Nghiên cứu hệ thống ATM và ứng dụng ATM trong mạng cục bộ (ATM-LAN)

n mạch chỉ thực hiện trên giá trị VPI được gọi chuyển mạch VP, nút nối xuyên hoặc bộ tập trung. Nếu thiết bị chuyển mạch thay đổi cả hai giá trị VPI và VCI ( các giá trị VPI và VCI thay đổi ở đầu ra) thì nó được gọi là chuyển mạch VC hoặc chuyển mạch ATM. T D1 A D2 B a1,x2 a2,y1 a1,x1 a1,x1 VPY =y1 VCI=a1 VCI=a2 VPX=x2 VPI=x1 VPI=y2 Cuộc nối kênh ảo VCC Trong đó : - D1,D2 : Bộ nối xuyên - T : Chuyển mạch ATM - A,B : Thiết bị đầu cuối Hình 3.8 Minh hoạ cuộc nối kênh ảo VCC thông thường. 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 và D2 là các bộ nối xuyên, nơi chỉ thay đổi giá trị VPI ; ai, xn lần lượt là các giá trị VCI, VPI tương ứng. Hình 3.9 : Sơ đồ giải thích nguyên lý chuyển mạch VP. Hình 3.10 giải thích nguyên tắc chuyển mạch VC. 3.5.2. Nguyên lý báo hiệu 3.5.2.1. Tổng quan : B-ISDN sử dụng nguyên tắc báo hiệu ngoài băng giống như của N-ISND. Trong B-ISDN, kênh ảo VC là phương tiện logic để tách các kênh boá hiệu ra khỏi kênh người sử dụng . Người sử dụng có thể có các thực thể báo hiệu khác nhau được nối với hệ thống điều khiển quản lý cuộc gọi của mạng thông qua các VC riêng rẽ. 3.5.2.2. Các yêu cầu báo hiệu trong B-ISDN Báo hiệu của B-ISDN phải cung cấp và hỗ trợ cho các dịch vụ có tốc độ 64kbit/s của N-ISDN cũng như các dịch vụ băng rộng, như vậy có ngghĩa là báo hiệu của B-ISDN phải bao gồm các chức năng báo hiệu đã có của N-ISDN theo khuyến nghị Q-931 của ITU-T, ngoài ra cần phải có các chức năng báo hiệu mới. Các chức năng báo hiệu mới của ATM có nhiệm vụ: Thiết lập (hoặc thiết lập lại ) các tham số về lưu lượng của cuộc nối Đối với các cuộc gọi đa truyền thông (multi-media) một vài đường nối cần phải thiết lập giữa hai điểm để cùng một lúc truyền tiếng nói , hình ảnh và số liệu . Lúc này báo hiệu ATM cần phải có khả năng giải phóng một hoặc vài đường nối trong cuộc gọi đồng thời bổ sung các đường nối mới. Các chức năng được thực hiện ở chuyển mạch điạ phương của các đầu cuối tham gia vào cuộc gọi đó chứ không phải các nút chuyển mạch trung gian . Trong dịch vụ thông tin hội nghị, một vài cuộc gọi nhiều đường (multi-connection) cần phải thiết lập giữa vài điểm . Lúc này báo hiệu có nhiệm vụ thiết lập và giải phóng một cuộc gọi hội nghị cũng như bổ sung hoặc loại bỏ một thành viên nào đó. Ngoài ra trong ATM, các cuộc nối không đối xứng rất quan trọng ( thí dụ như truyền chương trình TV) do đó báo hiệu trong ATM cũng cần hỗ trợ cho các cuộc nối này. Chú ý: Cuộc nối không đối xứng là cuộc nối chỉ truyền số liệu theo một chiềuhoặc truyền tốc độ thấp ở một chiều và tốc độ cao trong chiều ngược lại. 3.5.2.3.Báo hiệu trên kênh ảo SVC (signaling virtual channel ) Các thông điệp báo hiệu trong ATM được truyền trên kênh ảo báo hiệu SVC, kênh SVC là các kênh ảo có nhiệm vụ truyền các thông tin về báo hiệu. Các loại kênh SVC khác nhau được thể hiện trên bảng 3.2 Hình 3.2: Các kênh báo hiệu trên giao diện giữa người sử dụng và mạng UNI Kiểu SVC Hướng Số