Với mục đớch là để truyền dẫn trờn cựng một đường truyền chung.
Ghộp SONET, cỏc tế bào trống khụng được loại khỏi luồng thụng tin đầu vào, cú nghĩa là bộ ghộp kờnh khụng cú chức năng xử lý cỏc “Container” SDH mạng tế bào ATM. 155.520 Mbps 155.520 Mbps STM_1 STM_n 1 p SONET MUX p*155.520 Mbps STM_2 Hỡnh 3.15. Ghộp kờnh SONET.
Ngược lại thỡ ở bộ tập trung ATM, tất cả cỏc tế bào trống được tỏch ra khỏi dũng tế bào mạng thụng tin cú ích, nờn dung lượng kờnh thụng tin đầu ra nhỏ hơn tổng dung lượng kờnh thụng tin đầu vào. Bộ tập trung ATM thỏo tế bào ATM ra khỏi khung truyền dẫn, loại bỏ tế bào trống hoặc tế bào bị lỗi, sau đú lại ghộp cỏc tế bào mang thụng tin hữu ích vào khung STM_1. theo nh sơ đồ sau:
155.520 Mbps 155.520 Mbps STM_1 STM_1 1 p ATM p*155.520 Mbps STM_1 Hỡnh 3.16. Bộ tập trung ATM.
Chức năng này được thực hiện ở nỳt nối xuyờn, nỳt này dễ dàng liờn kết với cỏc kờnh ảo VC và cỏc đường ảo VP ở đầu vào với cỏc VC và VP ở đầu ra tương ứng nờn nú cho phộp thiết lập cỏc VCC và VPC qua mạng.
Chuyển mạch địa ph ơng
Luồng A
Luồng B Đ ờng dây thuê bao
Đ ờng dây thuê bao
Nút nối xuyên
Hỡnh 3.17. Phõn luồng và trung chuyển bằng nỳt nối xuyờn.
Nỳt nối xuyờn cũn thực hiện chức năng quản lý, vận hành và bảo dưỡng OAM cần thiết ở lớp vật lý và lớp ATM. Nỳt này cũn được sử dụng trong mạng truy nhập để phõn tỏch luồng thụng tin của khỏc hàng thành một luồng đi tới chuyển mạch địa phương và cỏc luồng cố định đi tới một điểm nào đú trong mạng. Với chuyển mạch ATM thiết lập và giải phúng cuộc nối thụng qua giao thức bỏo hiệu cũn ở đõy việc đú được điều khiển bởi mặt phẳng quản lý.
3.3. BÁO HIỆU TRONG B-ISDN.
Để tối ưu hoỏ việc sử dụng tài nguyờn của mạng B-ISDN và để đạt được việc cung cấp cỏc tài nguyờn chung này tới người sử dụng, tạo điều kiện cho người sử dụng truy cập vào mạng nhằm thoả món nhu cầu của người dựng. Bỏo hiệu sẽ cú vai trũ rất quan trọng trong việc xử lý kết nối, duy trỡ kết nối và giải phúng kết nối.
Do vậy, thủ tục bỏo hiệu trong B-ISDN dựa trờn cụng nghệ ATM phải đảm bảo việc cung cấp cỏc loại dịch vụ khỏc nhau (dịch vụ thoại, video, truyền số liệu,….). Cỏc dịch vụ băng rộng trong tương lai sẽ bao gồm cỏc đặc tớnh nh di động và tương thớch với cỏc dịch vụ di động, cỏc khỏi niệm của mạng thụng minh (IN- Intelligent Network) và cỏc ứng dụng mới trong quản lý mạng. ATM thoả món việc phõn tỏch một cỏch logic giữa thụng tin bỏo hiệu và thụng tin
khỏch hàng, rất linh hoạt trong việc cung cấp cỏc dịch vụ đũi hỏi cỏc cuộc gọi đa kết nối, đa thành phần và/hoặc đa phương tiện.
3.3.1. Cỏc yờu cầu đối với bỏo hiệu.
Cỏc yờu cầu bỏo hiệu trong B-ISDN được chia thành 3 nhúm:
• Cỏc khả năng điều khiển kết nối ATM theo kờnh ảo và đường ảo để truyền tải thụng tin:
Thiết lập, duy trỡ và giải phúng cỏc VCC và VPC trong việc truyền tải thụng tin; thiết lập VCC cú thể thực hiện theo yờu cầu bỏn cố định hoặc cố định, phải phự hợp với cỏc đặc tớnh của kết nối đó được yờu cầu như về băng tần, chất lượng dịch vụ,….
Cú khả năng thoả hiệp lại đặc tớnh lưu lượng của kết nối đó được thiết lập.
Thoả hiệp cỏc đặc tớnh về lưu lượng của kết nối tại thời điểm thiết lập kết nối.
Thiết lập cấu trỳc truyền thụng trờn cơ sở điểm nối điểm, đa điểm và quảng bỏ.
• Khả năng cung cấp cỏc cuộc gọi đa thành phần, đa phương tiện đơn giản:
Cung cấp cỏc cuộc gọi đơn giản, cú đặc tớnh đối xứng và khụng đối xứng; cỏc cuộc gọi khụng đối xứng yờu cầu băng tần khỏc nhau theo từng hướng.
Lần lượt thiết lập và giải phúng cỏc đa kết nối liờn quan đến cuộc gọi.
Thiết lập và giải phúng kết nối đối với cuộc gọi đó được thiết lập.
Thiết lập và giải phúng thành phần đối với cuộc gọi đa thành phần đó được thiết lập.
Khả năng liờn kết cỏc kết nối theo yờu cầu để hỡnh thành một cuộc đó kết nối.
Sắp xếp lại cuộc gọi đa thành phần của cuộc gọi đang thực hiện hoặc chia nhỏ cuộc gọi đa thành phần thành nhiều cuộc gọi.
• Cỏc khả năng khỏc:
Khả năng sắp xếp lại kết nối đó được thiết lập, vớ dụ bỏ qua một số xử lý trung gian trong “cầu truyền hỡnh – hội nghị”.
Đảm bảo sự phối hợp giữa cỏc hệ thống mó hoỏ khỏc nhau.
Đảm bảo sự phối hợp với cỏc dịch vụ khụng phải B-ISDN.
Chỉ thị lỗi và chuyển mạch tự động đối với cỏc kết nối bỏn cố định và cố định.
3.3.2. Bỏo hiệu Meta.
Bỏo hiệu Meta, trong mạng ATM đõy là một khỏi niệm mới, nú thực hiện tại lớp ATM, được dựng để thiết lập, duy trỡ, giải phúng kờnh bỏo hiệu giữa khỏch hàng và tổng đài nội hạt. Kờnh bỏo hiệu Meta được nhận dạng bằng giỏ trị nhận dạng kờnh ảo VCI nằm trong mào đầu tế bào. Tất cả cỏc thụng tin về bỏo hiệu Meta được thể hiện bằng một tế bào ATM.
Bỏo hiệu Meta khụng cần thiết trong cỏc cấu hỡnh UNI (User Network Interface) điểm - điểm, trong trường hợp này kờnh bỏo hiệu SVC cú giỏ trị nhận dạng trước là SVCI=5. Yêu cầu gán Gán hoặc từ chối Mạng Khách hàng Kháchhàng Mạng Mạng Yêu cầu kiểm tra Trả lời kiểm tra Giải phóng Yêu cầu giải phóng Giải phóng Yêu cầu giải phóng Khách hàng
Hỡnh 3.18. Cỏc bản tin bỏo hiờu Meta.
Bỏo hiệu Meta cú 3 chức năng: thiết lập, giải phúng và kiểm tra cỏc kờnh ảo về bỏo hiệu. Thủ tục bỏo hiệu Meta cú 3 giai đoạn: Gỏn, Kiểm tra và Giải phúng. Gỏn kờnh bỏo hiệu được kớch hoạt khi thiết bị bắt dầu làm việc, thiết bị sẽ gửi yờu cầu về kờnh bỏo hiệu cho mạng (tổng đài nội hạt). Căn cứ vào cỏc yờu cầu gửi đến và khả năng đỏp ứng của mạng, mạng sẽ hoặc gỏn kờnh cho khỏch hàng hoặc sẽ từ chối đỏp ứng. Trong trường hợp kờnh bỏo hiệu đó được gỏn cho khỏch hàng, mạng thường xuyờn gửi cỏc thụng bỏo kiểm tra để xỏc định trạng thỏi kờnh bỏo hiệu. Trờn cơ sở cỏc thụng tin nhận được, mạng sẽ quyết định việc duy trỡ hay giải phúng đối với kờnh bỏo hiệu này. Giải phúng kờnh bỏo hiệu cú thể do khỏch hàng quyết định nhưng cũng cú thể do mạng quyết định trong trường hợp cần thiết.
