Nghiên cứu Công nghệ ATM

Lời cảm ơn
Lời đầu tiên của bản khoá luận này cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn
chân thành và sâu sắc tới thầy giáo Nguyễn Kim Giao người đã tận tình chỉ bảo và
hướng dẫn em trong suốt thời gian làm luận văn.
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo chủ nhiệm cùng toàn
thể thầy cô trong Khoa Công Nghệ Thông Tin trường ĐHDLPĐ đã chỉ bảo dạy dỗ,
cung cấp cho em những kiến thức cơ bản cũng như chuyên môn, tạo điều kiện thuận
lợi để em hoàn thành tốt bản khoá luận này.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới các bạn bè cùng líp đã nhiệt tình chỉ bảo
và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt bản khoá luận.
Xin chúc các thầy cô giáo cùng toàn thể các bạn sức khoẻ, hạnh phóc và
thành đạt.
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Nhận xét của giáo viên phản biện
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
tóm tắt nội dung
Bản khoá luận này trình bày một cách khái quát về công nghệ truyền dẫn
không đồng bộ ATM, cùng những đặc tính cơ bản và sự ưu việt của nó. Đây là
phương thức truyền dẫn có khả năng cung cấp tất cả các loại hình dịch vụ mới trong
tương lai và đã được chọn làm giải pháp cho mạng viễn thông băng rộng B-ISDN.
Trên cơ sở công nghệ hiện đại đó, đề tài tiếp tục nghiên cứu tìm hiểu cấu
trúc hệ thống mạng đường trục nhằm ứng dụng vào mạng công cộng hoặc vào mạng
riêng dùa trên các sản phẩm ATM có sẵn (như các bộ chuyển mạch ATM, các bộ
định tuyến, các module vạn năng và các Card giao tiếp…).
Cuối cùng xây dựng: Mô hình mạng đường trục ATM WAN phục vụ cho
công tác đào tạo công nghệ Viễn thông đồng thời kết nối các mạng LAN tốc độ cao
cho dữ liệu.
MỤC LỤC
Mở đầu01 01
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ATM
03
1.1. Phương thức truyền tải ATM03 03
1.1.1. Khái niệm về băng rộng B-ISDN03 03
1.1.2. Tại sao gọi là ATM03 03
1.1.3. Sự tiêu chuẩn hoá ATM04 04

1.2. Cơ sở về ATM05 05
1.2.1. Giới thiệu05 05
1.2.2. Kiến trúc mạng B-ISDN06 06
1.2.3. Tiêu đề tế bào ATM08 08
1.2.4 Phân loại tế bào ATM11 11
1.3 Líp ATM12 12
1.3.1. Giới thiệu12 12
1.3.2. Chuyển mạch đường ảo và kênh ảo13 13
1.3.3. Tóm tắt15 15
1.4 Líp tương thích ATM16 16
1.4.1. Giới thiệu16 16
1.4.2. Quá trình tương thích16 16
1.4.3. Quá trình tương thích cho các AAL khác nhau18 18
1.4.3.1. AAL loại 118 18
1.4.3.2. AAL loại 220 20
1.4.3.3. AAL loại 3/420 20
1.4.3.4. AAL loại 522 22
1.4.4. Tóm tắt23 23
1.5. Chuyển mạch ATM23 23
1.5.1. Chuyển mạch có phương tiện dùng chung26 26
1.5.2. Chuyển mạch có bộ nhớ chung28 28
1.5.3. Chuyển mạch phân chia không gian29 29
1.5.4. Chuyển mạch quang31 31
1.6. Líp vật lý32 32
1.6.1. Líp phụ thuộc môi trường truyền dẫn (PMD)32 32
1.6.2. SONET/SDH32 32
1.6.3. Líp phụ đồng quy truyền dẫn32 32
1.6.4. Giao diện STS-1 với dòng tốc độ 51.84 Mbps33 33
1.6.5. Cơ sở giao diện SDH34 34
1.6.6. Cơ sở giao diện tế bào 35 35

CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU CẤU TRÚC HỆ THỐNG MẠNG
ĐƯỜNG TRỤC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ATM
36
2.1 Mạng truy nhập B-ISDN (Broadband Access Network-ATM LAN)39 39
2.2. Mô hình mạng đường trục ATM WAN (Backbone Network)40 40
2.3 ATM Central Office (ATMCO)42 42
2.4 Một số thiết bị có thể lùa chọn cho mô hình trong tương lai43 43
CHƯƠNG 3
XÂY DỰNG MÔ HÌNH MẠNG ĐƯỜNG TRỤC ATM WAN PHỤC VỤ
CHO ĐÀO TẠO CÔNG NGHỆ VIỄN THÔNG
46
3.1. Vai trò của thiết bị mạng49 49
3.2. WAN Switch IGX 8400 của Cisco50 50
3.2.1. IGX 8400 thành phần chính của mạng WAN51 51
3.2.2. Hợp nhất các mạng trên đường trục đa dịch vô52 52
3.2.3. Đảm bảo sự thực thi và chất lượng dịch vụ (QoS) với tập tính52 52
3.2.3.1. Tự động quản lý việc định tuyến53 53
3.2.3.2. Quản lý bộ đệm động53 53
3.2.3.3. Tiến bộ trong việc quản lý các dịch vô53 53
3.2.3.4. Tối ưu hoá việc quản lý băng thông54 54
3.2.4. Khả năng biến đổi được của mạng WAN khi các ứng dông54 54
3.2.5. Một nền tảng vững chắc chuyển giao tính sẵn sàng cao nhất và thoả
mãn nhu cầu của người sử dụng đầu cuối ……………………………………… 55
3.2.5.1. Những thành phần tới hạn dư thừa55 55
3.2.5.2. Các đường định tuyến mềm dẻo56 56
3.2.6. IGX 8400 luôn đáp ứng được nhu cầu của các doanh nghiệp57 57
3.2.6.1. Các dịch vụ ATM57 57
3.2.6.2. Các dịch vụ Frame Relay57 57
3.2.6.3. ATM + IP58 58

3.2.6.4. Các dịch vụ IP58 58
3.2.6.5. Các dịch vụ thoại58 58
3.2.6.5.1. Sự nén tín hiệu thoại59 59
3.2.6.5.2. Triệt các khoảng lặng59 59
3.2.6.5.3. Hỗ trợ Fax/Modem60 60
3.2.6.5.4. Hỗ trợ chuyển mạch thoại60 60
3.2.6.6. Các dịch vụ truyền dữ liệu60 60
3.2.6.1. Sự nén dữ liệu61 61
3.2.6.2. Định thời, kiểm tra và điều khiển mềm dẻo61 61
3.2.6.7. Khả năng kết nối mạng61 61
3.2.7. Giải pháp quản lý mạng một cách toàn diện61 61
3.2.8. IGX 8400 dịch vụ và hỗ trợ62 62
3.3. Các đặc tính kỹ thuật của tổng đài IGX 840063 63
3.3.1. Các Module chung63 63
3.3.1.1. Module sử lý mạng (NPM)63 63
3.3.2. Các Module giao diện63 63
3.3.2.1. Module chuyển mạch ATM vạn năng (UXM)63 63
3.3.2.2. Module chuyển mạch khung vạn năng-Modul C63 63
3.3.2.3. Module chuyển mạch khung vạn năng-Modul U63 63
3.3.2.4. Module chuyển mạch khung 64 64
3.3.2.5. Module thoại vạn năng64 64
3.3.2.6. Module thoại phân phối cho các đường kênh (CVM)64 64
3.3.2.7. Module dữ liệu tốc độ thấp (LDM)64 64
3.3.2.8. Module dữ liệu tốc độ cao (HDM)65 65
3.3.2.9. Module thoại được phân phối cho các đường kênh65 65
3.3.2.10. Module thoại được phân phối cho các đường kênh-TT65 65
3.3.3. Khả năng kết nối mạng65 65
3.3.3.1. Module chuyển mạch ATM vạn năng (UXM)65 65
3.3.3.2. Module đường ATM/Model B (ALM/B)65 65
3.3.3.3. Module trung kế băng rộng66 66

