III. Cấu trúc phân bậc của giao thức ATM:
III.5 LỚP VẬT LÝ:
2. Thành phần ATM: Tb “được gán” Tb “được gán”
III.5 LỚP VẬT LÝ:
a.Nguyên lý :
Lớp vật lý bao gồm hai lớp phụ: lớp phụ môi trường vật lý (PM)và lớp phụ đồng quy truyền dẫn (TC).
Lớp phụ PM có các chức năng về môi trường vật lý và dung lượng truyền dẫn, bao gồm cả việc truyền tải bit và đồng bộ bit, mã đường dây và biến đổi điện-quang.
Lớp phụ TC thực hiện các chức năng liên quan đến việc biến đổi luồng thông tin tế bào sang luồng thông tin các khối số liệu ( dưới dạng bit), để có thể thực hiện phát và thu tín hiệu trong môi trường vật lý.
Theo hướng từ lớp vật lý tới lớp ATM, luồng số liệu ( chính xác theo khái niệm của OSI, luồng các khối số liệu dịch vụ- SDU) chuyển tải qua ranh giới hai lớp là luồng các tế bào hợp lệ. Tế bào hợp lệ là tế bào mà mào đầu tế bào không có lỗi; việc kiểm tra lỗi mào đầu tế bào được thực hiện ở lớp phụ TC.
Theo hướng ngược lại từ lớp ATM tới lớp vật lý, luồng tế bào ATM được ghép thêm thông tin phân tách, tế bào và thông tin về khai thác và bảo dưỡng ( OAM) liên quan đến luồng tế bào này.
b. Dung lượng truyền tải:
Khuyến nghị L432 CCITT định nghĩa hai tốc độ bit sử dùng cho lớp vật lý tại điểm tham chiếu T 155 520 kbit/s cho cả hai hướng và 622 080 kbit/s cho ít nhất một hướng. Giao diện có thể là giao diện điện hoặc quang và có thể dựa trên cấu trúc tế bào hoặc cấu trúc khung SDH.
Bảng 28. GIÁ TRỊ CÁC THAM SỐ LỚP VẬT LÝ
STM 1(kbit/s) STM 4(kbit/s) Tốc độ bit lớp vật lý 155 520 622 080 Tốc độ bit tối đa cho tế bào ATM 149 760 599 040 Tốc độ bit tối đa cho thông tin ATM 135 631 542 526
Tốc độ bit kể trên là tốc độ bit đường truyền tại lớp vật lý, bao gồm cả những bit phụ ( overhead) dùng trong việc tạo ra các octet trong cấu trúc khung của lớp vật lý hoặc trong các tế bào lớp vật lý. Tốc độ bit dùng cho các tế bào ATM và tải thông tin SDH tương ứng được trình bày trong Bảng 28. Số bit cực đại dùng cho khách hàng chiếm tỷ lệ 48/53 tốc độ bit dùng cho tế bào.
Tuy nhiên, tốc độ bit dùng cho tế bào ATM cũng có thể được dùng cho các tế bào báo hiệu và các tế bào mang thông tin OAM cho lớp ATM và lớp bậc cao. Do vậy tốc độ bit thực tế dùng cho khách hàng sẽ nhỏ hơn các giá trị nêu ở trong Bảng.
c. Lớp vật lý dùng cho giao diện tế bào:
Cấu trúc giao diện gồm một chuỗi tế bào liên tục. Khoảng cách cực đại giữa các tế bào kế tiếp nhau của lớp vật lý là 26 tế bào lớp ATM; điều này nghĩa là sau quá trình truyền tải liên tục 26 tế bào lớp ATM, các tế
bào lớp vật lý mới được chèn vào để tạo ra dung lượng thích hợp với tốc độ cua giao diện. Tế bào lớp vật lý cũng được chèn khi không có tế bào ATM được truyền đi. Các tế bào lớp vật lý được chèn có thể là “tế bào tỗng” hoặc là các tế bào OAM lớp vật lý theo yêu cầu về OAM.
