DỊCH VỤ MẠNG TRUY NHẬP ATM

MẠNG ATM THUÊ BAO GIA ĐÌNH

1 GIỚI THIỆU CÁC DỊCH VỤ MẠNG TRUY NHẬP ATM MỤC LỤC 1.GIỚI THỆU 3 1.1 Cấu trúc chuẩn .3 1.2 Các thành ph ần chuẩn .4 1.2.1 Mạng nhân ATM 4 1.2.2 M ạng truy nhập ATM .4 1.2.3 K ết cuối mạng truy nhập .5 1.2.4 M ạng ATM thuê bao gia đình. .6 1.2.5 H ệ thống đầu cuối ATM .6 1.3 Các giao diện chuẩn 7 1.3.1 Giao diện mạng truy nhập .7 1.3.2 Giao di ện UNI W , UNI X , UNI H 7 2. CÁC D ỊCH VỤ 7 2.1 Cấu hình kết nối .7 2.2 Các d ạng kết nối 7 2.3 Xác l ập kết nối .7 2.4 Qu ản lý lưu lượng 8 3 CÁC MẠNG TRUY NHẬP ATM .8 3.1 Cấu trúc chuẩn ATM qua Hybrid Fiber Coax (HFC) .8 3.2 M ạng truy nhập trên cơ sở mạng quang thụ động ATM 10 3.2.1 Mạng quang thụ động ATM cho FTTH 11 3.2.2 M ạng quang thụ động ATM cho FTTC/cab 13 3.3 Kênh thuê bao số không đối xứng ADSL 16 3.3.1 Chuyển tải của ATM qua ADSL . 17 3.4 Kênh thuê bao số tốc độ cao VDSL 18 4 MẠNG ATM THUÊ BAO GIA ĐÌNH . 20 4.1 Cơ sở hạ tầng 20 4.1.1 Mô hình cơ sở hạ tầng . 21 4.1.2 Ráp n ối . 21 4.1.3 Cáp . 22 4.1.4 K ết nối 22 4.1.5 Xung nh ịp chuẩn 22 5 BÁO HI ỆU . 23 5.1 Chức năng mạng truy nhập 23 5.2 Phân lo ại hệ thống 24 5.2.1 Phương án 1 . 24 2 5.2.2 Phương án 2 . 24 5.2.3 Phương án 3 . 25 5.2.4 Phương án 4 . 26 5.2.5 Phương án 5 . 27 5.3 Báo hiệu tại UNI X , UNI W và UNI H 27 5.4 Báo hi ệu tại ANI . 27 5.4.1 Giao diện VB5 . 27 5.4.2 Giao di ện giữa các mạng ATM . 27 5.4.3 Giao di ện Đối tượng sử dụng-Mạng 28 6 TÀI LI ỆU THAM KHẢO . 29 6.1 Normative References . 29 6.2 Informative References . 30 7 CÁC TỪ VIẾT TẮT 31 PH Ụ LỤC A 34 A.1 Cơ cấu mạng thuê bao gia đình . 34 Figure A-1 Home Network Fabric 34 A.1.1 Chuy ển mạch mức cao hơn . 35 A.1.2 Kh ối Interworking . 35 A.1.3 Ví d ụ Fabric mạng thuê bao gia đình 35 A.2 . 36 A.3 Các ch ức năng bổ sung 37 A.4 M ạng thuê bao gia đình Non-ATM 39 3 1.Gii thu Khuụn kh cu trỳc bng rng cho cỏc thuờ bao gia ỡnh ca din n ATM (ATM Forum Residential Broadband- RBB) xỏc nh cỏc h thng truy nhp v m ng thuờ bao gia ỡnh. 1.1 Cu trỳc chun Cu trỳc Residential Broadband chun xỏc nh giao din RBB trong phm vi cỏc mng thuờ bao gia ỡnh v truy nhp khỏc nhau. Cu trỳc RBB chun bao gm 5 thnh phn sau: 1. Mng nhõn ATM. 2. Mng truy nhp ATM. 3. Kt cui mng truy nhp. 4. Mng ATM thuờ bao gia ỡnh. 5. H thng u cui ATM. Hỡnh 1-1 Cu trỳc RBB chun Trong cu trỳc chun, cú th s khụng cú mt hoc nhiu thnh phn, khi ú cỏc giao din ti mt hoc nhiu im chun l nh nhau. Cú th cú mt hoc nhiu hn mt giao din cho mi im chun. Chỳ ý : Trong hỡnh 1-1 khụng cú im chun U B , T B hoc S B do khụng cú ỏnh x trc tip cỏc im chun ti cỏc giao din chun c xỏc nh l ỏp dng cho mi trng hp. C th, cỏc im chun S v T trong Khuyn ngh I.310 ca ITU-T cú ý ngha quan trng trong h thng bỏo hiu hiu xỏc nh cỏc thnh phn chc nng khụng Mạng nhân ATM Mạng Truy