kbit/s x 24 + kbit/s DS2 tốc độ 6,312Mbit/s = 1,544Mbit/s x x 49/48 x 288/(288-0,33) DS3 tốc độ 47,736Mbit/s DS4 tốc độ 274,176Mbit/s Hệ châu Âu có cấp hệ tương ứng là: CEPT0 tốc độ 64kbit/s CEPT1 tốc độ 2,048Mbit/s CEPT2 tốc độ 8,448Mbit/s CEPT3 tốc độ 32,368Mbit/s CEPT4 tốc độ 139,264Mbit/s Trong phương trình tín hiệu DS2, tín hiệu DS2 có cách ghép tín hiệu DS1 Tỷ số 49/48 có nghĩa với 48bit lại chèn thêm bit đồng khung với 288bit lại có bit chèn Với ghép kênh PDH nêu trên, ta muốn tách kênh riêng lẻ từ luồng tín hiệu bậc cao không qua thiết bị tách kênh theo trình tự từ cao xuống thấp Theo góc độ kinh tế vốn đầu tư vào thiết bị phân kênh tốn Đây nhược điểm hệ thống PDH Trong năm 1980 hệ thống chuyển mạch số tăng ngày nhiều, thiết bị truyền dẫn số dùng nhiều nhu cầu thiết lập ISDN ngày lớn, việc đồng hoá mạng lưới trở nên quan trọng Mặt khác, nhờ vào tiến công nghệ tin học thiết bị truyền dẫn, nối chéo thực hoàn toàn điện tử Tại liệu tốc độ thấp nối lẫn với tín hiệu tốc độ cao Ứng dụng Như chùng ta biết SDH thực họ tiêu chuẩn (hay giao thức) Nó giao tiếp với mạng có xây dựng tiêu chuẩn vùng SDH trở thành tiêu chuẩn công nghiệp cho thông tin sợi quang băng rộng toàn cầu Mạng thông tin bổ sung hệ thống cáp đồng vô tuyến cho ứng đường truyền cự li ngắn tốc độ thấp Khi mạng số quốc gia triển khai phần thông qua chuẩn SDH vùng SDH kết nối tới vùng triển khai với tiêu chuẩn phi SDH (thường nói tới chuẩn cận đồng PDH) Ngoài SDH mang lại số tính như:  Cung cấp phần tử mạng để mạng PDH kết nối tới hay giao tiếp với mạng SDH Bộ ghép xen kẽ (ADM), hệ thống kết nối chéo số DCS hay hệ thống mạch vòng số DLC cung cấp giao tiếp hệ thống SDH hệ thống PDH, chẳng hạn chuyển đổi dạng tốc độ tín hiệu Chẳng hạn kết nối chéo số DCS đại diện cho điểm giao tiếp mạng SDH PDH Bài tập lớn môn Ghép Kênh Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1  Cung cấp khả tích hợp OAM&P phần tử mạng NE Các mạng SDH cung cấp kênh thông tin số liệu truyền tin OAM&P phần tử mạng NE hay hệ thống điều hành OS với NE khung tín hiệu mang tải tin Điều tiết kiệm thiết bị tạo linh hoạt cho trình vận hành Tại SDH lại sử dụng phổ biến? Trong thực tế SDH sử dụng nhiều, nhu cầu tiêu chuẩn SDH nhìn từ góc độ khác Mục tiêu SDH nhằm đơn giản hóa kết nối nhà khai thác mạng cách cho phép kết nối thiết bị nhiều nhà sản xuất khác tới mức mà khả tương thích đạt mức sợi quang Cùng với nhu cầu dịch vụ băng rộng, dịch vụ băng rộng chẳng hạn SMDS (Dịch vụ chuyển mạch số liệu nhiều Megabit), video theo yêu cầu truyền hình độ phân giải cao HDTV (High Definition TV), thực dễ dàng công nghệ thông tin sợi quang, mà công nghệ không cho phép nhiều tiêu chuẩn để liên kết mạng Điều minh họa sau: Hình 2.Chuyển đổi tốc độ/Dạng tín hiệu PDH Đối với thực tế nay, vùng PDH có tín hiệu với tốc độ dạng riêng chúng Hình 2A tín hiệu thoại “abc” số hóa hệ thống PCM Bài tập lớn môn Ghép Kênh Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 luật  Giả sử luồng số liệu truyền mà chuyển đổi thích hợp nhận máy thu sử dụng công nghệ PCM luật A tín hiệu khôi phục không phát âm “abc” Vì vậy, chuyển đổi hình 2B phải sử dụng Nó bao hàm chuyển đổi từ luật  sang luật A khung 24 kênh sang khung 32 kênh Bất kỳ chuyển đổi đòi hỏi lượng thời gian xử lý tối thiểu Luồng số liệu dạng trước tiên phải đưa vào nhớ đệm Bộ chuyển đổi sau xử lí số lượng bit định, chẳng hạn bit lúc chuyển đổi tín hiệu từ dạng sang dạng khác Ta hình dung khoảng thời gian bit tb1 hay tb hình 2C đòi hỏi làm thời gian xử lí Nếu tín hiệu chuyển đổi có tốc độ thấp, khoảng thời gian bit đủ lớn để dùng làm thời gian xử lí Tuy nhiên tín hiệu có tốc độ cao, khoảng thời gian bit chẳng hạn tb không đủ lớn để thực chuyển đổi Nếu tiêu chuẩn SDH hai tín hiệu số luật  luật A cho thông tin sợi quang đạt tới tốc độ vài chục Gbit/s Do đạt kết nối toàn cầu Tóm lại, thông tin băng rộng đòi hỏi phải có tiêu chuẩn thông tin toàn cầu Lợi ích SDH Lợi ích mà SDH đem lại khác người khác Một nhóm người dự đoán loạt lợi ích thiết thực người khác Lợi ích việc triển khai SDH mang lại theo chuyên gia SDH khác mô tả:  Chi phí giảm xuống mong đợi yếu tố sau: (1) giao tiếp chuẩn đơn giản hóa, thiết bị tái sử dụng nhiều thiết bị SDH khác nhau, (2) loại trừ giao tiếp độc quyền nhà cung cấp, điều dẫn tới cạnh tranh thiết bị cuối làm giảm chi phí cho người tiêu dùng (3) chi phí vận hành giảm thiết bị thiết kế xác dung lượng mào đầu với dung lượng mào đầu lớn, dẫn tới chi phí cho vận hành quản lí mạng giảm xuống Hiện môi trường PDH , nhiều trình vận hành thường thực theo phương thức “hữa cháy” thủ tục không theo tiêu chuẩn dung lượng mào đầu không đầy đủ Bài tập lớn môn Ghép Kênh Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1  Khả vận hành tăng cường nhờ dung lượng byte mào đầu dư thừa phân bổ cho tất thiết bị SDH Giám sát hoạt động từ đầu tới cuối trở thành chức tạo tuyến mạng SDH Việc giám sát, kiểm tra kiểm kê từ xa dễ dàng mạng có Quản lí mạng tăng cường cách dễ dàng mạng phát triển  Khả trì (hay độ tin cậy) đặc điểm hấp dẫn mạng SDH Hai cấu hình mạng nhằm đạt khả trì mạng vòng tự khôi phục mạng mắt lưới sở DCS  Không có nghẽn băng tần mạng SDH tốc độ cao xây dựng tuyến sợi quang có dung lượng lớn từ 155,22Mbps lên tới 10Gbps chí tới 40Gbps Bài tập lớn môn Ghép Kênh Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 CHƯƠNG GHÉP KÊNH ATM TRONG SDH Sự đời ATM ATM phương thức truyền tải không đồng bộ, cung cấp dịch vụ băng rộng tương lai ATM lần nghiên cứu trung tâm nghiên cứu CNET (của France Telecom) Bell Labs vào năm 1983, sau tiếp tục phát triển trung tâm nghiên cứu Allatebell từ năm 1984 Các trung tâm tích cực nghiên cứu nguyên lí đóng góp tích cực việc thiết lập tiêu chuẩn ATM Hiện công nghệ ATM phát triển tới độ hoàn hảo ổn định Công nghệ nghiên cứu triển khai nhiều nước giới Nhiều mạng ATM triển khai, bước đầu cung cấp dịch vụ băng rộng tới khách hàng Việc ứng dụng công nghệ ATM vào mạng viễn thông bắt đầu vào năm 1990 ATM kết hợp công nghệ truyền dẫn công nghệ chuyển mạch qua mạng giao tiếp chuẩn, dựa vào công nghệ ATM để phân chia ghép tiếng nói, số liệu, hình ảnh vào khối có chiều dài cố định gọi tế bào ATM gì? ATM công nghệ mạng tốc độ cao thiết kế để dùng cho mạng cục (LAN) mạng diện rộng (WAN) Nó công nghệ chuyển mạch hướng kết nối, nghĩa mạch dành riêng thiết lập hệ thống cuối trước phiên liên lạc bắt đầu ATM phương thức truyền không đồng sử dụng kỹ thuật chuyển mạch gói chất lượng cao Có phương thức truyền tải định hướng, chuyển gói nhanh dựa ghép không đồng phân chia theo thời gian ATM kết hợp tất lợi kỹ thuật chuyển mạch trước vào kỹ thuật truyền thông Sử dụng gói cố định gọi tế bào, truyền tải hỗn hợp dịch vụ bao gồm thoại, hình ảnh, số liệu cung cấp băng thông theo yêu cầu ATM loại trừ “nút cổ chai” thường xảy mạng LAN WAN Các đặc điểm ATM Bài tập lớn môn Ghép Kênh 10 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 Hình 8: Nguyên tắc tự định tuyến Quy tắc gán tiêu đề cho tế bào: VPI/VCI cũ = VPI/VCI + định danh nội Nguyên tắc bảng định tuyến: Theo nguyên tắc này, VPI/VCI tiêu đề tế bào biên dịch phần