3.3.3.4. Module trung mạng66 66
3.3.3.5. Các đặc tính kỹ thuật của hệ thống VNS66 66
3.3.3.6. Các giao thức hỗ trợ66 66
3.3.3.7. Sự tương thích PBX67 67
3.4. Module Rounter vạn năng IGX 8400 (URM)68 68
3.4.1. Các tính năng và lợi Ých của Module URM69 69
3.4.1.1. Tính biến đổi được69 69
3.4.1.2. Tính mềm dẻo70 70
3.4.1.3. Khả năng thực thi70 70
3.4.1.4.Phần mềm IOS70 70
3.5. Các tính năng nổi bật của Module URM IGX 840071 71
3.5.1. Hỗ trợ kênh thoại71 71
3.5.2. Hỗ trợ tính năng thoại71 71
3.5.3. Hỗ trợ báo hiệu giao diện điện thoại72 72
3.5.4. Hỗ trợ các tổng đài chuyển mạch PBX truyền thống73 73
3.5.5. Hỗ trợ Module URM chuyển mạch nhãn đa giao thức73 73
3.5.6. Hỗ trợ ATM73 73
3.5.7. Các giao diện vật lý74 74
3.5.8. Đơn vị dịch vụ kênh và đơn vị dịch vụ dữ liệu74
(CSU/DSU) On-board74 74
3.5.9. Hỗ trợ quản lý mạng74 74
KẾT LUẬN
BẢNG TRA CỨU THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
TÀI LIỆU THAM KHẢO
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 Ýt nhất một loại mạng viễn
thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó. Mỗi mạng chỉ được thiết kế cho các dịch vụ
riêng biệt và không thể sử dụng cho các mục đích khác. Thí dô 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 phương pháp thiết kế sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác
nhau. Nh vậy mạng viễn thông hiện tại có rất nhiều nhược điểm mà quan trọng nhất
là:
• Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng.
• Thiếu mềm dẻo, khó thích nghi với yêu cầu của các dịch vụ khác nhau
trong tương lai.
• Kém hiệu qủa trong việc bảo dưỡng, vận hành còng 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. Nên việc nghiên cứu triển khai công nghệ
ATM là một nhu cầu khách quan nhắm khắc phục vấn đề lưu lượng và đáp ứng
những dịch vụ băng rộng trong tương lai. Việc triển khai công nghệ ATM là một xu
thế chung. 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:
Việc nghiên cứu công nghệ ATM trên phạm vi toàn cầu đã đạt tới độ chín
các chuẩn ITU đã đảm bảo tính thống nhất trong việc triển khai các hệ thống ATM.
Đội ngò các nhà nghiên cứu và cán bộ kỹ thuật nước ta đã tiếp cận được
công nghệ ATM.
Về mặt thực tiễn:
ATM đã được triển khai tại nhiều quốc gia trên toàn thế giới và chứng tỏ
được tính ưu việt và độ tin cậy của nó.
Nhu cầu ngày càng tăng của các dịch vụ băng rộng, có tốc độ cao đáp ứng
được các dịch vụ đa phương tiện.
Cho đến nay công nghệ ATM đã được triển khai và đưa vào hoạt động ở
Việt Nam, đây là một bước tiến mang tính tất yếu, đánh dấu một bước phát triển
mới trong ngành viễn thông nước ta.
ATM đã và đang được ứng dụng trên đất nước Việt Nam nên việc tìm hiểu

