Tổng quan về công nghệ truyền tải không đồng bộ ATM

Email : in
thoi: 0983.317.327
Lời mở đầu
Công nghệ viễn thông đã và đang phát triển nhanh chóng. Mạng viễn thông
ngày nay có khả năng cung cấp nhiều loại dịch vụ tới khách hàng, tuy nhiên nhiều
loại dịch vụ đợc cung cấp trên các mạng khác nhau dẫn đến việc khách hàng ( và cả
nhà khai thác) phải đầu t chồng chéo. Trong những năm 80 mạng tổ hợp số băng
hẹp ISDN đã đợc triển khai, thử nghiệm và thơng mại hoá.
Tuy nhiên sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và nhu cầu trao đổi
thông tin ngày càng tăng nhanh tới mức chóng mặt về cả số lợng và chất lợng thì
mạng tích hợp băng hẹp đã nhanh chóng trở nên quá tải và không thể đáp ứng đợc
một khi có các yêu cầu bổ xung thêm vào các dịch vụ đòi hỏi băng thông lớn cũng
nh thời gian thực. Mạng tổ hợp băng rộng B-ISDN đã ra đời đang dần từng bớc thay
thế mạng thông tin băng hẹp tại nhiều quốc gia trên thế giới. Mạng B-ISDN đáp ứng
các dịch vụ của truyền hình số, truyền hình có độ phân giải cao (HDTV), điện thoại
truyền hình với chất lợng cao, các dịch vụ truyền số liệu với tốc độ cao và nhiều các
loại dịch vụ khác .
Năm 1988 ITU-T đã quyết định kiểu truyền dẫn không đồng bộ ATM sẽ là
phơng pháp truyền cho mạng B-ISDN trong tơng lai. Năm 1990 ITU-T đa ra 13
khuyến nghị về phơng thức truyền dẫn không đồng bộ. Chính những khuyến nghị
này đã đặt cơ sở cho mạng truyền dẫn không đồng bộ.
Với công nghệ truyền không đồng bộ ATM cho phép chúng ta xây dựng các
mạng xơng sống có khả năng tơng thích nhiều chủng loại thiết bị, tốc độ truyền cao,
sử dụng băng thông hiệu quả, băng thông đủ rộng để thoả mãn các nhu cầu ngày
càng tăng của xã hội trong việc khai thác các dịch vụ liên mạng Internet.
Để có thể hiểu rõ bản chất của công nghệ truyền dẫn không đồng bộ ATM
cũng nh khai thác hiệu quả, áp dụng công nghệ mới phù hợp với nhu cầu sử dụng,
khai thác các dịch vụ băng rộng, chất lợng cao, cũng nh khả năng kết nối các chủng
loại khác nhau vào cùng một mạng thì việc tìm hiểu các vấn đề quản lý tài nguyên
cũng nh quá trình trao đổi dữ liệu tại các lớp trong mô hình tham chiếu ATM là một
việc rất quan trọng.

Với mục đích nêu trên, bản đồ án tốt nghiệp hớng tới việc tìm hiểu, trình bày
về công nghệ ATM và vấn đề quản lý tài nguyên mạng.Vì vâỵ nội dung của đồ án
tốt nghiệp gồm 2 phần
1
Email : in
thoi: 0983.317.327
Phần A : Tổng quan về công nghệ truyền tải không đồng bộ ATM.
Phần B : Vấn đề quản lý tài nguyên mạng.
ATM là một kỹ thuật rất mới và còn rất nhiều vấn đề đến nay vẫn cha đợc
giải quyết, ngay trong các tài liệu tham khảo cũng có những vấn đề cha đợc định
nghĩa một cách rõ ràng hoặc cha thống nhất về quan điểm. Do đó trong giới hạn bản
đồ án tốt nghiệp và thời gian, mặc dù rất cố gắng nhng bản đồ án này của em chắc
chắn không tránh khỏi những thiếu sót , một số vấn đề cha đợc trình bày một cách
chặt chẽ. Vì vậy em rất mong nhận đợc sự góp ý, hiệu chỉnh của các thầy cô giáo và
các bạn.

2
Email : Điện
thoại: 0983.317.327
PhÇN A
TæNG QUAN VÒ
C¤NG NGHÖ TRUYÒN t¶i
KH¤NG §åNG Bé atm
3
Email : in
thoi: 0983.317.327
Chơng 1
Khái niệm về mạng đa dịch vụ băng rộng B-ISDN.
1.1 Các đặc điểm của mạng viễn thông ngày nay
Hiện nay, các mạng viễn thông hiện tại có các đặc điểm chung là tồn tại một

cách riêng rẽ, ứng với mỗi một loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng
viễn thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó. Thí dụ:
Mạng điện thoại công cộng, còn gọi là mạng POTS (Plain Old Telephone
Service): ở đây thông tin tiếng nói đợc số hoá và chuyển mạch ở hệ thống
chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN (Public Switched Telephone
Network).
Mạng truyền số liệu: Bao gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu
giữa các máy tính dựa trên các giao thức của X.25 và hệ thống truyền số liệu
chuyển mạch kênh dựa trên các giao thức X.21.
Các tín hiệu truyền hình có thể đợc truyền theo ba cách: Truyền bằng sóng vô
tuyến, truyền qua hệ thống truyền hình CATV (Community Antenna TV)
bằng cáp đồng trục hoặc truyền qua hệ thống vệ tinh, còn gọi hệ thống truyền
hình trực tiếp DBS (Direct Broadcast System).
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 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 và bảo dỡng khác
nhau. Nh vậy hệ thống mạng viễn thông hiện tại có rất nhiều nhợc điểm mà quan
trọng là:
Chỉ truyền đợc các dịch vụ độc lập tơng ứng với từng mạng
Thiếu tính mềm dẻo: Sự ra đời của các thuật toán nén tiếng nói, nén ảnh và
tiến bộ trong công nghệ VLSI ảnh hởng mạng mẽ tới tốc độ truyền tín hiệu.
Ngoài ra còn có nhiều dịch vụ truyền thông trong tơng lai mà hiện nay cha dự
đoán đợc, mỗi loại dịch vụ sẽ có tốc độ truyền khác nhau. Ta dễ dàng nhận
thấy rằng hệ thống hiện nay rất khó thích nghi với yêu cầu của các dịch vụ
khác nhau trong tơng lai.
4
Email : in
thoi: 0983.317.327

Kém hiệu quả trong việc bảo dỡng, vận hành cũng nh việc sử dụng tài
nguyên. Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng
khác cùng sử dụng.
1.2 Sự ra đời của hệ thống viễn thông mới - B-ISDN
Nh đã nêu ở trên, yêu cầu có một mạng viễn thông duy nhất ngày càng trở
nên bức thiết, chủ yếu là do các nguyên nhân sau:
Các yêu cầu dịch vụ băng rộng đang lên.
Các kỹ thuật xử lý tín hiệu, chuyển mạch, truyền dẫn ở tốc độ cao (cỡ khoảng
vài trăm Mbit/s với vài Gbit/s) đã trở thành hiện thực.
Tiến bộ về khả năng xử lý ảnh và số liệu.
Sự phát triển của các ứng dụng phần mềm trong lĩnh vực tin học và viễn
thông.
Sự cần thiết phải tổ hợp các dịch vụ phụ thuộc lẫn nhau ở chuyển mạch kênh
và chuyển mạch gói vào một mạng băng rộng duy nhất. So với các mạng
khác, dịch vụ tổ hợp có nhiều u điểm về mặt kinh tế, phát triển, thực hiện,
vận hành và bảo dỡng.
Sự cần thiết phải thoả mãn tính mềm dẻo cho các yêu cầu về phía ngời sử
dụng cũng nh ngời quản trị mạng (về mặt tốc độ truyền, chất lợng dịch vụ
.v.v.).
Từ những yêu cầu trên mà mạng tổ hợp dịch vụ số băng rộng (B-ISDN -
Broadband Integrated Services Digital Network) đã ra đời, B-ISDN cung cấp các
cuộc nối thông qua chuyển mạch, các cuộc nối cố định (Permanent) hoặc bán cố
định (Semi-Permanent), các cuộc nối từ điểm tới điểm hoặc từ điểm tới nhiều điểm
và cung cấp các dịch vụ theo yêu cầu, các dịch vụ dành trớc hoặc các dịch vụ yêu
cầu cố định. Cuộc nối trong B-ISDN phục vụ cho cả các dịch vụ chuyển mạch kênh,
chuyển mạch gói theo kiểu đa phơng tiện (Multimedia), đơn phơng tiện
(Monomedia), theo kiểu hớng liên kết (Connection-Oriented) hoặc không liên kết
(Connectionless) và theo cấu hình đơn hớng hoặc đa hớng.B-ISDN là một mạng
thông minh có khả năng cung cấp các dịnh vụ cải tiến, cung cấp các công cụ bảo d-
ỡng và vận hành (OAM), điều khiển và quản lý mạng rất hiệu quả.

