ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM

PHẦN I:TỔNG QUAN VỀ ATM
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Sự ra đời và phát triển của ATM
Trong xã hội hiện đại ngày nay các nhu cầu thông tin đang gia tăng một cách
nhanh chóng. Các nhu cầu này không chỉ đòi hỏi vế số lượng loại hình dòch vụ mà
còn về chất lựợng dòch vụ và tốc độ cung cấp dòch vụ. Mạng đa dòch vụ băng rộng (B-
ISDN) là một giải pháp cho nhu cầu thông tin ngày nay. Mạng băng rộng đựơc nghiên
cứu từ giữa những năm 80, bắt đầu với việc xác đònh phương thức truyền tải trong
mạng.Năm 1988, CCITT( Nay là ITU-T) đã đưa ra những kiến nghò đầu tiên về mạng
băng rộng (B-ISDN) đồng thời xác đònh phương thức truyền tải không đồng bộ (ATM)
là phương thức truyền tải để cung cấp các dònh vụ băng rộng trong tương lai.
ATM đầu tiên được nghiên cứu tại trung tâm nghiên cứu CNET ( của France
Telecom) và Bell Labs (ATQT) và năm 1983, sau đó tiếp tục đựơc phát trểin tại trung
tâm nghiên cứu Allatelbell ( Antwerp) từ năm 1984. Các trung tâm này đã nghiên cứu
những nguyên lý cơ bản và đã đóng góp tích cực trong việc xây dựng các tiêu chuẩn
đầu têin về ATM.
Hiện nay công nghệ ATM đã phát triển đến mức độ khá hòan hảo và ổn
đònh.Công nghệ này được nghiên cứu và triễn khai tại nhiều nước trên thế giới.Các
tiêu chuẩn,các tham số về mạng đã và đang được xây dựng và hoàn thiên. Các tập
đoàn công nghiệp điện tử có tên tuổi trên thế giới đều đã có nhiều chủng loại sản
phẩm thiết bò ATM ở mức độ hệ thống. Nhiều mạng ATM đã được triển khai , bước
đầu cung cấp dòch vụ băng rộng tới khách hàng. Việc ứng dụng công nghệ ATM vào
mạng viễn thông đã được bắt đầu từ những năm 90.
Mạng ATM công cộng đầu tiên trên thế giới được triễn khai ở Mỹ từ măm 1993
đến 1995 mang tên WILTEL(nay là WORLD-COM) gồm 19 chuyển mạch của NEC
loại ANTOMNET/M10
Mạng ATM của Nhật mang tên JAPAN CAMPUS nối 22 trường đại học trên
toàn lãnh thổ Nhật đã hoàn thành vaò tháng 5/1995.

thêm các chi tiết mới vào tiêu chuẩn.Thay cho việc đưa ra các đònh nghóa và các thỏa thuận
để thực hiện,diễn đàn chủ yếu làm sáng tỏ các vướng mắc,giải quyết các vấn đề tương thích
khi áp dụng các tiêu chuẩn.Trong nhiều trường hợp,diễn đàn đã có những đóng góp tích cực
đối với những tổ chức tiêu chuẩn chính thức,có tac dung thúc đẩy việc chấp nhận các tiêu
chuẩn,các thủ tuc và các giao thức ATM đã được ban hành.
1.2.1 Các tiêu chuẩn của ITU-T:
Đây là tổ chức chính đưa ra các khuyến nghò có tính chất quốc tế.ITU-T làm việc
theo các chu kỳ nghiên cứu với thời gian trước đây là 4 năm và hiện nay là 2
năm.Việc xây dựng các tiêu chuẩn được thực hiện theo phương thức “hỏi -đáp” và các
khuyến nghò được đưa ra vào giai đoạn kết thúc của thời gian nghiên cứu hoăc vao
thòi kỳ gối đầu củc chu kỳ nghiên cứu tiếp theo.
Tiêu chuẩn về B-ISDN/ATM chính thức được nghiên cứu trong chu kỳ 1985-
1988.Trong chu kỳ này,chỉ có một khuyến nghò duy nhất được đưa ra .Đó là khuyến
nghò I.121 về các ý nghóa băng rộng của B-ISDN,gồm các nội dung chính như sau:
+ Chọn công nghệ ATM là giải pháp truyền tải áp dung cho B-ISDN.
+ Phác thảo mô hình chuẩn B-ISDN (các lớp và chức năng).
+ Xác đònh 155Mbit/s và 622 Mbit/s là tốc đọ truyền dẫn của giao diện Người
dung-Mạng (UNI-User Networt Interface).
Tiếp theo giai đoạn đầu,công việc tiêu chuẩn ATM và B-ISDN được đẩy mạnh
trong các giai đoạn kế tiếp.Kết quả của các chu kỳ nghiên cứu 1989-1992 là một tập
hợp các khuyến nghò CCITT về B-ISDN/ATM gồm 13 khuyến nghò
Năm 1992-1993 có thêm 7 khuyến nghò.
SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 2 GVHD: NGÔ THẾ ANH
ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM
Trong chu kỳ 1993-1994,các vấn đề chủ yếu liên quan đến báo hiệu trong B-
ISDN gồm 12 khuyến nghò.Các khuyến nghò này được đề câp trong phần phụ lục.
Hiện nay còn nhiều lónh vực của B-ISDN/ATM đang được nghiên cứu và tiêu
chuẩn hóa;trong đó các vấn đề nổi bật là điều khiển dòng lưu lượng trên từng đoạn
đường truyền giữa trạm nhiều đầu cuối,điều khiển tắc nghẽn,quản lý mạng…
ANSI chủ yếu thực hiện việc đưa ra các tiêu chuẩn ở Mỹ và ETSI đưa ra các tiêu chuẩn

