Nghiên cứu tiếp thu công nghệ tiên tiến đề thiết lập và tổ chức khai thác thứ mạng thông tin liên kết số đa dịch vụ băng rộng B - ISDN

Số máy phòng thí nghiệm & thực hành Phòng Hành chính 40 2 Phòng Tổ chức – CB 3 2 Phòng Quản lý đào tạo 14 5 Phòng KT-TC 4 2 Phòng KH - Đầu tư 3 1 Tổ Đầu tư 3 1 Phòng Công tác HSSV 6 2 Phòng TTTL – Quản lý KH 6 4 Trung tâm ĐT BC VT1 30 15 Khoa Viễn thông 1 30 5 5 Khoa Điện tử 23 5 16 Khoa CNTT 25 4 70 Khoa Quản trị Kinh doanh 30 5 Khoa Khoa học cơ bản 25 4 CỘNG 242 57 91 Bảng 1.1 - Số lượng máy tính tại các phòng/khoa Toàn bộ các máy tính nói trên đều đang hoạt động riêng lẻ và chưa được kết nối thành mạng cục bộ (LAN). Việc sử dụng máy tính một cách riêng lẻ nói trên khiến cho hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng còn thấp, thiếu sự thuận tiện trong việc trao đổi thông tin giữa các phòng do phải thực hiện một cách thủ công. Hướng dẫn chung về thiết kế mạng ATM cho khu vực hẹp Mạng chuyển mạch Đối với mạng ATM- Campus hệ thống chuyển mạch thông thường bao gồm 2 lớp: Lớp truy nhập và lớp đường trục. Việc xây dựng mạng với cấu trúc 2 lớp này tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình mở rộng mạng cũng như khai thác, quản lý và bảo dưỡng mạng. Hơn nữa nó sẽ cung cấp khả năng kết nối ATM xuyên suốt (End-to-end ATM Connection). Chuyển mạch ngoại vi Chuyển mạch ngoại vi hỗ trợ việc truy nhập vào mạng ATM tốc độ cao. Truy nhập được áp dụng cho các thiết bị ATM và non-ATM. Để cung cấp cho nhiều loại hình dịch vụ truy nhập non-ATM, việc đầu tư cho thiết bị non-ATM phải được duy trì và cung cấp các dạng lưu lượng hỗn hợp trong quá trình triển khai. Các dịch vụ truy nhập khả dụng có thể là thoại, video, truyền dữ liệu qua mạng LAN (Token-ring Ethernet và FDDI) và WAN (frame relay, X.25, SDLC/HDLC, ISDN). Các dịch vụ truy nhập PBX sẽ hỗ trợ cho thoại. Định tuyến và điều khiển quảng bá sẽ cho phép truyền dữ liệu qua mạng ATM. Dịch vụ chuyển mạch đa giao thức sẽ chuyển các chức năng định tuyến ra ngoại vi sao cho mạng thực sự thực hiện chức năng chuyển mạch đầu cuối-đầu cuối. Mạng ATM bao gồm các hệ thống ATM trong khu vực rộng hợp thành. Bằng việc mở rộng chức năng chuyển mạch đến biên của mạng thì bất cứ trạm đầu cuối nào cũng có thể kết nối trực tiếp được với trạm đầu cuối khác. Lợi ích của chuyển mạch ngoại vi đối với người quản lý mạng là duy trì vốn đầu tư, tăng cường hoạt động và giảm chi phí. Chuyển mạch hạt nhân Mạng chuyển mạch đường trục có nhiệm vụ chuyển tải lưu lượng tới các thành phần của mạng. Trong mạng đường trục, chuyển mạch ATM cho phép kết nối tốc độ cao, các dịch vụ có độ tin cậy và chất lượng cao giữa các chuyển mạch ngoại vi, do đó có khả năng hỗ trợ các dạng lưu lượng hợp nhất. Nếu không có cơ chế điều khiển lưu lượng và nghẽn hiệu quả, độ khả dụng cao, kiểm soát mạng tinh vi, quản lý nhóm thuê bao một cách linh hoạt, thì ngày nay những nhu cầu về băng rộng và ngày mai các ứng dụng phương tiện đại chúng sẽ không thể hoạt động tốt được và thậm chí không thể đáp ứng được yêu cầu. Hơn nữa các sản phẩm chỉ có thể phát triển được khi chúng tuân theo tiêu chuẩn nhất định của ATM Forum hay ITU-T (UNI, P-NNI, B-ICI). Các trạm đầu cuối ATM Các trạm ATM có thể gẵn trực tiếp với các chuyển mạch ATM diện hẹp hoặc các khối ATM tập trung, ví dụ như IBM 8282 ATM workgroup Concentrator. Nhunữg bộ tập trung hay thiết bị truy nhập như vậy cho phép lưu lượng lên tới 25Mbps, được tập trung ở kết nối đơn 100Mbps. Ưu điểm của việc sử dụng bộ tập trung ATM là ở chỗ nó giảm được số lượng cổng cần thiết cho những chuyển mạch ATM. Khi sử dụng các bộ tập trung ATM, cần chú ý số lượng VC hỗ trợ cho bộ tập trung ATM là vừa đủ để đáp ứng mọi đòi hỏi kết nối đến các trạm. Hơn nữa phải đảm bảo không có xung đột nào giữa các giao diện UNI. Hình 1.1 - Gắn trực tiếp hay tập trung lưu lượng Khi những trạm đầu cuối ATM được kết nối tới mạng ATM khu vực hẹp, phải đảm bảo công suất của cổng là vừa đủ trong mạng. Nếu số lượng cổng yêu cầu vượt quá công suất của chuyển mạch ATM thì phải có thêm các module ATM hoặc các chuyển mạch. Khi kết nối các trạm ATM với khu vực hẹp ATM phải đảm bảo số VC đủ để hỗ trợ các chuyển mạch trong khu vực. Đặc biệt khi sử dụng LAN hay IP cổ điển, các yêu cầu về VC là rất nhiều. Khi kết nối các trạm ATM tới đường trục ATM, cần chú ý về công suất chuyển mạch tối đa của các module ATM mà các thiết bị kết nối vào. Việc vượt quá công suất tối đa sẽ dẫn đến việc loại bỏ các tế bào ATM, làm giảm tiến trình hoạt động của mạng. Nhìn chung những trạm máy server truyền đi trong một phần lớn thời gian, còn các client sẽ nhận trong phần lớn thời gian. Lưu ý: Điều này phải được kiểm tra lại đối với những trạm ATM trong môi trường cụ thể. Cần chú ý tới các cầu nối ATM-LAN và các bộ tập trung ATM vì lưu lượng cho các thiết bị này thường cân đối hơn. Hoạt động của mạng thường tối đa hoá và khả năng hoạt động thường cao nhất do sự phân bố các máy chủ server và các client thông qua các cổng có sẵn trong phạm vi module. Mục tiêu là tối đa hoá lưu lượng có thể xử lý trong phạm vi chuyển mạch ATM, giảm khả năng cạnh tranh đối với các tài nguyên trong phạm vi một module ATM đơn. Việc cân bằng này nếu được chuẩn bị đúng đắn có thể làm tăng khả năng hoạt động tổng thể và giảm nhu cầu thêm các module. Việc phân bổ các trạm server và client cũng có thể xảy ra khi sử dụng các bộ tập trung ATM. Cả hai kết nối hướng đi và hướng về đều là các kết nối song công, do đó quan trọng là thiết lập được các "điểm thu hút", đó là các trạm server và client được gắn kết vào các bộ tập trung ATM. Việc kết nối các server và client liên kết tới cùng một module không quan trọng khi: Server và client được phân phối thông qua các module Server "phát" và client "nhận" dữ liệu Nếu cả hai chiều đều không thực hiện được thì mới gắn kết các server và client liên kết tới cùng một module (một bên phát và một bên nhận). Các dịch vụ cung cấp Dịch vụ truy nhập Dịch vụ truy nhập cung cấp khả năng kết nối với các trạm đầu cuối ATM hay liên kết với các mạng khác chẳng hạn như đầu cuối Frame relay kết nối với nút NBBS giống như nó kết nối đơn với dịch vụ tải tin FR. Chức năng này đảm bảo cho việc hỗ trợ mạng hiện hành mà không cần phải sửa đổi mạng. Dịch vụ truy nhập thiết lập kết nối điểm-điểm, điểm-đa điểm, đa điểm-đa điểm. Do có khả năng hỗ trợ một phạm vi rộng các thiết bị kết nối nên việc chuyển đổi thành ATM có thể được xử lý theo phương án của từng doanh nghiệp. Dịch vụ truyền tải Dịch vụ truyền tải cho phép các nút trong mạng khu vực rộng hỗ trợ các dạng lưu lượng qua các kết nối với một dải tốc độ rộng. Dịch vụ này cho phép lập chương trình truyền tải của lưu lưọng qua mạng và sắp xếp theo đặc tính trễ của thời gian thực, thời gian không thực và loại lưu lượng. Dịch vụ truyền tải cũng giới hạn các kết nối được định dạng để truyền cả tế bào ATM và các gói có độ dài khác nhau Đây là một lựa chọn hấp dẫn cho những trường hợp dữ liệu được truyền qua toàn bộ hay một phần mạng, ví dụ như Frame relay. Ngoài ra, nó còn hỗ trợ cho dịch vụ ưu tiên cho các gói có độ dài thay đổi qua các kênh E1 tốc độ thấp. Điều này có nghĩa là lưu lượng được uu tiên cao sẽ không bị cản trở, thậm chí khi cả những kết nối không đủ nhanh để hỗ trợ tất cả yêu cầu lưu lượng ngay lập tức. Trong