2.2.3.1. Lớp thớch ứng ATM (AAL).
Để ATM trợ giỳp được nhiều thể loại dịch vụ, với những đặc trưng lưu lượng khỏc nhau và những yờu cầu hệ thống khỏc nhau, việc làm thớch ứng cỏc lớp ứng dụng khỏc nhau với lớp ATM là rất cần thiết. Chức năng cơ bản của lớp thớch ứng ATM (AAL) là đúng gúi cỏc phần số liệu (tới 64Kbyte) của cỏc giao thức lớp cao hơn thành cỏc tế bào (48 byte) của lớp ATM. Cỏc phần số liệu này cú thể là cỏc gúi dữ liệu, cỏc mẫu õm thanh hoặc cỏc khung video. Nh vậy, AAL phải phụ thuộc dịch vụ trong việc phõn chia ghộp đoạn cỏc dữ liệu thành cỏc tế bào và từ cỏc tế bào.
Cỏc chức năng của lớp thớch ứng ATM: Lớp thớch ứng ATM được phõn chia thành hai lớp con theo chức năng của nú. Đú là lớp con hội tụ và lớp con phõn đoạn và tỏi đúng gúi.
* Lớp con hội tụ (CS-Convergence Sublayer) cung cấp dịch vụ AAL tại điểm truy nhập dịch vụ AAL – SAP cho cỏc lớp cao hơn và nú phụ thuộc vào dịch vụ.
* Lớp con phõn đoạn và tỏi đúng gúi (SAR – Segmentation and Reassembly)
cú nhiệm vụ phõn đoạn và tỏi sắp xếp cỏc thụng tin của lớp cao hơn thành kớch thước phự hợp cho trường thụng tin của tế bào ATM.
Cỏc chức năng của lớp con thớch ứng ATM được thể hiện qua bảng sau:
Lớp con thớch ứng ATM
Cỏc chức năng
1. Lớp con hội tụ
1. Đúng cỏc gúi khối dữ liệu dịch vụ – người dựng trong một tiờu đề và phần đuụi (cỏc dịch vụ được yờu cầu).
2. Xử lý lỗi và ưu tiờn dữ liệu
3. Nhận dạng tin bỏo (message) và phục hồi thời gian xung nhịp
2. Lớp con phõn đoạn và tỏi đúng gúi
1. Thu nhận khối số liệu của giao thức hội tụ và đặt nú trong tế bào ATM
2. Thờm tiờu đề cho mỗi đoạn, chứa đựng thụng tin được sử dụng để tỏi đúng gúi cỏc khỳc dữ liệu tại đớch.
2.2.3.2. Cỏc loại AAL.
Cỏc loại thụng tin được lớp thớch ứng ATM (AAL) chuyển tải được phõn chia thành 4 cấp tuỳ thuộc vào cỏc đặc tớnh và cỏc dịch vụ nh sau:
1. Nếu thụng tin cần chuyển tải là độc lập hoặc phụ thuộc thời gian thỡ nhất thiết phải tỏi tạo sự phụ thuộc thời gian của tớn hiệu tại đớch, cú nghĩa là thoại PCM 64Kbit/s.
