Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ_ĐHQGHN KHOA ĐIỆN TỬVIỄN THÔNG Bộ môn Hệ thống viễn thông_ngành Viễn Thông Môn học: Hệ thống viễn thông công nghệ mới Giáo viên hướng dẫn: GV. Đinh Thị Thái Mai Sinh viên: Nguyễn Ngọc Duyên Nguyễn Thị Huyền Nguyễn Thị Thu Hương Đỗ Huyền Thanh Lớp : K49ĐB Tổng quan về ATM 1. Giới thiệu 2. Cơ sở lý thuyết 2.1. Đặc điểm chính của ATM 3. Cấu trúc tế bào ATM 3.1. Tiêu chí chọn kích thước tế bào 3.2. Phân loại tế bào 4. Hoạt động của mạng ATM 4.1. Mô hình 4.2. Chức năng của các lớp cho mô hình BISDN 4.2.1. Lớp vật lý 4.2.2. Lớp ATM 4.2.3. Lớp tương ứng ATM 5. Cơ chế điều khiển ưu tiên trong mạng ATM 5.1. Phương pháp loại bỏ các tế bào có mức ưu tiên thấp 5.2. Bộ đệm dùng chung 5.3. Phân chia bộ đệm cho các mức ưu tiên 6. Tổng kết 6.1. Chất lượng và mô hình thực hiện ATM 6.2. Các dịch vụ ATM 1. Giới thiệu Khi môi trường của xã hội thông tin được hoàn thiện, thì mạng giao tiếp thông tin băng rộng cần thiết phải tỏ ra thích nghi với các tính năng như tốc độ cao, băng rộng, đa phương tiện. Và vì vậy phải tính đến việc thiết lập mạng thông tin tốc độ siêu cao ở tầm quốc gia. Mạng thông tin tốc độ siêu cao đã dựa vào sử dụng công nghệ ATM (phương thức truyền tải không đồng bộ) để tạo ra mạng lưới quốc gia rộng khắp với tính kinh tế và hiệu quả cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp nhiều loại hình dịch vụ thông tin khác nhau. Công nghệ ATM được hình thành từ công nghệ ATD (Asynchronous Time Division phân chia theo thời gian không đồng bộ) đã được đưa ra trên mạng viễn thông của Pháp năm 1983 và FPS (Fast Packet Switchinh chuyển mạch gói tốc độ cao) của Bell Lab của nước Mỹ. ATM là sự kết hợp của công nghệ truyền dẫn và công nghệ chuyển mạch qua mạng giao tiếp chuẩn, dựa vào công nghệ ATM để phân chia và ghép tiếng nói, số liệu, hình ảnh,... vào trong một khối có chiều dài cố định được gọi là tế bào. Đặc điểm chính của ATM là thông tin được cấu tạo từ các tế bào ở trong một khổ thích hợp của thời gian thực truyền tải thông tin và cách thức truyền tải có thể chứng minh rằng tất cả các dịch vụ băng rộng không ảnh hưởng tới tốc độ thông tin. 2. Cơ sở lý thuyết Đặc điểm chính của ATM Nguyên lý cơ bản của ATM là sự kết hợp các ưu điểm của chuyển mạch gói và ATDM (Asynchronous Time Division Mode phương pháp phân chia theo thời gian không đồng bộ) Trong công nghệ kỹ thuật chuyển mạch gói, khi gói tin kích thước lớn thì độ trễ sẽ lớn. Vì vậy,dẫn đến việc xử lý và truyền dẫn chậm đồng thời khó quản lý quá trình Khắc phục nhược điểm của chuyển mạch gói, ở ATM người ta tạo các gói tin gọi là tế bào ATM, nó được chuẩn hóa kích thước và định dạng sao cho phù hợp nhất, dễ quản lý nhất, hiệu quả nhất và tiêu đề đơn giản nhất. Cách tốt nhất để quản lý lượng tin lớn là chia thành các gói nhỏ. ATM không quan tâm đến nội dung thông tin và xuất sứ thông tin. Đơn giản, ATM chỉ cắt các bản tin cần phát thành các tế bào ATM có kích thước nhỏ và bằng nhau, dán tiêu đề (Header) cho các tế bào sao cho có thể định hướng đúng đích mong muốn. Tiêu đề của tế bào thường chứa rất ít chức năng. Nhờ vậy, có thể xử lý một cách nhanh nhất. ATM không phân biệt kiểu tin mang trong tế bào. Nó chỉ biết rằng các tế bào được chuyển tới đầu vào của Node chuyển mạch và định hướng đến đầu ra để hướng tới đích yêu cầu. Với mục đích: kinh tế ,tốc độ ,tính linh hoạt…nên việc lựa chọn kích thước tế bào hết sức quan trọng. Kích thước ATM được lựa chọn dựa vào các tiêu chí: • Hiệu quả truyền dẫn :gói tin càng lớn thì tiêu đề sẽ đảm bảo được các chức năng quản lý mong muốn. Vì vậy. hiệu quả truyền dẫn càng cao. • Độ trễ: gói tin càng lớn thì độ trễ càng lớn. • Tổn thất: xác định chất lượng dịch vụ của hệ thống (gói càng lớn thì xác xuất tổn thất càng lớn) • Sự toàn vẹn và độ phức tạp thực hiện: đảm bảo tính chính xác nhưng phải đơn giản trong việc quản lý Tóm lại: ATM là chế độ truyền tin không đồng bộ, bao gồm 2 đặc điểm chính: +, ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là các tế bào ATM (ATM Cell), các tế bào nhỏ cùng với tốc độ truyền lớn sẽ làm cho trễ truyền và biến động trễ (Delay Jitter) giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực. Ngoài ra kích thước nhỏ cũng sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao được dễ dàng hơn. +, ATM còn có khả năng nhóm một vài kênh ảo (Virtual Channel) thành một đường ảo (Virtual Path), nhằm giúp cho việc định tuyến được dễ dàng. Các tính năng ưu việt của ATM: o Linh hoạt : dễ dàng đáp ứng mọi dịch vụ o Sử dụng nguồn tài nguyên hiệu quả cao o Một mạng vạn năng đơn giản o Giảm giá thành truyền dẫn o Đảm bảo cấp kênh băng rộng và năng động, mềm dẻo. 3. Cấu trúc tế bào ATM 3.1. Tiêu chí chọn kích thước tế bào Kích thước của tế bào ATM là 53 byte. Nó được phân chia thành mào đầu 5 byte và đường bao trường tin 48 byte. Chức năng chủ yếu của mào đầu tế bào là nhận dạng các tế bào thuộc về cùng một kênh ảo (trong số các tế bào ATM) hiện diện trong một luồng thông tin ATDM. Có 2 dạng cấu trúc tế bào được định nghĩa và thực chất chúng chỉ khác nhau tiêu đề để dùng cho giao diện NNI và UNI: • • UNI UserNetwork Interface,giao diện Người dùng Mang • NNI Network Node Interface ,giao diện Mạng – Mạng • VCI (Vitual Chanell Identifier): nhận dạng kênh ảo • VPI (Vitual path Identifier) : nhận dạng đường ảo • GFC (Generic Flow Control): điều khiển luồng • PT (Playload Type ): kiểu trường tin • CLP (Cell Loss Priority): độ ưu tiên tổn thất tế bào • HEC (Header Errorr Control): điều khiển lỗi tiêu đề Phần GFC trong tế bào ATM: : dùng để chỉ giao diện của môi trường dịch vụ. Ngoài ra nó còn dùng làm giảm độ rung pha của các dịch vụ có tốc độ bít không đổi, việc chỉ định dung lượng đồng nhất đối với dịch vụ có độ bit thay đổi (VBR) và điều khiển mức độ quá tải của dòng VBR. Các chức năng như vậy đòi hỏi khả năng kiểm soát đối với cấu trúc UNI của cấu hình sao, loại hình vòng, loại đơn tuyến hoặc sự kết hợp các loại cấu hình này. Phần VPIVCI: ghi nhận sự nhận dạng luồng ảo và kênh ảo để phân chia các tế bào ATM trong cùng một đường truyền. Các phần VPIVCI cố định được chỉ định riêng biệt để chỉ các tế bào không được chỉ định. Các tế bào dành cho điều khiển và bảo dưỡng trong lớp vật lý, kênh báo hiệu meta và các kênh báo hiệu quảng bá. Đối với UNI gồm 24 bit : 8 bit VPI và 16 bit VCI Đối với NNI gồm 28 bit : 12 bit VPI và 16 bit VCI Nếu chuyển mạch chỉ dựa trên giá trị VPI thì được gọi là kết nối đường ảo,nếu chuyển mạch dựa trên cả 2 giá trị VPIVCI thì được gọi là kết nối kênh ảo. Tại cùng một giao diện,trên cùng một hướng có nhiều liên kết đường ảo. Mỗi 1 liên kết này có 1 VPI riêng và lại được ghép thành kết nối vật lý. Trên cùng 1 đường ảo có thể có nhiều kênh ảo,mỗi một liên kết có 1 VCI riêng. VCI (Virtual Chanell Identifier) : Gọi là kệnh ảo vì kênh chỉ tồn tại vật lý khi cần thiết,chỉ trong thời gian thực truyền tải các tế bào ATM. VCI được sử dụng để thiết lập kết nối các cuộc nối sử dụng bảng Node chuyển mạch ATM. VPI(Virtual Part Identifier) : được dùng để thiết lập nối 1 đường ảo cho một hoặc nhiều VCIs logical tương đương trong hướng và các đặc trưng dịch vụ. Trong quá trình thiết lập kết nối,khởi đầu khi tạo cuộc gọi nhờ chức năng báo hiệu mà giữa CPE với mạng thỏa