Đề tài Chuyển mạch và báo hiệu trong mạng ATM

3. Các thông số của phần tử chuyển mạch ATM

Độ tin cậy vật lý yêu cầu cho ba kiểu bộ đệm rất khác nhau . Nó không chỉ do sự khác kích thước hàng đợi như đã mô tả ở trên , mà còn do tốc độ yêu cầu và các logic điều khiển cho bộ nhớ hàng đợi . thực tế chúng ta có thể nói đến 3 tham số gay nên sự khác giữa các hệ thống hàng đợi .

+ Kích thước hàng đợi phụ thuộc vào hiệu quả nhu cầu hệ thống (tỉ lệ mất tế bào , tải , thời gian trễ ) và cách chọn loại hàng đợi và kích thước hàng đợi sẽ phản ảnh số vị trí đệm tế bào cung cấp trong hàng đợi của phần tử chuyển mạch .

+ Tốc độ bộ nhớ : là thời gian truy cập của hàng đợi chuyển mạch nó phụ thuộc vào kiểu hàng đợi . Ngoài ra , nó còn phụ thuộc vào kích thước N và tốc độ của đường truyền vào ra của phần tử chuyển mạch .

+ Điều khiển bộ nhớ : theo kiểu kiến trúc điều khiển hàng đợi của một phần tử chuyển mạch , sẽ yêu cầu logic điều khiển khác. Độ phức tạp của các logic điều khiển khác. Độ phức tạp của các logic điều khiển này tuỳ thuộc vào kiểu hàng đợi .

Sự khác nhau giữa ba tham số sẽ cho phép xác định được kiểu hàng đợi cần chọn , nó phụ thuộc nhiều vào công nghệ chế tạo các chíp chuyển mạch , đặc tính của kích thước , tốc độ hoạt động của hệ thống , củng như kích thước N của khối chuyển mạch cơ sở ( 2x2 tới 32x32 ) . Để so sánh ba loại hàng đợi cho N là số ngõ vào /ra , F là tốc độ truyền trên mỗi ngõ vào /ra của phần tử chuyển mạch, W là độ rộng bộ nhớ , vì vậy bộ nhớ truy cập song song . sau đây xem xét tốc độ và độ phức tạp của 3 loại hàng đợi với N =16,F=50Mbps,W= 16

hàng đợi ngõ ra :

Bộ đệm ngõ ra có thể nhận 1 tế bào từ tất cã N ngõ vào một cách đồng thời ( N phép ghi) , còn một tế bào có thể gởi tới ngõ ra ( một phép đọc ) tất cã N+1 thao tác này sẽ được thực hiện trong một chu kỳ tế bào .

Vì thế thời gian truy cập bộ nhớ ngõ ra sẽ bằng W/[( N+1 ) * F] . trong nhiều trường hợp cã hai phép thao tác cùng thực hiện ( đọc ghi đồng thời ) , thì chỉ N phép thao tác cần thực hiện trong một thời gian tế bào . thời gian truy cập sẽ là w/ N*F . Bộ nhớ kép chỉ mang lại lợi điểm nhỏ về thời gian truy cập. Mặt khác nó yêu cầu bề mặt tăng gấp 1,5 lần bộ nhớ thao tác đơn. Vì thế bộ nhớ bộ nhớ truy cập kép thường không sử dụng trong hàng đợi ngỏ ra . Như trong bảng 3.1 thời gian truy cập của bộ nhớ trong ví dụ này n là khá nhỏ ( 6,3 ns) với bộ truy cập đơn . độ lợi về thời gian của bộ truy cập kép không đáng kể so với việc tăng độ phức tạp của nó .

Logic điều khiển bộ đệm ngõ ra khá đơn giản . Logic chỉ thuần tuý điều khiển thao tác FIFO . Vì thế nó chỉ yêu cầu một con trỏ đọc ghi đơn giản để điều khiển việc chọn địa chỉ để đọc ghi bộ nhớ hàng đợi .

Giả thiết cho là VD là kích thước tế bào : 53 bytes

Giả thiết cho là W là kích thước tế bào : 16 bytes

Giả thiết cho là F là kích thước tế bào : 150Mbps

Giả thiết cho là N là kích thước tến bào : 16

Tất cả các ngõ vào và ra hàng đợi được nối thông qua một trường truyền dẫn ( hình 3.3 b). Đa số thực hiện việc nối ghép thẳng các ngõ vào và ra bằng m Bus ghép kênh và phân chia thời gian (TDM – time division multiplexing). Nếu không muốn các tế bào vị mất trên, giống TDM thì phải truyền chúng với tốc độ NF để đảm bảo các tế bào được truyền trong một thời gian tế bào. Do hệ thống có yêu cầu về tốc độ cao, mà không có Bus có tốc độ cao lý tưởng do bị phản xạ từ các đầu cuối của Bus. Vì thế Bus TDM không phải là môi trường truyền dẫn lý tưởng được chọn của hệ bộ đệm ngõ ra, đặc biệt là khi phần tử chuyển mạch được thực hiện bằng việc nối ghép nhiều chip. Tuy nhiên nếu chiều dài Bus rất nhỏ (ví dụ như trong một chip) thì phản xạ ở trên không còn, khi đó TDM Bus có thể là giải pháp hoàn hảo cho môi trường truyền do nó ít phức tạp (xem phần 3.4 về phần tử chuyển mạch Roxanne)

Tuy nhiên có thể giảm tốc độ vật lý của môi trường truyền đã bằng cách khác những yêu cầu logic điều khiển phức tạp hơn các phương pháp này có thể hoàn toàn không chặn ( fully non blocking) có nghĩa là không mất các tế bào trên môi trường truyền (xem phần tử chuyển mạch althena), hoặc bị chặn có nghĩa là các tế bào có thể mất nhưng chỉ với xác suốt thấp (phần tử chuyển mạch knockout) .vì tất cả các tế bào có thể tới tất cả các bộ đệm ra, nên ở giải pháp bộ đệm ra có thể dễ dàng cung cấp chức năng quảng bá và nhân bản vì thế trong chuyển mạch NxN , N là tế bào có thể đặt vào N bộ đệm ra trong một thời gian tế bào, nếu tất cả các tế bào đều yêu cầu quảng bá cho tất cả các bộ đệm ra .