Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9
Tiểu Luận
Giới thiệu công nghệ
chuyển mạch gói
băng rộng ATM
1
Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9
Mục Lục
Mục Lục 2
CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI BĂNG RỘNG – ATM 3
Giới thiệu khái quát về ATM: 3
Giới thiệu: 3
Sự ra đời của hệ thống viễn thông mới B-ISDN: 4
Khái niệm cơ bản về ATM: 5
Tính trong suốt của hệ thống: 6
Cấu trúc phân lớp trong mạng ATM: 6
2.1- Cấu trúc tế bào ATM: 6
2.2- Các loại tế bào ATM: 10
2.4- Lớp vật lý: 13
2.5- Lớp ATM: 14
2.6- Lớp thích ứng ATM (AAL): 18
2
Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9
CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI BĂNG RỘNG – ATM
Giới thiệu khái quát về ATM:
Giới thiệu:
Hiện nay, các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách
riêng rẽ, ứng với mỗi loại hình dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn
thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó như:
- Mạng Telex: Có thể thu phát tín tức trong phạm vi toàn cầu. Dùng để
gửi các bức điện dưới dạng các ký tự đã được mã hóa bằng mã 5 bit. Tốc độ truyền rất

dụng.
3
Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9
Sự ra đời của hệ thống viễn thông mới B-ISDN:
• ISDN là gì?
- ISDN (Intergated Services Digital Network – Mạng số tích hợp dịch vụ)
là tập các giao thức nhằm kết hợp mạng điện thoại số và dịch vụ truyền dữ liệu. Nói
một cách khác, mạng ISDN cho phép tất cả các thông tin thoại (phone), số liệu (data)
và hình ảnh (video) có thể truyền qua một đường dây thuê bao (subscriber line) với
tốc độ cao và chất lượng tốt.
- Mục tiêu của ISDN là nhằm tạo ra một mạng diện rộng có cung cấp khả
năng kết nối điểm-điểm trong môi trường số. Điều này thực hiện được bằng cách tích
hợp thành một tất cả các dịch vụ truyền riêng biệt mà không cần thêm kết nối hay
đường dây thuê bao mới.
• Mạng số tích hợp dịch vụ băng rộng B – ISDN (Broadband Integrated
Services Digital NetWork):
Xu hướng các dịch vụ ngày nay và trong tương lai gần là các yêu cầu dịch vụ
băng rộng đang tăng lên
- Các dịch vụ phục vụ cho các thuê bao gia đình: Các dịch vụ quan trọng
cho các thuê bao gia đình là những dịch vụ truyền hình cáp, truyền hình số chuẩn
SDTV (Standard Digital TV) hay là dịch vụ truyền hình độ phân giải cao HDTV
(High Definition TV). Một ứng dụng quan trọng nữa là dịch vụ điện thoại truyền hình
trong đó các hình ảnh chất lượng cao được truyền đi ở tốc độ từ 2 tới 5 Mbit/s.
- Các dịch vụ phục vụ trong lĩnh vực kinh doanh và giao dịch: Các thuê
bao trong phạm vi công sở, văn phòng có những đặc điểm hoàn toàn khác so với các
thuê bao gia đình. Điểm chung duy nhất giữa hai lĩnh vực này là điện thoại truyền
hình. Tuy vậy, dịch vụ này cũng phải được mở rộng để tiến tới điện thoại hội nghị
truyền hình, sao cho người sử dụng có thể dùng dịch vụ điện thoại truyền hình để liên
lạc vài điểm cùng một lúc.
- Từ sự cần thiết phải tổ hợp các dịch vụ phụ thuộc lẫn nhau ở chuyển