thuận với nhau về các yêu cầu: tốc độ bit,độ trễ,chất lượng dịch vụ…để tạo ra các bảng biên dịch tiêu đề(Header Translation Tables) cho tất cả các Node chuyển mạch. Sau đó cập nhật các bảng biên dịch này cho các Node,tức là đã xử lý được các VPIsVCIs tại các Node đã thực hiện chức năng điều khiển định tuyến cho các tế bào ATM theo các kết nối kênh ảo cho mọi node chuyển mạch trong phạm vi mạng ATM. Phần PT : dùng để chỉ các thông tin khách hàng và sự quá tải của tế bào thông tin khách hàng. CLP dùng để chỉ khả năng cho phép hoặc không cho phép mất cuộc gọi trong trường hợp mạng quá tải. Phần HEC: là byte kiểm tra dư theo chu kỳ (CRC) đối với vùng tín hiệu ghép đầu của tế bào. Nó được dùng để phát hiện và sửa lỗi của tế bào cũng như xác định tín hiệu ghép đầu. 3.2. Phân loại kiểu tế bào ITUT khuyến nghị phân thành các loại tế bào sau • Tế bào rỗi (Idle Cell): sử dụng ở lớp vật lý để thích ứng tốc độ tế bào ATM với tốc độ truyền dẫn bằng cách sử dụng tiêu đề được định nghĩa trước. • Tế bào không hiệu lực(Valid Cell): Là các tế bào ATM có trường số liệu HEC bị sai lỗi và chúng sẽ bị thải bỏ ở lớp vật lý. • Tế bào có hiệu lực(Invalid Cell): Là các tế bào HEC hợp lệ • Tế bào được gán(Assigned Cell): là các tế bào mang thông tin có hiệu lực cho dịch vụ ở các lớp cao hơn và có tiêu đề đúng. Tuy nhiên, chúng cũng có thể bị thải hồi nếu mạng đang trong trạng thái quá tải hay tắc nghẽn. • Tế bào không được gán UA (Unassinegned Cell): Là các tế bào chứa thông tin không có hiệu lực hoặc chứa tiêu đề đã được định nghĩa trước.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ_ĐHQG-HN KHOA ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG Bộ môn Hệ thống viễn thông_ngành Viễn Thông Môn học: Hệ thống viễn thông công nghệ Giáo viên hướng dẫn: GV Đinh Thị Thái Mai Sinh viên: Nguyễn Ngọc Duyên Nguyễn Thị Huyền Nguyễn Thị Thu Hương Đỗ Huyền Thanh Lớp : K49ĐB Tổng quan ATM Giới thiệu Cơ sở lý thuyết 2.1 Đặc điểm ATM Cấu trúc tế bào ATM 3.1 Tiêu chí chọn kích thước tế bào 3.2 Phân loại tế bào Hoạt động mạng ATM 4.1 Mơ hình 4.2 Chức lớp cho mơ hình B-ISDN 4.2.1 Lớp vật lý 4.2.2 Lớp ATM 4.2.3 Lớp tương ứng ATM Cơ chế điều khiển ưu tiên mạng ATM 5.1 Phương pháp loại bỏ tế bào có mức ưu tiên thấp 5.2 Bộ đệm dùng chung 5.3 Phân chia đệm cho mức ưu tiên Tổng kết 6.1 Chất lượng mơ hình thực ATM 6.2 Các dịch vụ ATM 1.Giới thiệu Khi mơi trường xã hội thơng tin hồn thiện, mạng giao tiếp thơng tin băng rộng cần thiết phải tỏ thích nghi với tính tốc độ cao, băng rộng, đa phương tiện Và phải tính đến việc thiết lập mạng thơng tin tốc độ siêu cao tầm quốc gia Mạng thông tin tốc độ siêu cao dựa vào sử dụng công nghệ ATM (phương thức truyền tải không đồng bộ) để tạo mạng lưới quốc gia rộng khắp với tính kinh tế hiệu cho phép nhà cung cấp dịch vụ cung cấp nhiều loại hình dịch vụ thơng tin khác Cơng nghệ ATM hình thành từ cơng nghệ ATD (Asynchronous Time Division - phân chia theo thời gian không đồng bộ) đưa mạng viễn thông Pháp năm 1983 FPS (Fast Packet Switchinh - chuyển mạch gói tốc độ cao) Bell Lab nước Mỹ 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 Đặc điểm ATM thơng tin cấu tạo từ tế bào khổ thích hợp thời gian thực truyền tải thơng tin cách thức truyền tải chứng minh tất dịch vụ băng rộng không ảnh hưởng tới tốc độ thông tin 2.Cơ sở lý thuyết Đặc điểm ATM Nguyên lý ATM kết hợp ưu điểm chuyển mạch gói ATDM (Asynchronous Time Division Mode- phương pháp phân chia theo thời gian không đồng bộ) Trong công nghệ kỹ thuật chuyển mạch gói, gói tin kích thước lớn độ trễ lớn Vì vậy,dẫn đến việc xử lý truyền dẫn chậm đồng thời khó quản lý trình