Trang 1/72
1. XU HƯỚNG CHUẨN HOÁ VÀ CẤU TRÚC GIAO THỨC
Khi môi trường của xã hội thông tin được hoàn thiện, thì mạng giao tiếp thông tin
băng rộng cần thiết phải tỏ ra thích nghi với các tính năng như tốc độ cao, băng rộng, đa
phương tiện. Và vì vậy phải tính đến việc thiết lập mạng thông tin tốc độ siêu cao ở tầm
quốc gia.
Mạng thông tin tốc độ siêu cao đã dựa vào sử dụng công nghệ ATM (phương thức
truyền tải không đồng bộ) để tạo ra mạng lưới quốc gia rộng khắp với tính kinh tế và hiệu
quả cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp nhiều loại hình dịch vụ thông tin
khác nhau.
Công nghệ ATM được hình thành từ công nghệ ATD (Asynchronous Time
Division - phân chia theo thời gian không đồng bộ) đã được đưa ra trên mạng viễn thông
của Pháp năm 1983 và FPS (Fast Packet Switchinh - chuyển mạch gói tốc độ cao) của
Bell Lab của nước Mỹ.
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,
hình ảnh,... vào trong một khối có chiều dài cố định được gọi là tế bào. Đặc điểm chính
của ATM là thông tin được cấu tạo từ các tế bào ở trong một khổ thích hợp của thời gian
thực truyền tải thông tin và cách thức truyền tải có thể chứng minh rằng tất cả các dịch vụ
băng rộng không ảnh hưởng tới tốc độ thông tin.
Trong mạng ATM tin tức là các tế bào được gửi từ thiết bị đầu cuối được xắp xếp
trong tín hiệu số sao cho mạng với tốc độ xử lý khoảng vài Gbps có thể được sử dụng để
truyền hoặc chuyển mạch các tế bào đó, cũng như vậy toàn bộ các thông tin đã được
truyền bằng các tế bào với chiều dài cố định. Từ đây ta có thể thiết lập mạng liên kết đa
phương tiện mà nó có thể xử lý nhiều loại hình thông tin khác nhau như tiếng nói, số liệu,
hình ảnh, ... một cách đồng nhất. Hiện nay mạng giao tiếp số liệu tốc độ cao, mạng liên
kết phương tiện ATM-LAN và mạng giao tiếp hình ảnh là các hệ thống mới hiện hành
đang sử dụng các đặc điểm của ATM.
1.1 Xu hướng chuẩn hoá ATM
Vì việc chuẩn hoá giao thức xoay quanh OSI được coi là quan trọng trong môi
trường nhiều nhà sản xuất thiết bị của mạng máy tính, nên việc chuẩn hoá môi trường
ATM được phát triển để có tính tương hợp chung trong các lĩnh vực khác nhau. Chuẩn
hoá ATM trong mạng công cộng được thực hiện bởi chính phủ và các nhà cung cấp thông
tin đã được đề xướng bởi tổ chức trước đây nguyên từ CCITT năm 1987 và các khuyến
nghị về các chỉ tiêu kỹ thuật đã được thiết lập bởi ITU-I hiện hành. Mặt khác, ATM
Forum và IETF Internet đã áp dụng việc chuẩn hoá trong mạng riêng từ năm 1992.
ATMF nhằm vào sự phát triển tiêu chuẩn thiết bị ATM để có thể ứng dụng cho
các hệ thống công cộng cũng như chuẩn công nghiệp đã đòi hỏi cung cấp công nghệ
ATM cho mạng công cộng ngay tức thì. Nó cũng mở rộng vùng phát triển để chuẩn cho
sự cân đối mối quan hệ giữa ATM-LAN và ATM-WAN.
Trang 2/72
IETF giải quyết kỹ thuật chuẩn hoá trên bản đồ IP, giao thức chuẩn trong Internet.
Tại thời điểm này, trong mạng ATM, ITU-T, ATMF và IETF hợp tác với nhau nhưng
không gối lên nhau theo hướng của kỹ thuật chuẩn hoá.
