Công nghệ ATM và mạng đa dịch vụ băng rộng B-ISDN
Tuyển tập đề tài nghiên cứu khoa học HS-SV Công nghệ ATM và mạng đa dịch vụ băng rộng B-ISDN Đề tài Công nghệ ATM và mạng đa dịch vụ băng rộng B-ISDN hết sức mới mẻ và thú vị về nội dung cũng nh tính thực tiễn của nó. Bởi B-ISDN là xu hớng của mạng viễn thông trong tơng lai và công nghệ ATM đợc chọn là công nghệ then chốt của B-ISDN và là công nghệ của thế kỉ XXI. Mạng viễn thông hiện tại đang gồm nhiều mạng con, chúng đáp ứng các nhu cầu khác nhau một cách riêng rẽ ví dụ nh mạng điện thoại, phát thanh, truyền hình . Điều đó gây khó khăn trong quản lí và khả năng đáp ứng nhu cầu của khách hàng cũng nh trong vấn đề giải quyết tính hiệu quả và kinh tế của mạng viễn thông. Mặt khác, nhu cầu trao đổi thông tin không dừng lại ở số lợng, chất l- ợng và hình thức dịch vụ nhất định mà ngày càng đòi hỏi ở mức độ cao hơn. Do tính phức tạp và luôn biến động của nhu cầu khách hàng đã làm xuất hiện các loại hình dịch vụ mới từ các dịch vụ có tốc độ thấp đến các dịch vụ có tốc độ cao và siêu cao, từ các dịch vụ có tốc độ bit không đổi đến các dịch vụ có tốc độ bit thay đổi, ngoài ra còn đồi hỏi thời gian thực hay không, độ rộng băng tần ra sao . Cùng với sự xuất hiện các nhu cầu mới, khoa học kĩ thuật trong thời gian qua đã phát triển hết sức mạnh mẽ là một trong những động lực chính thúc đẩy mạng viễn thông phát triển. Điển hình là máy tính điện tử, công nghệ truyền dẫn, chuyển mạch Về máy tính, là một công cụ không thể thiếu trong việc phân tích, xử lí và lu trữ thông tin và giá thành máy tính ngày càng giảm, các tính năng ngày đợc nâng cao. Trong lĩnh vực truyền dẫn, cáp sợi quang ra đời là một bớc nhảy vọt bởi nó có những đặc tính quí trong truyền tin nh cho phép truyền tải với tốc độ cao, độ tin cậy cao. Trớc những động lực thúc đẩy nêu trên, xu hớng tất yếu của mạng viễn thông là phải phát triển thành mạng hợp nhất bằng cách tích hợp các mạng riêng thành mạng đa dịch vụ băng rộng B- ISDN. Tuy nhiên, công nghệ hiện tại trong mạng viễn thông -công nghệ truyền tải đồng bộ STM với kĩ thuật chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói không thể đáp ứng đợc các yêu cầu về mặt kĩ thuật của B-ISDN. Vì vậy cần thiết phải tìm ra một công nghệ mới, tối u hơn, và công nghệ truyền tải không đồng bộ ATM đã đợc tổ chức viễn thông thế giới IT&Tchọn làm công nghệ cơ bản cho B-ISDN nhờ những tính năng u việt của nó sẽ trình bày ở phần sau. Nội dung của đề tài gồm 4 chơng: Chơng I : Tổng quan về hiện trạng và xu hớng phát triển của B -ISDN và ATM. Chơng II: Nguyên lý ATM. Chơng III: Mô hình tham chiếu giao thức B -ISDN (B -ISDN PRM). Chơng IV:Các dịch vụ B-ISDN và ứng dụng của ATM. Học viện Công nghệ BCVT 96 Tuyển tập đề tài nghiên cứu khoa học HS-SV Chơng I nghiên cứu tổng quan về B-ISDN và ATM, ỏ đây nêu lên các động lực trong thực tế thúc đẩyB-ISDN phát triển và các u điểm của công nghệ truyền tải không đồng bộ ATM-công nghệ duy nhất đáp ứng tốt các yêu cầu của B-ISDN. Chơng II giải quyết vấn đề về nguyên lí ATM trong đó trình bày về phơng thức truyền tải không đồng bộ ATM bằng cách nghiên cứu cách thức cắt gói bản tin của ATM.Chính cấu tạo của tế bào ATM có kích thớc không đổi 53 Byte trong đó có 5 Byte tiêu đề và 48 Byte mang tin ngời dùng đã tạo ra các u điểm của công nghệ ATM .Đó là ATM thực hiện ghép kênh không đồng bộ và thống kê cho mọi kiểu lu lợng,với tốc độ bít thay đổi , tốc độ bít không xác định , khả năng sử dụng có hiệu quả tài nguyên của mạng .