Công nghệ ATM giải pháp truyền dẫn của mạng B-ISDN

Lời nói đầu
Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các nhu cầu của con ngời
cũng ngày càng đòi hỏi cao hơn cho cuộc sống. Nhu cầu về sử dụng các công nghệ
trong viễn thông một cách có hiệu quả nhất cũng trở nên rất bức thiết.
Và lĩnh vực này đợc coi là một trong những nền tảng để đánh giá sự phát triển cho
mỗi quốc gia. Sự phát triển của nghành viễn thông đã chứng minh cho điều này.
Từ những ứng dụng thiết thực mà nó đem lại, đã không ngừng thúc đẩy sự nghiên
cứu, tìm hiểu về những kỹ thuật mới có thể đem lại nhiều lợi ích hơn.
Vào những năm 80 ta lại chứng kiến một lần nữa sự bùng nổ trong lĩnh vực
điện tử và tin học, công nghệ kác này đã cho phép chế tạo các bộ vi xử lý rất cao,
kích thớc nhỏ, giá phải chăng. Chất lợng các linh kiện điện tử khác cũng đợc cải
thiện rõ rệt. Các công nghệ mới nh cáp quang, VLSI cho pháp truyền và xử lý
thông tin rất nhanh chóng.
Các máy tính cá nhân đã trở nên phổ biến làm cho nhu cầu về nhiều loại hình
dịch vụ viễn thông khác nhau nh: thoại, số liệu, video,... đều tăng lên mạnh mẽ.
Tuy nhiên các mạng viễn thông hiện tại không còn đáp ứng đợc các nhu cầu ngày
càng cao của ngời sử dụng. Xuất phát từ những hạn chế của mạng viễn thông hiện
tại, cùng với những nhu cầu của ngời sử dụng đã ảnh hởng mạnh mẽ đến sự phát
triển của công nghệ viễn thông mà trớc tiên là sự ra đời của mạng tổ hợp dịch vụ
số băng hẹp (N-ISDN). Tuy nhiên N-ISDN vẫn cha đủ khả năng đáp ứng các dịch
vụ mới. Do vậy mạng tổ hợp dịch vụ số băng rộng Broadband ISDN (hay B-
ISDN)đã đợc xây dựng. Dựa trên những u việt của ATM và đặc thù của mạng viễn
thông hiện tại, ITU-T đã chọn giải pháp truyền tải không đồng bộ ATM
(Asynchronous Transfer Mode) là phơng pháp truyền tải cho mạng B-ISDN.
Nhận thức đợc tầm quan trọng và hớng phát triển trong tơng lai của mạng nên
em muốn tìm hiểu, nghiên cứu về ứng dụng và hoạt động của mạng này mà cụ thể
hơn là giải pháp truyền tải không đồng bộ ATM trong B-ISDN. Em đã chọn đề tài


cho Đồ án tốt nghiệp của mình là: Công nghệ ATM giải pháp truyền dẫn của

mạng B-ISDN . Nội dung đồ án gồm 4 chơng:
Chơng I: Tổng quan về mạng viễn thông.
Chơng II: Công nghệ ATM.
Chơng III: Hoạt động và ứng dụng của ATM trong mạng B-ISDN.
Chơng IV: Tổng quan về kiến trúc mạng B-ISDN.
Trong phần Báo cáo này do thời gian có hạn em mới chỉ nghiên cứu đợc 2 ch-
ơng đầu của đồ án là những gì sơ lợc nhất còn phần chính em xin đợc trình bày tiếp
trong đồ án .
Sau cùng cho phép em đợc bày tỏ lời cảm chân thành tới thầy lê tân ph-
ơng đã hớng dẫn em trong quá trình thực hiện đồ án này.


Chơng I
TổNG QUAN Về MạNG viễn thông
1.1. Đặc điểm mạng viễn thông hiện nay.
1.1.1. Các khái niệm trong mạng viễn thông.
1.1.1.1 Khái niệm mạng viễn thông.
Mạng viễn thông là tập hợp tất cả các thiết bị viễn thông và phơng thức dùng để
truyền thông tin giữa những ngời sử dụng khi thực hiện các dịch vụ tơng ứng. Các
dịch vụ viễn thông bao gồm các dịch vụ truyền tín hiệu thoại, dịch vụ truyến số
liệu, truyền hình ......
1.1.1.2. Thiết bị cấu thành mạng.
Theo quan điểm phần cứng thì mạng viễn thông chỉ bao gồm các thiết bị cấu
thành mạng đó là thiết bị đầu cuối, thiết bị chuyển mạch và thiết bị truyền dẫn .
Thiết bị đầu cuối
Là những thiết bị giao tiếp giữa mạng viễn thông và ngời sử dụng. Nó có
nhiệm vụ chuyển đổi thông tin sang tín hiệu điện ( ở bên phát) và chuyển tín hiệu
điện thành thông tin ban đầu ( ở bên nhận). Đồng thời thực hiện trao đổi các tín
hiệu điều khiển giữa ngời sử dụng và mạng viễn thông .
Thiết bị chuyển mạch

