intTypePromotion=1
ADSENSE

Báo cáo đề tài Kỹ thuật chuyển mạch ATM

Chia sẻ: Hà Ngọc Quang | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:39

220
lượt xem
70
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo luận văn - đề án 'báo cáo đề tài kỹ thuật chuyển mạch atm', luận văn - báo cáo, điện - điện tử - viễn thông phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Báo cáo đề tài Kỹ thuật chuyển mạch ATM

  1. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM BÁO CÁO ĐỀ TÀI KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH ATM SVTH: Trang 1
  2. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM LỜI NÓI ĐẦU Trước sự phát triển của các giao thức Internet khởi đầu từ những năm của thập niên 70 và tiếp tuc phát triển vào nh ững năm sau đó. Ngày nay, mạng IP đ ã th ực sự bùng nổ cả về khối lượng lưu lượng cũng như các yêu cầu về chất lượng dịch vụ như: tốc độ truyền dẫn, băng thông, truyền dẫn đa phương tiện,… Nhưng m ạng IP hiện nay vẫn chưa thực sự đáp ứng được các yêu cầu về truyền dẫn lưu lượng, do đó, cần phải có một giải pháp công nghệ mới đ ưa vào để khắc phục những nh ược điểm của mạng đang tồn tại. Công nghệ chuyển mạch IP ra đời và được xem là một giải pháp tốt để giải quyết những yêu cầu trên. Chuyển mạch IP là sự kết hợp h ài hòa của các giao thức điều khiển mềm dẻo với phần cứng chuyển mạch ATM. Chuyển mạch IP đ ã khắc phục được nhược điểm về tốc độ xử lý chậm của các bộ định tuyến và tính phức tạp của các giao th ức báo hiệu trong chuyển mạch ATM. Chuyển mạch IP đang là điểm tập trung nghiên cứu của các hãng viễn thông nổi tiếng trên thế giới như: Ipsilon, Toshiba, IBM, Cisco,.. Với mục đích gắn quá trình học tập và nghiên cứu để tìm hiểu một công nghệ mới tiên tiến trên cơ sở những kiến thức đã học và nghiên cứu những tài liệu mới. Tiểu luận gồm 3 chương: Chương I: Giới thiệu cơ bản về hệ thống chuyển mạch Chương II: Tìm hiểu một số loại chuyển mạch cơ bản Chương III: Kỹ thuật chuyển mạch ATM Trong quá trình làm tiểu luận, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của cô ………….. trong quá trình tìm hiểu không tránh được sự thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn SVTH: Trang 2
  3. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................ 1 MỤC LỤC .................................................................................................................. 3 CHƯƠ NG I: GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH ............................. 5 I. Một số khái niệm cơ bản ..................................................................................... 5 1. Định nghĩa chuyển mạch ................................ ................................................ 5 2. Hệ thống chuyển mạch ..................................................................................... 5 3. Phân loại chuyển mạch .................................................................................... 5 4. Các thành phần trong mạng viễn thông............................................................ 6 II. Quá trình phát triển của kỹ thuật chuyển mạch ................................................ 7 CHƯƠ NG II: CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH CƠ BẢN................................ 9 I. Chuyển mạch kênh................................................................ .............................. 9 1. Giới thiệu về chuyển mạch kênh ....................................................................... 9 2. Định nghĩa trường chuyển mạch .................................................................... 10 3. Phân loại chuyển mạch kênh .......................................................................... 10 II. Chuyển mạch gói ............................................................................................. 10 1. Giới thiệu về chuyển mạch kênh ..................................................................... 10 2. Định nghĩa chuyển mạch gói.......................................................................... 12 3. Cơ sở kỹ thuật chuyển mạch gói..................................................................... 12 4. Nguyên tắc cơ bản của chuyển mạch gói........................................................ 13 III. Mô hình hệ thống mở OSI ............................................................................. 14 CHƯƠ NG III KĨ THUẬT CHUYỂN MẠCH ATM ............................................ 17 I. Giới thiệu chung về ATM .................................................................................. 17 1. Sự ra đời của ATM......................................................................................... 17 2. Khái niệm ATM.............................................................................................. 17 3. Đặt điểm của công nghệ ATM ................................ ........................................ 17 4. Cấu trúc phân lớp của mạng ATM ................................................................. 18 II. Lớp ATM.......................................................................................................... 21 1. Một số khái niệm liên quan đến kênh ả o và đường ảo .................................... 21 2. Nguyên tắc định tuyến trong chuyển mạch ATM ............................................ 