2. Tốc độ bit biến đổi hoặc cố định.
3. Chuyển tải thụng tin kiểu phi kết nối hoặc định tuyến kết nối. Bảng thể hiện bốn cấp dịch vụ tiờu chuẩn mà AAL sử dụng:
Bảng phõn loại dịch vụ của AAL: Cấp dịch vụ Mối quan hệ định thời giữa nguồn và đớch
Tốc độ bit Kiểu kết nối Thớ dụ
Cấp A
Yờu cầu Khụng đổi Định hướng kết
nối
Video tốc độ bit khụng đổi
Cấp B
Yờu cầu Biến đổi Định hướng kết
nối
Video tốc độ bit biến đổi
Cấp C
Khụng yờu cầu Biến đổi Định hướng kết nối
Tốc độ số liệu định hướng kết nối Cấp
D
Khụng yờu cầu Biến đổi Phi kết nối Chuyển tải số liệu phi kết nối
Cỏc lớp dịch
vụ A B C D
Quan hệ
định thời Yờu cầu Khụng yờu cầu
Tốc độ bit Khụng đổi Biến đổi
Phương
thức kết nối Định hướng kết nối Phi kết nối
Loại AAL 1 2 3 4
5
Bảng cỏc loại AAL và cỏc chức năng của cỏc lớp con của chỳng:
Loại
AAL1 Sửa sai lỗi bit
Chuyển thụng tin định thời (Tốc độ số liệu bit khụng đổi với truyền dẫn phụ thuộc thời gian)
Thờm mào đầu SAP (chứa ba trường) - Số chuỗi (SN) - Bảo vệ số chuỗi (SNP) - Chỉ thị lớp con hội tụ AAL2 Cũng giống nh AAL1 (Tốc độ bớt biến thiờn với truyền dẫn phụ thuộc thời gian)
Thờm một mào đầu SAP vào phần đuụi
Mào đầu SAR cú thể:
1. Chứa hai trường (Số chuỗi SN và Loại thụng tin) của: - Đầu tin bỏo (BOM) - Tiếp tục tin bỏo (COM) - Cuối tin bỏo (EOM) 2. Chỉ thị thụng tin định thời Phần đuụi SAR chứa hai trường
1. Phần chỉ thị độ dài (LI) 2. Mó kiểm tra độ dư theo chu kỳ (CRC)
AAL 3/4
1. Thờm mào đầu CS (chứa 3 trường 32 bit)
Bộ chỉ thị phần chung (CPI) (8 bit)
Thẻ bắt đầu (Stag) (8 bit) Kớch cỡ phõn bố bộ đệm (BASize) (16 bit)
2. Thờm đuụi CS (chứa 3 trường (32 bit) Luồng chỉnh (AL) (8 bit)
Thẻ kết thỳc (Etag) (8 bit) Độ dài (16 bit)
Thờm đầu và đuụi SAR
1. Mào đầu SAR (16 bit) chứa:
Loại phõn đoạn (ST) (2 bit)
Số chuỗi (SN) (4 bit)
Nhận dạng bội (MID) (10 bit)
2. Đuụi SAR (16 bit) chứa phần tử chỉ thị độ dài (LI) (6 bit)
Mó kiểm tra độ dư theo chu kỳ CRC (10 bit)
1. Hoạt động an toàn: CS bị huỷ
hoặc bị mất. Cỏc khối số liệu giao thức được phỏt và điều khiển luồng được trợ giỳp.
2. Hoạt động khụng an toàn:
Sửa sai được dành cho cỏc lớp cao hơn
AAL5 1. Thờm đuụi CS (64 bit)
Nhận dạng người dựng – tới – người dựng (UU) (8 bit) Phần tử chỉ thị phần chung (CPI) (8 bit)
Độ dài (16 bit) CRC (32 bit)
Thờm mào đầu SAR (40 bit)
Mó loại Trường tải (PT) (3 bit)
Phần mào đầu tế bào (40 bit) CSI (1 bit) Đếm thứ tự (3 bit) Tr ờng CRC (3 bit) Bit u tiên (1 bit) Tải SAR-PDU (47 byte) Tr ờng SN Tr ờng SNP
Hỡnh 2.14. Lớp con SAR (phõn đoạn và đúng gúi lại) của AAL1
Phần đầu tế bào (40 bit) ST (2 bit) SN (4 bit) MID
(10 bit) SAR-PDUTải (6 bit)LI (10 bit)CRC
Đầu SAR-PDU
SAR-PDU
Đuôi SAR-PDU
Hỡnh2.15. Lớp con SAR của AAL3/4
Phần đầu
tế bào (3 bit)PT
Tải SAR-PDU (48 byte) SAR-PDU
Hỡnh 2.16. Lớp con của SAR của AAL5
Tải CPCS-PDU DAO CPCS-UU
(8 bit)
CPI
(8 bit) (16 bit)Length (32 bit)CRC
CPCS-PDU
Đuôi CPCS-PDU
Hỡnh 2.17. Lớp con hội tụ phần chung (CPCS) của AAL5
2.2.4. Sơ đồ cấu hỡnh chuẩn của B-ISDN.
Mạng ATM/B- ISDN bao gồm cỏc thiết bị khỏch hàng, cỏc nỳt chuyển mạch và cỏc chặng truyền dẫn nối thiết bị khỏch hàng và nỳt chuyển mạch.
