Bài giảng về ATM

Nội dung text: Bài giảng về ATM

1. Bài giảng về ATM 1
2. Mục Lục Bài giảng về ATM 1 Bài giảng về ATM 2 Phần 1: Nguyên lý ATM 2 3.6.1.2 Mô hình tham chiếu giao thức của mạng B-ISDN 2 Hình 3.19: Mô hình tham chiếu giao thức B-ISDN (BISDN-PRM) 2 3.6.1.3 Cấu trúc chức năng của ATM 2 Bảng 3.4: Chức năng các lớp của B-ISDN 2 3.6.3 Lớp cao trong B-ISDN 4 3.6.3.1 Chức năng và phân loại AAL 4 Bảng 3.6: Bảng phân loại các nhóm ALL 4 3.6.3.2 Các loại AAL 5 3.6.3.2.1 AAL kiểu 1 5 Lớp con SAR: 5 3.6.3.2.2 AAL kiểu 2 5 3.6.3.2.3 AAL kiểu 3/4 6 Hình 3.25: Dịch vụ kiểu thông điệp 6 Hình 3.26: Dịch vụ kiểu dòng bit 6 Lớp con SAR 7 Hình 3.27: Dạng SAR-PDU của AAL 3/4 7 Lớp con CS 7 Hình 3.28: Cấu trúc của CPCS-PDU của AAL 3/4 8 3.6.3.2.4 AAL kiểu 5 8 Hình 3.29: Cấu trúc CPCS-PDU của AAL kiểu 5 8 Lớp con SAR 8 Lớp con CS 8 3.3 Cấu trúc tế bào ATM 8 3.3.1 Số hiệu nhận dạng kênh ảo (VCI) và đờng ảo (VPI) 9 3.3.2 Trờng kiểu tế bào (PT - Payload Type) 9 3.3.3 Trờng quy định mức u tiên mất tế bào (CLP - Cell Loss Priority) 10 3.3.4 Trờng điều khiển lỗi tiêu đề (HEC - Header Error Control) 10 3.3.5 Trờng điều khiển luồng chung (GFC - Generic Flow Control) 10 3.3.6 Các giá trị mặc định của tiêu đề tế bào ATM 11 Bảng 3.2: Giá trị mặc định của tiêu đề tế bào tại giao diện UNI 11 Nguyên lý chuyển mạch và báo hiệu trong ATM 12 Hình 3.9: Nguyên tắc chuyển mạch VP 13 Phần 2: VOATM - Voice Over ATM 13 5.3 Kết nối các đường trung kế bằng các ATM VCC 13 5.4 Dịch vụ phỏng tạo mạch CES 13 i. Tổng quan về lớp AAL1 13 Mô hình tham chiếu về lớp AAL1 cho như 14 Hình 1: Mô hình tham chiếu lớp AAL1. 14 Hình Error! No text of specified style in document.-3: Cấu trúc SAR-PDU trong chế độ SDT 16 Hình Error! No text of specified style in document.-4: Mô hình tham chiếu CES 17 Bảng Error! No text of specified style in document.-1: Ký hiệu các luồng TDM 17 Bảng -2: Giá trị thành phần thông tin khả năng mang bang rộng trong CES 18 Bảng -3: Giá trị thành phần thông tin lớp thấp băng rộng trong CES. 18 2
3. ii. Luồng thoại cơ sở 64 Kbps 18 iii. Các luồng thoại tốc độ cao có cấu trúc Nx64 Kbps 19 Hình -5: Phân loại dịch vụ Nx64 Kbps có cấu trúc 19 Bảng -4: Các giao diện của các luồng TDM 19 Hình -6: Quan hệ phân lớp của IWF trong DS1/E1/J2 có cấu trúc 20 Bảng -5: Giá trị tham số lớp AAL1 cho dịch vụ Nx64 20 Hình-7: Cấu trúc 3x64 Kbps không có báo hiệu CAS 21 Hình-8: Cấu trúc đa khung của 3x64 DS1/E1 có báo hiệu CAS 22 Hình -10: Báo hiệu cho luồng DS1 3x64 có cấu trúc SF 23 Hình -11: Cấu trúc đa khung của 3x64 J2 có báo hiệu CAS 24 Hình -12: Cấu trúc phần báo hiệu của 3x64 J2 có báo hiệu CAS 24 Hình 13: Thứ tự phân bố bit của các luồng DS1/E1/J2 trong tế bào ATM 25 Hình -14: Chỉ thị lỗi kênh ảo đối với luồng DS1/E1/J2 có cấu trúc 26 iv. Các luồng thoại tốc độ cao DS1/E1/J2 không có cấu trúc. 26 Hình -15: Quan hệ phân lớp của IWF trong luồng DS1/E1/J2 không có cấu trúc 26 Hình -16: Chỉ thị lỗi tại giao diện SI đối với luồng DS1/E1/J2 không có cấu trúc 27 Bảng -7: Giá trị tham số lớp AAL1 cho luồng DS1 không có cấu trúc 27 Bảng -8: Giá trị tham số lớp AAL1 cho luồng DS1 không có cấu trúc 27 Bảng -9: Giá trị tham số lớp AAL1 cho luồng J2 không có cấu trúc 27 v. Các luồng thoại tốc độ cao DS3/E3 không có cấu trúc 28 Hình -17: Quan hệ phân lớp của IWF trong DS3/E3 không có cấu trúc 28 Hình 18: Chỉ thị lỗi tại giao diện SI đối với luồng DS3/E3 không có cấu trúc 29 5.5 Cấp băng tần động CES (Dynamic Bandwidth CES -DBCES) 31 Hình 19: Kết nối trung kế với DBCES 31 vi. Chức năng của CES with DSS IWF 32 vii. Chức năng của IWF 32 viii. Cấu trúc dữ liệu của DBCES 32 Hình -20: Các cấu trúc hoạt động của DBCES 33 Hình 21: Con trỏ trong cấu trúc hoạt động kiểu 1. 33 Hình Error! No text of specified style in document.-22: Khuôn dạng mặt nạ bit. 34 ix. Phương pháp phát hiện kênh trống 34 x. Tính toán tốc độ truyền tế bào của DBCES 35 PCR = 8000 x [ Nx33/32 ] / {46.875 -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} 36 PCR = 8000 x [ (1 Nx33) / 32 ] / {46.875 -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} 36 PCR = 8000 x [ Nx33/32 ] / {K -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} 36 PCR = 8000 x [ (1 Nx33 ) / 32 ] / {K -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} 36 PCR = 8000 x [ Nx49/48 ] / {46.875 -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} 36 PCR = 8000 x [ (1 Nx49) / 48 ] / {46.875 -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} 36 PCR = 8000 x [ Nx49/48 ] / {K -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} 36 PCR = 8000 x [ (1 Nx49) / 48 ] / {K -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} 36 5.6 Trung kế ATM sử dụng lớp AAL2 cho các dịch vụ băng hẹp. 36 xi. Cấu trúc chung của lớp thích ứng AAL2. 36 Hình -23: Cấu trúc của lớp thích ứng AAL2. 37 Hình -24: Kết nối AAL loại 2 37 Hình -25: Mối quan hệ giữa SAP-AAL và SAP-ATM. 38 Hình -26: Khuôn dạng gói CPS của lớp thích ứng AAL2 38 a) Trường nhận dạng kênh CID (Channel Identifier) 38 Bảng Error! No text of specified style in document.-12: Mã của trường CID 38 c) Trường chỉ thị người sử dụng đến người sử dụng UUI (User-to-User Indication) 39 d) Trường điều khiển tiêu đề HEC (Header Error Control) 39 3
4. Hình -27: Khuôn dạng của CPS-PDU 39 a) Trường Offset (OSF) 39 b) Số thứ tự chuỗi SN (Sequence Number) 40 c) Trường bit chẵn lẻ P (Parity) 40 xii. Mô hình tham chiếu trung kế sử dụng AAL2 40 Hình -28: Mô hình tham chiếu trung kế ATM sử dụng lớp AAL2 cho các dịch vụ băng hẹp 40 xiii. Các kiểu trung kế sử dụng lớp thích ứng AAL2. 41 xiv. Các ứng dụng sử dụng trung kế AAL2. 41 Hình Error! No text of specified style in document.-30: Trung kế PBX - PBX 42 xv. Cấu trúc thủ tục. 42 Hình Error! No text of specified style in document.-31: Giao thức ATM hỗ trợ các dịch vụ 42 xvi. Đơn vị chức năng IWF. 42 xvii. Điều khiển các kết nối kênh ảo ATM và kênh AAL2 52 xviii. Báo hiệu của kênh ảo chuyển mạch SVC 54 xix. Thiết lập và giải phóng các kênh AAL2 56 xx. Các thủ tục liên kết kênh AAL2 56 Bài giảng về ATM Phần 1: Nguyên lý ATM 3.6.1.2 Mô hình tham chiếu giao thức của mạng B-ISDN mặt phẳng quản lý, mặt phẳng điều khiển (hay báo hiệu) và mặt phẳng của ngời sử dụng. Hình 3.19: Mô hình tham chiếu giao thức B-ISDN (BISDN- PRM) Mặt phẳng quản lý: Bao gồm hai chức năng chính là chức năng chính quản lý mặt phẳng (Plane Management) và chức năng quản lý lớp (Layer Management), nhiệm vụ của nó là tạo sự phối hợp làm việc giữa những mặt phẳng khác nhau. Mặt phẳng ngời sử dụng: Nhiệm vụ của mặt phẳng này là để truyền thông tin của ngời sử dụng từ điểm A tới điểm 4
5. B trên mạng. Tất cả các cơ chế có liên quan nh điều khiển luồng, điều khiển tắc nghẽn, chống lỗi đều đợc thực hiện ở mặt phẳng này. Mặt phẳng điều khiển (hoặc báo hiệu): Mặt phẳng này có nhiệm vụ thực hiện các chức năng điều khiển đờng nối (Connection control) và cuộc gọi (Call control). Chúng thực hiện các chức năng báo hiệu có liên quan tới việc thiết lập, giám sát và giải phóng đờng nối hoặc cuộc gọi. 3.6.1.3 Cấu trúc chức năng của ATM Cấu trúc tham chiếu chức năng của ATM chỉ ra các chức năng của mỗi lớp cụ thể trên mô hình BISDN- PRM. Bảng 3.4 trình bày các chức năng đó. Bảng 3.4: Chức năng các lớp của B-ISDN Các lớp cao hơn Nhận/gửi các PDU từ/tới các lớp cao hơn và tạo dạng CS- PDU (Convergence Sublayer - Protocol Data Unit). Kiểm tra sự khôi phục chính xác các CS-PDU. Lớp con hội tụ truyền Phát hiện sự mất các tế bào của CS-PDU. (CS - Convergence Cung cấp một vài chức năng ALL trong phần tiêu đề CS-PDU. Sublayer) Lớp thích Điều khiển luồng, gửi các thông điệp trả lời hoặc yêu cầu ứng ATM truyền lại các tế bào lỗi. (AAL) Tạo các tế bào từ CS-PDU, khôi phục các CS-PDU từ tế bào. Lớp con tạo và tháo tế bào Tạo ra trờng kiểu đoạn nh BOM, COM, EOM, SSM. (SAR - Segmentation And Kiểm tra mã d vòng CRC trong trờng dữ liệu của tế bào. Reassembly) Tạo ra hai byte tiêu đề và hai byte cuối của SAR-PDU. Điều khiển luồng chính. Tạo ra hoặc phân tách phần tiêu đề của tế bào. Quản lý lớp Lớp ATM Đọc và thay đổi phần tiêu đề tế bào. Thực hiện phân kênh/hợp kênh các tế bào. Thêm vào hoặc lấy ra các tế bào trống (idle cell). Tạo và kiểm tra mã HEC. Nhận dạng giới hạn của tế bào. Lớp con hội tụ truyền dẫn (TC - Transmission Convergence) Biến đổi dòng tế bào thành các khung phù hợp với hệ thống truyền dẫn. Lớp vật lý Phát/khôi phục các khung truyền dẫn. Đồng bộ bit. Lớp con đờng truyền vật lý (PM - Physical Medium) Thu, phát số liệu. 5
6. AU: Đơn vị điều khiển (Administrative Unit). SOH: Trờng tiêu đề khung (Section Overhead). STM-1: Khung đồng bộ cấp 1 (Synchronous Transport Modul C: Container. 1). POH: Trờng tiêu đề dữ liệu (Path Overhead). VC-4: Container ảo 4. PTR: Con trỏ (Pointer). (Hình 3.22a) (Hình 3.22b) Hình 3.22: a) Cấu trúc khung truyền dẫn SDH tốc độ 155,52 Mbit/s. b) Cấu trúc giao diện dựa trên cơ sở tế bào 3.6.2.2 Chức năng của lớp ATM Điều khiển luồng chính (GFC): Nh đã trình bày, chức năng điều khiển luồng chính GFC chỉ có ở giao diện giữa mạng và ngời sử dụng UNI, nó cung cấp giao thức điều khiển luồng thông tin tới từ mạng của ngời sử dụng CN hoặc từ các thuê bao. GFC còn có thể đợc sử dụng để giảm bớt tình trạng quá tải của mạng. Tạo và tách trờng tiêu đề của tế bào: Chức năng này đợc thực hiện ở điểm kết thúc hoặc bắt đầu của dòng thông tin lớp ATM. Tại đầu phát sau khi nhận đợc phần dữ liệu 48 byte từ lớp AAL, phần tiêu đề sẽ đợc ghép vào với trờng dữ liệu này, trừ byte HEC (việc tạo và kiểm tra mã HEC đã đợc thực hiện ở lớp con TC). Các giá trị VPI và VCI sẽ đợc tạo ra dựa trên số hiệu nhận dạng của điểm truy nhập dịch vụ SAP. Tại đầu thu, trờng tiêu đề đợc tách ra khỏi tế bào ATM, chỉ có trờng thông tin 48 byte đợc gửi tới lớp AAL. Tại đây, giá trị VPI và VCI đợc dùng để nhận dạng điểm truy nhập dịch vụ. Đọc và thay đổi giá trị VPI, VCI: Thay đổi giá trị VPI và VCI là chức năng cơ bản của chuyển mạch ATM. Nó đợc thực hiện ở các nút chuyển mạch hoặc nút nối xuyên trong mạng. Trong nút nối xuyên, mỗi giá trị VCI của tế bào đến đầu vào sẽ nhận đợc một giá trị mới ở đầu ra, giá trị VCI đợc giữ nguyên. Mặt khác tại nút chuyển mạch ATM, cả VPI và VCI đều đợc thay đổi. 6
7. Phân kênh và hợp kênh các tế bào: Tại đầu phát, các tế bào thuộc về các kênh ảo VC và đờng ảo VP khác nhau sẽ đợc hợp kênh thành các dòng tế bào duy nhất. Tại đầu thu, dòng tế bào ATM đợc phân thành các đờng ảo và kênh ảo độc lập để đi tới thiết bị thu. 3.6.3 Lớp cao trong B-ISDN 3.6.3.1 Chức năng và phân loại AAL AAL đợc chia nhỏ thành hai lớp con là: Lớp con thiết lập và tháo tế bào (SAR - Segmentation And Reassembly) và Lớp con hội tụ (CS - Convergence Sublayer). Chức năng chính của SAR là chia các PDU của lớp cao hơn thành các phần tơng ứng với 48 byte của trờng dữ liệu trong tế bào ATM tại đầu phát. Tại đầu thu, SAR lấy thông tin trong trờng dữ liệu của tế bào ATM để khôi phục lại các PDU hoàn chỉnh. Lớp con CS phụ thuộc vào loại dịch vụ. Nó cung cấp các dịch vụ của lớp AAL cho các lớp cao hơn thông qua: điểm truy nhập dịch vụ (SAP). Bảng 3.6: Bảng phân loại các nhóm ALL Nhóm A Nhóm B Nhóm C Nhóm D Mối quan hệ thời gian giữa Yêu cầu thời gian thực Không yêu cầu thời gian thực nguồn và đích Tốc độ truyền Không đổi Thay đổi Không liên Kiểu liên kết Hớng liên kết kết Nhóm A (mô phỏng chuyển mạch kênh): Phục vụ các dịch vụ yêu cầu thời gian thực, tốc độ truyền không đổi, kiểu truyền hớng liên kết. Các dịch vụ thuộc về loại này thờng là tiếng nói và tín hiệu Video có tốc độ không đổi. Nhóm B: Là các dịch vụ thời gian thực, tốc độ truyền thay đổi, kiểu truyền hớng liên kết. Các dịch vụ của nó thờng là tín hiệu Audio và Video có tốc độ thay đổi. Nhóm C: Là các dịch vụ không yêu cầu thời gian thực, tốc độ truyền thay đổi, phơng pháp truyền h- ớng liên kết. Nó phục vụ cho các dịch vụ truyền số liệu hớng liên kết và báo hiệu. Nhóm D: Bao gồm các dịch vụ không yêu cầu thời gian thực, tốc độ thay đổi, kiểu truyền không liên kết. Đợc sử dụng cho các dịch vụ truyền số liệu không liên kết. Dựa vào phân loại trên, ITU-T đa ra một vài kiểu AAL. Sau đây ta sẽ lần lợt xem xét từng loại: 3.6.3.2 Các loại AAL 3.6.3.2.1 AAL kiểu 1 AAL phục vụ cho các loại dịch vụ thuộc nhóm A, nó thu hoặc phát các đơn vị số liệu dịch vụ (SDU - Service Data Unit) của lớp trên theo thời gian thực với tốc độ truyền không đổi. Các chức năng cơ bản của AAL 1 bao gồm: phân tách và tạo lại (Segmentation and Reassembly) thông tin của ngời sử dụng, khôi phục đồng bộ ở đầu thu, phát hiện lỗi trong trờng thông tin điều khiển tế bào và khôi phục lại thông tin tại bên nhận. Lớp con SAR: 7