SVC/UNI Kênh báo hiệu trao đổi 2 hướng 1 kênh SVC truyền thông chung Đơn hướng 1 kênh SVC truyền thông có lựa chọn Đơn hướng có thể một hoặc một vài kênh SVC từ điểm tới điểm 2 hướng một kênh trên mỗi điểm cuối báo hiệu Kênh báo hiệu trao đổi (Meta - signalling SVC-MSVC) trên mỗi giao diện UNI có một kênh MSVC. MSVC cố định và được truyền theo hai hướng. Nó là một kiểu kênh quản lý giao diện được sử dụng để thiết lập, kiểm tra và giải phóng các kênh SVC từ điểm tới nhiều điểm và các SVC truyền thông có lựa chọn. Kênh báo hiệu từ điểm tới điểm (point to point SVC). Kênh báo hiệu điểm tới điểm được dùng để thiết lập điều khiển và giải phóng các cuộc nối kênh ảo VCC của người sử dụng. Nó là kênh báo hiệu hai hướng. Kênh báo hiệu truyền thông (broadcast SVC-BSVC) BSVC là kênh báo hiệu đơn hướng (từ mạng tới người sử dụng), nó được dùng để gửi các thông điệp báo hiệu cho tất cả các điểm cuối như trong trường hợp SVC truyền thông chung (General Broadcast SVC) hoặc cho một số điểm cuối được định trước trong trường hợp truyền thông có lựa chọn (Selective Broadcast SVC). ở truyền thông có lựa chọn, tín hiệu báo hiệu được gửi tới tất cả các đầu cuối có cùng một loại dịch vụ. Trong cấu hình báo hiệu cho các cuộc nối từ điểm tới điểm, mạng sử dụng một kênh báo hiệu ảo được thiết lập từ trước (bởi MSVC). Trong cấu hình truy cập báo hiệu từ điểm tới nhiều điểm, một kênh báo hiệu trao đổi được xử lý để quản lý các SVC. Kênh báo hiệu trao đổi không được sử dụng trong trường hợp báo hiệu giữa các nút mạng. Trong trường hợp một ví dụ liên kết giữa hai nút mạng có chứa một số kênh ảo báo hiệu SVC thì các giá trị VCI bổ sung cho báo hiệu trên VP này sẽ được thiết lập từ trước (pre – established) 3.6.Cấu trúc phân lớp của mạng ATM 3.6.1 Mô hình tham chiếu thủ tục B-ISDN: Cấu trúc phân lớp logic được sử dụng trong ATM đựa trên mô hình tham chiếu liên kết các hệ thống mở OSI. Mô hình ATM sử dụng khái niệm các lớp và các mặt phẳng riêng rẽ cho từng chức năng riêng biệt như chức năng dành cho người sử dụng, chức năng điều khiển quản lý mạng. Khái niệm này được gọi là mô hình tham chiếu thủ tục B-ISDN (B-ISDN protocol refrence model hay B-ISDN- PRM). B-ISDN- PRM có cấu trúc phân lớp từ trên xuống, bao gồm các chức năng truyền dẫn, chuyển mạch, các thủ tục báo hiệu và điều khiển, các ứng dụng và dịch vụ. Mô hình tham chiếu thủ tục B-ISDN bao gồm 3 mặt phẳng được trình bày như trên hình 3.11, các mặt phẳng đó là: mặt phẳng quản lý, mặt phẳng của người sử dụng và mặt phẳng điều khiển (hay báo hiệu) Mặt phẳng quản lý: Bao gồm 2 chức năng chính là chức năng quản lý lớp (layer management) và chức năng quản lý mặt phẳng (plane management) tất cả các chức năng liên quan tới toàn bộ hệ thống (từ đầu cuối tới đầu cuối) đều nằm ở mặt phẳng quản lý. Nhiệm vụ của nó là tạo sự phối hợp làm việc giữa những mặt phẳng khác nhau. Trong khi chức năng quản lý mặt phẳng không có cấu trúc phân lớp thì chức năng quản lý lớp lại đưọc chia thành các lớp khác nhau nhằm thực hiện các chức