1.1.1 Chuẩn hoá các hoạt động trong ITU-T
Trong lĩnh vực ATM-WAN, CCITT đã bắt đầu nghiên cứu và phát triển mạng
thông tin liên kết số đa dịch vụ băng rộng vào năm 1987 và đã chấp nhận tiêu chuẩn đối
với việc truyền dẫn đồng bộ SDH giữa 155Mbps - 2,5Gbps và ATM như phương thức
truyền tải để chuyển tải thông tin đa phương tiện. Năm 1990, CCITT đã xác định cấu
hình giao thức ATM cơ bản và dạng tế bào, đã thiết lập sơ bộ 13 khuyến nghị và quy
định các thông số lưu lượng và các thông số được sử dụng để xác định loại thông tin. Sau
đó CCITT được tổ chức lại vào trong ITU-I, là tổ chức chịu trách nhiệm giải quyết vấn
đề như hệ thống báo hiệu, liên kết hoạt động giữa các lưu lượng, ...
Các tiêu chuẩn ATM quan trọng đã được ITU-T khuyến nghị được tổng kết trên
bảng 1-1:
SG1
Định
nghĩa
phục vụ
SG2
Mạng
OM&
M
SG4
TMN
SG7
Mạng
số liệu
SG11
Báo
hiệu B-
ISDN
SG13
Mạng
trí tuệ
SG13
Mạng
công
cộng
SG13
B-ISDN
SG15
Truyền
dẫn
M.811 E.71x M.60 X.700 Q.141X Q.1200 1.121 I.113 G.702
M.812 E.72x M.3000 X.701 Q.2931 Q.1210 I.150 I.311 G.707
M.722 E.73x M.3010 X.710 Q.2761 Q.1202 I.211 I.356 G.708
M.732 E.73x M.3020 X.711 Q.2762 Q.1203 I.321 I.35BÂ G.709
M.821 E.74x M3100 X.720 Q.2763 Q.1204 I.327 I.35X G.781
M.822 M.320 X.721 Q.2764 Q.1205 I.361 I.580 G.782
M.3300 X.722 Q.2730 Q.1208 I.362 G.783
M.3400 X.730 Q.2610 Q.1211 I.363 G784
X.731 Q.2650 Q.1213 I.364 G.7803
X.732 Q.2660 Q.1214 I.371 G.957
X.733 Q.2100 Q.1215 I.413 G.958
X.734 Q.2110 Q.1218 I.432 H.230
Trang 3/72
X.735 Q.2130 Q.1219 I.610 H.242
X.736 Q.2140 Q.1290 G.rav
X.738 Q.2120
G.sdxc 1-
4
X.740
X.745
<Bảng 1-1> Các khuyến nghị ATM thích hợp của hệ thống ITU-T
1.1.2 Chuẩn hoá các hoạt động trong ATM
Tháng 10 năm 1991 các nhà đầu tư thiết bị thông tin của Mỹ bao gồm Cisco,
Adaptive, Northem Telecomm, Sprint và Bellcore đã tổ chức hội nghị bàn về khả năng
ứng dụng công nghệ ATM dưới môi trường LAN, đây là tiền thân của tổ chức TMF. Tổ
chức này đã mở rộng lên tới 150 thành viên vào năm 1992 và hiện nay có khoảng 600
thành viên trong các lĩnh vực máy tính và thông tin.
Sau khi ATMF đã được tổ chức ở Bắc Mỹ năm 1991 thì ATMF Bắc Âu đã tổ chức
năm 1992 và mở rộng đến vùng Đông Nam á & Thái Bình Dương vào năm 1993, và
ATM của Nhật Bản đã được thành lập vào tháng 12 năm 1993. Hiện tại ATMF là một
liên hiệp công ty thiết lập chỉ tiêu kỹ thuật thích hợp và xác định tiêu chuẩn thiết bị trong
thời gian ngắn để thực hiện hệ thống một cách tức thời cho mục đích phát triển sớm dịch
vụ và hệ thống ATM. Thậm chí ATM không phải là tổ chức tiêu chuẩn chính thức nhưng
nó có sức ảnh hưởng rất lớn. Các hoạt động khác nhau đang được thực hiện bởi các nhà
đầu tư máy tính và liên kết mạng bao gồm các nhà đầu tư thiết bị thông tin và các công ty
quản lý mạng được thiết lập để thiết lập các tiêu chuẩn cho LAN và WAN đa phương tiện
nhằm để ứng dụng có hiệu quả đối với máy tính đa phương tiện. Như vậy các thiết bị
ATM chuẩn chắc chắn được phát triển tuân theo chỉ tiêu kỹ thuật của ATMF.