8. Đơn vị số liệu giao thức SAR-PDU gồm có 48 byte. Octet đầu tiên là trờng thông tin điều khiển giao thức PCI. PCI bao gồm 4 bit chỉ thứ tự (SN - Sequence Number) và 4 bit mã chống lỗi (SNP - Sequence Number Protection) cho SN. Trờng SN lại đợc chia nhỏ ra thành bit chỉ thị lớp con hội tụ (CSI - Convergence Sublayer Indication) và 3 bit đếm thứ tự (SC - Sequence Count). Hình 3.23 thể hiện dạng SAR-PDU của AAL 1. Giá trị SC cho phép phát hiện các tế bào bị mất hoặc bị truyền nhầm. Bit CSI đợc sử dụng để truyền thông tin đồng bộ hoặc các thông tin về cấu trúc dữ liệu. Trờng SNP chứa mã CRC với đa thức sinh G(x)=x3+x+1 để phát hiện và sửa lỗi cho SN, bit cuối cùng là bit P (Parity) kiểm tra chẵn lẻ cả bảy bit đầu của PCI. Hình 3.23: Dạng SAR-PDU của AAL kiểu 1 Lớp con CS: Các chức năng của lớp con CS hoàn toàn phụ thuộc vào loại dịch vụ bao gồm một số chức năng cơ bản nh: Xử lý các giá trị trễ tế bào: các giá trị trễ khác nhau đợc xử lý thông qua một bộ đệm. Nếu bộ đệm rỗng thì hệ thống tự động chèn thêm một số bit, nếu bộ đệm tràn thì một số bit sẽ bị huỷ. Xử lý các tế bào bị mất hoặc chèn nhầm. Khôi phục tín hiệu đồng bộ: sử dụng phơng pháp đánh dấu thời gian d đồng bộ (SRTS - Synchronous Residual Time Stamp). Mốc thời gian d (RTS - Residual Time Stamp) đợc sử dụng để đo đạc và mang thông tin về độ khác nhau giữa đồng hồ đồng bộ chung lấy trong mạng và đồng bộ của thiết bị cung cấp dịch vụ. Bốn bit RTS đợc truyền đi trong trờng CSI của các tế bào lẻ. Truyền đi các thông tin về cấu trúc dữ liệu giữa nguồn và đích: đợc sử dụng trong trờng hợp dữ liệu đợc truyền có dạng cấu trúc. Sửa lỗi trớc (FEC - Forward Error Correction): để đảm bảo chất lợng dịch vụ cao cho một số ứng dụng Video và Audio. 3.6.3.2.2 AAL kiểu 2 AAL 2 sử dụng cho các dịch vụ có tốc độ thay đổi đợc truyền theo thời gian thực (thuộc nhóm B). Các chức năng của AAL 2 vẫn cha đợc định nghĩa rõ ràng tuy nhiên có thể cho rằng AAL 2 đợc phát triển từ AAL 1, nó có các chức năng sau: trao đổi số liệu có tốc độ thay đổi giữa lớp cao hơn với lớp ATM, xử lý trễ tế bào, phân tách và khôi phục lại thông tin cho ngời sử dụng, xử lý các loại lỗi tế bào cũng nh các tín hiệu đồng bộ ở đầu thu. 3.6.3.2.3 AAL kiểu 3/4 AAL 3/4 đợc phát triển từ AAL 3 (phục vụ cho các dịch vụ loại C) và AAL 4 (phục vụ cho các dịch vụ loại D). Ngày nay hai kiểu AAL trên hợp lại thành AAL 3/4, lớp AAL này thoả mãn các dịch vụ thuộc loại C và D. Hình 3.24 là cấu trúc của AAL 3/4 trong đó lớp con CS đợc chia thành hai phần là phần chung (CPCS - Common Part CS) và phần phụ thuộc dịch vụ (SSCS - Service Specific CS). 8
9. AAL 3/4 cung cấp hai kiểu dịch vụ cơ bản là dịch vụ kiểu thông điệp (Message Mode Service) để truyền các số liệu đợc đóng thành khung (nh các khung HDLC) và dịch vụ kiểu dòng bit (Streaming Mode Service) để truyền số liệu ở tốc độ thấp với yêu cầu trễ nhỏ. Trong dịch vụ kiểu thông điệp, một đơn vị số liệu dịch vụ AAL- SDU đợc truyền trong một hoặc vài CS-PDU. Vài SAR-PDU lại đợc tạo ra từ các CS-PDU này. Hình 3.25 minh họa phơng pháp này. Hình 3.24: AAL kiểu 3/4 hoặc 5. Trong dịch vụ kiểu dòng bit, một vài AAL-SDU có kích thớc cố định đợc truyền trong một CS-PDU (hình 3.26) Hình 3.25: Dịch vụ kiểu thông điệp Hình 3.26: Dịch vụ kiểu dòng bit Hai thủ tục hoạt động đẳng cấp (Peer-to-Peer) đợc sử dụng cho cả hai kiểu dịch vụ trên, đó là hoạt động có đảm bảo (Assured Operation) và hoạt động không đảm bảo (Non-Assured Operation). Trong hoạt động có đảm bảo, các AAL-SDU bị mất hoặc có lỗi sẽ đợc truyền lại. Ở hoạt động không đảm bảo không có việc truyền lại các gói. Lớp con SAR Nói chung các CS-PDU có độ dài thay đổi, vì vậy SAR-PDU gồm 44 octet là số liệu của CS-PDU. Bốn octet còn lại đợc dành cho các thông tin điều khiển. Trờng kiểu đoạn (ST - Segment Type) có độ dài 2 bit, nó chỉ ra loại của CS-PDU có chứa trong SAR-PDU nh: phần đầu của CS-PDU (BOM - Beginning of 9
10. Message), phần giữa (COM - Continuation of Message), phần cuối (EOM - End of Message) và các CS- PDU đơn (SSM - Single Segment Message). Trờng chỉ thị độ dài trờng thông tin (LI - Length Indicator) chỉ ra số octet của CS-PDU có chứa trong trờng dữ liệu của SAR-PDU. LI có độ dài 6 bit. Ngoài ra trong SAR- PDU còn có trờng số thứ tự gói (SN - Sequence Number) dài 4 bit. Mỗi khi nhận đợc SAR-PDU thuộc về một cuộc nối, giá trị của SN lại tăng lên một đơn vị. Phát hiện lỗi là chức năng thứ hai của lớp con SAR. Trờng chống lỗi CRC dài 10 bit thực hiện việc kiểm tra lỗi bit trong SAR-PDU, các thông điệp báo hiệu đợc gửi cho CS nếu có lỗi xảy ra. Giá trị CRC đợc tính cho trờng tiêu đề, trờng dữ liệu và trờng LI với đa thức sinh G(x)=x10+x9+x5+x4+x+1. Lớp con SAR còn có khả năng phát hiện các gói SAR-PDU bị mất hoặc chèn nhầm. Chức năng thứ ba của SAR là đồng thời phân kênh hoặc hợp kênh các CS-PDU của các cuộc nối mức AAL khác nhau thành một đờng nối đơn ở mức ATM. Chức năng này sử dụng trờng số hiệu nhận dạng hợp kênh (MID - Multiplexing Identifier) dài 10 bit. Các SAR-PDU với số hiệu nhận dạng MID khác nhau sẽ thuộc về các CS-PDU riêng biệt. Việc phân/hợp kênh phải đợc thực hiện trên cơ sở từ đầu cuối tới đầu cuối, những đờng nối lớp ATM bao gồm các cuộc nối lớp AAL khác nhau sẽ đợc xử lý nh một thực thể đơn. Hình 3.27 trình bày cấu trúc khung SAR-PDU của AAL 3/4. Hình 3.27: Dạng SAR-PDU của AAL 3/4 Lớp con CS Nh đã biết lớp con CS đợc chia thành hai phần là phần chung CPCS và phần phụ thuộc dịch vụ SSCS. Chức năng cũng nh cấu trúc của SSCS hiện tại vẫn cha rõ ràng và đòi hỏi phải nghiên cứu thêm. phần CPCS truyền các khung số liệu của ngời sử dụng với độ dài bất kỳ trong khoảng từ một octet tới 65535 octet. Các chức năng của CPCS nằm trong 4 octet ở phần tiêu đề và 4 octet ở phần đuôi. Trờng chỉ thị phần chung (CPI - Common Part Indicator) đợc sử dụng để quản lý phần còn lại của tiêu đề và phần đuôi. Trờng nhãn hiệu đầu (Btag - Beginning Tag) và nhãn hiệu kết thúc (Etag - Ending Tag) cho phép tạo nên sự liên kết một cách chính xác giữa phần tiêu đề và phần đuôi của khung. Trờng kích thớc bộ đệm tại chỗ (BASize - Buffer Allocation Size) thông báo cho đầu thu kích thớc bộ đệm tối đa cần thiết để nhận CPCS-SDU. Trờng đệm (PAD - Padding) đảm bảo sao cho trờng dữ liệu của CPCS-PDU là một số nguyên lần của 4 octet, do đó nó có độ dài từ 0 octet tơi 3 octet. Trờng sắp xếp (AL - Alignment) đợc sử dụng để sắp xếp phần đuôi 32 bit cuả CPCS-PDU. Trờng độ dài (Length) chỉ ra độ dài của trờng dữ liệu. Hình 3.28 minh hoạ cấu trúc CPCS-PDU của AAL kiểu 3/4. Hình 3.28: Cấu trúc của CPCS-PDU của AAL 3/4 3.6.3.2.4 AAL kiểu 5 AAL kiểu 5 phục vụ cho các dịch vụ có tốc độ thay đổi, không theo thời gian thực. Cũng giống nh AAL 3/4, AAL 5 đợc sử dụng chủ yếu cho các yêu cầu về truyền số liệu. Tuy vậy, ITU-T đa ra AAL kiểu 5 nhằm mục đích giảm độ dài phần thông tin điều khiển giao thức (PCI- bao gồm phần tiêu đề và phần đuôi). AAL 10
11. 5 có các chức năng và giao thức hoạt động nh AAL 3/4. Điểm khác nhau chính của hai loại này là AAL 5 không đa ra khả năng phân/hợp kênh, do đó nó không có trờng MID. AAL 5 chủ yếu đợc sử dụng cho báo hiệu trong mạng ATM. Hình 3.29: Cấu trúc CPCS-PDU của AAL kiểu 5 Lớp con SAR Lớp con SAR chấp nhận các SDU có độ dài là một số nguyên lần của 48 octet đợc gửi xuống từ CPCS, nó không bổ sung thêm các trờng thông tin điều khiển (nh phần tiêu đề và phần đuôi) vào các SDU vừa nhận đợc. SAR chỉ thực hiện chức năng phân tách (Segmentation) ở đầu phát và tạo ra gói ở đầu thu. Để nhận biết đợc điểm bắt đầu và kết thúc của SAR-PDU, AAL 5 sử dụng trờng AUU nằm trong trờng PT (Payload Type) ở tiêu đề của tế bào ATM. Giá trị AUU=1 chỉ ra điểm kết thúc, trong khi AUU=0 chỉ ra điểm bắt đầu hoặc tiếp tục của SAR-PDU. Lớp con CS Phần CPCS cung cấp các chức năng truyền các khung số liệu của ngời sử dụng với độ dài bất kỳ từ một octet tới 65535 octet. Thêm vào đó, trong CPCS-PDU còn có trờng UU (CPCS User-to-User indication) dài một octet mang thông tin CPCS của ngời sử dụng. Trờng độ dài Length chỉ ra độ dài của phần dữ liệu trong CPCS-PDU. Mã CRC dài 32 bit đợc sử dụng để chống lỗi. Hình 3.29 thể hiện cấu trúc của CPCS-PDU của AAL 5. 3.3 Cấu trúc tế bào ATM ATM có đặc điểm hớng liên kết do đó khác với mạng chuyển mạch gói các địa chỉ nguồn và đích, số thứ tự gói không cần thiết trong ATM. Hơn nữa do chất lợng của đờng truyền rất tốt nên các cơ chế chống lỗi trên cơ sở từ liên kết tới liên kết cũng đợc bỏ qua. Ngoài ra ATM cũng không cung cấp các cơ chế điều khiển luồng giữa các nút mạng do cơ cấu điều khiển cuộc gọi của nó. Vì vậy chức năng của phần tiêu đề tế bào ATM chỉ còn là nhận dạng cuộc nối ảo. Phần tiêu đề tế bào ATM có hai dạng: một dạng là các tế bào đợc truyền trên giao diện giữa ngời sử dụng và mạng (UNI - User-Network Interface), dạng còn lại là các tế bào đợc truyền giữa các nút chuyển mạch (NNI - Network Node Interface) (xem hình 3.8). 3.3.1 Số hiệu nhận dạng kênh ảo (VCI) và đờng ảo (VPI) Kênh truyền ATM có thể truyền với tốc độ từ vài Kbit/s tới vài trăm Mbit/s tại một thời điểm nào đó vì thế VCI đợc dùng để nhận dạng các kênh đợc truyền đồng thời trên đờng truyền dẫn. Thông thờng trên một đ- ờng truyền có hàng ngàn kênh nh vậy nên VCI có độ dài 16 bit (tơng ứng với 65535 kênh). Hình 35: Cấu trúc tế bào ATM tại giao diện NNI 11
12. Do mạng ATM có đặc điểm hớng liên kết nên mỗi cuộc nối đợc gắn một số hiệu nhận dạng VCI tại thời điểm thiết lập. Mỗi giá trị VCI chỉ có ý nghĩa tại từng liên kết từ nút tới nút của mạng. Khi cuộc nối kết thúc, VCI đợc giải phóng để dùng cho cuộc nối khác. Ngoài ra VCI còn có u điểm trong việc sử dụng cho các cuộc nối đa dịch vụ. Hình 36: Cấu trúc tế bào ATM tại giao diện UNI VCI đợc sử dụng để thiết lập cuộc nối đờng ảo cho một số cuộc nối kênh ảo VCC. VPI cho phép đơn giản hoá các thủ tục chọn tuyến cũng nh quản lý, nó có độ dài 8 hoặc 12 bit tuỳ thuộc tế bào ATM đang đợc truyền qua giao diện UNI hay NNI. Tổ hợp của VCI và VPI tạo thành một giá trị duy nhất cho mỗi cuộc nối. Tuỳ thuộc vào vị trí đối với hai điểm cuối của cuộc nối mà nút chuyển mạch ATM sẽ định đờng dựa trên giá trị của VPI và VCI hay chỉ dựa trên giá trị VPI. Tuy vậy cần lu ý rằng VCI và VPI chỉ có ý nghĩa trên từng chặng liên kết của cuộc nối. Chúng đợc sử dụng để việc chọn đờng trên các chặng này đợc dễ dàng hơn. Do số VPI và VCI quá nhỏ nên chúng không thể đợc sử dụng nh 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 ngời 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 nh 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. 3.3.2 Trờng kiểu tế bào (PT - Payload Type) PT là một trờng gồm 3 bit có nhiệm vụ phân biệt các kiểu tế bào khác nhau nh: tế bào mang thông tin của ngời sử dụng, tế bào mang thông tin về giám sát, vận hành, bảo dỡng (OAM - Operation Administration Maintenance). Nếu bit đầu của PT có giá trị 0 thì đây là tế bào của ngời sử dụng. Khi đó bit thứ hai trong PT báo hiệu tắc ngẽn trong mạng còn bit thứ 3 có chức năng báo hiệu cho lớp thích ứng ATM (ALL - ATM Adaption Layer). Nếu bit đầu của PT có giá trị 1 thì đây là tế bào mang các thông tin quản lý mạng (xem hình 3.7 và bảng 3.1). Hình 3.7: Cấu trúc trờng PT trong tế bào mang thông tin của ngời sử dụng. Bảng 3.1: Cấu trúc trờng PT trong tế bào mang thông tin OAM Dạng bit Chức năng 100 Tế bào OAM lớp F5 liên quan tới liên kết (OAM F5 Segment Associated) 12
