Việc lựa chọn độ dài tế bào cố định hay thay đổi đợc quyết định sau khi cân nhắc các u nhợc điểm của những phơng án này thông qua một loạt các yếu tố nh hiệu suất băng truyền, trễ, tốc độ và độ phức tạp tại nút chuyển mạch.
• Về mặt hiệu suất băng truyền.
Ta có công thức chung để tính hiệu suất băng truyền:
Số byte thông tin η = ———————————————
Số byte thông tin + Số byte tiêu đề * Trờng hợp độ dài gói cố định:
Trong trờng hợp độ dài tế bào ATM cố định, hiệu suất băng truyền đợc tính theo công thức: X ηF = ——————— X (int —)( L + H) L
Trong đó:
nF : Hiệu suất băng truyền của tế bào có độ dài cố định. L: Kích thớc trờng số liệu của gói tính bằng byte.
H: Kích thớc phần tiêu đề tế bào.
X: Tổng số byte thông tin hữu ích đợc truyền đi. Int(z): Phần nguyên của z.
Nh vậy hiệu suất sẽ là tối u khi toàn bộ thông tin đợc truyền đi chia hết cho kích thớc trờng thông tin:
X X — = int — — = int — L L
Lúc đó giá trị hiệu suất băng truyền sẽ là:
L ηFopt = ——— L + H
Ngời ta nhận thấy rằng hiệu suất phụ thuộc rất nhiều vào các byte thông tin hữu ích đợc truyền đi. Số byte thông tin càng nhiều thì hiệu suất tối u càng dễ đạt đợc.
Do luồng thông tin trong ATM gồm tiếng nói, tín hiệu video, số liệu tốc độ cao nên hiệu suất gần đạt đợc giá trị tối u, kể cả khi sử dụng tế bào có độ dài cố định.
* Trờng hợp độ dài gói thay đổi:
Đối với gói có độ dài thay đổi, các thông tin bổ sung vào phần tiêu đề bao gồm các “cỡ” để nhận biết giới hạn gói, một vài bit đợc chèn thêm vào để nhận biết các cỡ chính xác. Ngoài ra còn phải cộng thêm vào phần đầu khung phần báo hiệu độ dài gói, lúc đó hiệu suất là:
X
ηv = ————— X + H + hv
Trong đó hv là phần thông tin bắt buộc phải bổ sung thêm để báo hiệu độ dài thay đổi của gói ATM. Hiệu suất truyền của gói có độ dài thay đổi là rất cao, với các gói có độ dài lớn hiệu suất này đạt gần tới 100%.
• Về mặt tốc độ chuyển mạch và độ phức tạp.
Độ phức tạp của việc chuyển mạch các gói có độ dài cố định hay thay đổi phụ thuộc vào những chức năng mà chúng cần thực hiện cũng nh yêu cầu kỹ thuật tơng ứng với các chức năng này. Hai yếu tố quan trọng nhất là: tốc độ hoạt động và yêu cầu về kích thớc bộ nhớ của hàng đợi.
* Tốc độ hàng đợi: Phụ thuộc vào số lợng các chức năng cần thực hiện và thời gian thực hiện các chức năng đó.
* Xử lý phần tiêu đề: Đối với các gói có độ dài cố định, khoảng thời gian cần thiết để xử lý phần tiêu đề là cố định. Trong trờng hợp gói có độ dài thay đổi, thời gian xử lý này không cố định mà phụ thuộc vào độ dài của gói, thông thờng tốc độ xử lý cần lớn hơn rất nhiều mới đạt đợc tốc độ truyền tin nh trong trờng hợp gói có độ dài cố định. Kích thớc càng nhỏ thì yêu cầu tốc độ xử lý càng lớn. Bảng thể hiện tốc độ xử lý cần thiết trong hai trờng hợp ở tốc độ 150 Mb/s. Ta thấy là tốc độ trong trờng hợp độ dài gói thay đổi yêu cầu lớn hơn rất nhiều so với trờng hợp độ dài gói cố định.
* Quản lý bộ nhớ của hàng đợi: Trong trờng hợp kích thớc gói cố định, hệ thống quản lý bộ nhớ có thể đa ra các khối nhớ với kích thớc cố định tơng ứng với kích thớc của tế bào ATM. Hoạt động này hết sức đơn giản nh trong trờng hợp quản lý bộ nhớ tự do. Trong trờng hợp gói có độ dài thay đổi, hệ thống quản lý bộ nhớ phải có khả năng đa ra các khối bộ nhớ có kích thớc khác nhau sao cho các hoạt động nh tìm các đoạn thông tin, tìm đoạn đầu tiên, đ… ợc tiến hành ở tốc độ cao. Việc quản lý bộ nhớ cũng trở nên phức tạp hơn.
* Yêu cầu về kích thớc hàng đợi: Trong trờng hợp độ dài gói cố định, yêu cầu về kích thớc hàng đợi phụ thuộc vào tải và tỷ lệ mất gói tải, tỷ lệ mất
gói tải càng lớn thì thì yêu cầu hàng đợi cũng phải càng lớn. Trong trờng hợp gói có độ dài thay đổi, tính toán kích thớc hàng đợi phức tạp hơn nhiều và sẽ phụ thuộc vào độ dài gói. Đơn giản nhất là định kích thớc hàng đợi tơng ứng với gói có độ dài lớn nhất, lúc đó kích thớc hàng đợi sẽ trở nên lớn hơn rất nhiều so với trờng hợp gói có độ dài cố định. Việc tính toán kích thớc hàng đợi một cách tối u trong trờng hợp này sẽ rất khó khăn.
Kết luận:
Sau khi đối chiếu với yêu cầu về tốc độ hoạt động và kích thớc hàng đợi, giải pháp gói có kích thớc cố định là hợp lý nhất đối với các dịch vụ băng rộng.
• Trễ.
Kích thớc của gói trong ATM cần phải giới hạn để không phát sinh ra trễ trong mạng. Trễ tiếng nói sẽ rất lớn nếu kích thớc gói lớn. Hình minh hoạ một… Multiplexer hợp kênh các đờng truyền số liệu khác nhau vào bộ chuyển mạch, các gói số liệu trong trờng hợp này có kích thớc thay đổi. Đầu vào phía trên là một mẫu tiếng nói đợc truyền cho thời gian thực, đầu vào phía dới là một gói số liệu rất dài. Do mẫu tiếng nói tới sau gói số liệu một chút nên phải đợi số liệu truyền xong mới tới lợt nó đợc truyền tới đầu ra. Nếu gói số liệu quá dài thì mẫu tiếng nói sẽ bị trễ đáng kể. Ngợc lại, nếu sử dụng các tế bào nhỏ và cố định thì trễ sẽ giảm xuống tới một giá trị chấp nhận đợc.
I n p u t O u t p u t I n p u t I n p u t I n p u t O u t p u t a b M U X M U X
Hình2.10. a) Gói có kích thớc nhỏ bị trễ sau gói lớn.