1.3 Khái niệm về ATM và khả năng của ATM
1.3.1 Khái niệm về ATM
Ngời ta đã nghiên cứu và biết rằng tất cả các loại thông tin đều có tính chất
bột phá bùng nổ và không bao giờ là liên tục.
5
Email : in
thoi: 0983.317.327
Hãy thử phân tích tiếng nói. Quan sát hai ngời đang nói chuyện ta sẽ thấy
năng lợng tiếng nói phát ra liên tục bị ngắt quãng do ngời nói phải dừng lại nghỉ hay
nghe ngời kia nói. Từ rất lâu rồi, những năm đầu thập kỷ 60, khi nghiên cứu tín hiệu
tiếng nói, ngời ta đã tìm ra đợc rằng năng lợng âm thanh chỉ đợc phát ra trong 40%
của thời gian nói chuyện. Nh vậy là nếu ta tận dụng đợc thời gian không nói ấy cho
việc khác thì thực tế ta đã tăng thông lợng đờng truyền lên gấp 2 lần mà nó đặc biệt
có ý nghĩa đối với những đờng truyền dài. Và từ đó có ý tởng là truyền những số
liệu khác nh th tín điện tử trong thời gian im lặng đó. Qua nghiên cứu thông tin
truyền số liệu, ngời ta thấy rằng thông tin truyền số liệu có đặc tính là bột phá, bùng
nổ, và tín hiệu hình video cũng vậy.
Với những hệ thống chuyển mạch tơng tự (Analog) thông thờng trớc đây
( Circuit Switching ), một cuộc gọi sau khi đợc hình thành sẽ chiếm toàn bộ băng
thông của mạch đó. Còn với hệ thống chuyển mạch số (Digital) sau này thì toàn bộ
tốc độ truyền một rãnh thời gian (Single Time Slot) của mỗi khung truyền đợc gán
cho cuộc gọi. Phơng pháp này đợc gọi là ghép kênh theo thời gian (Time Division
Multiplexing). Trong một chu kỳ của khung truyền, nó sẽ phát ra một số bít nhất
định của tín hiệu số ( ví dụ 8 bít đại diện cho một mức của một mức tín hiệu điện
thoại analog) và nhóm bit này sẽ đợc nhóm ở trong một rãnh thời gian nhất định đợc
gán cho cuộc gọi đó. Tín hiệu thoại của cuộc gọi đó sẽ đợi để gửi tiếp số liệu đi ở
rãnh thời gian ấn định đó trong các khung truyền tiếp theo. Phơng thức này có tên là
gọi là hệ thống phân cấp số đồng bộ (SDH). Nói tóm lại là toàn bộ băng thông đợc
gán cho cuộc gọi đó mà không cần biết là nó có truyền thông tin trên đó hay nghỉ
trong suốt cuộc gọi.

Trong chuyển mạch gói (Packet Switching), thay bằng việc tổ chức các
nhóm 8-bit đa vào kênh thời gian nhất định nào đó, số liệu đợc đóng thành các gói
lớn gồm nhiều byte. Kích thớc của nó có thể thay đổi dựa theo nhu cầu truyền nhng
không vợt quá một số cho phép nào đó (ví dụ 4048 byte). Mỗi một gói đợc gửi đi tới
các nút mạng nh là một chuỗi các bit liên tục nhau và nó chiếm toàn bộ băng thông
của đờng truyền. Nếu không có thông tin thì không có gói, nếu có nó sẽ kiểm tra đ-
ờng truyền nếu sẵn sàng thì nó sẽ gửi gói đó đi. Mỗi gói có nhãn hiệu ghi nó thuộc
đờng nào. Do đó các gói của các đờng khác nhau có thể đợc truyền đi, xen lẫn trên
cùng một đờng truyền. Nhãn hiệu đó đợc sử dụng ở các nút để xem gói đợc truyền
đi từ đâu và tới đâu, do đó các nút chuyển mạch của mạng có thể chuyển các gói đó
đi đúng tuyến để đi đến địa chỉ cần đến, và tiếp theo là một loạt các công việc để
đảm bảo gói đi đúng thứ tự, không bị sai lỗi Tóm lại là bằng ph ơng pháp này đã
giúp cho việc sử dụng băng thông tốt hơn là chiếm cố định một đờng cho một cuộc
gọi nh phơng pháp chuyển mạch thông thờng vì khi một đờng không dùng ( nghỉ )
6
Email : in
thoi: 0983.317.327
thì đờng khác có thể dùng băng thông đó để truyền số liệu của mình. Một nhợc điểm
của nó là thời gian trễ : Khi mà một gói đang truyền đi rõ ràng là gói tiếp theo chỉ đ-
ợc truyền đi sau khi việc truyền gói trớc kết thúc. Do đó một kết nối không thể đảm
bảo là nó sẽ đợc cung cấp một tốc độ truyền cố định. Ngoài ra nó còn bị ảnh hởng
rất nhiều bởi điều khiển lu lợng cũng nh có sự tắc nghẽn trong lu thông, điều mà
không bao giờ xảy ra trong chuyển mạch thông thờng.
Để giải quyết những nhợc điểm trên ngời ta đa ra công nghệ ATM là sự tổ
hợp các u điểm của 2 phơng thức trên. B-ISDN theo ITU-T dựa trên cơ sở kiểu
truyền không đồng bộ (ATM - Asynchronous Transfer Mode). Nh vậy ATM sẽ là
nền tảng của B-ISDN trong tơng lai.
Trong ATM để giải quyết tính ngắt quãng của số liệu truyền của các loại
nguồn số liệu phát thông thờng, nâng cao hiệu suất sử dụng đờng truyền ngời ta
dùng kỹ thuật chuyển mạch gói. Nhng ở trong ATM các gói đó rất nhỏ và có độ dài

cố định là 53 byte gọi là tế bào ATM. Và thế là giống nh công nghệ ghép kênh theo
thời gian với việc tạo ra các rãnh thời gian (cell slot ) bằng thời gian truyền một tế
bào để cho các tế bào đợc truyền đi.
Hình 1. 1: Cấu trúc khung thời gian trong STM
Hình 1. 2: Cấu trúc luồng thông tin trong ATM
Trong kiểu truyền không đồng bộ, thuật ngữ "truyền" bao gồm cả lĩnh vực
truyền dẫn và chuyển mạch, do đó "dạng truyền" ám chỉ cả chế độ truyền dẫn và
chuyển mạch thông tin trong mạng.
7
Email : in
thoi: 0983.317.327
Thuật ngữ "không đồng bộ" giải thích cho một kiểu truyền trong đó các gói
trong cùng một cuộc nối có thể lặp lại một cách bất thờng nh lúc chúng đợc tạo ra
theo yêu cầu cụ thể mà không theo chu kỳ.
Để minh hoạ, hình 1.1 và 1.2 biểu diễn sự khác nhau giữa dạng truyền không
đồng bộ và đồng bộ:
Trong dạng truyền đồng bộ (STM - Synchronous Transfer Mode), các phần tử
số liệu tơng ứng với kênh đã cho đợc nhận biết bởi vị trí của nó trong khung
truyền (hình 1.1)
Trong khi ở ATM, các gói thuộc về một cuộc nối lại tơng ứng với các kênh
ảo cụ thể và có thể xuất hiện tại bất kỳ vị trí nào (hình 1.2).
1.3.2 Các đặc điểm và khả năng của ATM
ATM là phơng thức truyền tải mang đặc tính của chuyển mạch gói, sử dụng
kỹ thuật ghép kênh chia thời gian không đồng bộ, bằng việc ghép các luồng tín hiệu
vào các khối có kích thớc cố định, gọi là tế bào. Tế bào gồm có trờng thông tin
mang thông tin của khách hàng và mào đầu mang thông tin về mạng, ví dụ thông tin
định tuyến. Vì trên cùng một đờng truyền, có thể có nhiều tế bào từ các nguồn tín
hiệu ghép lại với nhau nên cần phải có biện pháp phân biệt các tế bào cùng chung
một nguồn tín hiệu, biện pháp này đợc thực hiện bằng thông tin đợc mang trong
phần mào đầu tế bào. Trong ATM, một tế bào sẽ có 48 byte cho số liệu và 5 byte