13. 101 Tế bào OAM lớp F5 liên quan tới đầu cuối (OAM F5 End-to-End Associated) 110 Tế bào quản lý tài nguyên 111 Dành cho việc sử dụng trong tơng lai Ngoài ra còn có hai kiểu tế bào đặc biệt là tế bào không xác định (unassigned cell) và tế bào trống (idle cell). Tế bào không xác định và tế bào trống đều có đặc điểm chung là chúng không mang thông tin của ng- ời sử dụng. Tuy nhiên tế bào trống chỉ tồn tại ở mức vật lý còn tế bào không xác định tồn tại cả ở mức ATM lẫn ở mức vật lý (xem 3.6.1). Tế bào không xác định sẽ đợc gửi đi khi không có thông tin hữu ích dành sẵn trên đầu phát. 3.3.3 Trờng quy định mức u tiên mất tế bào (CLP - Cell Loss Priority) CLP là trờng dùng để phân loại các cuộc nối khác nhau theo mức độ u tiên khi các tài nguyên trong mạng không còn là tối u nữa. Thí dụ trong trờng hợp quá tải chỉ có các cuộc nối có mức u tiên thấp là bị mất thông tin. Có hai loại u tiên khác nhau là u tiên về mặt nội dung và u tiên về mặt thời gian. Trong chế độ u tiên về mặt thời gian, vài tế bào có thể có độ trễ trong mạng dài hơn các tế bào khác. Trong chế độ u tiên về mặt nội dung, các tế bào có độ u tiên cao hơn sẽ có xác suất mất ít hơn. Các mức u tiên có thể đợc ấn định trên cơ sở cuộc nối (qua mỗi VCI hoặc VPI) hoặc trên cơ sở mỗi tế bào. Trong trờng hợp thứ nhất, tất cả các tế bào thuộc về một kênh ảo hoặc đờng ảo sẽ có một mức u tiên xác định. Trong trờng hợp thứ hai, mỗi tế bào thuộc về một kênh ảo hoặc đờng ảo sẽ có các mức u tiên khác nhau. 3.3.4 Trờng điều khiển lỗi tiêu đề (HEC - Header Error Control) Trờng điều khiển lỗi tiêu đề (HEC) chứa mã d vòng (CRC - Cyclic Redundancy Check). Mã này đợc tính toán cho 5 byte tiêu đề. Do phần tiêu đề bị thay đổi sau từng chặng nên CRC cần đợc kiểm tra và tính toán lại với mỗi chặng. Đa thức sinh đợc dùng ở đây là đa thức: x8+x2+x+1. Đa thức này có thể sửa toàn bộ các lỗi đơn và phát hiện ra phần lớn các lỗi nhóm. 3.3.5 Trờng điều khiển luồng chung (GFC - Generic Flow Control) Ở giao diện giữa ngời sử dụng và mạng (UNI), phần tiêu đề có vài khác biệt so với ở giao diện (NNI). Sự khác nhau căn bản nhất là trờng VPI bị rút ngắn còn lại 8 bit (so với 12 bit ở giao diện NNI), thay vào chỗ 4 bit của VPI là trờng điều khiển luồng chung (GFC). Chức năng của GFC đợc nêu ra trong khuyến nghị I.150 của ITU-T. Cơ chế của GFC cho phép điều khiển luồng các cuộc nối ATM ở giao diện UNI. Nó đợc sử dụng để làm giảm tình trạng quá tải trong thời gian ngắn có thể xảy ra trong mạng của ngời sử dụng. Cơ chế GFC dùng cho cả các cuộc nối từ điểm tới điểm và từ điểm tới nhiều điểm. Khi kết hợp mạng ATM với các mạng khác nh DQDB (Distributed Queue Dual Bus), SMDS (Switched Multi-megabit Data Service), GFC đa ra 4 bit nhằm báo hiệu cho các mạng này làm thế nào để hợp kênh các tế bào của các cuộc nối khác nhau. Mỗi mạng đều có một giao thức truy nhập riêng, do đó hầu nh mỗi mạng đều phải có một logic điều khiển tơng ứng dùng GFC cho các giao thức truy nhập của riêng các mạng này. Do đó trong trờng hợp này, GFC thực chất là một bộ các giá trị chuẩn để định nghĩa mức độ u tiên của ATM đối với các quy luật truy nhập vào các mạng khác nhau. Việc buộc phải sử dụng trờng điều khiển luồng chung GFC là một nhợc 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 đợc lắp đặt vào bất 13
14. kỳ một nơi nào trong mạng. Trong khi đó trong ATM, ta phải chú ý xem thiết bị đợc lắp đặt có thích hợp với giao diện đã cho hay không. 3.3.6 Các giá trị mặc định của tiêu đề tế bào ATM Để phân biệt các tế bào đợc sử dụng ở lớp ATM với những tế bào của lớp vật lý và các tế bào không xác định, ngời ta sử dụng các giá trị tiêu đề mặc định. Quá trình xử lý tế bào đợc tiến hành dựa trên các giá trị này. Bảng 3.2 thể hiện các giá trị tiêu đề tế bào ATN tại UNI. Bảng 3.2: Giá trị mặc định của tiêu đề tế bào tại giao diện UNI Giá trị Kiểu Octet 1 Octet 2 Octet 3 Octet 4 Octet 5 Tế bào lớp vật lý pppp0000 00000000 00000000 0000ppp1 Mã HEC Tế bào không xác định gggg0000 00000000 00000000 0000xxx0 Mã HEC Báo hiệu trao đổi ggggyyyy yyyy0000 00000000 0001a00 Mã HEC Báo hiệu truyền thông chung ggggyyyy yyyy0000 00000000 00100aa0 Mã HEC Báo hiệu từ điểm tới đa điểm ggggyyyy yyyy0000 00000000 01010aa0 Mã HEC Tế bào OAM mức F4 liên quan tới liên kết ggggzzzz zzzz0000 00000000 00110a0a Mã HEC Tế bào OAM mức F4 liên quan tới đầu cuối ggggzzzz zzzz0000 00000000 01000a0a Mã HEC Quản lý tài nguyên ggggzzzz zzzzvvvv vvvvvvvv vvvv110a Mã HEC Dành cho chức năng sau này ggggzzzz zzzzvvvv vvvvvvvv vvvv111a Mã HEC a - bit sử dụng cho các chức năng của lớp ATM. g - bit này sử dụng trong giao thức của GFC. p - bit sử dụng cho lớp vật lý. v - bit biểu thị một giá trị VCI bất kì khác 0. x - bit mang giá trị bất kỳ. y - bit biểu thị một gia trị VPI bất kỳ. Nếu VPI=0, giá trị VCI đợc sử dụng cho kênh ảo báo hiệu từ ngời sử dụng tới nút chuyển mạch địa phơng. z - bit biểu thị giá trị VPI bất kỳ. Nguyên lý chuyển mạch và báo hiệu trong ATM 3.4.1 Nguyên lý chuyển mạch Trong môi trờng ATM, việc chuyển mạch các tế bào đợc thực hiện trên cơ sở các giá trị VCI/VPI. Nh đã nói, các giá VPI, VCI nói chung chỉ có hiệu lực trên một chặng. Khi tế bào tới nút chuyển mạch, giá trị của VPI hoặc cả VPI và VCI đợc thay đổi cho phù hợp với chặng tiếp theo. Thiết bị chuyển mạch đợc thực hiện chỉ dựa trên giá trị VPI đợc gọi là chuyển mạch VP (VP Swich), nút nối xuyên (ATM Cross Connect) hoặc bộ tập trung (Concentrator). Nếu thiết bị chuyển mạch thay đổi cả hai giá trị VPI và VCI (các giá trị 14
15. VPI/VCI thay đổi ở đầu ra) thì nó đợc gọi là chuyển mạch VC (VC Switch) hoặc chuyển mạch ATM (ATM Switch). D1, D2: Bộ nối xuyên. T: Chuyển mạch ATM. A, B: Thiết bị cuối. Hình 3.8: Cuộc nối kênh ảo thông qua nút chuyển mạch và bộ nối xuyên. Hình 3.8 minh họa một cuộc nối kênh ảo VCC thông thờng, T là nút chuyển mạch nơi mà giá trị VPI và VCI bị thay đổi. A và B là hai thiết bị đầu cuối; D1, D2 là các bộ nối xuyên nơi chỉ thay đổi các giá trị VPI; ai, xi lần lợt là các giá trị VPI, VCI tơng ứng. Hình 3.9: Nguyên tắc chuyển mạch VP Hình 3.9 là sơ đồ giải thích nguyên lý chuyển mạch VP. Chuyển mạch VP là nơi bắt đầu và kết thúc các liên kết đờng ảo, do đó nó cần phải chuyển các giá trị VPI ở đầu vào thành các giá trị VPI tơng ứng ở đầu ra sao cho các liên kết đờng ảo này thuộc về cùng một cuộc nối ảo cho trớc. Lúc này các giá trị VCI đợc giữ nguyên. Khác với chuyển mạch VP, chuyển mạch VC là điểm cuối của các liên kết kênh ảo và liên kết đờng ảo. Vì vậy trong chuyển mạch VC, giá trị của cả VPI và VCI đều bị thay đổi. Bởi vì trong chuyển mạch VC còn bao gồm cả chuyển mạch VP do đó về mặt nguyên tắc, chuyển mạch VC có thể thực hiện các chức năng nh một chuyển mạch VP. Hình 3.10 giải thích nguyên tắc chuyển mạch VC. Phần 2: VOATM - Voice Over ATM 15
16. Việc thực hiện truyền voice trên mạng ATM hiện nay có nhiều giải pháp kỹ thuật và cách ứng dụng chúng cũng khác nhau. 5.3 Kết nối các đường trung kế bằng các ATM VCC ATM-Forum cũng đã định nghĩa 3 nguyên lý cơ bản của việc truyền các dòng thoại số trên mạng ATM như sau: - Dịch vụ phỏng tạo mạch CES (Circuit Emulation Services), dùng để truyền các dòng số 64 Kbps hoặc các dòng thoại tốc độ cao: DS1/E1/J2, DS3/E3. - Cấp băng tần động của CES (Dynamic Bandwidth CES). - Sử dụng các dịch vụ kết nối băng hẹp của AAL2. 5.4 Dịch vụ phỏng tạo mạch CES i. Tổng quan về lớp AAL1 1. Đặc điểm và chức năng Lớp tương thích AAL loại 1 - AAL1 là lớp AAL hỗ trợ các ứng dụng theo thời gian thực, hướng kết nối, tốc độ bit không đổi. AAL1 cung cấp các dịch vụ sau cho người sử dụng: - Truyền các đơn vị thủ tục dịch vụ SDU (Service Data Unit) với tốc độ nguồn không đổi và phân phát chúng với cùng tốc độ. - Truyền thông tin về thời gian giữa nguồn và đích - Truyền thông tin có cấu trúc giữa nguồn và đích. - Có thể chỉ thị về thông tin bị mất hoặc bị lỗi mà AAL1 không thể khôi phục được. Các chức năng của lớp AAL1 gồm: - Phân đoạn và tái tạo thông tin của người sử dụng. - Đóng khối (blocking) và mở khối (deblocking) thông tin của người sử dụng. - Điều khiển biến động trễ tế bào CDV (cell delay variation). - Điều khiển trễ đóng tạo tải tế bào. - Điều khiển tế bào bị mất hoặc tế bào bị lỗi. - Khôi phục tần số đồng hồ nguồn tại phía thu. - Khôi phục cấu trúc dữ liệu nguồn tại phía thu. - Giám sát các bit lỗi của AAL1-PCI. - Điều khiển bit lỗi của AAL1-PCI. - Giám sát lỗi cho trường thông tin của người sử dụng và các thao tác sửa lỗi có thể. Mô hình tham chiếu về lớp AAL1 cho như 16
17. §iÓm truy nhËp dÞch vô líp AAL (AAL-SAP) §¬n vÞ d÷ liÖu dÞch vô líp AAL S AAL-SDU C ô t i é h Tiªu ®Ò cña §u«i cña T¶i cña CS-PDU n CS-PDU CS-PDU o c L p A í A §¬n vÞ d÷ liÖu thñ tôc líp con héi tô CS-PDU L - M T A Kh«ng cã ®iÓm truy nhËp dÞch vô g n ø gi÷a hai líp con CS vµ SAR h o c ¹ Ý t h i t ¸ t p í µ v Tiªu ®Ò cña §u«i cña L T¶i cña SAR-PDU SAR-PDU SAR-PDU n ¹ o R ® A n §¬n vÞ d÷ liÖu thñ tôc líp con SAR (SAR-PDU ) S © h p n o c §iÓm truy nhËp dÞch vô líp ATM p í (ATM-SAP) L §¬n vÞ d÷ liÖu dÞch vô líp ATM ATM-SDU M T A p í Tiªu ®Ò tÕ bµo T¶i cña tÕ bµo ATM L §¬n vÞ d÷ liÖu thñ tôc líp ATM: ATM-PDU = tÕ bµo ATM Hình 1: Mô hình tham chiếu lớp AAL1. Lớp tương thích AAL1 chia thành hai lớp con: lớp con hội tụ CS (Convergence Sublayer) và lớp con phân đoạn và tái tạo SAR (Segmentation and Reassembly). Lớp con hội tụ CS là lớp cao hơn lớp con SAR, nhưng giữa hai lớp con này không có điểm truy nhập dịch vụ. Tại phía phát, lớp con CS truyền 47 byte xuống lớp con SAR và lớp con SAR thêm 1 byte tiêu đề để tạo ra SAR-PDU gồm 48 byte và truyền xuống lớp ATM trở thành tải của tế bào ATM. Tại phía thu, lớp con SAR nhận 48 byte dữ liệu từ lớp ATM, tách phần tiêu đề 1 byte để có 47 byte dữ liệu gửi lên lớp con CS. Cấu trúc tế bào ATM khi dùng AAL1 được trình bày trên Hình Error! No text of specified style in document.-2 T¶i cña tÕ bµo ATM Tiªu ®Ò tÕ bµo Sè thø tù B¶o vÖ Sè thø tù T¶i cña SAR-PDU 5 byte SN SNP 47 byte CSI SC CRC P 1 bit 3 bit 3 bit 1 bit Hình Error! No text of specified style in document.-2: Cấu trúc tế bào ATM khi dùng lớp AAL1 Trong đó: SN (Sequence Number): trường số thứ tự. 17
18. CSI (Convergence Sublayer Indicator): chỉ thị lớp con hội tụ. SC (Sequence Count): đếm thứ tự. SNP (Sequence Number Protection): trường bảo vệ cho trường SN. CRC: phát hiện và sửa lỗi với đa thức sinh G(x)=x3+x+1. P(parity): bit kiểm tra chẵn (even-parity) cho 7 bit còn lại thuộc SN và SNP. Trường số thứ tự SN được chia thành hai trường con CSI và SC. Trường SC (3 bit) chứa giá trị đếm thứ tự do lớp con CS cung cấp, bit LSB là bit phía ngoài cùng bên phải. Trường SC được đánh số theo hệ 8: từ 0 (000) đến 7 (111). Trường CSI (1 bit) chứa chỉ thị của lớp con CS, giá trị mặc định là CSI = “0”. Việc xử lý trường SN có thể phân loại ra các loại tải SAR-PDU: tải SAR-PDU có thứ tự bình thường, tải SAR-PDU bị mất, tải SAR-PDU bị chèn nhầm, đồng thời cung cấp thông tin hữu ích như: vị trí của tải SAR-PDU bị mất trong luồng SAR-PDU, số lượng tải SAR-PDU bị mất liên tiếp, nhận dạng của tải SAR-PDU bị chèn nhầm. Trường bảo vệ SNP cho phép phát hiện và sửa lỗi cho tiêu đề của SAR-PDU, gồm hai phần: trường mã CRC (3 bit) bảo vệ cho trường SN, trường kiểm tra chẵn P (1 bit) dùng để bảo vệ cho 7 bit còn lại của phần tiêu để của SAR-PDU. Cấu trúc trường SNP có khả năng sửa lỗi đơn bit và phát hiện lỗi đa bit. 2. Các phương thức khôi phục tần số đồng hồ Đối với các dịch vụ CBR truyền đồng bộ, đồng hồ dịch vụ được lấy theo đồng hồ mạng. Đối với các dịch vụ CBR truyền không đồng bộ, đồng hồ của các dịch vụ này không lấy theo đồng hộ mạng. Có hai phương thức khôi phục đồng hồ cho loại dịch vụ CBR truyền không đồng bộ: Phương thức đồng hồ tương thích dùng cho các dịch vụ yêu cầu chặt chẽ về jitter nhưng không yêu cầu chặt chẽ về wander. Phương thức đánh dấu thời gian dư đồng bộ (SRTS – Synchronous Residual Time Stamp) dùng cho các dịch vụ yêu cầu chặt chẽ về jitter và về wander. Phương thức đồng hồ số tương thích không có thông tin thực tế về thời gian mà xác định tần số nguồn dựa vào số lượng dữ liệu của nguồn gửi đến: tính trung bình số lượng dữ liệu trong một khoảng thời gian. Việc tính này không cho thấy được biến động trễ CDV, chu kỳ tính toán phụ thuộc đặc tính của CDV. Phương thức này được sử dụng tại AAL1 phía thu và không có qui định chuẩn về cách thực hiện. Một cách để tính số lượng dữ liệu là xem xét việc điền dữ liệu vào bộ đệm (buffer). Bên thu ghi các dữ liệu vào bộ đệm và đọc ra với tần số đồng hồ cục bộ. Mức điền vào bộ đệm phụ thuộc tần số của nguồn và được dùng để điều khiển tần số cục bộ. AAL1 đo liên tục mức điền vào bộ đệm, thông qua vòng khoá pha PLL (phase-locked loop) tạo ra đồng hồ cục bộ. Để tránh hiện tượng bộ đệm tràn (over-flow) hoặc thiếu (under-flow), hai giá trị ngưỡng được đưa ra: ngưỡng thấp và ngưỡng cao. Nếu mức điền vào bộ đệm tiến tới giá trị ngưỡng thấp, tức là tần số đồng hồ cục bộ nhanh hơn nhiều so với tần số nguồn lên phải giảm tần số đồng hồ cục bộ. Nếu mức điền vào bộ đệm tiến tới giá trị ngưỡng cao, tức là tần số đồng hồ cục bộ thấp hơn nhiều so với tần số nguồn lên phải tăng tần số đồng hồ cục bộ. Cách này giữ cho việc điền vào bộ đệm dao động xung quanh một giá trị trung bình. Phương thức đánh dấu thời gian dư đồng bộ SRTS sử dụng nhãn thời gian dư để đo đạc và truyền thông tin về sự sai lệch tần số giữa tần số chuẩn lấy theo mạng và tần số dịch vụ. 3. Phương thức truyền đồng bộ SDT Phương thức truyền đồng bộ SDT (Structure Data Transfer) cung cấp khả năng truyền dữ liệu có cấu trúc theo dạng byte, và đối với dịch vụ phỏng tạo kênh thì SDT cho phép truyền có cấu trúc theo tần số 8 KHz. Khi kích thước của khối cấu trúc lớn hơn một byte thì con trỏ được sử dụng để xác định biên của khối cấu trúc. Trong kiểu truyền SDT, tham số STRUCTURE trong hai hàm nguyên thuỷ AAL1-UNITDATA request và AAL1-UNITDATA indication dùng để truyền thông tin cấu trúc giữa AAL1 và người sử dụng. Phần tải SAR-PDU gồm 47 byte được sử dụng theo một trong hai dạng: dạng có con trỏ (P format) và dạng không có con trỏ (non-P format). 18