Chức năng chính là thiết lập đờng truyền dẫn giữa các thiết bị đầu cuối
cho một mạng viễn thông.
Chuyển mạch có thể đợc phân ra là chuyển mạch nội hạt và chuyển mạch
chuyển tiếp:
_ Chuyển mạch nội hạt là chuyển mạch cung cấp trực tiếp tuyến truyền dẫn tới
thuê bao.
_ Chuyển mạch chuyển tiếp là chuyển mạch cung cấp truyền tuyến dẫn giữa
các chuyển mạch nội hạt.


Thiết bị truyền dẫn
Là thiết bị đợc sử dụng để truyền các tuyến truyền dẫn mà thiết bị chuyển mạch đã
thiết lập .Tuỳ theo tính chất truyền dẫn mà có các kiểu truyền dẫn và thiết bị
truyền dẫn tơng ứng. Có thể là cáp quang, cáp đồng trục, vi ba, vệ tinh ....
1.1.1.3. Kỹ thuật mạng viễn thông.
Kỹ thuật mạng viễn thông là kỹ thuật cần thiết để kết hợp các thiết bị cấu
thành mạng thành một mạng đồng nhất.
Kỹ thuật này bao gồm: Kỹ thuật cấu hình mạng lới, kỹ thuật đánh số, tính
cớc, đồng bộ, báo hiệu, đảm bảo chất lợng ,liên lạc ...
* Kỹ thuật cấu hình mạng lới: để xác định cách tổ chức các thiết bị cấu thành
mạng. Kỹ thuật này phải kết hợp gắn với việc quy hoạch vị trí tổng đài, vị trí
thuê bao sao cho đảm bảo hiệu quả truyền dẫn thông tin, lu lợng, chất lợng và
công tác quản lý mạng. Có rất nhiều cách tổ chức mạng lới nh mạng hình sao,
mạng hình lới.
* Kỹ thuật đánh số: để xác định cho mỗi thuê bao một mã số riêng biệt .Qua
mã số này ta có thể nắm bắt đợc một cách đầy đủ thông tin về thuê bao đó nh
dịch vụ của thuê bao đó là kiểu dịch vụ gì , truyền dẫn ra sao , vị trí ở đâu .....
* Kỹ thuật tính cớc: xác định phơng pháp tính cớc cho các thuê bao đối với
các kiểu dịch vụ viễn thông khác nhau.
Trên cơ sở các khái niệm về mạng viễn thông, trải qua các giai đoạn phát

triển, có thể thấy một số đặc điểm nổi bật của mạng viễn thông hiện nay.
1.1.2. Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện nay.
Ngày nay, trên thế giới đang tồn tại rất nhiều dịch vụ viễn thông, ứng với
mỗi kiểu thông tin mà ngời sử dụng cần trao đổi thì lại có một loại dịch vụ tơng
ứng, ứng với mỗi loại dịch vụ này lại có ít nhất một loại mạng riêng biệt để phục
vụ cho dịch vụ đó. Và kết quả là hiện nay đang tồn tại song song rất nhiều mạng
dịch vụ viễn thông khác nhau nh:


Mạng Telex: Dùng để gửi các bức điện dới dạng các kí tự đợc mã hoá bằng
5 bit (mã Baudot) . Không truyền đợc các thông tin thoại, thông tin về hình ảnh cả
động và tĩnh ...Tốc độ truyền thấp ( từ 75 đến 300 bit /s).
Mạng điện thoại công cộng: (POST Plain Old Telephone Service).
Nhóm thông tin tiếng nói đợc số hoá và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạch
PSTN(Public Switch Telephone Network) là tổng đài điện tử số có chứa các chơng
trình làm việc lập trình sẵn.Tín hiệu truyền dẫn trong mạng là các tín hiệu thoại đã
đợc số hoá. Có thể truyền bằng cáp đồng trục hoặc cáp quang. Giữa hai thiết bị
đầu cuối có một kênh đợc thiết lập sẵn trớc khi có cuộc gọi. Vì thế mạng điện
thoại có thể đợc gọi là một mạng chuyển mạch kênh ( Circuit Switching).
Mạng truyền số liệu: dùng để trao đổi số liệu giữa các thiết bị đầu cuối là
các máy tính. Mạng này sử dụng phơng pháp chuyển mạch kênh hoặc chuyển
mạch gói ( Packet-Switching). Nghĩa là số liệu trớc khi truyền dẫn trong mạng sẽ
đợc chia thành các gói tin. Các gói tin này sẽ đợc truyền qua các nút mạng để đến
đợc trạm đích thông qua địa chỉ tại các gói tin đó . Mạng số liệu đang rất phát
triển với nhu cầu sử dụng ngày càng cao.
..............
Mỗi mạng trên đợc thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và không thể sử dụng
cho các mục đích khác. Nếu ngời sử dụng muốn sử dụng một trong các loại hình
dịch vụ trên thì họ phải đăng kí với nhà cung cấp dịch vụ đó. Nếu muốn sử dụng
một lúc nhiều loại hình thì phải trang bị nhiều loại thiết bị đầu cuối, thiết bị

chuyển mạch, thiết bị truyền dẫn. Bên cạnh đó, mỗi mạng lại yêu cầu phơng pháp
thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dỡng khác nhau
Do đó hệ thống viễn thông hiện nay có rất nhiều nhợc điểm:
Chỉ truyền đợc các dịch vụ độc lập tơng ứng từng mạng.Thiều mềm
dẻo, linh hoạt trong truyền dẫn, chuyển mạch khi có các kỹ thuật hay công nghệ
mới.
Kém hiệu quả trong việc bảo dỡng, vận hành, chia sẻ tài nguyên cho các


mạng khác cùng sử dụng.
Hạn chế sự phát triển của nhiều loại hình dịch vụ mới.
Tóm lại, hệ thống viễn thông ngày nay còn nhiều nhợc điểm trong khi các yêu
cầu của ngời sử dụng ngày càng cao. Điều này làm cho hệ thống viễn thông cũ
không còn đáp ứng đợc, cần có một mạng thích hợp nhằm đáp ứng các nhu cầu
trên của ngời sử dụng và từ những lý do đó đã tạo điều kiện cho việc ra đời một hệ
thống viễn thông mới với nhiều tiện ích hơn, phục vụ đợc nhiều hơn các yêu cầu
của ngời sử dụng cũng nh để tơng xứng với sự phát triển lớn mạnh của các ngành
khoa học kỹ thuật khác.
1.1.3. Sự ra đời của mạng băng rộng B-ISDN.
1.1.3.1. Sự ra đời của ISDN (Intergrated Services Digital Network).
Vào đầu những năm 80, thuật ngữ ISDN bắt đầu đợc nhắc đến nhiều. Nó có
nghĩa là một mạng số tích hợp đa dịch vụ. Có thể hiểu đó là sự liên kết các dịch vụ
viễn thông bình thờng nh thoại, số liệu, truyền hình...thông qua các phơng tiện
truyền dẫn thông tin số nh cáp quang, vi ba và vệ tinh. ISDN cung cấp đờng nối tín
hiệu số theo kiểu điểm nối điểm giữa hai thiết bị đầu cuối. Nó có khả năng tải tất
cả các kiểu thông tin nh thoại, số liệu, đồ hoạ, văn bản và hình ảnh trên cùng một
đờng dẫn số đó.
Dựa vào các dịch vụ thông tin của ISDN, ngời ta còn đa ra định nghĩa về
ISDN trên cơ sở kỹ thuật chuyển mạch. Đó là sự kết hợp giữa chuyển mạch kênh
và chuyển mạch gói để tạo thành một mạng tổng thể đáp ứng hầu hết các loại hình

dịch vụ của ngời sử dụng. Ngời ta đa ra sơ đồ cấu trúc của ISDN là:

User
Gate -
way
ISDN
Các tín hiệu
OA & M
Chuyển mạch
kênh
Chuyển mạch
gói
Các dịch vụ
khác
Gate -
way
ISDN
User
Giao diện ISDN




Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc tổng quát ISDN
Cấu trúc của ISDN bao gồm:
Các tín hiệu OA&M là một mạng quản lý mạng ISDN
Các bộ phận chuyển mạch kênh để phục vụ cho các dịch vụ sử dụng phơng
thức chuyển mạch kênh.
Các bộ phận chuyển mạch gói để phục vụ cho các dịch vụ sử dụng phơng
thức chuyển mạch gói.