trường hợp ATM, dịch vụ truyền tải quản lý các kênh ảo và đường dẫn ảo được thiết lập qua mạng. Điều khiển mạng cấp tiến Những chức năng tiên tiến này sẽ chỉ ra những đặc điểm mới và độc đáo của việc quản lý mạng tốc độ cao có những kết nối tần suất lỗi thấp, những kết nối này phải hỗ trợ cho những dạng lưu lượng đòi hỏi chất lượng dịch vụ được bảo đảm. Dịch vụ điều khiển mạng cấp tiến cung cấp các khả năng chỉ dẫn, lựa chọn đường dẫn, điều khiển nghẽn, quản lý lưu lượng, multicast để phân phối, quản lý và điều khiển tài nguyên mạng. Một số điểm nổi bật của điều khiển mạng cấp tiến bao gồm: Điều khiển nghẽn sử dụng ATM Forum theo công nghệ "dual leaky bucket". Trước khi lưu lượng có thể được truyền trên mạng, các nguồn lưu lượng phải được xác định tốc độ gói/tế bào tối đa mà thuê bao phải tuân thủ. Tại nút lối vào mạng, lưu lượng bị khống chế. Khi người ta đã lựa chọn đường dẫn cho lưu lượng từ nguồn trên, băng tần sẽ được phân bổ cho lưu lượng đó, khi đó gói/ tế bào sẽ được phép đi ngang qua đường dẫn chừng nào không có nghẽn. Khi phát hiện nghẽn trong mạng, các gói bị loại bỏ để duy trì dòng lưu lượng như đã quy định. Ngoài ra điều khiển lưu lượng để giảm bớt tốc độ lưu lượng hoà mạng, do đó giảm bớt các yêu cầu băng thông. Quản lý băng thông đưa đến tiết kiệm chi phí (hơn 50%) cho các kết nối diện rộng. Thuật toán phân tích lưu lượng tuỳ thuộc vào chất lượng dịch vụ yêu cầu đã được sử dụng để phân bổ chỉ những băng rộng cần thiết cho các yêu cầu của dịch vụ. Việc xác định băng rộng được diễn ra vào thời điểm thiết lập kết nối. Sự thích nghi băng rộng do đó sẽ được dùng trong suốt quá trình kết nối để có thể điều khiển được việc sử dụng băng tần và điều chỉnh nó trong phạm vi cho phép. Dịch vụ multicast cho phép thiết lập duy trì toàn thể đối tượng sử dụng trong nhóm multicast, ví dụ như trong hội nghị truyền hình. Dịch vụ này cho phép đối tượng sử dụng thiết lập các kết nối với nhóm bất kể đối tượng sử dụng có phải thành viên của nhóm hay không. Các kết nối nhóm có thể là điểm-điểm, điểm-đa điểm, đa điểm-đa điểm. Các chức năng cơ bản của mạng ATM Campus Giới thiệu Hình 1.1 - Mạng ATM Hình 1.2 mô tả một kiểu mạng ATM campus điển hình. Giao diện đối tượng sử dụng-mạng (UNI) được sử dụng để kết nối các trạm ATM (máy trạm, máy chủ, cầu nối, định tuyến ...) đến hệ thống chuyển mạch ATM. Các trạm này được trang bị các thiết bị có bộ chuyển đổi ATM. Mỗi bộ chuyển đổi ATM có một hoặc hai địa chỉ. Các trạm đầu cuối truyền thông tin qua các kết nối ảo VCs. Trong trường hợp sử dụng các kết nối cố định thì các kết nối này (PVC) phải được thiết lập trước trong hệ thống chuyển mạch. Thủ tục UNI được sử dụng để thiết lập các kết nối chuyển mạch VCs một cách linh hoạt. Bộ chuyển đổi điều khiển lưu lượng được sử dụng để kết nối băng rộng dùng chung, điều chỉnh dữ liệu được truyền tải trong kết nối UNI. Các chuyển mạch ATM được kết nối với nhau, sử dụng giao diện mạng-mạng SSI trong phạm vi nhóm. Toàn bộ các chuyển mạch trong nhóm sẽ trao đổi thông tin về tình trạng mạng sử dụng bản tin LSU. Bản tin LSU có thể tạo điều kiện cho các chuyển mạch xây dựng và duy trì cơ sở dữ liệu mô hình mạng cập nhật. Cơ sở dữ liệu mô hình mạng được tái tạo tại mỗi chuyển mạch trong nhóm. Thông tin về cơ sở dữ liệu mạng sẽ tạo điều kiện cho các chuyển mạch tối ưu hoá các tuyến cho các kết nối ảo được thiết lập trong các liên kết ảo. Các kết nối SSI song song làm tăng tính khả dụng và tiến trình hoạt động của mạng. Để định tuyến, các kết nối SSI song song được coi như là một kết nối có dự phòng. Bộ phận chuyển đổi kiểm soát lưu lượng được sử dụng cho những kết nối băng