CT 2

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Phương pháp truyền dẫn không đồng bộ
(ATM) là một chìa khoá công nghệ cho việc
tích hợp đa dịch vụ trong các mạng tốc độ
cao. Diễn đàn ATM đã định ra các loại dịch
vụ liên quan tới việc quản lý lưu lượng trong
mạng ATM. Các loại dịch vụ này có thể chia
tổng quát thành hai loại cơ bản: dịch vụ bảo
đảm và dịch vụ nỗ lực tốt nhất tuỳ thuộc vào
cách chúng yêu cầu sự thực hiện đảm bảo từ
mạng. Các ứng dụng của dịch vụ bảo đảm
điển hình gồm có âm thanh hội nghị, thoại,
truyền hình hội nghị, đo lường từ xa, truyền
hình theo yêu cầu, trò chơi hoạt tính nhiều
lớp, đào tạo từ xa. Lớp các dịch vụ này lại
được chia thành lớp con dịch vụ tốc độ bít
không đổi (CBR) và lớp con dịch vụ bít thay
đổi (VBR). Mỗi ứng dụng CBR tạo ra dòng
lưu lượng các tế bào không thay đổi và mong
đợi phía thu sẽ nhận dòng tế bào này với giá
trị trễ tế bào biến đổi nhỏ. Lớp con VBR được
mô hình bởi các ứng dụng mà tạo ra lưu lượng
dạng cụm nhiều hơn là các dòng lưu lượng
bằng phẳng, đồng thời chúng mong đợi rằng
mạng sẽ mang lưu lượng dạng cụm của chúng
với sự trễ tối thiểu. Ngoài ra, diễn đàn ATM CT 2

nguyên RM để thông tin tới nguồn ABR về
băng thông có sẵn hiện tại nơi cổ nút chai trên
các đường truyền của chúng. Nếu nguồn tuân
thủ tín hiệu này nó sẽ đảm bảo sự mất tế bào
bằng 0. Tuy nhiên mạng cũng không cần đảm
bảo về giới hạn độ trễ hay băng thông trung
bình (chỉ bảo đảm tại băng thông tối thiểu).
Dịch vụ ABR khác với VBR ở chỗ, VBR
không cần thay đổi hành vi của nó thích ứng
với các tín hiệu mạng bởi vì tài nguyên dự trữ
cho nguồn loại này đủ để đảm bảo rằng giới
hạn về chỉ tiêu của nó được thoả mãn. Ở đây
ta sẽ bàn tới sự quản lý lưu lượng ABR khi sử
dụng các tế bào RM.
Trong mạng B - ISDN, thuật ngữ điều
khiển lưu lượng và điều khiển nghẽn diễn tả
những khía cạnh khác nhau của các hoạt động
ATM. Nghẽn được xác định là một điều kiện
tồn tại ở lớp ATM trong các phần tử mạng
như các nút chuyển mạch hay các tuyến
truyền dẫn mà tại đó mạng không đáp ứng
được trạng thái và sự thoả thuận của đối
tượng. Ngược lại điều khiển lưu lượng được
xác định như tập các hành động thực hiện bởi

(ER) là tốc độ mà nguồn sẽ gửi ngay trong
thời điểm tương lai kế tiếp. Khi một phần tử
mạng nhận tế bào RM, nó tính băng thông
chia sẻ của nguồn theo một vài phương pháp
nào đó (không xác định theo tiêu chuẩn). Một
vài thuật toán đã được phát triển để tính băng
thông của nguồn được chia sẻ công bằng. Nếu
giá trị chia sẻ là nhỏ hơn tốc độ yêu cầu của
nguồn thì nó sẽ giảm giá trị của trường ER.
Ngoài ra, trong tế bào RM còn có một bit để
lựa chọn các phần tử mạng hoặc theo trực tiếp
hướng tới (từ nguồn tới đích) hay các phần tử
mạng theo hướng về (từ đích tới nguồn). Phần
tử mạng sẽ chỉnh lại giá trị ER chỉ trên hướng
đi thích hợp của tế bào. Khi tế bào RM đi tới
và đi về hai lần trên mạch ảo từ nguồn tới đích
và trở lại nguồn, nó sẽ được phần tử mạng lựa
chọn để giảm giá trị ER trong tế bào RM đó
tới giá trị nhỏ nhất được phân bố, chia sẻ dọc
theo đường truyền. Do đó, nguồn sẽ phát hiện
ra băng tần được chia sẻ của nó theo hướng
tới hoặc hướng ngược lại sau mỗi chu kỳ di
chuyển của tế bào RM. Trong khoảng thời
gian thiết lập cuộc gọi, mạng đảm bảo cung
cấp cho nguồn tốc độ tế bào cho phép (ACR)
không nhỏ hơn tốc độ tế bào cực tiểu (MCR).
CT 2