22 3. Mô tả và sự xáo trộn tế bào........................................................................... 23 4. Qúa trình chuyển mạch và xử lý gói trong ATM ............................................. 24 5 .Nguyên lý chuyển mạch ATM ................................................................ ......... 25 III. Tế bào ATM.................................................................................................... 26 1.Phân loại tế bào ATM ................................ ................................ ..................... 26 2. Cấu trúc tế b ào ATM...................................................................................... 27 3.Đặc điểm của các trường trong cấu trúc tế bào .............................................. 28 VI. Lớp tương thích ATM (AAL) .......................................................................... 30 SVTH: Trang 3
  4. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM 1. Tổng quan ...................................................................................................... 30 2. Chức năng và phân loại AAL ................................................................ ......... 30 3. AAL1................................ ................................ .............................................. 32 4. AAL2................................ ................................ .............................................. 33 5. AAL 3/4.......................................................................................................... 34 6. AAL5................................ ................................ .............................................. 36 KẾT LUẬN ................................ ................................ .............................................. 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 39 SVTH: Trang 4
  5. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH I. Một số khái niệm cơ bản 1. Định nghĩa chuyển mạch Chuyển mạch là m ột quá trình thực hiện đấu nối và chuyển thông tin cho người sử dụng thông qua hạ tầng mạng viễn thông. Chuyển mạch trong mạng viễn thông bao gồm chức năng định tuyến cho thông tin và chức năng chuyển tiếp thông tin. Nh ư vậy theo khía cạnh thông thường khái niệm chuyển mạch gắn liền với lớp mạng và lớp lien kết dữ liệu trong mô h ình OSI của tổ chức tiêu chu ẩn quốc tế ISO. 2. Hệ thống chuyển mạch Quá trình chuyển mạch được thực hiện tại các nút chuyển mạch, trong mạng chuyển mạch kênh thường gọi là h ệ thốn g chuyển mạch ( tổng đài) trong mạng chuyển mạch gói thư ờng được gọi là thiết bị định tuyến ( bộ định tuyến). 3. Phân loạ i chuyển mạch Xét về mặt công nghệ , chuyển mạch chia thành hai loại cơ bản: chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Mặt khác, chuyển mạch còn được chia thành bốn kiểu: chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói và chuyển mạch tế bào Các khái niệm cơ sở về công nghệ chuyển mạch được thực hiện trong hình 1.1(a,b,c0 dư ới đây. Hình 1.1.a) Chuyển mạch kênh: hai dòng thông tin trên hai mạch khác nhau Hình 1.1 b) Chuyển mạch gói: các tuyến đường độc lập trên m ạng chia sẻ tài nguyên SVTH: Trang 5
  6. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM Hình 1.1 c) Chuển mạch gói kênh ảo: các gói tin đi trên kênh ảo Hình 1.1 Các kiểu chuyển mạch cơ bản Mạng chuyển mạch kênh thiết lập các mạch (kênh ) chỉ định riêng cho kết nối trước khi quá trình truyền thông thực hiện. Như vậ, quá trình chuyển mạch đ ược chia thành 3 giai đoạn phân biệt: thiết lập, truyền và giải phóng. Để thiết lập, giải phóng và điều khiển kết nối ( cuộc gọi ) mạng chuyển mạch kênh sử dụng các kỹ thuật báo hiệu để thực hiện. Đối ngược với mạng chuyển mạch kênh là m ạng chuyển mạch gói, chia các lưu lượng dữ liệu thành các gói và truyền đi trên mạng chia sẻ. Các giai đoạn thiết lập , truyền và giair phóng sẽ đ ược thực hiện đồng thời trong một kho ảng thời gian và thường được quyết định bởi tiêu đề gói tin. 4. Các thành phầ n trong mạ ng viễn thông Là một tập hợp bao gồm các nút mạng và các đư ờng truyền dẫn kết nối giữa hai hay nhiều điểm xác định để thực hiện các cuộc trao đổi thông tin giữa chúng. Mạng viễn thông cung cấp đa dạng các loại h ình dịch vụ viễn thông cho khách h àng , từ dịch vụ truyền thống như điện thoại, Fax, truyền số liệu cho đến các dịch vụ mới như Internet, VOD, thương m ại điện tử………… H ình 1.2. Các thành phần của mạng viễn thông SVTH: Trang 6
  7. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM  Thiết bị đầu cuối là các trang bị của ngư ời sử dụng để giao tiếp với mạng cung cấp dịch vụ. Hiện nay có nhiều chủng loại thiết bị đầu cuối của nhiều hãng khác nhau tùy thuộc từng dịch vụ ( ví dụ nh ư máy điện thoại , máy fax….). Thiết bị đầu cuối thực hiện chức năng chuyển đổi thông tin cần trao đổi thành các tín hiệu điện và ngược lại.  