Chỉ tiêu kỹ thuật của ATM dựa trên tiêu chuẩn quốc tế cho mục đích liên kết tiêu
chuẩn quốc tế và được cung cấp và nó bù cho các sự thiếu hụt khác nhau của các thủ tục
chuẩn hoá quốc tế bằng cách đưa ra chỉ tiêu kỹ thuật kịp thời tới các tổ chức chuẩn hoá
quốc tế như ITU-T. ATMF được thành lập bởi các uỷ ban kỹ thuật, uỷ ban MA & E (giáo
dục và nhận thức về thị trường), và uỷ ban ENR (hội nghị bàn tròn về mạng liên kết các
xí nghiệp).
1.1.3 Uỷ ban kỹ thuật ATMF
Uỷ ban kỹ thuật ATMF gồm có 9 nhóm được chỉ ra trên hình 1-1. Đầu tiên uỷ ban
kỹ thuật được bắt đầu với 8 nhóm biên tập kỹ thuật gồm: nhóm các lớp vật lý, nhóm quản
lý mạng, nhóm giao diện nút mạng riêng, nhóm quản lý lưu lượng, nhóm báo hiệu, nhóm
Trang 4/72
mô phỏng LAN, nhóm B-ICI (giao diện liên kết vận chuyển băng rộng) và nhóm kiểm
tra. Còn các hướng dịch vụ và nhóm ứng dụng đã được thêm vào tháng 7 năm 1993.
1) Nhóm các lớp vật lý:
Nhóm các lớp vật lý đã hoàn thiện chỉ tiêu kỹ thuật của giao diện lớp vật lý như
giao diện SONET 155,52Mbps, giao diện TAX 100Mbps và DS-3 từ chỉ tiêu kỹ thuật
ATM UNT và thiết lập chỉ tiêu kỹ thuật của giao diện lớp vật lý cho dây cáp đồng UTP-3
tại hội nghị tháng 3 năm 1993.
Hai tốc độ của giao diện UTP-3 là 25,6Mbps và 51,84Mbps đã được thảo luận và
cuối cùng tốc độ 51,84Mbps đã được lựa chọn.
Dạng báo hiệu BP RIP (đáp ứng cục bộ lớp IV nhị phân) và CAP-16 (điều chế pha
biên độ không sóng mang 16) đã được đề nghị và CAP-16 đã được lựa chọn. Thêm vào
đó để kết nối đường 155,52Mbps sử dụng dây cáp đồng, thì được nghiên cứu trên UTP-5
đã được thực hiện và đã được khẳng định vào tháng 7 năm 1949.
Cũng vậy chỉ tiêu kỹ thuật của giao diện cho DSI ATM UNI của tốc độ
1,544Mbps và UTOPIA (giao diện PHY của việc vận hành và kiểm tra toàn thể cho
ATM), là chỉ tiêu kỹ thuật của giao diện chuẩn giữa lớp ATM và lớp PHY đã được khẳng
định.
2) Nhóm quản lý mạng
Điều quan tâm chính của nhóm quản lý mạng là quản lý lỗi, quản lý cấu hình, giao
diện liên kết vận tải và giao diện mạng từ mạng vận tải tới mạng riêng. Nhóm này nghiên
cứu luồng đô thông báo quản lý và giao thức quản lý để cung cấp cho tính khả năng liên
kết hoạt động.
Như vậy sau khi xác định các chỉ tiêu kỹ thuật ILMI (giao diện quản lý địa
phương tạm thời) từ các chỉ tiêu kỹ thuật ATM UNI 3.0 ở giai đoạn sơ khai, thì nó kiểm
tra các yêu cầu quản lý theo quan điểm khả năng liên kết hoạt động và nghiên cứu sự hợp
tác với nhóm chuẩn hoá liên quan hay tổ chức khác mà sẽ sử dụng kết quả của ATMF.
Đặc biệt nhóm quản lý mạng dường như cống hiến hết cho việc ứng dụng các yêu
cầu và công nghệ hiện có hơn là giới thiệu công nghệ mới trong quản lý mạng và sẽ tập
trung định nghĩa luồng số liệu giữa các hệ thống quản lý mạng riêng và mạng công cộng.
Kết quả nghiên cứu của nhóm này bao gồm chỉ tiêu kỹ thuật giao diện M4 giữa hệ
thống quản lý mạng và mạng cũng như các chỉ tiêu kỹ thuật giao diện M3 giữa các hệ
thống quản lý mạng riêng và mạng công cộng.