thông không được dự phòng. Các nhóm ATM được kết nối sử dụng giao diện NNI. Tuỳ thuộc theo cấu trúc địa chỉ sử dụng, các nhóm là một phần giống hoặc khác với mạng con. Kết nối NNI song song làm tăng tính khả dụng và chất lượng của mạng. Kết nối chuyển mạch và kết nối cố định Các kết nối ATM có thể hoặc là cố định hoặc là chuyển mạch. Kết nối cố định được bắt đầu qua giao diện quản lý hoặc giao diện điều hành. Điểm cuối và các đặc tính của kết nối là xác định trước. Kết nối cố định được hiểu như kết nối ảo cố định hoặc PVCs. Các kết nối cố định nói chung được sử dụng khi hệ thống đầu cuối không có các tính năng báo hiệu hoặc các nhà điều hành mạng mong muốn có mức độ điều khiển cao hơn trong thiết lập kết nối. Hiện chưa có phương pháp chuẩn cho thiết lập các kết nối cố định. Những giá trị VPI/VCI được dành riêng cho sử dụng thông qua những chức năng kiểm soát và quản lý ATM và không thể được sử dụng cho kết nối cố định. Kết nối chuyển mạch bắt đầu bằng trạm đầu cuối qua các giao thức báo hiệu giữa chúng và mạng ATM. Các kết nối chuyển mạch như kết nối ảo chuyển mạch SVCs. Các kết nối chuyển mạch nói chung sử dụng tài nguyên mạng hiệu quả hơn do các kết nối này chỉ thiết lập khi chúng thật sự cần thiết. Chúng có khả năng phản ánh được tất cả các nhu cầu cụ thể cho các ứng dụng của thuê bao bởi vì chúng được tạo ra bởi chính những ứng dụng này. Với những lý do này, hầu hết người ta đang dành nhiều nỗ lực trong việc tiêu chuẩn hoá các kết nối chuyển mạch. Đặc điểm của giao diện đối tượng sử dụng-mạng UNI xác định giao diện giữa hệ thống đầu cuối ATM và mạng ATM. Giao thức báo hiệu UNI bắt buộc để thiết lập các kết nối chuyển mạch được xác định trong UNI V3.0 và UNI V3.1, V4.0. Khuyến nghị không nên thiết lập SVCs giữa các trạm sử dụng các phiên bản UNI khác nhau. Chỉ sử dụng khi thật sự cần thiết và khi đó phải hết sức thận trọng. Nhóm Hub Trong thiết kế mạng ATM diện hẹp, ta phải xét đến cần bao nhiêu hệ thống chuyển mạch và các chuyển mạch đó được kết nối với nhau như thế nào để đưa ra được khả năng thực hiện tốt, độ tin cậy cao, và hiệu quả nhất. Để xây dựng mạng ATM diện hẹp, cần lưu ý một số điểm sau: Số các thiết bị ATM được nối với mạng: Số lượng các thiết bị ATM nối với mạng quyết định số cổng ATM và số chuyển mạch cần thiết. Đảm bảo đủ số cổng trong mạng có thể cung cấp cho toàn bộ các thiết bị ATM. Khi số lương hệ thống chuyển mạch trong mạng tăng lên, số các kết nối các Hub và số cổng sử dụng cũng tăng theo. Ngoài ra cũng yêu cầu thêm băng thông cho các kết nối, khả năng tăng trưởng trong tương lai phải được lưu ý. Các yêu cầu băng tần và mạch ảo của các thiết bị gắn liền ATM: Các chuyển mạch và cổng ATM có giới hạn nhất định về băng tần và VCCs. Trong khi xây dựng mạng ATM, đảm bảo mạng có thể quản lý toàn bộ các kết nối và cung cấp băng tần cần thiết. Cần tính đến khả năng tăng trưởng trong tương lai. Các yêu cầu đối với điều chỉnh lưu lượng lớn trong kết nối hub-hub và hub -server: băng tần trong các kết nối hub-hub và hub-server phải đủ để thỏa mãn các yêu cầu cho toàn bộ các kết nối được thiết lập. Đặc biệt đối với các kết nối băng tẫn dùng chung, khi mà nhu cầu đòi hỏi về băng tần thực chưa được xác định rõ ràng thì cần phải tính toán băng tần cần thiết. Lưu ý: Mỗi mạng đòi hỏi một sự quản lý hợp lý, những công cụ tiên tiến cần phải có để thiết kế và duy trì mạng một cách chính xác, giải quyết vấn đề nhanh và nếu có thể ngăn chặn những vấn đề từ tác động vào dịch vụ mạng. Trong các mạng với nguồn lực chưa đủ thì nhu cầu cho việc giải quyết vấn đề, điều chỉnh mạng cũng tăng lên. Đặc biệt trong các mạng diện hẹp, tại đó các chi phí