cho phần tiêu, 5 byte này phải cung cấp đủ thông thông tin cho phép mạng truyền tế
bào đó đến đúng nơi nhận
Trờng thông tin truyền trong suốt qua mạng ATM và không bị xử lý trong
quá trình vận chuyển (ví dụ không có điều khiển lỗi error control, nh trong mạng
chuyển mạch gói). Trong mạng ATM, thứ tự các tế bào đợc giữ nguyên, các tế bào ở
phần thu có thứ tự giống nh ở phần phát.
Mạng ATM sử dụng kỹ thuật hớng liên kết (Connection- Oriented). Một cuộc
nối ở lớp ATM bao gồm một hay nhiều chặng (Link), mỗi chặng đợc gán một số
hiệu nhận dạng không đổi trong suốt cuộc nối. Tuy vậy ATM cũng cung cấp một số
giao thức cho các dịch vụ truyền số liệu không liên kết (Connectionless). Vì ATM là
kỹ thuật có tính chất có kết nối nên đờng truyền sẽ đợc thiết lập trớc khi khách hàng
trao đổi thông tin với nhau. Điều này đợc thực hiện bởi thủ tục thiết lập kết nối tại
thời điểm bắt đầu và thủ tục giải phóng kết nối tại thời điểm kết thúc. Thủ tục kết
nối cuộc gọi sử dụng giao thức báo hiệu đối với các kết nối theo yêu cầu và một số
phơng thức khác, ví dụ nh thủ tục quản lý mạng đối với các kết nối cố định và bán
cố định. Một cuộc gọi băng rộng có thể là cuộc gọi đa phơng tiện gồm nhiều thành
8
Email : in
thoi: 0983.317.327
phần: tín hiệu thoại, truyền số liệu, video Vì mỗi thành phần cuộc gọi đòi hỏi một
kết nối riêng rẽ do vậy ở các phần tiếp theo ta sẽ xem xét ở mức kết nối chứ không
ở mức cuộc gọi.
Mỗi một kết nối đợc cấp một dung lợng truyền tải (băng tần) nhất định trong
điều kiện có thể, phụ thuộc vào yêu cầu của khách hàng. Điều này đợc thực hiện
bằng thủ tục thiết lập kết nối của quá trình đợc gọi là điều khiển chấp nhận kết nối
(CAC). Quá trình này xử lý các tham số của kết nối sẽ đợc thiết lập theo các yêu cầu
của khách hàng. Ngoài ra còn có quá trình xử lý khác là điều khiển tham số khách
hàng (UPC) dùng để giám sát kết nối và đa ra các xử lý nếu nh các kết nối có xu h-
ớng vợt quá giới hạn của các tham số đã đợc chấp nhận.
Các thông tin báo hiệu cho một cuộc nối sử dụng một kênh truyền khác với

kênh truyền thông tin của cuộc nối đó, tức là nó sử dụng một số hiệu nhận dạng
khác. Vì vậy báo hiệu trong ATM là báo hiệu ngoài băng. Ngoài ra, B-ISDN còn sử
dụng thêm thủ tục báo hiệu Meta.
Do những đặc điểm trên của phơng thức truyền không đồng bộ ATM mà các
tế bào có kích thớc nhỏ với tốc độ truyền lớn sẽ làm cho trễ và biến động trễ là đủ
nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực.
Kích thớc của các tế bào nhỏ sẽ tạo điều kiện cho việc kết hợp kênh chuyển
mạch ở tốc độ cao đợc dễ dàng hơn.
ATM có khả năng nhóm nhiều kênh ảo VC (Virtual Channel) thành đờng ảo
(Virtual Path) giúp cho việc định tuyến đợc dễ dàng, thông tin đợc truyền đi với tốc
độ cao hơn.
Việc nhóm kênh và khả năng chuyển mạch trên cơ sở tế bào cho phép định ra
tốc độ mềm dẻo có khả năng thích ứng với tính chất của từng loại dịch vụ.
Các đặc điểm chính của mạng ATM đợc ITU-T đa ra trong khuyến nghị
I.237, theo đó các khả năng về báo hiệu và truyền dẫn của ATM bao gồm:
Khả năng cung cấp các dịch vụ băng rộng.
Khả năng cung cấp các dịch vụ cho N-ISDN với tốc độ cơ sở
64 Kbit/s.
Cung cấp các chức năng báo hiệu từ ngời sử dụng tới mạng.
Cung cấp các chức năng báo hiệu giữa các nút mạng.
Cung cấp các chức năng báo hiệu từ ngời sử dụng tới ngời sử dụng.
9
Email : in
thoi: 0983.317.327
Chơng 2
Kỹ thuật B-ISDN
2.1 Cấu trúc phân lớp Mô hình tham chiếu giao thức của mạng B-ISDN
Giống nh bất kỳ một công nghệ truyền tin mới nào, dầu rằng rất khó khăn
nhng ngời ta cũng phải cố gắng xem xét nó trên cấu trúc phân lớp. Cũng nh vậy đối
với ATM.

Cấu trúc phân lớp logic đợc sử dụng trong ATM dựa trên mô hình tham chiếu
liên kết các hệ thống mở OSI.
Nó đợc bắt đầu bằng lớp vật lý (PHY) nơi mà các thông tin đợc truyền đi
theo dạng các bít qua các cáp thờng hay cáp quang và ở đó cũng cần có những ph-
ơng pháp để nhận biết/ điều khiển đợc chúng.
Bên trên lớp vật lý là lớp ATM, nơi mà có thể tìm thấy các tế bào ATM. Tất
cả các vấn đề điều khiển, quản lý mạng ATM diễn ra tại lớp này.
Và cuối cùng, trên lớp ATM là lớp tơng thích ATM-ALL. Lớp này đợc dùng
nh là giao diện để ghép mạng ATM với các giao thức đang hiện hành. Do có nhiều
loại giao thức nên có nhiều loại ALL khác nhau. Đối với mạng ATM, lớp ALL là
trong suốt, nó chỉ đợc dùng ở hệ thống đầu cuối.
Tuy vậy mô hình ATM sử dụng khái niệm các lớp và các mặt phẳng riêng rẽ
cho từng chức năng riêng biệt nh chức năng dành cho ngời sử dụng, chức năng điều
khiển, chức năng quản lý mạng. Khái niệm này đợc gọi là mô hình tham chiếu giao
thức B-ISDN (B-ISDN PRM - Protocol Reference Model). BISDN-PRM có cấu trúc
phân lớp từ trên xuống, bao gồm các chức năng truyền dẫn, chuyển mạch, các giao
thức báo hiệu và điều khiển, các ứng dụng và dịch vụ. Mô hình tham chiếu giao thức
B-ISDN bao gồm ba mặt phẳng nh đợc trình bày trên hình 2.1, các mặt phẳng đó là:
mặt phẳng quản lý, mặt phẳng điều khiển (hay báo hiệu) và mặt phẳng của ngời sử
dụng.
Mặt phẳng quản lý :
Bao gồm hai chức năng chính là chức năng quản lý mặt phẳng (Plane
Management) và chức năng quản lý lớp (Layer Management). Tất cả các chức năng
liên quan tới toàn bộ hệ thống (từ đầu cuối tới đầu cuối) đều nằm ở quản lý mặt
phẳng, nhiệm vụ của nó là tạo sự phối hợp làm việc giữa những mặt phẳng khác
nhau. Trong khi chức năng quản lý mặt phẳng không có cấu trúc phân lớp thì chức
năng quản lý lớp lại đợc chia thành các lớp khác nhau nhằm thực hiện các chức năng
10
Email : in
thoi: 0983.317.327