tử chuyển mạch thành tiêu đề mã số cổng đầu thích hợp nhờ bảng định tuyến gắn với phần tử chuyển mạch Trong giai đoạn thiết lập nối, nội dung bảng cập nhật Hình 9: Nguyên tắc bảng điều khiển Hoạt động chuyển mạch ATM Bài tập lớn môn Ghép Kênh 18 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 Xét ví dụ ứng dụng ATM để cung cấp dịch vụ người dùng Thuê bao ATM nhận dịch vụ hai cách sau:  Qua kênh ảo cố định PVC (Permanent Vitural Circuit)  Qua kênh ảo chuyển mạch SVC (Switched Vitural Circuit) a) PVC: kênh ảo cố định Các thành phần bao gồm PABX tổng đài ATM dùng riêng để hỗ trợ cho dịch vụ điện thoại Router định hướng dùng để kết nối mạng LAN qua mạng chuyển mạch MUX thực chức ghép kênh tế bào ATM Người điều hành mạng (Network Operator) có chức hỗ trợ cho việc thiết lập/ Giải phóng kênh ảo cố định Hình 10: PVC mạng ATM Việc thiết lập kênh PVC theo thủ tục sau tương tự kênh cho thuê:  Thuê bao gọi nhà cung cấp yêu cầu kênh PVC  Thuê bao đưa địa đích, tốc độ bit yêu cầu thời gian sử dụng  “Điện thoại viên” (Network Operator) đưa thông tin qua thiết bị kết (Terminal) để thiết lập kênh tương tự điện thoại viên bình thường  Kênh nối thiết lập  Theo bao trả tiền theo quy định thuê kênh hay theo chi tiết gọi Như hình thức PVC tương tự thủ tục thuê kênh truyền thống có ưu điểm sau: Bài tập lớn môn Ghép Kênh 19 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1  Gần thời gian thực  Độ rộng băng theo yêu cầu  Không có thủ tục thiết lập gọi  Nailed-up connection nghĩa có mạch nối điểm yêu cầu  Dễ mở rộng hay giải phóng đường nối cuối b) SVC: Kênh ảo chuyển mạch Đối với phương thức này, gọi thiết lập, giá trị mặc định theo lực hay gán tốc độ 64 kbit/s gọi thiết lập mạch gán cho người dùng (Điện thoại thông thường) Hình 11: SVC mạng ATM Thuê bao chủ gọi nhấc máy quay số, gọi hướng tới ATM-Hub (Trung tâm ATM), thích ứng thông tin báo hiệu vào tế bào ATM ATM-Hub kiểm tra tốc độ bit yêu cầu, dùng thông tin chứa phần tải tin tế bào ATM Các tế bào ATM báo hiệu qua mạng tới đích để thiết lập kết nối Khi tế bào tới đích, ATMHub phía đích gửi tế bào ngược lại với thông tin kênh ảo để thiết lập kênh nối Khi tế bào tới chủ gọi, ATM-Hub gán cho tế bào giá trị VCI thích hợp mạng biết định tuyến cụ thể Khi thiết lập nối xong, tin người dùng tế bào VPI/VCI tiêu đề Khi phát tế bào ATM báo hiệu từ chủ gọi có chứa địa đích Tại tổng đài ATM phát tế bào theo kiểu quảng bá Tới đích chúng kiểm tra , đích thực đích phát Bài tập lớn môn Ghép Kênh 20 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 ngược lại Trên đường gán giá trị VPIi/VCIj đưa vào phần tải tin tế bào ATM Tế bào trở thuê bao chủ gọi đầu tin đường ngắn c) Chuyển mạch VP VC Tại số nút chuyển mạch, việc biên dịch VPI thực với việc biên dịch VCI tạo nên thay đổi VCI VPI Hình sau hai phương pháp chuyển mạch theo kênh ảo chuyển mạch theo luồng ảo Hình 12: Chuyển mạch VP VC Dãy tế bào ATM đảm bảo cho VCC phạm vi VPC Các dãy tham số QoS như: độ tổn thất tế bào, biến thiên độ trễ tế bào…sẽ đảm bảo cho VCC Tại thời điểm thiết lập VCC, tham số lưu lượng khách hàng xác định qua thỏa hiệp mạng khách hàng sau mạng giám sát tham số Tương tự kết nối kênh ảo VCC, kết nối ảo VPC dùng cho việc truyền thông tin khách hàng với khách hàng, khách hàng với mạng mạng với khách hàng Việc thiết lập giải phóng VPC thực thủ tục quản lý mạng, phụ thuộc vào việc VPC gán cung cấp có nhu cầu Khi việc thiết lập giải phóng VPC theo nhu cầu mạng khách hàng thực d) Nguyên tắc chuyển mach định tuyến nút mạng ATM Bài tập lớn môn Ghép Kênh 