và khai thác nó một cách hiệu quả phát huy hết tiềm năng mà công nghệ mang lại là
một điều rất đáng làm, nên em đã chọn đề tài: “Công nghệ ATM” làm quá luận tốt
nghiệp của mình. Phương pháp nghiên cứu chủ yếu là phân tích tài liệu và tìm hiểu
hệ thống.
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 đường trục ATM WAN
phục vụ cho đào tạo công nghệ Viễn thông. Nội dung luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về công nghệ ATM
Chương 2: Nghiên cứu tìm hiểu cấu trúc hệ thống mạng đường trục ứng
dụng công nghệ ATM.
Chương 3: Xây dựng mô hình mạng đường trục ATM WAN phục vụ cho
công nghệ đào tạo viễn thông.
CHƯƠNG 1
Tổng quan về công nghệ ATM
1.1. PHƯƠNG THỨC TRUYỀN TẢI ATM
1.1.1. Khái niệm về băng thông rộng B-ISDN
Mạng ISDN ra đời đã đáp ứng được 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 vượt quá được
2Mbps trong khi đó các loại hình dịch vụ khác ngày nay yêu cầu tới hàng
chục đến hàng trăm Mbps và như vậy thì mạng ISDN chưa thể đáp ứng
được mọi nhu cầu của khách hàng.
Một mạng viễn thông thống nhất đáp ứng được 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 phương 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 như tính năng của
dịch vụ thì các nhà khai thác không phải nạp thêm các phần mềm mới cho hệ
thống chuyển mạch.
1.1.2. Tại sao gọi là ATM
Do những hạn chế của mạng ISDN băng hẹp N-ISDN, một phương thức
truyền dẫn mới gọi là phương thức truyền dẫn không đồng bộ (ATM) đã được chấp
nhận nh chuyển mạch và là phương thức truyền dẫn thông tin cho việc thực thi
mạng B-ISDN. Giống như chuyển mạch gói, ATM là một mô hình trên cơ sở gói
mà trong đó các gói được gọi là các tế bào có kích thước cố định. Bằng việc ghép
kênh thống kê, tài nguyên mạng được sử dụng hiệu quả hơn trong mạng chuyển
mạch kênh. ATM cung cấp một chất lượng dịch vụ mà được thoả hiệp tại phần đầu
của mỗi phiên. Nó lưu trữ tài nguyên mạng (nhưng không dành chúng cho bất kỳ
một phiên nào) phù hợp với chất lượng dịch vụ được 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 lượng 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 đã giúp mở rộng phạm vi ứng dụng ATM.
Một vài tổ chức đã 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 lượt được thực hiện bởi các nhóm làm việc. Nhóm
nghiên cứu 13 chịu trách nhiệm về B-ISDN và phát hành một vài tài liệu có liên
quan đến ATM gọi là sự 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 được hỗ trợ bởi các tổ chức thương 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 đưa 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 cường sự an toàn, sự tương thích, tính hoán đổi được và tính chấp nhận được
của các sản phẩm điện quốc tế. Hầu hết các tiêu chuẩn ANSI được đưa ra để ITU-T
xem xét nh khuyến cáo ITU-T.
Uỷ ban tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI) là một tổ chức độc lập được
thành lập vào năm 1988 thiết lập các tiêu chuẩn viễn thông cho liên minh Châu Âu.
Các đặc tính được chấp thuận của nó gọi là các tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu mà
có thể được sử dụng như một kỹ thuật cơ bản để điều chỉnh trong phạm vi Châu Âu.
Hầu hết các đặc tính của ETSI được đưa ra để ITU-T xem xét như khuyến cáo ITU-
T.
Diễn đàn ATM là một tổ chức quốc tế được 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 được. 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 như: 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). Từ không đồng bộ được 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.
Mét trong nhiều đặc tính đặc biệt của ATM là nó có khả năng bảo đảm vận
chuyển tin cậy bất kỳ một loại hình dịch vụ nào mà không cần quan tâm đến
tốc độ (tốc độ không thay đổi hay tốc độ thay đổi), yêu cầu chất lượng hoặc
đặc tính bùng nổ tự nhiên của lưu lượng. ATM có thể áp dụng cho mọi môi
trường mạng. Ngoài ra các tế bào được thực hiện nhanh hơn mà không cần
quan tâm đến thông tin được mang trong tế bào ATM, cũng phương pháp đó
được sử dụng để điều khiển tiếng nói, hình ảnh, đa phương tiện và lưu lượng
mạng LAN. Những tiến bộ của ATM là dùa trên các chuẩn và chính điều này
đã làm cho các thiết bị ATM có thể vận hành được một cách dễ dàng.
Điều này ngụ ý rằng ATM có được sức mạnh của cả ghép kênh phân chia
theo thời gian (TDM) và ghép kênh thống kê, đồng thời tránh được các
nhược điểm của chúng. Giống nh trong ghép kênh thống kê, cái mà không
thích hợp cho các ứng dụng thời gian thực, thì ATM có thể điều khiển cả các
ứng dụng thời gian thực và những ứng dụng không đòi hỏi thời gian thực.
Phần này sẽ khảo sát kiến trúc mạng B-ISDN đây chính là chìa khoá để hiểu
các vấn đề còn lại của ATM.
1.2.2. Kiến trúc mạng B-ISDN
Mạng B-ISDN được tổ chức hợp lý theo mô hình kiến trúc líp. Mô hình này
được gọi là mô hình giao thức chuẩn B-ISDN (PRM), mà lần lượt được 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 kết nối hay giải phóng cuộc gọi.
3. Mảng quản lý chịu trách nhiến giám sát mạng.
Mô hình giao thức chuẩn thường được miêu tả bằng một sơ đồ 3 chiều để phản ánh
3 mảng này như trình bày trên hình 1.1.

Hình 1.1 Mô hình giao thức chuẩn B-ISDN và các líp.
Mảng khách hàng và mảng điều khiển gồm 3 líp: Líp tương thích ATM, Líp
ATM, và Líp Vật lý. Líp tương thích ATM (AAL) là líp cao nhất của ba líp và líp
vật lý là líp thấp nhất. Hai mảng này có cùng líp ATM và líp vật lý nhưng líp ATM
thì khác nhau.
• Líp tương 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
được đưa tới líp ATM. AAL cho mảng điều khiển thì được gọi là báo
hiệu AAL (SAAL). Líp tương thích ATM sẽ được trình bày chi tiết
hơn ở phần sau.
• Líp 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 được gửi theo đúng kết nối.
• Líp 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 đường dây. Líp vật lý
được chia nhỏ thành 2 líp phụ:
Hình 1.2 Luồng gói tin tế bào
1. Líp phụ đồng quy truyền dẫn (TC), thực hiện các chức năng mà không
phụ thuộc vào môi trường vật lý bao gồm việc tạo ra và khôi phục lại
các khung truyền dẫn, đưa 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. Líp phụ phụ thuộc vào môi trường vật lý (PMD), thực hiện các chức
năng mà phụ thuộc vào môi trường nh thời gian bit và mã đường, nó
là líp thấp của hai líp phụ.
Mảng quản lý bao gồm hai loại chức năng: Quản lý líp và quản lý mảng.
Quản lý mảng có một cấu trúc líp và mỗi líp của nó điều khiển các luồng thông tin
vận hành và bảo dưỡng cụ thể cho các líp tương ứng. Quản lý mảng không có cấu
trúc líp và nhiệm vụ của nó là phối hợp giữa tất cả các 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
User User
Packer
Tr¹m ®Çu cuèi ChuyÓn m¹ch Tr¹m ®Çu cuèi
Cells Cells Packer
A
A
L
A
T
M
P
H
Y
P
H
Y
A
T
M
P
H
Y
P
H
Y
A
T
M

