4.1.1. Mụ hỡnh mạng tham chiếu
Hướng từ TDM tới ATM
Hướng từ ATM tới TDM DSS = Kớch thước cấu trỳc động Các giao diện ATM hoặc không phải giao diện ATM Hàng đợi ATM có phân bố băng thông động DBU DSS IWF với CES IWF cho dịch vụ khác IWF cho dịch vụ khác Các giao diện ATM Mạng ATM Phẩn tử mạng ATM
DBU = Phõn bố băng thụng động
Hỡnh 4.1. Cấu hỡnh tham chiếu cho trung kế cú phõn bố băng thụng động.
Hỡnh 4.1 là một cấu hỡnh tham chiếu cho một ứng dụng chung cho cỏc chỉ tiờu kĩ thuật của tài liệu. Phần tử mạng ATM cú thể là một thực thể vật lý hay một thực thể chức năng mà chỳng cung cấp một vài giao diện cho người sử dụng cũng như cho cỏc phần tử mạng khỏc. Trong phần tử mạng này cú bộ phận thực hiện chức năng tiếp hợp dịch vụ giả mạch (CES IWF), đõy là đối tượng nghiờn cứu của chương này.
Chức năng tiếp hợp ở đõy thực hiện cỏc nhiệm vụ sau:
• Thực hiện cỏc chức năng của dịch vụ giả mạch CES cú cấu trỳc Nx64Kbps E1 như đó đề cập đến trong chương 3 ở trờn.
• Thực hiện việc phỏt hiện hoạt động của cỏc khe thời gian.
• Định kớch thước cấu trỳc động (DSS) của cấu trỳc AAL1 mà cấu trỳc này phự hợp với cỏc khe thời gian động theo hướng từ TDM với ATM.
• Khụi phục cỏc khe thời gian động từ cấu trỳc AAL1 trong hướng từ ATM tới TDM và xếp đặt chỳng trong cỏc khe thớch hợp trong luồng TDM.
• Sắp xếp cỏc bớt bỏo hiệu thớch hợp (vớ dụ cỏc bớt bỏo hiệu ABCD) trong mỗi khe thời gian của luồng
Chức năng hàng đợi ATM (ATM Quene) với việc sử dụng băng thụng động, cú trong phần tử mạng ATM, cú nhiệm vụ xếp hàng đợi và truyền dẫn cỏc tế bào từ cỏc giao diện khỏc nhau vào trong bất kỡ giao diện ATM chung đó cho nào. Chức năng của việc sử dụng băng thụng động (DBU) liờn quan đến khả năng dưới dõy. Đối tượng chức năng (Functional entitty) xỏc lập một băng thụng cố định (tốc độ tế bào) cho mỗi bộ phận chức năng tiếp hợp dịch vụ giả mạch (CES-IWF) tương ứng với kớch thước cấu trỳc cực đại của cỏc tế bào được đưa vào (xem phần xỏc định cấu trỳc cực đại dưới đõy). Khi tất cả cỏc khe thời gian được đưa vào (xem phần xỏc định cấu trỳc cực đại dưới
đõy). Khi tất cả cỏc khe thời gian được cung cấp trong CES IWF là động thỡ toàn bộ băng thụng là cần cho CES IWF đú. Khi một số khe thời gian của CES IWF khụng hoạt động (ở trạng thỏi tĩnh) thỡ IWF tự động giảm kớch thước của cấu trỳc, như vậy việc truyền dẫn cú tốc độ tế bào thấp hơn tới hàng đợi ATM. Nhờ khả năng cấp phỏt băng thụng động DBU trong hàng đợi cú thể sẽ chiếm giữ băng thụng khụng được sử dụng bởi IWF nào đú và sau đú tức thời được cấp phỏt cho cỏc dịch vụ khỏc. Khả năng này cú thể cung cấp băng thụng cho cỏc dịch vụ tốc độ bớt khụng xỏc định UBR mà khụng phải dành sẵn nhiều băng thụng (hay bất kỡ sự phụ thuộc vào cỏc thụng số lưu lượng) cho cỏc dịch vụ UBR, như thế làm tăng hiệu quả sử dụng băng thụng trờn cỏc giao diện ATM. Tuy nhiờn, để cú một số ưu điểm về khả năng này cỏc CES IWF cần phải đỏp ứng được cỏc chỉ tiờu kĩ thuật được yờu cầu. Cỏc yờu cầu chức năng tiếp hợp đó được núi tới ở trờn sẽ được mở rộng thờm trong cỏc phần tiếp theo.