3.3.3. Bỏo hiệu ATM.
Ngoài bỏo hiệu Meta, mạng ATM cũn phải thực hiện bỏo hiệu nh đó được ỏp dụng trong cỏc mạng dựa trờn kết nối khỏc, nh mạng điện thoại hiện cú, để thiết lập và giải phúng cỏc kết nối. Thủ tục bỏo hiệu này đặc biệt quan trọng để đỏp ứng yờu cầu của khỏch hàng đối với cỏc tài nguyờn của mạng. Đõy thực chất là quỏ trỡnh thoả hiệp đối với cỏc tham số như dạng kết nối (kờnh ảo cố định – PVC với kờnh ảo chuyển mạch SVC, điểm với đa điểm), điểm kết cuối cuộc gọi (cỏc địa chỉ của mạng ATM), thoả thuận về lưu lượng (cỏc tham số về chất lượng phục vụ, băng tần), cỏc tham số về dịch vụ mà lớp AAL sẽ sử dụng và đồng thời xỏc định cỏc giỏ trị VPI, VCI.
Ba tiờu chuẩn đó được nghiờn cứu và đề suất sử dụng đối với mạng bỏo hiệu ATM khỏch hàng/mạng. Tiờu chuẩn thứ nhất là Q.93B của ITU – là một dạng tương thớch với Q.931 và được tiờu chuẩn hoỏ là Q.2931. Tiờu chuẩn thứ
hai là bỏo hiệu của ATM Forum và là tổ hợp phụ của Q.93B. Và cuối cựng là bỏo hiệu B-ISUP – thực chất là bỏo hiệu CSS7 dựng trong mạng ATM.
3.3.4. Quỏ trỡnh triển khai bỏo hiệu.
Quỏ trỡnh triển khai mạng bỏo hiệu trong B-ISDN được thực hiện qua nhiều giai đoạn. Trong đú, Giai đoạn 1 sẽ dựa trờn hệ thống bỏo hiệu hiện đang sử dụng và kết quả đạt được nh sau:
Bỏo hiệu tại UNI:
• Xỏc định nhúm cỏc bản tin của lớp 3.
• Xỏc định tham số của cỏc phần tử thụng tin mới và sửa đổi (nh thụng tin miờu tả lưu lượng ATM).
• Thụng tin miờu tả cỏc thủ tục mới để nhận dạng bản tin B-ISDN.
• Xỏc định cỏc thủ tục thiết lập và giải phúng cuộc gọi. Bỏo hiệu lớp 3 B-ISDN tại NNI:
• Dựa trờn hệ thống bỏo hiệu CSS7.
• Sử dụng B-ISUP.
Hệ thống bỏo hiệu B-ISDN hoàn thiện sẽ được thực hiện trong nhiều bước, trờn cơ sở kết hợp cỏc yờu cầu về bỏo hiệu hiện đang sử dụng. Sự khỏc biệt chủ yếu giữa bỏo hiệu hoàn thiện và bỏo hiệu giai đoạn 1 là sự tỏch biệt cuộc gọi và kết nối: mạng điều khiển trong mụ hỡnh chuẩn được chia làm phần điều khiển cuộc gọi và phần điều khiển kết nối (tải tin).
Chức năng điều khiển cuộc gọi:
• Nhận dang dịch vụ viễn thụng yờu cầu cung cấp.
• Giỏm sỏt việc thoả hiệp và việc chiếm giữ cỏc kờnh ảo, tài nguyờn của mạng.
• Chọn giỏ trị trễ để thực hiện cuộc gọi tiếp theo.
• Khi chấp nhận cuộc gọi, hiển thị cỏc đặc tớnh dịch vụ.
• Điều khiển cỏc dịch vụ bổ xung. Chức năng điều khiển tải tin:
• Thiết lập kết nối (cú hoặc khụng cú sự tham gia của điều khiển cuộc gọi).