quản lý có liên quan tới tài nguyên và thông số nằm ở các thực thể có giao thức (nh
báo hiệu chẳng hạn). Đối với mỗi lớp, quản lý lớp xử lý dòng thông tin OAM tơng
ứng
Mặt phẳng ng ời sử dụng :
Nhiệm vụ của mặt phẳng này là để truyền thông tin của ngời sử dụng từ
điểm A tới điểm B trên mạng. Tất cả các cơ chế có liên quan nh điều khiển luồng,
điều khiển tắc nghẽn, chống lỗi đều đợc thực hiện ở mặt phẳng này. Nó cũng có cấu
trúc phân lớp, mỗi lớp thực hiện một chức năng riêng biệt liên quan tới việc cung
cấp dịch vụ cho ngời sử dụng.
Mặt phẳng điều khiển (hoặc báo hiệu) :
Mặt phẳng điều khiển cũng có cấu trúc phân lớp. Mặt phẳng này có nhiệm
vụ thực hiện các chức năng điều khiển đờng nối (Connection control) và cuộc gọi
(Call control). Chúng thực hiện các chức năng báo hiệu có liên quan tới việc thiết
lập, giám sát và giải phóng đờng nối hoặc cuộc gọi.
2.2 Lớp vật lý trong ATM
Có một sự khác nhau rất quan trọng trong việc phân biệt giữa lớp vật lý của
ATM và lớp vật lý truyền thống của các hệ thống mở OSI. Tại lớp vật lý truyền
11
Hình 2.1 : Mô hình tham chiếu giao thức B-ISDN(BISDN-BRM)
Email : in
thoi: 0983.317.327
thống công việc của nó là liên quan đến việc tải các phần tử nhỏ bé nhất (ở đây là
các bit ) từ lớp này đến lớp khác.Thế nhng trong ATM phần tử nhỏ bé nhất lại là tế
bào. Do đó rõ ràng lớp vật lý của ATM phải có chức năng tải tế bào và chức năng
này đợc mang tên là lớp con hội tụ truyền. Dới nó là lớp con đờng truyền vật lý có
nhiệm vụ liên quan đến nhiệm vụ thông thờng của lớp vật lý truyền thống. Nh vậy
trong ATM, lớp vật lý đợc chia làm 2 lớp con là lớp con đờng truyền và lớp con hội
tụ truyền.
2.2.1 Lớp con đờng truyền vật lý (Physical Medium PM)
Lớp con đờng truyền vật lý là lớp thấp nhất, các chức năng của nó hoàn toàn

phụ thuộc vào môi trờng truyền dẫn cụ thể. Lớp này cung cấp các khả năng truyền
dẫn bit, nó cũng làm nhiệm vụ mã hoá đờng truyền và nếu cần thiết thực hiện biến
đổi quang điện. Lớp con PM còn có nhiệm vụ đồng bộ bit. Trong chế độ hoạt động
bình thờng, các bit đồng bộ trên đờng truyền dựa vào các bit đồng bộ thu đợc qua
giao diện, tuy vậy hệ thống cũng có thể sử dụng hệ thống đồng bộ riêng của mình.
Mạng ATM trong tơng lai sẽ chủ yếu sử dụng các đờng truyền dẫn là cáp quang, kể
cả mạng trung kế và mạng truy nhập ATM.
2.2.2 Lớp con hội tụ truyền
Lớp con hội tụ truyền là lớp thứ hai thuộc về lớp vật lý. Do ở lớp dới ( lớp con
đờng truyền vật lý ) có những phơng thức giao diện khác nhau đối với cáp quang
hoặc phơng tiện truyền thông khác nên trong mức này cũng có những điểm khác
nhau. Tuy nhiên về chức năng cơ bản là khá giống nhau, sự khác nhau chỉ ở các cơ
chế thực hiện các chức năng nh cơ chế nhận biết tế bào và các cơ chế sắp xếp tế bào
lên khung truyền. Nó có 5 chức năng sau:
Thêm vào hoặc lấy ra các tế bào trống (Cell Rate Decoupling ):
Khi không có các tế bào chứa thông tin hữu ích hoặc tế bào OAM ở mức vật
lý thì các tế bào trống sẽ đợc truyền đi trên các đờng truyền để đảm bảo dòng tốc độ
tế bào là không đổi. Lớp này cũng có nhiệm vụ lấy các tế bào trống đó ra tại đầu
cuối. Mỗi octet của tế bào trống trong phần trờng thông tin sẽ là 01101010
Tạo và kiểm tra mã HEC(Mã kiểm soát tiêu đề Header Error Control ) :
ở đầu phát, mã HEC đợc xác định bởi 4 octet đầu trong phần tiêu đề của tế
bào ATM, kết quả tính toán đợc đa vào octet thứ 5. Giá trị HEC là phần d cho phép
chia modun 2 của tích 4 octet đầu tiên nhân X
8
với đa thức sinh x
8
+ x
2
+x+1. Đa
thức sinh trên có khả năng sửa các lỗi bit đơn và phát hiện lỗi chùm ở tiêu đề của té

12
Email : in
thoi: 0983.317.327
bào. Bình thờng đầu thu đợc đặt ở chế độ sửa sai, khi phát hiện ra một lỗi đơn trong
tiêu đề của tế bào ATM thì lỗi này sẽ đợc sửa. Nếu xuất hiện lỗi nhóm thì cả tế bào
sẽ bị huỷ. Trong cả hai trờng hợp, sau khi tìm ra lỗi đơn hoặc lỗi chùm, hệ thống sẽ
tự động chuyển qua chế độ phát hiện lỗi, ở trạng thái phát hiện lỗi này thì khi có lỗi
đơn hoặc lỗi chùm xuất hiện thì tế bào sẽ bị huỷ. Hệ thống duy trì ở chế độ phát
hiện lỗi cho tới khi không tiếp tục phát hiện ra tế bào lỗi nữa, lúc đó sẽ tự động quay
lại chế độ sửa sai.
Nhận biết giới hạn tế bào (Cell Delineation)
Chức năng này cho phép bên thu nhận biết giới hạn của một tế bào. Sự nhận
biết này dựa trên cơ sở sự tơng quan của các bit tiêu đề và mã HEC tơng ứng.
Biến đổi dòng tế bào thành các khung truyền dẫn (Transmission Frame
Adaptation)
Tại đầu phát, chức năng này có nhiệm vụ làm cho dòng tế bào tới từ các lớp
trên thích ứng với các cấu trúc khung số liệu đợc sử dụng trong hệ thống truyền dẫn.
Tại đầu thu, dòng tế bào đợc khôi phục lại từ các khung truyền dẫn. Các hệ thống
thờng đợc dùng là hệ thống phân cấp số đồng bộ SDH và hệ thống truyền dẫn dựa
trên cơ sở các tế bào
Khung truyền dẫn
Nó có nhiệm vụ tạo ra các khung truyền dẫn và ghép các tế bào ATM vào
những khung này. Kích thớc khung truyền dẫn phụ thuộc vào tốc độ truyền. Tại đầu
thu các khung truyền dẫn đợc nhận biết và khôi phục lại. Từ các khung này ta có thể
khôi phục lại dòng tế bào ATM. Cấu trúc các khung truyền dẫn có thể khác nhau
tuỳ thuộc vào từng hệ thống truyền dẫn cụ thể. Trong chế độ truyền SDH các tế bào
ATM đợc đóng vào các khung truyền dẫn gọi là container, phần đầu của các
container này chứa các thông tin điều khiển.
2.3 Lớp ATM
Lớp ATM là thành phần chính của mạng ATM, trong đó hầu hết các dịch vụ

chính của mạng đợc thực hiện trong lớp này. Đây là lớp mà ta có thể tìm thấy đợc tế
bào ATM. Nó là lớp nhận nhóm số liệu từ tầng trên, tạo ra trờng tiêu đề của tế bào
ATM, giúp tế bào đợc truyền đi đến đầu nhận và tách nó trả về số liệu lớp cao hơn.
Chính ở trong lớp này, chức năng nối mạng đợc thực hiện thông qua các kênh ảo và
đờng ảo. Ngoài ra các chức năng khác của mạng nh điều khiển lu lợng, tắc nghẽn
đều đợc thực hiện tại lớp này.
13
Email : in
thoi: 0983.317.327
2.3.1 Cấu trúc của tế bào ATM.
Trong phần 2.2 ta đã xem xét việc truyền các tế bào ra đờng truyền vật lý
thông qua lớp vật lý của ATM. Sau đây sẽ xem xét đến cấu trúc tế bào và lớp ATM
để xem làm thế nào mà những tế bào này có thể đợc truyền đúng đến nơi nhận.
ATM có đặc điểm hớng liên kết do đó khác với mạng chuyển mạch gói, các
địa chỉ nguồn và đích, số thứ tự gói không cần thiết trong ATM. Hơn nữa do chất l-
ợng của đờng truyền rất tốt nên các cơ chế chống lỗi trên cơ sở từ liên kết tới liên
kết cũng đợc bỏ qua. Ngoài ra ATM cũng không cung cấp các cơ chế điều khiển
luồng giữa các nút mạng do cơ cấu điều khiển cuộc gọi của nó. Vì vậy chức năng
của phần tiêu đề tế bào ATM chỉ còn là nhận dạng cuộc nối ảo.
Phần tiêu đề tế bào ATM có hai dạng: một dạng là các tế bào đợc truyền trên
giao diện giữa ngời sử dụng và mạng (UNI - User-Network Interface), dạng còn lại
là các tế bào đợc truyền giữa các nút chuyển mạch (NNI - Network Node Interface).
Hình 2.2: Cấu trúc tế bào
ATM tại giao diện NNI
Hình 2.3: Cấu trúc tế bào
ATM tại giao diện UNI
2.3.1.1 Số hiệu nhận dạng kênh ảo (VCI) và đờng ảo (VPI)
Kênh truyền ATM có thể truyền với tốc độ từ vài Kbit/s tới vài trăm Mbit/s
tại một thời điểm nào đó vì thế VCI đợc dùng để nhận dạng các kênh đợc truyền
đồng thời trên đờng truyền dẫn. Thông thờng trên một đờng truyền có hàng ngàn