A
A
L
Application Application
Như đã trình bày trước đây, một tế bào có 48 octet trường thông tin
(Payload) và 5 octet phần tiêu đề, được biểu diễn trên hình 1.3.
Phần tiêu đề được gán bởi líp ATM và được tạo thành bởi một vài trường nh
trong hình 1.4.
Các trường này là điều khiển luồng chung, nhận dạng đường ảo, nhận dạng
kênh ảo, trường tải thông tin, và ưu tiên mất mát tế bào.
Hình 1.3 Cấu trúc tế bào
GPC (4 bit) VPI ( 4 bit) Octet 1
VPI (4 bit) VCI ( 4bit) Octet 2
VCI ( 8 bit) Octet 3
VCI ( 4bit) PT ( 3 bit)
CLP
(1 bit)
Octet 4
HEC ( 8 bit) Octet 5
Hình 1.4 Tiêu đề tế bào ATM
Chức năng đặc trưng của các trường này nh sau:
• GFC: Điều khiển luồng chung (4 bit) chỉ áp dụng với giao diện khách
hàng-mạng (UNI) trong cấu hình điểm-điểm và tham gia điều khiển
lưu lượng theo hướng khách hàng về phía mạng. Còn với giao diện
mạng-mạng (NNI), trường này được sử dông nh mét phần của trường
VPI, làm tăng thêm dung lượng điạ chỉ.
• VPI: Nhận dạng đường ảo (8 bit) cho phép tới 2
8
= 256 đường ảo.
Mỗi VP bao gồm các kênh ảo, một đường ảo là một bó các kênh ảo

với VPI nhưng khác VCI.
• VCI: Nhận dạng kênh ảo (16bit) cho phép 2
16
= 65.535 kênh ảo trong
một đường ảo.
• PT: Trường tải thông tin (3bit) cho phép ATM mang tới 8 loại tải
thông tin. Các loại tải tin này được nhận dạng bởi nhận dạng trường
tải thông tin (PTI). Bảng 1.1 chứa các PTI.
5 Octet 48 Octet
Tiªu ®Ò
Tr#êng t¶i th«ng tin
Thực chất bit có nhiều ý nghĩa nhất (3bit) được 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. Đối với các tế bào dữ liệu, bit 2 được sử dụng để chỉ sự tắc nghẽn; nó
bằng 0 nếu tắc nghẽn không xảy ra và bằng 1 nếu ngược lại. Còn bit 1 bằng 0 cho
các tế bào khối dữ liệu dịch vụ (SDU) type =0 và bằng 1 cho các tế bào SDU = 1.
Bảng 1.1 Mã PTI.
Mã PTI
MSB first
Chú thích
000
- Tế bào dữ lliệu người 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 người sử dụng, không có tắc nghẽn, SDU-
type = 1 (kết thúc của SAR-SDU trong AAL5)
010 - Tế bào dữ liệu người sử dụng, có tắc nghẽn, SDU-type = 0
011 - Tế bào dữ liệu người 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 lưu lượng)
111 - Dành cho các chức năng trong tương lai
• CLP: Ưu tiên mất mát tế bào (bit 1) được 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, ngược lại CPL = 0 tế bào có thể được giữ nguyên.
GFC (4 bit) VPI (4 bit) Octet 1
VPI (4 bit) VCI (4 bit) Octet 2
VCI (8 bit) Octet 3
VCI (4 bit) PT (3 bit) CLP
(1 bit)
Octet 4
HEC (8 bit) Octet 5
(a) Mào đầu tế bào UNI
GFC
(4 bit)
VPI
(8 bit)
VPI
(16 bit)
PTI
(3 bit)
CLP
(1 bit)
HEC
(8 bit)
Trường tải tin
(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) được sử dụng để sửa chữa lỗi trên
các bit khác trong tiêu đề. HEC cho phép chuyển mạch ATM phát
hiện các lỗi bị nhiều lỗi bit và sửa các lỗi bị một lỗi bit.
Một tế bào giao diện khách hàng-mạng (UNI) có cấu tróc nh trên hình 1.5.
Từ ATM là một kỹ thuật có tính kết nối, một hướng truyền thông duy nhất
có thể được sử dụng để truyền tải các tế bào ATM được gọi là kênh ảo. Sự kết hợp
của VPI và VCI là một nhãn được sử dụng để xác định kênh ảo mà một tế bào thuộc
nó. Kết qủa là, các tế bào thuộc cùng kênh ảo có VPI và VCI giống nhau. Điều này
có nghĩa là từ một điểm mạng của tổng thể, líp ATM khi đó có thể được nhận biết
nh là được chia thành hai mức phân cấp: mức kênh ảo (mức cao) và mức đường ảo
(mức thấp). Hình 1.6 minh hoạ líp ATM.
Líp ATM
Mức kênh ảo
Mức đường ảo
Líp vật lý
Hình 1.6 Phân cấp líp ATM
VPI (8bit) Octet 1
VPI (4 bit) VCI (4 bit) Octet 2
VCI (8 bit) Octet 3
VCI (4 bit)
PT (3 bit)
CLP
(1 bit)
Octet 4
HEC (8 bit) Octet 5
(a) Mào đầu tế bào NNI
VPI
(12 bit)