• Thoả hiệp và chiếm giữa cỏc kờnh ảo và tài nguyờn mạng.
• Chọn đường.
• Điều khiển tải tin
• Khi chấp nhận cuộc gọi, hiển thị kết nối được thiết lập.
Chớnh nhờ sự tỏch biệt giữa điều khiển cuộc gọi và điều khiển tải tin đó đem lại cho mạng những ưu điểm nh sau:
• Khụng nhất thiết đối với tất cả cỏc nỳt trờn mạng cần phải cú điều khiển cuộc gọi, cỏc nỳt chuyển mạch trung gian chỉ phải điều khiển tải tin.
• Cỏc dịch vụ đa phương tiện được điều khiển một cỏch hiệu quả và linh hoạt: khi cuộc gọi đang thực hiện, vẫn cú thể thiết lập thờm cỏc kết nối hay giải phúng mà khụng cần giải phúng toàn bộ cuộc gọi.
• Cú khả năng truy nhập tới cỏc cơ sở dữ liệu mà khụng phải thiết lập kết nối.
• Thiết lập và giải phúng kết nối của cuộc gọi cú thể thực hiện một cỏch đồng thời hay lần lượt: cú khả năng thoả thuận chấp nhận cuộc gọi trước khi kết nối được thiết lập.
• Tớch cước cuộc gọi được thực hiện dễ dàng vỡ dựa trờn cơ sở cỏc thủ tục cuộc gọi và cỏc tham số kết nối.
• Dễ dàng chấp nhận cỏc dịch vụ mới. 3.4. CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA MẠNG.
Mạng băng rộng tương lai cần phải truyền được một số lượng lớn cỏc dịch vụ, từ cỏc dịch vụ tốc độ thấp như: đo lường từ xa, điều khiển từ xa, bỏo động từ
truyền hỡnh, truyền số liệu tốc độ cao đến cỏc dịch vụ cú tốc độ rất cao như: HDTV, video.v.v. Cỏc dịch vụ này cần tốc độ truyền từ vài Bit/s đến vài trăm Mb/s, thời gian truyền từ vài giõy đến vài giờ.
Cỏc tham số nh: Độ trễ, Lỗi.v.v. là rất quan trọng trong mạng băng rộng, qua đõy cú thể đỏnh giỏ về chất lượng của mạng.
Cỏc tham số của ATM đều được tớnh toỏn dựa trờn cơ sở hai yờu cầu chớnh là tớnh trong suốt về mặt thời gian, đặc trưng bởi độ trễ và tớnh trong suốt về mặt nội dung, đặc trưng bởi tỷ lệ lỗi.
3.4.1. Độ Trễ.
Trễ khi truyền thụng tin qua mạng ATM được quyết định bởi cỏc phần khỏc nhau của mạng, mỗi phần cú độ trễ khỏc nhau và khi tham gia mạng sẽ cú độ trễ là tổng độ trễ của cỏc thành phần cú trễ trong mạng.
Chuyển mạch
ATM Chuyển mạchATM
DD TD4 TD3 TD2 TD1 PD FD + QD1 1 FD + QD2 2 PD: Trễ tạo gói (Packetization Delay) TD: Trễ truyền (Transmission Delay) QD: Trễ hàng đợi (Queucing Delay) FD: Trễ chuyển mạch
(Fixed switching Delay)
DD: Trễ tháo gói (Depacketization Delay) Mạng
truyền dẫn
Hỡnh 3.19. Trễ trong mạng ATM thuần tuý
Mạng đồng bộ Chuyển mạch ATM Chuyển mạch ATM TD FD PD TD DD QD SD + 1 1 2 1 TD DD PD TD 3 4 FD2 + QD2 SD: Trễ của mạng đồng bộ
Hỡnh 3.20. Trễ trong mạng kết hợp giữa ATM và mạng đồng bộ.
Trong mạng ATM thuần tuý, thụng tin được đúng gúi thành cỏc tế bào và được khụi phục lại trạng thỏi ban đầu tại nơi nhận tin. Cỏc tế bào được sử dụng khắp mọi nơi trờn mạng. Ngược lại trong mạng kết hợp, một phần của mạng hoạt động với tế bào, phần khỏc hoạt động với cỏc khung thời gian.