Khắc phục nhược điểm chuyển mạch gói, ATM người ta tạo gói tin gọi tế bào ATM, chuẩn hóa kích thước định dạng cho phù hợp nhất, dễ quản lý nhất, hiệu tiêu đề đơn giản Cách tốt để quản lý lượng tin lớn chia thành gói nhỏ ATM khơng quan tâm đến nội dung thông tin xuất sứ thông tin Đơn giản, ATM cắt tin cần phát thành tế bào ATM có kích thước nhỏ nhau, dán tiêu đề (Header) cho tế bào cho định hướng đích mong muốn Tiêu đề tế bào thường chứa chức Nhờ vậy, xử lý cách nhanh ATM không phân biệt kiểu tin mang tế bào Nó biết tế bào chuyển tới đầu vào Node chuyển mạch định hướng đến đầu để hướng tới đích yêu cầu Với mục đích: kinh tế ,tốc độ ,tính linh hoạt…nên việc lựa chọn kích thước tế bào quan trọng Kích thước ATM lựa chọn dựa vào tiêu chí: Hiệu truyền dẫn :gói tin lớn tiêu đề đảm bảo chức quản lý mong muốn Vì hiệu truyền dẫn cao Độ trễ: gói tin lớn độ trễ lớn Tổn thất: xác định chất lượng dịch vụ hệ thống (gói lớn xác xuất tổn thất lớn) Sự tồn vẹn độ phức tạp thực hiện: đảm bảo tính xác phải đơn giản việc quản lý Tóm lại: - ATM chế độ truyền tin khơng đồng bộ, bao gồm đặc điểm chính: +, ATM sử dụng gói có kích thước nhỏ cố định gọi tế bào ATM (ATM Cell), tế bào nhỏ với tốc độ truyền lớn làm cho trễ truyền biến động trễ (Delay Jitter) giảm đủ nhỏ dịch vụ thời gian thực Ngồi kích thước nhỏ tạo điều kiện cho việc hợp kênh tốc độ cao dễ dàng +, ATM cịn có khả nhóm vài kênh ảo (Virtual Channel) thành đường ảo (Virtual Path), nhằm giúp cho việc định tuyến dễ dàng - Các tính ưu việt ATM: o Linh hoạt : dễ dàng đáp ứng dịch vụ o Sử dụng nguồn tài nguyên hiệu cao o Một mạng vạn đơn giản o Giảm giá thành truyền dẫn o Đảm bảo cấp kênh băng rộng động, mềm dẻo 3.Cấu trúc tế bào ATM 3.1 Tiêu chí chọn kích thước tế bào Kích thước tế bào ATM 53 byte Nó phân chia thành mào đầu byte đường bao trường tin 48 byte Chức chủ yếu mào đầu tế bào nhận dạng tế bào thuộc kênh ảo (trong số tế bào ATM) diện luồng thơng tin ATDM Có dạng cấu trúc tế bào định nghĩa thực chất chúng khác tiêu đề để dùng cho giao diện NNI UNI: UNI - User-Network Interface,giao diện Người dùng - Mang NNI - Network Node Interface ,giao diện Mạng – Mạng VCI (Vitual Chanell Identifier): nhận dạng kênh ảo VPI (Vitual path Identifier) : nhận dạng đường ảo GFC (Generic Flow Control): điều khiển luồng PT (Playload Type ): kiểu trường tin CLP (Cell Loss Priority): độ ưu tiên tổn thất tế bào HEC (Header Errorr Control): điều khiển lỗi tiêu đề Phần GFC tế bào ATM: : dùng để giao diện môi trường dịch vụ Ngồi cịn dùng làm giảm độ rung pha dịch vụ có tốc độ bít khơng đổi, việc định dung lượng đồng dịch vụ có độ bit thay đổi (VBR) điều khiển mức độ tải dòng VBR Các chức địi hỏi khả kiểm sốt cấu trúc UNI cấu hình sao, loại hình vòng, loại đơn tuyến kết hợp loại cấu hình Phần VPI/VCI: ghi nhận nhận dạng luồng ảo kênh ảo để phân chia tế bào ATM đường truyền Các phần VPI/VCI cố định định riêng biệt để tế bào không định Các tế bào dành cho điều khiển bảo dưỡng lớp vật lý, kênh báo hiệu meta kênh báo hiệu quảng bá Đối với UNI gồm 24 bit : bit VPI 16 bit VCI Đối với NNI gồm 28 bit : 12 bit VPI 16 bit VCI Nếu chuyển mạch dựa giá trị VPI gọi kết nối đường ảo,nếu chuyển mạch dựa giá trị VPI/VCI gọi kết nối kênh ảo Tại giao diện,trên hướng có nhiều liên kết đường ảo Mỗi liên kết có VPI riêng lại ghép thành kết nối vật lý Trên đường ảo có nhiều kênh ảo,mỗi liên kết có VCI riêng VCI (Virtual Chanell Identifier) : Gọi kệnh ảo kênh tồn vật lý cần thiết,chỉ thời gian thực truyền tải tế bào ATM VCI sử dụng để thiết lập kết nối nối sử dụng bảng Node chuyển mạch ATM VPI(Virtual Part Identifier) : dùng để thiết