thúc.Mỗi kết nối được cung cấp một dung lượng truyền tải (băng tần) nhất đònh trong
điều kiện có thể (ví dụ mạng còn đủ dung lượng đê cung cấp) phụ thuộc vào yêu cầu
của khách hàng.Điều này được thực hiện bằng thủ tục thiết lập kết nối của qua trìng
SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 3 GVHD: NGÔ THẾ ANH
ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM
gọi là điều khiển chấp nhận kết nối (CAC-Connection Admission Control).Quá trìng
này xử lý các tham số của kết nối được thiết lập theo các yêu cầu của khách
hàng.Ngoài ra còn có quá trình xử lý khác là điều khiển tham số khách hành (UPC-
User Parameter Control) dùng để giám sát kết nối và đưa ra các xử lý nếu như các kết
nối có xu hướng vượt quá giới hạn của các tham số đã được chấp nhận
2.11.2 Tế bào ATM
Như đã nói ở trên ATM sử dụng các tế bào có kích thước cố đònh gồm 53 bytes
trong đó có 5 bytes tiêu đề và 48 bytes dữ liệu với cấu trúc như sau:
5 bytes 48 bytes
Ta sẽ phân tích 2 vấn đề đặt ra đối với việcchọn tế bào ATM là:
+ Tại sao lại chọn kích thước cell cố đònh mà không chọn kích thước cell thay
đổi.
+ Tại sao chọn kích thước cell là 53 bytes.
a) Vấn đề chọn kích thước cell cố đònh :
Trước hết việc sữ dụng kích thước cell cố đònh để đảm bảo được các yếu tố hiệu
suất,độ trễ kênh truyền và đô phức tạp của chuyển mạch.
Hiệu suất kênh truyền được tính theo công thức η= L/( L+H),trong đó L là số
byte thông tin, H là số byte header. Ta thấy rằng H càng nhỏ so với L thì hiệu suất
càng lớn. Trong khi đó header của cell có độ kích thước đònh thường ngắn hơn header
của cell có kích thước thay đổi vì không cần mang thông tin về đô dài và cờ báo hiệu
bắt đầu và kết thúc của vùng dữ liệu.
Gói có kích thước thay đồi chỉ có ưu thế hơn gói có kích thước cố đònh trong
trường hợp khối dữ liệu cần truyềàn đi có kích thước lớn. Điều này thích hợp vói các
ứng dụng mà dữ liệu cần truyền là các file lớn. Ngược lại nếu các file cần truyền đi
không lớn dùng gói có độ dài thay đổi sẽ bắt lợi vì phải trèn thêm các byte đệm

Ở đây vấn đề đặt ra là chọn tế bào có kích thước bao nhiêu là hợp lý. Việc chọn
kích thước phải đảm bảo sao cho hiệu suất kênh truyền cao, độ trễ nhỏ chấp nhận
được cho truyền thoại,tối thiểu hóa số bit truyền lại trong trường hợp xãy ra lỗi và
tương thich với các hệ thống truyền dẫn sẵn có.
Với kích thước cell là 53 bytes gồm 5bytes header và 48 bytes dữ liệu thì hiệu
suất kênh truyền được xác đònh như sau:
η = L/(L+H) = 48/(48+5) = 90,57 %
Hiệu suất đạt trên 90 % được xem là cao tuy chưa phải là rất hiệu quả.Nhưng vói
các hệ thống truyền dẫn có băng thông hầu như vô hạn hiện nay và trong tương lai thì
xấp xỉ 10 % cho phần header không con là điều quan trọng.
Độ trễ được tính bằng thời gian tạo gói từ một kênh dữ liệu tốc độ 64 Kbit/s
tương đương với một kênh thoại thông thường, nếu kích thước cell được chọn là 53
bytes với 48 bytes dữ liệu thì thời gian tạo gói là:
(48 x 8 bit)/(64 x 10
3
bit/s) = 6x10
-3
s = 6 ms
Như vậy một vòng hồi tiếp từ đầu cuối đến đầu cuối sẽ đi qua hai lần tạo gói
tạo ra độ trễ tổng cộng là 12 ms, ở đây chưa kể đến các thành phần trễ khác như : trễ
đường truyền và trễ xữ lý…Đây là độ trễ có thể chấp nhận được đối với dòch vụ thoại
mà không cần các bộ triệt tiếng dội vì theo ITU-T I.161 thì nếu độ trễ của một vòng
hồi tiếp vượt quá 25 ms thì phải dùng bộ triêt tiếng dội.
Tóm lại kích thước tế bào là 53 bytes được chọn là sự quân bình giữa hai yêu cầu
về độ trễ và hiệu xuất băng thông.
2.1.1.3 Các khái niệm:
2.1.1.3.1 UNI và NNI:
a) NNI (Network-Network Interface): là giao diện giữa các nút mạng trong
mạng ATM và giữa các
mạng khác với mạng ATM.