nhập ATM Kết cuối mạng truy nhập Hệ thống đầu cuối ATM ANI UNI w UNI UNI X H Mạng thuê bao gia đình ATM 4 thích hợp với môi trường RBB. Do đó, việc giải thích chính xác các điểm chuẩn này phụ thuộc vào cấu trúc mạng nội hạt và môi trường điều chỉnh. Cấu hình chuẩn trong phần này và các phần tiếp theo được chia thành các nhóm ch ức năng mà thường phù hợp với các thiết bị thực tế. Các thiết bị thực tế có thể bao gồm một hoặc nhiều nhóm chức năng, hoặc chỉ một phần của một nhóm chức năng. Trong trường hợp cuối c ùng, giao diện giữa các thiết bị hoặc hệ thống phù h ợp với các nhóm chức năng không phải là đối tượng nghiên cứu trong tài liệu này nhưng có thể được đề cập đến trong các t ài liệu hoặc tiêu chuẩn khác. Cấu hình chuẩn cũng chỉ ra các giao diện hoặc bao gồm hoặc tham chiếu tới các tiêu chu ẩn khác. Khi có nhiều hơn hai nhóm chức năng trong một thiết bị, không cần giao diện giữa các nhóm. 1.2 Các thành phần chuẩn 1.2.1 Mạng nhân ATM Mạng nhân ATM (Hình 1-2) bao gồm các nhóm chức năng sau: 1. Mạng của một hoặc nhiều chuyển mạch ATM 2. Các dịch vụ 3. Quản lý mạng Hình 1-2 Mô tả các chức năng của mạng nhân ATM Hình 1-2 Mô tả mạng ATM nhân 1.2.2 Mạng truy nhập ATM Mạng truy nhập ATM bao gồm các nhóm chức năng sau: Mạng ATM nhân Quản lý mạng Các chuyển mạch ATM Các dịch vụ 5 1. Kết cuối số ATM (ADT) 2. Mạng phân bố truy nhập ADT là một vấn đề được đề cập trong toàn tài liệu này. Các công nghệ mạng truy nhập cá nhân có thuật ngữ phù hợp với chức năng này. Hình 1-3 Mô t ả mạng truy nhập ATM 1.2.3 Kết cuối mạng truy nhập Kết cuối mạng truy nhập (NT) là một nhóm chức năng kết nối mạng truy nhập ATM và mạng ATM thuê bao gia đình. UNI W là giao diện tại mạng mạng truy nhập bên cạnh NT. UNI X là giao diện tại nhà cạnh NT. Chức năng của NT phụ thuộc vào công nghệ mạng Truy nhập và mạng thuê bao gia đình. NT có thể thụ động hoặc tích cực. Sự thụ động của NT chỉ ra rằng các giao diện tại UNI X và UNI X là như nhau tại mọi lớp. NT có thể bao gồm các thành ph ần thụ động (ví dụ như bộ bảo vệ điện tử) hoặc các thành phần tích cực trong điện tử hoặc v ùng quang học (ví dụ như bộ lọc hoặc bộ khuếch đại) nhưng không bao gồm các thành phần tích cực trong vùng kỹ thuật số ( nó không bao gồm điều biến /giải điều biến hoặc các chức năng mức cao hơn). NT tích cực có thể bao gồm các chức năng mức PMD trong vùng kỹ thuật số chẳng hạn như điều biến/giải điều biến và bộ chuyển đổi trung gian. Nó cũng có thể bao gồm các chức năng tại các mức TC và MAC. Các thiết bị có NT cũng có Mạng truy nhập ATM Đầu cuối ATM số Mạng phân phối truy nhập 6 thể bao gồm các chức năng khác (ví dụ như thiết bị phân phối tại thuê bao gia đình). 