Công nghệ atm

Công nghệ ATM

Mở đầu
Hiện nay, các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm
chung là tồn tại một cách riêng rẽ, ứng với mỗi loại dịch
vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn thông
riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó.
Mỗi mạng trên đợc thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và
không thể sử dụng cho các mục đích khác. Thí dụ: ta không thể
truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25 vì trễ qua mạng
này quá lớn.
Hậu quả là hiện nay có rất nhiều loại mạng khác nhau cùng
song song tồn tại. Mỗi mạng lại yêu cầu phơng pháp thiết kế, sản
xuất, vận hành, bảo dỡng khác nhau. Nh vậy hệ thống mạng viễn
thông hiện tại có rất nhiều nhợc điểm mà quan trọng nhất là:


Chỉ truyền đợc các dịch vụ độc lập tơng ứng với từng

mạng.


Thiếu mềm dẻo: Sự ra đời của các thuật toán nén tiếng

nói, nén ảnh và tiến bộ trong công nghệ VLSI ảnh hởng
mạnh mẽ tới tốc độ trun tÝn hiƯu.


KÐm hiƯu qđa trong viƯc b¶o dìng, vËn hành cũng nh

việc sử dụng tài nguyên. Tài nguyên sẵn có trong một mạng

không thể chia sẻ cho các mạng cùng sử dụng.
Chính vì các lý do nêu trên, yêu cầu có một mạng viễn thông
duy nhất

đa dịch vụ đang ngày càng trở nên bức thiết. Có

những cơ sở lý luận và thực tiễn để đảm bảo cho việc nghiên
cứu và triển khai ứng dụng công nghệ này ở Việt Nam.
Về cơ sở lý luận:

Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

1

Khoa Công


Công nghệ ATM
Các lĩnh vực công nghệ mới quyết định sự ra đời và phát
triển của ATM đó là:
Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ bán dẫn
cũng nh công nghệ quang điện tử.
Sự phát triển các ý tởng mới về khái niệm hệ thống. Các
quan điểm về hệ thống đợc phát triển mạnh mẽ trong
những năm gần đây, đó là hệ thống phải có độ
mềm dẻo thích hợp, độ rộng băng của hệ thống phải
tùy thuộc vào yêu cầu của từng dịch vụ cụ thể, các
dịch vụ thời gian thực đợc truyền theo phơng pháp
chuyển mạch gói.

Các tiến bộ về mặt công nghệ
Công nghệ bán dẫn: công nghệ CMOS là công nghệ rất
có triển vọng bởi độ tích hợp lớn, tốc độ cao, độ rộng
băng truyền lớn, kích thớc nhỏ, độ mềm dẻo cơ học
cao, tránh đợc nhiễu của trờng điện tử, xác suất
truyền lỗi thấp và không có nhiễu xuyên âm.
Việc nghiên cứu công nghệ ATM trên phạm vi toàn cầu đÃ
đạt tới độ chín các chuẩn ITU đà đảm bảo tính thống nhất trong
việc triển khai các hệ thống ATM.
Đội ngũ các nhà nghiên cứu và cán bộ kỹ thuật nớc ta đà tiếp
cận đợc công nghệ ATM.
Về mặt thực tiễn:
ATM đà đợc triển khai tại nhiều quốc gia trên toàn thế giới và
chứng tỏ đợc tính u việt và độ tin cậy của nó.
Nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ băng rộng, có tốc
độ cao đáp ứng đợc các dịch vụ đa phơng tiện.

Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

2

Khoa Công


Công nghệ ATM
Cho đến nay công nghệ ATM đà đợc triển khai và đa vào
hoạt động ở Việt Nam, đây là một bớc tiến mang tính tất yếu,
đánh dấu một bớc phát triển mới trong ngành viễn thông nớc ta.
Trong khuôn khổ luận văn này em muốn trình bày một cách

khái quát về công nghệ ATM và trên cơ sở đó xây dựng mô hình
mạng đờng trục ATM WAN phục vụ cho đào tạo công nghệ Viễn
thông. Nội dung luận văn gồm 3 chơng:
Chơng 1: Tổng quan về công nghệ ATM
Chơng 2: Nghiên cứu tìm hiểu cấu trúc hệ thống mạng đờng trục ứng dụng công nghệ ATM.
Chơng 3: Xây dựng mô hình mạng đờng trục ATM WAN
phục vụ cho công nghệ đào tạo viễn thông.

Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

3

Khoa C«ng


Công nghệ ATM

chơng 1
Tổng quan về công nghệ ATM
1.1. Phơng thức truyền tải Atm
1.1.1.

Khái niệm về băng thông rộng B-ISDN

Mạng ISDN ra đời đà đáp ứng đợc nhiều loại hình dịch vụ
khác nhau tạo khả năng tổng hợp nhiều loại hình dịch vụ trên cùng
một mạng. Tuy nhiên mạng này còn nhiều hạn chế về tốc độ
truyền tải không thể vợt quá đợc 2Mbps trong khi đó các loại hình
dịch vụ khác ngày nay yêu cầu tới hàng chục đến hàng trăm Mbps

và nh vậy thì mạng ISDN cha thể đáp ứng đợc mọi nhu cầu của
khách hàng.
Một mạng viễn thông thống nhất đáp ứng đợc tất cả các loại
hình dịch vụ viễn thông và sử lý tin với tốc độ rất khác nhau từ
một vài Kbps đến hàng trục Gbps, thậm chí đến hàng Tbps.
Mạng thống nhất đó gọi là mạng số đa dịch vụ băng thông rộng
B-ISDN và chỉ có B-ISDN mới có khả năng cung cấp các dịch vụ
đa phơng tiện.
Yêu cầu đối với mạng B-ISDN:


Mạng B-ISDN phải có khả năng cung cấp mọi loại hình dịch
vụ cho khách hàng với tốc độ bít rất khác nhau từ vài Kbps
đến hàng chục Mbps thậm trí đến hàng trăm Gbps hoặc
Tbps.



Yêu cầu giải tần cao và công nghệ chuyển mạch linh hoạt.



Mạng B-ISDN phải có khả năng cung cấp hoặc sẵn sàng
cung cấp các dịch vụ mới và khi khách hàng muốn thay đổi
dịch vụ cũng nh tính năng của dịch vụ thì các nhà khai
thác không phải nạp thêm các phần mềm mới cho hệ thống
chuyển mạch.

Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

4

Khoa Công


Công nghệ ATM
1.1.2. Tại sao gọi là ATM
Do những hạn chế của mạng ISDN băng hẹp N-ISDN, một phơng thức truyền dẫn mới gọi là phơng thức truyền dẫn không
đồng bộ (ATM) đà đợc chấp nhận nh chuyển mạch và là phơng
thức truyền dẫn thông tin cho việc thực thi mạng B-ISDN. Giống
nh chuyển mạch gói, ATM là một mô hình trên cơ sở gói mà trong
đó các gói đợc gọi là các tế bào có kích thớc cố định. Bằng việc
ghép kênh thống kê, tài nguyên mạng đợc sử dụng hiệu quả hơn
trong mạng chuyển mạch kênh. ATM cung cấp một chất lợng dịch
vụ mà đợc thoả hiệp tại phần đầu của mỗi phiên. Nó lu trữ tài
nguyên mạng (nhng không dành chúng cho bất kỳ một phiên nào)
phù hợp với chất lợng dịch vụ đợc thoả hiệp.
1.1.3. Sự tiêu chuẩn hoá ATM
Nhóm nghiên cứu 13 ITU-T bắt đầu phát triển tiêu chuẩn
cho B-ISDN từ 1985. Mục đích là phát triển một công nghệ mạng
diện rộng dung lợng lớn cho các dịch vụ băng rộng nêu trên tại tốc
độ 150 Mbps và cao hơn. Tuy nhiên, từ đó công nghệ truyền
thông dữ liệu đà giúp mở rộng phạm vi ứng dụng ATM.
Một vài tổ chức đà đóng góp vào sự tiêu chuẩn hoá ATM.
Đầu tiên giữa các tổ chức là ITU-T, ANSI, ETSI, và diễn đàn ATM.
Tổ chức viễn thông quốc tế (ITU) là một tổ chức quốc tế
bàn về điều lệ viễn thông, sự tiêu chuẩn hoá, sự phối hợp, và sự
phát triển, một trong số những đơn vị là vùng tiêu chuẩn hoá
viễn thông ITU. Chức năng của ITU-T là làm đơn giản sự phát

triển của các tiêu chuẩn chung về viễn thông. Nó thực hiện chức
năng này qua các nhóm nghiên cứu mà lần lợt đợc thực hiện bởi
các nhóm làm việc. Nhóm nghiên cứu 13 chịu trách nhiệm về BISDN và phát hành một vài tài liệu có liên quan đến ATM gọi là sự

Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

5

Khoa Công


Công nghệ ATM
khuyến cáo (có hai bộ phận khác nhau của ITU: Bộ phận thông tin
vô tuyến, và bộ phận phát triển viễn thông).
Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ (ANSI) chịu trách nhiệm về
việc định nghĩa các chuẩn US cho công nghiệp xử lý thông tin.
Nó là một tổ chức phi lợi nhuận, phi chính phủ mà đợc hỗ trợ bởi
các tổ chức thơng mại, các tổ chức chuyên nghiệp nh viện kĩ
thuật điện và điện tử (IEEE), và các công ty. Nó làm việc thông
qua các uỷ ban mà chịu trách nhiệm về sự phát triển của các tiêu
chuẩn. Uỷ ban T1 chịu trách nhiệm đa ra các tiêu chuẩn viễn
thông quốc gia. ANSI là thành viên US của tổ chức các tiêu chuẩn
quốc tế, mà phát triển các tiêu chuẩn về truyền thông giữa các
hệ thống xử lý dữ liệu, và đại diện US cho uỷ ban kỹ thuật điện
quốc tế, mà tăng cờng sự an toàn, sự tơng thích, tính hoán đổi
đợc và tính chấp nhận đợc của các sản phẩm điện quốc tế. Hầu
hết các tiêu chuẩn ANSI đợc đa ra để ITU-T xem xét nh khuyến
cáo ITU-T.
Diễn đàn ATM là một tổ chức quốc tế đợc hình thành vào

năm 1991 với mục đích làm tăng thêm việc sử dụng các sản
phẩm, các dịch vụ ATM thông qua các đặc tính có thể vận hành
đợc. Nó bao gồm hơn 700 công ty thành viên. Nó có một uỷ ban
kỹ thuật mà làm việc với các nhóm tiêu chuẩn khác nhau nh: ITU-T,
ANSI, để chọn lọc các tiêu chuẩn, giải quyết sự khác biệt giữa các
tiêu chuẩn, và giới thiệu các tiêu chuẩn mới khi những gì đang tồn
tại còn thiếu hoặc không thích hợp.
1.2. Cơ sở về ATM
1.2.1. Giới thiệu
ATM là chữ viết tắt của kiểu truyền dẫn không đồng bộ
(Asynchronous Transfer Mode). Trong kiểu truyền không đồng bộ,
thuật ngữ truyền bao gồm cả lĩnh vực truyền dẫn và chuyển
Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

6

Khoa Công


Công nghệ ATM
mạch, do đó dạng truyền ám chỉ cả chế độ truyền dẫn và
chuyển mạch thông tin trong mạng.
Từ không đồng bộ đợc sử dụng là vì ATM cho phép hoạt
động không đồng bộ giữa phía phát và phía thu: Sự không
đồng bộ này có thể xử lý rễ dàng bằng việc chèn hay tách các tế
bào không phân nhiệm (tế bào rỗng). Đó là các gói không mang
thông tin.
ATM còn có hai đặc điểm quan trọng:
Thứ nhất: ATM sử dụng các gói có kích thớc nhỏ và cố định

gọi là các tế bào ATM (ATM Cell), các tế bào nhỏ cùng 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, ngoài ra kích thớc nhỏ cũng tạo
điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao đợc dễ dàng hơn.
Thứ hai: ATM có khả năng nhóm một vài kênh ảo (Virtual
Channel) thành một đờng ảo (Virtual Path), nhằm giúp cho việc
định tuyến đợc dễ dàng.
1.2.2. Kiến trúc mạng B-ISDN
Mạng B-ISDN đợc tổ chức hợp lý theo mô hình kiến trúc lớp.
Mô hình này đợc gọi là mô hình giao thức chuẩn B-ISDN (PRM),
mà lần lợt đợc tổ chức thành ba mảng:
1. Mảng khách hàng dùng cho việc truyền dẫn thông tin
khách hàng, bao gồm cơ chế điều khiển luồng và khôi
phục lỗi.
2. Mảng điều khiển chịu trách nhiệm cho việc kết nối
cuộc gọi và các chức năng điều khiển kết nối, đặc
biệt chức năng báo hiệu có thể cho phép cài đặt,
giám sát, và kÕt nèi hay gi¶i phãng cuéc gäi.
3. M¶ng qu¶n lý chịu trách nhiệm giám sát mạng.
Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

7

Khoa C«ng


Công nghệ ATM
Mô hình giao thức chuẩn thờng đợc miêu tả bằng một sơ đồ 3
chiều để phản ánh 3 mảng này nh trình bày trên hình 1.1.