Hệ thống chuyển mạch là thành phần cốt lõi của mạng viễn thông có chức năng thiết lập đường truyền giữa các thuê bao. Tùy theo vị trí của hệ thống chuyển mạch trên mạng người ta chia th ành tổng đ ài chuyển tiếp quốc tế , tổng đ ài chuyển tiếp liên tỉnh , tổng đài nội hạt… Thiết bị truyền dẫn đ ược sử dụng để nối các thiết bị đầu cuối hay giữa các tổng đài với nhau và truyền các tín hiệu một cách nhanh chóng và chính xác. Thiết bị truyền dẫn được phân loại thành thiết bị truyền dẫn thuê bao và thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp , nối giữa các tổng đ ài II. Quá trình phát triển của kỹ thuật chuyển mạch Chuyển mạch là quá trình thực hiện đấu nối tuyến liên lạc giuqax hai thu ê bao ( điện thoại, máy tính ,fax….) thông qua một hay nhiều hệ thống . Hệ thống đó được gọi là chuyển mạch . Khái niệm chuyển mạch thoại đã có ngay từ khi phát minh ra máy điện thoại vào năm 1786., vào thời gian đó quá trình thiết lập tuyến nối được thực hiện nhờ điện thoại viên và ban đấu nối ; h ình thức chuyển mạch này còn được gọi là chuyển mạch nhân công. Cùng với sự phát triển các ngành công nghiệp , tổng đ ài cũng từng bước đ ược cải tiến và hoàn thiện , từ tổng đài nhân công lên tổng đài tự động sử dụng cơ điện , tổng đài điện tử và tổng đài điện tử SPC , tổng đ ài băng rộng vv… Tổng đài nhân công đ ầu tiên được đ ưa vào khai thác tại thành phố NewHeivene bang Conneckticut( USA) vào năm 1878 chỉ sau 2 năm sáng chế ra máy điện thoại của A.G Bell. Từ đó đến nay , m ạng điện thoại đã phát triển hết sức mạnh theo nhu cầu thông tin lien lạc điện thoại. Do vậy rất nhanh chóng tổng đài nhân công đạt tới giới hạn khả năng của nó và ý tưởng tự động hóa đã được anh em A.B.Strowger thúc đẩy Tổng đài tự động do A.B.Strowger sang chế có tên gọi là tổng đài cơ điện hệ từng nấc ( thế hệ 1) được đưa vào sử dụng năm 1892 trên cơ sở bộ tìm chọn từng nấc được anh em A.B.Strowger sang ch ế năm 1889. Tiếp đó nhằm nâng cao chất lượng và kinh tế , tổng đài Rơ le ( t máy thế hệ 2) , tổng đài ngang dọc điều khiển trực tiếp được sang ch ế năm 1926 và vào năm 1938 tổng đài Crossbar-No1 với phương pháp điều khiển ghi phát là tổng đài thế hệ 3. Những tiến bộ và thành tựu trong công nghệ điện tử và máy tính đã thúc đẩy ý tưởng ứng dụng vào lĩnh vực tổng đ ài điện thoại. Qúa trình chuyển đổi từ chuyển mạch điện cơ sang chuyển mạch điện tử ( thế hệ 4), đặc biệt là tổng đài số được đặc trưng bởi việc tạo ra hệ thống thống nhất chuyển mạch và truyền dẫn thông tin. Vào kho ảng thập niên 60 của thế kỉ 20 , xuất hiện sản phẩm tổng đ ài điện tử số là sự kết hợp giữa công nghệ điện tử với kỹ thuật máy tính. Tổng đ ài điện tử số công cộng đầu tiên ra đ ời đư ợc điều khiển theo chương trình ghi sẵn SPC(Stored Program Control), được giới thiệu tại bang Succasunna ,Newjersey, USA vào tháng 5 năm 1965. Trong những năm 70 hàng loạt các tổng đ ài thương mại điện tử số ra đời. Một trong những tổng đài đó là tổng đài E10 của CIT-Alcatel được sử dụng tại Lannion ( France). Và tháng 1 năm 1976 Bell đã giới thiệu tổng đ ài điện tử số công cộng 4ESS. Hầu hết cho đến giai đoạn này các tổng đ ài điện tử số đều sử dụng hệ thống chuyển mạch là số và các mạch giao tiếp thu ê bao thường là analog , các đường trung kế là số. Một trường hợp ngoại lệ là tổng đ ài DMS100 của Northern Telecom SVTH: Trang 7
  8. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM đưa vào năm 1980 dùng toàn bộ kỹ thuật số đầu tiên trên thế giới. Hệ thống 5ESS của hang AT &T được đưa vào năm 1982 đã cải tiến rất nhiều từ hệ thống chuyển mạch 4ESS và đã có các chức năng tương thích với các dịch vụ ISDN. Sau đó hầu hết các hệ thống chuyển mạch số đều đưa ra cấu hình hỗ trợ cho các dịch vụ mới như ISDN, dịch vụ cho mạng thông minh, và các tính năng mới tương thích với sự phát triển của mạng lưới. Vào những năm 1996 khi mạng Internet trở thành bùng nổ trong thế giới công nghệ thông tin , nó đ ã tác động mạnh mẽ đến công nghiệp viễn thông và xu hướng hội tụ các mạng máy tính, truyền thông , điều khiển , viễn thông trở thành một bài toán cần giải quyết. Công nghệ viễn thông đang biến đổi theo hướng tất cả các loại hình dịch vụ hình ảnh âm th anh , thoại sẽ đ ược tích hợp và chuyển mạch qua các hệ thống chuyển mạch. Một mạng có thể truyền băng rộng với các loại hình dịch vụ thoại và phi thoại, tốc độ cao và đ ảm bảo được chất lượng phục vụ(QoS) đã thành cấp thiết trên nền tảng của một kỹ thuật mới: Kỹ thuật truyền tải không đồng bộ ATM và trên đó là các ứng dụng cho thoại và phi thoại. Các hệ thống chuyển mạch điện tử số cũng phải dần thay đổi theo h ướng này các tổng đài chuyển mạch băng rộng ra đời. Hiện nay rất nhiều các cấu kiện và thiết bị chu yển mạch quang đ ã được nghiên cứu, phát triển và đ ã được triển khai ở một số nước à trong tương lai không xa các hệ thống chuyển mạch quang băng rộng sẽ thay thế cho hệ thống chuyển mạch hiện tại để cung cấp các chuyển mạch tốc độ cao và độ rộng băng lớn. Sự khác biệt này bắt đầu từ những năm 1980, PSTN chuyển hướng tiếp cận phương thức truyền tải bất đồng bộ ATM để hỗ trợ đa phương tiện và QoS , sau đó chuyển h ướng sang công nghệ kết hợp với IP để chuyển mạch nhãn đ a giao thức hiện nay. Trong khi đó Intern et đưa ra một tiếp cận hơi khác so với PSTN qua giải pháp triển khai kiến trúc phân lớp dịch vụ CoS ( class of service) và hướng tới đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS thông qua mô hình tích hợp dịch vụ IntServ và phân biệt dịch vụ DiffServ, các chiến lược của Internet theo hướng tương thích với IP, mạng quang và hướng tới mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS(generalized multiprotocol label switch). Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS ra đời vào năm 2001 là sự nỗ lực kết hợp hai phương thức chuyển mạch hướng kết nối (ATM,ER) với công nghệ chuyển mạch phi kết nối (IP), công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS định nghĩa khái niệm nhãn( Label ) nằm trên một lớp giữa lớp 2 và 3 trong mô hình OSI , với mục tiêu tận dụng tối đa các ưu điểm của chuyển mạch phần cứng (ATM, ER) àsự mềm dẻo , linh hoạt của các phương pháp định tuyên trong IP. Một số quốc gia có hạ tầng truyền tải cáp quang đã phát triển tốt có xu hư ớng sử dụng các kỹ thuật chuyển mạch quang và sử dụng các công nghệ trên nền quang như GMPLS, IP qua công ngh ệ ghép bước song quang WDM ( wavelength division multiplexing) , kiến trúc chuyển mạch trong mạng thế hệ kế tiếp NGN. SVTH: Trang 8