21 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 Chuyển mạch ATM thực chức chuyển mạch tế bào ATM từ đầu vào (trong số N đầu vào) đến hay nhiều đầu (trong số M đầu ra) dựa việc biên dịch VPC VCC Hình 13: Nguyên lý chuyển mạch ATM Theo hình 13 tế bào ATM chuyển mạch vật lí từ đầu vào Ii(N) đến đầu Oj(M), đồng thời giá trị tiêu đề vào (A,B,C ) phiên dịch sang tiêu đề (M, N, O ) đường vào đường giá trị tiêu đề nhất, đường khác có tiêu đề (ví dụ: A đường I1 đường In) Tất tế bào có đầu để A đường vào I1 chuyển tới đầu O1 đầu đề chúng phiên dịch hay chuyển đổi vào giá trị M Còn tất tế bào có đầu đề A đường vào In chuyển đến O1 đầu đề chúng lại nhận giá trị P Mặt khác hai tế bào hai đầu vào khác (Ii In) đến chuyển mạch ATM đồng thời đưa hai tế bào lúc Để giải vấn đề chuyển mạch phải có nhớ đệm để lưu giữ tế bào chưa thể phục vụ cho tế bào có độ ưu tiên cao Như kết nối xác định theo giá trị VPI riêng VP chặng đường truyền giá trị VCI riêng VC VP Bước để thiết lập kết nối đầu cuối trình xác định đường nối thiết bị nguồn thiết bị đích Bài tập lớn môn Ghép Kênh 22 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 Quá trình kết thúc với kết xác định chặng đường truyền dùng kết nối giá trị nhận dạng chúng Có hai phương thức định tuyến sử dụng chuyển mạch ATM, nguyên tắc tự định tuyến định tuyến dùng bảng định tuyến Theo nguyên tắc tự định tuyến việc biên dịch VPI/VCI cần phải thực đầu vào phần tử chuyển mạch sau biên dịch xong tế bào thêm phần mở rộng định danh nội thể xử lí tiêu đề tế bào Tiêu đề tế bào đặt trước nhờ nội dung biên dịch, việc tăng thêm tiêu đề tế bào yêu cầu tăng thêm tốc độ nội ma trận chuyển mạch Ngay sau tế bào có định danh nội bộ, định hướng theo nguyên tắc tự định hướng Mỗi nối từ đầu vào tới đầu có tên nội nằm ma trận chuyển mạch xác định Trong nối đa điểm VPI/VCI gán tên nội nhiều chuyển mạch có khả tế bào nhân định hướng tới đích khác phụ thuộc vào tên gán Ưu, Nhược điểm ATM Các tính ưu việt ATM môi trường ATM là: + Ghép kênh không đồng (ATDM) thống kê cho kiểu lưu lượng + Gán độ rộng kênh linh hoạt mềm dẻo + Giảm mạng riêng + Chấp nhận mạng có nhờ kết nối chúng với mạng ATM + Tốc độ truy cập cao (155 Mbt/s – 16 Gbt/s) Tiết kiệm giá thành OA&M (Operation Administrantion and Maintenance) nhờ công nghệ cao đồng Bản chất ATM liên kết truyền tế bào với thông tin tạo ATM cung cấp khả ghép kênh “thống kê” với đường truyền Do ATM đ tận dụng dung lượng truyền dẫn thời điểm có “hoạt động thấp” nguồn thông tin với thay v truyền tế bào “không có ích”, tế bào truyền khoảng thời gian này, có nguồn thông tin khác thay Trường hợp có nhiều nguồn thông tin thay đổi (VBR) truyền Bài tập lớn môn Ghép Kênh 23 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 đường truyền th khả ghép kênh “thống kê” cao Tế bào ATM có kích thước cố định kết hợp với ghép kênh, giúp cho việc tổ hợp nhiều nguồn tín hiệu khác đường truyền dễ dàng, từ nhà khai thác cung cấp nhiều dịch vụ cho khách hàng đường truyền Tuy nhiên ATM nhược điểm: + Thời gian tổ hợp tế bào trễ biến động tế bào + Trễ biến động tế bào sinh giá trị trễ khác điểm chuyển mạch thiết bị tách/ghép kênh, dẫn đến khoảng cách tế bào bị thay đổi Trong tín hiệu thoại bị ảnh hưởng nhiều xảy trễ Hình 14: Mô tả biến đổi trễ tế bào Ứng dụng ATM Dựa ITU-T I.211, dịch vụ ứng dụng ATM phân loại cách rộng rãi thành dịch vụ truyền thông dịch vụ phân phối Các dịch vụ truyền thông lại chia nhỏ thành dịch vụ tương tác qua lại, dịch vụ kiểu thông báo, dịch vụ phục hồi, có dịch vụ mà người sử dụng điều khiển