4.2.1. Một số khỏi niệm
Cỏc khỏi niệm sau đề cập đến cỏc thuật ngữ được sử dụng trong toàn bộ chương.
a. Kớch thước cấu trỳc động DSS (Dynamic Structure sizing)
Khả năng của chức năng tiếp hợp CES là cú thể điều chỉnh động kớch thước của cấu trỳc AAL1 tăng hoặc giảm trờn cơ sở cỏc khe thời gian động được chứa trong đường trung kế E1. Một vớ dụ về một khung E1 đầy đủ là cú cấu trỳc cực địa chứa được nội dung của 30 khe thời gian (N = 30) tương ứng với một tải trọng mang 480 bytes thụng tin người sử dụng và 15 bytes bỏo hiệu (trường hợp này là bỏo hiệu CAS) (như hỡnh 4.2). Một vớ dụ khỏc là: một kờnh E1 khụng đầy đủ dữ liệu người sử dụng chỉ sử dụng 4 khe thời gian 64Kbps, trong trường hợp này cấu trỳc cực đại cho phộp chứa được nội dung chỉ của 4 khe thời gian (N = 4) tương ứng với phần tải trọng 64 bytes thụng tin người sử dụng và 2 bytes bỏo hiệu (bỏo hiệu CAS). Trật tự và vị trớ của cỏc khe thời gian được phõn chia trong khung E1 được sắp xếp tuỳ thuộc
người sử dụng và được thớch ứng thụng qua mặt nạ bớt được giải thớch dưới đõy.
c. Cấu trỳc động.
Là cấu trỳc AAL1 chứa cỏc thụng tin từ cỏc khe thời gian động thực tế ở bất kỡ trường hợp nào. Cỏc khe thời gian tĩnh là khụng được cựng phõn bố vào trong cấu trỳc AAL1. Cú hai loại cấu trỳc động được miờu tả dưới đõy.
• Cấu trỳc động loại 1: là một cấu trỳc động mà cú chứa một mặt nạ bớt (bitmask)
• Cấu trỳc động loại 2: là một cấu trỳc động mà khụng chứa một mặt nạ bit.
Mặt nạ bớt thường xuyờn được truyền dẫn chỉ trong cỏc cấu trỳc chứa một con trỏ (chỉ cú một ngoại lệ là khi chuyển tiếp từ tất car cỏc khe thời gian tĩnh thành ít nhất một khe thời gian động và trong trường hợp này cú thể cú ọt cấu trỳc với một mặt nạ bớt khụng cú con trỏ). Điều này tương đương với việc tối thiểu hoỏ băng thụng tiờu thụ (việc truyền dẫn mặt nạ bớt ít xảy ra hơn) và việc cung cấp vị trớ xỏc định của cỏc mặt nạ bớt phớa sau con trỏ.
d. Cấu trỳc tĩnh
Đõy là một cấu trỳc cú chiều dài một hoặc 4 bytes được truyền đi khi taats cả cỏc khe thời gian là tĩnh. Nú chứa đựng một mặt nạ bit chỉ toàn cỏc bit “0” cựng một bit kiểm tra chẵn lẻ mang giỏ trị “1:, và khụng cú cấu trỳc con tải trọng và bỏo hiệu.
e. Mặt nạ bit (bitmask)
Mặt nạ bớt chỉ ra trạng thỏi hoạt động của N khe thời gian được cung cấp. Mặt nạ bớt này luụn được tạo ra bởi ATM bờn phỏt và được đúng gúi vào trong cấu trỳc AAL1, ATM bờn thu cú khả năng tổ chức lại chỳng đỳng với vị trớ của cỏc khe thời gian thu được trong khng E.1 Khuụn dạng của mặt nạ bit gồm cú một bớt kiểm tra chẵn lẻ, phần dưới đõy sẽ đề cập kỹ hơn về vấn đề này.