Có thể mô tả nguyên lý chuyển mạch VP và VC như hình trang bên.
2.1.1.3.4 Kết nối kênh ảo, kết nối đường ảo:
a) Kết nối kênh ảo (VCC_ VC Connection): là một chuỗi liên tiếp các VCL nối
giữa hai điểm mà tại đó có thề truy xuất vào lớp ATM (AAL) dòng tế bào trong VCC
là dòng tế bào một chiều, do vậy một cuộc gọi sẽ phải bao gồm hai VCC hoạt động
theo hai chiều ngược nhau.
b) Kết nối đường ảo (VPC_ VP Connection): là sự kết nối các VCL kết thúc
bằng một điểm mà tại đó giá trò VCI được hình thành, thông dòch hoặc bò loại bỏ.
SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 6 GVHD: NGÔ THẾ ANH
KÊNH VẬT LÝ
VP
VP
VP
VP
VP
VP
VC
VC
VC
VC
VC
VC
ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM
2.1.1.3.5 Các loại tế bào ATM:
Thuật ngữ tế bào chỉ được sữ dụng tại lớp vật lý và lớp ATM. Có các loại tế bào
sau đây:
a) Tế bào tại lớp vật lý:
+ Tế bào trống (Idle Cell): lá tế bào do lớp vat lý chèn vào hoặc tách ra từ dòng
tế bào của lớp ATM để phù hợp với tốc độ vật lý của môi trường truyền dẫn.
+ Tế bào hợp lệ (Valid Cell) : là tế bào có phần mào đầu không có lỗi hoặc

VCI2
VCI1
VCI2
VCI1
VCI2
VCI1
VCI2
Chuyển mạch
VP
VPI2 VPI3
VPI4
Chuyển mạch
VP
ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM
+ Tế bào không chỉ đònh (Unassigned Cell): là tế bào không mang thông tin dòch
vụ của lớp ATM . Tế bào này được đưa xuống lớp vật lý khi lớp ATM không có dữ
liệu truyền.
Như vậy ta thấy có sự trùng lắp về chức năng giữa tế bào trống và tế bào không
chỉ đònh.Cả hai loại tế bào này đều được dùng để phối hợp tốc độ giữa dòng tế bào và
kênh truyền dẫn khi không có dữ liệu ATM. ITU_T trong khuyến nghò I.321 đặt chức
năng phồi hợp tốc độ ở lớp vật lý và dùng tế bào trống. Trong khi đó ATM Forum lại
đặt chức nang này tại lớp ATM và dùng tế bào không chỉ đònh. Đây là một trong
những điểm không tương thích mức thấp giữa hai hai thống chuẩn hóa.
2.1.2 Mô hình giao thức chuẩn cho ATM:
Việc xây dựng mô hình giao thức chuẩn cho B-ISDN nói chung và ATM nói
riêng dựa theo mô hình bảy lớp OSI. Cấu trúc của nó như hình sau:

Mô hình giao thức chuẩn cho ATM
Ở đây mô hình sữ dụng khái niệm của các mặt phẳng để thể hiện các nhóm yêu
cầu cần đề cập tới,bao gồm ba loại mặt phẳng:

tuyến và tách/ghép kênh. Lớp ALL thực hiện các chức năng phụ thuộc dòch vụ, đồng
thời thực hiện sự liên kết lớp ALL với lớp bậc cao. Lớp bậc cao bao gồm các chức
năng không có ở các lớp phía dưới.
Lớp ATM và lớp vật lý lại được chia thành các lớp phụ, với các chức năng được
tóm tắt trong bảng chức năng các lớp sau:
Tiếp theo sẽ giải thích cụ thể chức năng của các lớp.
2.1.2.1 Lớp ATM:
Các chức năng của lớp ATM liên quan chặt chẽ đến các trường điều khiển trong
phần tiêu đề của các tế bào ATM. Do vậy trước hết ta đề cập đến cấu trúc của tế bào
ATM.
Ta đã biết rằng tế bào ATM có kích thước nhỏ, chiều dài cố đònh gồm 53 bytes
trong đó 48 bytes dữ liệu và 5bytes tiêu đề. Kích thước nhỏ có tác dụng giảm thời gian
SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 9 GVHD: NGÔ THẾ ANH
ATM
VẬT LÝ
TC
PM
SAR
LỚP PHÂN LỚP CHỨC NĂNG
LỚP BẬC CAO
CS
AAL
Mô tả thuộc tính dòch vụ
Phân tách và tổ hợp tế bào
Điều khiển luồng chung(GFC)
Tạo & tách Header
Thông dòch giá trò VPI/VCI
Ghép và tách tế bào
Các chức năng lớp bậc cao
Phối hợp tốc độ

