CONNECTION)
AAL-IDU AAL-IDU AAL-IDU AAL IDU
Kết cuối Kết cuối
AAL- SDU
AAL-IDU AAL- IDU AAL-IDU AAL-IDU IDU
Lớp con SAR
Cỏc chức năng chủ yếu của SAR là hỗ trợ cho việc phõn chia và tỏc hợp thụng tin thành cỏc đơn vị dữ liệu giao thức cú chiều dài thay đổi của CS hoặc ngược lại nhờ việc đưa ra một chỉ bỏo về kiểu tế bào ( đầu , giữa , cuối hay là một đoạn duy nhất) của CS- PDU và một chỉ bỏo về số lượng cỏc bytes cú ớch. Chỉ bỏo này chỉ cú giỏ trị đối với tế bào cuối cựng hoặc tế bào của một đoạn duy nhất. Chức năng này do hai trường bit đưa ra:
Trường bit kiểu đoạn ST gồm 2 bits chỉ thị nội dung chứa của SAR- PDU là phần khởi đầu , nội dung hay kết thỳc của bản tin hoặc đõy là mẩu tin chỉ cú một segment. Cỏc ST được dựng để tỏi tổ hợp cỏc tế bào tại đầu thu.
Trường chỉ bỏo chiều dài LI gồm 6 bits chỉ thị số lượng octet thụng tin của CS- PDU chứa trong trường tải tin của SAR- PDU . Điều này là cần thiết vỡ trong nhiều trường hợp số liệu nhận từ CS-PDU khụng phải bội số của 44 (độ dài của SAR- PDU)
Mào đầu
tế bào ST SN MID Thụng tin SAR- PDU LI
Phần đầu Kết cuối
SAR- PDU SAR- PDU
SAR- PDU(48 octets)
ST: Lọai phõn đoạn (2 bits) SN: Số thứ tự
MID:Chỉ thị ghộp kờnh(1 bit) LI: Chỉ thị độ dài(6 bit) CRC: Cỏc bit kiểm tra
Hỡnh 2.13: Dạng SAR- PDU của AAL ắ
Cũng trong cấu trỳc trờn, trường CRC gồm 10 bits dựng để sửa chữa cỏc lỗi bit xảy ra với SAR- PDU . Việc mó húa của CRC dựa trờn đa thức sinh x10+ x9 +x5 +x4 +x +1. Thờm vào đú cỏc tế bào bị mất và bị lồng cũng phải được phỏt hiện. Chức năng này được thực hiện bởi 4 bits của trường SN. Trường SN dựng để xỏc định thứ tự của segment và được đỏnh số từ 0 đến 15 . Trường SN và trường ST cú tỏc dụng sắp xếp cỏc segment của khối số liệu giao thức CS- PDU theo đỳng thứ tự và giảm tối thiểu ảnh hưởng của lỗi trong quỏ trỡnh tỏi tạo số liệu.
Trường nhận dạng ghộp nối (MID) dựng để nhận dạng kết nối CPCS đối với một kết nối đơn thuộc lớp ATM . Điều này cho phộp kết nối đơn lớp ATM cú thể chấp nhận nhiều kết nối CPCS cựng một lỳc . Do đú , lớp phụ SAR cho phộp vận chuyển chiều CS- PDU cựng một lỳc trờn một kết nối ATM giữa cỏc dữ liệu của lớp AAL . Điều này tạo nờn một sự đồng đều đối với chất lượng dịch vụ đưa ra cho cỏc đấu nối.
Trường đặc biệt RES được dự trữ cho việc sử dụng sau này Việc mó húa trường ST được thực hiện như sau:
10: Tế bào bắt đầu của bản tin (BOM) 00: Tế bào ở giữa (COM)
01: Tế bào cuối cựng của bản tin (EOM) 11: Bản tin cú một đoạn duy nhất (SSM)
Lớp con CS
Được chia thành hai phần là phần chung CS (CPCS) và phần dịch vụ đặc thự (SSCS) . Cỏc chức năng của SSCS cũn được tiếp tục nghiờn cứu.
CPCS cú cỏc chức năng:
• Đảm bảo thứ tự của cỏc khối số liệu giao thức CPCS- PDU
• Phỏt hiện và xử lý lỗi
• Xỏc định kớch thước bộ đệm và chức năng loại bỏ.