Các phơng tiện truyền thông khác:
Gateway ISDN: cổng ISDN để tăng cờng đăng ký khi cần truy nhập vào
mạng.
Giao diện ISDN: là giao diện duy nhất giữa ngời dùng và mạng.
Ngời ta phân chia giao diện này này ra làm hai loại:
Giao diện BRI ISDN: đây là giao diện tốc độ cơ bản. Tốc độ của giao
thức này là 144Kb/s, gồm có hai kênh B và một kênh D:
Kênh B là kênh truyền số liệu, hình ảnh, dữ liệu theo phơng thức chuyển
mạch kênh hoặc chuyển mạch gói với tốc độ duy nhất 64Kb/s.
Kênh D là kênh truyền tín hiệu báo hiệu tốc độ cơ sở. Tốc độ của giao
diện là 1544Kb/s, gồm có 24 kênh 64Kb/s. Mỗi kênh hoạt động nh một
kênh báo hiệu 64Kb/s hoặc chuyển mạch gói.


Với hai giao diện BRI & PRI, ISDN có thể phục vụ ngời sử dụng tải các
phần mền từ Internet xuống, dùng trong các ứng dụng điều khiển từ xa nh: giáo
dục và mua hàng,..., dùng để tổ chức các hội nghị qua màn hình...nhng vấn đề đặt
ra là tốc độ truyền dẫn. Tốc độ truyền dẫn của ISDN vẫn còn hạn chế trong các
lĩnh vực nh dịch vụ thời gian thực....Chính vì thế mà B ISDN ra đời.
1.1.3.2. Sự ra đời của mạng băng thông rộng B ISDN.
Xuất phát từ những hạn chế của ISDN về mặt tốc độ truyền dẫn, bên cạnh
đó còn có các yêu cần về dịch vụ và chất lợng dịch vụ luôn luôn thay đổi và đòi
hỏi ngày càng cao nên cần có một mạng nên cần có một mạng viễn thông mới chủ
yếu là do các nguyên nhân sau:
Các yêu cầu dịch vụbăng rộng đang tăng lên.
Các kỹ thuật xử lý tín hiệu, chuyển mạch, truyển dẫn ở tốc độ cao đã trở
thành hiện thực từ vài trăm Mb/s đến hàng Gb/s.
Tiến bộ về khả năng xử lý ảnh và số liệu.
Sự phát triển các ứng dụng phần mền trong lĩnh vợc tin học và viễn thông.
Sự cần thiết phải tổ hợp các dịch vụ phụ thuộc lẫn nhau ở chuyển mạch

kênh hay chuyển mạch gói vào một mạng băng thông rộng duy nhất. So với
các mạng khác dịch vụ tổ hợp và mạng 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 lý mạng(về tốc độ đờng truyền, chất lợng dịch vụ, về
độ tin cậy trong lĩnh vực trao đổi thông tin.... )
Cuối năm 1988, những khuyễn nghị chính thức ITU I.21 nh sau Mạng
tổ hợp số đa dịch vụ băng rộng B-ISDN (Broodband Integrated Services Digital
Net Work) cung cấp các cuộc nối thông qua chuyển mạch, các cuộc nối cố định
(pernament) hoặc bán cố định (semipernament), các cuộc nối từ điểm đến điểm
(point to point) hoặc từ điểm đến nhiều điểm (point to multipoint) và cung cấp các
dịch vụ theo yêu cầu, dịch vụ dành trớc, dịch vụ cố định. Cuộc nối trong B- ISDN


phục vụ cho cả chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói theo kiểu đơn phơng tiện
(Monomedia) hay đa phơng tiện (Multimedia), hớng liên kết (Connection-
Oriented) hoặc không liên kết (Connectionless), theo cấu hình đơn hớng hay đa h-
ớng. Bên cạch đó B ISDN là một mạng thông minh có khả năng cung cấp các
dịch vụ cải tiến, cung cấp các công cụ bảo dỡng và vận hành (OAM) điều khiển và
quản lý mạng có hiệu quả.
1.1.4. Lựa chọn phơng thức truyền tải cho mạng B.
Vì mạng B là mạng cung cấp các dịch vụ thời gian thực cho nên việc lựa
chọn phơng thức truyền tải cho mạng B-ISDN phải đảm bảo hai yêu cầu đó là tính
trong suốt về mặt nội dung và tính trong suốt về mặt thời gian. Việc lựa chọn sẽ dễ
dàng hơn sau khi ta xem xét một số phơng thức chuyển mạch hiện hành.
1.1.4.1. Chuyển mạch kênh.
Đây là phơng pháp đợc sử dụng từ lâu trong mạng điện thoại PSTN. Ngày
nay phơng pháp này vẫn đợc sử dụng trong mạng ISDN. Nó sử dụng phơng pháp
ghép kênh theo thời gian TDM(Time Division Maltiplexing). Trong đó thông tin
trên một kênh đợc truyền theo một chu kỳ đều đặn 125 Us ở một khe thời gian cố

