Lời nói đầu
Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các nhu cầu của con ngời
cũng ngày càng đòi hỏi cao hơn cho cuộc sống. Nhu cầu về sử dụng các công nghệ
trong viễn thông một cách có hiệu quả nhất cũng trở nên rất bức thiết.
Và lĩnh vực này đợc coi là một trong những nền tảng để đánh giá sự phát triển cho
mỗi quốc gia. Sự phát triển của nghành viễn thông đã chứng minh cho điều này.
Từ những ứng dụng thiết thực mà nó đem lại, đã không ngừng thúc đẩy sự nghiên
cứu, tìm hiểu về những kỹ thuật mới có thể đem lại nhiều lợi ích hơn.
Vào những năm 80 ta lại chứng kiến một lần nữa sự bùng nổ trong lĩnh vực
điện tử và tin học, công nghệ kác này đã cho phép chế tạo các bộ vi xử lý rất cao,
kích thớc nhỏ, giá phải chăng. Chất lợng các linh kiện điện tử khác cũng đợc cải
thiện rõ rệt. Các công nghệ mới nh cáp quang, VLSI cho pháp truyền và xử lý
thông tin rất nhanh chóng.
Các máy tính cá nhân đã trở nên phổ biến làm cho nhu cầu về nhiều loại hình
dịch vụ viễn thông khác nhau nh: thoại, số liệu, video,... đều tăng lên mạnh mẽ.
Tuy nhiên các mạng viễn thông hiện tại không còn đáp ứng đợc các nhu cầu ngày
càng cao của ngời sử dụng. Xuất phát từ những hạn chế của mạng viễn thông hiện
tại, cùng với những nhu cầu của ngời sử dụng đã ảnh hởng mạnh mẽ đến sự phát
triển của công nghệ viễn thông mà trớc tiên là sự ra đời của mạng tổ hợp dịch vụ
số băng hẹp (N-ISDN). Tuy nhiên N-ISDN vẫn cha đủ khả năng đáp ứng các dịch
vụ mới. Do vậy mạng tổ hợp dịch vụ số băng rộng Broadband ISDN (hay B-
ISDN)đã đợc xây dựng. Dựa trên những u việt của ATM và đặc thù của mạng viễn
thông hiện tại, ITU-T đã chọn giải pháp truyền tải không đồng bộ ATM
(Asynchronous Transfer Mode) là phơng pháp truyền tải cho mạng B-ISDN.
Nhận thức đợc tầm quan trọng và hớng phát triển trong tơng lai của mạng nên
em muốn tìm hiểu, nghiên cứu về ứng dụng và hoạt động của mạng này mà cụ thể
hơn là giải pháp truyền tải không đồng bộ ATM trong B-ISDN. Em đã chọn đề tài cho Đồ án tốt nghiệp của mình là: Công nghệ ATM giải pháp truyền dẫn của
Chức năng chính là thiết lập đờng truyền dẫn giữa các thiết bị đầu cuối
cho một mạng viễn thông.
Chuyển mạch có thể đợc phân ra là chuyển mạch nội hạt và chuyển mạch
chuyển tiếp:
_ Chuyển mạch nội hạt là chuyển mạch cung cấp trực tiếp tuyến truyền dẫn tới
thuê bao.
_ Chuyển mạch chuyển tiếp là chuyển mạch cung cấp truyền tuyến dẫn giữa
các chuyển mạch nội hạt. Thiết bị truyền dẫn
Là thiết bị đợc sử dụng để truyền các tuyến truyền dẫn mà thiết bị chuyển mạch đã
thiết lập .Tuỳ theo tính chất truyền dẫn mà có các kiểu truyền dẫn và thiết bị
truyền dẫn tơng ứng. Có thể là cáp quang, cáp đồng trục, vi ba, vệ tinh ....
1.1.1.3. Kỹ thuật mạng viễn thông.
Kỹ thuật mạng viễn thông là kỹ thuật cần thiết để kết hợp các thiết bị cấu
thành mạng thành một mạng đồng nhất.
Kỹ thuật này bao gồm: Kỹ thuật cấu hình mạng lới, kỹ thuật đánh số, tính
cớc, đồng bộ, báo hiệu, đảm bảo chất lợng ,liên lạc ...
* Kỹ thuật cấu hình mạng lới: để xác định cách tổ chức các thiết bị cấu thành
mạng. Kỹ thuật này phải kết hợp gắn với việc quy hoạch vị trí tổng đài, vị trí
thuê bao sao cho đảm bảo hiệu quả truyền dẫn thông tin, lu lợng, chất lợng và
công tác quản lý mạng. Có rất nhiều cách tổ chức mạng lới nh mạng hình sao,
mạng hình lới.