3) Nhóm giao diện nút mạng riêng
Mục đích của nhóm này là thực hiện hệ thống ATM mà cung cấp sự tác động qua
lại nhau cho giao diện giữa các hệ thống chuyển mạch riêng hoặc giữa các mạng. Chỉ tiêu
kỹ thuật P-NNI đã được nghiên cứu trong nhóm này hầu như xử lý việc định tuyến và lấy
địa chỉ ATM-LAN. Nó cũng xử lý sự giàn xếp với tính hoạt động của IETF.
Trang 5/72
4) Nhóm quản lý lưu lượng
Các hoạt động của nhóm quản lý lưu lượng đã chậm lại một ít sau khi hoàn thành
chỉ tiêu kỹ thuật của ATM UNI 3.0. Sau đó nó đã xác định việc luôn trao đổi thông tin
trong bộ chỉ thị lưu lượng, đăng ký lưu lượng, sử dụng phần CLP (tỷ lệ mất mát tế bào),
sự dịch chuyển lưu lượng dư thừa, phương pháp EFCI (biểu thị tắc nghẽn ở phía trước
một cách rõ ràng), hệ thống thực hiện ban đầu, kinh nghiệm quản lý lưu lượng trong
mạng thực tế và kỹ thuật điều khiển lối vào ở mức bùng nổ. Nhóm này coi tốc độ tế bào
đỉnh, có thể chấp nhận được, và chiều dài bùng nổ cực đại giống như là các thông số để
xác định kiểu lưu lượng và thiết lập 5 lớp QoSs (chất lượng của dịch vụ) của đường mô
phỏng đường đây, truyền hình/âm thanh - gói, số liệu kết nối định hướng, loại số liệu
không kiểu kết nối, chất lượng không định nghĩa của dịch vụ. Cũng vậy nhóm này đã giới
thiệu thuật ngữ ABR (tốc độ bít khả dụng) và UBR (tốc độ bít không được định nghĩa).
Hiện nay, nhóm này đang rất tích cực nghiên cứu việc điều khiển và quản lý lưu
lượng cho dịch vụ ABR rất khả quan.
5) Nhóm mô phỏng LAN
Vào tháng 8 năm 1993 nhóm mô phỏng LAN của ATMF đã hoàn thành các chỉ
tiêu kỹ thuật DXI (giao diện trao đổi số liệu) cung cấp giao diện chuẩn để kết nối các
tuyến không phải ATM, cầu nối, HUB đến mạng ATM.
Cũng vậy nhóm này đã chuẩn bị thành công chỉ tiêu kỹ thuật cho mô phỏng LAN,
vấn đề được quyết định vào tháng 12 năm 1994.
6) Nhóm báo hiệu
Nhóm báo hiệu đã thừa nhận phần thiết yếu của ITU-T Q.2931 được yêu cầu để
thực hiện nó, đã hoàn thành các chỉ tiêu kỹ thuật ATM UNI 3.0 vào năm 1993 và đã công
bố rộng rãi thế hệ 3.0 vào tháng 10 năm 1994.
UNI 3.1 hỗ trợ thiết lập cuộc gọi nhanh chóng, kết nối điểm-đa điểm và chức năng
lấy cấu hình tự động của địa chỉ ATM.
Các vấn đề quan tâm chính của nhóm báo hiệu là kết nối đa điểm-đa điểm, phương
pháp và thủ tục nhân bản, cách thức xử lý chế độ điểm-đa điểm được thêm vào kế nối
hiện có, tái sắp xếp lớp dịch vụ và băng tần, kết nối và huỷ bỏ thêm tới/từ cuộc gọi hiện
có, ảnh hưởng lẫn nhau giữa lặp khung (Q.933) và hỗ trợ NNI riêng.
7) Nhóm B-ICI
Nhóm này đã nghiên cứu mô hình giao diện vận tải để hỗ trợ các dịch vụ khác như
là mô phỏng đường, dịch vụ lặp khung và SMDS cũng như đã các chỉ tiêu kỹ thuật B-ICI
1.0 đã hoàn thành vào tháng 8 năm 1993. Thêm vào đó các chỉ tiêu kỹ thuật thế hệ 1.1 đã
được phát hành thêm vào tháng 10 năm 1994.
Các nội dung bao gồm chỉ tiêu kỹ thuật giao diện B-ICI chung thông qua tổng đài
ATM và 3 loại chỉ tiêu kỹ thuật ảnh hưởng lẫn nhau của dịch vụ (SMDS-ATM IWF,
CES-ATM IWF và FR-ATM IWF) phù hợp với các kiểu dịch vụ. Trong tương lai nhóm