1.2.4 Mạng ATM thuê bao gia đình. Mạng ATM thuê bao gia đình (HAN) kết nối đầu cuối mạng truy nhập và hệ thống đầu cuối ATM. HAN bao gồm các nhóm chức năng sau: 1. Thiết bị phân phối tại thuê bao gia đình (Home distribution Device) 2. M ạng phân phối tại thuê bao gia đình (Home Distribution Network) Hình 1-4 Mô t ả mạng ATM tại gia đình Thi ết bị Phân phối tại thuê bao gia đình thực hiện chuyển mạch và/hoặc tập trung các kết nối ảo ATM giữa UNI X và các thiết bị được kết nối với mạng ATM thuê bao gia đình tại UNI H , bao gồm cả hỗ trợ cho kết nối ảo ATM giữa các thiết bị. Nó bao gồm cả các chức năng lớp PHY, MAC hoặc ATM, có thể bao gồm cả báo hiệu. Thiết bị phân phối tại thuê bao gia đình là tuỳ ý và không cần đưa ra trong toàn bộ mạng ATM thuê bao gia đình. Một vài chức năng của nó có thể được thực hiện cùng với đầu cuối mạng trong từng thiết bị. Mạng phân phối thuê bao gia đình chuyển tải lưu lượng ATM đi từ hệ thống đầu cuối ATM bằng kết nối điểm - điểm, cấu trúc hình sao hoặc hình cây và phân nhánh. 1.2.5 Hệ thống đầu cuối ATM Hệ thống đầu cuối ATM bao gồm các chức năng trên lớp ATM, có thể bao gồm các ứng dụng đầu cuối - đối tượng sử dụng. Mạng ATM gia đình Mạng phân phối tại gia đình Thiết bị phân phối tại gia đình 7 1.3 Các giao diện chuẩn 1.3.1 Giao diện mạng truy nhập Giao diện mạng truy nhập (ANI) là giao diện giữa mạng truy nhập và mạng nhân ATM. Nó hoàn toàn độc lập với bất cứ công nghệ mạng truy nhập nào. Phần 5 sẽ mô tả chi tiết về giao diện ANI. 1.3.2 Giao diện UNI W , UNI X , UNI H UNI W , UNI X ,UNI H là các giao diện cho công nghệ mạng truy nhập, đầu cuối mạng truy nhập, mạng thuê bao gia đình và hệ thống kết cuối ATM. Các giao diện này h ỗ trợ các tế bào cơ bản UNI, hoặc khung cơ bản UNI để ATM chuyển tải giữa các thành phần. 2. Các dịch vụ Các dịch vụ và tính năng của mạng băng rộng thuê bao gia đình ATM giống như đối với các mạng ATM khác. Các nh à quản lý mạng có thể chọn lọc để đưa ra các đề nghị to àn bộ hay một phần các dịch vụ và tính năng. Điều đó mang đến khả năng các kết nối giữa hệ thống đầu cuối ATM với mạng RBB v à hệ thống đầu cuối ATM với các mạng ATM khác là như nhau. 2.1 Cấu hình kết nối Các kết nối điểm-điểm và điểm-đa điểm được sử dụng trong mạng RBB như trong UNI3.1. Các dạng kết nối khác đang được nghiên cứu trong ATM Forum và ITU- T để áp dụng cho các mạng RBB trong tương lai. 2.2 Các dạng kết nối Các kết nối đường dẫn ảo và kênh ảo trong mạng RBB như trong UNI3.1 2.3 Xác lập kết nối Các kết nối ảo cố định trong mạng RBB như trong UNI3.1 Các kết nối ảo chuyển mạch trong mạng RBB như trong UNI3.1. Cơ cấu và tính năng cho SVCs được mô tả trong phần 5. 