  9. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM CHƯƠNG II: CÁC K Ỹ THUẬT CHUYỂN MẠCH CƠ BẢN I. Chuyển mạch kênh 1. Giới thiệu về chuyển mạ ch kênh Đây là phương pháp được sử dụng từ lâu trong mạng điện thoại PSTN. Ngày nay phương pháp này vẫn được sử dụng trong mạng ISDN. Nó sử dụng phương pháp ghép kênh theo thời gian TDM. Trong đó thông tin trên 1 kênh được truyền theo 1 chu kỳ đều đặn 125 Us ở 1 khe thời gian cố định , tập hợp các khe thời gian trong khoảng 125Us tạo thành 1 khung thời gian. Kênh truyền trong mạng chuyển mạch kênh là kênh thực được thiết lập trước khi yêu cầu thiết lập cuộc gọi trong mạng. Do đó phương pháp nàythiêu stinhs mềm dẻo do thông tin phải truyền theo 1 tần số cố định dẫn tới giới hạn về mặt tốc độ và không thích hợp cho việc truyền các dịch vụ băng rộng có đặc điểm khác nhau. Chuyển mạch Đối tượng sử Đối tượng sử dụng d ụng Điều khiển Hình 2.1 Chuy ển mạch kênh Để khắc phục sự thiếu mềm dẻo của chế độ truyền đơn tốc độ trong chuyển mạch kênh người ta đưa ra hệ thống chuyển mạch kênh đa tốc độ MRCS( maltirate circuit swiching). Các đường nối trong MRCS được chia th ành n kênh cơ bản gồm khung thời gian có độ d ài khác nhau , mọi cuộc liên lạc có thể xây dựng từ n kênh này. Thông thường các kênh cơ b ản cho 1 cuộc nối là: + Một kênh có tốc độ là 1024Kbit/s + 8 kênh H1 có tốc độ là 2048Kbit/s + Một kênh H4 có tốc độ là 139. MRCS rất phức tạp do mỗi kênh cơ sở của 1 đường nối ph ải giữ đồng bộ với các kênh khác nhau để đảm bảo tính trong suốt về mặt thời gian. Ngoài việc sử dụng tài nguyên chung của MRCS không đạt hiệu quả: khi mọi kênh H1 b ận thì không th ể thiếp lập them 1 kênh nào khác trong khi có thể H4 vẫn rỗi. Do vậy đây chưa phải là giải pháp cho mạng băng rộng. Các tài nguyên trong hệ thống chuyển mạch kênh tốc độ cao FCS( fast circuit swiching) chỉ đư ợc cung cấp khi thông tin được gửi đi. Sau khi gửi xong thông tin tài SVTH: Trang 9
  10. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM nguyên được giải phóng trở lại. Sự cung cấp này được thiết lập mỗi lần gửi như trong trường hợp chuyển mạch gói nhưng dưới sự điều khiển của tín hiệu báo hiệu liên kết nhanh ( fast ‘associated’ signaling) chứ không nằm trong chuyển mạch gói. Khi thiết lập cuộc gọi người sử dụng yêu cầu độ rộng của băng tần bằng số nguyên lần độ rộng băng của kênh cơ b ản. Hệ thống dlúc này chưa cung cấp tài nguyên ngay mà nó ghi lại các thông tin về chuyển mạch , thông tin về độ rộng băng theo yêu cầu , thông tin về địa chỉ của đích được chọn. Khi b ên phát b ắt đầu gửi thông tin lúc này hệ thống báo hiệu rằng b ên phát có thông tin được gửi đi yêu cầu chuyển mạch để phân phối tài nguyên ngay lập tức. Qua đây có thể thấy FCS khá phức tạp và không thích h ợp cho B-ISDN vì khả năng thiết lập , hủy bỏ cuộc nối và điều khiển cả hệ thống rất phức tạp , không đáp ứng được yêu cầu về mặt thời gian. 2. Định nghĩa trường chuyển mạ ch  Chuyển mạch kênh được hiểu là kỹ thuật chuyển mạch đảm bảo việc thiết lập các đường truyền dẫn dành riêng cho việc truyền tin của một quá trình thông tin giữa hai hay nhiều thuê bao khác nhau  .Chuyển mạch kênh được ứng dụng cho việc liên lạc một cách tức thời m à ở đó quá trình chuyển mạch đư ợc thực hiện một cách không tạo cảm giác về sự chậm trễ (tính thời gian thực).  Chuyển mạch kênh tín hiệu số là quá trình kết nối ,trao đổi thông tin các khe thời gian giữa một số đoạn của tuyến truyền dẫn TDM số. 3. Phân loại chuyển mạch kênh Dựa vào dạng tín hiệu đi qua trường chuyển : + Chuyển mạch tưong tự + Chuyển mạch số. * Như ợc điểm của chuyển mạch tương tự  Trư ờng chuyển mạch có cấu trúc phân tầng, nhiều tầng nên quá trình khai thác sẽ có tổn thất lớn,đồng thời việc khắc phục ảnh hưởng lẫn nhau giữa các phần tử chuyển mạch rất khó khăn.  Tín hiệu đi qua trường chuyển mạch bị suy hao nhiều và suy hao này rất khác nhau đối với các tiếp điểm chuyển mạch khác nhau.  Không xác định đư ợc độ trễ thời gian cho tín hiệu trong kênh tho ại khi qua trường chuyển mạch.  Gây tạp âm lớn  Trường chuyển mạch cồng kềnh và có giá thành cao.  Các nhược điểm n ày sẽ đ ược khắc phục khi sử dụng trường chuyển mạch số. II. Chuyển mạch gói 1. Giới thiệu về chuyển mạch kênh Kĩ thuật chuyển mạch gói ngày nay đ ã trở thành một kĩ thuật rất có tiềm năng và quan trọng trong lĩnh vực Viễn thông bởi vì nó cho phép các nguồn tài nguyên viễn thông sử dụng m ột cách hiệu quả nhất. Chuyển mạch gói có thể thích ứng với rất nhiều kiểu loại dịch vụ và yêu cầu của người sử dụng. Trên thế giới ngày nay, mạng chuyển mạch gói cũng đang được phát triển rất mạnh mẽ và sử dụng chủ yếu cho các dịch vụ truyền thông số liệu giữa các máy tính. Tuy vậy chuyển mạch gói cũng đang thể hiện hiệu quả và tính hấp dẫn của nó cho các dịch vụ viễn thông khác như điện thoại, Video và các dịch vụ băng rộng khác. SVTH: Trang 10