Hình 1.1 Mô hình giao thức chuẩn B-ISDN và các lớp .
Mảng khách hàng và mảng điều khiển gồm 3 lớp: Lớp tơng
thích ATM, Lớp ATM, và Lớp Vật lý.
Lớp tơng thích ATM đảm bảo thích hợp các đặc tính
dịch vụ và chia tất cả các loại dữ liệu thành các khối 48
octet (gọi là tải thông tin) mà đợc đa tới lớp ATM
Lớp ATM nhận tải thông tin từ AAL gửi xuống sau đó
cộng thêm 5 octet thông tin tiêu đề để hình thành
một tế bào. Thông tin tiêu đề đảm bảo rằng tế bào sẽ
đợc gửi theo đúng kết nối.
Lớp vật lý xác định các đặc tính điện hoặc các đặc
tính quang, và các giao diện mạng, đồng thời đặt các
bit lên trên đờng dây. Lớp vật lý đợc chia nhỏ thành 2
lớp phụ:
Trạm đầu
cuối
A A P

Use
r

Packer

Application

A T H
L M Y

Cells

Chuyển
P mạch
A P
H T H
Y M Y

Cells

Trạm đầu
Pcuối
A A
H T A
Y M L

Packer

Use
r

Application

H×nh 1.2 Luång gãi tin tÕ bào

Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

8

Khoa Công

Công nghệ ATM
1. Lớp phụ đồng quy truyền dẫn (TC), thực hiện các chức
năng mà không phụ thuộc vào môi trờng vật lý bao
gồm việc tạo ra và khôi phục lại các khung truyền dẫn,
đa các tế bào vào và rút các tế bào ra từ các khung
SONET, xác định và khôi phục các ranh giới tế bào, xử
lý lỗi mào đầu tế bào, chèn và xoá rỗng các tế bào.
2. Lớp phụ phụ thuộc vào môi trờng vật lý (PMD), thực
hiện các chức năng mà phụ thuộc vào môi trờng nh thời
gian bit và mà đờng, nó là lớp thÊp cđa hai líp phơ.
M¶ng qu¶n lý bao gåm hai loại chức năng: Quản lý lớp và
quản lý mảng. Về mặt luồng tế bào và gói tin trong mạng, hình
1.2 trình bày cách định nghĩa các giao diện.
1.2.3 Tiêu đề tế bào ATM
Nh đà trình bày trớc đây, một tế bào có 48 octet trờng
thông tin (Payload) và 5 octet phần tiêu đề, đợc biểu diễn trên
hình 1.3.
Phần tiêu đề đợc gán bởi lớp ATM và đợc tạo thành bởi một
vài trờng nh trong hình 1.4.
Các trờng này là điều khiển luồng chung, nhận dạng đờng
ảo, nhận dạng kênh ảo, trờng tải thông tin, và u tiên mất mát tế
bào.
5 Octet

48 Octet

Tiêu
đề

Trường tải thông tin

Hình 1.3 Cấu trúc tế bào

GPC (4
bit)
VPI (4
bit)
Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

VPI (4 bit)
VCI (4bit)
9

Octet
1
Octet
2
Khoa Công


C«ng nghƯ ATM
Octet
3

VCI ( 8 bit)
VCI (4
bit)

PT (3 bit)

CLP Octet
(1
4
bit)

HEC ( 8 bit)

Octet
5

Hình 1.4 Tiêu đề tế bào ATM
Chức năng đặc trng của các trờng này nh sau:
GFC: Điều khiĨn lng chung (4 bit) chØ ¸p dơng víi
giao diƯn khách hàng-mạng (UNI) trong cấu hình
điểm-điểm và tham gia điều khiển lu lợng theo hớng
khách hàng về phía mạng.
VPI: Nhận dạng đờng ảo (8 bit) cho phép tới 2 8 = 256
đờng ảo.
VCI: Nhận dạng kênh ảo (16bit) cho phép 2 16 = 65.535
kênh ảo trong một đờng ¶o.
 PT: Trêng t¶i th«ng tin (3bit) cho phÐp ATM mang tới 8
loại tải thông tin.
Thực chất bit có nhiều ý nghĩa nhất (bit 3) đợc sử dụng
để phân biệt các tế bào dữ liệu từ các tế bào OAM,
nó bằng 0 cho các tế bào dữ liệu và bằng 1 cho các tế
bào OAM.