VPI VCI
VCI
VCI PT CLP
HEC
Bit 8
Bit 1
Byte 1
Byte 5
VPI VCI
VCI
VCI PT CLP
HEC
VPI
Bit 8 Bit 1
Byte 1
Byte 5
CẤU TRÚC HEADER TẠI UNI CẤU TRÚC HEADER TẠI NNI
000 Thông tin của người sử dụng,EFCI= 0,AAL5= 0
001 Thông tin của người sử dụng,EFCI= 0,AAL5= 1
010 Thông tin của người sử dụng,EFCI= 1,AAL5= 0
011 Thông tin của người sử dụng,EFCI= 1,AAL5= 1
100 Thông tin OAM trên từng đoạn
101 Thông tin OAM đầu cuối-đầu cuối
110 Tế bào cấp phát tài nguyên.
111 Dành riêng
Giá trò PT Ý nghóa
ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM
+ CLP_Cell Loss Priosity: ưu tiên tổn thất tế bào gồm 1 bit. Các tế bào có CLP=0
có mức ưu tiên cao và CLP=1 có mức ưu tiên thấp hơn. Các tế bào có CLP=1 sẽ bò
loại bỏ khi tắc nghẽn trong mạng.

giá trò điều khiển lỗi mào đầu (HEC) được tính toán và chèn vào ở lớp vật lý. Mào
đầu kết hợp với trường thông tin tạo thành tế bào ATM. Tại phía thu, chức năng tách
SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 11 GVHD: NGÔ THẾ ANH
Đầu vào Đầu ra
Cổng VPI VCI

N a b

Thông ti n đònh tuyến
Cổng VPI VCI
M x y
Cổng ra M
Cổng vào N
VPIa, VCIb
VPIx, VCIy
ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM
mào đầu được thực hiện để tách phần mào đầu tế bào ra khỏi tế bào ATM và gửi
trường thông tin của tế bào cho lớp AAL.
+ Điều khiển luồng chung (GFC): chức năng điều khiển luồng chung chỉ có tại
giao diện người sử dụng và mạng (UNI) nó phục vụ việc điều khiển luồng tín hiệu từ
người sử dụng vào mạng. Chức năng này cho phép khách hàng có thể tham gia vào
việc điều khiển lưu lượng tùy thuộc vào các loại chất lượng dòch vụ (QOS) khác nhau
theo hướng từ người sử dụng về phía mạng nhưng không tham gia được theo hướng
ngược lại. Thông tin GFC không được truyền tải qua tất cả các thành phần mạng. Đối
với mạng riêng của người sử dụng, GFC có thể được dùng để phân chia dung lượng
giữa các thiết bò đầu cuối và đã được áp dụng trong các mạng LAN sử dụng công nghệ
ATM.
2.1.2.2 Lớp vật lý:
Lớp vật lý chia thành hai lớp TC (Transmission Convergence)- phân lơp hội tụ
truyền dẫn, PM (Physical Medium)-phân lớp môi trường vật lý.

truyền, TC sẽ chèn vào các tế bào trống để giữ cho tốc độ luồng tế bào luôn tương
ứng với tốc độ truyền dẫn. Ở phía thu các tế bào trống sẽ được tách bỏ. Các tế bào
trống có phần header là cố đònh (các bit VPI, VCI và PT bằng 0, CLP=1), còn vùng
thông tin chứa chuỗi 01101010 liên tục.
+ Đồng bộ tế bào (cell delineation): chức năng này được thực hiện trên trường
HEC dùng để phân biệt ranh giới của các tế bào (đồng bộ tế bào) dựa vào quy luật mã
hóa của trường CRC. Quy trình đồng bộ như sau:
Ngay sau khởi tạo, phía thu ở trạng thái HUNT. Ở trạng thái này dòng tế bào sẽ
được kiểm tra từng bit để tìm mã HEC đúng. Sau khi phát hiện được mã HEC đúng
phía thu sẽ chuyển sang trạng thái PRESYNCH, tại đây giá trò HEC được kiểm tra
theo từng cell. Nếu phát hiện được liên tiếp a tế bào đúng thì qúa trìng chuyển sanh
trạng thái đồng bộ và xem như đã đồng bộ. Nếu không tìm được a tế bào liên tục đúng
thì quay về trạng thái HUNT và tiến hành tìm lại. Sau khi đã tìm được đồng bộ nếu
phát hiện liên tiếp b tế bào có HEC sai thì được xem là mất đồng bộ và phải quay về
trạng thái HUNT để đồng bộ lại.
Thông thường a được chọn là 6 và b được chọn là 7. Trên thực tế, với a=6 và giao
tiếp ở tố độ 155 Mbit/s hệ thống sẽ ở trạng thái SYNCH trên một năm ngay cả khi
BER=10
-4
và chất lượng đường truyền ở mức lỗi như trên thì hệ thống cần khoảng 10
tế bào (cỡ 28 µs) để đồng bộ lại.
+ Kiểm tra lỗi tiêu đề: chức năng này có nhiệm vụ kiểm tra lỗi cho 4 byte đầu
của header dùng mã CRC. Cơ chế sửa lỗi header được trình bày như hình trang bên.
SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 13 GVHD: NGÔ THẾ ANH
Tiền đồng
bộ(PRESY
NCH)
Tìm kiếm
(HUNT)
Đồng bộ