  11. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM Segment#1 Segment#2 ….. Segment#n Bản tin Transaction / Message có độ dài L Trường tin có độ dài tới M bit Đầu Trường tin CRC Segment (M>=N) Tạo khung kết thúc Tạo khung bắt đầu Gói Tiêu đề Tải tin (Tới Nbit) CRC H ình 2.5: Nguyên lý phân đoạn và tạo gói Nguyên lý của chuyển mạch gói là dựa trên khả năng của các máy tính tốc độ cao và các cách thức để tác động vào bản tin cần truyền sao cho có thể phân đoạn các cuộc gọi, các bản tin hoặc các giao dịch (Transaction) thành các thành phần nhỏ gọi là “Gói” tin. Tu ỳ thuộc vào việc thực hiện và hình thức của thông tin m à có thể có nhiều mức phân chia. Ví dụ một cách thực hiện phổ biến được áp dụng của chuyển mạch gói hiện nay là b ản tin của Người sử dụng được chia th ành các Segment (đoạn) và sau đó các Segment lại được chia tiếp th ành các gói (Packet) có kích thước chuẩn hoá. Các Segment sau khi được chia từ Bản tin của người sử dụng sẽ được xử lý chuẩn hoá tiếp bằng cách dán “Đầu” (Leader) và “Đuôi” (Trailer), như vậy chúng chứa ba trường số liệu là: Đầu chứa địa chỉ đích cùng các thông tin điều khiển mà mạng yêu cầu ví dụ như số thứ tự của Segment #, m ã kênh Logic đ ể tách các thông tin ngư ời sử dụng đ ã ghép kênh, đánh d ấu Segment đầu tiên và Segment cuối cùng của bản tin và nhiều thông tin khác liên quan tới chức năng quản lý và điều khiển từ “Đầu cuối-tới-Đầu cuối”. Đối với các gói tin truyền qua mạng chuyển mạch gói còn phải chứa các mẫu tạo khung đ ể đánh dấu điểm đầu và điểm cuối của mỗi gói. Tiêu đề (Header) của gói tương tự như Đầu của Segment, ngoài ra nó còn có thêm các thông tin mà m ạng yêu cầu để điều khiển sự truyền tải cuả các gói qua mạng, ví dụ như thông tin cần bổ sung vào tiêu đ ề của gói là địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, số thứ tự của gói và các khối số liệu điều khiển để chống vòng lặp, quản lý QoS, suy hao, lặp gói v.v. Trường kiểm soát lỗi CRC cho phép hệ thống chuyển mạch gói phát hiện sai lỗi xảy ra trong gói nếu có, nhờ đó đảm bảo yêu cầu rất cao về độ chính xác truyền tin. Tổng số tin chứa trong các trường số liệu Đầu của Segment và Tiêu đề của Gói là rất quan trọng. Thông thường các trường số liệu n ày có khoảng từ 64 đến 256 bit trong tổng số N khoảng 1000 bit. SVTH: Trang 11
  12. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM PSWS User A PSWĐ User A Hình 2.6: Mạng chuyển mạch gói Các gói tin sẽ được chuyển qua mạng chuyển mạch gói từ nút chuyển mạch này tới nút chuyển mạch khác trên cơ sở “Lưu đ ệm và phát chuyển tiếp“, nghĩa là mỗi nút chuyển mạch sau khi thu một gói sẽ tạm thời lưu giữ một bản sao của gói vào bộ nhớ đệm cho tới khi cơ hội phát chuyển tiếp gói tới nút tiếp theo hay thiết bị đầu cuối của người sử dụng được đảm bảo chắc chắn. Bởi vì mọi quá trình thông tin được cắt nhỏ thành các gói giống nhau nên các b ản tin dù dài hay ngắn đều có thể chuyển qua mạng với sự ảnh hưởng lẫn nhau ít nhất và nhờ sự chuyển tải các gói qua mạng được thực hiện trong thời gian thực nên chuyển mạch có thể đáp ứng được yêu cầu hoạt động một cách nhanh chóng kể cả khi có sự thay đổi mẫu lưu lượng hoặc khi có sự cố ở một thành phần khác của mạng. Hình 2.2 a) minh hoạ nguyên tắc hoạt động của mạng chuyển mạch gói. Các bản tin của người sử dụng từ thiết bị đầu cuối phát A sẽ không được gửi đi một cách tức thì và trọn vẹn qua mạng tới thiết bị đầu cuối thu B như trong m ạng chuyển mạch bản tin, mà sẽ đư ợc cắt và tạo thành các gói chuẩn ở nút chuyển mạch gói nguồn PSWS. Mỗi gói sẽ được phát vào m ạng một cách riêng rẽ độc lập và chúng sẽ dịch chuyển về nút chuyển mạch gói đích PSWĐ theo một đường dẫn khả dụng tốt nhất tại bất kỳ thời điểm n ào, đồng thời mỗi gói sẽ được kiểm tra giám sát lỗi trên dọc đường đi. 2. Định nghĩa chuyển mạ ch gói Là một loại kỹ thuật gửi dữ liệu từ máy tính nguồn đến máy tính đích qua mạng dùng một loại giao thức thỏa mãn 3 điều kiện sau: + Dữ liệu cần vận chuyển chia nhỏ ra thành các gói ( hay khung) có kích thư ớc (size) và định dạng (format) xác đ ịnh. + Mỗi gói sẽ được chuyển riêng rẽ và có thể đến n ơi nhận bằng các đường truyền ( router) khác nhau. Như vậy chúng có thể dịch chuyển trong vùng th ời gian. + Khi toàn bộ các gói dữ liệu đã đến n ơi nh ận thì chúng sẽ được hợp lại thành dữ liệu ban đ ầu. + Đặc điểm chính của chuyển mạch gói là sử dụng phương pháp kết hợp tuyến truyền dẫn theo yêu cầu. Mỗi gói đ ược truyền thông tin đi ngay sau khi đường thông tin tương ứng rỗi. Nhu vậy các đường truyền dẫn có thể phối hợp sử dụng một số lớn các nguồn tương đối ít hoạt động. 3. Cơ sở kỹ thuật chuyển mạ ch gói Kỹ thuật chuyển mạch gói dựa trên nguyên tắc chuyển đổi thông tin qua mạng dưới dạng gói. Gói tin là th ực thể truyền thông ho àn ch ỉnh gồm 2 phần : tiêu đề mang các thông tin điều khiển của mạng hoặc người sử dụng và tải tin là d ữ liệu thực cần chuyển qua mạng. Qúa trình chuyển thông tin qua mạng chuyển mạch gói được coi là mạng chiua sẻ tài nguyên. Các gói tin sẽ chuyển giao từ các nút mạng này tới các nút SVTH: Trang 12