định, tập hợp các khe thời gian trong khoảng 125 Us tạo thành một khung thời
gian. Kênh truyền trong mạng chuyển mạch kênh là kênh thực đợc thiết lập trớc
khi có yêu cầu thiết lập cuộc gọi trong mạng. Do đó phơng pháp này thiếu tính
mềm dẻo do thông tin phải truyền theo một tần số cố định dẫn tới giới hạn về mặt
tốc độ và không thích hợp cho viềc truyền các dịch vụ băng rộng có các đặc điểm
khác nhau.
1.1.4.2. Chuyển mạch kênh đa tốc độ.
Để khắc phục sự thiếu mềm dẻo của chế độ truyền đơn tốc độ trong chuyển
mạch kênh ngời ta đa ra hệ thống chuyển mạch kênh đa tốc độ MRCS (Maltirate
Circuit Switching). Các đờng nối trong MRCS đợc chia thành n kênh cơ bản gồm


các khung thời gian có độ dài khác nhau, mọi cuộc liên lạc có thể đợc xây dựng từ
n kênh này. Thông thờng các kênh cơ bản cho một cuộc nối là:
_ Một kênh có tốc độ là 1024 Kbit/s.
_ Tám kênh H1 có tốc độ là 2048 Kbit/s.
_ Một kênh H4 có tốc độ là 139.164 Kbit/s.
MRCS rất phức tạp do mỗi kênh cơ sở của một đờng nối phải giữ đồng bộ
với các kênh khác nhau để đảm bảo tính trong suốt về mặt thời gian. Ngoài ra việc
sử dụng tài nguyên chung của MRCS không đạt hiệu quả: Khi mọi kênh H1 bận
thì không thể thiết lập thêm một kênh nào khác trong khi có thể H4 vẫn rỗi. Do
vậy đây cha phải là giải pháp cho mạng băng rộng.

1.1.4.3. Chuyển mạch kênh tốc độ cao.
Các tài nguyên trong hệ thống chuyển mạch kênh tốc độ cao FCS (Fast
Circuit Switching) chỉ đợc cung cấp khi thông tin đợc gửi đi. Sau khi gửi xong
thông tin tài nguyên đợc giải phóng trở lại. Sự cung cấp này đợc thiết lập mỗi lần
gửi nh trong trờng hợp chuyển mạch gói nhng dới sự điều khiển của tín hiệu báo
hiệu liên kết nhanh (fast associated signalling) chứ không nằm trong chuyển
mạch gói.

Khi thiết lập cuộc gọi ngời sử dụng yêu cầu độ rộng của băng bằng số
nguyên lần độ rộng băng của kênh cơ bản. Hệ thống lúc này cha cung cấp tài
nguyên ngay mà nó ghi lại các thông tin về chuyển mạch, thông tin về độ rộng
băng theo yêu cầu, thông tin về địa chỉ của đích đợc chọn. Khi bên phát bắt đầu
gửi thông tin, lúc này hệ thống báo hiệu rằng bên phát có thông tin đợc gửi đi yêu
cầu chuyển mạch để phân phối tài nguyên ngay lập tức. Qua đây có thể thấy FCS
khá phức tạp và không thích hợp cho B-ISDN vì khả năng thiết lập, huỷ bỏ cuộc
nối và điều khiển cả hệ thống rất phức tạp, không đáp ứng đợc yêu cầu về mặt thời
gian.