Bảng 1.1 MÃ PTI.
MÃ PTI
MSB first

Chú thích

000

- Tế bào dữ lliệu ngời sử dụng, không có tắc
nghẽn, SDU-type = 0 ( nghĩa là bắt đầu hoặc
tiếp tục thông tin của SAR-SDU trong AAL5)

001

- Tế bào dữ liệu ngời sử dụng, không có tắc
nghẽn, SDU-type = 1 (kết thúc của SAR-SDU
trong AAL5)

Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

10

Khoa C«ng


Công nghệ ATM

010

- Tế bào dữ liệu ngời sử dụng, có tắc nghẽn,
SDU-type = 0

011

- Tế bào dữ liệu ngời sử dụng, có tắc nghẽn,
SDU-type = 1

100

- OAF5 tế bào kết hợp đoạn

101

- OAF5 tế bào kết hợp đầu cuối - đầu cuối

110

- Tế bào quản lý nguồn tài nguyên (RM) (sử
dụng trong quản lý lu lợng)

111

- Dành cho các chức năng trong tơng lai

CLP: Ưu tiên mất mát tế bào (bit 1) đợc sử dụng để quyết
định loại bỏ các tế bào thích hợp khi mạng tắc nghẽn. Nếu
CPL = 1, các tế bào có thể bị loại bỏ, ngợc lại CPL = 0 tế bào

có thể đợc giữ nguyªn.

GFC (4 bit)
VPI (4 bit)
VPI (4 bit)
VCI (4 bit)
VCI (8 bit)
VCI (4 bit)
PT (3 bit) CLP
(1 bit)

HEC (8 bit)
(a)
GFC VPI VCI
(4
bit)

(8
bit)

(16
bit)

Octet 1
Octet 2
Octet 3
Octet 4
Octet 5

Mào đầu tế bào UNI

PTI

(3 bit)

CLP

(1 bit)

HEC Trờng tải tin

(8 bit)

(48 byte)

(b) Tế bào UNI
Hình 1.5 Mào đầu tế bào và tế bào ATM UNI
HEC: Điều khiển lỗi tiêu đề (8 bit) đợc sử dụng để sửa
chữa lỗi trên các bit khác trong tiêu đề

Một tế bào giao diện khách hàng-mạng (UNI) có cấu
trúc nh trên hình 1.5. Sự kết hợp của VPI và VCI là
một nhÃn đợc sử dụng để xác định kênh ảo mà
một tế bào thuộc nó. Kết quả là, các tế bào thuộc

Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

11

Khoa Công

Công nghệ ATM

cùng kênh ảo có VPI và VCI giống nhau. Hình 1.6
minh hoạ lớp ATM.
Mức kênh ảo

Lớp ATM

Mức đờng ảo
Lớp vật lý

Hình 1.6 Phân cấp lớp ATM
Octet

VPI (8bit)
VPI (4
bit)

1

VCI (4 bit)

PT (3
bit)

2
Octet

VCI (8 bit)
VCI (4
bit)

Octet

3
CLP
(1
bit)

Octet
4
Octet

HEC (8 bit)

5

(a) Mào đầu tế bào NNI
VPI

(12
bit)

VCI
(16

bit)

PTI

(3
bit)

CLP

(1
bit)

HEC

(8
bit)

Trờng tải
tin
(48 byte)

(b) Tế bào NNI
Hình 1.7 Mào đầu tế bào và tế bào ATM NNI
Trờng GFC không đợc sử dụng trong các tế bào NNI. Tuy
nhiên nó đợc sử dụng nh là một phần của trờng VPI cho các tế bào
NNI, cho ta tổng số 12 bit trêng VPI (hay 212 = 4096 VPI). TÕ bµo
NNI cã cấu trúc nh trên hình 1.7. Điều này làm cho số đờng ảo có
thể đợc định nghĩa tại mức NNI tăng từ 256 (khi chỉ có 8 bit đợc
sử dụng: 28 = 256) tới 4096. Do đó làm tăng số đờng ảo lên gấp 15
lần mà một nhà cung cấp dịch vụ có thể chỉ định tại mỗi
chuyển mạch ATM.
Phạm Đức Mạnh

nghệ thông tin

12

Khoa Công


Công nghệ ATM
1.2.4. Phân loại tế bào
Trong mạng ATM sử dụng 5 tế bào, đợc thể hiện nh trong
Hình 1.8.
Tb được
gán