kênh nh vậy nên VCI có độ dài 16 bit (tơng ứng với 65535 kênh).
Do mạng ATM có đặc điểm hớng liên kết nên mỗi cuộc nối đợc gắn một số
hiệu nhận dạng VCI tại thời điểm thiết lập. Mỗi giá trị VCI chỉ có ý nghĩa tại từng
14
Email : in
thoi: 0983.317.327
liên kết từ nút tới nút của mạng. Khi cuộc nối kết thúc, VCI đợc giải phóng để dùng
cho cuộc nối khác. Ngoài ra VCI còn có u điểm trong việc sử dụng cho các cuộc nối
đa dịch vụ. VCI đợc sử dụng để thiết lập cuộc nối đờng ảo cho một số cuộc nối kênh
ảo VCC. VPI cho phép đơn giản hoá các thủ tục chọn tuyến cũng nh quản lý, nó có
độ dài 8 hoặc 12 bit tuỳ thuộc tế bào ATM đang đợc truyền qua giao diện UNI hay
NNI.
Tổ hợp của VCI và VPI tạo thành một giá trị duy nhất cho mỗi cuộc nối. Tuỳ
thuộc vào vị trí đối với hai điểm cuối của cuộc nối mà nút chuyển mạch ATM sẽ
định đờng dựa trên giá trị của VPI và VCI hay chỉ dựa trên giá trị VPI. Tuy vậy cần
lu ý rằng VCI và VPI chỉ có ý nghĩa trên từng chặng liên kết của cuộc nối. Chúng đ-
ợc sử dụng để việc chọn đờng trên các chặng này đợc dễ dàng hơn. Do số VPI và
VCI quá nhỏ nên chúng không thể đợc sử dụng nh một số hiệu nhận dạng toàn cục
vì khả năng xảy ra hai cuộc nối sử dụng ngẫu nhiên cùng một số VPI và VCI là rất
cao. Để khắc phục ngời ta cho VCI và VPI là duy nhất trên mỗi đoạn liên kết. Trên
từng đoạn liên kết này, hai nút chuyển mạch sử dụng VPI và VCI nh số hiệu nhận
dạng cho mỗi cuộc nối trên đoạn đó. Khi đã qua nút chuyển mạch, VPI và VCI nhận
các giá trị mới phù hợp với đoạn tiếp theo.
2.3.1.2 Trờng kiểu tế bào (PT - Payload Type)
PT là một trờng gồm 3 bit có nhiệm vụ phân biệt các kiểu tế bào khác nhau
nh: tế bào mang thông tin của ngời sử dụng, tế bào mang thông tin về giám sát, vận
hành, bảo dỡng (OAM - Operation Administration Maintenance).
Nếu bit đầu của PT có giá trị 0 thì đây là tế bào của ngời sử dụng. Khi đó bit thứ
hai trong PT báo hiệu tắc ngẽn trong mạng còn bit thứ 3 có chức năng báo hiệu
cho lớp thích ứng ATM (ALL - ATM Adaption Layer).

Nếu bit đầu của PT có giá trị 1 thì đây là tế bào mang các thông tin quản lý
mạng (xem hình 2. 4 )
Hình 2. 4 : Cấu trúc trờng PT trong tế bào mang thông
tin của ngời sử dụng.
Ngoài ra còn có hai kiểu tế bào đặc biệt là tế bào không xác định
(unassigned cell) và tế bào trống (idle cell). Tế bào không xác định và tế bào trống
15
Email : in
thoi: 0983.317.327
đều có đặc điểm chung là chúng không mang thông tin của ngời sử dụng. Tuy nhiên
tế bào trống chỉ tồn tại ở mức vật lý còn tế bào không xác định tồn tại cả ở mức
ATM lẫn ở mức vật lý . Tế bào không xác định sẽ đợc gửi đi khi không có thông tin
hữu ích dành sẵn trên đầu phát.
2.3.1.3 Trờng quy định mức u tiên mất tế bào (CLP - Cell Loss Priority)
CLP là trờng dùng để phân loại các cuộc nối khác nhau theo mức độ u tiên
khi các tài nguyên trong mạng không còn là tối u nữa. Thí dụ trong trờng hợp quá
tải chỉ có các cuộc nối có mức u tiên thấp là bị mất thông tin. Có hai loại u tiên khác
nhau là u tiên về mặt nội dung và u tiên về mặt thời gian.
Trong chế độ u tiên về mặt thời gian, vài tế bào có thể có độ trễ trong mạng dài
hơn các tế bào khác.
Trong chế độ u tiên về mặt nội dung, các tế bào có độ u tiên cao hơn sẽ có xác
suất mất ít hơn.
Các mức u tiên có thể đợc ấn định trên cơ sở cuộc nối (qua mỗi VCI hoặc
VPI) hoặc trên cơ sở mỗi tế bào. Trong trờng hợp thứ nhất, tất cả các tế bào thuộc về
một kênh ảo hoặc đờng ảo sẽ có một mức u tiên xác định. Trong trờng hợp thứ hai,
mỗi tế bào thuộc về một kênh ảo hoặc đờng ảo sẽ có các mức u tiên khác nhau.
2.3.1.4 Trờng điều khiển lỗi tiêu đề (HEC - Header Error Control)
Trờng điều khiển lỗi tiêu đề (HEC) chứa mã d vòng (CRC - Cyclic
Redundancy Check). Mã này đợc tính toán cho 5 byte tiêu đề. Do phần tiêu đề bị
thay đổi sau từng chặng nên CRC cần đợc kiểm tra và tính toán lại với mỗi chặng.

Đa thức sinh đợc dùng ở đây là đa thức: x
8
+x
2
+x+1. Đa thức này có thể sửa toàn bộ
các lỗi đơn và phát hiện ra phần lớn các lỗi nhóm.
2.3.1.5 Trờng điều khiển luồng chung (GFC - Generic Flow Control)
ở giao diện giữa ngời sử dụng và mạng (UNI), phần tiêu đề có vài khác biệt
so với ở giao diện (NNI). Sự khác nhau căn bản nhất là trờng VPI bị rút ngắn còn lại
8 bit (so với 12 bit ở giao diện NNI), thay vào chỗ 4 bit của VPI là trờng điều khiển
luồng chung (GFC).
Chức năng của GFC đợc nêu ra trong khuyến nghị I.150 của ITU-T. Cơ chế
của GFC cho phép điều khiển luồng các cuộc nối ATM ở giao diện UNI. Nó đợc sử
dụng để làm giảm tình trạng quá tải trong thời gian ngắn có thể xảy ra trong mạng
của ngời sử dụng. Cơ chế GFC dùng cho cả các cuộc nối từ điểm tới điểm và từ
điểm tới nhiều điểm.
16
Email : in
thoi: 0983.317.327
Việc buộc phải sử dụng trờng điều khiển luồng chung GFC là một nhợc
điểm cơ bản của ATM, nó tạo ra sự khác nhau giữa các tế bào tại giao diện UNI và
NNI do các giao thức trong ATM không phải là giao thức đồng nhất. Trong mạng sử
dụng các giao thức đồng nhất, các thiết bị viễn thông có thể đợc lắp đặt vào bất kỳ
một nơi nào trong mạng. Trong khi đó trong ATM, ta phải chú ý xem thiết bị đợc
lắp đặt có thích hợp với giao diện đã cho hay không.
2.3.1.6 Các giá trị mặc định của tiêu đề tế bào ATM
Để phân biệt các tế bào đợc sử dụng ở lớp ATM với những tế bào của lớp vật
lý và các tế bào không xác định, ngời ta sử dụng các giá trị tiêu đề mặc định. Quá
trình xử lý tế bào đợc tiến hành dựa trên các giá trị này.
2.3.2 Xác định độ dài cho tế bào ATM