Các tế bào AOM lớp vật lý được dùng để chuyển tải các thông tin OAM của lớp vật lý. Số lượng tế bào OAM được chèn phụ thuộc vào các yêu cầu về OAM. Tuy nhiên, đối với chặng truyền dẫn (link), trường hợp nhiều nhất là sau 26 và ít nhất là sau 512 tế bào, phải có 1 tế bào OAM của lớp vật lý. Mào đầu của các tế bào OAM lớp vật lý có thông tin nhận dạng riêng.
d. Lớp vật lý dùng cho giao diện SDH:
Hình 29. Cấu trúc khung 155 520 kbit/s SDH của UNI.
Đối với giao diện 155 520 kbit/s, luồng tế bào ATM trước tiên được chuyển đổi vào Container C-4 và sau đó cộng với các thông tin phụ
SOH AU-4 PTR SOH J1 B3 C2 G1 H4 C - 4 VC-4 POH VC- 4 1octe t 260octet STM- 1 9octe t 261octet 3 1 5 tế bào ATM 53octe t
của VC-4 để thành Container C-4 ảo ( Xem Hình 29). Các ranh giới của tế bào ATM được đồng chỉnh với các ranh giới của octet STM-1. Do dung lượng của C-4 (1 340 octet) không phải là bội số nguyên của kích thước tế bào (53 octet), tế bào có thể vượt ranh giới của C-4.
Đối với giao diện 622 989 kbit/s, luồng tế bào ATM trước tiên được chuyển đổi vào Container C-4-4c và sau đó cộng với các thông tin phụ của VC-4-4c để thành Container C-4-4v ảo. Các ranh giới của tế bào ATM được đồng chỉnh với các ranh giới của octet STM-4. Do dung lượng của C-4-4c (9 360 octet) không phải là bội số nguyên của kích thước tế bào (53 octet), tế bào có thể vượt ranh giới của C-4-4c.
e. Điều khiển lỗi mào đầu:
Điều khiển lỗi mào đầu (HEC) thực hiện cho toàn bộ mào đầu của tế bào. HEC có khả năng sửa các lỗi bit đơn và phát hiện các lỗi bit kép. Quá trình được thực hiện như sau:
Phần phát xác định giá trị của HEC (gồm 8 bit) tại mào đầu tế bào và chèn kết quả vào trường HEC. Giá trị này là phần dư phép chia của tích số x8 với nội dung mào đầu không chứa giá trị trường HEC cho đa thức khởi tạo x8+x2+x+1.
Để thực hiện việc phân tách tế bào một cách hiệu quả trong trường hợp bit trượt, CCITT khuyến nghị các bit dùng để kiểm tra được tính băng việc sử dụng đa thức sẽ được cộng( cộng modulo 2) với một mã 8 bit ( giá trị 0101 0101, bit trái ngoài cùng là bit có giá trị cao nhất), trước khi được chèn vào trường HEC. Phía thu phải trừ giá trị mã 8 bit này ( bằng cách cộng modulo 2) từ trường HEC trước khi tiếp tục xử lý ( tính synchrome của mào đầu). Động tác này không ảnh hưởng đến khả năng sửa lỗi/ phát hiện lỗi của HEC.
Không phát hiện lỗi (không có xử lý) Phươn g thức sửa lỗi Phương thức phát hiện lỗi Phát hiện đa lỗi
Hình 30: Các phương thức hoạt động tại phần thu.
Phần thu hoạt động theo hai phương thức ( Xem Hình 30). Phương thức ngầm định dùng để sửa lỗi đơn. Mào đầu tế bào được kiểm tra và nếu như phát hiện có lỗi, một trong hai động tác sau sẽ khởi động, phụ thuộc vào trạng thái đang làm việc của phần thu. Trong “ phương thức sửa lỗi”, chỉ có các lỗi bit đơn được sửa và sau đó phần thu chuyển sang “phương thức phát hiện lỗi”. Ở “phương thức phát hiện lỗi”, tất cả các tế bào mà mào đầu bị lỗi sẽ bị loại bỏ. Khi kiểm tra mào đầu và không phát hiện có lỗi, phần thu sẽ chuyển sang “phương thức sửa lỗi”.