dịch vụ mà người sử dụng điều khiển Bảng 9.1: Sự phân loại dịch vụ ứng dụng truyền thông Bài tập lớn môn Ghép Kênh 24 Khoa Điện – Điện Tử Dịch vụ VDT Lớp ĐHĐT1_K1 Các mẫu dịch vụ Các mẫu ứng dụng Hình ảnh Điện thoại truyền hình băng rộng Giáo dục, mua bán, quản lí từ xa & chuyển Hội nghị truyền hình băng rộng Giáo dục, mua bán, quản lí từ xa động Giám sát hình ảnh Bảo vệ tòa nhà, canh phòng GT âm Dịch vụ truyền thông tin hình ảnh, tiếng nói Truyền dẫn tín hiệu TV, đàm thoại âm truyền hình Chương trình đa âm Truyền dẫn đa ngôn ngữ, đa CT Kiểu thông tin Âm Truyền thông tin số tốc độ cao không Truyến dẫn tốc độ cao bị giới hạn mạng LAN/WAN, truyền dẫn tranh tĩnh, CAD/CAM Dữ liệu Dịch vụ tương tác qua lại Truyền dẫn file liệu Xử lí từ xa tốc độ cao Điều khiển thời gian thực.chuông kiểm tra từ xa Sao chép từ xa tốc độ cao Truyền dẫn văn bản, hình vẽ, hình ảnh Dịch vụ liên lạc hình ảnh Các hình ảnh đặc biệt, hình ảnh y học Dịch vụ liên lạc tài liệu Thông tin sử dụng dạng hỗn hợp Dịch vụ thư tín truyền hình Video/audio P.O.B điện tử Dịch vụ thư tín tài liệu P.O.B điện tử thông tin dạng hỗn hợp Văn truyền hình băng rộng Gồm giáo dục, mua bán, quảng cáo Dịch vụ khôi phục hình ảnh Giải trí học tập, GD từ xa Tài liệu Dịch vụ H/ả chuyển kiểu động sound thông báo Tài liệu Các dịch vụ phục hồi Truyền dẫn file dung lượng lớn Văn liệu, hình vẽ, ảnh tĩnh, ảnh chuyển đổi Dịch vụ khôi phục h/ả chất lượng cao Giải trí học tập, ảnh y học… Dịch vụ khôi phục tài liệu Khôi phục tài liệu từ TT thông tin Dịch vụ khôi phục liệu từ xa Phần mềm từ xa Bài tập lớn môn Ghép Kênh 25 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 Người ta áp dụng dịch vụ VDT, dịch vụ có giá trị then chốt bổ sung vào mạng truyền thông băng rộng, cho thuê bao nhà Dịch vụ cho phép lưu giữ chương trình truyền phim truyện, phim tài liệu, chương trình thể thao vào trạm thu truyền hình (video server) dạng số nén cung cấp loạt dịch vụ mà khách hàng yêu cầu thông qua mạng ATM/B-ISDN, người sử dụng lựa chọn , thực hiện, điều khiển, khôi phục, đặt câu hỏi cho chương trình Dịch vụ CATV truyền hình cho thuê thay dịch vụ mạng tư nhân này, dịch vụ mà người ta chờ đợi nhanh chóng trở thành dịch vụ mạng công cộng 2) Dịch vụ bảo tàng/thư viện điện tử Dịch vụ cho phép bạn sử dụng liệu thư viện bảo tàng hình thức đa phương từ trạm thông tin đa phương tiện (multi-media server), nơi mà liệu lưu trữ Dịch vụ thiết lập trường đại học, thư viện công cộng viện nghiên cứu cách riêng biệt, sau đưa phục vụ rộng rãi bước t.nh tập trung với mạng 3) Dịch vụ mua hàng từ xa Dịch vụ cho phép người sử dụng mua sản phẩm đầu cuối đa phương tiện thông qua danh mục cửa hàng ảo lưu giữ hình thức đa phương tiện nhà văn phòng Đầu tiên, dịch vụ triển khai chậm chạp xung quanh số cửa hàng quy mô lớn cửa hàng đặc biệt, nhiên mỏ rộng tất loại h.nh kinh doanh mua bán thông qua cải tiến hệ thống phần mềm tương lai công nghệ định hình hệ thống 4) Dịch vụ học tập máy tính từ xa Bài tập lớn môn Ghép Kênh 26 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 Dịch vụ cung cấp lúc nhiều môi trường giáo dục tự nghiên cứu nhân, nghiên cứu nhóm có trao đổi qua lại, học tập qua thư tín điện tử cách sử dụng sở liệu giáo dục nhà trường học thông qua mạng máy tính truyền thông 5) Dịch vụ hội nghị lí thuyết từ xa Dịch vụ có nhiệm vụ cung cấp nội dung chi tiết hội nghị lí thuyết việc sử dụng dịch vụ hội nghị từ xa máy tính mà không cần phải tham dự hội nghị Thiết lập khôi phục liệu đa phương tiện, thư tín điện tử đa phương tiện, liên lạc theo