19. CSI = 0 nÕu kh«ng dïng SRTS = RTS nÕu dïng SRTS Tiªu ®Ò cña SAR-PDU Th«ng tin ng­êi sö dông 1 byte 47 byte T¶i cña SAR-PDU (47 byte) CÊu tróc d¹ng kh«ng cã con trá (non-P format) CSI = 1 Tiªu ®Ò cña SAR-PDU Con trá Th«ng tin ng­êi sö dông 1 byte 1 byte 46 byte T¶i cña SAR-PDU (47 byte) CÊu tróc d¹ng con trá (P format) Hình Error! No text of specified style in document.-3: Cấu trúc SAR-PDU trong chế độ SDT. Trong dạng không có con trỏ, 47 byte thông tin được điền hết vào tải của SAR-PDU. Khi giá trị trường CS trong tiêu đề SAR là 1,3,5,7 thì dạng này luôn được sử dụng. Dạng có con trỏ sử dụng khi khối cấu trúc lớn hơn một byte và chỉ được dùng một lần trong chu kỳ 8 tải SAR-PDU (trường SC = 07). Dạng này được dùng khi trường SC là 0, 2, 4 hoặc 6. Byte đầu tiên của tải SAR-PDU là con trỏ, phần còn lại là thông tin của người sử dụng. Con trỏ gồm hai trường: trường offset và trường kiểm tra chẵn (cho trường offset). Trường offset chứa khoảng cách từ con trỏ đến khối cấu trúc mới theo tải 93 byte = 46 byte của tải SAR-PDU có con trỏ + 47 byte của tải SAR-PDU tiếp theo (giá trị trường này là: 093). Giá trị 93 sử dụng khi cuối tải 93 byte trùng với cuối khối cấu trúc. Nếu không có biên khối cấu trúc thì giá trị trường offset là giá trị giả = 127. Con trỏ được truyền từ trường kiểm tra sau đó đến trường offset. Giá trị trường offset là giá trị nhị phân được truyền từ bit LSB đến MSB. Dạng con trỏ được dùng tại vị trí đầu tiên có thể của chu kỳ tải SAR-PDU (8 tải) để chỉ ra điểm bắt đầu của khối cấu trúc. Nếu không có điểm bắt đầu hoặc điểm kết thúc của khối cấu trúc trong chu kỳ tải SAR-PDU thì giá trị trường offset là 127 và đặt trong tải SAR-PDU có SC = 6. Nếu điểm bắt đầu của khối cấu trúc không thuộc chu kỳ tải SAR-PDU hiện tại nhưng trùng khít với với điểm bắt đầu của chu kỳ tải SAR-PDU mới thì trường offset mang giá trị 93 tại tải SAR-PDU có SC = 6 tại chu kỳ tải hiện tại và trường offset mang giá trị 0 tại tải SAR-PDU có SC = 0 tại chu kỳ tải sau. Tại thời điểm bắt đầu truyền dữ liệu sau khi cuộc nối AAL1 được thiết lập, dạng con trỏ sử dụng với tải có SC=0 và byte dữ liệu có cấu trúc được truyền tại vị trí thứ hai sau byte con trỏ của tải SAR-PDU. 4. Phương thức sửa lỗi Phương thức sửa lỗi gồm: - Sửa lỗi cho lỗi bit: sử dụng sửa lỗi trước FEC với mã Reed-Solomon (128,124) và cho phép sửa lỗi tới 2 tế bào lỗi. - Sửa lỗi cho lỗi bit và mất tế bào không có ràng buộc trễ: sử dụng sửa lỗi trước FEC và khoảng thời gian giữa các byte (octet interleaving). FEC với mã Reed-Solomon (128,124) và cho phép sửa lỗi tới 2 tế bào lỗi hoặc 4 vết xóa (vết xoá là tế bào lỗi đã biết vị trí) trong khối 128 byte. - Sửa lỗi cho lỗi bit và mất tế bào có ràng buộc trễ: sử dụng sửa lỗi trước FEC và khoảng thời gian giữa các byte (octet interleaving). FEC với mã Reed-Solomon (94, 88). 19
20. 5. Điền một phần tế bào Lớp AAL1 cho phép điền một phần tế bào để giảm nhỏ trễ đóng gói tải và sử dụng cho các dịch vụ yêu cầu chặt chẽ về trễ. Các byte được điền vào phần đầu tiên có thể trong tải (sau các phần tiêu đề). Thủ tục điền một phần tế bào sẽ xác định số lượng và vị trí các byte thông tin của người sử dụng. Phần còn lại của tế bào được điền bằng các byte giả và phần này không được chuyển tới người sử dụng tại phía thu. Số lượng byte thông tin được xác định dựa trên trễ đóng gói tải SAR-PDU lớn nhất và nhỏ hơn 47 byte. Khi lớp con CS có phần tiêu đề CS-overhead gồm C byte thì C byte này được đặt sau SAR-header, phần tiếp theo là dùng cho thông tin của người sử dụng. Nếu C+N 47 thì số byte N không được điền hết vào tải. Hiện tại, lớp AAL1 chỉ hỗ trợ trường hợp C+N < 47 byte. 6. Phỏng tạo mạch CES Dịch vụ thoại là ứng dụng theo thời gian thực (real-time), có yêu cầu chặt chẽ về trễ (delay), và là dịch vụ hướng kết nối (connection-oriented). Về phân loại, thoại có thể là ứng dụng của loại dịch vụ CBR hoặc VBR, thuộc lớp D trong phân loại lớp QoS. Nếu xét thoại theo loại dịch vụ CBR thì lớp tương thích AAL1 trong mạng AT được sử dụng, còn theo loại dịch vụ rt-VBR thì lớp tương thích AAL2 trong mạng ATM được sử dụng. AAL1 cho phép các ứng dụng CBR truyền qua mạng ATM thông qua dịch vụ phỏng tạo mạch CES (Circuit Emulation Service). Mô hình tham chiếu CES như trên Hình Error! No text of specified style in document.-4 Kªnh ¶o CBR Giao diÖn dÞch vô CBR Giao diÖn dÞch vô CBR M¹ng ATM ThiÕt bÞ CBR Khèi giao tiÕp IWF Khèi giao tiÕp IWF ThiÕt bÞ CBR cho CES cho CES Giao diÖn truy nhËp ATM Giao diÖn truy nhËp ATM Hình Error! No text of specified style in document.-4: Mô hình tham chiếu CES Luồng dữ liệu thoại là luồng số liệu sử dụng kỹ thuật TDM, trong mạng ATM thì dữ liệu là các tế bào ATM và không phụ thuộc vào loại dữ liệu. Như vậy, phải có khối chức năng biến đổi dữ liệu TDM thành tế bào ATM tại đầu vào mạng ATM và biến đổi tế bào ATM thành dữ liệu TDM tại đầu ra mạng ATM. Khối chức năng đó gọi là IWF (InterWorking Function). Các loại tốc độ thoại được trình bày trên Bảng Error! No text of specified style in document.-1 Bảng Error! No text of specified style in document.-1: Ký hiệu các luồng TDM Ký hiệu Tốc độ (Kbps) Ký hiệu Tốc độ (Kbps) DS0 64 DS1 1544 E1 2048 J2 6312 DS3 44736 E3 34368 Dịch vụ phỏng tạo mạch CES sử dụng lớp AAL1 được tiến hành dựa trên các cuộc nối ảo chuyển mạch SVC, điểm tới điểm. Quá trình thiết lập cuộc nối SVC thực hiện thông qua thủ tục báo hiệu. Bản tin báo hiệu cho dịch vụ CES gồm các thông tin về: - Bộ mô tả lưu lượng ATM. - Khả năng mang băng rộng. - Tham số chất lượng dịch vụ QoS. - Thành phần thông tin tham số lớp AAL1. - Thành phần thông tin lớp thấp băng rộng. Về bộ mô tả lưu lượng ATM, bản tin báo hiệu mạng thông tin về tốc độ tế bào đỉnh cho luồng CLP=0+1 trên hai hướng đi và về: PCR0+1 hướng đi và PCR0+1 hướng về. Tốc độ tế bào này xác định tuỳ theo luồng 20
21. thoại phỏng tạo. Các thông tin về BEI (Best Effort Indicator) và nhận diện chế độ quản lý tài nguyên (Traffic Management Options Identifier) được bỏ qua. Về khả năng mang băng rộng, các cuộc nối là điểm-tới-điểm, tốc độ bit không đổi (CBR) nên ta có các giá trị sau (Bảng -2): Bảng -2: Giá trị thành phần thông tin khả năng mang bang rộng trong CES. Trường Giá trị Ý nghĩa Lớp mang “1000 0” BCOB-X Loại lưu lượng “001” Tốc độ bit không đổi CBR Yêu cầu chặt chẽ về thời gian Yêu cầu về thời gian “01” từ cuối tới cuối Tính dễ phân cắt “00” Không dễ phân cắt Cấu hình kết nối mặt phẳng “00” Cuộc nối điểm-tới-điểm người sử dụng Về tham số chất lượng dịch vụ QoS, lớp dịch vụ là lớp QoS loại 1 cho hai hướng đi và về. Về thành phần thông tin tham số AAL1, giá trị phụ thuộc vào luồng thoại trong CES, nhưng đều có chung giá trị là: lớp AAL1 nên trường kiểu AAL là “0000 0001”, kiểu chuyển tải mạch (circuit transport) nên trường kiểu con là “0000 0010”. Thông tin lớp thấp băng rộng cho CES gồm các trường và giá trị cho như sau (Bảng -3): Bảng -3: Giá trị thành phần thông tin lớp thấp băng rộng trong CES. Trường Giá trị Thủ tục thông tin người sử dụng lớp 3 “01011” ISO/IEC TR 9577 (byte 7) IPI là “1000 0000” Nhận dạng thủ tục khởi tạo IPI ISO/IEC TR 9577 Byte7a= “0100 0000”, (byte 7a, 7b) Byte7b= “0000 0000” Nhận dạng khối tổ chức OUI (byte 8.18.3) x”00 A0 3E” ATMForum OUI x”00 00” bỏ qua đối với dịch vụ không có cấu trúc x”00 06” DS1/E1/J2 Nx64 cơ sở Nhận dạng thủ tục PID (byte 8.48.5) x”00 07” E1 Nx64 có báo hiệu CAS x”00 08” DS1 SF Nx64 có báo hiệu CAS x”00 09” DS1 ESF Nx64 có báo hiệu CAS x”00 0B” J2 Nx64 có báo hiệu CAS ii. Luồng thoại cơ sở 64 Kbps Luồng thoại cơ sở có tốc độ 64 Kbps với luật mã hoá là luật A hoặc luật . Độ lớn đơn vị dữ liệu dịch vụ AAL1 (AAL1 - SDU) là 1 byte. Các đơn vị dịch vụ này được điền vào tải của AAL1-PDU số lượng N: 1 N NMAX, NMAX là 46 byte (khi dùng cấu trúc con trỏ P trong chế độ truyền SDT) hoặc là 47 byte. Nếu N = NMAX thì ta có tế bào ATM được điền đầy. Nếu N < NMAX thì ta có tế bào ATM được điền một phần và tế bào này được sử dụng để giảm trễ đóng gói. Việc điều khiển biến động trễ tế bào CDV được thực hiện nhờ bộ đệm, kích thước bộ đệm được qui chuẩn theo I.356. Trong điều khiển lỗi, luồng thoại cơ sở 64 Kbps không cần thiết phải phát hiện tế bào chèn nhầm. AAL1 phải phát hiện và bù các tế bào bị mất để đảm bảo tính toàn vẹn của việc đếm bit và giảm trễ (làm giảm tính năng tiếng vang) trong quá trình chuyển các byte tín hiệu thoại riêng biệt từ tải SAR-PDU tới người sử dụng. Dựa vào trường SN, AAL1 có thể tiến hành các thao tác cần thiết nhưng không được làm tăng trễ truyền dẫn, đồng thời AAL1 phải tính toán các tăng / giảm bất thường trong trễ truyền dẫn tế bào danh định (ví dụ các thao tác bảo vệ tại chuyển mạch có thể làm thay đổi trễ truyền dẫn tế bào). Trong điều khiển thời gian, AAL1 cung cấp phương thức truyền đồng bộ cho tín hiệu thoại cơ sở. 21
22. iii. Các luồng thoại tốc độ cao có cấu trúc Nx64 Kbps Dịch vụ DS1/E1/J2 Nx64Kbps có cấu trúc: - Luồng thoại DS1 1544 Kbps gồm (124)x64 Kbps, sử dụng cấu trúc khung SF (Super Frame) hoặc ESF (Extented Super Frame), giao diện DSX-1 với mã B8ZS hoặc AMI. - Luồng thoại E1 2048 Kbps gồm (131)x64 Kbps, sử dụng cấu trúc khung G.704, giao diện G.703 với mã HDB3. - Luồng thoại J2 6321 Kbps gồm (196)x64 Kbps, sử dụng cấu trúc khung JT-G.704, giao diện JT-G.703a với mã B8ZS. Các luồng số này được AAL1 sử dụng phương thức truyền đồng bộ SDT. Việc khôi phục đồng hồ thực hiện theo mạng với nguồn tham chiếu chính PRS (Primary Preference Source). Các khối chức năng IWF cung cấp khả năng truyền thông tin về thời gian tới nguồn PRS: tần số 1,544 MHz cho dịch vụ DS1, tần số 2,948 MHz cho dịch vụ E1 và tần số 6,312 MHz cho dịch vụ J2. Dịch vụ Nx64 Kbps cho phép phỏng tạo các luồng TDM DS1, E1, J2 có cấu trúc. Phân loại dịch vụ Nx64 Kbps có cấu trúc như Hình -5: DÞch vô Nx64 Kbit/ s Luång tho¹i DS1 (1544 Kbit/ s) C¬ së (kh«ng cã b¸o hiÖu CAS) Cã b¸o hiÖu CAS Luång tho¹i E1 (2048 Kbit/ s) C¬ së (kh«ng cã b¸o hiÖu CAS) Cã b¸o hiÖu CAS Luång tho¹i J2 (6312 Kbit/ s) C¬ së (kh«ng cã b¸o hiÖu CAS) Cã b¸o hiÖu CAS Hình -5: Phân loại dịch vụ Nx64 Kbps có cấu trúc Chuẩn về giao diện cho các luồng TDM được trình bày trong Bảng -4: Bảng -4: Các giao diện của các luồng TDM Luồng Giao diện Số kênh có thể truyền DS1 DSX-1 1 N 24 E1 G.703 1 N 31 J2 JT-G.703a 1 N 96 Quan hệ về phân lớp của khối chức năng IWF như Hình -6: Chøc n¨ng ¸nh x¹ chuyÓn ®æi AAL1 AAL1 AAL1 Líp VËt lý Líp ATM Giao diÖn dÞch vô CBR Giao diÖn ATM Líp vËt lý Mét hoÆc nhiÒu kªnh ¶o 22
23. Hình -6: Quan hệ phân lớp của IWF trong DS1/E1/J2 có cấu trúc Trong cấu hình trên: - Mỗi một thực thể AAL1 tương ứng một cuộc nối kênh ảo VCC. Việc nhiều thực thể AAL1 dùng chung một giao diện dịch vụ SI (Service Interface) cho phép phỏng tạo chức năng chuyển mạch nối ngang số (Digital Crossconnect Switch) cho DS1/DS0, E1/DS0, J2/DS0. - Lớp ATM thực hiện chức năng ghép kênh hoặc tách kênh một số cuộc nối VCC. - Mỗi thực thể AAL1 có chức năng phân đoạn và tái tạo (SAR) trong một cuộc nối VCC. - Chức năng chuyển đổi khe thời gian (Timeslot Mapping Function - TMF) có chức năng gán luồng vào và luồng ra của quá trình SAR cho các khe thời gian xác định trong dịch vụ. Khối IWF cho phép gửi các tế bào ATM với 46 hoặc 47 byte tải chứa thông tin của luồng TDM. Nhưng khi điền đầy 46 hoặc 47 byte thì sẽ có trễ đóng gói tế bào không nhỏ. Do đó, CES cho phép các tế bào ATM mới điền đầy một phần được phát đi và điều này làm trễ đóng gói giảm nhỏ. Nếu thực hiện theo cách này, N byte trong một tế bào ATM sẽ được xác định khi cuộc nối được thiết lập: thông qua việc cấu hình cho cuộc nối PVC hoặc thông qua báo hiệu cho cuộc nối SVC. Khi N = 1 tương ứng có một luồng DS0 và AAL1 chỉ cần thực hiện đơn giản là gán một tế bào AAL cho một tế bào ATM. Khi N > 1, AAL1 sử dụng con trỏ (pointer) để chỉ thị điểm bắt đầu khối có cấu trúc. Con trỏ được chèn vào chỗ đầu tiên có thể của tế bào và mang giá trị thứ tự chẵn (ví dụ: 0, 2, 4, 6) và được chỉ ra bằng bit CSI của tiêu đề AAL1 (CSI = 1). Con trỏ trong SDT được chèn trong tải của tế bào với số thứ tự SC chẵn một và chỉ một lần trong bộ gồm 8 tải của tế bào tương ứng một chu kỳ đếm thứ tự của AAL1 (gồm: 0,1,2,3,4,5,6,7). Nếu không có khối có cấu trúc nào bắt đầu bằng một chuỗi 8 tế bào thì con trỏ có giá trị 127 sẽ được chèn vào tế bào số 6 trong chu kỳ. Các tham số lớp AAL1 trong bản tin báo hiệu CES có các giá trị sau Bảng -5: Giá trị tham số lớp AAL1 cho dịch vụ Nx64 Trường Giá trị Ý nghĩa Kiểu AAL “0000 0001” Lớp AAL1 Kiểu con “0000 0010” Chuyển tải mạch “0000 0001” 64 Kbps Tốc độ CBR “0100 0000” Nx64 Kbps, N>1 Hệ số nhân N Nx64 Kbps. Nếu 64 Kbps thì bỏ qua Kích thước khối SDT Tính theo byte Số byte điền từng phần trong một tế bào. Không dùng Điền từng phần K nếu tế bào không điền từng phần 7. Mã hoá tế bào cho dịch vụ DS1, E1, J2 không có báo hiệu CAS Đối với các luồng DS1, E1, J2 không có bit báo hiệu CAS, AAL1 mã hoá Nx64 thành một khối gồm N byte, mỗi byte tương ứng một khe thời gian của luồng TDM, và nhóm N byte này theo thứ tự. 23