lập nối đường ảo cho nhiều VCIs logical tương đương hướng đặc trưng dịch vụ Trong trình thiết lập kết nối,khởi đầu tạo gọi nhờ chức báo hiệu mà CPE với mạng thỏa thuận với yêu cầu: tốc độ bit,độ trễ,chất lượng dịch vụ…để tạo bảng biên dịch tiêu đề(Header Translation Tables) cho tất Node chuyển mạch Sau cập nhật bảng biên dịch cho Node,tức xử lý VPIs/VCIs Node thực chức điều khiển định tuyến cho tế bào ATM theo kết nối kênh ảo cho node chuyển mạch phạm vi mạng ATM Phần PT : dùng để thông tin khách hàng tải tế bào thông tin khách hàng CLP dùng để khả cho phép không cho phép gọi trường hợp mạng tải Phần HEC: byte kiểm tra dư theo chu kỳ (CRC) vùng tín hiệu ghép đầu tế bào Nó dùng để phát sửa lỗi tế bào xác định tín hiệu ghép đầu 3.2 Phân loại kiểu tế bào ITU-T khuyến nghị phân thành loại tế bào sau Tế bào rỗi (Idle Cell): sử dụng lớp vật lý để thích ứng tốc độ tế bào ATM với tốc độ truyền dẫn cách sử dụng tiêu đề định nghĩa trước Tế bào không hiệu lực(Valid Cell): Là tế bào ATM có trường số liệu HEC bị sai lỗi chúng bị thải bỏ lớp vật lý Tế bào có hiệu lực(Invalid Cell): Là tế bào HEC hợp lệ Tế bào gán(Assigned Cell): tế bào mang thông tin có hiệu lực cho dịch vụ lớp cao có tiêu đề Tuy nhiên, chúng bị thải hồi mạng trạng thái tải hay tắc nghẽn Tế bào không gán UA (Unassinegned Cell): Là tế bào chứa thơng tin khơng có hiệu lực chứa tiêu đề định nghĩa trước 4.Mơ hình tham chiếu giao thức B-ISDN 4.1 Mơ hình Cũng giống OSI mơ hình B-ISDN nhằm mơ tả mơ hình tham chiếu cho giao thức BISDN.Nó phân lớp chia thành mặt phẳng Mặt phẳng quản lý Mặt phẳng kiểm tra Mặt phẳng người sử dụng Mặt phẳng quản lý Thực chức liên quan tới quản lý giao thức mạng B-ISDN lại chia thành lớp Quản lý mặt phẳng (plane management) Quản lý lớp (Layer management) Mặt phẳng người sử dụng Dùng để truyền thơng tin người sử dụng từ nguồn tới đích tong phạm vi mạng Tất chế có liên quan điều khiển luồng, tắc nghẽn,kiểm tra lỗi đựoc thực mặt phẳng Mặt phẳng kiểm tra Cũng có cấu trúc phân lớp có chức điều khiển kết nối kênh xử lý gọi hức báo hiệu liên quan tới việc thiết lập , trì , giám sát giải phóng kênh nối Cấu trúc phân lớp 4.2 Chức lớp cho mơ hình B-ISDN 4.2.1 Lớp vật lý Lớp vật lý tạo lên lớp môi trường vật lý PM lớp kết hợp truyền dẫn TC Và chức lớp mô tả bảng Lớp PM cung cấp thông tin liên quan đến môi trường vật lý, thông tin thời gian bit, lớp TC chuyển đổi luồng tế bào ATM thành luồng mã hố bít liệu Chức mơi trường vật lý Chức PM liên quan đến môi trường vật lý để truyền dẫn sợi quang, phần tử phát quang, phần tử nhận quang, nối v.v Chức thông tin thời gian bit Chức chuyển đổi luồng bit liệu thành dạng sóng phù hợp với môi trường truyền dẫn ngược lại, đưa vào lấy thông tin thời gian bit, thực mã hoá giải mã đường truyền Như thông tin chuyển từ phân lớp PM sang phân lớp TC bao gồm dòng bit/mã liệu thông tin thời gian tương ứng Chức tạo nhận dạng khung Chức tạo xác định khung truyền dẫn Trong trường hợp truyền dẫn sở tế bào ATM, chức khơng cần khơng có khung truyền dẫn riêng biệt Tuy nhiên, trường hợp truyền dẫn SDH cần phải có khung STM-n trường hợp truyền dẫn dựa khuyến nghị G.702 cần có khung tín hiệu DS-3 Chức thích ứng khung truyền dẫn Chức ghép dòng tế bào ATM vào khoảng với tải phù hợp khung truyền dẫn lấy lại dòng tế bào ATM từ khung truyền dẫn Điều đòi hỏi trường hợp truyền dẫn sở SHD hay sở khuyến nghị G.702 Chức nhận dạng biên tế bào Chức xác định khung tế bào ATM dòng tế bào ATM Nó thực việc ngẫu nhiên hố hướng phát, xác định, khẳng định đường biên tế bào ATM thực việc giải ngẫu nhiên theo hướng ngược lại Chức tạo xác nhận tín hiệu HEC Chức tạo