Tb được gán

Tb không
gán
Lớp ATM

Tb không
gán

SAP

Lớp vật lý

Tb rỗng

Tb hợp

lệ
Tb không hợp
lệ
Tb bị loại bỏ
Tb rỗng

SAP: Điểm giao tiếp
dịch vụ
Tb: Tế bào

Hình 1.8 phân loại tế bào ATM

Chức năng của các loại tế bào nh sau:
Tế bào rỗng: là tế bào đợc lớp vật lý xen vào/tách ra
để luồng tế bào tại ranh giới giữa lớp ATM và lớp vật lý
có tốc độ phù hợp với tốc độ đờng truyền.
Tế bào hợp lệ: là tế bào có mào đầu không có lỗi bị
phát hiện hoặc có lỗi đơn đà đợc sửa bởi chu trình
sửa lỗi HEC.
Tế bào không hợp lệ: là tế bào có nhiều lỗi và không
thể sửa đợc (bị loại bỏ tại lớp vật lý).
Tế bào đợc gán: là tế bào mang các thông tin dịch
vụ, sử dụng các dịch vụ lớp ATM.
Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

13

Khoa Công

Công nghệ ATM
Tế bào không gán: là tế bào không đợc sử dụng,
không mang thông tin dịch vụ. Tế bào đợc gán và tế
bào không gán là các tế bào lớp ATM.

1.3.

Lớp ATM

1.3.1.

Giới thiệu

Một mạng ATM bao gồm một tổ hợp các chuyển mạch ATM đợc liên kết bởi các kết nối ATM điểm-điểm. Các chuyển mạch hỗ
trợ hai loại giao diện: giao diện khách hàng-mạng (UNI) và giao
diện mạng-mạng (NNI). UNI kết nối một hệ thống đầu cuối với
chuyển mạch và NNI kết nối hai chuyển mạch ATM thuộc hai hệ
thống mạng khác nhau.

Hình 1.9 Đờng ảo và kênh ảo
Từ mạng ATM là mạng có hớng kết nối, một mạch ảo phải đợc
thiết lập trớc khi dữ liệu có thể truyền từ nguồn tới đích. Nh đÃ
thảo luận trớc đây, ATM sử dụng khái niệm kênh ảo (VC) và đờng
ảo (VP) để thực hiện định tuyến trong mạng. Hình 1.9 trình
bày sự tơng quan một liên kết vật lý giữa các VP và VC.
Kênh ảo cố định (PVC): Đây là một kết nối đợc thiết
lập bởi một toán tử mạng mà thích hợp với các giá trị
VPI/VCI đợc chơng trình hoá cho một nguồn và đích
đà cho.

Kênh ảo chuyển mạch (SVC): Một SVC đợc thiết lập một
cách tự động qua một giao thức báo hiệu và chỉ mất
một khoảng thời gian ngắn.

Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

14

Khoa C«ng


Công nghệ ATM
Một vài cặp VPI/VCI đợc dành riêng cho các chức năng đặc biệt
là:
(VPI, VCI) = (0,5): Dành cho báo hiệu.
(VPI, VCI) = (0,16): Dành cho giao diện quản lý vùng
tích hợp.
(VPI, VCI) = (0,17): Phục vụ mô phỏng cấu hình mạng
LAN.
(VPI, VCI) = (0,18): Giao diện mạng-mạng cá nhân.


(VPI, VCI) = (0,19) và (0,20): Dành riêng nhng cha đợc
sử dụng.

1.3.2.

Chuyển mạch đờng ảo và kênh ảo

Một mạng ATM cũng có thể cung cấp một dịch vụ mức đờng
ảo hoặc một dịch vụ mức kênh ảo hoặc cả hai. Loại chuyển mạch
này gọi là chuyển mạch đờng ảo (VP Switching).