liệu tương ứng với các dòch vụ truyền trên CS.
Các chức năng của AAL phụ thuộc vào các yêu cầu của lớp bậc cao. Lớp tương
thích ATM sử dụng nhiều loại giao thức để thỏa mãn nhu cầu về nhiều loại hình dòch
vụ khác nhau của khách hàng sử dụng ATM, do đó AAL có tính chất phụ thuộc dòch
vụ. Phân loại dòch vụ viễn thông và trên cơ sở đó phân loại giao thức của AAL được
thực hiện trên ba tham số là: quan hệ thời gian giữa nguồn và đích thông tin, tốc độ
truyền và phương thức kết nối.
Trên cơ sở ba tham số trên, các dòch vụ viễn thông được phân ra làm 4 loại kí hiệu
từ A đến D. Các loại dòch vụ và giao thức AAL tương ứng được mô tả trong bảng trang
bên.
SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 14 GVHD: NGÔ THẾ ANH
Phát hi ện l ỗi
(loại bỏ cell )
Sửa
lỗi
Phát
hiện
lỗi
Phát hiện lỗi nhóm
(loại bỏ cell)
Không phát hiện l ỗi
(không xử lý)
Phát hi ện lỗi đơn
(sửa lỗi )
Không phát
hiện lỗi
(không xử lý)
ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM
2.1.2.3.2 Phân loại:
a) AAL 1:

Yêu cầu Không yêu cầu
Tốc độ Cố đònh Biến đổi
Kiểu kết nối Có li ên kết
Không có
liênkết
Loại AAL AAL1 AAL2 AAL3/4
AAL3/4
AAL5
ATM header CSI SC CRC P SAR-PD Payload
4 7 byt es
SN
SNP
1 bit 3 bit
3 bit 1bit
SAR-PDU header
ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM
b) AAL 2:
AAL2 dùng cho các dòch vụ loại B, có tốc độ bit thay đổi (VBR_ Varible Bit
Rate), có yêu cầu đồng bộ giữa phía phát và phía thu ví dụ Audio và Video tốc độ cao,
nén MPEG 2. Chức năng của AAL2 là xử lý biến động trễ, phát hiện và xử lý PDU
mất hoặc chèn sai.
Do tính chất chùm của dữ liệu VBR nên thông tin có thể không lấp đầy trong tế
bào nên SAR phải xác đònh lượng dữ liệu thật sự trong tế bào bằng cách sử dụng
trường chỉ thò chiều dài (LI_Length Indicator).
SAR-PDU của AAL2 chứa thông tin điều khiển ở header và trailer. Header gồm LI
và CRC với cấu trúc như sau:
IT_ Information Type
CRC _ Cyclic Rebundancy Check
Chức năng của SN và CRC cũng giống như đối AAL1, LI chỉ thò phần tế bào được
lấp đầy, IT dùng để phân biệt loại hình dòch vụ ( video, audio or thoại ), tuy nhiên kích

dài PDU. Vùng này dài 2 byte điều này giải thích tại sao kích thước tối đa của PDU là
2
16
-1 = 65635 bytes.
-AL_ Alignment: là 1 byte chèn thêm cho phần trailer đủ 4 bytes.
-Etag_Ending tag: cho biết bắt đầu của trailer.
-Length: cho biết chiều dài thực sự của vùng thông tin trong CPCS-PDU, cho
phép phía thu tách bỏ phần thông tin chèn.
Chức năng của CPCS gồm: đảm bảo thứ tự của các khối số liệu của giao thức
CPCS-PDU, phát hiện và xử lý lỗi, xác đònh kích thước bộ đệm và chức năng loại bỏ.
+ Cấu trúc SAR-PDU: SAR-PDU bao gồm 44 bytes dữ liệu và 4 bytes thông tin
điều khiển chia thành hai phần header và trailer với cấu trúc như sau:
Trong đó:
- ST_ Segnment Type: cho biết loại đoạn (segnment) chứa trong PDU. Nội
dung trong ST mô tả trong bảng sau :
- SN – Sequence Number: cho biết số thứ tự của PDU gửi. Tại đầu thu nếu
nhận được PDU sai thứ tự sẽ bò loại bỏ.
- MID – Message Indicator: dùng để tái hợp lưu lượng trên kết nối, cho phép
tối đa 1024 CPCS-PDU khác nhau trên cùng một VCC của ATM.
- LI – Length Indicator : Cho biết kích thước dữ liệu trong vùng Payload
của SAR-PDU. Giá trò này là 44 trong PDU loại BOM or COM và có thể hơn trong các
SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 17 GVHD: NGÔ THẾ ANH
AT M header ST SN MI D SAR-PDU Payload LI CRC
SAR-PDU
Header T railer
2bit
4 bit 10bit 4 4 byt e
6bit
Loại đoạn
BOM