Dưới đõy là những yờu cầu của chức năng tiếp hợp IWF
IWF sẽ cú khả năng thực hiện cỏc chức năng CES trờn cỏc dịch vụ giả mạch Nx64Kbps E1 cú cấu trỳc đó được đề cập trong chương 3.
IWF sẽ cú thể phỏt hiện trạng thỏi hoạt động của cỏc khe thời gian trờn cơ sở bỏo hiệu CAS, CCS hay bất kỡ phương phỏp bỏo hiệu nào khỏc tuỳ thuộc vào mạng tổng đài cần kết nối.
Tổ chức cỏc khe thời gian trong IWF
Tại thowfi điểm didnhj cấu hỡnh cho IWF, số và thứ tự của cỏc khe thời gian trong cấu trỳc cực đại được xỏc định bởi người sử dụng và phải phự hợp giữa hai IWF ở đầu cuối của kết nối ảo. Vớ dụ việc sử dụng cấu trỳc cực đại cú 4 khe thời gian, người sử dụng cú thể lựa chọn cỏch phõn bố khe thời gian khỏc nhau trong hai đầu cuối của kết nối. Vớ như cú thể lựa chọn cỏc khe thời gian từ 1 đến 4 ở đầu cuối kết nối bờn phỏt (hướng từ TDM tới ATM ở nguồn) và cỏc khe thời gian từ 6 đến 10 ở đầu cuối kết nối phớa thu (hướng từ ATM tới TDM ở đớch).
Đõy là vấn đề cơ bản trong quỏ trỡnh xử này vỡ mặt nạ bớt chỉ ra số thứ tự của cỏc khe thời gian được chỉ định trong cấu trỳc cực đại và khụng chỉ ra toàn bộ vị trớ của 30 khe thời gian trong khung E1.
4.3. Đặc điểm của cỏc cấu trỳc động và cấu trỳc tĩnh.
Như đó núi ở trờn cấu trỳc động cú hai loại: cấu trỳc động loại 1 (cú mặt nạ bớt) và cấu trỳc động loại 2 (khụng cú mặt nạ bớt).
Hỡnh 4.2 dưới đõy cho thấy hai loại cấu trỳc động cho cỏc khung E1 sử dụng bỏo hiệu CAS. Hỡnh 4.3. cho thấy hai loại cấu trỳc động cho cỏc khung E1 sử dụng bỏo hiệu kờnh kết hợp CCS. Chú ý rằng khụng cú hạn chế trong việc sử dụng cỏc cấu trỳc siờu khung (SF) hoặc cỏc cấu trỳc siờu khung (ESF) mở rộng cho CES như hỡnh 4.2.
Cấu trúc con mặt nạ bit
có từ 1 đến 4 bytes
Cấu trúc con tải trọng
(Một khung ESF hoặc hai khung SF)
có từ 16 đến 480 bytes
Cấu trúc con báo hiệu ABCD
có từ 1 đến 15 bytes
Cấu trúc con tải trọng (Một khung ESF hoặc hai
khung SF)
có từ 16 đến 480 bytes
Cấu trúc con báo hiệu ABCD
có từ 1 đến 15 bytes
Hình 4.2a: CES có báo hiệu CAS Cấu trúc động loại 1 (có mặt nạ bit)
Hình 4.2b: CES có báo hiệu CAS Cấu trúc động loại 2 (không mặt nạ bit)
4.3.1. Cấu trỳc động loại 1 (cú mặt nạ bớt)
Cấu trỳc loại 1 cú mặt nạ bớt sẽ được định dạng như trong hỡnh 4 -2a. Để đảm bảo rằng vị trớ của mặt nạ bớt trong cấu trỳc là xỏc định, phự hợp và đơn giản khi tỡm kiếm thỡ cỏc yờu cầu sau phải được đỏp ứng khi IWF định dạng cỏc cấu trỳc động loại 1 cú mặt nạ bớt.
Hỡnh 4.4. Mụ tả vị trớ bắt đầu của cấu trỳc động loại 1.