nguồn sẽ sao chép giá trị của bit EFCI cuối
cùng nhận được trong việc chị thị nghẽn trên
tế bào RM, vì vậy khi tế bào RM trở lại nó
không chỉ mang giá trị tốc độ tường minh mà
còn có giá trị mới nhất của bit chỉ thị nghẽn
EFCI. Nguồn sẽ sử dụng các giá trị này để
điều chỉnh tốc độ truyền dẫn cho phép (ACR)
như sau:
Nếu bit chỉ thị CI là 0
Nếu ER > ACR thì ACR = ACR +RIF* PCR
Nếu ER<= ACR thì ACR = ER
Nếu bit chỉ thị CI là 1
ACR = ACR(1-RDF)
Nếu ER <= ACR thì ACR =ER
Nếu bit CI không thiết lập (CI là 0) thì
hành vi của nguồn thực hiện giống như trước
đây. Ngược lại nếu bit CI là 1 thì nguồn sẽ
giảm theo hệ số của ACR. Nếu giá trị này vẫn
còn lớn hơn giá trị ER, nó sẽ giảm tốc độ tới
giá trị ER. Sơ đồ EFRC này đã được nghiên
cứu trong nhiều công trình. Nó đã được đưa ra
để đáp ứng về khả năng chia sẻ độ rộng băng
thông công bằng giữa các nguồn cạnh tranh.
Điều khiển nghẽn có thể được xem như một
vấn đề thích ứng lưu lượng cho phép đối với
tài nguyên mạng. Trong các thuật ngữ của
điều khiển hồi tiếp, điều này có thể được xem
như quá trình thích ứng đầu ra với đầu vào
của một hệ thống động. Nhiều nhà nghiên cứu
đã phát triển các thuật toán điều khiển hồi tiếp

tốc độ tường minh R tại chuyển mạch dựa trên
sự chiếm giữ bộ đệm (chiều dài hàng đợi) tại
cổng ra của chuyển mạch. Từ đó nguyên nhân
của việc thắt nút chai là do giới hạn dung
lượng tại cổng ra, sơ đồ điều khiển ABR sẽ
giải thích mối quan hệ với một cổng ra cụ thể.
Chiều dài hàng đợi cần quan tâm chính là tổng
của các tế bào ABR mà đang đợi tại các hàng
đợi đầu vào biến đổi, sẵn sàng được chuyển
mạch tới cổng ra Q. Nếu ta chia thời gian
thành các khe và mỗi một khe có độ dài là T
s

ms. Ta biểu diễn các tế bào hàng đợi đầu ra là
Q(n). Gọi f
q
(n) và C
q
(n) tương ứng là số các tế
bào đến tại hàng đợi đầu ra và dung lượng có
sẵn cho dịch vụ ABR tại cổng ra trong khoảng
khe thời gian (n, n+1). Chú ý rằng f
q
và C
q

biểu diễn cho tốc độ nghĩa là số các tế bào
trong mỗi khoảng lấy mẫu T
s
. Chúng ta có thể

Phương trình bộ đệm đối với hàng đợi
cửa ra có thể được viết như sau :



 )n(C)n()n(QSat)1n(Q
qqB

(2)
Trong đó, B là dung lượng bộ nhớ trong
trường hợp tải lưu lượng đối xứng tại tất cả các
hàng đợi cửa vào; C
q
là tốc độ dịch vụ tại chuyển
mạch mà có thể đạt được từ bộ điều khiển chấp
nhận đấu nối và hàm Sat
B
(x) có dạng:









kháchoptruongcác
0nêuB
0nêu0




D
0i
'
qi
C)iln(Rl)n(Q)1n(Q
(5)
Trong đó : - C’
q
= C
q
- U
q
là băng thông
có sẵn đối với việc chia sẻ bởi tất cả các đấu
nối bị thắt cổ chai.
R
q
(n+1) = R
q
(n) + U(n) (6)
CT 2