* Kỹ thuật đánh số: để xác định cho mỗi thuê bao một mã số riêng biệt .Qua
mã số này ta có thể nắm bắt đợc một cách đầy đủ thông tin về thuê bao đó nh
dịch vụ của thuê bao đó là kiểu dịch vụ gì , truyền dẫn ra sao , vị trí ở đâu .....
* Kỹ thuật tính cớc: xác định phơng pháp tính cớc cho các thuê bao đối với
các kiểu dịch vụ viễn thông khác nhau.
Trên cơ sở các khái niệm về mạng viễn thông, trải qua các giai đoạn phát
chuyển mạch, thiết bị truyền dẫn. Bên cạnh đó, mỗi mạng lại yêu cầu phơng pháp
thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dỡng khác nhau
Do đó hệ thống viễn thông hiện nay có rất nhiều nhợc điểm:
Chỉ truyền đợc các dịch vụ độc lập tơng ứng từng mạng.Thiều mềm
dẻo, linh hoạt trong truyền dẫn, chuyển mạch khi có các kỹ thuật hay công nghệ
mới.
Kém hiệu quả trong việc bảo dỡng, vận hành, chia sẻ tài nguyên cho các mạng khác cùng sử dụng.
Hạn chế sự phát triển của nhiều loại hình dịch vụ mới.
Tóm lại, hệ thống viễn thông ngày nay còn nhiều nhợc điểm trong khi các yêu
cầu của ngời sử dụng ngày càng cao. Điều này làm cho hệ thống viễn thông cũ
không còn đáp ứng đợc, cần có một mạng thích hợp nhằm đáp ứng các nhu cầu
trên của ngời sử dụng và từ những lý do đó đã tạo điều kiện cho việc ra đời một hệ
thống viễn thông mới với nhiều tiện ích hơn, phục vụ đợc nhiều hơn các yêu cầu
của ngời sử dụng cũng nh để tơng xứng với sự phát triển lớn mạnh của các ngành
khoa học kỹ thuật khác.
1.1.3. Sự ra đời của mạng băng rộng B-ISDN.
1.1.3.1. Sự ra đời của ISDN (Intergrated Services Digital Network).
Vào đầu những năm 80, thuật ngữ ISDN bắt đầu đợc nhắc đến nhiều. Nó có
nghĩa là một mạng số tích hợp đa dịch vụ. Có thể hiểu đó là sự liên kết các dịch vụ
viễn thông bình thờng nh thoại, số liệu, truyền hình...thông qua các phơng tiện
truyền dẫn thông tin số nh cáp quang, vi ba và vệ tinh. ISDN cung cấp đờng nối tín
hiệu số theo kiểu điểm nối điểm giữa hai thiết bị đầu cuối. Nó có khả năng tải tất
cả các kiểu thông tin nh thoại, số liệu, đồ hoạ, văn bản và hình ảnh trên cùng một
đờng dẫn số đó.
Dựa vào các dịch vụ thông tin của ISDN, ngời ta còn đa ra định nghĩa về
ISDN trên cơ sở kỹ thuật chuyển mạch. Đó là sự kết hợp giữa chuyển mạch kênh
và chuyển mạch gói để tạo thành một mạng tổng thể đáp ứng hầu hết các loại hình
Các phơng tiện truyền thông khác:
Gateway ISDN: cổng ISDN để tăng cờng đăng ký khi cần truy nhập vào
mạng.
Giao diện ISDN: là giao diện duy nhất giữa ngời dùng và mạng.
Ngời ta phân chia giao diện này này ra làm hai loại:
Giao diện BRI ISDN: đây là giao diện tốc độ cơ bản. Tốc độ của giao
thức này là 144Kb/s, gồm có hai kênh B và một kênh D:
Kênh B là kênh truyền số liệu, hình ảnh, dữ liệu theo phơng thức chuyển
mạch kênh hoặc chuyển mạch gói với tốc độ duy nhất 64Kb/s.
Kênh D là kênh truyền tín hiệu báo hiệu tốc độ cơ sở. Tốc độ của giao
diện là 1544Kb/s, gồm có 24 kênh 64Kb/s. Mỗi kênh hoạt động nh một
kênh báo hiệu 64Kb/s hoặc chuyển mạch gói.Với hai giao diện BRI & PRI, ISDN có thể phục vụ ngời sử dụng tải các
phần mền từ Internet xuống, dùng trong các ứng dụng điều khiển từ xa nh: giáo
dục và mua hàng,..., dùng để tổ chức các hội nghị qua màn hình...nhng vấn đề đặt
ra là tốc độ truyền dẫn. Tốc độ truyền dẫn của ISDN vẫn còn hạn chế trong các
lĩnh vực nh dịch vụ thời gian thực....Chính vì thế mà B ISDN ra đời.