2.3.2.1 Lựa chọn giải pháp độ dài cố định hoặc thay đổi.
Trong ATM ngời ta muốn kết hợp các u đểm của cả hai loại kỹ thuật chuyển
mạch là chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Nh vậy đã quyết định kích thớc của
tế bào là không đổi. Những u khuyết điểm của việc truyền tế bào có kích thớc thay
đổi và cố định có thể tóm tắt nh sau:
Xét về mặt hiệu suất truyền, nói chung gói có độ dài thay đổi tốt hơn gói có độ
dài cố định. Tuy nhiên khi xem xét trong từng trờng hợp cụ thể, u thế này lại rất
hạn chế do luồng thông tin của mạng băng rộng sẽ bao gồm sự kết hợp của tiếng
nói, tín hiệu video và số liệu, đều là những tín hiệu có dòng bit liên tục.
Xét về tốc độ hoạt động, phụ thuộc vào số lợng các chức năng cần phải thực hiện
và thời gian thực hiện các chức năng đó. Để xử lý phần tiêu đề: đối với các gói
có độ dài cố định, khoảng thời gian để xử lý phần tiêu đề là cố định, trong trờng
hợp gói có độ dài thay đổi, thời gian xử lý này không cố định và phụ thuộc vào
độ dài gói
Quản lý bộ nhớ của hàng đợi: trong trờng hợp kích thớc gói cố định hệ thống
quản lý bộ nhớ có thể đa ra các khối nhớ với kích thớc cố định tơng ứng với kích
thớc của tế bào ATM. Hoạt động này hết sức đơn giản nh trong trờng hợp quản
lý bộ nhớ tự do. Trong trờng hợp gói có độ dàI thay đổi, hệ thống quản lý bộ nhớ
phải có khả năng đa ra các khối bộ nhớ có kích thớc khác nhau sao cho các hoạt
động nh tìm các đoạn thông tin, tìm đoạn đầu tiên v.v đ ợc tiến hành ở tốc độ
cao. Việc quản lý bộ nhớ tự do cũng trở nên phức tạp hơn.
Yêu cầu về kích thớc hàng đợi trong trờng hợp độ dài gói cố định, yêu cầu về
kích thớc hàng đợi phụ thuộc vào tải và tỷ lệ mất gói, tải và tỷ lệ mất gói càng
17
Email : in
thoi: 0983.317.327
lớn thì yêu cầu về kích thớc hàng đợi cũng phải càng lớn. Trong trờng hợp gói có
độ dài thay đổi, tính toán kích thớc hàng đợi phức tạp hơn nhiều và sẽ phụ thuộc
vào độ dài gói. Đơn giản nhất là định kích thớc hàng đợi tơng ứng với gói có độ
dài lớn nhất, lúc đó kích thớc hàng đợi sẽ lớn hơn rất nhiều so với trờng hợp gói

có độ dài cố định. Việc tính toán kích thớc hàng đợi một cách tối u trong trờng
hợp này sẽ hêt sức khó khăn.
Về độ trễ, rõ ràng là nều gói có kích thớc thay đổi sự biến đổi trễ là không thể l-
ờng trớc đợc ở đầu thu dẫn đến việc loại bỏ tiến vọng echo là rất khó khăn,
ngoài ra nếu gói có kích thớc lớn dẫn đến độ trễ tăng lên.
Do đó có thể dẫn đến kết luận sau khi đối chiếu với yêu cầu về tốc độ hoạt
động và kích thớc bộ nhớ hàng đợi, điều khiển trễ, giải pháp gói có kích thớc cố
định là hợp lý nhất đối với các dịch vụ băng rộng ATM.
2.3.2.2 Lựa chọn về kích thớc của tế bào.
Tại sao lại là 53 byte cho chiều dài một tế bào ?. Sau đây là một số lý do:
Lợi ích về trễ đóng gói tế bào có kích thớc nhỏ.
Xem xét về một chế độ điều chuẩn PCM cho tín hiệu tiếng nói, nơi mà mỗi
cuộc nói chuyện sử dụng kênh 64Kb/s, tiếng nói đợc mã hoá với tốc độ là 8000 mẫu
trong một giây (mỗi rãnh thời gian lấy mẫu là 125às ), mỗi mẫu là 8 bit và có khả
năng phản ánh đợc mức năng lợng tại điểm đó. 8000 mẫu/s ( 8 bit 1 mẫu) là kết quả
của tốc độ truyền số liệu đạt tới 64Kb/s.
Bây giờ hãy xem xét việc đa các số liệu đó vào trong các tế bào: Nếu mỗi tế
bào có độ dài là 40 byte, thì mẫu đầu tiên của tín hiệu tiếng nói khi đến phải ngồi
đợi cho 39 mẫu còn lại truyền tới để có thể làm đầy đợc một tế bào, sau đó mới
truyền đi trên mạng. Nh vậy nó đã có độ trễ bằng 40 lần thời gian lấy mẫu tức là có
5ms trễ trớc khi đợc truyền đi. Độ trễ này đợc gọi là trễ đóng gói và là môt chỉ số rất
quan trọng cho những đờng truyền thời gian thực nh tín hiệu tiếng nói.
Trễ này có thể gây nhiễu cho tín hiệu tiếng nói làm cho ta rất khó nhận dạng.
Do đó có thể thấy rằng nếu tăng chiều dài của tế bào lên sẽ là tăng độ trễ đóng gói
lên. Vì vậy ngời ta muốn giữ độ trễ này là nhỏ nhất, tế bào có kích thớc càng nhỏ
càng tốt.
Tuy nhiên tiêu đề cho mỗi một tế bào là cần thiết, không thể thiếu đợc, để bảo
đảm cho tế bào đến đúng nơi cần đến. Nếu sử dụng 5 byte trong phần tiêu đề ta có
số phần trăm của băng thông đợc sử dụng cho phần tiêu đề đợc minh hoạ nh trên
hình vẽ dới đây. Rõ ràng là ta không thể làm cho tế bào quá nhỏ bởi vì nh vậy sẽ dẫn

đến hiệu suất sử dụng giảm hẳn đi. Để giải quyết đIều đó, ta phải có sự điều chỉnh
18
Email : in
thoi: 0983.317.327
cân bằng giữa đặc tính trễ và hiệu suất sử dụng. Một tế bào có tiêu đề là 5 byte và 48
byte số liệu cho đợc kết quả là tiêu đề chiếm vào khoảng 10%.
Lợi ích về sự trễ hàng đợi của tế bào có kích thớc nhỏ.
Vấn đề trễ là rất quan trọng, và đặc biệt là sự biến đổi độ trễ càng quan trọng
nh đã trình bày ở trên.
Giả sử ta đang xem xét một đờng truyền DS3 với một bức điện đài 100 byte đ-
ợc phát đi từ một trong 100 nguồn phát khác nhau. Trong trờng hợp may mắn tại
thời điểm phát chỉ có một mình nó đợc phát đi, do đó có thể coi trễ hàng đợi là 0,
trong trờng hợp xấu nhất cả 100 nguồn phát cùng một lúc phát đi, nh vậy nó phải
nằm đợi cho lần lợt các đờng khác phát đi. Lúc này nếu các của các nguồn khác có
độ dài lớn, sẽ dẫn đến thời gian đợi là rất lớn. Vì vậy nếu kích thớc của nó nhỏ ,
khoảng thời gian chờ đợi sẽ giảm nhỏ theo.
Tóm lại: Trễ toàn mạng theo khuyến nghị Q.161 của ITU-T, cần phải đợc giới
hạn sao cho giá trị của nó nhỏ hơn 25ms. Nếu tổng trễ lớn hơn giá trị này thì cần
phải lắp thêm bộ khử tiếng vang. Theo các kết quả nghiên cứu của ITU-T, độ dài
của tế bào có ảnh hởng trực tiếp đến trễ: đối với các tế bào có độ dài tơng đối ngắn
(32 byte hoặc nhỏ hơn) thì trễ tổng rất nhỏ, không phải dùng bộ khử tiếng vọng, đối
với các gói có độ dài trên 64 byte, trễ lớn phải dùng bộ khử tiếng vọng, đối với các
gói có độ dài trung bình ở khoảng giữa 32 byte và 64 byte, trong phần lớn các trờng
hợp có thể không cần sử dụng bộ khử tiếng vọng.
Tại sao kích thớc của tế bào là 53 byte.
Nh trên đã nói, kích thớc của tế bào phải trong khoảng từ 32 đến 64 byte. Tại
châu Âu, một trong những vấn đề quân tâm lớn nhất là độ trễ tạo gói vì mạng điện
thoại ở châu âu trải ra trên diện tích không lớn lắm. Do đó họ không bao giờ quá
quan tâm vào kỹ thuật chống tiếng vọng cũng nh việc triển khai nó. Ngợc lại với
tình hình ở Bắc Mỹ, liên lạc giữa đầu này đầu kia là rất dày đặc, trên khoảng cách