Trong phần tiếp theo, ta sẽ mô tả các kỹ
thuật không gian trạng thái và kỹ thuật lô gíc


















dnR)1d(nR
dnR)2d(nR
.
.
.
)dn(R)1n(R
)dn(R)n(R
q)1n(Q
q)n(Q
)n(X
0
0
(7)

cực của hệ thống được chỉ định giá trị. Mục
đích của điều khiển là thay đổi trạng thái ban
đầu X
0
tới trạng thái X
(n)
= 0. Phương trình
đặc tính vòng kín có dạng:
ZI-(A-BK)=0=Z
n
+
n
Z
n-1
+
n-1
Z
n-2
+ +
1
(11)
Phương trình đặc tính mong muốn được
tìm ra từ các giá trị riêng (các điểm cực)
n

, ,,,
321

(Z-
1

n - 1
Z
n - 2
+ + a
1
(13)
Từ ma trận M có dạng:
)9(
110.00000
101.0000010.010000
10 01000
10 00100
10 00100
00 00001
)ll()ll( )ll()ll(l12
A
1DD2D1D23121












CT 2


























dạng:
 = [
n

n-1
. . 
1
] và a = [a
n
a
n-1
. . a
1
]
Để K có nghiệm, ma trận S phải có hạng
là n. Điều này không dễ để thực hiện khi cỡ
của ma trận A là lớn bởi vì việc lựa chọn giá
trị riêng liên quan tới lỗi và phép thử quan sát
được trong khi kết quả của hệ thống là thoả
mãn từ quan điểm của đáp ứng động. Quá
trình lựa chọn các giá trị riêng theo yêu cầu
trong kỹ thuật điểm cực bao hàm việc cân đối
giữa chất lượng và giá thành của bộ điều
khiển.
2. Phương pháp thiết kế bộ điều khiển
tối ưu
Trong điều khiển tối ưu thì bộ điều khiển
được thực hiện để cho quá trình cân đối tốt
nhất giữa chất lượng và giá thành của hệ
thống. Một dạng chuẩn hoá đó là tìm hàm

’
SB(R + B
’
SB)
-1
B
’
SA
(18)
Đã có một số công cụ để giải phương
trình Riccati này, ví dụ như trong Matlab có
thể sử dụng lệnh DLQR trong đó cho A, B, Q
và R là các tham số đầu vào và các ma trận
sinh K, S và E. E là một véc tơ các điểm cực
vòng kín mà chúng là các giá trị riêng của
(A -B K). Trong nghiên cứu này thì Q được
chọn là một ma trận chéo với phần tử đầu tiên
là khác 0 và các phần tử khác là 0 và R là đại
lượng vô hướng.
3. Phương pháp thiết kế bộ điều khiển
theo lôgíc mờ
Hiện nay các hệ thống logic mờ đã được
ứng dụng rộng rãi để điều khiển các hệ thống
phi tuyến, thay đổi theo thời gian và khó xác
định mô hình, trong đó chúng có thể cung cấp
giải pháp đơn giản và hiệu quả. Bộ điều khiển
lôgíc mờ có ba khối chức năng: bộ mờ hoá, bộ
giải mờ và bộ suy diễn mờ dựa trên các luật
khiển rõ. Các luật như nếu Q là gần rỗng và
Q là dương thì hành động điều khiển là
“tăng” được sử dụng cho tập các luật mờ. Bộ
điều khiển nghẽn mờ được mô phỏng và kết
quả ban đầu chỉ ra rằng chất lượng bộ điều
khiển nghẽn mờ là có thể so sánh với các
phương pháp điều khiển thông thường. Các kết
quả hoàn chỉnh được ấn bản trong các nghiên
cứu khác.
V. KẾT LUẬN
Trong bài này, chúng tôi đã trình bày các
phương pháp cho việc thiết kế bộ điều khiển
nghẽn ABR đối với các mạng tốc độ cao sử
dụng điều khiển luồng vòng kín dựa trên tốc
độ. Ba kỹ thuật điều khiển được đưa ra để áp
dụng khi thiết kế bộ điều khiển nghẽn ABR là
phương pháp điểm cực, điều khiển tối ưu và
phương pháp dùng lô gíc mờ. Đặc biệt các
phương pháp đã chỉ ra cách để làm sao thiết
kế bộ điều khiển tốc độ tường minh. Các bộ
điều khiển này có thể ứng dụng hữu ích cho
các mạng chuyển mạch gói nói chung, đồng
thời chúng rất thích ứng với các mạng băng
rộng tốc độ cao dùng công nghệ ATM.

Tài liệu tham khảo
[1]. The ATM forum traffic manegement
specification version 4.0 [online],
fpt://fpt.atmforum.com/pub/approved-specs/af-tm.
[2]. S. Kalyanaraman, “ Traffic manegement for