1.1.4.4. Chuyển mạch gói.
Đợc sử dụng trong mạng máy tính. Phơng thức này thực hiện truyền dữ liệu
dới dạng các gói tin qua các nút mạng, thông tin đợc chia thành các gói có độ dài
khác nhau và đợc lu trong bộ đệm (buffer). Khi cần truyền dữ liệu thì tất cả các
gói tin này đợc truyền tới nút mạng gần nhất, tại đây việc chuyển tiếp các gói tin
nh thế nào là do các nút mạng đảm nhiệm. Nó có thể thực hiện nh sau:
_ Sử dụng lu đồ dữ liệu Data Gram: các nút mạng sẽ chọn đờng cho các
gói tin đi tới đích mà không cần phải theo thứ tự, khi các gói tin đến trạm đích
phải thực hiện sắp xếp lại các gói tin theo chỉ số của nó.
_ Sử dụng mạch ảo Virual Circuit: tín hiệu cầu (request) sẽ đợc gửi tới
nút mạng gần nhất khi có yêu cầu truyền. Nút mạng sẽ tìm đờng đi giữa các nút để
đi đến trạm đích, nếu trạm đích chấp nhận dữ liệu thì sẽ gửi tín hiệu trả lời chấp
nhận (accept). Lúc này giữa hai nút mạng Nguồn và Đích tồn tại đờng ảo duy nhất
để trao đổi dữ liệu với nhau. Khi kết thúc thì giải phóng liên kết đó và có thể hình
thành liên kết khác.
1.1.4.5. Công nghệ truyền tải STM (Synchrounnous Transfer Mode).
Thực hiện việc truyền tải bằng cách phân bố các khe thời gian trong một
cấu trúc tuần hoàn gọi là một klhung cho một dịch vụ với khoảng thời gian cho
một cuộc nối.

Cấu trúc khung thời gian nh sau:

K1 K2 K3 Kn K1 K2 K3 Kn K1
Một khung STM

Hình 1.2 Cấu trúc khung thời gian
Khi một khe thời gian đã đợc gắn cho một kênh nhất định thì khe thời gian
đó sẽ dành riêng cho cuộc nối đó, đảm bảo cung cấp thông tin một cách liên
tụcvới tốc độ cố định.


STM không linh hoạt trong việc phân bố độ rộng băng thông - điều cần thiết
cho phần lớn các dịch vụ băng rộng của B-ISDN và độ rộng của băng thông là cố
định nên rất hạn chế, không thích hợp với mạng B.
1.1.4.6. Công nghệ truyền tải PTM (Packet Transfer Mode).
Với công nghệ truyền tải PTM số liệu đợc đóng thành các gói lớn gồm rất
nhiều byte, kích thớc của các gói có thể thay đổi đợc tuỳ theo nhu cầu truyền nhng
không đợc vợt quá một giá trị giới hạn (khoảng 4048 byte).
Các gói tin đợc gửi tới nút mạng nh một chuỗi các bit liên tục và nó chiếm
toàn bộ băng thông của đờng truyền, nút mạng sẽ kiểm tra xem đờng truyền nào
rỗi thì gửi tin theo đờng truyền đó. Trên mỗi gói có số hiệu nhận dạng đờng để cho
nút mạng nhận biết nút Nguồn và Đích của gói, từ đó chuyển tiếp gói tin đến đích
đúng thứ tự. Phơng pháp này sử dụng băng thông hiệu quả hơn STM, vì khi một đ-
ờng truyền rỗi thì các đờng khác có thể dùng nó cho việc truyền tải thông tin của
mình. Tuy nhiên thời gian trễ lớn do đó không thích hợp với dịch vụ thời gian
thực.
Xuất phát từ những hạn chế của các công nghệ truyền dẫn trên. ITU-T đã
nghiên cứu và chọn công nghệ ATM là giải pháp truyền dẫn cho mạng băng rộng
B-ISDN.
1.2. kỹ thuật mạng b-isdn.

1.2.1. Nền tảng kỹ thuật mạng B-ISDN.
Do B-ISDN có khả năng cung cấp những dịch vụ có đặc điểm khác nhau nên
một số công nghệ cơ bản đợc đòi hỏi để hiện thực hoá .
Thứ nhất: xử lý tốc độ cao và công nghệ môI trờng , truyền dẫn băng rộng và
công nghệ chuyển mạch băng rộng; chúng đợc yêu cầu là bởi vì các tín hiệu của
dịch vụ băng rộng và tốc độ cao đợc sử dụng rộng rãi. Vả lại việc cải thiện công
nghệ và thiết bị xử lý video là cần thiết bởi vì các dịch vụ chính của B-ISDN là các
loại dịch vụ video khác nhau. Hơn thế nữa, công nghệ mạng thông tin đối với
những vấn đề trên đây là cần thiết, bởi vì các dịch vụ tốc độ thấp/tốc độ cao đợc