cho băng tần là thấp hơn nhiều so với trong môi trường WAN, những khoản đầu tư cho công suất chuyển mạch thêm sẽ dễ dàng bù trừ những chi phí quản lý mạng thêm. Các yêu cầu chất lượng, độ an toàn và tính khả dụng của mạng ATM diện hẹp: Các kết nối tới các thiết bị đặc biệt chẳng hạn như tới máy chủ server, định tuyến router, cầu nối cần được chú ý hơn. Do đó trọng tâm không chỉ là các thiết bị đi kèm mạng mà là toàn bộ các thành phần của mạng mà đảm bảo việc truy nhập tới các thiết bị này. Hệ thống mạng cáb (quang hay đồng) vững chắc sẽ làm tăng độ tin cậy cho các kết nối. Cần đảm bảo độ dự phòng của các thiết bị mạng. Để có được tối đa các Hubs, phải chắc chắn rằng chúng được trang bị với các thiết bị có công suất cao từ nhiều nguồn khác nhau và được bảo vệ bởi UPS. Trong mạng ATM diện hẹp, các hub ATM được nhận dạng bằng các số của hub. Các hub ATM có thể nhóm với nhau và các nhóm có thể kết nối với nhau bằng giao diện NNI, các mạng con ATM. Điều này có nghĩa là toàn bộ các thiết bị được kết nối tới cùng một hub ATM sẽ có cùng 13 byte đầu giống như trong địa chỉ ATM. Tương tự, toàn bộ các thiết bị được kết nối tới cùng một nhóm hub sẽ có cùng 12 byte đầu tiên giống như trong địa chỉ của nhóm, các thiết bị kết nối tới cùng một mạng con ATM có cùng 11 byte đầu tiên. Mô hình hình mắt lưới tối ưu hoá hoạt động và độ khả dụng khi số lượng nút trung gian giữa 2 trạm kết nối cuối được tối thiểu hoá. Nhược điểm là ở chỗ số lượng các kết nối càng lớn sẽ làm tăng quy mô của mạng cluster, điều này sẽ dẫn đến thời gian khởi động lại lâu hơn do số LSU và các định tuyến đã tính toán trước. Trong tình trạng không thay đổi, sẽ không đòi hỏi số LSU hoặc những tính toán định tuyến tằng thêm. Một nhược điểm quan trọng hơn cả đó là số lượng nhiều các kết nối và cổng ATM cần cho những kết nối trong hub. Việc bổ sung nút tới nhóm nút any- to any đòi hỏi thêm 2xn cổng và kết nối bổ sung. Đặc biệt đối với những mạng lớn hơn, trong hầu hết trường hợp mô hình any- to- any sẽ không khả thi. Một biện pháp khác là mô hình dạng vòng. Nó hạn chế số lượng các kết nối và các cổng để kết nối các hub với nhau. Bổ sung một nút vào nhóm nút vòng n đòi hỏi phải có thêm 2 cổng và thêm 2 kết nối nữa. Mô hình dạng vòng ít phù hợp hơn trong các mạng lớn, vì vậy trong các mạng ATM trễ chuyển tải do hub lớn hơn so với trễ trong việc truyền kết nối. Cần lưu ý bảo đảm cho VC không đi ngang qua quá hơn 5 hub. Mô hình dạng sao là thích hợp nhất cho những mạng tại đó toàn bộ ứng dụng, LAN, và các server khác được gắn liền với một số lượng đơn nhất hoặc hạn chế của những chuyển mạch ATM và lưu lượng chiếm ưu thế từ/đến server. Lợi thế chính của mạng dạng sao đó là ít tốn kém bởi vì nó chỉ đòi hỏi một số lượng tối thiểu các kết nối đường trục và các cổng ATM, cho phép bạn sử dụng những chuyển mạch nhỏ hơn cùng với một số lượng hạn chế các cổng có tốc độ cao. Hơn nữa, mô hình dạng sao dễ mở rộng. Bổ sung một chuyển mạch vào nhóm nút n đòi hỏi phải có thêm 2 cổng và một kết nối bổ sung. Do tính chất đơn giản của nó, mô hình này dễ được hình thành và duy trì. Nhược điểm là tất cả các kết nối điểm cuối gắn liền với hub “ xuôi dòng”, sẽ chuyển đi thông qua nút “ ngược dòng”, điều này có thể dẫn đến sự quá tải của những kết nối và bộ phận chuyển đổi ngược dòng mà không có bất kỳ một dự phòng nào trong quá trình hỏng hóc của nút ngược dòng hoặc của những phụ kiện. Mô hình hợp lý tuỳ thuộc vào dạng lưu lượng, các yêu cầu về độ tin cậy và ngân sách. Khi máy chủ gắn kết chủ yếu vào chuyển mạch ATM và lưu lượng giữa các hub hướng đi là thấp nên lưu ý đến mô hình sao. Nếu có nhiều kết nối nút chéo, những