lớn. Do đó các công ty điện thoại Mỹ phải triển khai bộ chống tiếng vọng ở khắp
nơi. Điều đó dẫn đến hai quan điểm khác nhau, Bắc Mỹ muốn đa ra tiêu chuẩn tế
bào với 64 byte dữ liệu và tiêu đề, trong khi đó châu Âu lại muốn đa ra tiêu chuẩn
32 byte dữ liệu và tiêu đề. Do đó, ITU-T và năm 1989, đã đa ra một chuẩn chung có
tính chất dung hoà đó là tế bào ATM với 48 byte dữ liệu và 5 byte tiêu đề.
2.3.3 Đờng ảo và kênh ảo
19
Email : in
thoi: 0983.317.327
Kênh ảo (Virtual Channel): Là kênh thông tin cung cấp khả năng truyền đơn
hớng các tế bào ATM tơng ứng với một giá trị nhận dạng chung nhất VCI (Virtual
Channel Identifier
Đờng ảo (Virtuan Path): Là khái niệm dùng để chỉ việc truyền đơn hớng các
tế bào ATM có cùng một giá trị nhận dạng đờng ảo VPI.
Hình 2. 5: Mối quan hệ giữa giữa đờng ảo, kênh ảo và đờng truyền dẫn
Trong đờng truyền dẫn có thể có một vài đờng ảo, trong mỗi đờng ảo có thể
có một vài kênh ảo VC. Mỗi VP và VC trong đờng truyền dẫn đều có một giá trị
VCI và VPI riêng, số các VP và VC phụ thuộc vào độ dài của VPI và VCI trong tiêu
đề của tế bào ATM. Hình 2. 5 thể hiện mối quan hệ giữa VP, VC và đờng truyền
dẫn.
2.3.4 Các khái niệm khác liên quan đến đờng ảo và kênh ảo
2.3.4.1 Liên kết kênh ảo và liên kết đờng ảo
Theo ITU-T liên kết kênh ảo là sự truyền đơn hớng các tế bào ATM giữa
điểm mà tại đó các giá trị VCI đợc gán vào tế bào và điểm mà các giá trị đó bị thay
đổi hoặc bị xoá.
Liên kết đờng ảo là liên kết giữa hai điểm mà tại đó giá trị VPI đợc gán, thay
đổi hoặc xoá.
2.3.4.2 Cuộc nối kênh ảo VCC(Virtual Channel Connection) và cuộc nối đờng
ảo VPC(Virtual Path Connection
Cuộc nối kênh ảo

Cuộc nối kênh ảo (VCC) là tập hợp của một số liên kết kênh ảo. theo định
nghĩa của ITU-T: "VCC là sự móc nối của một số các liên kết kênh ảo giữa hai điểm
mà tại đó có thể truy nhập vào lớp tơng thích ATM (lớp ALL).
Thực chất VCC là một đờng nối logic giữa hai điểm dùng để truyền các tế
bào ATM. Thông qua VCC, thứ tự truyền các tế bào ATM sẽ đợc bảo toàn. Có 4 ph-
ơng pháp đợc sử dụng để thiết lập một cuộc nối kênh ảo tại giao diện giữa ngời sử
dụng với mạng:
20
Email : in
thoi: 0983.317.327
1) Việc thiết lập và giải phóng đối với các cuộc nối đợc thực hiện thông qua các
kênh giành sẵn mà không cần các thủ tục báo hiệu. Phơng pháp này đợc áp
dụng cho các cuộc nối cố định (Permanent) và bán cố định (Semi-
Permanent).
2) Qua các thủ tục báo hiệu trao đổi (Meta-Signalling Procedure): phơng pháp
này sử dụng kênh báo hiệu trao đổi ảo để thiết lập hoặc giải phóng các kênh
báo hiệu ảo.
3) Qua thủ tục báo hiệu giữa ngời sử dụng và mạng: Các VCC báo hiệu đợc sử
dụng để thiết lập hoặc giải phóng các cuộc nối kênh ảo từ đầu cuối tới đầu
cuối.
4) Qua thủ tục báo hiệu giữa ngời sử dụng với ngời sử dụng: Nếu một VCP đã
tồn tại giữa một giao diện UNI (User-Network Interface) của hai ngời sử
dụng thì một VCC nào đó trong VPC này có thể đợc thiết lập hoặc giải phóng
thông qua VCC báo hiệu giữa hai ngời sử dụng này.
Cuộc nối đờng ảo (VPC - Virtual Path Connection)
Cuộc nối đờng ảo VPC là sự móc nối của một số liên kết đờng ảo VPC là sự
kết hợp logic của các VCC. Trong một VPC, mỗi liên kết kênh ảo đều có một số
hiệu VCI riêng, tuy vậy những VC thuộc về các VP khác nhau có thể có các số VCI
giống nhau. Mỗi VC đợc nhận dạng duy nhất thông qua tổ hợp hai giá trị VPI và
VCI. Có hai phơng pháp đợc sử dụng để thiết lập cuộc nối đờng ảo:

1) Thiết lập VPC không cần đến các thủ tục báo hiệu: Việc thiết lập hoặc giải
phóng một VPC đợc thực hiện qua các kênh dành sẵn (trên cơ sở của thuê
bao).
2) Thiết lập VPC đợc điều khiển bởi ngời sử dụng hoặc mạng: Các giá trị VPI đ-
ợc cung cấp bởi thiết bị của ngời sử dụng hoặc các điểm cung cấp dịch vụ
trong mạng. Lúc này cần phải sử dụng các thủ tục của mặt phẳng quản lý
mạng.
Hình 2.6 trình bày mối quan hệ giữa các lớp mạng ATM qua cuộc nối kênh
ảo, liên kết đờng ảo, liên kết kênh ảo .v.v.
Các ứng dụng cuộc nối kênh ảo và đờng ảo.
Các VPC và VCC đợc sử dụng giữa:
Ngời sử dụng và ngời sử dụng.
Ngời sử dụng và mạng.
Mạng và mạng.
21
Email : in
thoi: 0983.317.327
Các tế bào tơng ứng với một VPC và VCC riêng rẽ đợc truyền qua mạng trên
cùng một tuyến.
Các VPC giữa ngời sử dụng và ngời sử dụng đợc dùng để mang thông tin của
ngời sử dụng và thông tin báo hiệu giữa hai đầu cuối.
VCC giữa ngời sử dụng và mạng có thể đợc dùng để truy nhập với các chức
năng nằm ở nút chuyển mạch địa phơng có liên quan đến cuộc nối (nh báo hiệu tại
giao diện UNI).
VCC giữa các nút mạng đợc dùng để mang các thông tin về quản lý lu lợng
mạng, định tuyến và báo hiệu tại giao diện NNI.
VPC liên kết giữa những ngời sử dụng cung cấp cho họ các "ống truyền dẫn",
tổ chức của các VC sẽ phụ thuộc vào ống này. Những VPC giữa ngời sử dụng và
mạng đợc dùng để kết hợp các luồng thông tin từ ngời sử dụng tới các phần tử của
mạng nh chuyển mạch địa phơng. VPC giữa mạng và mạng đợc sử dụng để tổ chức

luồng thông tin của ngời sử dụng theo các sơ đồ định tuyến có sẵn cho việc chuyển
mạch các tuyến hay cho thông tin quản lý mạng.