  13. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM mạng khác trong mạng chuyển mạch gói theo nguyên tắc lưu đệm và chuyển tiếp , nên mạng chuyển mạch gói còn được coi là m ạng giao trong khi mạng chuyển mạch kênh được coi là m ạng trong suốt đối với dữ liệu người sử dụng. Trên hướng tiếp cận tương đối đơn giản từ khía cạnh dịch vụ cung cấp , các dịch vụ được cung cấp trên m ạng viễn thông chia th ành dịch vụ thoại và d ịch vụ phi tho ại, trong đó đại diện cho dịch vụ phi thoại là d ịch vụ số liệu. Chúng ta hiểu rằng , số hóa và gói hóa tho ại là hai vấn đề hoàn toàn khác nhau. Trong mạng chuyển mạch điện tho ại công cộng PSTN hiện nay tín hiệu thoại đã được số hóa , và kỹ thuật chuyển mạch truyền thống được áp dụng là k ỹ thuật chuyển mạch kênh. Dữ liệu thoại chỉ được gọi là đ ã gói hóa nếu những gói này được chuyển tải trên m ạng chuyển mạch gói. Trong mục n ày chúng ta sẽ xét những vấn đề kỹ thuật chuyển mạch cơ bản đư ợc ứng dụng trong hệ thống chuyển mạch : Kỹ thuật chuyển mạch kênh và k ỹ thuật chuyển mạch gói. Mạng điện thoại công cộng được phát triển trên mạng chuyển mạch kênh đẻ cung cấp các dịch vụ thoại truyền thống. Các mạng dữ liệu như các m ạng cục bộ LAN , mạng Internet là mạng chuyển mạch gói rất thích hợp để trao đổi dữ liệu. Bảng 2.1 So sánh một số đặc điểm của dịch vụ thoại và dữ liệu Đặc điểm Dịch vụ thoại Dịch vụ dữ liệu Băng thông Cố định và thấp(dưới 4kb) Thay đổi Bùng phát băng thông Lớn(100/1000:1) Không Nhạy cảm với lỗi Tho ại lại nếu có lỗi Không cho phép lỗi Phát lại thông tin Không thể thực hiện được Th ực hiện dễ d àng Độ trễ Thấp và ổn định Lớn và có thể thay đổi Kiểu kết nối Hướng kết nối Có thể là phi kết nối Các dịch vụ thoại trong mạng PSTN hiện nay sử dụng kỹ thuật điều chế PCM và chiếm băng thông lớn hơn cho mỗi cuộc gọi thì ch ất lượng cuộc gọi thoại cũng không vì thế m à tốt hơn. Trái lại đối với các dịch vụ dữ liệu băng thông rất quan trọng.Một số ứng dụng đòi hỏi băng thông tới 1Gb/s hoặc cao hơn. 4. Nguyên tắ c cơ bản của chuyển mạch gói Unicast và multicast: các kết nối trong mạng viễn thông thường là các kết nối điểm tới điểm. Vì vậy lưu lượng đưa vào một đ ầu vào của ma trận chuyển mạch chỉ yêu cầu duy nhất một đầu ra. Tuy nhiên các ứng dụng nhue video/audio hội nghị hay quảng bá dữ liệu lại yêu cầu nhiều đầu ra đồng thời. Để hỗ trợ chuyển mạch đa hướng hệ thống chyển mạch được bổ sung them cơ chế sao cho phép d ữ liệu giữa các đầu vào và đầu ra. Độ thông qua và tốc độ ( speedup) : độ thông qua của trường chuyển mạch được định nghĩa nh ư là tỉ số của tốc độ đầu rat rung bình trên tốc độ đầu vào trung bình khi tất cả các đầu có lưu lượng chiếm 100% tại tốc độ đường dây. Độ thông qua của trường chuyển mạch là dương và hỏ hơn b ằng 1. SVTH: Trang 13
  14. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM Nghẽn và tranh ch ấp đầu ra: vấn đề tắc nghẽn và tranh chấp đầu ra thường xảy ra tại các trường chuyển mạch không gian , đối với trường chuyển mạch thời gian vấn đề tắc nghẽn đư ợc xử lý tại bộ ghép kênh. Hiện tượng tắc nghẽn có ngụ ý các xung đột không tự giải quyết tại các vị trí khác nhau của trường chuyển mạch. Tranh chấp đầu ra xảy ra khi có nhiều hơn một yêu cầu đầu vào cùng muốn kết nối tới đầu ra cùng một thời điểm . Đặc tính kết nối: một quy trình kết nối gồm 3 giai đoạn tách biệt: thiết lập kết nối , truyền thông tin và giải phóng kết nối III. Mô hình hệ thống mở OSI Trong kho ảng những năm 70, công nghiệp máy tính bắt đầu phát triển rất mạnh và nhu cầu kết nối thông tin qua mạng tăng lên rất nhanh. Các hệ thống máy tính cần trao đổi thông tin qua rất nhiều h ình thái khác nhau của mạng. Hệ thống mở ra nhằm tiêu chuẩn hóa cho tất cả các đấu nối gọi là mô hình kết nối hệ thống mở OSI. Mục tiêu mô hình OSI là đảm bảo rằng bất k ỳ một xử lý ứng dụng nào đều không ảnh hưởng tới trạng thái nguyên thủy của dịch vụ hoặc các xử lý ứng dụng giao tiếp trực tiếp với các hệ thống máy tính khác trên cùng lớp ( nếu các hệ thống cùng được hỗ trợ theo tiêu chuẩn OSI). Mô h ình OSI cung cấp một khung làm việc tiêu chuẩn cho các hệ thống. Cấu trúc phân lớp được sử dụng trong mô h ình là có 7 lớp , có thể phân loại th ành 2 vùng chính. Hệ thống A Hệ thống B Lớp ứn g d ụng Lớp ứng dụng Giao thức Lớp trình diễn Lớp trình diễn Lớp phiên Lớp phiên Lớp truyền tải Lớp truyền tải NODE Lớp mạng Lớp mạng Lớp mạng Lớp liên kết dữ Lớp liên kết dữ liệu Lớp liên kết dữ liệu liệu Lớp vật lý Lớp vật lý Lớp vật lý Hình 2.7 Mô hình phân lớp OSI RM + Lớp thấp cung cấp các dịch vụ cầu cuối – tới – đầu cuối đáp ứng phương tiện truyền số liệu, các chức năng hướng về phía mạng từ lớp 3 tới lớp 1. + Lớp cao cấp các dịch vụ ứng dụng đáp ứng truyền thông tin, các chức năng SVTH: Trang 14
  15. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM hướng về ngư ời sử dụng từ lớp 4 đến lớp 7. Mô hình OSI có thể chia thành 3 môi trường truyền dẫn + Môi trường mạng : liên quan tới các giao thức , trao đổi các bản tin và các tiêu chuẩn liên quan tới các kiểu mạng truyền thông số liệu khác nhau. + Môi trường OSI: cho phép them vào các giao thức hướng ứng dụng và các tiêu chuẩn cho phép các hệ thống kết cuối trao đổi thông tin tới hệ thống khác theo hướng mở. + Môi trường hệ thống thực : xây dựng trên mô hình OSI và liên quan tới đặc tính dịch vụ và ph ần mềm của người sản xuất , nó được phát triển để thực hiện nhiệm vụ xử lý thông tin phân tan strong thực tế. Nh ững môi trường này cung cấp những đặc tính sau: + Giao tiếp giữa các lớp . + Chức năng của các lớp, giao thức định nghĩa tập hợp của những quy tắc và những quy ước sử dụng bởi lớp