8 2.4 Quản lý lưu lượng Các loại hình dịch vụ CBR, rt-VBR, nrt-VBR, ABR và UBR, các tham số lưu lượng liên quan và các tham số QoS cho các mạng RBB như trong TM4.0. Các mức PHY của một số công nghệ mạng truy nhập RBB có các đặc tính (chẳng hạn như băng rộng không đối xứng, tốc độ động, .) không điển h ình của các lớp PHY được sử dụng trong môi trường không phải là thuê bao gia đ ình ( non-residential). Các ảnh hưởng của các đặc tính này lên quản lý lưu lượng ATM đang được nghiên cứu. Các đặc tính đó cũng có thể tác động đến điều khiển nạp các kết nối ( Connection Admission Control) và sự phân phối mạng truy nhập tới QoS đầu cuối-đầu cuối. 3 Các mạng truy nhập ATM Phần này đề cập đến một vài mạng truy nhập ATM mà đang được ATM Forum quan tâm nhưng không cung cấp to àn bộ các công nghệ truy nhập RBB. 3.1 Cấu trúc chuẩn ATM qua Hybrid Fiber Coax (HFC) Hình 3-1: Cấu trúc chuẩn NT thụ động ATM qua HFC Hình 3-1 mô tả cấu trúc chuẩn của ATM qua hệ thống truyền dẫn HFC cáp truyền hình (CATV) với một NT thụ động. Trong một hệ thống truyền dẫn HFC, các tín hiệu số đã điều chế được phân chia tần số theo quang học và môi trường vật lý đồng trục (coaxial physical medium) dọc theo các tín hiệu truyền h ình cáp đồng trục. Thiết bị tại khu vực trung tâm (được gọi là headend) truyền tín hiệu qua môi Mạng phân bố HFC Mạng ATM nhân Mạng truy nhập ATM Đầu cuối mạng truy nhập Mạng ATM gia đình Mạng phân bố HFC Thiết bị phân ph ối tại gia đình Adaptor Hệ thống đầu cuối ATM Trạm hệ thống đầu cuối ATM Station Station Bộ tách RF Điều kiển Headend 9 trường vật lý theo hướng đi (tới các thuê bao). Các thiết bị thuê bao có thể thu được bất kỳ tín hiệu nào (nhưng không nhất thiết l à hiểu tín hiệu đó) bằng cách điều chỉnh kênh tương ứng với tần số (FDM). Theo hướng về (về phía tổng đài), môi trường vật lý phân chia các thiết bị thu ê bao (được gọi là trạm - station) mà chỉ có các headend nhận được tín hiệu. Giao thức lớp điều khiển truy nhập trung gian (MAC) phân xử các truy nhập bằng các Station. Các Headend Controller (HC) cung c ấp các chức năng cần thiết để hỗ trợ ATM qua các HFC. Nó bao gồm chuyển mạch ATM và/hoặc tập trung, báo hiệu, các chức năng lớp MAC, các chức năng TC và các chức năng PMD hướng đi, hướng về. Mạng phân chia HFC bao gồm các thành phần như các bộ phối hợp, các nút sợi, khuếch đại và bộ nối định hướng (directional couplers). Các dịch vụ Non-ATM sẽ thường phân chia các thiết bị HFC nhưng không được đề cập đến trong t ài liệu này. Ch ức năng trong mạng CATV để đảm bảo tính an toàn và toàn vẹn của tín hiệu. Nó bao gồm nhóm các điều kiện thuận lợi và khả năng bảo vệ, bộ tách và nối định hướng. Station là một thực thể trong thuê bao gia đình cần thiết để hỗ trợ cho chuyển tải ATM qua CATV. Nó bao gồm các chức năng lớp PMD, TC và MAC. Station là m ột thành phần của một thực thể khác trong mô hình RBB chuẩn. Có hai trường hợp cho NT v à HAN: Trong trường hợp phân phối thụ động thuê bao gia đình, HAN có cấu trúc cáp đồng trục h ình cây phân nhánh, với các bộ tách RF tại các điểm phân nhánh. Các chức năng của station còn được đưa ra trong hệ thống đầu cuối ATM và các thiết bị nối. Trong gia đình có thể có hơn một hệ thống đầu cuối ATM hoặc thiết bị nối với mỗi một Station. Trong trường hợp phân phối tích cực, thiết bị phân phối tại thuê bao gia đ ình bao g ồm một Station, HAN được phân tích trong phần 4. 