Cỏc loại trễ bao gồm:
• Trễ truyền (TD): phụ thuộc vào khoảng cỏch điểm đầu và điểm cuối, thụng thường nú cú giỏ trị 4 – 5 às/km.
• Trễ tạo gúi (PD): xảy ra khi cỏc thụng tin được đúng gúi vào cỏc tế bào.
• Trễ chuyển mạch cố định (FD): xảy ra khi một tế bào ATM đi qua trường chuyển mạch, nú cú giỏ trị cố định.
• Trễ hàng đợi (QD): trễ này cú giỏ trị thay đổi, xảy ra tại cỏc hàng đợi trong hệ thống chuyển mạch.
• Trễ thỏo gúi (DD): xảy ra tại đầu thu của mạng ATM hoặc tại ranh giới giữa mạng ATM và mạng đồng bộ (trong trường hợp mạng kết hợp). Trễ này cú giỏ trị bằng khoảng thời gian cần thiết để lấy phần thụng tin của người sử dụng ra khỏi gúi và kết hợp chỳng lại thành dũng dữ liệu liờn tục
nh ở đầu phỏt.
• Trễ của mạng đồng bộ (SD): xảy ra khi thụng tin truyền qua phần mạng đồng bộ trong trường hợp mạng kết hợp.
Bảng trỡnh bày trễ trong từng khõu trong mạng ATM:
Tốc độ 150 Mbit/s 600 Mbit/s Kớch thước tế bào (byte) 16 32 64 16 32 64 TD (às) 4000 4000 4000 4000 4000 4000 FD (às) 64 128 256 16 32 64 QD/DD (às) 200 400 800 50 100 200
SD (às) 900 900 900 900 900 900
D1(às) 6264 8528 12256 6166 8123 12364
D2 (às) 9365 13828 21956 9016 13132 21364
Từ đú, ta cú thể tớnh được lỗi tổng cộng nh sau:
• Trong mạng thuần tuý ATM:
∑ ∫ ∑ + + + = j j j i PD q QD FD TD D1 1 max • Trong mạng kết hợp: ∑ ∫ ∑ ∑ ∑ + + + + = k jk j j i TDi FD QD SD D q kPD 1 1 2 max . Trong đú:
i – Số chặng của đường truyền (Transmission Link) j – Số chuyển mạch ATM.
k – Số lần tạo gúi/thỏo gúi giữa mạng ATM và mạng đồng bộ. SD1 – Trễ trong cỏc mạng đồng bộ.
Để hạn chế cỏc ảnh hưởng của trễ, cần giảm thiểu cỏc giỏ trị trễ. Cú thể ỏp dụng cỏc phương phỏp sau:
Trỏnh việc thực hiện ghộp kờnh truyền dẫn vượt quỏ mức (số lần) cho phộp bằng cỏch thiết lập cỏc đường truyền trực tiếp tốc độ bit cao.
Giảm tối thiểu cỏc điểm tổ hợp/phõn tỏch tế bào khi thực hiện phối hợp mạng, trỏnh (nếu cú thể) việc đi qua cỏc mạng khụng phải là ATM.
Giảm tối thiểu trễ trong thiết bị khỏch hàng tại cả hai đầu của kết nối.
3.4.1.1. Trễ tại lớp vật lý.
Jilter (rung pha) được định nghĩa là những thay đổi ngắn trong một khoảng thời gian của tớn hiệu so với vị trớ lý tưởng (về thời gian) của nú. Hiện nay trong cỏc mạng số liệu, vấn đề Jilter đó được xử lý khỏ tốt nhờ việc sử dụng cỏc bộ giảm Jilter.
Wander (trụi pha) là những thay đổi về trễ dài của tớn hiệu số so với vị trớ lý tưởng về thời gian. Thường xảy ra trong những thay đổi về trễ truyền súng trong mụi trường truyền dẫn của thiết bị.
Trong cả hai trường hợp rung pha và trụi pha đều cú thể gõy ra cỏc lỗi bit tại lớp vật lý do vậy kộo theo cỏc lỗi tương ứng ở cỏc lớp trờn. Trễ truyền dẫn gõy ra bởi độ dài của kết nối, đối với cỏc hệ thống truyền dẫn cỏp quang giỏ trị này là 6às/km.