24. Con trá AAL1 Byte cña khe thêi gian ®Çu tiªn trong khung Byte cña khe thêi gian thø hai trong khung Byte cña khe thêi gian thø ba trong khung Hình-7: Cấu trúc 3x64 Kbps không có báo hiệu CAS 1 Khi N = 1 tương ứng có một luồng DS0, tốc độ tế bào đỉnh PCR0+1 cho AAL1 được tính như sau: 8000 2 Nếu tế bào không được điền từng phần thì PCR0 1 (tế bào / giây) 47 8000 Nếu tế bào được điền từng phần thì PCR0 1 (tế bào / giây), với K là số byte dữ K liệu trong một tế bào. Khi N >1, tốc độ tế bào đỉnh PCR0+1 cho lớp AAL1 được tính khi N > 1 như sau: 8000 N Nếu tế bào không được điền từng phần thì PCR0 1 (tế bào / giây) 46,875 8000 K Nếu tế bào được điền từng phần thì PCR0 1 (tế bào / giây), với K là số byte 46,875 dữ liệu trong một tế bào. 8. Mã hoá tế bào cho dịch vụ DS1, E1, J2 có báo hiệu CAS Cấu trúc này phải cung cấp khả năng truyền thông tin báo hiệu CAS. Do đó, cấu trúc AAL1 gồm hai phần: phần đầu mang tải của Nx64 Kbps, phần sau mang các bit báo hiệu tương ứng với tải ở phần trước. Kích thước khối AAL1 cho các luồng Nx64 có báo hiệu CAS phụ thuộc giá trị N và có giá trị như bảng 5-6 dưới đây. Bảng Error! No text of specified style in document.-6: Kích thước khối AAL1 cho các luồng Nx64 có báo hiệu CAS Cấu trúc khung N = 1 N = 6 N = 24 N = 30 N = 96 DS1/ESF 25 147 588 n/a n/a DS1/SF 25 147 588 n/a n/a E1 17 99 396 495 n/a J2 9 49 195 244 780 5.3.1.8.1. Đối với dịch vụ E1 có báo hiệu CAS Phần tải được cấu trúc thành một đa khung (multiframe): 1 PCR0+1 ký hiÖu cña PCR cho luång CLP=0+1 2 x lµ sè nguyªn nhá nhÊt trong c¸c sè lín h¬n hoÆc b»ng x 24
25. Đối với Nx64 E1 sử dụng khung theo G.704, phần tải AAL1 gồm N x 16 byte. Byte đầu tiên trong cấu trúc AAL1 là khe thời gian đầu tiên trong N khe của khung đầu tiên trong đa khung. Phần thứ hai của AAL1 là phần báo hiệu chứa các bit báo hiệu tương ứng với đa khung: Đối với DS1, E1, các bit báo hiệu ABCD của mỗi khe thời gian được gói thành 2 phần trong một byte và đặt ở cuối của cấu trúc AAL1. Nếu N là lẻ, nbyte cuối cùng chỉ chứa 4 bit báo hiệu và 4 bit còn lại là trống. Ví dụ về cấu trúc đa khung của 3x64 DS1/E1 có báo hiệu CAS Hình-8. Byte ®Çu tiªn trong ®a khung Con trá AAL1 Byte thø hai trong ®a khung Khung 125 s thø nhÊt trong ®a khung Byte thø ba trong ®a khung Khung 125 s thø hai trong ®a khung Khung 125 s cuèi cïng trong ®a khung ABCD cho TS1 ABCD cho TS2 PhÇn b¸o hiÖu ABCD cho TS3 TS: Khe thêi gian (Time Slot) Hình-8: Cấu trúc đa khung của 3x64 DS1/E1 có báo hiệu CAS Ví dụ về phần báo hiệu tương ứng: B¸o hiÖu cho TS1 B¸o hiÖu cho TS2 8 7 6 5 4 3 2 1 A B C D A B C D A B C D 0 0 0 0 B¸o hiÖu cho TS3 Bit kh«ng sö dông = 0 Hình Error! No text of specified style in document.-9: Cấu trúc phần báo hiệu của 3x64 DS1/E1 có báo hiệu CAS Tốc độ tế bào đỉnh PCR0+1 cho luồng E1 có báo hiệu CAS phải thoả mãn: 8000 N 33 32 Nếu tế bào không được điền từng phần và N chẵn thì PCR0 1 (tế 46,875 bào / giây) 25
26. 8000 1 N 33 32 Nếu tế bào không được điền từng phần và N lẻ thì PCR0 1 (tế 46,875 bào / giây) Nếu tế bào được điền từng phần và N chẵn, với K byte được điền vào tế bào thì 8000 N 33 32 PCR0 1 (tế bào / giây) K Nếu tế bào được điền từng phần và N lẻ, với K byte được điền vào tế bào thì 8000 1 N 33 32 PCR0 1 (tế bào / giây) K 5.3.1.8.2. Đối với dịch vụ DS1 có báo hiệu CAS Phần tải được cấu trúc thành một đa khung (multiframe): Đối với Nx64 DS1 sử dụng siêu khung mở rộng ESF (extentded super frame), phần tải AAL1 gồm N x 24 byte. Byte đầu tiên trong cấu trúc AAL1 là khe thời gian đầu tiên trong N khe của khung đầu tiên trong đa khung. Phần thứ hai của AAL1 là phần báo hiệu chứa các bit báo hiệu tương ứng với đa khung: Đối với DS1, E1, các bit báo hiệu ABCD của mỗi khe thời gian được gói thành 2 phần trong một byte và đặt ở cuối của cấu trúc AAL1. Nếu N là lẻ, nbyte cuối cùng chỉ chứa 4 bit báo hiệu và 4 bit còn lại là trống. Riêng đối với luồng DS1 với cấu trúc siêu khung SF thì CES IWF cho phép tạo ra cấu trúc AAL1 có cùng kích thước như với luồng DS1 có cấu trúc siêu khung mở rộng ESF, nhưng một khối AAL1 sẽ gồm hai đa khung (luồng DS1 có ESF thì khối AAL1 gồm 1 đa khung). Báo hiệu tương ứng chứa các bit báo hiệu A1, B1, A2, B2 của hai đa khung SF và nằm ở cuối khối AAL1. Ví dụ báo hiệu cho luồng DS1 3x64 có cấu trúc SF như sau: B¸o hiÖu cho TS1 B¸o hiÖu cho TS2 8 7 6 5 4 3 2 1 A 1 B1 A 2 B2 A 1 B1 A 2 B2 A 1 B1 A 2 B2 0 0 0 0 B¸o hiÖu cho TS3 Bit kh«ng sö dông = 0 Hình -10: Báo hiệu cho luồng DS1 3x64 có cấu trúc SF Tốc độ tế bào đỉnh PCR0+1 cho luồng DS1 có báo hiệu CAS phải thoả mãn: 8000 N 49 48 Nếu tế bào không được điền từng phần và N chẵn thì PCR0 1 (tế 46,875 bào / giây) 8000 1 N 49 48 Nếu tế bào không được điền từng phần và N lẻ thì PCR0 1 (tế 46,875 bào / giây) Nếu tế bào được điền từng phần và N chẵn, với K byte được điền vào tế bào thì 8000 N 49 48 PCR0 1 (tế bào / giây) K 26
27. Nếu tế bào được điền từng phần và N lẻ, với K byte được điền vào tế bào thì 8000 1 N 49 48 PCR0 1 (tế bào / giây) K 5.3.1.8.3. Đối với dịch vụ J2 có báo hiệu CAS Phần tải được cấu trúc thành một đa khung (multiframe): Đối với Nx64 J2 sử dụng khung theo JT-G.704, phần tải AAL1 gồm N x 8 byte Byte đầu tiên trong cấu trúc AAL1 là khe thời gian đầu tiên trong N khe của khung đầu tiên trong đa khung. Phần thứ hai của AAL1 là phần báo hiệu chứa các bit báo hiệu tương ứng với đa khung: Đối với J2, 1 bit báo hiệu được sử dụng cho 1 kênh, các bit báo hiệu tương ứng một khe thời gian được gói thành 8 phần trong một byte và đặt ở cuối của cấu trúc AAL1. Nếu N không phải là bội số của 8, byte cuối cùng chứa các bit báo hiệu còn lại và các bit dư sẽ bỏ trống. Ví dụ về cấu trúc đa khung của 3x64 J2 có báo hiệu CAS như sau: Byte ®Çu tiªn trong ®a khung Con trá AAL1 Byte thø hai trong ®a khung Khung 125 s thø nhÊt trong ®a khung Byte thø ba trong ®a khung Khung 125 s thø hai trong ®a khung Khung 125 s cuèi cïng trong ®a khung S1 S2 S3 PhÇn b¸o hiÖu TS: Khe thêi gian (Time Slot) Si: Bit b¸o hiÖu cho TS thø i Hình -11: Cấu trúc đa khung của 3x64 J2 có báo hiệu CAS Ví dụ về phần báo hiệu tương ứng: B¸o hiÖu cho TS1 Bit kh«ng sö dông = 0 8 7 6 5 4 3 2 1 S S S 0 0 0 0 0 B¸o hiÖu cho TS2 B¸o hiÖu cho TS3 Hình -12: Cấu trúc phần báo hiệu của 3x64 J2 có báo hiệu CAS Tốc độ tế bào đỉnh PCR0+1 cho luồng J2 có báo hiệu CAS phải thoả mãn: 27
28. Nếu tế bào không được điền từng phần và N là bội số của 8 thì 8000 N 65 64 PCR0 1 (tế bào / giây) 46,875 Nếu tế bào không được điền từng phần và N không là bội số của 8 thì 8000 8 N mod8 N 65 64 PCR0 1 (tế bào / giây) 46,875 Nếu tế bào được điền từng phần và N là bội số của 8, với K byte được điền vào tế bào thì 8000 N 65 64 PCR0 1 (tế bào / giây) K Nếu tế bào được điền từng phần và N không là bội số của 8, với K byte được điền vào tế 8000 8 N mod8 N 65 64 bào thì PCR0 1 (tế bào / giây) K 9. Thứ tự bit Các bit của luồng DS1, E1, J2 được đóng gói thành tế bào ATM theo thứ tự như Hình 13. Hình 13: Thứ tự phân bố bit của các luồng DS1/E1/J2 trong tế bào ATM. Trong quá trình truyền, bit MSB (Most Significant Bit) được truyền trước. 10. Xử lý lỗi Trong quá trình truyền, giao diện dịch vụ SI có thể xảy ra nhiều loại lỗi như: mất tế bào, tế bào đến chậm (do trễ), tế bào chèn nhầm. Do đó, khối IWF phải có khả năng xử lý các lỗi và phải cung cấp chức năng tái tạo luồng tế bào AAL1 thành luồng byte để truyền dẫn tại giao diện dịch vụ SI DS1/E1/J2 có cấu trúc. Việc phát hiện lỗi tế bào bị mất hoặc tế bào chèn nhầm được đơn vị tái tạo phát hiện thông qua trường SN trong tiêu đề AAL1. Nếu phát hiện tế bào bị mất, các tế bào giả gồm 46 byte hoặc 47 byte sẽ được chèn để việc đếm bit BC vẫn đúng, nội dung của các byte được chèn phụ thuộc quá trình thực hiện. Nếu trong quá trình thực hiện, một điểm có quá nhiều lỗi mất tế bào (khó bảo đảm đếm bit đúng) thì bộ thu AAL1 có thể chỉ ra con trỏ cấu trúc AAL1 tiếp theo để đạt lại được cấu trúc khung. Khối IWF sẽ cố gắng giảm các tế bào bị chèn nhầm. Đơn vị tái tạo có thể đảm bảo việc đếm bit đúng bằng cách loại bỏ các tế bào bị coi là chèn nhầm do bộ xử lý tiêu đề AAL1 phát hiện. Về bộ đệm, đơn vị tái tạo yêu cầu có bộ đệm để chứa các tế bào được tái tạo trước khi các tế bào đó được truyền ra ngoài giao diện SI. Kích thước bộ đệm không có qui định cụ thể, tuỳ theo quá trình thực hiện 28
29. nhưng phải đảm bảo đủ nhỏ để đáp ứng trễ cho dịch vụ theo thời gian thực và đủ lớn để cho phép biến động trễ CDV. Bộ đệm có thể là thừa (overflow) hoặc thiếu (underflow) nếu có sự khác nhau rất nhỏ về đồng hồ tại nút phân đoạn và nút tái tạo. Bộ đệm không tràn có thể là kết quả của CDV rất lớn. Khối IWF tiến hành trượt khung có điều khiển nếu bộ đệm tái tạo gặp trường hợp tràn hoặc không tràn. Dữ liệu trong trường hợp không tràn phụ thuộc quá trình thực hiện. Trong trường hợp mạng ATM có lỗi và luồng tế bào không tới được đơn vị tái tạo trong một khoảng thời gian không nhỏ thì lỗi này được bộ kiểm tra trung kế TC (Trunk Conditioning) báo cho thiết bị mở rộng kèm theo giao diện SI. Ph¸t hiÖn mÊt tÕ bµo LoC KiÓm tra trung kÕ tuyÕn xuèng Khèi IWF M¹ng ATM Khèi IWF cho CES cho CES ThiÕt bÞ ThiÕt bÞ DS1/ E1/ J2 DS1/ E1/ J2 KiÓm tra trung kÕ tuyÕn lªn Lçi Ph¸t hiÖn TruyÒn Hình -14: Chỉ thị lỗi kênh ảo đối với luồng DS1/E1/J2 có cấu trúc. iv. Các luồng thoại tốc độ cao DS1/E1/J2 không có cấu trúc. Các luồng thoại tốc độ cao DS1/E1/J2 không có cấu trúc : - Luồng thoại DS1: 1554 Kbps, giao diện DSX-1 với mã B8ZS hoặc AMI. - Luồng thoại E1: 2048 Kbps, giao diện G.703 với mã HDB3. - Luồng thoại J2: 6321 Kbps, giao diện JT-G.703a với mã B8ZS. Các luồng thoại này được truyền đi trong suốt, các thông tin về thời gian không cần thiết phải truyền tới nguồn PRS. Mô hình phân lớp của AAL1 cho các luồng thoại tốc độ cao không có cấu trúc như sau: Hình -15: Quan hệ phân lớp của IWF trong luồng DS1/E1/J2 không có cấu trúc Vấn đề thời gian cho luồng DS1/E1/J2 không có cấu trúc có thể được thực hiện theo hai chế độ sau: - Chế độ thời gian đồng bộ: thông tin thời gian được gửi tới thiết bị DS1/E1/J2 thông qua giao diện dịch vụ của IWF và nguồn PRS có thể nhận biết được. - Chế độ thời gian không đồng bộ: thông tin thời gian được cung cấp bằng đồng hồ độc lập với thiết bị DS1/E1/J2 và truyền riêng rẽ trong mạng ATM. Khối IWF phải thực hiện một trong hai chế độ về thời gian kể trên (có thể thực hiện cả hai) và hai chế độ là như nhau tại hai khối IWF ở hai phía thu và phát. Nếu chế độ thời gian không đồng bộ được sử dụng thì dung sai cho các luồng là: +/-130ppm cho luồng DS1 thiết bị cũ, +/-32ppm cho luồng DS1 thiết bị mới, +/- 50ppm cho luồng E1 và +/-30ppm cho luồng J2. 29
30. Về vấn đề cảnh báo, giao diện dịch vụ SI không làm thay đổi các cảnh báo trong luồng DS1/E1/J2 không có cấu trúc. Khối IWF phát hiện việc mất tín hiệu LOS (Loss of Signal) tại giao diện SI và dựa trên đó để gửi các tế bào chứa mẫu tín hiệu chỉ thị cảnh báo AIS (gồm các bit “1”). Hình -16: Chỉ thị lỗi tại giao diện SI đối với luồng DS1/E1/J2 không có cấu trúc. Các tham số về lớp AAL1 cho dịch vụ DS1 không có cấu trúc cho như Bảng -7: Bảng -7: Giá trị tham số lớp AAL1 cho luồng DS1 không có cấu trúc Trường Giá trị Ý nghĩa Kiểu AAL “0000 0001” Lớp AAL1 Kiểu con “0000 0010” Chuyển tải mạch Tốc độ CBR “0000 0100” 1544 Kbps “0000 0000” Truyền đồng bộ Phương thức khôi phục đồng “0000 0001” SRTS hồ nguồn “0000 0010” đồng hồ tương thích Các tham số về lớp AAL1 cho dịch vụ E1 không có cấu trúc cho như Bảng -8: Bảng -8: Giá trị tham số lớp AAL1 cho luồng DS1 không có cấu trúc Trường Giá trị Ý nghĩa Kiểu AAL “0000 0001” Lớp AAL1 Kiểu con “0000 0010” Chuyển tải mạch Tốc độ CBR “0001 0000” 2048 Kbps “0000 0000” Truyền đồng bộ Phương thức khôi phục đồng “0000 0001” SRTS hồ nguồn “0000 0010” Đồng hồ tương thích Các tham số về lớp AAL1 cho dịch vụ J2 không có cấu trúc cho như Bảng -9 Bảng -9: Giá trị tham số lớp AAL1 cho luồng J2 không có cấu trúc Trường Giá trị Ý nghĩa Kiểu AAL “0000 0001” Lớp AAL1 Kiểu con “0000 0010” Chuyển tải mạch Tốc độ CBR “0000 0101” 6312 Kbps “0000 0000” Truyền đồng bộ Phương thức khôi phục “0000 0001” SRTS đồng hồ nguồn “0000 0010” Đồng hồ tương thích 30