10 IEEE 802.14 phát triển tiêu chuẩn cho chuyển tải ATM qua mạng truy nhập HFC. Tiêu chuẩn này cũng bao gồm các lớp vật lý hướng đi và về, giao thức MAC. Giao thức MAC bảo đảm cung cấp các dịch vụ đã đề cập trong phần 2. 3.2 Mạng truy nhập trên cơ sở mạng quang thụ động ATM Hình 3-2 Cấu trúc mạng Phần này mô tả mạng quang ATM và cấu trúc truy nhập của hệ thống. Hình 3-2 mô t ả cấu trúc truy nhập, từ FTTH(Fiber to the Home), qua FTTB/C (Fiber to the Building/Curb), tới FTTCab (Fiber to the Cabinet). Hình 3-2 mô tả mạng truy nhập quang OAN có cấu trúc đa dạng chẳng hạn như vòng, điểm-đa điểm, điểm- điểm, được phổ biến trong các cấu trúc. Phần 3.3 và 3.4 phân tích trường hợp FTTC và FTTCab sử dụng thiết bị cáp đồng. Mạng quang thụ động ATM (ATM-PON) là một trong các cấu hình OAN. Các b ộ tách quang thụ động cho phép khả năng PON được chia chéo các đầu cuối/ONUs (Optical Network Unit) qua nhiều thuê bao. Do các thi ết bị phân tách, các chức năng trong PON được yêu cầu cung cấp bảo mật và an toàn. Ngoài ra điều khiển truy nhập trung gian (MAC) được yêu cầu để phân xử truy nhập trong hướng về. Mạng truynhập Mạng thuê bao gia đình [...]... một vài trường hợp, ADT trong mạng truy nhập hoạt động như một bộ tập trung ATM; Mạng truy nhập thực hiện toàn bộ các kết nối ảo ATM chéo qua một ANI, việc chuyển từ UNIW thành ANI được thực hiện, và mạng truynhậpkhông cung cấp chuyển đổi các VC giữa hai điểm cuối trên mạng truy nhập Trong các trường hợp khác, các nhà cung cấp mạng truy nhập hy vọng sẽ cung cấp các dịch vụ lớp cao hơn, hoặc cung cấp... phạm vi mà mạng truy nhập có thể: 1 Dàn xếp lưu lượng dịch vụ và các tham số QoS cho VCC 2 Hỗ trợ các dịch vụ mặt phẳng điều khiển mà mạng truy nhập yêu cầu 3 Xác nhận số chủ gọi cho mạng nhân ATM Điều này đòi hỏi mạng nhân ATM điều khiển giao thức báo hiệu tại UNI và ANI Để xác nhận số chủ gọi ( ví dụ như bản tin SETUP hoặc ADD PARTY), mạng truy nhập có thể xác nhận NT hoặc hệ thống đầu cuối ATM hoặc... dụng của giao diện vầ mạng nhân ATM là bên mạng (xem thêm phân 5.4) Hình 5-3 Phương án 3 5.2.4 Phương án 4 Trong phương án 4, mạng truynhập thực hiện quản lý tài nguyên động Nó hoạt động như một chuyển mạch ATM Mạng truy nhập cung cấp các dịch vụ trong mặt phẳng điều khiển và /hoặc các dịch vụ lớp cao, tính năng tính toán thông thường Mạng truy nhập bao gồm các tham số dịch vụ vầ các bản ghi tính toán... động ATM cho FTTC/cab Mạng nhân ATM Mạng truy nhập ATM Đầu cuối