TuyÓn tËp ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc HSSV
c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch sè
Më ®Çu
Tõ nh÷ng n¨m 60 trë l¹i ®©y, m¹ng viÔn th«ng cã nh÷ng bíc nhy vät
®¸ng kÓ vÒ mÆt c«ng nghÖ ®Æc biÖt lµ trong m«i tr êng sè. Cïng víi nh÷ng
thay ®æi c¨n b¶n cña m¹ng viÔn th«ng, m¹ng ®iÖn tho¹i c«ng céng, m¹ng
truyÒn sè liÖu ngµy cµng ®îc hoµn thiÖn vµ kh n¨ng phôc vô víi tèc ®é cao,
chÊt lîng dÞch vô hoµn h¶o. Néi dung nghiªn cøu cña ®Ò tµi xoay quanh hai
vÊn ®Ò mang tÝnh nÒn tng cña m¹ng ®ã lµ c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch kªnh vµ
c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch gãi. Do h¹n chÕ vÒ thêi gian, tr×nh ®é còng nh giíi h¹n
cña ®Ò tµi, cho nªn phÇn c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch sè kh«ng thÓ bao qu¸t hÕt
c¶ Frame Relay còng nh chuyÓn m¹ch ATM.
1. C«ng nghÖ chuyÓn m¹ch kªnh
Cho ®Õn nay cã nhiÒu kü thuËt chuyÓn m¹ch ®îc ¸p dông trong thùc tÕ
tuú thuéc vµo lo¹i h×nh dÞch vô theo yªu cÇu. ChuyÓn m¹ch kªnh ®îc ®Þnh
nghÜa lµ kü thuËt chuyÓn m¹ch ®¶m b¶o viÖc thiÕt lËp c¸c ®uêng truyÒn
dÉn dµnh riªng cho viÖc truyÒn tin gi÷a hai hay nhiÒu thuª bao kh¸c nhau.
ChuyÓn m¹ch kªnh ®îc øng dông cho viÖc liªn l¹c mét c¸ch tøc thêi mµ ë ®ã qu¸
tr×nh chuyÓn m¹ch ®îc ®a ra mét c¸ch kh«ng cã c¶m gi¸c vÒ sù chËm trÔ
(tÝnh thêi gian thùc) vµ ®é trÔ biÕn thiªn gi÷a n¬i thu vµ n¬i ph©n phèi tin
hay ë bÊt kú phÇn nµo cña hÖ thèng truyÒn tin. M¹ng ®iÖn tho¹i c«ng céng lµ
mét øng dông cña chuyÓn m¹ch kªnh trªn thùc tÕ.
Häc viÖn c«ng nghÖ BCVT
161
TuyÓn tËp ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc HSSV
ChuyÓn m¹ch kªnh tÝn hiÖu hiÖu sè lµ qu¸ tr×nh kÕt nèi, trao ®æi c¸c
khe thêi gian gi÷a mét sè ®o¹n cña tuyÕn truyÒn dÉn TDM sè.
1.1 C¬ chÕ chuyÓn m¹ch thêi gian (T).
1.2 C¬ chÕ chuyÓn m¹ch kh«ng gian (S).
§Ò tµi cßn ®Ò cËp ®Õn mét topo m¹ng chuyÓn m¹ch ghÐp gi÷a T vµ S
cã tÝnh u viÖt h¬n h¼n lµ topo T-S-T song híng ®èi pha. M¹ng T-S-T song híng
®èi pha cã u ®iÓm lµ tèc ®é truy nhËp cao, tiÕt kiÖm ®îc sè lîng c¸c bé nhí
®iÒu khiÓn do c¸ch ph©n vïng nhí “®èi pha”.