VPI
(16 bit)
PTI
(3 bit)
CLP
(1 bit)
HEC
(8 bit)
Trường tải
tin
(48 byte)
(b) Tế bào NNI
Hình 1.7 Mào đầu tế bào và tế bào ATM NNI
Trường GFC không được sử dụng trong các tế bào NNI. Tuy nhiên nó được
sử dông nh là một phần của trường VPI cho các tế bào NNI, cho ta tổng số 12 bit
trng VPI (hay 2
12
= 4096 VPI). T bo NNI cú cu trúc nh trờn hỡnh 1.7. iu ny
lm cho s ng o cú th c nh ngha ti mc NNI tng t 256 (khi ch cú 8
bit c s dng: 2
8
= 256) ti 4096. Do ú lm tng s ng o lờn gp 15 ln m
mt nh cung cp dch v cú th ch nh ti mi chuyn mch ATM.
1.2.4. Phõn loi t bo
Trong mng ATM s dng 5 t bo, c th hin nh trong Hỡnh 1.8.
Hỡnh 1.8 phõn loi t bo ATM
Chc nng ca cỏc loi t bo nh sau:
T bo rng: l t bo c lớp vt lý xen vo/tỏch ra lung t bo
ti ranh gii gia lớp ATM v lớp vt lý cú tc phự hp vi tc
ng truyn.

T bo hp l: l t bo cú mu u khụng cú li b phỏt hin hoc cú
li n ó c sa bi chu trỡnh sa li HEC.
T bo khụng hp l: l t bo cú nhiu li v khụng th sa c (b
loi b ti lớp vt lý). T bo rng, t bo hp l v t bo khụng hp
l ch tn ti lớp vt lý.
Tb bị loại bỏ
Tb đ#ợc gán Tb đ#ợc gán
Tb không gán Tb không gán
Tb hợp lệ
Tb không hợp lệ
Tb rỗng
SAP: Điểm giao tiếp dịch vụ
Tb: Tế bào
SAP
Lớp ATM
Lớp vật lý
Tb rỗng
• Tế bào “được gán”: là tế bào mang các thông tin dịch vụ, sử dụng các
dịch vụ líp ATM.
• Tế bào “không gán”: là tế bào “không được sử dụng”, không mang
thông tin dịch vụ. Tế bào “được gán” và tế bào “không gán” là các tế
bào líp ATM.
1.3. LÍP ATM
1.3.1. Giới thiệu
Một mạng ATM bao gồm một tổ hợp các chuyển mạch ATM được 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). UUI 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 Đường ảo và kênh ảo