cung cấp và các dịch vụ chế độ gói đồng tồn tại. Những công nghệ cơ bản này đã
đợc phát triển và đợc nâng cấp liên tục nhằm đáp ứng một cách đầy đủ nhu cầu về
các dịch vụ băng rộng càng ngày càng tăng.
Thứ hai: công nghệ thông tin quang đã đợc nâng cao, suy hao của cáp sợi
quang đã đợc giảm xuống thấp hơn 0.5 dB/Km và giá cả của các phần tử bức
xạ/thu ánh sáng đã sụt xuống khá nhanh chóng. Hơn nữa công nghệ về mạng tích
hợp và công nghệ chế tạo các cấu kiện cũng đã rất tiên tiến. Các phần tử Silíc lỡng
cực hoặc GaAs đợc phát triển một cách thành công có khả năng thực hiện việc xử
lý tốc độ cao (hàng trăm Mbit/s hoặc Gbit/s) và CMOS có khả năng xử lý mức 150
Mbit/s.
Thứ ba: việc nén, chuyển đổi và tái tạo các tín hiệu dịch vụ khác nhau đã trở
nên dễ dàng do phát triển công nghệ xử lý tín hiệu. Vả lại việc thu thập, thay đổi
và xử lý các tín hiệu dịch vụ đã trở nên dễ dàng hơn nhờ phát triển công nghệ máy
tính. Qua việc sử dụng công nghệ nói trên, cùng với công nghệ VLSI, các thiết bị
đầu cuối khách hàng hiệu quả đã đợc phát triển. Thêm vào đó, các thiết bị đầu
cuối B-ISDN đợc sử dụng cho các thiết bị video khác nhau đã đợc triển khai một
cách thành công và đợc sử dụng với các monitor TV chất lợng cao, cùng với các
camera video có độ nhạy cao.
Mặt khác, các hoạt động tiêu chuẩn hoá của ISDN theo sáng kiến của ITU-T

trong những năm 1980 đã ảnh hởng đến rất nhiều hoạt động nghiên cứu về sự liên
kết các loại tín hiệu dịch vụ khác nhau cũng nh việc số hoá mạng thông tin và đã
đóng góp vào sự phát triển công nghệ thông tin.
1.2.2. Sơ đồ cấu trúc chức năng và đặc điểm kỹ thuật của mạng B.
1.2.2.1. Sơ đồ cấu trúc chức năng.
_ LCF (Local Function Câpbility): Các chức năng đợc cung cấp bởi nút chuyển
mạch cục bộ.
_ TE (Terminal Equipment): Thiết bị đầu cuối.



T E L F C L F C
T E h o ặ c b ộ c u n g
c ấ p d ị c h v ụ
C á c d ị c h v ụ c h o
I S D N c ó t ố c đ ộ
6 4 k b i t / s
C á c d ị c h v ụ
b ă n g r ộ n g
C h ứ c n ă n g b á o
h i ệ u g i ữ a c á c n ú t
m ạ n g
B á o h i ệ u t ừ n g ư ờ i s ử d ụ n g
t ớ i n g ư ờ i s ử d ụ n g ( h o ặ c t ừ
n g ư ờ i s ử d ụ n g t ớ i m ạ n g )
B á o h i ệ u t ừ
n g ư ờ i s ử d ụ n g
t ớ i m ạ n g
Hình 1.3 Sơ đồ cấu trúc chức năng của B-ISDN.

1.2.2.2. Đặc điểm kỹ thuật của B-ISDN.
Các đặc điểm chính của hệ thống B-ISDN đợc ITU-T đa ra trong khuyến nghị
I.327, theo đó thì các khả năng về báo hiệu và truyền dẫn của B-ISDN gồm:
+ Khả năng cung cấp các dịch vụ băng rộng.
+ Khả năng cung cấp dịch vụ cho N-ISDN với tốc độ cơ sở là 64 Kb/s.
+ Cung cấp các chức năng báo hiệu từ ngời sử dụng tới mạng.
+ Cung cấp các chức năng giữa các nút mạng.
+ Cung cấp các chức năng báo hiệu từ ngời sử dụng tới ngời sử dụng.


1.2.3 Kỹ thuật liên kết mạng trong B-ISDN.
1.2.3.1 Mô hình sắp xếp các lớp mạng của B-ISDN
Các lớp mạng của B-ISDN đợc trình bày trên hình sau:

C á c c h ứ c
n ă n g l ớ p c a o
M ạ n g
g i a o v ậ n
A T M
C á c c h ứ c
n ă n g g i a o
v ậ n l ớ p A T M
C h ứ c n ă n g
g i a o v ậ n l ớ p
v ậ t l ý
M ứ c đ ư ờ n g ả o V P
M ứ c k ê n h ả o V C
M ứ c đ ư ờ n g
t r u y ề n d ẫ n
M ứ c n h ó m

t á c h s ố
M ứ c p h á t
B - I S D N


Hình 1.4 Cấu trúc phân lớp của B-ISDN.
Lớp vật lý.
Trong kỹ thuật liên kết mạng lớp vật lý bao gồm ba mức:
* Mức đờng truyền dẫn: liên kết các phần tử có chức năng lắp ghép hoặc tháo
thông tin hữu ích (Payload) (trong hệ thống truyền dẫn, thông tin hữu ích cùng với
các thông tin điều khiển tạo ra một khung truyền dẫn hoàn chỉnh).
* Mức nhóm / tách số: bao gồm các phần tử có nhiệm vụ nhóm hoặc tách dòng
bit liên tục.


* Mức phát: là một phần của mức nhóm tách số, nó có nhiệm vụ truyền tín hiệu
giữa hai điểm kế nhau.
Lớp ATM.
Lớp ATM bao gồm hai mức:
* Mức kênh ảo: là mức có chức năng truyền đơn hớng các tế bào ATM tơng
ứng với một giá trị nhận dạng chung duy nhất VCI
* Mức đờng ảo: là mức có chức năng truyền đơn hớng các tế bào ATM thuộc
về nhiều kênh ảo khác nhau nhng lại có chung một giá trị nhận dạng đờng ảo
VPI.

Chơng II
công nghệ atm

2.1. Giới thiệu chung về ATM.
Theo ITU T, thì B- ISDN hoạt động dựa trên cơ sở kiểu truyễn không

đồng bộ ATM (Asynchronous Tranfer Mode). Nh vậy ATM là công nghệ sẽ làm
thay đổi bộ mặt ngành viễn thông trong tơng lai.

2.1.1. Khái niệm về ATM.
ATM là phơng thức truyền không đồng bộ kỹ thuật chuyển mạch gói chất l-
ợng cao. Có phơng thức truyền tải định hớng, chuyển gói nhanh dựa trên ghép
không đồng bộ phân chia theo thời gian.
Trong kiểu truyền không đồng bộ tồn tại hai thuật ngữ:
* Thuật ngữ truyền bao gồm cả lĩnh vực truyền dẫn và chuyển mạch trong đó
dạng truyền ám chỉ cả chế độ truyền dẫn và chuyển mạch thông tin trong
mạng.


* Thuật ngữ không đồng bộ giải thích cho một kiểu truyền thông, trong đó
các gói tin trong cùng một cuộc nối có thể lặp đi lặp lại một cách bất thờng nh
chúng đợc tạo ra theo yêu cầu cụ thể mà không theo chu kỳ.
ATM đã kết hợp tất cả những lợi thế của kỹ thuật chuyển mạch trớc đây vào
một kỹ thuật truyền thông duy nhất. Sử dụng các gói cố định gọi là các tế bào, nó
có thể truyền tải một hỗn hợp các dịch vụ bao gồm thoại, hình ảnh, số liệu, có thể
cung cấp các băng thông theo yêu cầu. ATM có thể loại trừ đợc các nút cổ chai
thờng xảy ra ở các mạng LAN và WAN hiện nay.
2.1.2. Các đặc điểm của ATM.
ATM truyền tải theo phơng thức không đồng bộ, tức là các thông tin đợc
truyền từ đầu phát tới đầu thu một cách không đồng bộ và đợc thể hiện nh sau:
thông tin xuất hiện tại đầu vào của hệ thống đợc nạp vào các bộ nhớ đệm, sau đó
chúng đợc chia nhỏ thành các tế bào và truyền tải qua mạng. ATM có hai đặc
điểm quan trọng là:
Thứ nhất: ATM sử dụng các gói có kích thớc nhỏ và cố định gọi là 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 sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc
độ cao đợc dễ dàng hơn.
Thứ hai: ATM còn có một đặc điểm rất quan trọng là nhóm một vài kênh ảo
thành một đờng ảo mhằm giúp cho việc định tuyến đợc dễ dàng.
Phơng thức truyền tải trong ATM gần giống với phơng thức chuyển mạch
gói. Và nó có một số đặc điểm khác với chuyển mạch gói nh sau:
Để phù hợp với việc truyền tín hiệu thời gian thực thì ATM phải đạt độ trễ
đủ nhỏ, tức là các tế bào phải có độ dài ngắn hơn các gói thông tin trong
chuyển mạch gói.
Các tế bào có đoạn mào đầu nhỏ nhất nhằm tăng hiệu quả sử dụng vì các đ-
ờng truyền có tốc độ rất cao.