Vì vậy, cuối cùng ITU – T quyết định chọn phương thức truyền ATM làm
mạng phục vụ cho các dịch vụ trong mạng băng rộng. Thật vậy mạng ATM có những
ưu điểm sau:
- Điều khiển được nhiều loại lưu thông khác nhau như: Dữ liệu, tiếng nói,
hình ảnh, Video, …
- Khả năng sử dụng đường truyền hiệu qủa: Cho phép truyền các ứng
dụng hình ảnh, dữ liệu, có tốc độ cố định, hoặc biến đổi theo thời gian hoặc ngắt
quãng.
- Dùng kỹ thuật chuyển mạch bằng phần cứng: Với chiều dài tế bào cố
định là 53 Bytes, ATM cho phép việc xử lý chuyển mạch bằng các phần cứng có tốc
độ rất nhanh, giảm thiểu thời gian chuyển mạch và tăng đáng kể tốc độ truyền.
- Cho khả năng thiết lập các nhóm kênh ảo: Nhóm kênh ảo được định
nghĩa bằng chỉ số nhận dạng ảo (VPI/VCI), Do vậy có thể tạo mới, thay đổi lưu lượng
hoặc lộ trình bằng cách điều khiển việc gán các nhãn địa chỉ tại các nút chuyển mạch.
Khả năng này cho phép việc quản lý và điều hành mạng năng động.
- Đặc tính truyền dẫn mềm dẻo: Cho phép hầu như không giới hạn về tốc
độ của mỗi kênh cũng như số lượng các kênh vì mỗi kênh thông tin được thiết lập
bằng chuỗi các tế bào ATM, số lượng các tế bào được truyền đi trong một đơn vị thời
gian là tự do, số lượng kênh trên một đường truyền phụ thuộc vào số các nhận dạng
logic nên tốc độ mỗi kênh thông tin luôn đạt đến mức tối đa có thể được.
- Có khả năng cung cấp băng thông theo yêu cầu, ATM là kỹ thuật hiệu
qủa cho việc xây dựng mạng: Người sử dụng có thể kết nối với mạng bằng cách dùng
những bộ thích ứng hỗ trợ băng thông tùy theo yêu cầu riêng của người sử dụng đó.
5
Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9
Tính trong suốt của hệ thống:
Để truyền thông tin một cách tin cậy, mạng phải đảm bảo 2 chỉ tiêu sau:
- Trong suốt về mặt nội dung
- Trong suốt về mặt thời gian
• Tính trong suốt về mặt nội dung

điều khiển luồng giữa các nút mạng do cơ cấu điều khiển cuộc gọi của nó. Vì vậy
6
Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9
chức năng cơ bản còn lại của phần tiêu đề trong tế bào ATM là nhận dạng cuộc nối
ảo.
Như đã xem xét để lựa chọn tế bào ATM thì tế bào ATM là tế bào cố định, có
53 Bytes: 5 Bytes tiêu đề và 48 Bytes dữ liệu.
ATM cell có cấu trúc giống nhau cho bất kỳ loại dịch vụ nào.
- Header: 5 Octet (5 bytes). Thông tin chứa trong Header giúp cho việc tìm
đường của các ATM cell qua mạng. Do mạng ATM hoạt động theo cách kết nối có
hướng nên các cell chỉ có thể luân chuyển qua các vùng mà các kết nối tồn tại. Lưu ý:
Các cell Header không dùng để khởi tạo bắt tay trong các kết nối.
- Payload: 48 Octet(48 bytes). Chứa Data của người sử dụng, và các tín hiệu
điều khiển tương ứng. Sau khi phát xong các cell, bên phần thu sẽ tổ chức lại các
luồng Data, gói Data cho giống như ban đầu.
Phần tiêu đề của tế bào ATM có hai dạng: Một dạng là các tế bào được truyền
trên giao diện giữa người sử dụng và mạng UNI, dạng còn lại là các tế bào được
truyền giữa các nút chuyển mạch NNI.
8 7 6 5 4 3 2 1 Bit
VPI 1 Octet
VPI VCI 2
VCI 3
VCI PT CLP 4
HEC 5
Phần dữ liệu (48 octet) …
Cấu trúc tế bào ATM tại giao diện NNI
8 7 6 5 4 3 2 1 Bit
GFC VPI 1 Octet
7
Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9

Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9
việc chọn đường trên các chặng này được dễ dàng hơn. Do số VPI và VCI quá nhỏ
nên chúng không thể đuợc sử dụng như 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, người 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 như 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.
- Trường kiểu tế bào PT (Payload Type):
PT là một trường gồm 3 bit có nhiệm vụ phân biệt các kiểu tế bào khác nhau
như: tế bào mang thông tin của người sử dụng, tế bào mang các thông tin về giám sát,
vận hành, bảo dưỡng (OAM).
Nếu bit đầu PT có giá trị = 0 thì đây là tế bào người sử dụng. Trong tế bào
người sử dụng, bit số 2 báo hiệu tắc nghẽn trong mạng và bit 3 có chức năng báo hiệu
cho lớp tương thích ATM là AAL.
Nếu bit đầu PT chó giá trị = 1 thì đây là tế bào báo mang các thông tin quản lý
mạng.
Cấu trúc trường PT trong tế bào mang thông tin OAM
Dạng bit Chức năng
100 Tế bào OAM lớp F5 liên quan tới liên kết
101 Tế bào OAM lớp F5 liên quan tới đầu cuối
110 Tế bào quản lý tài nguyên
111 Dành cho việc sử dụng trong tương lai
- Trường chỉ mức ưu tiên mất tế bào CPL (Cell Loss Priority):
CLP là trường dùng để phân loại các cuộc nối khác nhau theo mức độ ưu tiên
khi các tài nguyên trong mạng không còn là tối ưu nữa. Thí dụ trong trường hợp quá
tải, chỉ có các cuộc nối có mực độ ưu tiên thấp là bị mất thông tin. Có hai loại ưu tiên
khác nhau là ưu tiên về mặt nội dung và ưu tiên về mặt thời gian. Trong chế độ ưu tiên
về mặt thời gian, vài tế bào có thể có độ trễ trong mạng dài hơn các tế bào khác.
Trong chế độ ưu tiên về mặt nội dung, các tế bào có độ ưu tiên cao hơn sẽ có xác suất

nhau. Mỗi mạng đều có một logic điều khiển tương ứng dùng GFC cho các giao thức
truy nhập của riêng các mạng này. Do đó trong trường hợp này, GFC thực chất là một
bộ các giá trị chuẩn để định nghĩa mức độ ưu tiên của ATM đối với các quy luật truy
nhập vào các mạng khác nhau.
Việc buộc phải sử dụng trường điều khiển luồng chung GFC là một nhược
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 được lắp đặt vào bất kỳ
một nơi nào trong mạng. Trong khi đó trong ATM, ta phải chú ý xem thiết bị được lắp
đặt có thích hợp với giao diện đã cho hay không.
2.2- Các loại tế bào ATM:
- Idle cell (Tế bào rỗi hay tế bào trống): Đường truyền là dòng các cell liên tục
nối tiếp nhau. Nếu lớp ATM không gửi cell nào thì lớp vật lý sẽ chèn vào các cell
trống để có dòng cell liên tục.
- Valid cell (Tế bào hợp lệ): chứa giá trị hữu ích, hay cell lỗi nhưng đã được
sửa chữa.
- Invalid cell:cell lỗi nhưng không được sửa chữa. Lớp vật lý sẽ loại bỏ các cell
này.
10
Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9
- Assigned cell: Tế bào mang thông tin dịch vụ sử dụng cho các dịch vụ lớp
ATM
- Unassigned cell: Là các tế bào không mang thông tin dịch vụ, không được sử
dụng.
2.3- Mô hình tham chiếu B-ISDN:
Cấu trúc phân lớp logic được sử dụng trong ATM dựa trên mô hình tham chiếu
liên kết các hệ thống mở OSI. Tuy vậy mô hình ATM sử dụng khái niệm các lớp và
các mặt phẳng riêng rẽ cho từng chức năng riêng biệt như chức năng dành cho người
sử dụng, chức năng điều khiển, quản lý mạng. Khái niệm này được gọi là mô hình
tham chiếu giao thức B.ISDN (B.ISDN Protocol Reference Model hay B.ISDN -

nó là phát bit vật lý và tương thích với lớp ATM.
Mô hình các lớp của ATM so với mô hình OSI:
Application
Upper LayerPresentation
Session
Transport AAL
Network ATM
Layer
Data Link
Physical
Layer
Physical
Layer
• Lớp ATM có chức năng tương tự chức năng lớp Data Link và lớp
Network trong mô hình OSI.
• Lớp ATM Adaption Layer có chức năng tương tự chức năng lớp
Transport trong mô hình OSI.
• Lớp còn lại trong mô hình ATM có chức năng tương tự với các lớp còn
lại trong mô hình OSI (Session Layer, Presentation Layer, Application Layer).
12
Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9
2.4- Lớp vật lý:
Lớp vật lý có hai phần chính :
- Lớp con đường truyền vật lý PM (Physical Medium Sublayer): là một
phần của lớp vật lý có các chức năng phụ thuộc hoàn toàn vào môi trường truyền dẫn
vật lý cụ thể. Nó có chức năng sau:
• Phát / nhận bit.
• Truyền bit.
• Mã hóa đường dòng bit theo mã đường truyền.
• Chuyển đổi từ điện sang quang (nếu cần)