31. 11. Mã hoá tế bào. Đối với luồng thoại tốc độ cao DS1/E1/J2 không có cấu trúc, IWF tạo ra tải SAR-PDU 47 byte. Dữ liệu được truyền không có cấu trúc: các bit nhận được từ giao diện dịch vụ SI được đưa vào tế bào và không có cấu trúc khối. Tuy nhiên, thư tự bit vẫn được đảm bảo : 376 bit (= 47 byte x 8 bit) liên tiếp được xếp từ bit MSB của byte đầu tiên của và lần lượt đến LSB của byte 47 của SDU. Đối với luồng DS1 (1544 Kbps) không có cấu trúc, tốc độ PCR0+1 là 4107 tế bào / giây, xác định theo công 1544 103 130 ppm thức: PCR 0 1 47 8 Đối với luồng E1 (2048 Kbps) không có cấu trúc, tốc độ PCR0+1 là 5447 tế bào / giây, xác định theo công 2048 103 50 ppm thức: PCR 0 1 47 8 Đối với luồng J2 (6312 Kbps) không có cấu trúc, tốc độ PCR0+1 là 16788 tế bào / giây, xác định theo công 6312 103 30 ppm thức: PCR 0 1 47 8 12. Xử lý lỗi IWF cố gắng đảm bảo tính toàn vẹn bit: số bit trong quá trình phân đoạn bằng số bit trong quá trình tái tạo. Tính toàn vẹn bit không được đảm bảo có thể làm cho thiết bị cuối phải tiến hành định khung lại. Việc phát hiện tế bào bị mất hoặc chèn nhầm được tiến hành dựa trên trường SN khi xử lý tiêu đề AAL1- header. Nếu phát hiện tế bào bị mất, IWF sẽ điền 47 byte giả gồm các bit “1” để đảm bảo tính toàn vẹn bit. Các tế bào bị coi là chèn nhầm sẽ được loại bỏ. Tại giao diện dịch vụ SI, bộ đệm được sử dụng cho chức năng tái tạo, có tác dụng chứa các luồng tế bào trước khi đi ra khỏi giao diện SI. Kích thước độ đệm không có qui định cụ thể, tuỳ theo quá trình thực hiện nhưng phải đảm bảo đủ nhỏ để đáp ứng trễ cho dịch vụ theo thời gian thực và đủ lớn để cho phép biến động trễ CDV. Bộ đệm có thể là thừa (overflow) hoặc thiếu (underflow) nếu có sự khác nhau rất nhỏ về đồng hồ tại nút phân đoạn và nút tái tạo. Bộ đệm thiếu có thể là kết quả của CDV rất lớn. Nếu bộ đệm trong tình trạng thiếu (underflow), khối IWF chèn các mẫu gồm toàn bit “1”. Nếu bộ đệm trong tình trạng thừa (overflow), khối IWF sẽ loại bỏ các bit thừa. v. Các luồng thoại tốc độ cao DS3/E3 không có cấu trúc. Các luồng thoại tốc độ cao DS3/E3 không có cấu trúc : - Luồng thoại DS3: 44736 Kbps, giao diện DSX-3 với mã B3ZS. - Luồng thoại E3: 34368 Kbps, giao diện G.703 với mã HDB3. Các luồng thoại tốc độ cao DS3/E3 không có cấu trúc được truyền trong suốt trong CES, phương thức truyền là truyền dữ liệu không cấu trúc UDT. Thông tin luồng thoại được ánh xạ theo nguyên tắc ghép tách các bit thông tin. Thông tin về thời gian người sử dụng cuối không cần thiết chuyển tới nguồn PRS. Mô hình lớp trong CES cho các luồng thoại tốc độ cao DS3/E3 không có cấu trúc như sau: Hình -17: Quan hệ phân lớp của IWF trong DS3/E3 không có cấu trúc Vấn đề thời gian cho luồng DS3/E3 không có cấu trúc có thể được thực hiện theo hai chế độ sau: 31
32. - Chế độ thời gian đồng bộ: thông tin thời gian được gửi tới thiết bị DS3/E3 thông qua giao diện dịch vụ của IWF và nguồn PRS có thể nhận biết được. - Chế độ thời gian không đồng bộ: thông tin thời gian được cung cấp bằng đồng hồ độc lập với thiết bị DS3/E3 và truyền riêng rẽ trong mạng ATM. Khối IWF phải thực hiện một trong hai chế độ về thời gian kể trên (có thể thực hiện cả hai) và hai chế độ là như nhau tại hai khối IWF ở hai phía thu và phát. Nếu chế độ thời gian không đồng bộ được sử dụng thì dung sai cho các luồng là: +/-20ppm. Khi luồng DS3/E3 không có cấu trúc sử dụng chế độ thời gian không đồng bộ thì tần số đầu vào giao diện SI phải được khôi phục tại đầu ra của IWF. Cách khôi phục có thể thực hiện theo phương pháp đánh dấu thời gian dư đồng bộ hoặc phương phương pháp tương thích. Về vấn đề cảnh báo, giao diện dịch vụ SI không làm thay đổi các cảnh báo trong luồng DS3/E3 không có cấu trúc. Khối IWF phát hiện việc mất tín hiệu LOS (Loss of Signal) tại giao diện SI và dựa trên đó để gửi các tế bào chứa mẫu tín hiệu chỉ thị cảnh báo AIS (gồm các bit “1” đối với luồng E3 không có cấu trúc và gồm chuỗi bit “1010 ” đối với luồng DS3 không có cấu trúc). Hình 18: Chỉ thị lỗi tại giao diện SI đối với luồng DS3/E3 không có cấu trúc. Các tham số về lớp AAL1 cho dịch vụ DS3 không có cấu trúc cho như Bảng Error! No text of specified style in document.-10: Bảng Error! No text of specified style in document.-10: Giá trị tham số lớp AAL cho luồng DS3 không có cấu trúc Trường Giá trị Ý nghĩa Kiểu AAL “0000 0001” Lớp AAL1 Kiểu con “0000 0010” Chuyển tải mạch Tốc độ CBR “0000 0111” 44736 Kbps “0000 0000” Truyền đồng bộ Phương thức khôi phục đồng “0000 0001” SRTS hồ nguồn “0000 0010” đồng hồ tương thích Các tham số về lớp AAL1 cho dịch vụ E3 không có cấu trúc cho như Bảng Error! No text of specified style in document.-11: Bảng Error! No text of specified style in document.-11: Giá trị tham số lớp AAL cho luồng E3 không có cấu trúc Trường Giá trị Ý nghĩa Kiểu AAL “0000 0001” Lớp AAL1 Kiểu con “0000 0010” Chuyển tải mạch Tốc độ CBR “0001 0010” 34368 Kbps 32
33. “0000 0000” Truyền đồng bộ Phương thức khôi phục “0000 0001” SRTS đồng hồ nguồn “0000 0010” Đồng hồ tương thích 13. Mã hoá tế bào. Đối với luồng thoại tốc độ cao DS3/E3 không có cấu trúc, IWF tạo ra tải SAR-PDU 47 byte. Dữ liệu được truyền không có cấu trúc: các bit nhận được từ giao diện dịch vụ SI được đưa vào tế bào và không có cấu trúc khối. Tuy nhiên, thư tự bit vẫn được đảm bảo : 376 bit (= 47 byte x 8 bit) liên tiếp được xếp từ bit MSB của byte đầu tiên của và lần lượt đến LSB của byte 47 của SDU. Đối với luồng DS3 (44736 Kbps) không có cấu trúc, tốc độ PCR0+1 là 118.982 tế bào / giây, xác định theo 44736 103 20 ppm công thức: PCR 0 1 47 8 Đối với luồng E3 (34368 Kbps) không có cấu trúc, tốc độ PCR0+1 là 91.407 tế bào / giây, xác định theo công 34368 103 20 ppm thức: PCR 0 1 47 8 14. Xử lý lỗi IWF cố gắng đảm bảo tính toàn vẹn bit: số bit trong quá trình phân đoạn bằng số bit trong quá trình tái tạo. Tính toàn vẹn bit không được đảm bảo có thể làm cho thiết bị cuối phải tiến hành định khung lại. Việc phát hiện tế bào bị mất hoặc chèn nhầm được tiến hành dựa trên trường SN khi xử lý tiêu đề AAL1- header. Nếu phát hiện tế bào bị mất, IWF sẽ điền 47 byte giả (gồm các bit “1” đối với luồng E3 không có cấu trúc, gồm chuỗi bit có giá trị “1010 ” đối với luồng DS3) để đảm bảo tính toàn vẹn bit và các byte giả này có vị trí được xác định. Các tế bào bị coi là chèn nhầm sẽ được loại bỏ. Tại giao diện dịch vụ SI, bộ đệm được sử dụng cho chức năng tái tạo, có tác dụng chứa các luồng tế bào trước khi đi ra khỏi giao diện SI. Kích thước độ đệm không có qui định cụ thể, tuỳ theo quá trình thực hiện nhưng phải đảm bảo đủ nhỏ để đáp ứng trễ cho dịch vụ theo thời gian thực và đủ lớn để cho phép biến động trễ CDV. Bộ đệm có thể là thừa (overflow) hoặc thiếu (underflow) nếu có sự khác nhau rất nhỏ về đồng hồ tại nút phân đoạn và nút tái tạo. Bộ đệm thiếu có thể là kết quả của CDV rất lớn. Nếu bộ đệm trong tình trạng thiếu (underflow), khối IWF chèn các mẫu (gồm toàn bit “1” đối với luồng E3 không có cấu trúc, gồm mẫu AIS “1010 ”. Nếu bộ đệm trong tình trạng thừa (overflow), khối IWF sẽ loại bỏ các bit thừa. 33
34. 5.5 Cấp băng tần động CES (Dynamic Bandwidth CES -DBCES) Hình 19: Kết nối trung kế với DBCES Đặc điểm phương pháp CES là cần phải thiết lập một kênh ATM VCC cho có băng thông rộng đúng bằng một kênh trung kế. Điều này sẽ dẫn đến sự lãng phí băng thông truyền dẫn trong trường hợp các khe thời gian (hay các kênh) truyền không được sử dụng hết cho thông tin mà để trống. Kỹ thuật DBCES sẽ hạn chế bớt nhược điểm này bằng cách phát hiện ra các khe thời gian trống (inactive) không sử dụng trong kênh trung kế và loại bỏ nó khi truyền trong các kênh ATM VCC. Như vậy băng tần mà đáng lẽ kênh sẽ chiếm sẽ được sử dụng cho các dịch vụ khác. Chức năng hoạt động của các khối như sau: Khối CES with DSS IWF - CES mạch thực hiện chức năng mô phỏng các dịch vụ cho các dòng số DS1/E1 và Nx64 Kbps. - Phát hiện ra các khe thời gian có chứa thông tin. - Thay đổi linh động cấu trúc kích thước dữ liệu DSS (Dynamic Structure Sizing) của cấu trúc AAL1 liên quan tới việc biến đổi từ TDM sang ATM chỉ với các khe thời gian hoạt động. - Khôi phục lại cấu trúc khung TDM từ cấu trúc AAL1 ATM nhận được giống như ban đầu lúc ghép có nghĩa là các khe thời gian phải có thứ tự đúng như ban đầu. - Đặt trở lại các tín hiệu báo hiệu thích hợp abcd vào vị trí báo hiệu của nó trong dòng số TDM. Chức năng của ATM Queue với DBU ở trong hình vẽ chịu trách nhiệm cho việc tạo ra hàng đợi cho xếp thứ tự truyền tải các tế bào từ điểm này tới điểm khác qua mang ATM. DBU (Dynamic Bandwidth Utilization) có chức năng sử dụng một cách linh động băng tần. Khi thiết lập CES sẽ tạm thời được gán cho phép sử dụng băng tần truyền dẫn tối đa với khả năng của nó. Nếu cả các khe thời gian đều hoạt động thì toàn bộ băng tần cần thiết sẽ dành để phục vụ cho CES IWU. Sau khi hệ thống làm việc, nếu một số khe thời gian bị phát hiện ra không hoạt động thì IWU sẽ thay đổi và giảm cấu trúc để truyền dòng tế bào ở tốc độ thấp hơn. Băng thông thừa ra khi 34
35. truyền các tế bào ở tốc độ thấp hơn có thể tạm thời được sử dụng bởi các dịch vụ khác ví dụ dịch vụ UBR, và như vậy nó sẽ làm tăng hiệu quả của việc sử dụng băng tần tại giao diện ATM. Other Service IWF: khối thực hiện chức năng kết nối với các dịch vụ thông tin khác ngoài CBR như với các mạng LAN hay dịch vụ UBR, VBR. vi. Chức năng của CES with DSS IWF CES có khả năng thay đổi kích thước của AAL1 tăng hay giảm đi tuỳ thuộc vào số lượng khe thời gian nó truyền đi ở trạng thái hoạt động nhiều hay ít. Kích thước tối đa được gán khi tất cả các khe ở trạng thái hoạt động. Ví dụ với DS1 (N=24 khe) thì kích thước tối đa tải là 576 byte cho thông tin và 12 byte cho báo hiệu trong trường hợp là báo hiệu liền kênh CAS. Nhưng nếu chỉ có 4 trong 24 kênh là hoạt động thì khi đó cấu trúc dữ liệu truyền đi chỉ liên quan tới 4 khe này tương đương với tải 96 byte và 2 byte báo hiệu. Thứ tự và vị trí các khe thời gian của dòng số được gán vào tải truyền đi là tuỳ vào người sử dụng và được điều chỉnh thông qua các bit mặt nạ. Có hai cấu trúc dữ liệu được dùng là: loại cấu trúc hoạt động và cấu trúc không hoạt động. Dưới đây là một số khái niệm: 15. Cấu trúc dữ liệu hoạt động Đối với kiểu hoạt động lại có hai cách tổ chức cấu trúc dữ liệu: Kiểu cấu trúc 1: cấu trúc dữ liệu kết hợp với một mặt nạ bit. Kiểu cấu trúc 2: Cấu trúc dữ liệu không chứa mặt nạ bit. Trong đó cấu trúc dữ liệu truyền đi kết hợp với mặt nạ bit chỉ dùng trong cấu trúc kết hợp với một con trỏ. Con trỏ này chỉ đến vị trí dữ liệu trong AAL1. Khái niệm về mặt nạ bit ta sẽ nói ở phần sau trong cấu trúc dữ liệu. 16. Cấu trúc không hoạt động Trong cấu trúc này tương ứng với trường hợp hoàn toàn không có thông tin, chỉ có 4 byte mặt nạ được truyền đi còn tất cả các khe thời gian ở trạng thái không hoạt động. Giá trị tất cả các bit mặt nạ là bằng 0 còn bit kiểm tra chẵn lẻ đặt bằng 1. vii. Chức năng của IWF IWF thực hiện một số chức năng giống như CES. Thực hiện các chức năng dịch vụ mô phỏng mạch trung kế DS1/E1 và Nx64 Kbps. Thực hiện các chức năng liên quan tới hoạt động báo hiệu CAS,CCS. viii. Cấu trúc dữ liệu của DBCES DBCES tổ chức dữ liệu phù hợp với sự hoạt động hay không hoạt động của của đường trung kế.Cấu trúc dữ liệu này có liên quan tới báo hiệu CAS hay CCS. 17. Kiểu hoạt động Các hình vẽ dưới đây mô tả các cấu trúc hoạt động của dữ liệu có và không có mặt nạ bit, với kiểu báo hiệu CAS và CCS. 35
36. Hình -20: Các cấu trúc hoạt động của DBCES 5.3.1.8.4. Cấu trúc hoạt động kiểu 1 Trong cấu trúc dữ liệu kiểu 1 có sử dụng mặt nạ bit. Một con trỏ của lớp AAL1 sẽ chỉ đến điểm bắt đầu của dữ liệu (chính là mặt nạ bit) mà AAL1 mang. Xem Hình 21 Trong dữ liệu có sử dụng một con trỏ để chỉ ra giới hạn của dữ liệu. Hình 21: Con trỏ trong cấu trúc hoạt động kiểu 1. Chú ý rằng cấu trúc con trỏ của AAL1 sẽ được sử dụng cho tất cả kết nối DBCES thậm chí ngay cả khi số kênh chỉ là 1 (còn trong CES thì chỉ định nghĩa khi N = 1 thì các dịch vụ cơ sở cũng không sử dụng con trỏ). 5.3.1.8.5. Kiểu 2 không sử dụng mặt nạ bit Khuôn dạng như trên hình vẽ trên, nhưng trong cấu trúc dữ liệu ở đây không sử dụng các bit mặt nạ. Cấu trúc này chỉ được dùng khi AAL1 không sử dụng đến con trỏ. 36