xác định tín hiệu HEC (Giám sát lỗi ghép đầu) tín hiệu ghép đầu tế bào ATM Theo hướng phát, tạo tín hiệu HEC nhờ byte tín hiệu ghép đầu ATM đưa vào byte thứ Theo hướng ngược lại, kiểm tra tính thích hợp tín hiệu HEC tín hiệu nhận trình bỏ qua tế bào phát lỗi không sửa Chức phân định tốc độ tế bào Chức ghép thêm tế bào rỗi vào tế bào ATM với thông tin phù hợp để tạo tốc độ tế bào với dung lượng PT hệ thống truyền dẫn loại bỏ tế bào rỗi để tách tế bào có liệu 4.2.2 Lớp ATM Lớp ATM độc lập lớp vật lý chức : Chức ghép tách tế bào Chức ghép tế bào ATM với luồng ảo kênh ảo khác để tạo nên dòng tế bào tổng hợp, ngược lại cung cấp chức tách tế bào Trong đó, tế bào ghép khơng thiết phải dịng tín hiệu liên tục 2.Chức chuyển đổi tế bào VPI/VCI Chức yêu cầu tổng đài ATM hay nút nối chéo ATM Nó ghép giá trị vào giá trị trường VPI/VCI Chức tạo nhận dạng tín hiệu ghép đầu tế bào Chức dùng cho điểm xác định lớp ATM để tạo nhận dạng byte đầu tín hiệu ghép đầu tế bào ATM Nó ghép thơng tin nhận từ lớp bậc 10 cao đến trường tương ứng để tạo tín hiệu ghép đầu tế bào thực trình ngược lại để nhận dạng tín hiệu ghép đầu Ngồi dịch tín hiệu nhận dạng điểm truy nhập dịch vụ SAPI thành tín hiệu VPI VCI Chức điều khiển dòng chung Chức điều khiển dòng chung điều khiển việc truy nhập dòng thông tin UNI Trong trường hợp này, thông tin điều khiển dòng chuyển vào tế bào định khơng định 4.2.3 Lớp thích ứng ATM Lớp thích ứng ATM phân thành phân lớp kết hợp CS phân lớp chia kết hợp SAR CS tạo thông tin dịch vụ khách hàng bậc cao khối liệu giao thức PDU ngược lại Phân lớp SAR chia PDU để tạo vùng thông tin khách hàng tế bào ATM ngược lại Chức lớp thích ứng ATM phụ thuộc vào loại dịch vụ mức cao Phân loại AAL AAL1: AAL - cung cấp chức chia ghép thơng tin khách hàng Ngồi ra, cịn xử lý việc chuyển đổi độ trễ tế bào cung cấp chức xử lý việc loại bỏ ghép thêm tế bào tạo điều kiện để phía thu lấy lại thơng tin xung nhịp phía phát AAL-1 quan sát thông tin kiểm tra giao thức PCI AAL để kiểm tra lỗi bit xử lý AAL-PCI trường hợp có lỗi bit Ngồi cịn giám sát vùng thơng tin khách hàng hiệu chỉnh lỗi bit có AAL-1 phải lỗi tạo q trình truyền thơng tin khách hàng mặt quản lý Thêm nữa, phải tế bào bị tế bào ghép thêm vào, tế bào có lỗi AAL-PCI thông tin đồng thời gian trạng thái lỗi AAL-2 AAL-2 chuyển thời gian thực với thông tin thời gian tốc độ thay đổi cung cấp dịch vụ lỗi bit cho cấp cao Cũng cách AAL-1, AAL-2 cung cấp chức chia ghép thông tin khách hàng Ngồi ra, cịn thực việc thay đổi độ trễ tế bào, cung cấp chức điều hành tế bào thêm bớt, cung cấp chức lấy lại tín hiệu xung nhịp phía thu AAL-2 quan sát thơng tin kiểm tra giao thức AAL-PCI để kiểm tra lỗi bít, có đồng thời giám sát thơng tin khách hàng hiệu chỉnh lỗi bit Cũng cách đó, AAL-1, AAL-2 phải lỗi tạo trình truyền thơng tin khách hàng mặt quản lý Nó phải việc thêm bớt tế bào, tế bào có lỗi AAL-PCI tín hiệu đồng thời gian trạng thái AAL-3/4 AAL-3/4 chuyển đổi liệu dịch vụ loại C D với đặc tính tốc độ bit thay đổi Các dịch vụ cung cấp AAL-3/4 phân thành chế độ truyền thông báo chế độ dịng thơng tin tuỳ thuộc vào loại liệu cần truyền AAL-SDU đến lớp AAL, 11 AAL-5 Sự cần thiết chức AAL-5 nảy sinh quy trình khác giao thức AAL-3/4 phức tạp đáng kể thông tin liệu dịch vụ kết nối không kết nối, chúng không phù hợp cho dịch vụ tốc độ cao AAL-5 nói chung tương tự AAL-3/4 chất việc đơn giản hố chức Cũng AAL-3/5, AAL-5 có phân lớp SAR, CPCS SSCS phân thành chế độ dịch vụ chế độ dòng tin Ngồi ra, có cịn cung cấp chế độ truyền đảm bảo không đảm bảo Khác với AAL-3/4, AAL-5 không trợ giúp ghép kênh Việc ghép kênh phân lớp