đòi hỏi về khả năng thực hiện tính sẵn có là cao, hãy lựa chọn mô hình any -to- any. Trước khi thiết kế mạng ATM diện hẹp, cần đảm bảo rằng chúng ta đã có hiểu biết đúng đắn về mô hình & những dịch vụ định tuyến được sử dụng cho những chuyển mạch ATM. Các loại dịch vụ lưu lượng Tốc độ bit không đổi CBR CBR được thiết kế cho các ứng dụng thời gian thực yêu cầu độ rộng băng tần cố định không đổi. Các ứng dụng CBR phải được xác định trước có một số chuyển tải ngắn phải phát đi những lưu lượng vào mạng với tốc độ không đổi và liên tục. Ví dụ lưu lượng CBR là thoại và video. Tốc độ bit thay đổi VBR Lưu lượng VBR có thể là lưu lượng theo thời gian thực (rt-VBR) và không theo thời gian thực (nrt-VBR). Trong trường hợp rt-VBR, nguồn vào có thể khác nhau ở tốc độ dữ liệu, nhưng mạng phải cung cấp trễ truyền tải ngắn và các dịch vụ đó phải được đảm bảo. Ví dụ cho những dạng lưu lượng này là video nén. Trường hợp nrt-VBR ít phụ thuộc vào trễ lưu lượng và Jitter hơn là rt-VBR. Việc trễ của mạng trong một vài giây là không đáng kể. Ví dụ cho trường hợp này là MPEG-2 (tiêu chuẩn cho nén video và mã hoá) Tốc độ bit không xác định UBR UBR dành cho các ứng dụng thời gian không thực không thực sự đòi hỏi 1 chất lượng dịch vụ đáng kể. Các ứng dụng sử dụng dịch vụ này sẽ bị trễ và thất thoát. Việc truyền dữ liệu được thực hiện trên cơ sở "cố gắng nhất". Dữ liệu có thể được truyền vào mạng bằng với tốc độ kết nối. Nếu có bất kỳ một nghẽn nào ở bất kỳ một nguồn nào thì sau đó, mạng sẽ phải bỏ dữ liệu đó đi. Ví dụ cho những ứng dụng này là LAN, IP cổ điển. Tốc độ bit có sẵn ABR ABR dành cho những ứng dụng theo thời gian không thực khác nhau về tốc độ truyền để sử dụng các tài nguyên sẵn có của mạng. CBR VBR UBR ABR Kiểu kết nối Hướng kết nối Hướng kết nối Hướng kết nối Hướng kết nối Sự nhạy cảm với thời gian Có Có Không Không Lớp AAL AAL 1 AAL 2 AAL 3,4,5 AAL 5 Chất lượng dịch vụ Có Có Không Có Băng thông dành riêng Có Có Không Không Kiểm soát lưu lượng Không Không Không Có Kiểu lưu lượng Thoại, video Thoại đã nén, video Số liệu Số liệu Bảng 1. 2 - Bảng phân loại lưu lượng ATM Hướng dẫn thiết kế vật lý Trong những năm 90, công nghệ đã cho ra đời khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao. Đồng thời các tiêu chuẩn về cáp nói cung đã ra đời. Người ta hiểu rằng để được chấp nhận chung, công nghệ mới phải điều hành được cáp theo tiêu chuẩn của ngành. Đó là cáp xoắn đôi hai cáp quang. Hệ thống viễn thông LAN hiện hành sử dụng các kỹ thuật truyền dẫn khác nhau để tạo điều kiện cho truyền dữ liệu tốc độ cao. Bảng sau chỉ ra những đặc điểm chính của các phương pháp truyền dẫn khác nhau bao gồm hai tiêu chuẩn mới về công nghệ 100Mbps, Fast Ethernet trong IEEE 802.3 và 100VG AnyLAn trong IEEE 802.12. 100 VGAnyLAN sử dụng giao thức ưu tiên mới hỗ trợ cho cả Ethernet và khuôndạng token-ring Hệ thống Loại cáp Tốc độ truyền (Mbps) Tốc độ mã Kiểu mã hoá Tỷ lệ mã hoá 10BaseT UTP3/5 & STP 10 20 2 mức 1-2 Token-Ring UTP3/5 & STP 16 32 2 mức ATM UTP3/5 & STP 25.6 32 2 mức 4-5 ATM UTP3/5 & STP 51.84 12.75 16CAP 4-1 100BaseT UTP3/5 & STP 100 25 3 mức 4-3 100 VG AnyLan UTP3/5 & STP 100 30 2 mức 5-6 FDDI UTP 5 & STP 100 125 3 mức 1-1 ATM UTP 5 & STP 155.52 155.52 2 mức 1-1 Bảng 1. 