Cấu trỳc của CPCS-PDU được chỉ ra trong hỡnh vẽ dưới . Theo đú , trường bits tiờu đề của CPCS-PDU gồm 4 bytes, nú gồm cỏc trường con:
• Cỏc bớt chỉ bỏo phần chung CPI được dựng để quản lý cỏc bit cũn lại trong trường bit tiờu đề và trường bit cuối .
• Trường bit nhón hiệu bắt đầu BT
• Trường bit về kớch thước bộ đệm phõn phối : chỉ cho đầu thu biết kớch thước cần thiết của bộ đệm để nhận CPCS –PDU .
• Trường đệm PAD : được thờm vào để đảm bảo trường bit thụng tin của CPCS- PDU là một bội số của 4 octets. Độ dài của PAD từ 0 đến 3 octets.
• Trường bit cuối của CPCS- PDU cũng cú 4 octets, gồm 3 trường phụ sau: +1 octet đồng bộ AL dựng để đồng bộ 32 bits của trường bit cuối . +1 octet nhón kết thỳc ET dựng để kết hợp với BT nhằm tạo ra một sự liờn kết chớnh xỏc giữa trường bit tiờu đề và trường bit cuối cựng của khung.
+2 octets trường chỉ bỏo chiều dài sẽ chỉ ra độ dài trường thụng tin của CPCS- PDU.
Phần đầu
CPCS- PDU Thụng tin CPCS- PDU PAD Kết cuối CPCS- PDU
Phần đầu CPCS- PDU Kết cuối CPCS-PDU CPCS- PDU
CPI: Chỉ thị phần chung (1 octet) BASize : Kớch thước bộ đệm (2 octets) PAD: Phần cộng thờm (0ữ3 octets)
Length: Độ dài thụng tin CPCS- PDU (2 octets) AL: Đồng bộ( 1 octet)
Btag: Đỏnh dấu điểm đầu (1 octet) Etag: Đỏnh dấu kết thỳc( 1 octet)
Hỡnh 2.14: Dạng CPCS- PDU của AAL 3/4
2.3.4.L P TỚ ƯƠNG THÍCH ATM KI U 5 (AAL5)Ể
Thụng tin của cỏc dịch vụ phi kết nối sẽ được truyền đi nhờ sử dụng lớp AAL5 . Bản thõn lớp AAL5 khụng thể đưa ra một dịch vụ phi liờn kết đầy đủ bởi cỏc chức năng như tạo tuyến và đỏnh địa chỉ được thực hiện ở lớp bậc cao. Lớp AAL5 cú thể cung cấp khả năng truyền một đơn vị dữ liệu của dịch vụ từ điểm tới điểm hoặc tới đa điểm. AAL5 được thiết kế cho cỏc dịch vụ cú một số tớnh năng như AAL3/4 nhưng cú cấu trỳc đơn giản hơn và đũi hỏi ớt số liệu phụ hơn. Khỏc với AAL3/4 ,AAL5 sử dụng hết 48 octets của trường thụng tin tế bào để chuyển tải khối số liệu giao thức phần mào đầu của tế bào ATM. Điều này cú nghĩa sẽ khụng cú khả năng đấu ghộp và điều khiển lỗi tại SAR (khụng cú MTD) . Tuy nhiờn , trong phõn lớp vẫn cú trường CRC.