năng quản lý có liên quan tới các tài nguyên và thông số nằm ở các thực thể có thủ tục (như báo hiệu chẳng hạn). Đối với mỗi lớp, quản lý lớp xử lý dòng thông tin OAM tương ứng, sẽ được trình bày trong 3.8.2 Mặt phẳng người sử dụng: Nhiệm vụ của mặt phẳng này là để truyền thông tin của người sử dụng từ điểm A tới điểm B trên mạng. Tất cả các cơ chế có liên quan như điều khiển luồng, điều khiển tắc nghẽn, chống lỗi đều thực hiện ở mặt phẳng này, nó cũng có cấu trúc phân lớp, mỗi lớp thực hiện một chức năng riêng biệt liên quan đến việc cung cấp dịch vụ cho người sử dụng. Mặt phẳng điều khiển (hoặc báo hiệu): Mặt phẳng điều khiển cũng có cấu trúc lớp. Mặt phẳng này có nhiệm vụ thực hiện các chức năng điều khiển đường 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 đường nối hoặc cuộc gọi. 3.6.2: Cấu trúc chức năng của ATM Cấu trúc tham chiếu chức năng của ATM chỉ ra các chức năng được thực hiện bởi mạng của mỗi lớp cụ thể trên B-ISDN- PRM. Bảng 3.3 trình bày các chức năng đó: Q u ả n l ý m ạ n g Các lớp cao hơn A A L CS Nhận /gửi các PDU tới các lớp cao hơn và tạo dạng CS – PDU Kiểm tra sự khôi phục chính xác các CS-PDU Phát hiện sự mất các tế bào của CS-PDU Cung cấp một vài chức năng AAL trong phần tiêu đề CS – PDU Chèn một vài tế bào bổ sung vào CS – PDU Điều khiển luồng, gửi các thông điệp trả lời hoặc yêu cầu truyền lại các tế bào lỗi SAR Tạo các tế bào từ CS-PDU, khôi phục các CS-PDU từ tế bào Tạo ra trường kiểu đoạn như BOM, COM, EOM, SSM Kiểm tra mã dư vòng CRC của trường dữ liệu của tế bào Tạo ra 2 byte tiêu đề và 2 byte cuối của SAR-PDU ATM Điều khiển luồng chính Tạo ra hoặc tách phần tiêu đề của tế bào Đọc và thay đổi phần tiêu đề tế bào Thực hiện phân kênh/hợp kênh các tế bào Lớ p Lớp vật lý Lớp con hội tụ truyền Thêm vào hoặc lấy ra các tế bào trống Tạo và kiểm tra mã HEC Nhận biết giới hạn tế bào Biến đổi dòng tế bào thành các khung phù hợp với hệ thống truyền dẫn Phát/khôi phục các khung truyền dẫn Lớp con đường truyền vật lý Đồng bộ bit Thu phát số liệu Bảng 3.3: Chức năng các lớp của B-ISDN ở đây: AAL là lớp tương thích ATM PDU: đơn vị số liệu thủ tục CS: Lớp con hội tụ truyền dẫn SAR: Lớp con tạo và tháo tế bào 3.6.2. Các lớp thấp trong B-ISDN 3.6.2.1. Chức năng lớp vật lý: Lớp vật lý được chia thành hai lớp con đường truyền vật lý và lớp con hội tụ truyền 3.6.2.1.1. Lớp con đường truyền vật lý là lớp thấp nhất, các chức năng của nó hoàn toàn phụ thuộc vào môi trường vật lý cụ thể. Lớp này cung cấp các khả năng truyền dẫn bit, noá cũng làm nhiệm vụ mã hoá đường truyền và nếu cần thiết thực hiện biến đổi quang điện. Lớp con PM còn có nhiệm vụ đồng bộ bit. Trong chế độ hoạt động bình thường, các bit đồng bộ trên đường truyền thường dựa vào các bit đồng bộ thu được qua giao diện, tuy vậy hệ thống cũng có thể sử dụng hệ thống đồng bộ riêng của mình. Mạng B-ISDN trong tương lai sẽ chủ yếu sử dụng các đường truyền dẫn là cáp quang, kể cả mạng trung kế và mạng truy nhập ATM. Các tế bào của người sử dụng, các tế bào báo