3 - Đặc tính của các phương thức truyền dẫn Việc xây dựng mạng ATM đòi hỏi các nghiên cứu mới đối với những người thiết kế mạng, các chuyên gia điều hành, những người đã có nhiều kinh nghiệm về lĩnh vực thông tin nói chung. Các bộ phận của mạng trong LAN được nhóm lại với nhau theo cùng một kiểu trong quá trình lắp đặt để tối ưu hoá việc quản lý các bộ phận này. Tuy nhiên trong phạm vi mạng chuyển mạch ATM, cấu hình tối ưu hoá có thể đạt được, thậm chí bằng việc cân băng lưu lượng trong phạm vi mạng thông qua các bộ phận của mạng. Mặc dù việc cân bằng có thể không quan trọng cho việc thiết kế hiện tại nhưng trong tương lai có thể tăng lên do sự phân bố tải lưu lượng. Tổng quan Cơ sở hạ tầng lắp đặt cáp Trong việc nghiên cứu xây dựng mạng, quan trọng nhất là những đòi hỏi về băng tần của khách hàng và những hạn chế của hệ thống cáp hiện nay. Cáp lắp đặt phải được kiểm tra và xác định xem nó có khả năng cung cấp băng tần có phù hợp không, hoặc có cần thiết đầu tư vào hệ thống cáp cơ sở này không. Tốc độ cáp ATM điển hình là 25Mbps, 100Mbps, 155Mbps và cao hơn. Cần lưu ý việc tốc độ dữ liệu cao này không được gây ra các vần đề điện từ cho đối tượng sử dụng cũng như các hệ thống khác và ngược lại, hệ thống cáp không bị ảnh hưởng của những tác động bên ngoài. Với những lý do này, hệ thống cáp phải được lắp đặt theo tiêu chuẩn của ngành, do những người chuyên nghiệp lắp đặt, sử dụng những vật liệu đã được phê duyệt. Nếu có vấn đề nghi vấn, nên kiểm tra mẫu của hệ thống cáp hiện hành có phù hợp với thực tiễn tiêu chuẩn ngành hay không. Điều này sẽ giúp khẳng định việc triển khai ATM theo đúng dự kiến có hiệu quả và cũng giảm những hạn chế khi sử dụng tốc độ truyền ATM trong tương lai. Kết quả kiểm tra mẫu sẽ đưa ra một loạt các khả năng kiểm tra 100% hệ thống cáp hiện hành hoặc chỉ thay thế cáp ở một phạm vi lớn. Trong nhiều trường hợp việc đầu tư xây dựng mạng cáp là khó khả thi thì cần xem xét các giải pháp tạm thời vẫn bảo đảm chất lượng mà giá thành thấp. Phòng thiết bị và các trạm Giai đoạn tiếp theo của thiết kế vật lý là kiểm tra địa điểm và vị trí của phòng thiết bị ER và các trạm TC có tuân thủ các tiêu chuẩn của ngành hay không. Các TC được xem như là các trạm nối. Cần thiết phải tạo điều kiện cho các thiết bị logic hoặc chức năng trong thiết kế mức cao được sắp xếp dựa vào cơ sở hạ tầng của toà nhà. Việc sắp xếp này cùng với các tham số vật lý cụ thể của các thiết bị ATM đang được triển khai sẽ có thể thay thế các thiết bị riêng lẻ đã dự định. Giai đoạn tiếp theo là xem xét đến các khoảng trống có sẵn cho các thiết bị và các yêu cầu về môi trường cụ thể đối với các ER và các TC. Có thể là có các hạn chế (chẳng hạn như không có khoảng trống hoặc nguồn bị hạn chế,...) sẽ dẫn đến phải có thêm TC. Việc sắp đặt các thiết bị liên quan đến hệ thống cáp sẽ dẫn đến bổ sung cáp. Điều cần lưu ý là các cáp bổ sung cho UTP loại 3,4,5 phải đáp ứng những yêu cầu của TIA/EIA 568A hoặc ISO IS 11803. Điều hành và độ an toàn Những vấn đề cuối cùng trong kế hoạch thiết kế là các vấn đề an toàn và hoạt động của nhiều loại thiết bị ATM sẽ được triển khai. Điều cần thiết là sắp xếp các loại thiết bị sao cho chúng được hoạt động hiệu quả. Các hướng dẫn thiết kế có cụ thể trong từng tài liệu về các thiết bị này. Cấu trúc vật lý để hoạt động cũng xem xét xem thiết bị nên đặt ở đâu. Ví dụ như về độ mềm dẻo trong hoạt động truy nhập các thiết bị từ xa và gần được nghiên cứu để đơn giản hoá việc bảo trì và tính khả dụng của hệ thống. Khía cạnh an toàn được tuyên bố trong chính sách an toàn cho khách hàng cũng được xem xét kết hợp với cáp đã được lắp đặt, loại thiết bị và các thao tác vận hành. Nên biết rằng, việc truy nhập từ xa có thể có những vấn đề về mức độ an toàn nên không có các chuẩn mực. Tiêu chuẩn cáp viễn thông TIA/EIA-568A Cáp nhánh Việc lắp đặt hệ thống cáp trong quá trình xây dựng hoặc sửa đổi ít tốn kém và thất bại hơn so với sau khi đã hoàn thành việc xây dựng. Điều này đặc biệt đúng cho trường hợp lắp đặt cáp nhánh Gọi là cáp nhánh