3- Các cấu hình giao thức chuẩn

Đồ án tốt nghiệp



B-TE1 kết cuối với giao diện chuẩn B-ISDN và thực hiện kết cuối đối với tất cả các

loại giao thức của các lớp bậc thấp cũng nh bậc cao. Các giao diện khác hiện vẫn

cha đợc ITU chuẩn hoá đầy đủ. B-TE2 đợc dùng cho các giao diện kết nối với thiết

bị chuẩn B-ISDN hiện có. Các thiết bị này cần có các thiết bị chuyển đổi TA

(Terminal Adaptor) để kết nối với giao diện. TA thực hiện tất cả các chức năng cần

thiết để thực hiện giao tiếp B-ISDN, kể cả việc chuyển đổi tốc độ.

Điểm chuẩn R cung cấp giao diện không phải B-ISDN giữa các thiết bị khách hàng

không phải B-ISDN với thiết bị chuyển đổi. Điểm chuẩn T B phân tách thiết bị nhà

cung cấp mạng với thiết bị khách hàng. Tơng tự nh vậy, điểm chuẩn SB tơng ứng với

giao diện của các thiết bị B-ISDN riêng rẽ và tách biệt thiết bị khách hàng với các

chức năng truyền thông liên quan tới mạng.

2.4- Lớp ATM

Lớp đợc xem xét đầu tiên là lớp ATM vì đây là lớp đóng vai trò quan trọng nhất liên

quan đến việc truyền tải thông tin qua mạng ATM.

ATM sử dụng các kết nối ảo trong việc truyền tải các thông tin và các kết nối này đợc chia thành hai mức: mức đờng ảo (Virtual Path Level) và mức kênh ảo (Virtual

Channel Level). Việc phân chia hai mức để truyền tải tín hiệu là một trong những

đặc điểm mạnh của ATM.

- Mức kênh ảo: Là mức có chức năng truyền đơn hớng các tế bào ATM tơng ứng với

một giá trị nhận dạng duy nhất VCI (Virtual Channel Identifier).

- Mức đờng ảo: Là mức có chức năng truyền đơn hớng các tế bào thuộc về nhiều

kênh ảo khác nhau nhng lại có chung một giá trị giá trị nhận dạng đờng ảo VPI

(Virtual Path Identifier).

Các khái niệm về nhận dạng đờng ảo và nhận dạng kênh ảo sẽ đợc trình bày chi tiết

ở phần cấu trúc tế bào.

Trong một đờng truyền dẫn có thể bao gồm vài đờng ảo VP (Virtual Path), trong

mỗi đờng ảo VP lại có thể có một vài kênh ảo VC (Virtual Channel). Mỗi VP và VC

trong đờng truyền dẫn đều có một giá trị VPI và VCI riêng, số các VP và VC phụ

thuộc vào độ dài của VPI và VCI trong tiêu đề tế bào ATM.



Page 17 of 131



Đồ án tốt nghiệp

VC



VP



VP



VC



Đường truyền dẫn



Hình 2.3 Mối quan hệ giữa đường ảo, kênh ảo và đường truyền dẫn



Đờng ảo và kênh ảo sẽ đợc xem xét kỹ hơn ở phần 5.

Sau đây, chúng ta sẽ xem xét các chức năng thực hiện ở lớp ATM. Tất cả các chức

năng này đều do phần tiêu đề của tế bào cung cấp.

Ghép kênh và tách kênh các tế bào.

Theo hớng phát, chức năng ghép tế bào đợc thực hiện việc tổ hợp các tế bào từ các

đờng ảo (VP) và các kênh ảo (VC) riêng rẽ thành một luồng tế bào. Theo hớng thu,

chức năng tách tế bào thực hiện việc phân tách các tế bào về các đờng ảo và kênh ảo

thích ứng.

Phiên dịch các giá trị nhận dạng đờng ảo VPI và nhận dạng kênh ảo VCI.

Mỗi một đờng ảo và một kênh ảo có một giá trị nhận dạng khác nhau dùng để phân

biệt với các đờng ảo và kênh ảo khác. Các nút chuyển mạch sử dụng những giá trị

này để xác định các kết nối, đồng thời để sử dụng các thông tin định tuyến đợc lu

giữ ở các nút chuyển mạch (chuyển mạch ATM và Cross-connect) tại thời điểm

thiết lập kết nối để định hớng các tế bào đến các cổng ra thích hợp. Đồng thời, các

nút chuyển mạch thay đổi các giá trị VPI, VCI bằng các giá trị mới phù hợp với kết

nối đầu ra (Hình 2.4). Tuỳ thuộc vào loại chuyển mạch đó là chuyển mạch ATM

hay Cross-connect mà việc định tuyến thực hiện dựa trên cả VPI, VCI hay chỉ dựa

trên VPI và việc thay đổi giá trị nhận dạng là thực hiện đối với cả VPI, VCI hay là

chỉ có VPI.