hiệu và OAM (trừ tế bào OAM ở lớp vật lý) có tốc độ là 149,760 Mb/s trong trường hợp giao diện 155,520 Mb/s. Đối với giao diện 622,080 Mbit/s, tốc độ thực tế của dòng thông tin hữu ích là 599,040 Mb/s (bằng 4 lần 149,760 Mb/s ) 3.6.2.1.2 Lớp con hội tụ truyền (transmission convergence – TC) Lớp con hội tụ truyền là lớp con thứ hai thuộc về lớp vật lý. Nó có 5 chức năng sau: Khi thêm vào hoặc lấy ra các tế bào trống (call rate decoupling). Khi không có các tế bào chứa thông tin hữu ích, tế bào không xác định hoặc tế bào OAM ở mức vật lý thì các tế bào trống sẽ được truyền trên các đường truyền để cho tốc độ dòng các tế bào phù hợp với tốc độ truyền dẫn cho trướccủa đường truyền. Mỗi octec của tế bào trống trong phần trường thông tin sẽ là 01101010, cấu trúc của phần tiêu đề của tế bào trống được thể hiện trong bảng 3.4 octet1 octet 2 octet3 octet 4 octet 5 0000000 00000000 00000000 00000001 Mã HEC Bảng 3.4: Cấu trúc phần tiêu đề của tế bào trống Tạo và kiểm tra mã HEC: ở đầu phát, mã HEC được xác định bởi 4 octet đầu trong phần tiêu đề của tế bào ATM, kết quả tính toán được đưa vào octet thứ 5 . Giá trị HEC là phàn dư cho phép chia môđun 2 của tích 4 octet đầu tiên nhân X8 với đa thức sinh X8 + X2 +X +1. Đa thức sinh trên có khả năng sửa các lỗi bit đơn và phát hiện lỗi chùm ở tiêu đề của tế bào. 2 khả năng này được sử dụng ở đầu thu theo giản đồ trạng thái được mô tả ở hình 3.12. Bình thường đầu thu được đặt ở chế độ sửa sai. Khi phát hiện ra một lỗi đơn trong tiêu đề của tế bào ATM thì lỗi này sẽ được sửa. Nếu xuất hiện lỗi nhóm thì cả tế bào sẽ bị huỷ. Trong cả hai trường hợp, sau khi tìm ra được lỗi đơn hoặc lỗi chùm, hệ thống tự động chuyển qua chế độ phát hiện lỗi. ở trạng thái này, khi có lỗi đơn hoặc lỗi chùm xuất hiện thì tế bào sẽ bị huỷ. Hệ thống duy trì ở chế độ phát hiện lỗi cho tới khi không tiếp tục phát hiện ra tế bào lỗi nữa, lúc đó nó sẽ tự động quay trở lại chế độ sửa sai Chế độ sửa sai Chế độ phát hiện lỗi phát hiện ra lỗi (gói bị huỷ) Phát hiện ra lỗi nhóm (gói lỗi bị phá huỷ) Không phát hiện thấy lỗi phát hiện ra lỗi đơn(sửa sai) không có lỗi Nhận biết giới hạn tế bào (cell delimition): chức năng này cho phép bên thu nhận biết giới hạn của một tế bào. Sự nhận biết này dựa trên cơ sở sự tương quan của các bit tiêu đề và mã HEC tương ứng. Trong cơ chế nhận biết giới hạn tế bào, đầu tiên trạng thái HUNT thực hiện việc kiểm tra từng bit của tiêu đề tế bào vừa nhận được, nếu luật mã hoá HEC được tuân thủ, có nghĩa là tế bào không bị lỗi thì hệ thống hiểu rằng phần tiêu đề đã được nhận dạng đúng và chuyển sang trạng thái PRESYNCH. ở Presynch hệ thống thực hiện kiểm tra liên tục mã HEC của các tế bào liên tiếp. Nếu ở lần liên tiếp mã HEC được nhận biết là đúng thì hệ thống chuyển sang trạng thái SYNCH, nếu không nó trở lại trạng thái HUNT. Từ trạng thái SYNCH, hệ thống lại quay về HUNT nếu tìm ra a lần liên tiếp mã HEC sai (xem hình 3 vấn đề đặt ra là làm sao nhận biết được điểm bắt đầu của tế bào) Hình 3.13: Cơ chế nhận