SAR ALL3/4 có các chức năng như: nhận dạng SAR PDU được truyền, phát hiện
và xử lý lỗi bit.
-Nhận dạng SAR PDU được truyền sử dụng trường ST và LI.
- Phát hiện và xử lý lỗi bit : lỗi được phát hiện bởi CRC-10 và PDU lỗi sẽ bò loại
bỏ.
- Bảo toàn thứ tự SAR PDU: dùng trường SN để giám sát thứ tự của SAR PDU
trên một kết nối CPCS.
- Ghép và tách kết nối: ghép nhiều kết nối CPCS trên cùng 1 kết nối ATM sử dụng
trường MID
d) AAL5: AAL5 hỗ trợ cho các dòch vụ có tốc độ bit thay đổi (VBR), có kết nối
or không có kết nối. Mục đích của AAL 5 là cung cấp phương tiện truyền dẫn cho các
nghi thứ c lớp cao đặc biệt là báo hiệu trên B-ISDN và liên kết LAN-LAN.
AAL5 thực hiện dựa trên cơ sở đơn giản hóa chức năng của AAL3/4 (thông tin
người sử dụng có chiều dài từ 1 đến 65535 byte được chèn ). Trong AAL5, CPCS-PDU
Payload được chia thành từng đoạn 48 byte và được đưa thẳng vào vùng Payload của
tế bào ATM.
Khác với AAL3/4, AAL5 chỉ cho phép thiết lập kết nối điểm điểm. Bit cuối
cùng của trường PT trong ATM cell header sẽ cho biết tế bào cuối cùng của CS-
PDU.
°Lớp con CS: CPCS có các chức năng như: bảo đảm thứ tự thông tin của user,
cung cấp chỉ thò user- user CPCS phát hiện và sửa lỗi, chức năng loại bỏ và đệm.
CPCS-PDU bao gồm vùng thông tin, vùng chèn và vùng trailer với cấu trúc như sau:
Trong đó:
+ Vùng chèn (Pad) có độ dài thay đổi từ 0 đến 47 byte, mục đích của việc chèn
này là để đảm bảo cho CPCS-PDU có chiều dài là bội của 48 byte.
+ UUI–User to User Information dùng để truyền tải thông tin thông suốt giữa các
khách hàng đầu cuối qua mạng ATM.
SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 18 GVHD: NGÔ THẾ ANH
CPCS-PDU Payload PAD UU CPI Lengt h
1byt e 1byt e 2byt e0-4 7 byt e1-65535byt es

5
+x
4
+x
2
+x+1
+ Lớp con SAR: bao gồm các chức năng sau:
- Nhận dạng SAR-PDU dựa vào bit cuối cùng của PT trong ATM header,
PT=0:EOM, PT=1:BOM or COM
- Xử lý tắc nghẽn: chuyển thông báo tắc nghẽn từ lớp ATM lên lớp con
CS.
- Duy trì thứ tự SAR-PDU: SAR-PDU có nội dung hoàn toàn giống
Payload của tế bào ATM nghóa là không có thông tin điều khiển SAR. Cấu trúc của
nó như sau:
2.2 Mạng ATM:
2.2.1 Cấu trúc mạng viễn thông ATM:
Thành phần quan trọng để cấu thành nên mạng ATM là chuyển mạch ATM.
Chuyển mạch ATM gồm các loại sau:
+ Chuyển mạch ATM dùng trên mạng sương sống: là loại chuyển mạch có
dung lượng lớn nhất trên mạng. Hiện nay tất cả các hãng đều đưa ra thò trường loại
có dung lượng từ 10 đến 160 Gbit/s.
+ Chuyển mạch ATM có thể sử dụng trên cả mạng xương sống và mạng truy
nhập.
+Chuyển mach ATM dùng cho mạng truy nhập: thông thường là loại có dung
lượng nhỏ nhất trên mạng.
Ngoài ra còn có thiết bò quản lý mạng OAM. Nhiều tập đoàn viễn thông sản xuất
thiết bò OAM riêng biệt với chuyển mạch ATM, nhưng cũng có tập đoàn như
SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 19 GVHD: NGÔ THẾ ANH
AT M header SAR-PDU Payload
5 byt es