Từ mạng ATM là mạng có hướng kết nối, một mạch ảo phải được thiết lập
trước khi dữ liệu có thể truyền từ nguồn tới đích. Như đã thảo luận trước đây, ATM
sử dụng khái niệm kênh ảo (VC) và đường ảo (VP) để thực hiện định tuyến trong
mạng. Một VC, được xác định bởi mét nhận dạng kênh ảo (VCI), được kết nối
giữa hai thực thể liên lạc ATM. Nã bao gồm mét ghép nối của một hay nhiều liên
kết ATM. Mỗi VC cung cấp một chất lượng dịch vụ nhất định. Một VP, được xác
định bởi mét nhận dạng đường ảo (VPI), nó là một nhóm nhiều kênh ảo giữa hai
điểm đầu cuối. VPI và VCI chỉ có ý nghĩa cục bộ và thường được xác định lại tại
mỗi chuyển mạch. Hình 1.9 trình bày sự tương quan một liên kết vật lý giữa các VP
và CV.
• Kênh ảo cố định (PVC): Đây là một kết nối được thiết lập bởi một
toán tử mạng mà thích hợp với các giá trị VPI/VCI được chương trình
hoá cho một nguồn và đích đã cho. Vì vậy, PVC được thiết kế thông
qua sự chuẩn bị và phải mất một thời gian dài.
• Kênh ảo chuyển mạch (SVC): Mét SVC được thiết lập một cách tự
động qua mét giao thức báo hiệu và chỉ mất một khoản thời gian
ngắn.
Một vài cặp VPI/VCI được 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 nhưng chưa được sử dụng.
1.3.2. Chuyển mạch đường ảo và kênh ảo
Một mạng ATM cũng có thể cung cấp một dịch vụ mức đường ảo hoặc một
dịch vụ mức kênh ảo hoặc cả hai. Trong một mạng mà cung cấp dịch vụ mức đường
ảo, khi chuyển mạch nhận một tế bào với nhận dạng đường ảo và nhận dạng kênh
ảo cho trước, nó tạo ra một bảng tra cứu để xác định giá trị nhận dạng đường ảo nào
thì được thay đổi và hướng chuyển mạch hoặc hệ thống đầu cuối tiếp theo. Giá trị
nhận dạng kênh ảo nào thì không được đặt lại. Loại chuyển mạch này gọi là chuyển

mạch đường ảo (VP Switching).
Hình 1.10a Ví dụ về chuyển mạch đường ảo
Hình 1.10b Ví dụ về chuyển mạch kênh ảo
Tương tù, trong mạng nhà cung cấp một dịch vụ mức kênh ảo, khi chuyển
mạch nhận diện một tế bào với một nhận dạng đường ảo và nhận dạng kênh ảo cho
trước, nó sẽ gán các giá trị nhận dạng đường ảo và kênh ảo mới cho tế bào trước khi
đưa nó tới chuyển mạch 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 đường ảo và kênh ảo.
Trong hình 1.10a, các kênh ảo chứa các nhận dạng kênh ảo của chúng và sau đó
nhận dạng đường ảo của một đường ảo được đặt lại một giá trị mới. Mặt khác, trong
hình 1.10b có cả nhận dạng kênh ảo và nhận dạng đường ảo đặt lại cho mỗi kênh
ảo.
Một kênh ảo thực chất xác định khả năng truyền đơn hướng cho các tế bào
ATM. Một liên kết kênh ảo (VC link) là một phương tiện đơn hướng để truyền tải
các tế bào ATM giữa hai thực thể ATM liên tiếp nơi mà giá trị VCI được gán và
được đặt lại hoặc bị xoá bỏ. Điều này có nghĩa là một kênh ảo được định nghĩa giữa
hai thực thể chuyển mạch VC và giữa một hệ thống đầu cuối ATM và một chuyển
mạch VC. Một tập hợp các liên kết kênh ảo được gọi là một kết nối kênh ảo (VCC).
Tương tù, một liên kết các đường ảo là một phương tiện đơn hướng để
truyền các tế bào ATM liên tiếp nơi mà các giá trị VPI được gán và được đặt lại
hoặc là xoá bỏ. Do đó, một liên kết đường ảo được định nghĩa giữa một hệ thống
đầu cuối và giữa hai chuyển mạch VP liên tiếp. Một tập hợp các liên kết đường ảo
gọi là một kết nối đường ảo (VPC).
1.3.3. Tóm tắt
Phần này miêu tả hai mức phân cấp ghép kênh được định nghĩa cho mạng
ATM: đường ảo (VP) và kênh ảo (VC). Một liên kết vật lý có thể hỗ trợ một vài
đường ảo, và mỗi VP có một nhận dạng đường ảo (VPI). Tương tự, một đường ảo
thực chất là một bó các kênh ảo, và mỗi VC có một nhận dạng kênh ảo (VCI). Tại
mỗi chuyển mạch, VPI sẽ được thông dịch thành một VPI mới. Trong một số