kênh quang Phân tách quang thụ động Đầu cuối mạng truy nhập Mạng ATM thuê bao gia đình Hệ thống đầu cuối ATM Khối mạng quang Hình 3-5 Cấu trúc chuẩn ATM qua FTTC/Cab sử dụng PON và xDSL Hình 3-5 minh hoạ cấu trúc chuẩn cho ATM qua FTTC/Cab sử dụng hệ thống PON và xDSL Đầu cuối kênh quang OLT cung cấp các chức năng cần thiết để hỗ trợ ATM. ..3.2.1 Mạng quang thụ động ATM cho FTTH Mạng nhân ATM Mạng truy nhập ATM Đầu cuối mạng truy nhập Mạng ATM thuê bao gia đình Hệ thống đầu cuối ATM Đầu cuối kênh quang OLT Phân tách kênh quang thụ động Hình 3-3 Cấu trúc chuẩn ATM qua FTTH sử dụng PON Hình 3-3 minh hoạ cấu trúc chuẩn ATM qua FTTH sử dụng PON Đầu cuối kênh quang (OLT) cung cấp các chức năng cần thiết để hỗ trợ ATM qua PON OLT... kết nối với mạng truy nhập Trong trường hợp này mạng truy nhập hoạt động như một chuyển mạch ATM 5.2 Phân loại hệ thống Có 5 phương án được xác định là đáp ứng tổ hợp các công nghệ mạng truy nhập khác nhau 5.2.1 Phương án 1 Trong phương án 1, mạng truy nhập sử dụng như một bộ tập trung ATM và không thực hiện bất cứ sự quản lý tài nguyên động nào Trong mặt phẳng điều khiển, tất cả các dịch vụ và tính... trong phạm vi mà mạng truy nhập có thể: 1 Dàn xếp lưu lượng dịch vụ và các tham số QoS cho VCC 2 Sắp xếp lại các VPI/VCI tại UNIW lên VPI/VCI tại ANI 3 Thực hiện tính toán thông thường 4 Hỗ trợ các dịch vụ mặt phẳng điều khiển mà mạng truy nhập yêu cầu Điều này đòi hỏi mạng nhân ATM điều khiển giao thức báo hiệu tại UNI và ANI Mạng truy nhập có thể xác nhận NT hoặc hệ thống đầu cuối ATM hoặc dựa vào... tài nguyên động Nó hoạt động như một bộ tập trung ATM hoặc một chuyển mạch ATM Mạng truy nhập cung cấp các dịch vụ và các tính năng trong mặt phẳng điềukhiển nhưng không thực hiện hiện tính năng tính toán thông thường Nó cũng cung cấp các chuyển mạch và/ hoặc các dịch vụ lớp cao Để cung cấp các dịch vụ, các tham số dịch vụ được đặt trong mạng nhân ATM Tại ANI, báo hiệu VCC được dùng chung cho các thuê... ATM hoặc dựa vào sự liên kết cố định của các tham số dịch vụ của từng UNIW ANI hoặc là giao diện giữa các mạng ATM hoặc UNI Trong trường hợp sau, mạng truynhập là bên sử dụng của giao diện vầ mạng nhân ATM là bên mạng (xem thêm phân 5.4) Hình 5-4 Phương án 4 26 5.2.5 Phương án 5 Trong trường hợp này, kênh báo hiệu giữa mạng truy nhập và mạng nhân ATM không qua giao diện ANI nhưng đưa ra một giao diện... số dịch vụ của từng UNI Các bản ghi tính toán thông thường được đặt trong mạng nhân ATM Sự liên kết giữa các đối tượng sử dụng SVCC và các hoá đơn thuê bao là nhờ có xác định được số chủ gọi Điều này đòi hỏi mạng nhân trông chờ vào mạng truy nhập bảo đảm xác nhận được số chủ gọi 25 ANI hoặc là giao diện giữa các mạng ATM hoặc UNI Trong trường hợp sau, mạng truynhập là bên sử dụng của giao diện vầ mạng