khung truyền có thể khác nhau tùy thuộc từng hệ thống truyền dẫn cụ thể.
Nhiệm vụ lớp vật lý là nhận ATM cell từ ATM layer và chuyển ATM cell từ
lớp vật lý lên ATM layer.
2.5- Lớp ATM:
Lớp ATM cung cấp tất cả các chức năng cho việc vận chuyển các ATM cell và
truyền chúng trong các hệ thống kết nối ATM. Lớp ATM sẽ gởi /nhận các payload từ
AAL. Bên cạnh đó,nó cũng gởi/nhận các cell từ lớp vật lý.
14
Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9
• Cấu trúc tế bào và mã hóa:
Tế bào ATM có 2 dạng header là UNI và NNI
- UNI (User Network Interface): một phần của cấu hình B-ISDN. Nó mô
tả giao tiếp giữa thiết bị đầu cuối B-ISDN và mạng.
- NNI (User Network Interface): một phần của cấu hình B-ISDN. Nó mô
tả giao tiếp giữa 2 ATM node.
• Chuyển mạch, hợp kênh và phân kênh tế bào ATM:
Có 2 loại kết nối ATM: VPC (Virtual Path Connection) và VCC
(VirtualChannel Connection).
- VPC:là vị trí giữa điểm đầu cuối với điểm kết nối kế tiếp hay giữa điểm kết
nối VC.
- VCC: Kết nối các thực thể trên lớp ATM
- VCI có thể được thay đổi trong VCC và VPI cũng có thể thay đổi giá trị trong
VPC.
- Trong cùng một hướng truyền các ATM cell từ nhiều nguồn VCC và VPC
được multiplex thành một luồng cell.
-Ở hướng thu, luồng ATM cell sẽ được demultiplex thành các cell riêng biệt
cung cấp cho các VCC,VPC.
15
Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9
-Với mỗi kết nối, các cell phải được nhận dạng rõ ràng.Nghĩa là trong ATM

• Segmentation and Reassembly sublayer (SAR).
18
Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9
- Chức năng chính của AAL là:
• SAR: Phân đoạn các PDU một cách thích hợp (48Bytes Payload) đưa
vào ATM cell và lấy thông tin trong Payload của ATM cell để khôi phục các PDU
hoàn chỉnh.
• CS: Phụ thuộc vào các loại dịch vụ, nó cung cấp các dịch vụ của lớp
AAL cho các lớp cao hơn thông qua điểm truy nhập dịch vụ.
Tính phụ thuộc các dịch vụ (Service dependence) của AAL là nguyên nhân để
phân loại các lớp và các loại dịch vụ tương ứng.
Nhóm A: Nó phục vụ cho các dịch vụ loại này thường là tiếng nói và tín hiệu
video có tốc độ không đổi.
Nhóm B: Nó phục vụ cho các dịch vụ của nó thường là tín hiệu Audio và
Video có tốc độ thay đổi.
Nhóm C:Nó phục vụ cho các dịch vụ truyền số liệu hướng liên kết và
báo hiệu.
19
Giới thiệu công nghệ chuyển mạch gói băng rộng ATM – Nhóm 9
Nhóm D: Được sử dụng cho các dịch vụ truyền số liệu không liên kết.
Dựa vào cách phân loại trên ITU – T
* Các Loại AAL:
1. AAL kiểu 1: Phục vụ cho các dịch vụ thuộc nhóm A, nó thu hoặc phát các
SDU (Service Data Unit) của lớp trên theo thời gian thực với tốc độ truyền không đổi.
Các chức năng cơ bản của ALL 1 bao gồm:
- Phân tách và tạo lại (SAR) thông tin của người sử dụng
- Xử lý trễ truyền và tạo tế bào
- Xử lý lỗi khi mất hoặc chèn nhầm tế bào
- Khôi phục đồng bộ ở đầu thu
- Phát hiện lỗi trong trường thông tin điều khiển tế bào và khôi phục lại cấu