AAL5 chỉ cung cấp phương thức đối với tin bỏo mà khụng cú phương thức streaming . Cấu trỳc AAL5 bao gồm một kết cuối được gắn khối số liệu. AAL5 sắp xếp giỏ trị CPCS- PDU vào dóy tế bào mà khụng cộng thờm phần điều khiển phụ vào SAR –PDU. Tất cả phần điều khiển phụ được thể hiện trong tế bào cuối cựng của khối số liệu. Lớp con SAR CPI Btag BASize AL Etag Length
SAR- PDU (48 octets)
PT: Dạng thụng tin- là bộ phận của phần mào đầu tế bào mang giỏ trị chỉ thị giữa khỏch hàng lớp ATM- khỏch hàng lớp ATM
Hỡnh 2.15: Dạng SAR- PDU của AAL5
SAR cú nhiệm vụ nhận cỏc đơn vị dữ liệu cú chiều dài là bội số của 48 octets từ CPCS gửi xuống , thực hiện chức năng “tỏch” ở đầu phỏt và “ghộp” ở đầu thu ( khụng thờm vào trường điều khiển giao thức PCI) . Để xỏc định điểm bắt đầu và điểm kết thỳc của SAR- PDU AAL5 sử dụng 1 bit AUU nằm trong 3 bits chỉ kiểu trường thụng tin PT của trường bit tiờu đề
AUU =1: chỉ ra điểm kết thỳc
AUU = 0: chỉ ra điểm bắt đầu hoặc điểm giữa của SAR- PDU
Lớp con CS
Cấu trỳc CPCS- PDU của AAL5 sẽ được mụ tả trong hỡnh vẽ dưới đõy:
Kết cuối CPCS- PDU Thụng tin khỏch hàng CPCS-UU CPI Length CRC
HDR HDR HDR HDR
Thụng tin CPCS- PDU PAD Kết cuối CPCS- PDU
PAD:0ữ 47 octets CPI: 1 octet Length: 2 octets CRC: 4 octets CPCS- UU: Chỉ thị CPCS giữa khỏch hàng – khỏch hàng (1 octet)
Hỡnh 2.16: Dạng CPCS giữa khỏch hàng – khỏch hàng
Phần chung của CS( CPCS) đưa ra chức năng truyền cỏc khung số liệu của người sử dụng với độ dài bất kỡ từ 1 đến 65535 octets. Phần PAD dựng để lấp đầy CPCS- PDU từ cuối của phần tải đến đầu của tớn hiệu ghộp cuối sao cho độ dài của CPCS- PDU là bội số của 48 octets và phần dự trữ được thờm vào làm cho tớn hiệu ghộp cuối cú độ dài 64 bits. Độ dài trường Length chỉ ra chiều dài của phần tải CPCS- PDU và trường CRC để kiểm tra cho trường bit thụng tin CPCS- PDU và 4 octets của tớn hiệu ghộp cuối. Trường CPCS-PDU dựng để truyền tải thụng tin thụng suốt giữa cỏc khỏch hàng đầu cuối qua mạng ATM. Ứng dụng của trường CPI đang được tiếp tục nghiờn cứu. CPCS thực hiện cỏc chức năng chớnh sau:
• Đảm bảo thứ tự của SSCP-PDU
• Cung cấp chỉ thị khỏch hàng – khỏch hàng CPCS
• Phỏt hiện và sửa lỗi
• Chức năng loại bỏ
• Chức năng đệm
Khi sử dụng AAL5 bờn phỏt phải thực hiện đệm tế bào vào khối số liệu khỏch hàng với giỏ từ 0 đến 47 octets sao cho phần kết cuối CPCS- PDU nằm gọn trong tế bào cuối cựng của dóy tế bào AAL5. Phần thu sẽ khụng xử lý cỏc giỏ trị đệm này.
3.CHUY N M CH ATMỂ Ạ
Đầu vào VCI mapping Fabric Đầu ra
Chuyển mạch là sự truyền tải thụng tin từ một kờnh ATM logic vào đến một kờnh ATM logic ra được lựa chọn trong số nhiều kờnh logic ra. Hỡnh 2.17 cho ta thấy một mụ hỡnh chung của chuyển mạch ATM , nú bao gồm cỏc cổng vào, một thiết bị VCI mapping , một fabric chuyển mạch và cỏc cổng ra . Với cấu hỡnh chung này, một chuyển mạch ATM thực hiện 3 chức năng cơ bản:
• Định tuyến
• Sắp hàng
• Phiờn dịch tiờu đề
Khi cú tế bào đến cổng vào, chuyển mạch kiểm tra trường VPI và VCI trong phần header của tế bào và tham khảo bảng để xỏc định cổng ra cho nú. Tiếp đú chuyển mạch sẽ thay đổi phần header của tế bào để tạo ra giỏ trị VCI mới cho chặng tiếp theo. Cuối cựng, nú tổ chức thiết lập kết nối để tế bào được định tuyến đến cổng ra nhờ fabric chuyển mạch.