1.1.3.2. Sự ra đời của mạng băng thông rộng B ISDN.
Xuất phát từ những hạn chế của ISDN về mặt tốc độ truyền dẫn, bên cạnh
đó còn có các yêu cần về dịch vụ và chất lợng dịch vụ luôn luôn thay đổi và đòi
hỏi ngày càng cao nên cần có một mạng nên cần có một mạng viễn thông mới chủ
yếu là do các nguyên nhân sau:
Các yêu cầu dịch vụbăng rộng đang tăng lên.
Các kỹ thuật xử lý tín hiệu, chuyển mạch, truyển dẫn ở tốc độ cao đã trở
thành hiện thực từ vài trăm Mb/s đến hàng Gb/s.
Tiến bộ về khả năng xử lý ảnh và số liệu.
Sự phát triển các ứng dụng phần mền trong lĩnh vợc tin học và viễn thông.
Sự cần thiết phải tổ hợp các dịch vụ phụ thuộc lẫn nhau ở chuyển mạch
định, tập hợp các khe thời gian trong khoảng 125 Us tạo thành một khung thời
gian. Kênh truyền trong mạng chuyển mạch kênh là kênh thực đợc thiết lập trớc
khi có yêu cầu thiết lập cuộc gọi trong mạng. Do đó phơng pháp này thiếu tính
mềm dẻo do thông tin phải truyền theo một tần số cố định dẫn tới giới hạn về mặt
tốc độ và không thích hợp cho viềc truyền các dịch vụ băng rộng có các đặc điểm
khác nhau.
1.1.4.2. Chuyển mạch kênh đa tốc độ.
Để khắc phục sự thiếu mềm dẻo của chế độ truyền đơn tốc độ trong chuyển
mạch kênh ngời ta đa ra hệ thống chuyển mạch kênh đa tốc độ MRCS (Maltirate
Circuit Switching). Các đờng nối trong MRCS đợc chia thành n kênh cơ bản gồm các khung thời gian có độ dài khác nhau, mọi cuộc liên lạc có thể đợc xây dựng từ
n kênh này. Thông thờng các kênh cơ bản cho một cuộc nối là:
_ Một kênh có tốc độ là 1024 Kbit/s.
_ Tám kênh H1 có tốc độ là 2048 Kbit/s.
_ Một kênh H4 có tốc độ là 139.164 Kbit/s.
MRCS rất phức tạp do mỗi kênh cơ sở của một đờng nối phải giữ đồng bộ
với các kênh khác nhau để đảm bảo tính trong suốt về mặt thời gian. Ngoài ra việc
sử dụng tài nguyên chung của MRCS không đạt hiệu quả: Khi mọi kênh H1 bận
thì không thể thiết lập thêm một kênh nào khác trong khi có thể H4 vẫn rỗi. Do
vậy đây cha phải là giải pháp cho mạng băng rộng.
1.1.4.3. Chuyển mạch kênh tốc độ cao.
Các tài nguyên trong hệ thống chuyển mạch kênh tốc độ cao FCS (Fast
Circuit Switching) chỉ đợc cung cấp khi thông tin đợc gửi đi. Sau khi gửi xong
thông tin tài nguyên đợc giải phóng trở lại. Sự cung cấp này đợc thiết lập mỗi lần
gửi nh trong trờng hợp chuyển mạch gói nhng dới sự điều khiển của tín hiệu báo
hiệu liên kết nhanh (fast associated signalling) chứ không nằm trong chuyển
mạch gói.
Cấu trúc khung thời gian nh sau:
K1 K2 K3 Kn K1 K2 K3 Kn K1
Một khung STM
Hình 1.2 Cấu trúc khung thời gian
Khi một khe thời gian đã đợc gắn cho một kênh nhất định thì khe thời gian
đó sẽ dành riêng cho cuộc nối đó, đảm bảo cung cấp thông tin một cách liên
tụcvới tốc độ cố định.STM không linh hoạt trong việc phân bố độ rộng băng thông - điều cần thiết
cho phần lớn các dịch vụ băng rộng của B-ISDN và độ rộng của băng thông là cố
định nên rất hạn chế, không thích hợp với mạng B.
1.1.4.6. Công nghệ truyền tải PTM (Packet Transfer Mode).
Với công nghệ truyền tải PTM số liệu đợc đóng thành các gói lớn gồm rất
nhiều byte, kích thớc của các gói có thể thay đổi đợc tuỳ theo nhu cầu truyền nhng
không đợc vợt quá một giá trị giới hạn (khoảng 4048 byte).