để giao tiếp với một lớp tương đương tương tự trong hệ thống từ xa khác. + Mỗi lớp cung cấp một tập định nghĩa của dịch vụ tới lớp kế cận. + Một thực thể chuyển thông tin phải đi qua từng lớp. Các ch ức năng chi tiết của các lớp được định nghĩa trong tiêu chuẩn OSI 7498 và chuẩn X.200 của ITU-T. Các đặc tính cơ bản được tóm tắt như sau: + Đặc tính hướng kết nối yêu cầu các giai đoạn kết nối phân biệt gồm: thiết lập kết nối , truyền thông tin và giải phóng kết nối. Một kiểu kết nối khác đối ngược với kiểu h ướng kết nối là kiểu phi kết nối. Phi kết nối cho phép các thực thể hiện trong các tiêu đề thực thể thông tin.Các giai đoạn kết nối như trong chuyển mạch kênh không còn tồn tại m à thay vào đó là phương pháp chuyển theo một giai đoạn duy nhất gồm cả 3 giai đoạn. Sự khác biệt giữa chuyển mạch bản tin và chuyển m ạch gói nằm tại quá trình xử lý b ản tin, chuyển mạch gói thực hiện việc phân đoạn bản tin thành các thực thể phù hợp với đường truyền và cấu hình m ạng, các gói có thể có kích thước thay đổi hoặc cố định, phương pháp chuyển mạch với các gói có kích thước cố định được gọi là chuyển mạch tế b ào. Như vậy một bản tin người dùng có th ể phân thành nhiều gói. Sau quá trình chuyển mạch các gói sẽ được tái hợp để hoàn nguyên lại thông tin của người sử dụng. Thời gian gói Thời Thiết Trễ truyền lan lập Truyề n Trễ hàng đợi Thời gian Giải Thiết lập+truyền+giải Thiết lập+truyền+giải p hóng phóng p hóng c) chuyển mạch a) chuyển mạch b ) chuyển mạch bản gói kênh tin SVTH: Trang 15
  16. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM Hình 2.8 Các phương pháp chuy ển mạch cơ bản Kỹ thuật chuyển mạch gói cho phép kết nối thông tin từ đầu cuối qua quá trình chia sẻ tài nguyên, sử dụng các tập thủ tục và các kết nối có tốc độ khác nhau để truyền các gói tin và có th ể chuyển gói trên nhiều đường dẫn khác nhau. Có hai kiểu chuyển mạch gói cơ b ản: chuyển mạch data gram DG và chuyển mạch kênh ảo VC (virtual circuit). Hình 2.9 Đóng gói dữ liệu theo mô hình OSI Chuyển mạch datagram: chuyển mạch datagram cung cấp cho các dịch vụ không yêu cầu thời gian thực. Việc chuyển gói tin phụ thuộc vào các giao thức lớp cao hoặc đường liên kết dữ liệu. Chuyển mạch kiểu datagram không cần giai đoạn thiết lập kết nối và rất thích hợp đối với dạng dữ liệu có lưu lượng thấp và thời gian tồn tại ngắn. Chuyển mạch kênh ảo : yêu cầu giai đoạn thiết lập tuyến giữa thiết bị gửi và thiết bị nhận thông tin , một kênh ảo được h ình thành giữa thiết bị trong đường dẫn chuyển mạch; kênh ảo là kênh chỉ đ ược xác định khi có dữ liệu truyền qua và không phụ thuộc vào logic thời gian. Hình 2.10 Chuyển mạch datagram và chuyển mạch kênh ả o SVTH: Trang 16
  17. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM KĨ THUẬT CHUYỂN MẠCH ATM CHƯƠNG III I. Giới thiệu chung về ATM 1. Sự ra đ ời của ATM ATM phương th ức truyền tải không đồng bộ , cung cấp các dịch vụ băng rộng tương lai. ATM lần đầu tiên dược nghiên cứu tại trung tâm nghiên cứu CNET(của france telecom) và Bell Lads vào năm 1983, sau đó tiếp tục phát triển tại trung tâm nghiên cứu Allatebell từ năm 1984. Các trung tâm này tích cực nghiên cứu những nguyên lý cơ bản và góp tích cực trong công việc thiết lập các tiêu chu ẩn đầu tiên về ATM. Hiện nay công nghệ ATM đã phát triển tới độ khá ho àn hảo và ổn định. Công nghệ n ày đã được nghiên cứu và triển khai tại nhiều nước trên thế giới. Nhiều mạng ATM đã được triển khai , bước đầu cung cấp dịch vụ băng rộng với khách hàng. Việc ứng dụng công nghệ ATM vào mạng viễn thông được bắt đầu vào năm 1990. ATM là sự kết hợp của công nghệ truyền dẫn và công nghệ chuyển mạch qua mạng giao tiếp chuẩn , dựa vào công nghệ ATM để phân chia và ghép tiếng nói , số liệu , h ình ảnh…. Vào trong một khối có chiều d ài cố định gọi là tế bào. 2. Khái niệm ATM ATM là phương thức truyền không đồng bộ kỹ thuật chuyển mạch gói chất lượng cao. Có phương th ức truyền tải định hướng, chuyển gói nhanh dựa trên ghép không đồng bộ phân chia thời gian. ATM đã kết hợp tất cả những lợi thế của kỹ thuật chuyển mạch trước đây vào một kỹ thuật truyền thông duy nhất. Sử dụng các gói cố định gọi là các tế b ào, nó có thể truyền tải một hỗn hợp các dịch vụ bao gồm thoại, hình ảnh, số liệu, có thể cung cấp các băng thông theo yêu cầu. ATM có thể loại trừ được các “ nút cổ chai “ thường xảy ra ở các mạng LAN và WAN hiện nay 3. Đặ t điểm của công nghệ ATM Công ngh ệ ATM dựa trên cơ sở của phương pháp chuyển mạch gói, thông tin được nhóm vào các gói tin có chiều d ài cố định, ngắn; trong đó vị trí của gói không phụ thuộc vào đồng hồ đồng bộ và dựa trên nhu cầu bất kỳ của kênh cho trước. Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau. ATM có hai đặc điểm quan trọng : - Thứ nhất, ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là các tế b ào ATM , các tế b ào nhỏ với tốc độ truyền lớn sẽ làm cho trễ truyền và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực, cũng sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao được dễ dàng hơn. - Thứ hai, ATM có khả năng nhóm một vài kênh ảo thành một đư ờng ảo nhằm giúp cho việc định tuyến được dễ dàng. ATM khác với định tuyến IP ở một số điểm. Nó là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối. Kết nối từ điểm đầu đến điểm cuối phải được thiết lập trước khi thông tin được gửi đi. ATM yêu cầu kết nối phải được thiết lập bằng nhân công hoặc thiết lập một cách tự động thông qua báo hiệu. Mặt khác, ATM không thực hiện định tuyến tại các nút trung gian. Tuyến kết nối xuyên suốt được xác định trước khi trao đổi dữ SVTH: Trang 17
  18. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM liệu và đư ợc giữ cố định trong suốt thời gian kết nối. Trong quá trình thiết lập kết nối, các tổng đài ATM trung gian cung cấp cho kết nối một nh ãn. Việc này thực hiện hai điều: d ành cho kết nối một số tài nguyên và xây dựng bảng chuyển tế bào tại mỗi tổng đài. Bảng chuyển tế bào này có tính cục bộ và chỉ chứa thông tin về các kết nối đang hoạt động đi qua tổng đài. Bảng so sánh công nghệ IP và ATM Công nghệ IP ATM - Là một giao thức chuyển - Sử dụng gói tin có m ạch gói có độ tian cậy và chiều dài cố định 53 kh ả năng mở rộng cao Bản chất Công nghệ b yte gọi là tế bào - Do phương thức định (cell). tuyến theo từng chặng n ên - Nguyên tắc định tuyến điều khiển lưu lượng rất chuyển đổi VPI/VCI khó thực hiện. -Nền tảng phần cứng tốc độ cao - Đơn giản, hiệu quả -Tốc độ chuyển mạch cao, m ềm dẻo hỗ trợ QoS theo Ư u điểm yêu cầu -Không hỗ trợ QoS - Giá thành cao, không Nhược điểm m ềm dẻo trong hỗ trợ những ứng dụng IP và VoA 4. Cấ u trúc phân lớp của mạng ATM a. Mô hình tham chiếu của giao thức B-ISDN Cấu trúc mạng B-ISDN về mặt logic bao gồm bốn lớp độc lập với nhau. Bốn lớp này đư ợc liên kết với nhau thông qua ba mặt phẳng: mặt phẳng người sử dụng (User Plane), m ặt phẳng điều khiển (Control Plane) và mặt phẳng qu ản lý (Management Plane). Cấu trúc của mô hình tham chiếu đư ợc trình bày trong hình 3.1 ) SVTH: Trang 18
  19. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM H ình 3.1: Mô hình tham chiếu giao thức B-ISDN Trong đó:  CLNS : Số liệu không liên kết.  CONTS : Số hiêu hướng liên kết.  SAR: Lớp con thiết lập và tháo tế b ào (Segmentation And Reassembly).  CS : Lớp con hội tụ (Convergence Sublayer).  TC : Lớp con hội tụ truyền dẫn (Transmission Convergence).  PM: Lớp con đường truyền vật lý (Physical Medium). b.So sánh mô hình tham chiếu giao thức B-ISDN với mô hình OSI Mô hình tham chiếu của ATM không tương thích hoàn toàn với mô h ình OSI. Tu ỳ theo từng trường hợp cụ thể m à ta xem xét mô hình tham chiếu của ATM tương đương với các lớp khác nhau của mô h ình OSI. Khi xét với các chức năng b ên trên không thuộc ATM (IP, IPX.. ..) th ì lớp vật lý của ATM tương ứng với lớp 1 trong mô hình OSI, lớp ATM và AAL tương ứng với lớp 2 của mô hình OSI, nhưng trường địa ch ỉ trong phần tiêu đề của tế bào ATM lại có ý nghĩa như lớp thứ 3 của mô hình OSI. Hình 3.2 chỉ ra mối quan hệ giữa mô hình tham chiếu của B-ISDN và mô hình 7 lớp OSI. Hình 3.2: Mối quan hệ giữa mô hình của B-ISDN và mô hình 7 lớp OSI Mặt phẳng người sử dụng (User Plane) Dòng thông tin tới các lớp trong mô hình đ ược điều khiển trong User Plane, mặt phẳng này còn có các chức năng như sửa lỗi truyền dẫn, điều khiển tắc nghẽn, giám sát dòng dữ liệu. Mặt phẳng điều khiển (Control Plane) Chịu trách nhiệm thiết lập, giải phóng và giám sát các kết nối. ATM là cơ ch ế truyền định hướng (Connection - Oriented). Điều n ày có ngh ĩa là mỗi kết nối trong lớp ATM trước tiên phải được gán một bộ nhận dạng số duy nhất thông qua các thủ tục báo hiệu của mặt phẳng điều khiển. Số này có thể là bộ nhận dạng đường ảo (VPI) hoặc bộ nhận dạng kênh ảo (VCI). Mặt phẳng quản lý (Management Plane). Mặt phẳng này có hai chức năng là quản lý mặt phẳng và quản lý lớp. Qu ản lý mặt phẳng phối hợp các chức năng và thủ tục của các mặt phẳng quản lý. Quản lý mặt phẳng chịu trách nhiệm về các chức năng như báo hiệu trao đổi và dòng thông tin OAM đ ể điều khiển các thủ tục báo hiệu (nghĩa là báo hiệu cho báo SVTH: Trang 19
  20. Kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch ATM hiệu). Chúng ta cần kênh này vì báo hiệu trong các mạng băng rộng phức tạp và rộng hơn báo hiệu kênh D trong N-ISDN. Thông tin về OAM được dùng để giám sát chất lư ợng mạng và qu ản lý lưu trữ tại lớp ATM. Các lớp trong mô hình gồm có :  Lớp vật lý.  Lớp ATM.  Lớp tương thích ATM (AAL).  Các lớp bậc cao. Chức năng của các lớp n ày được chỉ ra trong bảng 3.1. Bảng 3.1: Chức năng của các lớp trong B-ISDN Các lớp cao hơn  Nhận/gửi các PDU từ/đến các lớp cao hơn và tạo dạng CS- PDU.  Kiểm tra sự khôi phục chính xác các CS-PDUs.  Phát hiện sự mất các tế b ào của CS-PDU. CS  Cung cấp một vài chức năng ALL trong phần tiêu đề CS- A PDU. L  Chèn các tế b ào bổ xung vào CS-PDUs. L Q  Điều khiển luồng, gửi các thông điệp trả lời hoặc yêu cầu truyền lại các tế b ào lỗi. U ả  Tạo các tế b ào từ CS-PDU, khôi phục các CS-PDUs từ tế bào . SAR n  Tạo ra trường kiểu đoạn như BOM, COM, EOM, SSM.  Kiểm tra mà dư vòng CRC của trường dữ liệu của tế b ào. l  Tạo ra hai Bytes tiêu đ ề và hai Bytes cuối cùng của SAP- ý PDU.  Điều khiển luồng chính. ATM  Tạo ra hoặc tách phần tiêu đề của tế bào. l  Đọc và thay đổi phần tiêu đề của tế bào. ớ  Th ực hiện phân kênh/ ghép kênh các tế bào. p L  Thêm vào ho ặc lấy ra các tế bào trống (khử ghép giữa tốc ớ con độ tế bào và tốc độ truyền dẫn). Lớp hội tụ  Tạo và kiểm tra mã HEC. P truyền  Nhận biết giới hạn của tế bào . (TC) v  Biến đổi dòng tế bào thành các khung phù h ợp với hệ thống truyền dẫn . ậ  Phát / khôi phục các khung truyền dẫn. SVTH: Trang 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2