Hình 2. 6: Mối liên hệ của các lớp mạng trong ATM.
2.4 Lớp tơng thích AAL.
22
Email : in
thoi: 0983.317.327
Ta đã biết rằng lớp tơng thích ATM, AAL có nhiệm vụ tạo ra sự tơng thích
giữa lớp ATM với các dịch vụ ở các lớp cao hơn. Nó đợc truyền từ đầu cuối phát đến
đầu cuối thu và là trong suốt đối với mạng. Nh vậy nó phải đợc nằm trong vùng dữ
liệu 48 byte của tế bào và do đó mạng sẽ không quan tâm đến cái gì ở trong đó.
Ta có thể hiểu vấn đề này nh thế nào? Giả sử ta ở nớc ngoài (đầu cuối phát)
và muốn đóng một kiện hàng lớn gồm nhiều thứ và cho tất cả các thứ đó vào trong
một thùng hàng (tế bào). Đồng thời có một bảng hớng dẫn mở cái nào trớc, cái nào
sau kèm theo ngay trên mặt thùng, tất nhiên để bên trong. Sau đó gửi đi qua đờng
tàu biển về nhà (đầu cuối thu). Rõ ràng là nhà vận chuyển sẽ chẳng cần phải mở
thùng đó ra (trong suốt) mà cứ thế chuyển về nhà của ta theo địa chỉ. Tại nhà, khi
nhận đợc ngời ta phải mở thùng hàng ra và theo bản chỉ dẫn kèm theo để dỡ từng gói
hàng ra một, tránh lộn tất cả các thứ vào nhau, biết hàng có thiếu thừa ra sao Bản
hớng dẫn đó chính là công việc của AAL.
Trong ATM đối với mỗi loại yêu cầu chất lợng dịch vụ khác nhau thì có
những AAL tơng ứng khác nhau.
2.4.1 Chức năng và phân loại AAL
Lớp AAL có nhiệm vụ tạo ra sự tơng thích giữa các dịch vụ đợc cung cấp bởi
lớp ATM với các lớp cao hơn. Thông qua lớp AAL, các đơn vị số liệu thủ tục PDU
(Protocol Data Unit) ở các lớp cao hơn đợc chia nhỏ ra và đa vaò trờng dữ liệu của
tế bào ATM. AAL đợc chia nhỏ thành hai lớp con là: Lớp con thiết lập và tháo tế
bào (SAR - Segmentation And Reassembly) và Lớp con hội tụ (CS - Convergence
Sublayer).

Chức năng chính của SAR là chia các PDU của lớp cao hơn thành các phần t-
ơng ứng với 48 byte của trờng dữ liệu trong tế bào ATM tại đầu phát. Tại đầu thu,
SAR lấy thông tin trong trờng dữ liệu của tế bào ATM để khôi phục lại các PDU
hoàn chỉnh.
Lớp con CS phụ thuộc vào loại dịch vụ. Nó cung cấp các dịch vụ của lớp
AAL cho các lớp cao hơn thông qua: điểm truy nhập dịch vụ (SAP).
Bảng 2.1: Bảng phân loại các nhóm ALL

Nhóm A Nhóm B Nhóm C Nhóm D
Mối quan hệ thời gian
giữa nguồn và đích
Yêu cầu thời gian thực
Không yêu cầu thời
gian thực
Tốc độ truyền
Không
đổi
Thay đổi
Kiểu liên kết Hớng liên kết Không
23
Email : in
thoi: 0983.317.327
liên kết
Nhóm A (mô phỏng chuyển mạch kênh): Phục vụ các dịch vụ yêu cầu thời
gian thực, tốc độ truyền không đổi, kiểu truyền hớng liên kết. Các dịch vụ thuộc về
loại này thờng là tiếng nói và tín hiệu Video có tốc độ không đổi.
Nhóm B: Là các dịch vụ thời gian thực, tốc độ truyền thay đổi, kiểu truyền
hớng liên kết. Các dịch vụ của nó thờng là tín hiệu Audio và Video có tốc độ thay
đổi.
Nhóm C: Là các dịch vụ không yêu cầu thời gian thực, tốc độ truyền thay

đổi, phơng pháp truyền hớng liên kết. Nó phục vụ cho các dịch vụ truyền số liệu h-
ớng liên kết và báo hiệu.
Nhóm D: Bao gồm các dịch vụ không yêu cầu thời gian thực, tốc độ thay
đổi, kiểu truyền không liên kết. Đợc sử dụng cho các dịch vụ truyền số liệu không
liên kết.
Dựa vào phân loại trên, ITU-T đa ra một vài kiểu AAL. Sau đây ta sẽ lần lợt
xem xét từng loại.
2.4.2 Các loại AAL
2.4.2.1 AAL kiểu 1
AAL phục vụ cho các loại dịch vụ thuộc nhóm A, nó thu hoặc phát các đơn
vị số liệu dịch vụ (SDU - Service Data Unit) của lớp trên theo thời gian thực với tốc
độ truyền không đổi. Các chức năng cơ bản của AAL1 bao gồm: phân tách và tạo lại
(Segmentation and Reassembly) thông tin của ngời sử dụng, khôi phục đồng bộ ở
đầu thu, phát hiện lỗi trong trờng thông tin điều khiển tế bào và khôi phục lại thông
tin tại bên nhận.
Lớp con SAR
Đơn vị số liệu giao thức SAR-PDU gồm có 48 byte. Octet đầu tiên là trờng
thông tin điều khiển giao thức PCI. PCI bao gồm 4 bit chỉ thứ tự (SN - Sequence
Number) và 4 bit mã chống lỗi (SNP - Sequence Number Protection) cho SN. Trờng
SN lại đợc chia nhỏ ra thành bit chỉ thị lớp con hội tụ (CSI - Convergence Sublayer
Indication) và 3 bit đếm thứ tự (SC - Sequence Count). Hình 2.7 thể hiện dạng SAR-
PDU của AAL 1.
Lớp con CS
Các chức năng của lớp con CS hoàn toàn phụ thuộc vào loại dịch vụ bao gồm
một số chức năng cơ bản nh:
24
Email : in
thoi: 0983.317.327
Xử lý các giá trị trễ tế bào: các giá trị trễ khác nhau đợc xử lý thông qua một
bộ đệm. Nếu bộ đệm rỗng thì hệ thống tự động chèn thêm một số bit, nếu bộ

đệm tràn thì một số bit sẽ bị huỷ.
Xử lý các tế bào bị mất hoặc chèn nhầm.
Khôi phục tín hiệu đồng bộ: sử dụng phơng pháp đánh dấu thời gian d đồng
bộ (SRTS - Synchronous Residual Time Stamp). Mốc thời gian d (RTS -
Residual Time Stamp) đợc sử dụng để đo đạc và mang thông tin về độ khác
nhau giữa đồng hồ đồng bộ chung lấy trong mạng và đồng bộ của thiết bị
cung cấp dịch vụ. Bốn bit RTS đợc truyền đi trong trờng CSI của các tế bào
lẻ.
Truyền đi các thông tin về cấu trúc dữ liệu giữa nguồn và đích: đợc sử dụng
trong trờng hợp dữ liệu đợc truyền có dạng cấu trúc.
Sửa lỗi trớc (FEC - Forward Error Correction): để đảm bảo chất lợng dịch vụ
cao cho một số ứng dụng Video và Audio
Hình 2.7: Dạng SAR-PDU của AAL kiểu 1
Giá trị SC cho phép phát hiện
các tế bào bị mất hoặc bị truyền
nhầm. Bit CSI đợc sử dụng để
truyền thông tin đồng bộ hoặc
các thông tin về cấu trúc dữ liệu.
Trờng SNP chứa mã CRC với đa
thức sinh G(x)=x
3
+x+1 để phát
hiện và sửa lỗi cho SN, bit cuối
cùng là bit P (Parity) kiểm tra
chẵn lẻ cả bảy bit đầu của PCI.
2.4.2.2 AAL kiểu 2
AAL 2 sử dụng cho các dịch vụ có tốc độ thay đổi đợc truyền theo thời gian
thực (thuộc nhóm B). Các chức năng của AAL 2 vẫn cha đợc định nghĩa rõ ràng tuy
nhiên có thể cho rằng AAL 2 đợc phát triển từ AAL1 , nó có các chức năng sau: trao
đổi số liệu có tốc độ thay đổi giữa lớp cao hơn với lớp ATM, xử lý trễ tế bào, phân

tách và khôi phục lại thông tin cho ngời sử dụng, xử lý các loại lỗi tế bào cũng nh
các tín hiệu đồng bộ ở đầu thu.
25