18



Đồ án tốt nghiệp

Đầu vào



Đầu ra



Cổng



VPI



VCI



Cổng



VPI



VCI



.....



.....



.....



.....



.....



.....



P



a



b



Q



x



y



.....



.....



.....



.....



.....



.....



VPIa,VCIb

Cổng vào P

VPIx,VCIy

Cổng ra Q



Hình 2.4 Sơ đồ mô tả phiên dịch VPI/VCI



Tạo / tách tiêu đề tế bào.

Các chức năng này đợc thực hiện tại những điểm có kết cuối của lớp ATM. Phía

phát, chức năng tạo tiêu đề tế bào sau khi nhận trờng thông tin tế bào từ lớp cao hơn

(lớp AAL) sẽ tạo tiêu đề tế bào tơng ứng, trừ giá trị trờng điều khiển lỗi tiêu đề HEC

(Header Error Control) sẽ đợc tính toán và chèn vào ở lớp vật lý. Tiêu đề kết hợp với

trờng thông tin tạo thành tế bào ATM. Phía thu, chức năng tách tiêu đề tế bào sẽ

thực hiện tách tiêu đề tế bào ra khỏi tế bào ATM và gửi trờng thông tin tế bào cho

lớp AAL.

Điều khiển luồng chung.

Chức năng điều khiển luồng chung GFC (Generic Flow Control) chỉ có tại giao diện

khách hàng-mạng UNI (User-Network Interface), phục vụ việc điều khiển luồng tín

hiệu theo hớng từ khách hàng vào mạng. Chức năng này giúp khách hàng có thể

tham gia vào việc điều khiển lu lợng phụ thuộc vào các loại chất lợng dịch vụ QoS

(Quality of Service) khác nhau theo hớng khách hàng về phía mạng nhng không

tham gia đợc theo hớng mạng về phía khách hàng. Thông tin giao thức GFC không

đợc tải qua tất cả các thành phần của mạng (không đợc truyền xuyên suốt qua

mạng).

Page 19 of 131



Đồ án tốt nghiệp



Đối với các mạng riêng của khách hàng, GFC có thể đợc dùng nhằm phân chia

dung lợng giữa các thiết bị đầu cuối và đã đợc áp dụng trong các mạng LAN khi sử

dụng công nghệ ATM.

2.4.1. Giao diện khách hàng-mạng (UNI) và giao diện giữa các nút mạng

(NNI)

Giao diện UNI là giao diện nằm giữa thiết bị khách hàng và tổng đài ATM đầu tiên;

giao diện NNI nằm giữa các tổng đài ATM trong cùng một mạng hoặc giữa mạng

với mạng. Đối với các mạng riêng, giao diện ATM UNI có thể nằm tại các điểm

chuẩn R và S; đối với các mạng công cộng, giao diện ATM UNI có thể nằm tại các

điểm chuẩn T và U.

2.4.2. Cấu trúc tế bào ATM

Tế bào ATM có cấu trúc nhỏ, chiều dài cố định 53 octets bao gồm 5 octets cho phần

tiêu đề tế bào và 48 octets còn lại cho trờng thông tin tế bào. Kích thớc tế bào nhỏ

có tác dụng làm giảm thời gian trễ tại các bộ đệm và chiều dài cố định làm tăng hiệu

quả chuyển mạch các tế bào. Điều này có ý nghĩa rất lớn vì ATM là mạng tốc độ

cao. Tiêu đề tế bào đợc dùng để định tuyến tế bào và nó đợc cập nhật với các giá trị

nhận dạng mới tại các nút chuyển mạch. Trờng thông tin đợc truyền thông suốt qua

mạng, không hề đợc xử lý hay thay đổi trong quá trình truyền tải. Có hai cấu trúc tế

bào đợc xác định khác biệt, một cho UNI và một cho NNI.



20



Đồ án tốt nghiệp

8



7



6



5



4



3



2



1



GFC

VPI



8



VCI



7



6



VPI



2



1



4



VCI



4



3



2



1



VPI

VPI



VCI



3



5



VCI

VCI



PT



CLP



VCI



PT



CLP



HEC



HEC



Dạng phần tiêu đề tế bào tại UNI



Dạng phần tiêu đề tế bào tại NNI



5



GPC: Điều khiển luồng chung

VPI: Nhận dạng đường ảo

VCI: Nhận dạng kênh ảo



PT: Kiểu tải tin

CLP: Ưu tiên tổn thất tế bào

HEC: Điều khiển lỗi tiêu đề



Hình 2.5 Dạng tiêu đề tế bào



Trờng GFC gồm 4 bits: 2 bits dùng cho điều khiển và 2 bits làm tham số.