Hình 1.10a Ví dụ về chuyển mạch đờng ảo

Hình 1.10b Ví dụ về chuyển mạch kênh ảo
Tơng tự, trong mạng nhà cung cấp một dịch vụ mức kênh ảo,
khi chuyển mạch nhận diện một tế bào với một nhận dạng đờng
ảo và nhận dạng kênh ảo cho trớc, nó sẽ gán các giá trị nhận dạng
đờng ảo và kênh ảo mới cho tế bào trớc khi đa nó tới chuyển mạch
Phạm Đức Mạnh
15
Khoa Công
nghệ thông tin


Công nghệ ATM
hoặc hệ thống đầu cuối tiếp theo. Loại chuyển mạch này gọi là
chuyển mạch kênh ảo (VC Switch).
Hình 1.10a và hình 1.10b mô tả các khái niệm về đờng ảo
và kênh ảo. Trong hình 1.10a, các kênh ảo chứa các nhận dạng
kênh ảo của chúng và sau đó nhận dạng đờng ảo của một đờng
ảo đợc đặt lại một giá trị mới. Mặt khác, trong hình 1.10b có cả
nhận dạng kênh ảo và nhận dạng đờng ảo đặt lại cho mỗi kênh
ảo.
Tơng tự, một liên kết các đờng ảo là một phơng tiện đơn
hớng để truyền các tế bào ATM liên tiếp nơi mà các giá trị VPI đợc gán và đợc đặt lại hoặc là xoá bỏ. Do đó, một liên kết đờng
ảo đợc định nghĩa giữa một hệ thống đầu cuối và giữa hai
chuyển mạch VP liên tiếp. Một tập hợp các liên kết đờng ảo gọi là

một kết nối đờng ảo (VPC).
1.3.3. Tóm tắt
Phần này miêu tả hai mức phân cấp ghép kênh đợc định
nghĩa cho mạng ATM: đờng ảo (VP) và kênh ảo (VC). Một liên kết
vật lý có thể hỗ trợ một vài đờng ảo, và mỗi VP có một nhận dạng
đờng ảo (VPI
1.4. LớP TƯƠNG THíCH ATM
1.4.1.

Giới thiệu

Lớp tơng thích ATM (AAL) làm cho mạng ATM có thể mang đợc
nhiều kiểu lu lợng
Nguyên lý cơ bản của quá trình tơng thích sẽ đợc giới thiệu
trớc tiên, sau đó thảo luận chi tiết về quá trình tơng thích của
mỗi loại AAL.
1.4.2 Quá trình t¬ng thÝch
AAL gåm 2 líp phơ: Líp phơ héi tơ (CS) và lớp phụ chia đoạn và
tổ hợp lại (SAR).

Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

16

Khoa Công


Công nghệ ATM

AALSAP
AAL-SDU

CS
Phần
đầu
CS-PDU

Thông tin
CS-PDU

Kết
cuối
CS-PDU

CS-PDU
Giữa CS và SAR không
có SAP

Phân
đoạn
CS-PDU
SAR

SAR
Phần
đầu
SARPDU

Thông tin

SAR-PDU
SAR-PDU

Kết cuối
SARPDU

Lớp AAL

ATM-SAP

ATM-SDU
Mở đầu
Tế bào

Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

Thông tin trường tế bào
ATM-PDU = Tế
17
bào
PL-SAP

Lớp ATM
Kết
cuối
Tế bào

Khoa Công

Công nghệ ATM

Hình 1.12 Mô tả quá trình thành tế bào
SAR sau đó nối một tiêu đề và (hoặc) kết cuối cho mỗi SARSDU để tạo thành một SAR-PDU mà nó đợc gửi tới lớp ATM. Tại
đích, SAR chịu trách nhiệm tổ hợp lại tất cả SAR-PDU thuộc cùng
CS-PDU và ®a CS-PDU ®ỵc tỉ hỵp tíi líp phơ héi tơ. Chi tiết quá
trình AAL cho một kiểu lu lợng đợc trình bày trên hình 1.12.
1.4.3 Quá trình tơng thích cho các loại AAL khác nhau
Việc sử lý lớp tơng thích ATM thì khác nhau cho mỗi loại lớp
AAL. Phần này sẽ trình bày quá trình AAL cho các loại AAL khác
nhau.
1.4.3.1 AAL loại 1
Các dịch vụ có tốc độ bit cố định (CBR) sử dụng AAL loại 1.
Nh đà nói trớc đây các dịch vụ CBR điều khiển lu lợng thời gian
thực nên đòi hỏi về trễ truyền dẫn tế bào và sự biến thiên của
trễ rất chặt chẽ.
Có hai Mode truyền dẫn cho AAL loại 1: Truyền dẫn dữ liệu
không có cấu trúc và truyền dẫn dữ liệu có cấu trúc.
Hình 1.13 trình bày quá trình AAL cho hớng truyền dẫn dữ
liệu không có cấu trúc.
Trong một vài ứng dụng mà sử dụng mode truyền dẫn dữ liệu
có cấu tróc, 1 byte trong sè 47 byte tõ líp phơ hội tụ đợc sử dụng
nh là một con trỏ dùng để mô tả danh giới cấu trúc. Còn lại 46 byte
là dữ liệu ngời sử dụng. Con trỏ biểu thị khoảng trống đợc đo
Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