AAL thực SSCS Cơ chế điều khiển ưu tiên mạng ATM Có nhiều phương thức ưu tiên mạng ATM lại có hai loại ưu tiên trễ (hay gọi ưu tiên thời gian ) ưu tiên tổn thất (hay gọi ưu tiên không gian) Cả hai loại ưu tiên liên quan đến chế hoạt động hàng đợi chuyển mạch/ghép kênh ATM ưu tiên tổn thất diễn trình truy nhập đệm hàng đợi ưu tiên trễ thực trình xử lý hàng đợi Hình mơ tả loại ưu tiên này: Hình Cơ chế ưu tiên trễ tổn thất Trong cấu trúc tế bào ATM, bít CLP phần tiêu đề dùng để điều khiển ưu tiên tổn thất Các mức ưu tiên trễ phần tiêu đề tế bào, mạng phân biệt mức ưu tiên qua VPI/VCI [9] Theo lý thuyết hàng đợi, có nhiều phương thức điều khiển ưu tiên như: vào trước trướcFIFO (First In First Out), vào sau trước-LIFO (Last In First Out), phục vụ ngẫu nhiên-SIRO (Service In Radom Order), việc dễ phục vụ trước-SJF (Sortest Job First), quay vịng-RR (Round Robin), loại bỏ tế bào có mức ưu tiên thấp-PO (Push-out), xếp vào đầu hàng-HOL (Head Of the Line), phân chia đệm BS (Buffer Sharing) [], Việc tính tốn tỷ lệ tổn thất thời gian trễ mức ưu tiên khác phương thức điều khiển nói dựa theo kết lý thuyết hàng đợi chi tiết [2,3,9] Sau nguyên tắc hoạt động số chế điều khiển ưu tiên mạng ATM: 12 5.1 Phương pháp loại bỏ tế bào có mức ưu tiên thấp (Push-Out) Cơ chế điều khiển ưu tiên mô tả hình Khi đệm chưa bị tràn tế bào đến hàng đợi xử lý theo nguyên tắc FIFO, không phân biệt mức ưu tiên tế bào Khi đệm bị đầy, có tế bào mức ưu tiên cao đến tế bào có mức ưu tiên thấp xếp hàng đợi bị loại khỏi hàng để nhường chổ cho tế bào có mức ưu tiên cao, đồng thời tế bào có mức ưu tiên thấp khơng vào hàng đợi Cơ chế thường sử dụng chuyển mạch ATM cở lớn tính phức tạp q trình điều khiển gây nhiều tế bào ưu tiên thấp lúc Hình Ưu tiên theo phương pháp Push-Out 5.2 Bộ đệm dùng chung(Partial Buffer Sharing) Khác với chế Push-Out, chế khơng có việc loại bỏ tế bào xếp vào hàng đợi Bộ đệm chia thành phần: phần dành cho hai loại tế bào (S=B-T) phần dành cho tế bào có mức ưu tiên cao (T) hình Giả sử có hai dịng tế bào vào hàng đợi: dịng có mức ưu tiên cao vào với cường độ H dịng có mức ưu tiên thấp có cường độ L Tốc độ xử lý hàng đợi Có trường hợp xảy ra: -Khi số tế bào đệm S, hai loại tế bào vào hàng đợi luật xử lý FIFO -Khi số tế bào hàng đợi vượt S tế bào H vào hệ thống với cường độ H, tế bào L vào hàng đợi với cường độ min(H, (-H)+) Trong ký hiệu: (y) = max(y,0) 13 Hình Bộ đệm dùng chung ngưỡng Như vậy, tế bào có mức ưu tiên cao đảm bảo yêu cầu QoS tỷ lệ tổn thất Vấn đề đặt chọn giá trị T hợp lý để vừa đảm bảo độ ưu tiên tương đối cho tế bào loại H đảm bảo hiệu sử dụng đệm Giải vấn đề cách đặt ngưỡng động, nghĩa T thay đổi tùy theo lưu lượng đầu vào [7] 5.3 Phân chia đệm cho mức ưu tiên (Bufffer Separation) Trong chế điều khiển ưu tiên này, mức ưu tiên có đệm dùng riêng hình vẽ Các hàng đợi mức ưu tiên cao xử lý trước hàng đợi mức ưu tiên thấp, thời gian trễ đảm bảo Hình Bộ đệm dành riêng cho mức ưu tiên khác Việc phân chia mức ưu tiên dựa vào đặc điểm dịch vụ (CBR, VBR, ) hay tham số QoS dịch vụ Thông thường dịch vụ có mức QoS trễ xếp mức ưu tiên 14 6.Tổng kết 6.1 Chất lượng mức độ thực mạng ATM Những yêu cầu chung mạng chuyển mạch ATM xử lý tốc độ cao, dung lượng lớn, chất lượng truy nhập cao, việc điều khiển trình chuyển mạch dễ dàng đơn giản Ngoài ra, mạng chuyển mạch ATM cịn phải có khả trì trật tự truyền dẫn tế bào mạng phải có tổng đài mơ đun hố có khả phát triển tốt Do yếu tố nên, triển vọng tương lai chất lượng truy nhập ATM, tổn thất tế bào (Sự khác gây thứ tự ưu tiên tổn thất tế bào), trễ trình truyền dẫn tế bào (thời gian trễ tuyệt đối độ rộng