Chức năng của GFC đợc nêu ra trong khuyến nghị ITU-T I.150. 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 điểm-điểm và điểm-đa điểm.

Khi kết hợp mạng ATM với các mạng khác nh DQDB (Distributed Queue Dual

Bus), SMDS (Switched Multi-megabit Data Service), GFC đa ra 4 bits nhằm báo

hiệu cho các mạng này làm thể nào để hợp kênh các tế bào của các cuộc nối khác

nhau. Mỗi mạng đều có một giao thức truy nhập riêng, do đó hầu nh mỗi mạng đều

phải có một logic điều khiển tơng ứng dùng GFC cho các giao thức truy nhập của

riêng các mạng này. Do đó trong trờng hợp này, GFC thực chất là 1 bộ giá trị chuẩn

để định nghĩa mức độ u tiên của ATM đối với các qui luật truy nhập vào các mạng

khác nhau.

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 các 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

nơi nào trong mạng. Trong khi đó trong ATM, ta phải chú ý xem thiết bị lắp đặt có

thích hợp với giao diện đã cho hay không.



Page 21 of 131



Đồ án tốt nghiệp



Trờng định tuyến (VPI/VCI): Đối với UNI, chúng gồm có 24 bits (8 bits VPI và 16

bits VCI). Còn đối với NNI chúng gồm có 28 bits (12 bits VPI và 16 bits VCI).

Do mạng ATM có đặc điểm là hớng liên kết nên mỗi cuộc nối đợc gán một số liệu

nhận dạng VCI tại thời điểm thiết lập. Mỗi giá trị VCI chỉ có ý nghĩa tại từng liên

kết từ nút tới nút của mạng. Khi cuộc nối kết thúc, VCI đợc giải phóng để dùng cho

các cuộc nối khác. Ngoài ra VCI còn có u điểm trong việc sử dụng cho các cuộc nối

đa dịch vụ. Ví dụ nh trong dịch vụ điện thoại truyền hình, âm thanh và hình ảnh đợc

truyền trên hai kênh có VCI riêng biệt, do đó ta có thể bổ xung hoặc huỷ bỏ một

dịch vụ trong khi đang thực hiện một dịch vụ khác.

VPI 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.

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

tuyến dựa trên giá trị của VPI và VCI hay chỉ dựa trên giá trị của VPI. Tuy vậy cần

lu ý rằng VCI và VPI chỉ có ý nghĩa trên từng chặng liên kết của cuộc nối. Chúng đợc sử dụng để việc chọn tuyến 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 giá trị VPI và VCI là

rất cao. Để khắc phục, ngời ta cho VCI và VPI là duy nhất trên mỗi đoạn liên kết

(link). 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.

Trờng kiểu thông tin PT: gồm 3 bits dùng để chỉ thị thông tin đợc chuyển tải là

thông tin khách hàng hay thông tin về giám sát, vận hành, bảo dỡng (OAM) (I.361).



22



Đồ án tốt nghiệp



Bảng 2.2 Mã trờng PT.

Mã PT

000

001

010

011

100

101



ý nghĩa

Tế bào của ngời sử dụng, không có tắc nghẽn, AAU = 0

Tế bào của ngời sử dụng, không có tắc nghẽn, AAU = 1

Tế bào của ngời sử dụng, có tắc nghẽn, AAU = 0

Tế bào của ngời sử dụng, có tắc nghẽn, AAU = 1

Tế bào OAM lớp F5 liên quan tới liên kết (OAM F5 segment associated cell)

Tế bào OAM lớp F5 liên quan tới đầu cuối (OAM F5 end-to-end associated



cell)

110

Tế bào quản lý tài nguyên

111

Tế bào dành cho các ứng dụng tơng lai

Nếu bit đầu tiên bằng 0 thì đây là tế bào của ngời sử dụng. Trong tế bào của ngời sử

dụng, bit số 2 báo hiệu tắc nghẽn trong mạng và bit thứ 3 gọi là bit chỉ thị ngời sử

dụng tới ngời sử dụng AAU (ATM-user-to-ATM-user), dùng để vận chuyển thông

tin giữa những ngời sử dụng cuối cùng (sẽ đợc mô tả ở phần AAL5). Nếu bit đầu

tiên bằng 1 thì đây là tế bào mang thông tin quản lý mạng. Bảng 2.2 cho ta thấy cấu

trúc trờng PT của hai loại tế bào này.

Ngoài ra còn có 2 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 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 mức vật lý.

Tế bào không xác định đợc gửi đi khi không có thông tin hữu ích dành sẵn trên đầu

phát.

Trờng u tiên tổn thất tế bào CLP: 1 bit.

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 gói ít hơn.