Tuy nhiờn cú những trường hợp đặc biệt, cú nhiều tế bào đồng thời truy nhập tới một cổng ra vào cựng một thời điểm và hiện tượng này gọi là tranh chấp tại cổng ra. Khi tranh chấp xảy ra, chỉ cú một tế bào trong số tế bào đến được xử lý và gửi ra tuyến nối. Số tế bào cũn lại đũi hỏi phải cú bộ nhớ đệm để lưu giữ tạm thời cho đến khi được xử lý hoặc sẽ bị loại bỏ. Trong quỏ trỡnh nhớ đệm đầu ra , cỏc tế bào này được lưu giữ ở giữa phần tử chuyển mạch và cổng ra. Trong quỏ trỡnh nhớ đệm đầu vào, việc lưu giữ xảy ra ở giữa tuyến nối vào và cổng vào . Ngoài ra, cú thể xảy ra nghẽn nội bộ khi nhiều tế bào cựng muốn sử dụng một tài nguyờn chung trong phần tử chuyển mạch. Giống như trường hợp tranh chấp đầu ra, chỉ một tế bào được phộp sử dụng tài nguyờn này, số cũn lại sẽ được lưu giữ tạm thời tại bộ nhớ đệm của phần tử chuyển mạch hoặc tại bộ nhớ đầu vào.
Trong mạng ATM, cỏc ứng dụng khỏc nhau cú thể yờu cầu cỏc dạng kết nối khỏc nhau. Vớ dụ, dịch vụ thoại cú thể thực hiện giữa hai điểm kết cuối khỏch hàng; trong khi đú, sẽ cú nhiều khỏch hàng hơn sử dụng dịch vụ điện thoại , hội nghị... Do đú, để thực hiện cỏc yờu cầu về chuyển mạch , tế bào cần được chuyển mạch theo dạng điểm – đa điểm từ một tuyến nối đến tới nhiều tuyến nối đi, trường hợp này được gọi là nhõn phiờn bản hay quảng bỏ (nếu một tế bào được gửi tới tất cả cỏc tuyến nối đi)
Cỏc tiến bộ trong cụng nghệ truyền dẫn đó tạo ra khả năng cung cấp đầy đủ băng tần cần thiết cho cỏc ứng dụng khỏc nhau. Để đưa được cỏc dịch vụ này đến khỏch hàng, cỏc hệ thống chuyển mạch cũng cần được thiết kế phự hợp, cú khả năng xử lý cỏc luồng tế bào tốc độ hàng trăm nghỡn tế bào trong một giõy và thực hiện cỏc yờu cầu khỏc nhau về kết nối của cỏc ứng dụng.
Nhiều cấu trỳc phần tử chuyển mạch ATM đó được nghiờn cứu; nhỡn chung cú thể được phõn chia thành 3 loại chớnh:
• Chuyển mạch cú phương tiện dựng chung
• Chuyển mạch cú bộ nhớ chung
• Chuyển mạch phõn chia khụng gian
3.1.CHUY N M CH Cể PHỂ Ạ ƯƠNG TI N DÙNGỆ CHUNG BUS chung Bộ nhớ cổng ra 1 2 N
S/P: Bộ chuyển đổi nối tiếp song song P/S: Bộ chuyển đổi song song nối tiếp AF: Bộ lọc theo địa chỉ
FIFO:Bộ đệm vào trước ra trước
Hỡnh 2.18: Nguyờn lý chuyển mạch BUS chung
Trong loại cấu trỳc này , cỏc tế bào được ghộp lại trong mụi trường chung là BUS hoặc RING. Tốc độ của mụi trường chung thường lớn hơn hoặc bằng giỏ trị tổng của tốc độ cỏc luồng tớn hiệu đến. Cấu trỳc này chỉ cần một bộ nhớ đệm cú dung lượng nhỏ đủ để giữ một số lượng ớt cỏc tế bào khi chung truy nhập vào mụi trường chung. Tranh chấp đầu ra đối với cấu trỳc này là khụng xảy ra vỡ khụng cú trường hợp hai tế bào cựng đến cổng ra trong cựng một thời điểm. Tuy nhiờn, tốc độ tế bào tại một thời điểm và do vậy cần phải sử dụng cỏc bộ nhớ đệm đầu ra để lưu giữ tế bào.
Cấu trỳc chuyển mạch cú phương tiện dựng chung thớch hợp cho việc cung cấp cỏc dịch vụ nhõn phiờn bản/ quảng bỏ và hoạt động cú hiệu quả khi tốc độ mụi trường chung lớn hơn hoặc bằng tổng tốc độ của cỏc tuyến nối đến. Tuy nhiờn cấu trỳc này chỉ phự hợp với số lượng cổng nhỏ hoặc được sử dụng như là cỏc thành phần của một hệ thống chuyển mạch lớn.
S/
S/ A FIF P/
S/ A FIF P/