Điều này cho phép giảm thiểu các mạng riêng để đi đến một kiến trúc mạng đồng nhất kiểu đa phơng tiện.ATM cho phép tiết kiệm các chi phí vận hành và bảo dỡng .Trong quá trình truyền tin ATM không quan tâm tới bản chất thông tin là gì( tốc độ bit bằng bao nhiêu , độ rộng băng thế nào ) mà chỉ quản lý định tuyến thông qua 5 byte tiêu đề do vậy đã khắc phục đợc nhợc điểm trễ của chuyển mạch gói và phát huy tốc độ nhanh , đáp ứng tức thời của chuyển mạch kênh.Các trờng số liệu trong tiêu đề tế bào ATM giúp cho việc định tuyến và chuyển mạch đợc chính xác đảm bảo các yêu cầu về chất lợng dịch vụ. Chơng III nghiên cứu về mô hình tham chiếu giao thức B-ISDN-PRM. Để đơn giản trong thiết kế và cài đặt mạng thì mô hình tham chiếu giao thức B-ISDN PRM có cấu trúc phân lớp và mặt phẳng.Theo cấu trúc phân lớp thì mô hình tham chiếu giao thức B-ISDN PRM đợc chia thành 4 lớp : +Lớp vật lý +Lớp ATM +Lớp AAL Học viện Công nghệ BCVT 97 UNI-format NNI-format Cấu trúc tiêu đề tế bào ATM PT PT GFC VPI VPI VCI VCI VCI CLP VPI VPI VCI VCI VCI CLP HEC HEC 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 Tuyển tập đề tài nghiên cứu khoa học HS-SV +Các lớp cao Chức năng chính của lớp vật lý là đảm bảo việc truyền dẫn các tế bào ATM trên môitrờng vật lý và kết nối các thiết bị ATM.Lớp này đợc chia thành 2 lớp con là : Phân lớp môi trờng vật lý (PM) Phân lớp hội tụ truyền dẫn(TC) Chức năng chính của phân lớp PM Định thời cho các bít tại vị trí thu và phát tín hiệu Mã hoá , giải mã Thu thập và tổ chức các tế bào ATM Chức năng chính của phân lớp TC Phối hợp tốc độ tế bào Tạo \ thẩm định dãy HEC tiêu đề Nhận biết giới hạn tế bào Thích ứng khung truyền dẫn Tạo khôi phục khung truyền dẫn Chức năng chính của lớp ATM là quản lý định tuyến và chuyển mạch đảm bảo thông tin từ nguồn đến đích , đáp ứng các yêu cầu về chất lợng dịch vụ, cụ thể Học viện Công nghệ BCVT 98 Mô hình tham chiếu giao thức B _ISDN(B _ISDN PRM) Số liệu CLNS Số liệu CONS Dịch vụ Video Dịch vụ Điện thoại Lớp ATM Điều khiển và báo hiệu Lớp con hội tụ CS Lớp con cắt\ hợp gói SAR Lớp AAL TC PM Lớp Vật lý Mặt phằng người dùng Mặt phẳng điều khiển Mặt phẳng quản lý Q u ả n l ý l ớ p Quản lý mặt phẳng Lớp con hội tụ truyền dẫn Lớp con môi trường vật lý Tuyển tập đề tài nghiên cứu khoa học HS-SV Điều khiển luồng chung Tạo \tách tiêu đề tế bào Biên dịch VPI/VCI Điều khiển luồng chung Lớp AAL có chức năng làm cho phù hợp giữa các dịch vụ đợc cung cấp với lớp ATM vì các dịch vụ đ- ợc cung cấp rất khác nhau về tốc độ bit, độ rộng băng , yêu cầu về thời gian thực Trên cơ sở nghiên cứu về cấu trúc tế bào ATM và mô hình tham chiếu giao thức B- ISDN PRM ta thấy công nghệ ATM là một giải pháp để đáp ứng các dịch vụ của B-ISDN tong lai .Chơng IV trình bày về các ứng dụng của ATM trong mạng viễn thông , đặc biệt là ứng dụng ATM vào mạng thoại.Hiện nay mạng thoại đang rất phát triển và phủ rộng trên toàn cầu vì vậy nghiên cứu việc ứng dụng ATM vào mạng thoại là một vấn đề hết sức nhạy cảm và cấp thiết. Phơng pháp nghiên cứu của đề tài Lần đầu tiên tham gia nghiên cứu khoa học nhóm nghiên cứu không khỏi bỡ ngỡ với công tác làm khoa học.Tuy vậy nhóm cũng xác định phải có phơng pháp nghiên cứu đúng thì đề tài mới đạt kết quả tốt.Vì đề tài là nghiên cứu lý thuyết nên nhóm đã chọn phơng pháp nghiên cứu lý luận. Xuất phát từ nội dung cần nghiên cứu nhóm đã tìm đọc những tài liệu khác nhau có liên quan đến đề tài nh: Mạng đa dịch vụ băng rộng B-ISDN và công nghệ ATM Cơ sở kĩ thuật chuyển mạch Công nghệ ATM Ngoài ra còn tham khảo sách tiếng Anh :ATM network. Để tận dụng sức mạnh tập thể nhóm phân công mỗi ngời nghiên cứu sâu một phần sau đó thảo luận ,tập hợp những vấn đề vớng mắc lại và cùng trao đổi với thầy hớng dẫn. Công nghệ ATM và mạng dịch vụ băng rộng B-ISDN là một vấn đề hết sức tầm cỡ do vậy trong khuôn khổ đề tài này không thể giải quyết hết các vấn đề liên quan. Tuy vây bản báo cáo của đề tài là một sự tổng hợp của nhiều tài liệu chắc chắn sẽ rất thú vị và bổ ích cho những nghiên cứu sâu hơn. Về khả năng ứng dụng của đề tài ,vì đây là một đề tài thuần túy về lý thuyết và hiện nay công nghệ ATM đang đợc nghiên cứu ở Việt Nam ,trên thế giới thì đang trong giai đoạn thử nghiệm do vậy nghiên cứu đề tài này chúng ta sẽ nắm bắt đợc công nghệ trong tơng lai và xu hớng tất yếu của mạng viễn thông. Sản phẩm của quá trình nghiên cứu có thể dùng làm tài liệu nghiên cứu cho các đối tợng học sinh ,sinh viên và cũng là một tài liệu tốt cho những ai quan tâm tới công nghệ mới . Học viện Công nghệ BCVT 99