Các gói tin đợc gửi tới nút mạng nh một chuỗi các bit liên tục và nó chiếm
toàn bộ băng thông của đờng truyền, nút mạng sẽ kiểm tra xem đờng truyền nào
rỗi thì gửi tin theo đờng truyền đó. Trên mỗi gói có số hiệu nhận dạng đờng để cho
nút mạng nhận biết nút Nguồn và Đích của gói, từ đó chuyển tiếp gói tin đến đích
đúng thứ tự. Phơng pháp này sử dụng băng thông hiệu quả hơn STM, vì khi một đ-
ờng truyền rỗi thì các đờng khác có thể dùng nó cho việc truyền tải thông tin của
mình. Tuy nhiên thời gian trễ lớn do đó không thích hợp với dịch vụ thời gian
thực.
Xuất phát từ những hạn chế của các công nghệ truyền dẫn trên. ITU-T đã
nghiên cứu và chọn công nghệ ATM là giải pháp truyền dẫn cho mạng băng rộng
B-ISDN.
1.2. kỹ thuật mạng b-isdn.
trong những năm 1980 đã ảnh hởng đến rất nhiều hoạt động nghiên cứu về sự liên
kết các loại tín hiệu dịch vụ khác nhau cũng nh việc số hoá mạng thông tin và đã
đóng góp vào sự phát triển công nghệ thông tin.
1.2.2. Sơ đồ cấu trúc chức năng và đặc điểm kỹ thuật của mạng B.
1.2.2.1. Sơ đồ cấu trúc chức năng.
_ LCF (Local Function Câpbility): Các chức năng đợc cung cấp bởi nút chuyển
mạch cục bộ.
_ TE (Terminal Equipment): Thiết bị đầu cuối.
T E L F C L F C
T E h o ặ c b ộ c u n g
c ấ p d ị c h v ụ
C á c d ị c h v ụ c h o
I S D N c ó t ố c đ ộ
6 4 k b i t / s
C á c d ị c h v ụ
b ă n g r ộ n g
C h ứ c n ă n g b á o
h i ệ u g i ữ a c á c n ú t
m ạ n g
B á o h i ệ u t ừ n g ư ờ i s ử d ụ n g
t ớ i n g ư ờ i s ử d ụ n g ( h o ặ c t ừ
n g ư ờ i s ử d ụ n g t ớ i m ạ n g )
B á o h i ệ u t ừ
n g ư ờ i s ử d ụ n g
t ớ i m ạ n g
Hình 1.3 Sơ đồ cấu trúc chức năng của B-ISDN.
t á c h s ố
M ứ c p h á t
B - I S D N Hình 1.4 Cấu trúc phân lớp của B-ISDN.
Lớp vật lý.
Trong kỹ thuật liên kết mạng lớp vật lý bao gồm ba mức:
* Mức đờng truyền dẫn: liên kết các phần tử có chức năng lắp ghép hoặc tháo
thông tin hữu ích (Payload) (trong hệ thống truyền dẫn, thông tin hữu ích cùng với
các thông tin điều khiển tạo ra một khung truyền dẫn hoàn chỉnh).
* Mức nhóm / tách số: bao gồm các phần tử có nhiệm vụ nhóm hoặc tách dòng
bit liên tục.* Mức phát: là một phần của mức nhóm tách số, nó có nhiệm vụ truyền tín hiệu
giữa hai điểm kế nhau.
Lớp ATM.
Lớp ATM bao gồm hai mức:
* Mức kênh ảo: là mức có chức năng truyền đơn hớng các tế bào ATM tơng
ứng với một giá trị nhận dạng chung duy nhất VCI
* Mức đờng ảo: là mức có chức năng truyền đơn hớng các tế bào ATM thuộc
về nhiều kênh ảo khác nhau nhng lại có chung một giá trị nhận dạng đờng ảo
VPI.
Chơng II
công nghệ atm
2.1. Giới thiệu chung về ATM.
Theo ITU T, thì B- ISDN hoạt động dựa trên cơ sở kiểu truyễn không
thực.ngoài ra kích thớc nhỏ cũng sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc
độ cao đợc dễ dàng hơn.
Thứ hai: ATM còn có một đặc điểm rất quan trọng là nhóm một vài kênh ảo
thành một đờng ảo mhằm giúp cho việc định tuyến đợc dễ dàng.
Phơng thức truyền tải trong ATM gần giống với phơng thức chuyển mạch
gói. Và nó có một số đặc điểm khác với chuyển mạch gói nh sau:
Để phù hợp với việc truyền tín hiệu thời gian thực thì ATM phải đạt độ trễ
đủ nhỏ, tức là các tế bào phải có độ dài ngắn hơn các gói thông tin trong
chuyển mạch gói.
Các tế bào có đoạn mào đầu nhỏ nhất nhằm tăng hiệu quả sử dụng vì các đ-
ờng truyền có tốc độ rất cao.
Copyright: Tài liệu đại học ©