Khuyến nghị của CCITT I. 431 đó định nghĩa cỏc nhúm chức năng B - TE1, B - TE2, B - NT1, B - NT2 và cỏc điểm tham chiếu TB, SB, UB và R của mạng B- ISDN được miờu tả trong hỡnh vẽ sau :
Hỡnh 2.18. Cấu hỡnh giao thức chuẩn của B-ISDN
Cấu hỡnh giao thức chuẩn B- ISDN (cú cấu trỳc tương tự như cấu hỡnh của ISDN) xỏc định cỏc giao diện và cỏc chức năng khỏc nhau giữa cỏc thực thể của mạng B-NT1 thực hiện cỏc chức năng của cỏc lớp bờn dưới như kết cuối đường truyền, xử lý giao diện truyền dẫn liờn quan đến cỏc kết cuối quang và điện tại địa điểm thiết bị khỏch hàng. B-NT1 được điều khiển bởi nhà cung cấp mạng và là ranh gới giữa cỏc mạng, B-NT2 thực hiện cỏc chức năng lớp cao hơn bao gồm ghộp / phõn tỏch lưu lượng, xử lý băng tần, chuyển mạch cỏc kết nối nội bộ, xử lý giao thức bỏo hiệu, xử lý dung lượng bộ đệm và xỏc định tài nguyờn. Cỏc thiết bị đầu cuối là thiết bị khỏch hàng sử dụng B-ISDN.
B - TE1 kờt cuối với giao diện chuẩn B - ISDN và thực hiện kết cuối đối với tất cả cỏc loại giao thức của cỏc bậc thấp cũng nh bậc cao. Cỏc giao diện khỏc vẫn chưa được ITUchuẩn hoỏ đầy đủ. B -TE2 được dựng cho cỏc giao diện kết nối với thiết bị chuẩn B - ISDN hiện cú. Cỏc thiết bị này cần cú thiết bị chuyển đổi (TA) để kết nối với giao diện. TA thực hiện tất cả cỏc chức năng cần thiết để thực hiện giao tiếp B - ISDN kể cả việc chuyển đổi tốc độ. Điểm chuẩn
B - TE2
hoặc TE2 B - TA B - NT2 B - NT1
PC hoặc
thiết bị Router Lớp ATMLớp AAL Lớp vật lý
S T R (A) B - TE1 Router S IWU Router S B - NT2 Lớp AAL Lớp ATM B - NT1 Lớp vật lý T U LAN hoặc MAN riêng (B)
R cung cấp giao diện khụng phải B-ISDN giữa thiết bị khỏch hàng, khụng phải B - ISDN với thiết bị chuyển đổi. Điểm chuẩn TB phõn tỏch thiết bị nhà cung cấp mạng với thiết bị khỏch hàng, điểm chuẩn SB tương ứng với gaio diện của cỏc thiết bị B-ISDN riờng rẽ và tỏch biệt thiết bị khỏch hàng với cỏc chức năng truyền thụng liờn quan tới mạng.
2.3. THÀNH PHẦN CỦA MẠNG ATM.
Cú 4 thành phần được thiết lập tại lớp ATM gồm:
• Liờn kết ảo (Virtual Chanel Link): Được nhận dạng qua thụng tin nhận dạng kờnh ảo (VCI).
• Kết nối kờnh ảo (Virtual Chanel Connection): Là sự liờn kết kờnh ảo.
• Liờn kết đường ảo (Virtual Path Link): Được nhận dạng qua thụng tin nhận dạng đường ảo (VPI).
• Kết nối đường ảo (VP Connection): Là sự liờn kết của nhiều liờn kết đường ảo. Đ ờng truyền dẫn Đ ờng ảo C ác k ên h ảo Hỡnh 2.19. VPI và VCI
Tại cựng một giao diện, trờn cựng một hướng, cú thể cú nhiều liờn kết đường ảo. Mỗi liờn kết nàycú một VPI riờng và được ghộp lại, hỡnh thành một kết nối của lớp vật lý. Trờn cựng một đường ảo, cú thể cú nhiều liờn kết ảo, mỗi liờn kết cú một VCI riờng.
2.3.1. Kờnh ảo:
kết phụ thuộc vào băng tần mà người sử dụng yờu cầu và dung lượng cũn lại của cỏc liờn kết. Tổ hợp chuỗi cỏc liờn kết kờnh ảo được gọi là kết nối kờnh ảo (VCC). Và trong từng tế bào, kờnh ảo được nhận dạng bởi giỏ trị VCI, là một bộ phận của mào đầu tế bào.