Page 23 of 131



Đồ án tốt nghiệp



Các mức u tiên có thể đợc ấn định trên cơ sở cuộc nối (qua mỗi VCI hoặcVPI) hoặc

trên cơ sở mỗi tế bào. Trong trờng hợp thứ nhất, tất cả tế bào thuộc về một kênh ảo

hoặc một 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.

CLP=0 : là mức u tiên cao hơn.

CLP =1 : là mức u tiên thấp hơn.

(Các tế bào CLP = 1 sẽ bị loại bỏ khi xảy ra tắc nghẽn trong mạng.). CLP là trờng

quan trọng trong việc điều khiển lu lợng và tắc nghẽn. Đây là một vấn đề chính của

bản báo cáo này và sẽ đợc trình bày ở phần B.

Trờng điều khiển lỗi tiêu đề HEC : gồm 8 bits.

Trờng HEC chứa mã d vòng CRC. Mã này tính cho 5 bytes tiêu đề. Do phần tiêu đề

bị thay đổi theo từng chặng nên CRC cần đợc kiểm tra và tính toán lại với mỗi

chặng. Việc xử lý trờng này đợc ở lớp vật lý. Đa thức sinh đợc dùng ở đây là đa thức

: G(x)=x8+x2+x+1. Đa thức này cho phép sửa toàn bộ các lỗi đơn và phát hiện ra

phần lớn các lỗi nhóm.



24



Đồ án tốt nghiệp



Các giá trị mặc định tiêu đề tế bào đợc cho trong bảng sau.

Giá trị



Kiểu



Octet 1

Octet 2

Tế bào lớp vật lý

Pppp0000

00000000

Tế bào không xác định

Gggg0000

00000000

Báo hiệu trao đổi

Ggggyyyy

yyyy0000

Báo hiệu truyền thông chung Ggggyyyy

yyyy0000

Báo hiệu từ điểm tới điểm

Ggggyyyy

yyyy0000

Tế bào OAM mức F4 liên

Ggggzzzz

zzzz0000

quan tới liên kết

Tế bào OAM mức F4 liên

Ggggzzzz

zzzz0000

quan tới đầu cuối

Quản lý tài nguyên

Ggggzzzz

zzzzvvvv

Dành cho các chức năng sau

Ggggzzzz

zzzzvvvv

này

a : bit sử dụng cho các chức năng của lớp ATM.



Octet 3

00000000

00000000

00000000

00000000

00000000



Octet 4

0000ppp1

0000xxx0

00010a00

00100aa0

01010aa0



Octet 5

mã HEC

mã HEC

mã HEC

mã HEC

mã HEC



00000000 00110a0a



mã HEC



00000000 01000a0a mã HEC

vvvvvvvv



vvvv110a



mã HEC



vvvvvvvv



vvvv111a



mã HEC



g : bit sử dụng trong giao thức của GFC.

p : bit sử dụng cho lớp vật lý.

v : bit biểu thị một giá trị VCI bất kỳ khác 0.

x : bit mang giá trị bất kỳ.

y : bit biểu thị một giá trị VPI bất kỳ. Nếu VPI=0, giá trị VCI đợc sử dụng cho kênh

ảo báo hiệu từ ngời sử dụng tới nút chuyển mạch địa phơng.

z : biểu thị giá trị VPI bất kỳ.

Bảng 2.3 Giá trị mặc định tiêu đề tế bào tại UNI



2.4.3. Phân loại tế bào

Trong ATM sử dụng 5 loại tế bào, đợc thể hiện nh trong hình 2.6.

Chức năng của các loại tế bào này nh sau:

- Tế bào rỗng (Idle Cell) : là tế bào đợc lớp vật lý xen vào / tách ra để luồng tế bào

tại ranh giới giữa lớp ATM và lớp vật lý có tốc độ phù hợp với tốc độ của đờng

truyền.

Page 25 of 131



Đồ án tốt nghiệp



- Tế bào hợp lệ (Valid Cell) : là tế bào có tiêu đề không có lỗi bị phát hiện hoặc có

lỗi đơn đã đợc sửa bởi chu trình sửa lỗi HEC.

- Tế bào không hợp lệ (Invalid Cell) : là tế bào đợc phát hiện có nhiều lỗi (lỗi nhóm)

và không thể sửa đợc (bị loại bỏ ở lớp vật lý).

Các tế bào rỗng, tế bào hợp lệ và tế bào không hợp lệ chỉ tồn tại ở lớp vật lý.



SAP

Tb đợc gán

Tb không gán

Tb đợc gán

Tb không gán

Tb rỗng

Tb hợp lệ

Tb không hợp lệ

Tb rỗng

Tb bị loại bỏ

Hình 2.7. phân loại tế bào ATM



Lớp

Lớp Vật lý



26