37. 5.3.1.8.6. Mặt nạ bit (bitmask) Mặt nạ bit dùng để chỉ ra trạng thái hoạt động hiện thời của các khe thời gian được gán tương ứng với nó. Giá trị các bit này do bên phát qui định và nó được truyền đi cùng với cấu trúc AAL1. Điều này sẽ cho phép bên nhận có thể khôi phục lại được dòng số TDM ban đầu. Chức năng và khuôn dạng mặt nạ bit : Mặt nạ bit gồm 4 byte, nó phụ thuộc vào số khe thời gian trên dòng số TDM đầu vào. Luôn có một bit kiểm tra chẵn lẻ cho các bit mặt nạ đứng ở vị trí đầu tiên (xem Hình Error! No text of specified style in document.-22). Mỗi một bit nằm trong bitmask sẽ tương đương với một khe thời gian trên dòng số đầu vào nên với DS1=24 khe hoặc E1 = 31khe thì ta cần 4 byte mặt nạ bit. Tất cả các bit không dùng (không tương ứng với một khe thời gian nào) sẽ được đặt bằng 0. Ví dụ với DS1 có 24 khe khi đó ta còn thừa 7 bit của byte thứ 4 sẽ đặt bằng 0. Thứ tự gán theo nguyên tắc sau: bit đầu tiên có trong số thấp nhất (LSB) tương ứng với khe thời gian đầu tiên của dòng số liệu. Bit tiếp theo sẽ được gán cho khe thứ hai và cứ tiếp tục như vây. Giá trị của 1 bit sẽ cho biết khe thời gian tương ứng với nó là hoạt động hay không. Bit kiểm tra chẵn lẻ dùng để bảo vệ mặt nạ bit. Nó đứng ở vị trí cuối cùng, bit thứ n+1. Nếu mặt nạ bit bị phát hiện ra có lỗi thì bên nhận sẽ sử dụng lại mặt nạ bit đúng nó đã nhận được trước đó thay vì mặt nạ hiện thời. Khi một lỗi bị phát hiện trong mặt nạ bit thì báo hiệu CAS sẽ không được cập nhật ngay tại thời điểm đó mà nó sẽ đợi cho đến khi nhận được mặt nạ bit đúng truyền đến sau đấy. Hình Error! No text of specified style in document.-22: Khuôn dạng mặt nạ bit. 18. Kiểu không hoạt động Trong cấu trúc này chỉ chứa có 4byte mặt nạ bit. Tất cả các bit này đều đặt bằng 0 còn bit kiểm tra chẵn lẻ đặt bằng 1. Cấu trúc dữ liệu này được sử dụng đồng nghĩa với việc tất cả các khe thời gian đều ở trạng thái không hoạt động. Tất cả các tế bào ở dạng này vẫn tiếp tục được truyền đi nhưng ở tốc độ thấp hơn khoảng 1 cell/0.5s IWF bên nhận khi nhận nhận được các tế bào như vậy thì nó sẽ truyền đi các khe thời gian trống vào dòng số DS1/E1 trên dòng số đầu ra. ix. Phương pháp phát hiện kênh trống Điều cần thiết là phải phát hiện ra trạng thái của các khe thời gian trong dòng dữ liệu. Có hai phương pháp được sử dụng là: phương pháp sử dụng các bit ab trong khe thời gian của báo hiệu CAS. Và phương pháp thứ hai là dựa trên sự phát hiện sự xuất hiện lặp lại của các khe thời gian trống thông qua so sánh với một mẫu dành để điền vào các khe thời gian khi không được dùng để mạng thông tin. 37
38. 19. Phương pháp phát hiện khe thời gian trống bằng cách so sánh với một mẫu. Ta có thể nhận biết một khe thời gian trống bằng cách so sánh nội dung của khe thời gian với một mẫu chỉ thị không có tín hiệu. Khi một khe thời gian không mang thông tin thì nó sẽ được điền đầy bằng các mẫu có thể là 7F hoặc FF. Số lượng các mẫu dùng để so sánh là từ 2 đến 6. Ví dụ với tiếng nói IWF sử dụng mẫu 7F còn mẫu FF thì dùng để so sánh với các kênh không sẵn sàng. Còn đối với dữ liệu thì lại khác, để chỉ ra kênh ngoài dịch vụ bằng các mã luân phiên. Các mẫu tín hiệu này có thể được cấu hình ở thời điểm IWF thiết lập. Điều này được thực hiện để tránh xảy ra trường hợp trùng một cách ngẫu nhiên của tín hiệu thực được truyền đi. Sau khi khe thời gian trống bị phát hiện IWF sẽ đặt nó vào tình trạng không hoạt động. Trong trường hợp này bên nhận sẽ tự động tái tạo lại khe trống bằng các mẫu trống đã biết. Để tránh trường hợp phát hiện nhầm khe thời gian trống thì thời gian phát hiện tính bằng một chu kỳ thông thường là 1s, và có thể lâu hơn là tuỳ thuộc vào người sử dụng nhưng thời gian ngắn hơn thì không được khuyến khích sử dụng để tăng độ tin cây. Ví dụ với tiếng nói thì thời gian 1s là đủ lâu vì ngay cả khi người nói dừng lại không nói gì thì mạch biến đổi A/D vẫn hoạt động và các mẫu bit vẫn thay đổi do ảnh hưởng của nhiễu trong khoảng từ 3 đến 4 bit. Đối với dữ liệu thì chu kỳ này có thể lâu hơn 1s. Để một khe được coi là hoạt động trở lại từ trạng thái không hoạt động thì thông thường để tránh do sự xuất hiện lỗi một cách ngẫu nhiên thì IWF sẽ xét sự thay đổi này trong 2 đến 4 khung (250s đến 500s) liên tiếp của dòng số đầu vào. 20. Phương phát phát hiện khe trống thông qua các bit ab. Ta biết rằng báo hiệu CAS sử dụng một khe thời gian để truyền đi các bit thông tin báo hiệu trạng thái kênh. (Ví dụ xem hệ thống ghép kênh số PCM2M ở phần trên để biết rõ hơn chức năng các bit báo hiệu abcd trong khe TS16). x. Tính toán tốc độ truyền tế bào của DBCES Số lượng các tế bào được truyền đi sẽ phụ thuộc vào số lượng các khe thời gian ở trạng thái hoạt động. Để tính toán tốc độ truyền là số tế bào gửi đi trong 1s ta có thể tính trong trường hợp tất cả các kênh đều hoạt động, tốc độ lúc này là lớn nhất (tốc độ đỉnh). Thông thường mặt nạ bit và con trỏ trong cấu trúc dữ liệu của AAL1 được gửi đi một lần sau 8 tế bào. Tuy nhiên chú ý rằng với cấu trúc dữ liệu có kích thước lớn thì mặt nạ bit không thực sự được gửi đi một lần sau 8 tế bào. Ví dụ khi truyền dòng số DS1 có 24 kênh, thì số byte mặt nạ bit tối thiểu phải là 3 byte. Nếu cả 24 kênh đều hoạt động thì tải của AAL sẽ là 576 byte cộng thêm 12 byte báo hiệu CAS sẽ là 591 byte tương đương với khoảng 12,6 tế bào (591/47). Trong khi đó con trỏ luôn thực sự được truyền một lần sau 8 tế bào. Trong trường hợp như vậy thì mặt nạ bit chỉ thực sự được truyền sau khi con trỏ mới chỉ đến bắt đầu của một cấu trúc khung mới (giá trị của nó từ 0 đến 95). Nếu giá trị con trỏ bằng 127 thì có nghĩa là không có cấu trúc khung AAL mới trong hai tế bào tiếp theo và cũng không có mặt nạ bit ở đó. Để có thể tính toán được tốc độ tế bào ta cần giả sử rằng mặt nạ bit được gửi đi một lần sau mỗi con trỏ (nghĩa là sau 8 tế bào). Tính toán như vậy chỉ là tương đối vì ta biết rằng trong những trường hợp khác khi số lượng kênh hoạt động và không hoạt động có thể nhiều hay ít thì các tính toán này sẽ xa với thực tế. 21. Dịch vụ cơ sở Trong trường hợp không có báo hiệu CAS, khi đó trong cấu trúc dữ liệu sẽ không có các bit báo hiệu tốc độ tế bào có thể tính ngay cả khi N = 1 (chú ý rằng khi N = 1 thì AAL1 truyền theo cấu trúc không có con trỏ). Nếu một phần các tế bào không được sử dụng, tốc độ đỉnh tính khi các tế bào truyền tải AAL1 là CLP=0+1 cho dòng số Nx64 Kbps sẽ là: (8000 x N) / {46.875 -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} tế bào/giây Ở đây: INT Chia lấy phần nguyên của N / 8 x có nghĩa “số nguyên nhỏ nhất lớn hơn hay bằng x”. Nếu một phần các tế bào được sử dụng, thì tốc độ đỉnh PCR là: (8000 x N) / {K -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} tế bào /giây Ở đây K là số byte chứa trong một tế bào AAL1. 38
39. 22. Với DS1/E1 Service w/CAS Tốc độ đỉnh cho các tế bào CLP=0+1 lớp AAL1 mạng các dòng số E1 của dịch vụ DBCES trong báo hiệu CAS là: a. Trường hợp tất cả các tế bào được điền đầy (No partial cell fill), N chẵn : PCR = 8000 x [ Nx33/32 ] / {46.875 -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} b. Trường hợp tất cả các tế bào được điền đầy, N lẻ PCR = 8000 x [ (1 Nx33) / 32 ] / {46.875 -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} c. Trường hợp các tế bào được điền đầy một phần (Partial cell fill), N chẵn, K là số byte chứa trong một tế bào AAL1: PCR = 8000 x [ Nx33/32 ] / {K -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} d. Trường hợp các tế bào được điền đầy một phần (Partial cell fill), N lẻ, K là số byte chứa trong một tế bào AAL1: PCR = 8000 x [ (1 Nx33 ) / 32 ] / {K -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} Tốc độ đỉnh cho các tế bào CLP=0+1 lớp AAL1 mạng các dòng số DS1 Nx64 có báo hiệu CAS là: e. Trường hợp tất cả các tế bào được điền đầy, N chẵn PCR = 8000 x [ Nx49/48 ] / {46.875 -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} f. Trường hợp tất cả các tế bào được điền đầy, N lẻ PCR = 8000 x [ (1 Nx49) / 48 ] / {46.875 -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} g. Trường hợp các tế bào được điền đầy một phần (Partial cell fill), N chẵn, K là số byte chứa trong một tế bào AAL1: PCR = 8000 x [ Nx49/48 ] / {K -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} h. Trường hợp các tế bào được điền đầy một phần (Partial cell fill), N lẻ, K là số byte chứa trong một tế bào AAL1: PCR = 8000 x [ (1 Nx49) / 48 ] / {K -[0.125 x (1 INT (N/8) )]} 5.6 Trung kế ATM sử dụng lớp AAL2 cho các dịch vụ băng hẹp. xi. Cấu trúc chung của lớp thích ứng AAL2. Lớp thích ứng AAL2 cung cấp khả năng truyền dẫn băng thông hiệu quả cho các ứng dụng thời gian thực theo các gói có độ dài ngắn, thay đổi và tốc độ thấp. Nhiều luồng thông tin người sử dụng lớp thích ứng AAL2 có thể dược hỗ trợ trên một kết nối ATM đơn lẻ. Lớp thích ứng AAL2 nhận thông tin từ lớp ATM dưới dạng đơn vị dữ liệu dịch vụ ATM (SDU-ATM) 48 octet và chuyển tới lớp ATM thông tin dưới dạng một SDU-ATM 48 octet. Lớp thích ứng AAL2 được chia thành hai phân lớp: phân lớp phần chung CPS và phân lớp hội tụ phụ thuộc dịch vụ - SSCS như thể hiện trên Hình -23. 39
40. Hình -23: Cấu trúc của lớp thích ứng AAL2. Các giao thức SSCS khác nhau có thể được định nghĩa để hỗ trợ các dịch vụ người sử dụng lớp thích ứng AAL2 xác định hoặc một nhóm các dịch vụ. Phân lớp SSCS có thể trống hoặc đơn thuần chỉ cung cấp để ánh xạ của các thực thể AAL tương đương tới các thực thể CPS lớp thích ứng AAL2 và ngược lại. Lớp thích ứng AAL2 cung cấp khả năng để truyền tải các SDU-AAL từ một điểm truy nhập dịch vụ SAP- AAL đến SAP-AAL khác thông qua mạng ATM như thể hiện trên Hình -24. Hình -24: Kết nối AAL loại 2 Người sử dụng lớp thích ứng AAL2 có khả năng lựa chọn một SAP-AAL cho trước với chất lượng dịch vụ QoS (trễ và độ tổn thất) yêu cầu để truyền tải SDU-AAL đó (như trên Hình -25). Lớp thích ứng AAL2 sẽ sử dụng dịch vụ cung cấp bởi lớp ATM nằm dưới. Nhiều kết nối AAL có thể được liên kết với một kết nối lớp ATM đơn lẻ cho phép ghép kênh trong lớp thích ứng AAL2 xảy ra tại phân lớp phần chung CPS. Người sử dụng AAL lựa chọn chất lượng dịch vụ QoS được cung cấp bởi lớp thích ứng AAL thông qua sự lựa chọn của SAP-AAL được sử dụng để truyền dữ liệu. 40
41. Hình -25: Mối quan hệ giữa SAP-AAL và SAP-ATM. 23. Khuôn dạng và mã hóa của phân lớp phần chung CPS AAL2 5.3.1.8.7. Khuôn dạng và mã hóa gói CPS. Một gói CPS bao gồm 3 octet phần tiêu đề CPS-PH và tiếp theo là phần tải CPS-PP. Kích thước và vị trí của các trường của gói CPS được thể hiện trên Hình -26. Hình -26: Khuôn dạng gói CPS của lớp thích ứng AAL2 Phần tiêu đề CPS-PH gồm 4 trường: a) Trường nhận dạng kênh CID (Channel Identifier). Giá trị CID sẽ xác định người sử dụng kênh CPS lớp thích ứng AAL2. Kênh lớp thích ứng AAL2 là một kênh hai hướng và sẽ có giá trị nhận dạng kênh như nhau theo cả hai hướng. Giá trị "0" không được sử dụng để nhận dạng kênh vì tất cả các octet “0” được sử dụng cho chức năng đệm. Các giá trị "1" "7" được dự phòng để sử dụng bởi lớp thích ứng AAL2 và được xác định như trong bảng 4. Các giá trị "8" "255" được sử dụng để nhận dạng người sử dụng kênh lớp thích ứng AAL2, ngoài ra sự phân biệt giữa hai loại người sử dụng kênh AAL2, nghĩa là SSCS và mặt phẳng quản lý, còn được thể hiện bởi trường UUI. Bảng Error! No text of specified style in document.-12: Mã của trường CID Giá trị CID Sử dụng 0 Không sử dụng 1 Dự phòng cho các thủ tục quản lý lớp peer-to-peer 2 7 Dự phòng 41
42. 8 255 Nhận dạng thực thể người sử dụng CPS lớp thích ứng AAL2 b) Trường chỉ thị độ dài LI (Length Indicator) Trường LI được mã hóa nhị phân với một giá trị bằng số octet của trường tải của gói CPS trừ 1. Độ dài tối đa mặc định của phần tải CPS-PP là 45 octet, trong trường hợp khác độ dài lớn nhất có thể được thiết lập là 64 octet. Độ dài lớn nhất sẽ xác định theo từng kênh, nghĩa là giá trị của nó không nhất thiết là chung đối với tất cả các kênh AAL2. Tuy nhiên, đối với một giá trị CID cho trước, tất cả các phần tải CPS-PP của kênh đó phải thoả mãn giá trị độ dài lớn nhất chung và giá trị này được thiết lập bởi các thủ tục báo hiệu và quản lý. Khi độ dài lớn nhất là 45 octet thì LI = 45 63 sẽ không hợp lệ. c) Trường chỉ thị người sử dụng đến người sử dụng UUI (User-to-User Indication). Trường UUI phục vụ hai mục đích: - Ghép các luồng thông tin xác định trong suốt giữa các người sử dụng CPS, nghĩa là giữa các thực thể SSCS hoặc mặt phẳng quản lý lớp. - Để phân biệt giữa các thực thể SSCS và người sử dụng quản lý lớp của CPS. Trường UUI gồm 5 bit sẽ cung cấp 32 điểm mã "0" "31", trong đó điểm mã "0" "27" dành cho các thực thể SSCS, điểm mã "30" "31" dành cho quản lý lớp và điểm mã "28" "29" dành cho dự phòng cho các chuẩn trong tương lai. Nội dung của trường UUI được sử dụng để truyền tải các tham số UUI của các hàm nguyên thủy CPS-UNITDATA và MAAL-UNITDATA. d) Trường điều khiển tiêu đề HEC (Header Error Control). Khối phát sẽ tính toán phần dư của phép chia modulo 2 : với đa thức sinh x 5 + x2 + 1, bởi đa thức được tạo bằng cách nhân x4 với nội dung của 19 bit đầu tiên của CPS-PH. Các hệ số của đa thức dư sẽ được chèn vào trường HEC. Phía nhận sẽ sử dụng các nội dung của trường HEC để phát hiện lỗi trong CPS-PH. 24. Khuôn dạng của đơn vị dữ liệu giao thức CPS-PDU CPS-PDU bao gồm trường khởi tạo gồm một octet và phần tải gồm 47 octet. Đơn vị dữ liệu giao thức CPS- PDU 48-octet tạo nên đơn vị dữ liệu dịch vụ ATM-SDU. Kích thước và vị trí của các trường của CPS-PDU được thể hiện trên Hình -27. Hình -27: Khuôn dạng của CPS-PDU 5.3.1.8.8. Trường khởi tạo CPS-PDU (STF) Phần tiêu đề CPS-PDU cũng được xem như trường khởi tạo STF và bao gồm các mục nhỏ sau: a) Trường Offset (OSF) Trường này mang giá trị nhị phân của phần offset theo đơn vị là số octet giữa phần kết thúc của STF và phần khởi tạo của một gói CPS, trong trường hợp không có phần khởi tạo thì sẽ tính đến phần bắt đầu của trường PAD. Giá trị 47 biểu thị là không có ranh giới khởi đầu trong phần tải CPS-PDU, còn các giá trị lớn hơn 47 sẽ không hợp lệ. 42