Mét yªu cÇu thùc tÕ ®Æt ra cña m¹ng chuyÓn m¹ch kªnh lµ ph¶i ®¶m
b¶o phôc vô ®Êu nèi c¸c cuéc gäi vµ ®¶m b¶o duy tr× æn ®Þnh trong thêi gian
®µm tho¹i. §Ó ®¶m b¶o yªu cÇu nµy mét yÕu tè quan träng lµ cÇn n¾m ®îc
c¸c thêi ®iÓm nµo sè cuéc gäi xuÊt hiÖn nhiÒu nhÊt - lý thuyÕt lu lîng nh»m
gii quyÕt s¬ bé vÊn ®Ò nµy. Tõ c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n d¬n vÞ lu lîng Erlang-
Sè c¸c cuéc gäi x¶y ra ®ång thêi trong mét ®¬n vÞ thêi gian-vµ mÉu lu lîng
quan tr¾c cña cïng mét vïng ®Þa lý cho thÊy quy luËt thay ®æi lu lîng trong
c¸c ph¹m vi xÐt cô thÓ. Tõ ®ã ®a ra c¸c kÕt luËn ®Ó cã thÓ kh¾c phôc h¹n chÕ
c¸c trêng hîp t¾c nghÏn trong c¸c giê cao ®iÓm.
2. C«ng nghÖ chuyÓn m¹ch gãi.
C«ng nghÖ chuyÓn m¹ch gãi ra ®êi tõ thËp kØ 60 ®· kh¼ng ®Þnh vÞ trÝ
quan träng cña nã trong x· héi hiÖn ®¹i.Trªn nÒn tng c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch
gãi, c¸c c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch tiªn tiÕn kh¸c nh Frame Relay(thùc chÊt lµ
chuyÓn m¹ch gãi nhanh), chuyÓn m¹ch ATM ngµy cµng hoµn thiÖn.
Häc viÖn c«ng nghÖ BCVT
162
User
1
User
2
.
.
.
.
User
N
Bé
xö
lÝ
Hµng®îi
®Çu ra
Bé
xö
lÝ
Hµng ®îi
®Çu vµo
Hµng ®îi
®Çu ra
Node chuyÓn m¹ch
Node chuyÓn m¹ch
User
a
User
b
.
.
.
.
User
k
TuyÓn tËp ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc HSSV
Trong phÇn II cña ®Ò tµi c«ng nghÖ chuyÓn m¹ch sè, nhãm sinh viªn
chóng em ®Ò cËp ®Õn ph¬ng thøc chuyÓn m¹ch gãi, m¹ng chuyÓn m¹ch gãi
còng nh nh÷ng tham sè ®Ó ®¸nh gi¸ m¹ng. M¹ng chuyÓn m¹ch gãi, nãi mét c¸ch
tæng qu¸t, bao gåm c¸c ®êng truyÒn dÉn vµ c¸c node m¹ng. Tuy nhiªn nãi mét
c¸ch ®¬n gin nh thÕ nhng nh÷ng g× thùc sù xy ra t¹i node m¹ng hay trªn ®-
êng truyÒn l¹i lµ vÊn ®Ò rÊt khã kh¨n vµ phøc t¹p. Xö lý ®êng truyÒn sÏ thuéc
lÜnh vùc kh¸c. VÊn ®Ò quan t©m cña chóng em trong phÇn nµy sÏ lµ c«ng
viÖc xö lý t¹i mçi node chuyÓn m¹ch. Do ®ã ®Ò tµi sÏ ®Ò cËp ®Õn c¸c vÊn ®Ò
h×nh thµnh nªn c¸c gãi chuÈn ®Ó chuyÓn vµo m¹ng, c¸c ph¬ng thøc ®Þnh
tuyÕn t¹i tõng node m¹ng còng nh vÊn ®Ò x¸c ®Þnh c¸c tham sè chuÈn ®Ó
®¸nh gi¸ ®é tin cËy cña m¹ng. XuÊt ph¸t tõ b¶n chÊt cña chuyÓn m¹ch gãi lµ xö
lý ®Öm trong hµng ®îi ( h×nh vÏ), sau ®ã t×m ®êng truyÒn dÉn ®Ó ®Þnh
tuyÕn c¸c gãi qua m¹ng, chóng em ®a vµo phÇn øng dông lý thuyÕt hµng ®îi
khi nghiªn cøu m¹ng chuyÓn m¹ch gãi.