Mạng truy nhập
Quản l ý mạng
(
OAM
)
Hảng
Chủng loại
ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM
NORTEL thì lại để bộ phận quản lý mạng nằm trong chuyển mạch ATM. Các chủng
loại thiết bò này có thể tham khảo bảng trang 19.
Sau đây ta tìm hiểu về họ tổng đài ATM của NEC và sử dụng nó để xây dựng cấu
trúc mạng viễn thông ATM.
+ Tổng đài ATOMNET-M20: là tổng đài dung lượng chuyển mạch lớn có kích
thước chuẩn 1800x880x880mm. Dung lượng chuyển mạch nhỏ nhất 10Gbit/s, lớn nhất
là 40 or160 Gbit/s. Dùng làm tổng đài xương sống của mạng ATM công cộng.
+ Tổng đài ATOMNET–M7: là tổng đài chuyển mạch cỡ trung bình, kích thước
dạng tủ 550x435x450mm. Dung lượng lớn nhất 10Gbit/s nhỏ nhất là 5Gbit/s. Loại này
dùng làm tổng đài xương sống trong mạng dùng riêng.
SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 20 GVHD: NGÔ THẾ ANH
ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM
+ Tổng đài ATOMIS-5E: có dung lượng chuyển mạch nhỏ nhất trong họ ATM.
Loại này có kích thước 435x165x420mm dạng hộp để bàn và được dùng làm thành
phần của thiết bò nhóm.
+ Thiết bò quản lý mạng ATONET-NMS: bao gồm hai server đấu song song và
một máy chủ WS. Hệ thống này đấu vào mạng ATM qua Router.
Mạng viễn thông ATM sử dụng các chuyển mạch ATM để cung cấp các dòch vụ B-
ISON gồm 2 loại mạng: mạng công cộng và mạng dùng riêng. Trên cơ sở tổng đài
ATM của NEC ta có cấu trúc mạng viễn thông ATM như hình trang 20.
Mạng công cộng (Public network): gồm mạng xương sống (Backbone network)
và mạng truy nhập ( Access Neetwork). Trong mạng công cộng sử dụng hai chủng loại

PC
NIC
NIC
AT M NNI AT M NNI
AT M UNI AT M UNI CE
CE
P- NNI
AT M UNI
B-ICI: Giao diện mạng băng rộng (Broadband Inter Carrier Interface)
NNI: Giao diện mạng-mạng (Network-Network Interface)
UNI: Giao diện người dùng-mạng (User-Network Interface)
NIC: Card giao diện mạng (Network Interface Card)
CE: Giao diện mô phỏng phi ATM (Circuit Emulation)
P-NNI: NNI riêng (Private-NNI)
TỚI HỆ THỐNG
KHÁC
ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM
mạch xương sống dùng ATOMNET-M20 còn chuyển mạch truy nhập dùng
ATOMNET-M7.
Trong mạng công cộng còn có hệ thống quản lý mạng ATOMNET- NMS.
Mạng dùng riêng (Privite Network): Trong mạng dùng riêng cũng có mạng
xương sống tương tự như ở mạng công cộng và thiết bò nhóm tương ứng với mạng truy
nhập ở mạng công cộng. Trong mạng này cũng sử dụng hai loại chuyển mạch ATM.
Chuyển mạch xương sống dùng ATOMNET-M7 là loại có dung lượng trung bình và
có khả năng cung cấp nhiều loại giao diện bao gồm cả giao diện với analog, giao diện
với phi ATM (non-ATM inerface). Loại chuyển mạch này thích hợp với mạng dùng
riêng. Chuyển mạch dùng cho thiết bò nhóm dùng loại ATOMIS-5. Tính năng của loại
chuyển mạch ATM này rất thích hợp cho việc cung cấp các dich vụ B-ISDN.
Các giao diện trong viễn thông ATM:
+ B-ICI (Broadband Inter CarrierInterface) giao diện mạng băng rộng.