Chức năng sửa lỗi/ phát hiện lỗi của HEC có tác dụng tránh được các lỗi bit đơn và làm giảm xác suất việc gửi các tế bào có lỗi ở mào đầu, đặc biệt trong các điều kiện xảy ra lỗi đột biến (bursty errors). Đặc tính lỗi của các hệ thống truyền dẫn cáp quang – là môi trường chủ yếu dùng cho các ứng dụng ATM, có xu hướng là sự tổ hợp của các lỗi đơn và lỗi đột biến.
Phát hiện lỗi (loại bỏ tế (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
f. Phân tách tế bào và tạo tín hiệu giả ngẫu nhiên:
Việc phân tách tế bào là quá trình cho phép phát hiện ranh giới từng tế bào, dựa trên trường HEC. Tạo tín hiệu giả ngẫu nhiên là phương pháp trộn tín hiệu, có tác dụng làm tăng độ tin cậy cũng như khả năng hoạt động của cơ chế phân tách tế bào dựa trên cơ sở HEC; ngoài ra còn có tác dụng tạo dãy giả ngẫu nhiên tăng chất lượng truyền dẫn. Thông số mạch scrambler phải không được làm ảnh hưởng tới cấu trúc mào đầu, cũng như tới quá trình điều khiển lỗi và cơ chế phân tách tế bào.
Hình 31. Sơ đồ trạng thái phương pháp phân tách tế bào của HEC. Phương pháp phân tách tế bào khuyến nghị được thực hiện trên cơ sở mối liên kết giữa các bit được bảo vệ của mào đầu tế bào(32 bit) và các bit dùng để điều khiển lỗi mào đầu tế bào(HEC-8 bit) sử dụng phương thức mã vòng với đa thức khởi tạo là x8+x2+x+1.
Hình 31 miêu tả sơ đồ trạng thái của phương pháp phân tách tế bào trên cơ sở HEC:
Trạng thái “tiền đồng bộ” Trạng thái “đồng bộ” Trạng thái “tìm kiếm” HEC sai HEC đúng liên tiếp δ lần Theo từng tế bào HEC đúng HEC sai liên tiếp α lần Theo từng bit
. Ở trạng thái “tìm kiếm”, quá trình phân tách được thực hiện bằng việc kiểm tra từng bit một để phát hiện giá trị HEC đúng (synchrome bằng 0) đối với mào đầu giả định. Đối với lớp vật lý trên cơ sở-tế bào, trước quá trình đồng bộ mạch scrambler, chỉ có 6 bit cuối cùng của HEC được dùng để kiểm tra phân tách tế bào. Khi giá trị như thoả thuận trên được phát hiện đồng thời giả thiết là phát hiện ra mào đầu của một tế bào thì quá trình sẽ chuyển sang trạng thái “tiền đồng bộ”. Nếu như ranh giới octet được phân định trong lớp vật lý ở đầu thu, trước khi xảy ra phân tách tế bào, thì quá trình phân tách tế bào được thực hiện từng octet.
. Ở trạng thái “ tiền đồng bộ”, quá trình phân tách được thực hiện bằng việc kiểm tra từng tế bào một để phát hiện giá trị HEC đúng. Quá trình này được lặp lại đến khi nhận được liên tiếp δ HEC đúng. Nếu HEC có giá trị sai, quá trình sẽ chuyển sang trạng thái “ tìm kiếm”.
. Ở trạng thái “đồng bộ”, quá trình phân tách được coi là hỏng nếu như HEC nhận sai liên tiếp α giá trị HEC.
Các tham số δ và α được chọn phải thoả mãn được các yêu cầu về độ an toàn và tính hoạt động của quá trình phân tách tế bào. Tính hoạt động phụ thuộc vào α và độ đảm bảo phụ thuộc và δ. Các tham số khách hàng được khuyến nghị trong khuyến nghị L432, nêu trong Bảng 32:
Bảng 32: GIÁ TRỊ CỦA α VÀ δ THEO CCITT:
Lớp vật lý trên cơ sở SDH 7 6 Lớp vật lý trên cơ sở tế bào 7 9