Häc viÖn c«ng nghÖ BCVT
163
TuyÓn tËp ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc HSSV
Nh vËy néi dung cña phÇn II sÏ bao gåm:
2.1 Nguyªn lý c¾t mnh vµ t¹o gãi
2.2 §Þnh tuyÕn trong m¹ng chuyÓn m¹ch gãi
2.3 øng dông lý thuyÕt hµng ®îi vµo m¹ng chuyÓn m¹ch gãi
Nguyªn lý c¾t mnh vµ t¹o gãi
C¸c ph ¬ng thøc ®Þnh tuyÕn
•§Þnh tuyÕn trµn lôt gãi
•§Þnh tuyÕn ngÉu nhiªn
•§Þnh tuyÕn theo danh b¹
•§Þnh tuyÕn theo danh b¹ thÝch øng
Trong phÇn nµy chóng em ®Ò cËp rÊt chi tiÕt vµ ®a ra nh÷ng u ®iÓm
còng nh nhîc ®iÓm cña tõng ph¬ng thøc ®Þnh tuyÕn. Tõ dã cã thÓ so s¸nh ®Ó
quyÕt ®Þnh sö dông phong thøc nµo hiÖu qu nhÊt vµ phï hîp nhÊt.
Häc viÖn c«ng nghÖ BCVT
164
ChiÒu dµi gãi L(bits)
Leader Th«ng tin M (bits) §iÒu
khiÓn lçi
Header Th«ng tin N (bits )
CRC
Start
framing
End
framing
Segment
Packe
TuyÓn tËp ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc HSSV
ø ng dông lý thuyÕt hµng ®îi vµo m¹ng chuyÓn m¹ch gãi
ë phÇn nµy sö dông lý thuyÕt x¸c suÊt cho c¸c gãi ®Õn ph©n bè ngÉu
nhiªn theo qu¸ tr×nh Poisson ®Ó tõ ®ã x¸c ®Þnh c¸c tham sè ®¸nh gi¸ m¹ng :
•X¸c suÊt t¾c nghÏn trªn ®êng truyÒn nèi tíi node m¹ng ®ang xÐt
•§é lu tho¸t cña hµng ®îi
•§é dµi hµng ®îi cho phÐp (®Ó kh«ng x¶y ra t¾c nghÏn trong hµng
®îi )
•TrÔ
TrÔ lµ tham sè c¬ b¶n nhÊt x¸c ®Þnh nªn tÝnh chÊt vµ ®é tin cËy cña
m¹ng. §Ó x¸c ®Þnh ®îc tÊt c¶ c¸c tham sè trªn, b¾t nguån tõ c¸c gãi ®Õn t¹i
hµng ®îi ph©n bè ngÉu nhiªn theo qu¸ tr×nh ®Õn Poisson.
XÐt m« h×nh hµng ®îi ®¬n gin nhÊt M/M/1
M/M/1:
•M: Ph©n bè sù kiÖn ®Õn theo qu¸ tr×nh Poisson
•M:Ph©n bè phôc vô theo luËt luü thõa
•1: hµng ®îi cã 1 server ®Ó xö lý víi nguyªn lý phôc vô FIFO
Hµng ®îi M/M/1
C¸c gãi ®Õn t¹i thêi ®iÓm ngÉu nhiªn víi tèc ®é vµ tèc ®é xö lý cñaλ
server µ
Häc viÖn c«ng nghÖ BCVT
165
µ
server
λ
Sù kiÖn ®Õn
Poison
Bé ®Öm
(hµng ®îi)