+ Xác đònh hư hỏng or sự cố: các chức năng không phù hợp or được dự báo bò
sai sẽ được phát hiện nhờ việc kiểm tra đònh kỳ or thường xuyên. Kết quả là đưa ra
các thông tin về bảo dưỡng or thiết lập các hình thức cảnh báo khác nhau.
+ Bảo an hệ thống: để làm giảm ảnh hưởng của các phần tử được quản lý, khi
bò hư hỏng cần phải cô lập phần tử này hay chuyển đổi sang các phần tử khác. Kết
quả là phần tử bò sự cố sẽ bò loại ra khỏi quá trìngh khai thác.
+ Các thông tin về sự cố và tính năng của hệ thống: các thông tin được chuyển
đến các phần tử quản lý mạng và chỉ thò cảnh báo sẽ được chuyển đến mảng quản lý
khác. Các thông tin này phải được đưa vào trong các báo cáo về tìng trạng của hệ
thống.
+ Xác đòngh sự cố: các thông số đo thử nội bộ or ở bên ngoài sẽ phối hợp kiểm
tra phần tử bò sự cố nếu chưa có sự có đủ thông tin về sự cố.
Các chức năng quản lý mạng như quản lý sự cố, quản lý việc thanh toán và quản lý
bào an mạng phải được dựa trên các yếu tố đặc trưng nhất của ATM. Tuy nhiên ảng
hưởng quan trọng nhất của ATM lại là trong lónh vực quản lý cấu trúc và tên
( configuration and name manegement ) và quản lý khai thác tính năng của hệ thống,
đây cũng chính là hai lónh vực sẽ xem xét dưới đây :
a) Điều hành cấu trúc và tên:
Một hệ thống quản lý mạng cần phải biết về cấu trúc mạng và các phần tử
của nó về khả năng thay đổi cấu trúc mạng đối với các mục đích đặc biệt và các
đặc tính khai thác của mạng. Từng phần tử mạng cần phải được xác đònh một cách
duy nhất bằng tên của nó.
+ Điều hành cấu trúc và tên tại các lớp phần tử mạng: các phần tử mạng có tính
phức tạp như tổng đài ATM có thể được thay đổi cấu trúc đối với những mục đích đặc
biệt. Để quản lý những phần tử này của mạng cần phải biết rõ khả năng thay đổi cấu
trúc đối với tất cả các tài nguyên của các phần tử mạng. Các nhu cầu cụ thể sẽ là
việc điều hành cấu trúc và tên đối với các thông số điều khiển chấp nhận kết nối
(CAC), điều khiển tham số sử dụng (UPC) và điều khiển tham số mạng (NPC).
+ Điều hành cấu trúc và tên tại lớp mạng: việc quản lý cấu trúc và tên tại lớp
mạng sẽ xác đònh, thay đổi giám sát và điều khiển các tài nguyên và các dữ liệu cần

or quá trình xử lý quản lý có trách nhiệm đưa ra các phương thức hiệu chỉnh phù hợp
để cải thiện đặc tính hệ thống.
Quản lý các đặc tính khai thác mạng thực hiện các chức năng sau:
+ Chức nănh giám sát lưu lượng: Sự quá tải or hiện tượng dồn ứ lưu lượng trong
mạng ATM có thể được phát hiện nhờ việc xác đònh lưu lượng của các kênh thông
tin ATM thông qua việc đo lưu lượng chiều đi, chiều đến or cả hai.
+ Chức năng giám sát thời gian đáp ứng: thời gian đáp ứng được sử dụng để
đánh giá chất lượng và hiệu quả của mạng ATM. Ngưỡng của thời gian đáp ứng (giá
trò trung bình or kém nhất) được dùng để xác đònh độ suy giảm hoạt động của hệ
thống và đưa ra các thông báo cảnh báo. Theo quan điểm của khách hàng thời gian
đáp ứng có thể được xác đònh bằng thời gian trễ giữa thời điểm có yêu cầu và thời
điểm nhận được trả lời tương ứng. Thời gian đáp ứng ví dụ như thời gian trễ thiết lập
kết nối, giải phóng kết nối và thời gian trễ chuyển tiếp có thể được xác đònh đối với
từng loại lưu lượng mạng or đối với từng dạng kết nối khác nhau.
+ Các chức năng phân tích thống kê: các tham số thống kê liên quan mật thiết
đến khả năng hoạt động của mạng như khả năng sử dụng, tính sẵn sàng, tỷ lệ lỗi bit
nội tại và xác suất sai hỏng được cung cấp dưới dạng thông tin tổng kết thông qua các
kết quả giám sát đặc tính khai thác của hệ thống or thông qua các hồ sơ về quản lý
đặc tính khai thác của hệ thống.
+ Điều khiển hoạt động đối với CAC: các chức năng CAC là một phần của việc
điều khiển cuộc gọi và đònh tuyến. Có một phần nhỏ được cung cấp từ việc quản lý
mạng đó là:cung cấp dữ liệu về lưu lượng và dữ liệu về đặc tính khai thác mạng.Các
dữ liệu có thể ở dạng các tham số điều khiển dùng cho điều khiển chấp nhận kết
SVTH: LÊ THÀNH CƯƠNG 24 GVHD: NGÔ THẾ ANH
ĐATN Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM
nối (CAC) .Thuật toán để tính toán các tham số này và các thuật toán mà CAC sử
dụng để đánh giá các tham số phải do phần điều khiển lưu lượng cung cấp. Các xử
lý của CAC là thuộc chức năng của mảng điều khiển vì sau khi việc kết nối được chấp
nhận kết nối phải được gán với đường ảo. Việc thay đổi các bảng đònh tuyến or các
thông tin về đònh tuyến có thể được thực hiện bởi quản lý mạng, quản lý đặc tính