nhóm, công nghệ hiển thị ảnh kích thước lớn yếu tố yêu cầu để hỗ trợ cho dịch vụ nêu 6) Dịch vụ phác thảo dự án công cộng từ xa Dịch vụ có tác dụng hỗ trợ cho công nhân phân bố nơi xa xôi cho họ thực công việc nằm dự án công cộng, ví dụ dịch vụ CAD phức tạp, nhu cầu dịch vụ tăng mạnh văn phòng nhà, nghiên cứu phân tán, hợp tác công ty, vân vân đưa vào hoạt động 7) Dịch vụ mạng thông tin y tế Dịch vụ cho phép bác sĩ kiểm tra bệnh nhân từ xa khôi phục thông tin trình điều trị y học thông tin y tế khác từ DB Trong trường hợp trung tâm y tế chất lượng cao tập trung quanh đô thị thị dịch vụ sử dụng rộng rãi có khả đáp ứng nhu cầu thông tin lĩnh vực y học 8) Dịch vụ báo chí điện tử Dịch vụ đem lại cho người sử dụng thông tin thời tổ hợp từ Bài tập lớn môn Ghép Kênh 27 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 âm thanh, truyền hình, văn đồ hoạ với khả trễ thấp Khi báo tạp chí đưa dần vào CD-ROM, nữa, mà công nghệ nén/tháo nén công nghệ trình diễn thông tin hyper - media nâng cao, theo nhu cầu dịch vụ tăng lên cách nhanh chóng 9) Dịch vụ giảng từ xa Dịch vụ có nhiệm vụ cung cấp giảng có thời gian thực chất lượng cao cho người sử dụng phân bố nơi xa, sử dụng giảng dành cho khối khối chuyên ngành trường đại học, tái giáo dục xã hội đào tạo kỹ thuật cho công việc chuyên môn phạm vi công ty 10) Dịch vụ hội nghị đa phương tiện phạm vi văn phòng Dịch vụ cho phép điều khiển hội nghị hình thức thông qua PC trạm làm việc, giá thành dịch vụ giảm xuống phát triển mặt kỹ thuật thuật nhu cầu sử dụng dịch vụ tăng lên mạnh mẽ Bảng 9.2: Sự phân loại dịch vụ ứng dụng phân phối Dịch vụ Người Kiểu thông tin Các mẫu dịch vụ Các mẫu ứng dụng Hình ảnh, âm Dịch vụ phân phối TV (NTSC) Phân phối chương trình TV Dịch vụ phân phối TV (HDTV) Phân phối chương trình TV TV trả tiền Phân phối chương trình TV Văn đồ họa, ảnh tĩnh Dịch vụ phân phối tài liệu In ấn điện tử, báo điện tử Dữ liệu Dịch vu phân phối thông tin không bị giới hạn tốc độ cao Phân phối liệu không bị giới hạn Ảnh chuyển động âm Phân phối thông tin truyền hình Phân phối truyền hình / tiếng nói Văn bản, đồ họa, Tất kênh truyền thanh, tạp Học tập, GD, quảng cáo, Bài tập lớn môn Ghép Kênh 28 Khoa Điện – Điện Tử SD điều khiển âm thanh, ảnh tĩnh Lớp ĐHĐT1_K1 chí truyền hình khôi phục tin tức từ xa, phần mềm từ xa 10 Xu hướng phát triển Chuyển mạch ATM có chức phân phối tế bào tới nơi nhận tương ứng, phù hợp với VPI/VCI, nơi truyền thông tin phần tiêu đề kênh Điều có nghĩa là, tr.nh bày h.nh 4-1, tế bào đưa vào hệ thống chuyển mạch ATM để khôi phục bảng chuyển đổi địa phương tiện phần cứng phù hợp với giá trị VPI/VCI sau địa cổng lựa chọn cách tự động Đồng thời, giá trị VPI/VCI chuyển đổi thành giá trị cho trình xử lí Đặc tính chuyển mạch ATM chỗ thử nghiệm biến đổi độ trễ tế bào thông qua việc sử dụng kỹ thuật tự định tuyến lớp phần cứng, dễ dàng hỗ trợ cho truyền thông đa phương tiện sử dụng liệu, tiếng nói hình ảnh Hơn nữa, đảm bảo việc điều khiển phân tán song song mức độ cao Những yêu cầu hệ thống chuyển mạch ATM tr.nh xử l tế bào phải thực xong phạm vi msec nút, trường hợp xử l thông tin CBR 10-9 nút, trường hợp xử l thông tin VBR, tỷ lệ tổn thất tế bào cỡ 10-7 nút phải đảm bảo chắn Ngoài ra, c.n phải đảm bảo việc truyền đạt 100% hỗ trợ tốc độ truy nhập lớp STM-1 (155 Mbps) lớp cao cổng yếu tố chuyển mạch, dễ dàng việc điều khiển phân tán tự định tuyến, việc đảm bảo tính môđun hoá mở rộng tuyệt vời tổng đài Mặt khác, vấn đề quan trọng có liên quan tới công nghệ chuyển mạch ATM mà thiết phải giải đảm bảo hỗ trợ có hiệu Bài tập lớn môn Ghép Kênh 29 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 truy nhập điểm - đa điểm hệ thống chuyển mạch, hổ trợ chức phân nhóm kênh sử dụng nhằm mục đích liên kết cổng chuyển mạch nhóm chúng lại, sử dụng dung lượng lớn hệ thống chuyển mạch ATM (ví dụ : vượt 1024x1024), hỗ trợ dịch vụ vận chuyển ATM ABR (tốc độ bit khả năng) UBR (tốc độ bit không xác định) Do mạng chuyển mạch ATM thiết phải hỗ trợ cho dịch vụ phân tán VDT mà người ta chờ đợi nhu cầu dịch vụ tăng lên cách mạnh mẽ, nên định phải có chức truy nhập điểm đa - điểm Để đạt mục tiêu này, hệ thống chuyển mạch ATM cần phải có chức chép tế bào hệ thống chuyển mạch ATM Chức chép trao đổi tế bào cần phải có mạng chép đứng trước hệ thống chuyển mạch có chức xử lí điểm - điểm, nghiên cứu việc thực chức truy nhập đa điểm bắt đầu Như vậy, cấu trúc chuyển mạch ATM có chức điểm - điểm chức đa điểm mạng chép riêng biệt xem xét lại cách tích cực Nhược điểm hệ thống chuyển mạch ATM trước phức tạp phần cứng tăng thêm trễ truyền dẫn tế bào, nhược điểm hệ thống sau điều khiển phức tạp việc chức chép xử lí phải thực đồng thời Do vậy, hoạt động nghiên cứu thực mạng chép hệ thống cũ, trọng tâm nhấn mạnh vào việc làm đơn giản phần cứng thuật toán chức chép, đó, hệ thống mới, việc nghiên cứu tập trung chủ yếu vào cấu trúc chuyển mạch kiểu vùng đệm kết xuất kiểu vùng đệm phân chia (xem phân loại vị trí vùng đệm phần sau) Bài tập lớn môn Ghép Kênh 30 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 KẾT LUẬN Có thể nói, kỹ thuật chuyển mạch truyền tải không đồng ATM thể vai trò cốt lõi quan trọng mạng băng rộng B-ISDN, đồng thời góp phần đưa công nghệ tiến gẫn với xu hội tụ Qua làm mình, em tìm hiểu kiến thức sở SDH Đặc biệt với phần tìm hiểu sau với công nghệ chuyển mạch tiên tiến công nghệ chuyển mạch ATM sử dụng rộng rãi giới Bài tập lớn môn Ghép Kênh 31 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 TÀI LIỆU THAM KHẢO  Giáo trình sở kỹ thuật chuyển mạch, Học viện bưu viễn thông, Nhà xuất Thông tin & truyền thông  Giáo trình Ghép kênh, Thạc sĩ Phạm Thị Phượng, Khoa công nghệ kỹ thuật điện tử viễn thông, Trường Đại Học Thành Đô  Các tài liệu cá trang web: o www.scribd.com o www.tailieu.vn Bài tập lớn môn Ghép Kênh 32 [...]... việc này được thực hiện ở lớp vật lí 5 Kỹ thuật ghép kênh trong ATM Nhược điểm cơ bản của STM là lãng phí khả năng truyền tải của hệ thống và khó xử lí đồng thời tất cả các dịch vụ yêu cầu (thậm chí không thể xử lí được) có tốc độ dòng bit rất khác nhau Theo khảo sát sơ bộ kỹ thuật dùng trong chế độ truyền tải đồng bộ STM là kỹ thuật ghép kênh theo thời gian đồng bộ STDM ( Synchronous Time Division Multiplexing)... khi không có thông tin để truyền ) cũng không thể dùng cho các quá trình thông tin khác ATDM (Asynchronous Time Division Multiplexing) là một kỹ thuật ghép kênh không đồng bộ Khác với chế độ ghép kênh đồng bộ , ATDM không còn nhiệm vụ gán khe thời gian cho các quá trình thông tin cụ thể nữa mà cứ có bất kỳ khe thời gian nào rỗi thì ATDM ghép gói tin cần truyền vào Kỹ thuật này còn được gọi là kỹ thuật. ..Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 ATM truyền tải theo phương thức không đồng bộ, tức là các thông tin được truyền từ đầu phát tới đầu thu một cách không đồng bộ và được thể hiện như sau: thông tin xuất hiện tại đầu vào của hệ thống được nạp vào các bộ nhớ đệm, sau đó chúng được chia nhỏ thành các tế bào và truyền tải qua mạng ATM có hai đặc điểm quan trọng là:  Thứ nhất: ATM sử dụng các gói có kích thước... gói, sử dụng ATDM sẽ có khả năng đáp ứng tốt các yêu cầu trong B-ISDN là vấn đề chủ yếu của công nghệ truyền tải không đồng bộ ATM Cấu trúc phân lớp của mạng ATM Theo mô hình tham chiếu liên kết hệ thống mở OSI (Open System Interconnection) của tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế ISO (International Standard Organization) Mỗi hệ thống mở đều có các hệ thống con được sắp xếp theo thứ tự như hình 7 Một PDU lớp... đích và số thứ tự các gói tin là không cần thiết ATM cũng không cung cấp cơ chế điều khiển luồng giữa các nút mạng nhưng có khả năng nhóm một vài kênh ảo thành một đường ảo nhằm giúp cho việc định tuyến được dễ dàng hơn Vì vậy chức năng cơ bản của phần tiêu đề trong tế bào ATM là nhận dạng các cuộc nối ảo Dựa vào cấu trúc phân cấp ATM theo sơ đồ: Hình 4 Cấu trúc phân cấp ATM Tương ứng với hai cấp giao... nhờ công nghệ cao và đồng nhất Bản chất của ATM là liên kết truyền các tế bào với các thông tin được tạo ra và ATM cung cấp khả năng ghép kênh thống kê” với đường truyền Do đó trong ATM đ tận dụng được dung lượng truyền dẫn trong các thời điểm có “hoạt động thấp” của nguồn thông tin với thay v truyền đi các tế bào không có ích”, là các tế bào truyền đi trong khoảng thời gian này, sẽ có các nguồn... sao chép, trong khi đó, đối với hệ thống mới, việc nghiên cứu được tập trung chủ yếu vào cấu trúc chuyển mạch kiểu vùng đệm kết xuất hoặc kiểu vùng đệm phân chia (xem sự phân loại bởi vị trí vùng đệm ở phần sau) Bài tập lớn môn Ghép Kênh 30 Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1_K1 KẾT LUẬN Có thể nói, kỹ thuật chuyển mạch truyền tải không đồng bộ ATM đã thể hiện được vai trò cốt lõi cực kỳ quan trọng trong mạng... của hệ thống chuyển mạch ATM trước đây là sự phức tạp của phần cứng và sự tăng thêm của trễ truyền dẫn tế bào, trong khi đó nhược điểm của hệ thống sau này là sự điều khiển phức tạp do việc chức năng sao chép và xử lí phải được thực hiện đồng thời Do vậy, trong những hoạt động nghiên cứu được thực hiện trên mạng sao chép của hệ thống cũ, trọng tâm được nhấn mạnh vào việc làm đơn giản phần cứng và thuật. .. này, hệ thống chuyển mạch ATM cần phải có chức năng sao chép tế bào ngay trong hệ thống chuyển mạch ATM Chức năng sao chép và trao đổi tế bào cần phải có mạng sao chép đứng trước hệ thống chuyển mạch có chức năng xử lí điểm - điểm, và những nghiên cứu về việc thực hiện chức năng truy nhập đa điểm đã và đang được bắt đầu Như vậy, cấu trúc chuyển mạch ATM có chức năng điểm - điểm và chức năng đa điểm không. .. kênh đồng bộ với đồng bộ hệ thống vì các khung tín hiệu phải bố trí săp xếp theo một thứ tự cố định và lặp lại theo một chu kỳ hoàn toàn xác định bởi đồng hồ hệ thống Mỗi khe thời gian Tsi của một khung được gán cho một kênh liên lạc cố định trong suốt thời gian của quá trình thông tịn, do vậy thường xảy ra lãng phí nguồn tài nguyên vì kênh đã gán dành riêng cho một quá trình thông tin thì cho dù nó không ... tử mạng để mạng PDH k t nối tới hay giao tiếp với mạng SDH Bộ ghép xen k (ADM), hệ thống k t nối chéo số DCS hay hệ thống mạch vòng số DLC cung cấp giao tiếp hệ thống SDH hệ thống PDH, chẳng hạn... việc ghép k nh Từ k nh tín hiệu sơ cấp 64kbit/s (=8kbit/s x 8) ta thực ghép k nh cấp cao Có phương pháp ghép k nh cấp cao: ghép k nh cận đồng với ghép k nh đồng Trong ghép k nh cận đồng (Plesiochronous... tập lớn môn Ghép K nh Khoa Điện – Điện Tử Lớp ĐHĐT1 _K1 CHƯƠNG GHÉP K NH ATM TRONG SDH Sự đời ATM ATM phương thức truyền tải không đồng bộ, cung cấp dịch vụ băng rộng tương lai ATM lần nghiên cứu