Bất cứ khi nào một cấu trỳc động loại 1 mà cấu trỳc này luụn bắt đầu với một mặt nạ bớt được sử dụng thỡ một con trỏ cấu trỳc sẽ luụn được sử dụng để chỉ ra danh giới của cấu trỳc ngoại trừ trong trường hợp sau: Cấu trỳc động đầu tiờn tiếp theo sau một cấu trỳc tĩnh (sự chuyển tiếp từ tất cả cỏc khe thời gian ở trạng thỏi tĩnh sang cú ít nhất một khe thời gian ở trạng thỏi động) cú thể khụng cú một con trỏ.
Cấu trúc con mặt nạ bit
có từ 1 đến 4 bytes
Cấu trúc con tải trọng (Một khung)
có từ 1 đến 31 bytes
Cấu trúc con tải trọng (Một khung)
có từ 1 đến 31bytes
Hình 4.3a: CES có báo hiệu CCS Cấu trúc động loại 1 (có mặt nạ bit)
Hình 4.3b: CES có báo hiệu CCS Cấu trúc động loại 2 (có mặt nạ bit)
Yờu cầu này được miờu tả trong hỡnh 4.4. Như thấy ở hỡnh, con trỏ chỉ đến vị trớ bắt đầu của trường mặt nạ bớt là trường đầu tiờn trong cấu trỳc mới.
Lưu ý rằng cỏc con trỏ cấu trỳc AAL1 sẽ được sử dụng cho tất cả cỏc kết nối DBCES, thậm chớ khi số kờnh cực đại được tạo ra bằng 1 (N =1). (Thụng số kỹ thuật của CES định nghĩa trường hợp N = 1 xảy ra trong chế độ dịch vụ cơ sở thỡ khụng sử dụng con trỏ). Điều này được yờu cầu bởi chức năng tiếp hợp DBCES để cho phộp nhận dạng một cấu trỳc động với mạt nạ bit tỏng mỗi 8 tế bào, thậm chớ cả khi N = 1.
a. Khuụn dạng mặt nạ bớt (Bitmask format)
Mặt nạ bớt sẽ cú chiều dài từ 1 đến 4 bytes tuỳ thuộc vào số cỏc khe thời gian được ấn định tương ứng với cấu trỳc cực đại. Chỳ ý rằng một bớt kiểm tra chẵn lẻ phải luụn luụn chứa trong mặt nạ bớt tiếp sau bớt biểu diễn khe thời gian cú trật tự cao nhất (hỡnh 4 .5). Với khung E1 được ấn định cú từ 1 đến 7 khe thời gian thỡ mặt nạ bớt sẽ là một byte. Với số khe thời gian được ấn định là N = 8 đến 15 thỡ mặt nạ bớt là 2k bytes. Với số khe thời gian được ấn định là N = 16 đến 23 thỡ mặt nạ bớt là 3 bytes. Và mặt nạ bớt sẽ l à 4 bytes nếu như số khe thời gian được ấn định là 24 đến 31.
Số cỏc bit được sử dụng trong mặt nạ bớt sẽ bằng với số cỏc khe thời gian được ấn định (N) trong cấu trỳc cực đại với một bớt tương ứng với mỗi khe thời gian được ấn định, cộng với một bit cho kiểm tra lỗi chẵn lẻ (bớt parity), dạng của mặt nạ bớt được xỏc định ở phần dưới đõy. Tất cả cỏc bớt khụng được sử dụng trong mặt nạ bớt được mang giỏ trị “0”
Việc phõn chia cỏc bit trong mặt nạ bit được miờu tả như trong hỡnh 4.5 và được giải thớch như sau. Bớt đầu tiờn (LSB) chỉ ra trạng thỏi của khe thời gian được ấn định thứ nhất trong cấu trỳc cực đại. Đõy là khe thời gian cú số thứ tự thấp nhất trong tất cả cỏc khe thời gian được ấn định trong cấu trỳc cực đại. Bớt thứ hai (cạnh bớt LSB) trong mặt nạ bớt chỉ ra trạng thỏi hoạt động của cỏc khe thời gian được ấn định thứ hai (mà cú số thứ tự tiếp theo lớn hơn so với khe thời gian thứ nhất), và cứ tiếp tục như vậy. Bớt cú trong số lớn nhất
nằm trong mặt nạ bớt (bớt cú số thứ tự cao nhất) tương ứng với khe thời gian được ấn định cú số thứ tự cao nhất.