chuyển mạch các VCI trong mỗi VP được giữ nguyên trong suốt thời gian xử lý bản
dịch VPI. Những chuyển mạch mà chỉ thông dịch VPI được gọi là chuyển mạch
VP. Tương tự, trong một số chuyển mạch các VCI được thông dịch cùng với các
VPI. Các chuyển mạch nh vậy gọi là chuyển mạch VC. Có những chuyển mạch lai
mà có khả năng dịch một số VCI trong khi được phép giữ nguyên những cái khác.
Mỗi hệ thống đầu cuối mà truyền tin trên mạng ATM được xác định bởi một
địa chỉ ATM duy nhất theo khuôn dạng địa chỉ OSI NSAP trong các mạng ATM
riêng lẻ. Địa chỉ này có cấu trúc phân cấp để cho phép định tuyến hiệu quả và sự
quản lý phân bố. Trước khi một hệ thống đầu cuối (nguồn) có thể liên lạc được với
một hệ thống đầu cuối khác (đích), thì nguồn phải thông báo cho mạng. Mạng sẽ
cung cấp một sự kêt nối từ đầu cuối tới đầu cuối hoặc phải thiết lập một kết nối theo
yêu cầu. Kết nối được thiết lập thì gọi là kênh ảo cố định (PVC), và sự thiết lập theo
yêu cầu này được gọi là kênh ảo chuyển mạch (SVC). SVC được thiết lập qua giao
thức báo hiệu. Diễn đàn ATM đã phát triển giao thức báo hiệu UNI, và sớm nhất là
UNI 3.0. Giao thức này dùa trên khuyến cáo ITU-T Q.93B. Phiên bản sau đó là 3.1
dùa trên khuyến cáo ITU-T Q.2931. Tuy nhiên nó không thích hợp với UNI 3.0.
Phiên bản mới nhất là 4.0 mà cung cấp nhiều chức năng hơn UNI 3.1 và tương thích
ngược trở lại với UNI 3.1.
1.4. LÍP TƯƠNG THÍCH ATM
1.4.1. Giới thiệu
Líp tương thích ATM (AAL) làm cho mạng ATM có thể mang được nhiều
kiểu lưu lượng. Nó không phải là một quá trình mạng. Nó được thực hiện từ phía
người sử dụng của giao diện người dùng-mạng (UNI). Nã chia các gói tin của người
sử dụng thành trường tải tin 48 byte mà được gửi tới líp ATM. Sau đó cộng thêm 5
byte tiêu đề để mỗi trường tải tin tạo thành các tế bào 53 byte. Do các ứng dụng
khác nhau làm cho các yêu cầu trên mạng khác nhau, và quá trình tương thích cũng
khác nhau cho các loại AAL khác nhau. Nguyên lý cơ bản của quá trình tương thích
sẽ được giới thiệu trước tiên, sau đó thảo luận chi tiết về quá trình tương thích của
mỗi loại AAL.
1.4.2 Quá trình tương thích

AAL gồm 2 líp phụ: Líp phụ hội tụ (CS) và líp phụ chia đoạn và tổ hợp lại
(SAR). Chức năng của CS là chia các gói tin rất dài của người sử dụng thành các
gói tin có độ dài cố định gọi là các khối dữ liệu dịch vụ CS ( CS-SDU). Sau đó có
thể cộng thêm các thông tin về mào đầu và (hoặc) kết cuối cho CS-SAR tạo thành
khối dữ liệu giao thức (CS-PDU). Cuối cùng nó đưa các CS-PDU tới SAR nh các
SAR-SDU. (Nh ta đã biết 1 PDU là một gói dữ liệu bao gồm thông tin người dùng
và thông tin điều khiển mà được trao đổi giữa hai quá trình truyền thông ngang
hàng trên mạng. Một SDU là một PDU được nhận trực tiếp từ líp trên líp hiện thời,
và líp hiện thời có thể cộng thêm thông tin điều khiển để hình thành PDU của chính
mình). Hình 1.11 là tóm tắt của quá trình này. Tại cuối nguồn, líp phụ chia đoạn và
tổ hợp lại chịu trách nhiệm phân đoạn mỗi CS-PDU nhận được từ CS thành SAR-
SDU có độ dài cố định phù hợp với kiểu lưu lượng của ứng dụng.
Hình 1.12 Mô tả quá trình thành tế bào
SAR sau đó nối một tiêu đề và (hoặc) kết cuối cho mỗi SAR-SDU để tạo thành
một SAR-PDU mà nó được gửi tới líp ATM. Tại đích, SAR chịu trách nhiệm tổ hợp
lại tất cả SAR-PDU thuộc cùng CS-PDU và đưa CS-PDU được tổ hợp tới líp phụ
hội tụ. Chi tiết quá trình AAL cho một kiểu lưu lượng được trình bày trên hình
1.12.
1.4.3 Quá trình tương thích cho các loại AAL khác nhau
AAL-SDU
CS
PhÇn ®Çu
CS-PDU
KÕt cuèi
CS-PDU
ATM-SDU
SAR
Líp AAL
Líp ATM
KÕt cuèi

TÕ bµo
ATM-PDU = TÕ bµo
Th«ng tin tr#êng tÕ bµo
Ph©n ®o¹n
CS-PDU
KÕt cuèi
CS-PDU
Gi÷a CS vµ SAR kh«ng cã SAP
AALSAP
CS-PDU
Th«ng tin
CS-PDU
PhÇn ®Çu
CS-PDU
SAR
ATM-
SAP
SAR-PDU
Th«ng tin
CS-PDU
Më ®Çu
TÕ bµo
PL-SAP