43. b) Số thứ tự chuỗi SN (Sequence Number) Bit này được sử dụng để đánh số (modulo 2) luồng các CPS-PDU. c) Trường bit chẵn lẻ P (Parity) Commented [COMP/CS1]: Page: 43 A: Parity (P) Bit này được sử dụng bởi phía thu để phát hiện các lỗi trong STF. Bên phát sẽ thiết lập giá trị bit P sao cho số bit 0 của 8 bit STF là lẻ. 5.3.1.8.9. Phần tải CPS-PDU Phần tải CPS-PDU có thể mang một, nhiều (đầy đủ hoặc một phần) hoặc không mang gói PCS nào. Phần tải không sử dụng được điền đầy với các octet đệm được mã hóa bởi giá trị 0. Một gói CPS có thể chồng lên biên giới của một hoặc nhiều tế bào ATM. Điểm chồng lấn nơi gói PCS được phân chia có thể là vị trí bất kỳ trong gói CPS bao gồm cả phần tiêu đề gói CPS. xii. Mô hình tham chiếu trung kế sử dụng AAL2. Mô hình tham chiếu cho trung kế ATM sử dụng lớp AAL2 cho các dịch vụ băng hẹp được trình bày trên Hình -28. Mô hình này sẽ hỗ trợ phạm vi rộng các ứng dụng liên quan đến các liên kết nối của một đơn vị chức năng tương tác mạng IWF với các thiết bị băng hẹp và băng rộng cũng như tương tác với các thiết bị viễn thông khác bao gồm tổng đài cơ quan PBX, chuyển mạch ATM và các khối IWF đầu xa khác. IWF là một đơn vị chức năng có thể được thực hiện như một thiết bị độc lập, một phần của thiết bị hoặc phân bố tại một vài thiết bị trong hệ thống. Dựa theo khả năng và chế độ hoạt động, có thể chia đơn vị chức năng IWF làm hai loại, đó là : chuyển mạch và không chuyển mạch. Hình -28: Mô hình tham chiếu trung kế ATM sử dụng lớp AAL2 cho các dịch vụ băng hẹp Mô hình tham chiếu thể hiện trên Hình -28 có thể bao hàm một số thiết bị viễn thông khác nhau. Mạng phía băng hẹp có thể là các tổng đài cơ quan hoặc các chuyển mạch và có thể kết nối tới một đơn vị chức năng IWF thông qua một hoặc các giao diện vật lý. Những giao diện vật lý này có thể dựa trên báo hiệu kênh chung (CCS) ISDN hoặc sử dụng báo hiệu liền kênh (CAS). Mạng ATM có thể là một mạng đầy đủ, một phần tử chuyển mạch ATM đơn lẻ hoặc đơn giản chỉ là liên kết giữa một cặp đơn vị chức năng IWF. Các kênh ảo qua mạng ATM có thể là kênh ảo chuyển mạch SVC, kênh ảo cố định PVC hoặc kênh ảo cố định mềm SPVC sẽ mang: - Lưu lượng thông tin mang và tín hiệu báo hiệu liền kênh CAS sử dụng AAL2. - Tín hiệu báo hiệu kênh chung CCS sử dụng AAL2 hoặc AAL5. Trung kế ATM sử dụng lớp AAL2 cho các dịch vụ băng hẹp dùng tiết kiệm băng thông. Điều này có thể thực hiện được bằng các cách sau: - Nén băng thông thoại. 43
44. - Giải phóng băng thông khi ứng dụng thoại không cần: như khi hai bên đàm thoại yên lặng hoặc khi cuộc nối kết thúc. - Định tuyến và chuyển mạch các cuộc nối băng hẹp theo cơ sở đơn cuộc nối. xiii. Các kiểu trung kế sử dụng lớp thích ứng AAL2. 25. Trung kế chuyển mạch. Trung kế chuyển mạch liên quan đến việc phân tích báo hiệu kèm theo một cuộc nối băng hẹp và thủ tục của thông tin đối với một kênh lớp AAL2 trong kết nối ảo VCC giữa các đơn vị chức năng IWF. Tương tự như vậy, việc phân tích và định tuyến cũng được yêu cầu đối với các cuộc nối đến từ mạng ATM. Sau khi cuộc nối băng hẹp kết thúc, các cuộc nối tiếp sau chiếm cùng kênh băng hẹp (khe thời gian TDM) có thể chuyển tới các kênh AAL2 và kết nối ảo VCC khác nhau. Nói cách khác, không tồn tại mối quan hệ cố định giữa một kênh băng hẹp và một kênh AAL2. 26. Trung kế không chuyển mạch. Trong trung kế không chuyển mạch, luồng thông tin của một kênh băng hẹp luôn được truyền trên cùng một kênh AAL2 trong cùng một kết nối ảo VCC và ngược lại. Nói cách khác, sẽ có sự tương ứng cố định giữa một kênh thông tin băng hẹp và một kênh AAL2 và kết nối ảo VCC được chọn lựa để truyền kênh thông tin băng hẹp đó. Trung kế không chuyển mạch không liên quan đến việc kết cuối tín hiệu và định tuyến các cuộc nối băng hẹp trong đơn vị chức năng IWF. Kiểu trung kế này được áp dụng cho trường hợp không có báo hiệu băng hẹp. xiv. Các ứng dụng sử dụng trung kế AAL2. 27. Trung kế truy nhập tới mạng điện thoại công cộng. Như thể hiện trên Hình Error! No text of specified style in document.-29, các kết nối giữa tổng đài cơ quan tới một mạng công cộng để cung cấp truy nhập tới các dịch vụ của mạng. Một điển hình là việc cung cấp khả năng tập trung một số lượng lớn các kênh băng hẹp tới một thiết bị băng rộng. Thiết bị băng rộng giữa các đơn vị chức năng IWF có thể là bất kỳ có khả năng cung cấp chức năng ATM như kết nối vật lý trực tiếp (cáp quang), một vòng ring SONET, hoặc một mạng ATM đầy đủ. Đơn vị chức năng IWF có thể hoạt động theo một trong hai kiểu trung kế chuyển mạch hoặc trung kế không chuyển mạch. Hình Error! No text of specified style in document.-29: Truy nhập từ tổng đài cơ quan PBX đến mạng PSTN. 28. Trung kế PBX-PBX. Như thể hiện trên Hình Error! No text of specified style in document.-30, một ví dụ sử dụng nhiều đơn vị chức năng IWF để cung cấp trung kế chuyển mạch giữa các tổng đài cơ quan PBX. Một nhóm các đơn vị chức năng IWF được liên kết với một mạng ATM sẽ hình thành một mạng các đơn vị chức năng IWF. Việc kết nối PBX đạt được bởi việc thiết lập một hoặc nhiều kết nối ảo (VCC) ATM sử dụng AAL2 giữa mỗi cặp đơn vị chức năng IWF cần liên lạc. 44
45. Hình Error! No text of specified style in document.-30: Trung kế PBX - PBX xv. Cấu trúc thủ tục. Hình Error! No text of specified style in document.-31 mô tả phương thức các dịch vụ được liệt kê phần trên được hỗ trợ bởi các phần khác nhau của cấu trúc giao thức ATM. Hình Error! No text of specified style in document.-31: Giao thức ATM hỗ trợ các dịch vụ Các dịch vụ có thể được hỗ trợ là: - Dữ liệu băng thoại. - Dữ liệu fax thông qua điều chế và giải điều chế. - Thông tin DTMF thông qua các gói DTMF. - Dữ liệu kiểu khung thông qua chức năng đóng và tháo gói SAR. xvi. Đơn vị chức năng IWF. Một đơn vị chức năng IWF có thể hỗ trợ các lưu đồ mã hóa thoại chuẩn. Những thay đổi trong họ các thuật toán liên quan có thể không làm gián đoạn thông tin âm thanh. Một đơn vị chức năng IWF có thể hỗ trợ việc loại bỏ khoảng im lặng, nghĩa là sẽ chặn việc truyền các gói AAL2 trong khoảng thời gian im lặng và chèn vào nhiễu nền thích hợp tại phía đầu cuối xa. Một đơn vị chức năng IWF có thể hỗ trợ chuyển đổi giữa 45
46. luồng PCM 64 Kbps (từ phía băng hẹp) và các kiểu mã hóa được hỗ trợ phía mạng ATM. Chức năng của đơn vị chức năng IWF được mô tả trên Hình Error! No text of specified style in document.-32. Hình Error! No text of specified style in document.-32: Sơ đồ khối chức năng của hệ thống IWF. Một đơn vị chức năng IWF bao gồm các chức năng sau: - Chức năng ghép/tách kênh: ghép các kênh băng hẹp đơn lẻ từ chuyển mạch vào các bộ ghép kênh thích hợp cho các đường truyền dẫn ra qua các giao diện TDM và tách các kênh băng hẹp đơn lẻ từ phía bộ tách kênh để đưa tới chuyển mạch. - Chức năng chuyển mạch: cho phép bất kỳ kênh thông tin băng hẹp đơn lẻ nào từ giao diện băng hẹp có thể được kết nối theo cơ sở - cuộc nối tới cuộc nối - tới một kênh AAL2 đơn lẻ. - Kết cuối báo hiệu : nhận tín hiệu báo hiệu từ và chèn tín hiệu báo hiệu vào cả giao diện băng hẹp TDM và giao diện băng rộng ATM. - Xử lý cuộc nối: phiên dịch các tín hiệu thiết lập và giải phóng cuộc nối từ các thiết bị băng rộng và băng hẹp được kết nối cũng như lựa chọn của đích cho mỗi cuộc nối. - Chức năng SSCS người sử dụng: bao gồm mã hoá/giải mã thoại cho nén thoại và điều chế/giải điều chế tín hiệu fax. - Chức năng AAL2 SSCS : định dạng thông tin người sử dụng thành các gói để truyền tải trên các kết nối AAL2. - Chức năng AAL2 CPS : ghép các kết nối AAL2 vào các tế bào ATM. - Quản lý kết nối ảo: cấp phát và giải phóng tới các đơn vị chức năng IWF cần thiết để hỗ trợ lưu lượng. - Chức năng lớp tương thích ATM báo hiệu (SAAL) : bao gồm chức năng điều khiển xác định dịch vụ (SSCF), giao thức hướng kết nối xác định dịch vụ (SSCOP) và phân lớp hội tụ phần chung AAL5 ( AAL5 SSCPS) : cho phép thông tin báo hiệu được với đơn vị chức năng IWF khác. 46
47. - Quản lý nhận dạng số hiệu kênh AAL2 (CID) lưu giữ một bản ghi về trạng thái của giá trị nhận dạng kênh CID được cấp phát cho mỗi kênh AAL2. Hoạt động của đơn vị chức năng IWF được mô tả trong các hình sau cho trường hợp trung kế chuyển mạch. Trong trường hợp trung kế không chuyển mạch sẽ không thực hiện chức năng xử lý cuộc nối và kết cuối báo hiệu và thông tin báo hiệu và lưu lượng sẽ chuyển qua đơn vị chức năng IWF theo phương thức ánh xạ cố định các khe thời gian băng hẹp vào các kênh AAL2. Trung kế TDM E1/DS1 kết cuối tại một chức năng ghép/tách kênh thực hiện phân phối các kênh 64 Kbps đơn lẻ giữa các trung kế và chức năng chuyển mạch. Báo hiệu băng hẹp gắn liền với các kênh 64 Kbps đơn lẻ có thể là trong băng hoặc ngoài băng sẽ được tách ra khỏi chuyển mạch bởi chức năng kết cuối báo hiệu và chức năng xử lý cuộc nối. Chức năng kết cuối báo hiệu và xử lý cuộc nối thực hiện xử lý thủ tục dựa trên các thông tin báo hiệu để điều khiển chuyển mạch sao cho các kênh 64 Kbps xuất hiện tại cổng đầu ra liên kết một cách thích hợp với hoặc các giao diện phía TDM hoặc các giao diện phía ATM. Chức năng kết cuối báo hiệu và xử lý cuộc nối cũng trao đổi thông tin báo hiệu liên quan đến các cuộc nối băng hẹp với chức năng kết cuối báo hiệu và xử lý cuộc nối cùng cấp tại đơn vị chức năng IWF khác. Truyền thông tin báo hiệu IWF - IWF được thực hiện hiệu quả trên các kết nối kênh ảo AAL5 thông qua một phân lớp hội tụ xác định dịch vụ thích hợp (SSCS bao gồm SSCF và SSCOP). Tuy nhiên, thông tin báo hiệu này có thể được trao đổi trên một kết nối kênh ảo AAL2. Sự thay đổi liên quan đến chức năng kết cuối báo hiệu và xử lý cuộc nối chuyển các khung thông tin báo hiệu qua một SSCS AAL2. Chức năng kết cuối báo hiệu và xử lý cuộc nối liên kết với chức năng quản lý số nhận dạng kênh AAL2 để gán giá trị CID cho một cuộc nối băng hẹp xác định. Chức năng quản lý CID lưu lại một bản ghi về trạng thái của tất cả các giá trị cấp phát cho mỗi kết nối kênh ảo AAL2. Các luồng thông tin mang đơn lẻ (64 Kbps) đi ra khỏi chuyển mạch về phía mạng ATM được xử lý bởi chức năng SSCS người sử dụng. Đối với thoại, chức năng này gồm một bộ CODEC kèm theo hoặc không kèm theo chức năng phát hiện tích cực thoại tùy theo chỉ thị của profile được sử dụng trong kết nối. Đối với facsimile, chức năng SSCS người sử dụng có thể bao gồm khả năng điều chế/giải điều chế. Các đơn vị dữ liệu dịch vụ SDU nhận được từ khối SSCS người sử dụng sẽ được chuyển tới một phân lớp hội tụ xác định SSCS để tạo gói AAL2. Các gói AAL2 sau đó được chuyển tới chức năng phân lớp phần chung AAL2 CPS để ghép vào các tế bào ATM sau đó chuyển tới khối chức năng ATM. Một tập các thủ tục ngược lại sẽ được thực hiện đối với luồng thông tin đến một đơn vị chức năng IWF khác theo hướng truyền dẫn ngược lại. Một đơn vị chức năng IWF sẽ có cung cấp cả các giao diện băng hẹp và băng rộng để mang thông tin. Ngoài ra, nó có thể cung cấp các giao diện khác cho mục đích quản lý và điều hành. 29. Các giao diện băng hẹp. 5.3.1.8.10. Giao diện vật lý. Tại lớp vật lý, một đơn vị chức năng IWF có thể hỗ trợ giao diện với DS1 và E1 phù hợp với chuẩn G.703, G.704, hoặc ANSI T1.403 1995, tùy theo ứng dụng. 5.3.1.8.11. Báo hiệu. Tại lớp báo hiệu, một đơn vị chức năng IWF có thể hỗ trợ một hoặc nhiều trong các hệ thống báo hiệu sau đây tùy thuộc theo ứng dụng. Báo hiệu kênh riêng - CAS - Báo hiệu kênh liên kết tách bit AB hoặc ABCD phù hợp với chuẩn G.704. - Báo hiệu kênh liên kết lặp bít phù hợp với các yêu cầu chỉ tiêu ứng dụng như: ANSI/TIA/EIA-464, ANSI T1 401-1993 hoặc ANSI T1 404-1996. - Báo hiệu địa chỉ DTMF phù hợp với ANSI/TIA/EIA- 464. - Các hệ thống CAS khác phụ thuộc vào ứng dụng. Báo hiệu kênh chung - CCS Các hệ thống báo hiệu kênh chung là: - Báo hiệu N-ISDN phù hợp với chuẩn Q.921 và Q.931 (DSS1). - Báo hiệu N-ISDN phù hợp với chuẩn ANSI T1.602 và ANSI T1.607 (DSS1) 47