Mặt nạ bớt biểu thị quan hệ về vị trớ của cỏc khe thời được ấn định trong khối cấu trỳc cực đại. Yờu cầu này là trờn cơ sở thực tế phõn chia cỏc khe thời gian khụng đũi hỏi phải cựng đầu cuối phỏt và đầu cuối thu của một kết nối ảo.
Một bớt cú giỏ trị “1” chỉ ra rằng khe thời gian tương ứng là động, bớt cú giỏ trị “0” chỉ ra rằng khe thời gian tương ứng là tĩnh. Một bớt kiểm tra chẵn lẻ được sử dụng cho việc bảo vệ lỗi của mặt nạ bit. Bớt parity được đặt vào vị trớ cuối của mặt nạ bớt trong bớt N +1, bớt N tương ứng với khe thời gian cú số thứ tự lớn nhất trong cấu trỳc cực đại (xem hỡnh 4.5 về trật tự bớt).
Khi trường bảo vệ lỗi của mặt nạ bớt phỏt hiện một lỗi thỡ bờn thu sẽ sử dụng mặt nạ bớt đỳng nhận được trước đú thay thế cho mặt nạ bớt hiện tại. Khi một lỗi được phỏt hiện trong mặt nạ bớt, bỏo hiệu CAS sẽ khụng được cập nhật trong cỏc khe thời gian tương ứng cho tới khi bờn thu nhận được một mặt nạ bớt cú giỏ trị.
Hỡnh 4.5. Khuụn dạng mặt nạ bớt. b. Cấu trỳc con bỏo hiệu và cấu trỳc con tải trọng
Cỏc cấu trỳc con bỏo hiệu và tải trọng sẽ được định dạng như định nghĩa trong dịch vụ cấu N x 64 kbps E1 cú cấu trỳc. Phần tải trọng và bỏo hiệu theo như trong đồ ỏn này là được tạo ra từ cỏc khe thời gian động, trong một số tài liệu khỏc cỏc khe thời gain này cú thể tất cả là động, một phần động một phần hoặc tất cả là tĩnh. Tuy nhiờn cỏc khuụn dạng của chỳng là như nhau. Trong phạm vi xem xột, giả định rằng nếu khụng cú khe thời gian nào là động thỡ phần cuấu trỳc con tải trọng và cấu trỳc con bỏo hiệu là trống (xem mục 4.4.4 “Tất cả cỏc khe thời gian ở trạng thỏi tĩnh”).
4.3.2. Cấu trỳc động loại 2 (khụng cú mặt nạ bớt)
Loại cấu trỳc này được định dạng như được thấy ở hỡnh 4- 1b. Sự khỏc nhau giữa loại cấu trỳc động này và loại cấu trỳc động 1 (cú mặt nạ bớt) là khụng cú mặt nạ bớt và khụng cú cũn trỏ cấu trỳc AAL1.
Loại cấu trỳc này sẽ chỉ được sử dụng chỉ khi một con trỏ cấu trỳc AAL1 khụng được sử dụng.
4.3.3. Cấu trỳc tĩnh
Cấu trỳc này sẽ cú từ 1 đến 4 bytes (octets) như được núi đến trong cỏc yờu cầu của mặt nạ bớt trong mục 4.3.1b. Tất cả cỏc bớt loại trừ bớt N + 1 sẽ mang giỏ trị “0”. Bớt N +1 là bớt lparity và sẽ mang giỏ trị “1” đối với cấu trỳc khụng bị lỗi. N là số cỏc khe thời gian được ấn định trong kết nối ảo. Vớ dụ như số khe thời gian động lớn nhất cú thể trong kết nối ảo này. Xem hỡnh 4.5.
Loại cấu trỳc này sẽ chỉ được sử dụng khi tất cả cỏc khe thời gian được ấn định là tĩnh (khụng hoạt động).
4.4. Cỏc thủ tục thiết lập DBU
Ta quy ước rằng tiếp theo đõy khi núi đến bờn phỏt (transmitter) tức là IWF phỏt vào trong mạng ATM và khi núi đến bờn thu (reciver) cú nghĩa IWF thu từ mạng ATM.
4.4.1. Cấu hỡnh IWF