Tại nỳt chuyển mạch, bảng định tuyến sẽ cung cấp cỏc thụng tin thụng dịch VCI cho từng tế bào khi được truyền tới. Những thụng tin của bảng này được cập nhật trong giai đoạn thiết lập cuộc gọi. Trong từng liờn kết ảo, VCI sẽ cú một giỏ trị riờng và giỏ trị này đối với cỏc liờn kết khỏc nhau là khỏc nhau.
Điểm chuyển
mạch VP Điểm chuyểnmạch VC Điểm kết cuối kết nối
Kết nối kênh
Liên kết kênh Liên kết kênh
Điểm kết cuối kết nối Kết nối đ ờng
Liên kết Liên kết
Hỡnh 2.20. Miờu tả kết nối liờn kết VC và VP
• Ứng dụng của kết nối kờnh ảo:
- Cỏc ứng dụng khỏch hàng tới khỏch hàng: kết nối kờnh ảo (VCC) được thiết lập giữa thiết bị đầu cuối khỏch hàng tại cỏc đầu của kết nối
- Cỏc ứng dụng khỏch hàng tới mạng: VCC được thiết lập nối thiết bị đầu cuối khỏch hàng là điểm nỳt mạng và cung cấp truy nhập tới cỏc thàng phần của mạng.
- Cỏc ứng dụng mạng tới mạng: VCC được thiết lập giữa 2 điểm nỳt mạng. - Ứng dụng mạng – mạng của VCC bao gồm cả việc quản lý lưu lượng và
định tuyến mạng.
- Khỏch hàng sử dụng VCC cú khả năng yờu cầu chất lượng dịch vụ và được xỏc định bởi cỏc tham số: tỷ lệ mất tế bào, giỏ trị thay đổi trễ (CDV – Cell Delay Vatiation) của tế bào.
- VCC được cung cấp trờn cơ sở yờu cầu trực tiếp hoặc bỏn cố định.
- Trong VCC, thứ tự tế bào khụng thay đổi. Và đõy là một nguyờn lý cơ bản của ATM.
- Đối với từng VCC, cỏc tham số về dung lượng sẽ được thoả thuận với khỏch hàng khi kết nối mạng được thiết lập.
Tại đầu vào, cỏc tế bào từ khỏch hàng vào mạng sẽ được giỏm sỏt bằng chức năng điều khiển tham số khỏch hàng (UPC – User Parameter Control) nhằm đảm bảo cỏc tham số đó thoả thuận khụng bị vi phạm. Trong trường hợp cỏc tham số này bị vi phạm, chức năng UPC sẽ thực hiện tỏc động cần thiết nh loại bỏ tế bào vi phạm ra khỏi kết nối.
2.3.2. Đường ảo:
Là tập hợp của cỏc liờn kết ảo cú cựng chung điểm kết cuối (VPC). Chuỗi cỏc liờn kết ảo liờn kết với nhau tạo thành một kết nối đường ảo (VPC), nối giữa hai điểm, đa điểm cú số điểm kết cuối từ hai trở lờn. Điểm kết cuối VPC là điểm mà ở đú cỏc VCI được hỡnh thành, thụng dịch hoặc loại bỏ.
Khỏi niệm đường ảo dựng để chỉ cỏc đường nối logic trực tiếp (được sử dụng bởi nhiều kờnh ảo) giữa cỏc đường chuyển mạch thụng qua cỏc điểm nối chộo trung gian.
Đường truyền ảo là hỡnh thức đấu nối bỏn cố định hoặc qua chuyển mạch tạo ra liờn kết cú chất lượng tương đương về mặt logic giữa hai nỳt chuyển mạch mà khụng cần thiết phải đấu nối trực tiếp bằng một liờn kết vật lý.
Điều này cho phộp phõn biệt giữ cấu trỳc mạng vật lý và logic, đồng thời cho phộp sắp xếp lại cấu trỳc logic phự hợp yờu cầu về lưu lượng.
* Việc thiết lập và giải phúng VCC tại giao diện khỏch hàng – mạng (UNI).
