ATM Dẫn nhập
Người ta hy vọng mạng đa dịch vụ bǎng rộng (B-ISDN) sẽ cung cấp các
dịch vụ khác nhau từ điện báo vơí tốc độ vài bit/s đến video độ phân giải
cao tốc độ 150 Mbit/s. Để hỗ trợ đa dịch vụ, mạng B-ISDN cần dải tần
rộng (bǎng rộng) và công nghệ chuyển mạch linh hoạt.
Việc sử dụng cáp quang cung cấp cho ta một môi trường truyền dẫn
bǎng rộng ở tốc độ mức Gbit/s và người ta còn hy vọng sẽ tǎng dải tần
lên được hàng ngàn lần. Tuy nhiên, công nghệ chuyển mạch cần thiết
cho việc xây dựng mạng B-ISDN còn đang tụt hậu so với sự tiến bộ của
khả nǎng truyền dẫn. Sự khác biệt này thể hiện một thách thức cho việc
tạo ra một công nghệ nhanh hơn, không đắt hơn và linh hoạt hơn.
Chế độ truyền không đồng bộ (ATM) là kỹ thuật được ITU khuyến nghị
cho mạng B-ISDN (1.121). ATM hứa hẹn một kỹ thuật cho việc thực
hiện việc truy nhập tích hợp và một mạng truyền dẫn có thể dễ chia sẻ
giữa các người sử dụng đầu cuối sử dụng các truy nhập đa dịch vụ. ở
ATM, thông tin được chia thành gói có độ dài cố định (tế bào ATM) và
được truyền đến đích, được đánh dấu chỉ bởi phần đầu tế bào khi thông
tin được tạo nên. Mạng truyền số liệu chuyển mạch gói thông thường có
vẻ tương tự với mạng ATM khi nhìn từ sự việc tạo nên các block trong
gói dữ liệu. Tuy nhiên, chuyển mạch gói bao gồm một máy tính chạy
một chương trình truyền số liệu. Vì thế, khả nǎng chuyển mạch bị giới
hạn bởi sự thực hiện của bộ xử lý và bộ xử lý không thể truyền đi một
lượng lớn thông tin ở tốc độ cao. Ngược lại, giao thức mạng ATM rất
đơn giản và phần cứng được dành riêng để chuyển mạch một lượng lớn
thông tin (như video chẳng hạn) cần được truyền với tốc độ cao qua các
đường truyền liên kết tới đích.
Như được xác định trong kỹ thuật chuyển tải ATM, các gói có độ dài cố
định được hình thành bởi các dịch vụ khác nhau như tiếng nói, dữ liệu

lượng cố định các khe thời gian, và nhờ đó có thể đáp ứng được các tốc
độ khác nhau. Trước tiên, việc tìm ra đúng tập hợp các kênh đa tốc độ
không phải là một việc dễ dàng vì các dịchvụ do mạng B-ISDN cung
cấp vẫn chưa được xác định một cách đầy đủ. STM đa tốc độ làm phức
tạp thêm mạng chuyển mạch. Xét theo góc độ sử dụng độ rộng dải tần
chuyển mạch trên cơ sở từng điểm nối thì việc sử dụng câú trúc chuyển
mạch riêng rẽ cho từng tốc độ kênh sẽ có hiệu quả hơn. Tuy nhiên, việc
áp dụng cấu trúc chuyển mạch phức hợp sẽ làm cho việc quản lý, cung
cấp, bảo dưỡng mạng thêm phức tạp. Do độ rộng dải tần là không đổi,
nên STM trở nên quá hạn chế không thể thích ứng với sự thay đổi liên
tục của nhiều loại dịch vụ dữ liệu với các tốc độ kênh cố định.
2. Chế độ chuyển đổi không đồng bộ (ATM)
ATM được đưa ra để loại trừ các hạn chế của STM. ATM là chế độ
chuyển đổi do nhóm nghiên cứu XVIII về mạng ISDN bǎng rộng của
ITU-T chọn lựa làm cơ sở của mạng B-ISDN. ATM là kỹ thuật dông
kênh, chuyển mạch kiểu gói có độ trễ thấp và có độ rộng dải tần cao.
Trong ATM, độ rộng dải tần sử dụng có thể được gán một cách nǎng
động theo yêu cầu. ATM có lợi thế là đạt được kết quả một cách ổn định
đối với các dịch vụ mới bùng nổ trong khi đó vẫn đảm bảo thực hiện ở
mức chấp nhận được các dịch vụ có tốc độ bit liên tục. Một cấu trúc đơn
có thể được sử dụng để chuyển mạch tất cả dịch vụ.
Với ATM, dòng bit được chia thành một số các gói hay tế bào có độ dài
nhất định. Mỗi gói bao gồm 1 trường tiêu đề chứa thông tin điều khiển
mạng và một trường thông tin chứa dữ liệu của người sử dụng. Không
giống như STM, là một chế độ nhận biết các cuộc gọi thông qua vị trí
của khe thời gian trong khung, ATM thiết lập nối liên hệ giữa các tế bào
và các cuộc gọi bằng một nhãn tiêu đề (Header) của tế bào đó. Việc kết
nối cuộc gọi được thiết lập bằng cách lập ra các bảng dịch số tại các
chuyển mạch và các điểm dồn kênh trong đó liên kết một nhãn đầu vào
với các đường nối và nhãn ở đầu ra. Việc kết nối theo yêu cầu này được

Các gói có độ dài cố định cũng làm đơn giản hoá quá trình xử lý gói và
các khía cạnh về đồng bộ.
4. Những nguyên tắc của chuyển mạch.
Chức nǎng chuyển mạch là chức nǎng kết nối các đường thông từ các
đầu vào đến các đầu ra tương ứng. Cấu trúc chuyển mạch N x N có N
cổng vào: Nơi xuất phát của đường thông và N cổng ra nơi đường thông
đi ra ngoài. Trong phần này chúng ta chỉ quan tâm đến đường thông tin
gói.
Các gói có độ dài cố định được đưa đến N đầu vào dưới dạng các khe
thời gian như đã được mô tả trong hình 4.3. Mỗi gói có một địa chỉ của
cổng ra hoặc chuyển mạch mà gói sẽ được chuyển đến theo đã định
trước.
Địa chỉ này của gói được chuyển mạch sử dụng để định tuyến cho từng
gói thông tin vào đến cổng tương ứng ở đầu ra.

Hình 4.3. Chuyển mạch gói NxN

Hình 4.4. Cấu trúc chuyển mạch
Mỗi chuyển mạch thường được tạo bởi các phần tử chuyển mạch và các
đường nối (tức là đường dữ liệu) như mô tả ở hình 4.4. Phần tử chuyển
mạch 2x2 có 2 đầu vào và 2 đầu ra và hướng cho các gói đi đến các đầu
ra thích hợp tuỳ theo tín hiệu điều khiển tạo ra bởi bộ điều khiển tập
trung hay chính từ các gói để định hướng các gói. Kỹ thuật định hướng
trước đây được gọi là định hướng theo sự điều khiển trung tâm còn kỹ
thuật sau này được gọi là tự định hướng.
Các phần tử chuyển mạch có thể có các kích cỡ khác nhau. Các đường
nối là các đường dữ liệu thụ động liên kết các phần tử chuyển mạch khác
nhau.
4.1.3 Động lực.
Thông thường các chuyển mạch ATM cần thiết để xử lý các gói có độ

Mặc dù các chuyển mạch có hàng đợi đầu ra có độ thông suốt là 100%
chúng vẫn cần có 1 lượng phần cứng lớn hơn nhiều so với chuyển mạch