biết giới hạn khung HUNT PRESYNCH SYNCH HEC đúng Kiểm tra từng bit Kiểm tra từng tế bào HEC sai a lần mã HEC a lần mã HEC sai đúng Biến đổi dòng tế bào thành các khung truyền dẫn (transmission frame adaption). Tại đầu phát , chức năng này có nhiệm vụ làm cho dòng tế bào tới từ các lớp trên thích ứng với các cấu trúc khung số liệu được sử dụng trong hệ thống truyền dẫn. Tại đầu thu, dòng tế bào được khôi phục lại từ các khung truyền dẫn. Các hệ thống truyền dẫn thường được dùng là hệ thống phân cấp số đồng bộ SDH và hệ thống truyền dẫn dựa trên cơ sở các tế bào. Chức năng dưới cùng trong lớp con TC là phát và khôi phục các khung truyền dẫn. Nó có nhiệm vụ tạo ra các khung truyền dẫn và ghép các tế bào ATM vào những khung này. Kích thước khung truyền dẫn phụ thuộc vào tốc độ truyền. Tại đầu thu các khung truyền dẫn được nhận biết và khôi phục lại. Từ các khung này ta có thể khôi phục lại dòng tế bào ATM. Cấu trúc các khung truyền có thể khác nhau tuỳ thuộc vào từng hệ thống truyền dẫn cụ thể. Trong chế độ truyền SDH các tế bào ATM được đóng vào các khung truyền gọi là “container”, phần đầu của các “container” này chứa các thông tin điều khiển. Hình 3.14a minh hoạ khung SDH ở giao diện 155,520 Mbit/s. SOH AU4-PTR SOH B3 C2 G1 F2 H4 Z3 Z5 J1 Z4 3 byte 1 byte 5 byte 9 octet 261 octet STM-1 Trong phương pháp truyền khung trên cơ sở tế bào, các tế bào ATM được truyền liên tục mà không tuân theo các khung thời gian như kiểu truyền đồng bộ. Trên đường truyền, cứ nhiều nhất sau 26 tế bào hữu ích lại có một tế bào ở lớp vật lý được chèn vào, mục đích là để làm dòng tế bào truyền phù hợp với tốc độ bit đã cho của giao diện. Tỷ lệ 26 : 27 tương ứng với tỷ lệ 149,760 Mbit/s :155,520 Mbit/s và 599,040 Mbit/s : 622,080 Mbit/s do đó nó đáp ứng được yêu cầu về tính tương thích với đường truyền (xem hình 3.14b) k<=26 Tế bào lớp vật lý 1 2 .......... k Tế bào lớp vật lý 2 tế bào ở lớp vật lý Hình 3.14b : Cấu trúc giao diện dựa trên cơ sở tế bào 3.6.2.2. Chức năng lớp ATM: Điều khiển luồng chung (GFC) : như đã trình bày, chức năng điều khiển luồng chung GFC chỉ có ở giao diện giữa mạng và người sử dụng UNI. Nó cung cấp các thủ tục điều khiển luồng thông tin tới từ mạng của người sử dụng CN (customer network )hoặc từ các thuê bao. GFC còn có thể được sử dụng để giảm bớt tình trạng quá tải tức thời của mạng. Tạo và tách trường tiêu đề của tế bào: Chức năng này được thực hiện ở điểm kết thúc hoặc bắt đầu của dòng thông tin lớp ATM. Tại đầu phát sau khi nhận được phần dữ liệu 48 byte từ lớp AAL, phần tiêu đề sẽ được ghép vào trường dữ liệu này trừ byte HEC. Các giá trị VPI và VCI sẽ được tạo ra dựa trên số liệu nhận dạng của điểm truy nhập dịch vụ SAP (Service Access Point). Tại đầu thu trường tiêu đề được tách ra khỏi tế bào ATM, chỉ có trường thông tin 48 byte được gửi tới lớp AAL. Tại đây, giá trị VPI và VCI được 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 được thể hiện ở nút chuyển mạng hoặc nối xuyên trong mạng. Trong nút nối xuyên, mỗi giá