Được thực hiện theo cỏc phương thức:
- Khụng sử dụng thủ tục bỏo hiệu nh đối với kết nối bỏn cố định và cố định. - Trong B-ISDN giao thức bỏo hiệu Meta được sử dụng để thiết lập và giải phúng cỏc VCC dựng cho mục đớch bỏo hiệu. Do trong B-ISDN cú thể cú nhiều kờnh bỏo hiệu nờn dựng giao thức Meta để thiết lập, kiểm tra và giải phúng cỏc kờnh bỏo hiệu này. Giao thức này được thực hiện trờn một kờnh đó được tiờu chuẩn hoỏ ở đú giỏ trị VCC luụn bằng 1.
- Cỏc thủ tục bỏo hiệu khỏch hàng – mạng. Sử dụng VCC bỏo hiệu để thiết lập và giải phúng VCC thuộc kết nối đường ảo được thiết lập lại giữa hai UNI.
Giỏ trị gỏn cho VCC trong quỏ trỡnh thiết lập cuộc gọi, cú thể được gỏn từ mạng, từ thiết bị đầu cuối khỏch hàng, từ thoả thuận giữa khỏch hàng và mạng. Giỏ trị gỏn cho VCI tại giao diện UNI thường độc lập với dịch vụ được cung cấp cho VC đú. Tuy nhiờn, để thuận tiện trong quỏ trỡnh trao đổi với cỏc đầu cuối cũng như đơn giản hoỏ việc khởi động cỏc thiết bị đầu cuối, cỏc VCI cỏc VCI cú chung một chức năng là thường được gỏn trước một giỏ trị (pre- assigned VCI), chung cho tất cả cỏc UNI.
Đường truyền ảo được phõn biệt bằng nhận dạng đường ảo (VPI) là một bộ phận của mào đầu tế bào. Cỏc bảng thụng dịch định tuyến tại cỏc nỳt chuyển mạch thực hiện sự thụng dịch giỏ trị VPI của từng tế bào khi thõm nhập vào cỏc bộ nối chộo. Song thụng tin cỏc kờnh ảo thuộc đường này khụng bị xử lý và tất cả cỏc kờnh ảo sẽ được truyền tải trờn cựng một đường ảo.
Tương tự nh vậy VPC cú thể được dựng trong việc truyền tải cỏc thụng tin giữa khỏch hàng tới khỏch hàng, khỏch hàng tới mạng và mạng tới mạng.
+ Khỏch hàng tới khỏch hàng: Khỏch hàng chỉ cần một đường ảo cho nhiều ứng dụng khỏc nhau với điều kiện cỏc tham số (tốc độ bit, chất lượng dịch vụ) của đường ảo phải phự hợp.
L E X T E X L E X VC Khách hàng Khách hàng VP
a, Khỏch hàng – Khỏch hàng qua VP. Mạng chỉ tham gia định tuyến và điều khiển VP, khụng xử lý cỏc VC.
+ Khỏch hàng tới mạng: cho phộp sử dụng cỏc VPI riờng đối với cỏc nhúm kết nối được dựng giữa cỏc nhà cung cấp khỏc nhau.
Khách hàng Nhà cung cấp 1
Nhà cung cấp 2
PBX Điểm nối
chéo ATM
b, Khỏch hàng – mạng qua VP, cho phộp khỏc hàng cú thể truy nhập tới cỏc nhà khai thỏc hoặc nhà cung cấp dịch vụ khỏc nhau.
+ Mạng – Mạng: Dựng để cung cấp cỏc đường nối riờng cú dung lượng lớn giữa hai tổng đài. Tổng đài Tổng đài Tổng đài Tổng đài VP VP
Mạng – Mạng qua VP dựng để phõn phối cỏc đường nối trực tiếp (khụng qua chuyển mạch VC) khi cú đủ nhu cầu về dung lượng.
Chương III
HOẠT ĐỘNG CỦA ATM TRONG MẠNG BĂNG RỘNG B-ISDN
3.1. NGUYấN Lí CHUYỂN MẠCH TRONG ATM.
3.1.1. Cỏc định nghĩa trong chuyển mạch.3.1.1.1. Chuyển mạch là gỡ ? 3.1.1.1. Chuyển mạch là gỡ ?
Chuyển mạch là một hệ thống gồm nhiều đầu vào và nhiều đầu ra, cỏc đầu vào và cỏc đầu ra này phải dược liờn kết với nhau.
3.1.1.2. Phần tử chuyển mạch.
Là đơn vị cơ bản trong cấu trỳc hệ thống chuyển mạch. Bao gồm: Mạng liờn