18

Khoa Công


Công nghệ ATM
bằng byte, của trờng con trỏ và bắt đầu của khối cấu trúc bao
gồm 46 byte còn lại của PDU này và 47 byte PDU tiếp theo.

Các lớp
cao

Dòng bit dữ liệu khách hàng

47
byte

Lớp phụ hội
tụ
Lớp phụ chia
đoạn và tổ hợp

SN
(4
bit)

Tiêu đề

Lớp ATM

(5 byte)

47
byte
SNP Tải tin
(4 (47 byte)
bit)

Trường tải thông tin
(48 byte)

CS-PDU

SAR
PDU

Tế bào
ATM

Hình 1.13 quá trình sử lý tơng thích cho AAL loại 1
Phần tiêu đề đợc nối bởi SAR chøa c¸c trêng sau:
 Mét trêng sè thø tù (SN) 4 bit sử dụng để tìm các tế bào bị
mất hoặc tế bào bị lỗi. SN đợc chia thành 2 trêng phơ: 1 bit
chØ thÞ líp phơ héi tơ (CSI) và 3 bit đếm thứ tự. Bit CSI đợc
sử dụng để chỉ ra sự tồn tại của 8 bit trờng con trỏ nh đÃ
miêu tả ở trên. CSI = 1 nếu con trỏ là tồn tại và nếu CSI = 0
nếu ngợc lại.

Một trờng bảo vệ số thứ tự (SNP) 4 bit sử dụng để phục
vụ việc phát hiện lỗi và có khả năng sửa lỗi cho trờng SN.
Nã bao gåm 2 trêng phơ: 3 bit trêng kiĨm tra lỗi (CRC)
và 1 bit chẵn lẻ. Điều này cho phép nó sửa tất cả các lỗi

bit đơn và phát hiện 2 bit lỗi.
SN
CSI
(1 bit)
Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

Đếm thứ
tự
(3 bit)

SNP
CRC
(3 bit)
19

Chẵn
lẻ
(1 bit)
Khoa Công


Công nghệ ATM
Hình 1.14 Tiêu đề SAR PDU
Cấu trúc của tiêu đề SAR PDU đợc miêu tả trên hình 1.14.
Hình 1.15 là một ví dụ về sự chia đoạn trong mode truyền dẫn
dữ liệu có cấu trúc và sự tổ hợp PDU và một SAR PDU của mode
truyền dẫn dữ liệu không có cấu trúc.
Con
trỏ

AAL1

S
SNF
N

Trờng tải tin CS

(a) Truyền dẫn dữ liệu có cấu trúc
1 octet

1 octet

46 octet

SN SNF
Trờng tải tin CS

(b) Truyền dẫn dữ liệu không có
cấu trúc

Hình 1.15 Ví dụ về các mode truyền dẫn dữ liệu
AAL 1 khác nhau
1.4.3.2. AAL loại 2
Hiện nay không có tiêu chuẩn nào đợc định nghĩa cho AAL
loại này. Nó hỗ trợ các dịch vụ VBR hớng liên kết với sự tơng quan
thời gian giữa nguồn và đích. Sự khôi phục thời gian trong hệ
thống VBR là một quá trình phức tạp. Đây là một trong những lý
do tại sao mà các dịch vụ hớng kết nối sử dụng hầu hết AAL loại 1.
1.4.3.3 AAL loại 3/4

Phạm Đức Mạnh
nghệ thông tin

20

Khoa Công