biến đổi trễ), tỷ lệ chèn sai tế bào yếu tố cho việc định chất lượng hệ thống chuyển mạch Bảng 4-1 trình bày mức độ thực trình truy nhập ATM Bellcore, mức độ chất lượng truyền dẫn cung cấp cho người sử dụng mạng ATM Các tham số thực CPL Các kết nối QOS1 Các kết nối QOS2 Bảng : Mức độ chất lượng truyền dẫn kết nối ATM 15 Theo số liệu Bellcore, xác suất trễ truyền dẫn, mà vượt 150 m sec , nhỏ 1% xác suất độ rộng biến đổi trễ truyền dẫn, mà vượt 250 msec, không lớn 10 # Những yếu tố trễ q trình thiết lập tế bào, trễ truyền tín hiệu, truyền tế bào, hàng đợi nút trình xử lý tế bào vận hành phần mềm, gây nên trễ mạng ATM Tuy nhiên, yếu tố quan trọng trễ gây trình thiết lập tập hợp tế bào Ví dụ, tiếng nói đưa vào tế bào CBR, cần khoảng thời gian 125 msec ứng với byte để chuyển thành tín hiệu số 64 Kbps Do số lượng thơng tin thực có tế bào 48 byte không kể phần tiêu đề nên thời gian trễ msec Kết thời gian trễ lớn yếu tố khác hàng chục hàng trăm lần Bên cạnh đó, trễ trình truyền dẫn mạng gây tế bào khác nhau, nên độ rộng biến đổi trễ trở nên lớn khối tế bào, chất lượng dịch vụ ứng dụng yêu cầu trình xử lý thời gian thực giảm xuống cách đột ngột Ví dụ trường hợp truyền tín hiệu hình, ảnh bắt đầu nhấp nháy ảnh tiếng nói khơng phù hợp với Bảng 4-2 trình bày cách chi tiết tiết mức độ thực mà thiết phải cung cấp mạng cách phù hợp với tốc độ truy nhập người sử dụng mạng ATM phù hợp với phân loại dịch vụ 6.2 Những dịch vụ ATM Dưới tóm tắt số dịch vụ ứng dụng tiêu biểu 1) VDT Người ta áp dụng dịch vụ VDT, dịch vụ có giá trị then chốt bổ sung vào 16 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 thơng 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 thơng 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 tình 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 hình kinh doanh mua bán thơng qua cải tiến hệ thống phần mềm tương lai cơng nghệ định hình hệ thống 17 4) Dịch vụ học tập máy tính từ xa 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 thơng qua mạng máy tính truyền thông 5) Dịch vụ hội nghị lý thuyết từ xa Dịch vụ có nhiệm vụ cung cấp nội dung chi tiết hội nghị lý thuyết việc sử dụng dịch vụ hội nghị từ xa máy tính mà khơng 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, cơng 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 cơng nhân phân bố nơi xa sơi cho họ thực công việc nằm dự án cơng 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 khơi phục thơng tin q 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 dịch vụ sử dụng rộng rãi có khả đáp ứng nhu cầu thông tin lĩnh vực y học 18 8) Dịch vụ báo chí điện tử Dịch vụ đem lại cho người sử dụng thông tin thời tổ hợp từ âm thanh, truyền hình, văn đồ hoạ với khả trễ thấp Khi báo tạp chí đưa dần vào CD-ROM, nữa, mà cơng nghệ nén/tháo nén cơng nghệ trình diễn thơng tin hyper - media nâng cao, 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 cho thơng qua PC trạm làm việc, giá thành dịch vụ giảm xuống phát triển mặt kỹ thuật nhu cầu sử dụng dịch vụ tăng lên mạnh mẽ 19 ...Tổng quan ATM Giới thiệu Cơ sở lý thuyết 2.1 Đặc điểm ATM Cấu trúc tế bào ATM 3.1 Tiêu chí chọn kích thước tế bào 3.2 Phân loại tế bào Hoạt động mạng ATM 4.1 Mơ hình 4.2 Chức lớp... phải đơn giản việc quản lý Tóm lại: - ATM chế độ truyền tin không đồng bộ, bao gồm đặc điểm chính: +, ATM sử dụng gói có kích thước nhỏ cố định gọi tế bào ATM (ATM Cell), tế bào nhỏ với tốc độ truyền... gói, ATM người ta tạo gói tin gọi tế bào ATM, chuẩn hóa kích thước định dạng cho phù hợp nhất, dễ quản lý nhất, hiệu tiêu đề đơn giản Cách tốt để quản lý lượng tin lớn chia thành gói nhỏ ATM khơng