trị VPI của tế bào đến đầu vào sẽ nhận được một giá trị mới ở đầu ra, giá trị VCI được giữ nguyên. Mặt khác tại nút chuyển mạch ATM, cả VPI và VCI đều được thay đổi. Phân kênh và hợp kênh các tế bào: Tại đầu phát các tế bào thuộc về kênh ảo VC và đường ảo VP khác nhau sẽ được hợp kênh thành một dòng tế bào duy nhất. Tại đầu thu, dòng tế bào ATM được phân kênh đường 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: Lớp AAL có nhiệm vụ tạo ra sự tương thích giữa các dịch vụ được cung cấp bởi lớp ATM với các lớp cao hơn. Thông qua lớp AAL, các đơn vị số liệu thủ tục PDU ở các lớp cao hơn được chia nhỏvà đưa vào trường dữ liệu của tế bào ATM. AAL được chia nhỏ thành hai lớp con là lớp con thiết lập và tháo tế bào SAR (Segmentation and Reassembly) và lớp con hội tụ (Convergence sublayer). Chức năng chính của SAR là chia các PDU của lớp cao hơn thành các phần tương ứng với 48 byte của trường dữ liệu trong tế bào ATM tại đầu phát. Tại đầu thu SAR lấy thông tin trong trường dữ liệu của tế bào ATM để khôi phục lại các PDU hoàn chỉnh. Lớp con SC phụ thuộc 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 (Service Access Point). Để giảm thiểu các thủ tục của lớp AAL, ITU-T chia AAL thành 4 nhóm khác nhau tuỳ thuộc vào đặc điểm của chúng. Sự phân nhóm các lớp AAL này chủ yếu dựa trên 3 tham số là: mối quan hệ về mặt thời gian, tốc độ bit và dạng truyền (hay kiểu liên kết ). Bảng 3.4 trình bày sự phân loại này Bảng 3.4: Bảng phân loại các nhóm AAL Nhóm A Nhóm B Nhóm C Nhóm D Mối quan hệ thời gian giữa nguồn và đích Có yêu cầu Không yêu cầu Tốc độ truyền Không đổi Thay đổi Kiểu liên kết Hướng liên kết Không liên 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 hướng liên kết. Các dịch vụ thuộc về loại này thường 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 hướng liên kết. Các dịch vụ của nó thường là tín hiệu audio và video có tốc dộ thay đổi. Nhóm C: là các dịch vụ không yêu cầu thời gian thực tốc độ truyền thay đổi, phương pháp truyền hướng 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. Được sử dụng cho các dịch vụ truyền số liệu không liên kết. Dựa vào phân loại trên ITU - T đưa ra một vài kiểu AAL. Sau đây ta sẽ lần lượt xem xét từng loại. 3.6.3.2. Các loại AAL 3.6.3.2.1: AAL kiểu 1 AAL kiểu 1 phục vụ cho các dịch vụ thuộc nhóm A bởi vì nó thu hoặc phát các đơn vị số liệu dịch vụ SDU (Service data unit) của lớp trên ở 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 người sử dụng, xử lý trễ truyền và tạo tế bào, xử lý lỗi khi mất hoặc chèn nhầm tế bào, khôi phục đồng bộ ở đầu thu, phát hiện lỗi ở trường thông tin điều khiển tế bào và khôi phục lại cấu trúc thông tin tại bên nhận. Lớp con SAR: 4 bit 4 bit 47 byte SN SNP Trường dữ liệu của SAR – PDU C SC CRC P Tiêu đề SAR – PDU C: bit CSI Hình 3.15: Dạng SAR – PDU của AAL kiểu 1 Đơn vị số liệu thủ tục SAR - PDU gồm có 48 byte. Octet đầu tiên là trường thông tin điều khiển thủ tục PCI. PCI bao gồm 4 bit chỉ thứ tự SN (sequence number) và 4 bit mã chống lỗi SNP (sequence number protection ) cho SN. Trường SN lại được chia nhỏ thành bit báo hiệu lớp con hội tụ CSI (Convergence Sublayer Indication) và 3 bit đếm thứ tự SC (Sequence counted). Hình 3.15 thể hiện dạng SAR- PDU của AAL 1. Giá trị SC tạo ra khả năng phát hiện các tế bào bị mất hoặc truyền nhầm. Bit CSI có thể được sử dụng để truyền thông tin đồng bộ hoặc các thông tin về cấu trúc dữ liệu. Trường SNP chứa mã CRC để phát hiện và sửa lỗi cho SN, bit cuối cùng là bit P (parity) kiểm tra chẵn lẻ cả 7 bit đầu của PCI. Lớp con CS: Các chức năng lớp con CS hoàn toàn phụ thuộc vào dịch vụ, bao gồm mộtt số chức năng cơ bản như xử lý giá trị trễ tế bào, xử lý các tế bào bị mất hoặc chèn nhầm sửa lỗi theo cơ chế FEC, khôi phục đồng bộ theo phương pháp đánh dấu thời gian dư đồng bộ SRTS (Synchronous residual time stamp ). Trong phương pháp STRS, mối thời gian dư (residual time stamp), được sử dụng để đo đạc và mang thông tin về độ khác nhau giữa đồng hồ đồng bộ chung lấy trong mạng và đồng hồ của thiết bị cung cấp dịch vụ. 3.6.3.2.2. AAL kiểu 2 AAL kiểu 2 sử dụng cho các dịch vụ có tốc độ thay đổi được truyền theo thời gian thực (thuộc về nhóm B). Các chức năng của AAL 2 vẫn chưa được định nghĩa rõ ràng. Tuy vậy có thể cho rằng AAL 2 được phát triển từ AAL 1, nó có các chức năng sau: Trao đổi số liệu có tốc dộ thay đổi giữa các lớp cao hơn với lớp ATM, xử lý trễ tế bào, phân tách và khôi phục lại thông tin cho người sử dụng, xử lý các loại lỗi tế bào cũng như tách tín hiệu đồng bộ đầu thu. 3.6.3.2.3. AAL kiểu 3/4 AAL kiểu 3/4 được phát triển từ AAL 3 (phuục vụ cho các dịch vụ loại C) và AAL 4 (phục vụ cho các dịch vụ loại D). Ngày nay 2 kiểu AAL trên hợp lại thầnh AAL 3/4 thoả mãn các dịch vụ thuộc loại C và D. Hình 3.16 là cấu trúc chính của AAL 3/4 trong đó lớp con CS được chia thành 2 phần là phần chung CPCS (common part CS ) và phần phụ thuộc dịch vụ SSCS (service specific CS). SSCS CS CPCS SAR SAR -SAP: điểm truy cập dịch vụ -CS: lớp con hội tụ -AAL 3/4 cung cấp 2 kiểu dịch vụ cơ bản là dịch vụ kiểu thông điệp (message mode service) để truyền các số liệu được đóng thành khung (như các khung HDLC) và dịch vụ kiểu dòng bit để truyền số liệu ở tốc độ thấp với yêu cầu trễ nhỏ AAL - SDU CS - PDU 48 octet SAR-PDU số liệu Phần đuôi của CS - PDU Khối đệm Phần tiêu đề của SAR – PDU Phần tiêu đề của CSPDU Phần đuôi của SAR – PDU Không sử dụng Hình 3.17: Dịch vụ kiểu thông điệp 48 octet Hình 3.18: Dịch vụ kiểu dòng bit Trong dịch vụ kiểu thông điệp, một đơn vị số liệu dịch vụ AAL - SDU được truyền trong một hoặc vài SAR - PDU lại được tạo ra từ các CS - PDU này. Hình 3.17 minh hoạ phương pháp này. Trong dịch vụ kiểu dòng bit, một vài AAL - SDU có kích thước cố định được truyền trong một CS - PDU (hình 3.15) Hai thủ tục hoạt động đẳng cấp (peer to peer )được sử dụng cho cả hai kiểu dịch vụ trên, đó là hoạt động có bảo đảm (assured operation) và hoạt động không bảo đảm (none - assured operation). Trong hoạt động có bảo đảm, các AAL - SDU bị mất hoặc có lỗi sẽ được truyền lại. ở hoạt động không bảo đảm không có việc truyền lại gói. Lớp con SAR: Nói chung các CS - PDU có độ dài thay đổi, vì vậy SAR – PDU bao gồm 44 octet là số liệu của CS - PDU. 4 octet còn lại được dành cho các trường thông tin điều khiển. Trường kiểu đoạn ST (Segment type) có độ dài 2 bit, nó chỉ ra loại của CS - PDU có chứa trong SAR - PDU như : phần đầu của CS - PDU BOM (beginning of message), phần cuối EOM (End of message) và các CS - PDU đơn SSM (single - segment message). Chỉ thị độ dài trường thông tin LI (length indicator) chỉ ra số octet của CS - PDU có chứa trong trường dữ liệucủa SAR - PDU. LI có độ dài 6 bit. Ngoài ra trong SAR- PDU còn có trường số thứ tự gói SN (sequence number) dài 4 bit. Mỗi khi nhận được 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. Trường chống lỗi CRC dài 10 bit thực hiện việc kiểm tra lỗi bit trong SAR - PDU. Giá trị CRC được tính cho trường tiêu đề, trường dữ liệu, LI. Lớp con SAR còn có khả năng phát hiện các gói SAR - PDU bị mất hoặc chèn nhầm. Chức năng thứ 3 của SAR là đồng thời phân kênh hoặc hợp kênh các CS -PDU của các cuộc nối đơn ở mức ATM. Chức năng này sử dụng trường số liệu nhận dạng hợp kênh MID (Multiplexing Indetifier )dài 10 bit. Các SAR - PDU với số liệu nhận dạng MID khác nhau sẽ thuộc về các CS - PDU riêng biệt. Việc phân/hợp kênh phải được thực hiện trên cơ sở từ đầu cuối tới đầu cuối. Những đường nối lớp ATM bao gồm các cuộc nối lớp AAL khác nhau sẽ được xử lý như một thực thể đơn. Hình 3.19 trình bày cấu trúc khung SAR - PDU của AAL 3/4. ST SN MID Trường thông tin của SAR-PDU LI CRC 2bit 4bit 10bit 44 octet 6bit 10bit Phần tiêu đề SAR - PDU Phần đuôi SAR-PDU SAR - PDU Hình 3.19. Dạng SAR - PDU của AAL 3/4 - Lớp con CS: CPI Btag Basize Trường thông tin của CPCS-PDU PAD AL Etag Length 8bit 8bit 16bit Phần tiêu đề SAR - PDU Phần đuôi SAR-PDU SAR –PDU Hình 3.20. Cấu trúc của CPCS – PDU của AAL 3/4 Như đã biết, lớp con CS được chia thành 2 phần là phần chung CPCS và phần phụ thuộc dịch vụ SSCS. Chức năng năng và cấu trúc của SSCS hiện tại vẫn chưa rõ ràng, nó đòi hỏi còn phải nghiên cứu thêm. Phần CPCS truyền các khung số liệu của người sử dụng với độ dài bất kỳ trong khoảng từ 1 octet đến 65535 octet. Các chức năng của CPCS nằm trong 4 octet ở phần tiêu đề (header) và 4 octet phần đuôi (tailer). Trường chỉ thị phần chung CPI (Common part indicator) được sử dụng để quản lý phần còn lại của tiêu đề và phần đuôi. Trường 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. Trường kích thước bộ đệm cung cấp BA size (Bufer Allocation Size) báo hiệu cho dầu thu bộ đệm kích thước tối đa cần thiết để nhận CPCS - SDU. Trường đệm PAD (padding) đảm bảo sao cho trường dữ liệu của CPCS - SDU là một số nguyên lần của 4 octet do đó nó có độ dài từ 0 octet đến 3 octet. Trường sắp xếp AL(Aligment) được sử dụng để sắp xếp phần đuôi 32 bit của CPCS - PDU. Trường độ dài (length) chỉ ra độ dài trường dữ liệu. Hình 3.20 minh hoạ cấu trúc CPCS - PDU của AAL kiểu 3/4 3.6.3.2.4.