do bình thường hệ thống cáp này được lắp đặt ở dưới sàn nhà, trên trần nhà. Hệ thống cáp nhánh bao gồm một loạt các cáp riêng lẻ trong toà nhà và sau khi xây dựng xong, chúng ít có khả năng thay đổi và dễ bị hỏng khi có bất kỳ một sự thay đổi nào. Việc đảm bảo cho hệ thống cáp nhánh được hoạt động tốt là rất quan trọng. Khuyến nghị nên sử dụng 1 trung tâm viễn thông hỗ trợ cho hệ thống cáp nhánh này. Cáp nhánh phải hoạt động liên tục với chiều dài tối đa là 90m. Điểm chuyển tiếp cho phép duy nhất là tại giữa cáp phẳng và cáp nhánh vòng. Tiêu chuẩn cho phép 10m cáp khác có thể kết nối với nhau, các kết nối chéo với tổng chiều dài là 100m. Những kiểu cáp cho phép: 4 đôi 100 Ohm UTP 2 đôi STP-A Sợi đa mode 62/125 mm Tài liệu tiêu chuẩn dẫn chiếu những dạng cáp khác: Cáp đồng trục 50 Ohm vẫn được sử dụng nhưng trong tương lai là sẽ bị loại bỏ, Cáp đôi xoắn 100 Ohm đang được nghiên cứu. Tiêu chuẩn đòi hỏi tối thiểu có 2 cáp nhánh hoạt động trong cùng một khu vực. Một trong số chúng phải phải là cáp 4 đôi UTP loại 3 hoặc hơn. Cáp thứ hai phải là UTP loại 5, STP hoặc sợi quang cho dữ liệu. Ngày nay, UPT loại 5 phần lớn thường được lắp đặt cho điện thoại và truyền số liệu. Cáp sợi trong hầu hết các trường hợp không hiệu quả về chi phí. Cáp đường trục Cáp đường trục cung cấp kết nối giữa các trạm và các kết nối chéo trong các mạng hình sao. Trong một số các nối chéo, tiêu chuẩn yêu cầu: Không có quá 2 lớp kết nối chéo ở cáp đường trục Giữa kết nối chéo nhánh và kết nối chéo chính, phải có một kết nối chéo trung gian Giữa hai kết nối chéo nhánh, phải có 3 hoặc ít hơn các kết nối chéo khác Hình 1.2 - Mạng đường trục hình sao TIA/EIA Chiều dài cáp tối đa: 90 m đối với cáp đồng 2000 m đối với cáp sợi đa mode (kết nối chéo nhánh-chính hoặc kết nối chéo nhánh-trung gian-nhánh) 3000 m đối với cáp cố định đơn mode Khoảng cách 90 m cho STP áp dụng cho những ứng dụng có dải băng tần từ 20 đến 300MHz. Khoảng cách 90 m cũng được áp dụng cho cho UTP ở băng tần 5MHZ đến 16MHz đối với cấp 3, 10 MHz đến 20MHz đối với cấp 4 và 10 MHz-100MHz đối với cấp 5. Hệ thống có tốc độ chậm hơn có thể điều hành qua UTP (và STP) có độ dài đáng kể. Khoảng cách thực sự phụ thuộc vào kiểu hệ thống, tốc độ dữ liệu và các yêu cầu của nhà sản xuất cho hệ thống điện tử và các thiết bị. Chiều dài tối đa 90 m bao gồm 5 m cáp mỗi đầu cuối của cáp đường trục để có thể kết nối với các thiết bị khác, do đó tổng độ dài là 100 m. Cáp đồng đường trục có tổng chiều dài bằng với phần cáp nhánh tương ứng. Giao diện vật lý ATM ATM được xác định để thực hiện chức năng truyền dữ liệu vật lý độc lập với chức năng ứng dụng ở cấp độ cao hơn. Toàn bộ giao thức giao diện vật lý ATM bao gồm 3 điểm chung sau: Điểm-điểm Những kết nối giữa điểm cuối ATM và chuyển mạch ATM và giữa hai chuyển mạch ATM tất cả là điểm-điểm. Không có kiểu kết nối đa điểm hoặc LAN. Song công Dữ liệu có thể được đồng thời truyền theo cả hai hướng, dù sao các thủ tục half-duplex vẫn khả thi tuy có một số hạn chế. Không đối xứng Băng tần tối đa có ở một hướng có thể hoàn toàn khác so với băng tần ở hướng ngược lại. Ví dụ tiêu chuẩn hiện hành cho phép kết nối với bộ phận kèm theo SDH 155Mbps theo một hướng và 622 Mbps theo hướng khác. ATM có thể điều hành một loạt các kiểu kết nối vật lý. Các kiểu kết nối này có thể khác nhau về tốc độ và cấu trúng để phù hợp với từng môi trường cụ thẻ. Bảng 1. 4tổng kết các kiểu kết nối đã được các tổ chức tiêu chuẩn chấp nhận hoặc các yêu cầu hiện nay. Kiểu kết nối Tốc độ (Mbps) Lượng tế bào Hệ thống mẫ hoá Loại cáp Môi trường mạng Tổ chức tiêu chuẩn DS1(T1) 1.544 1.536 PDH Cáp đồng LAN/WAN ANSI E1 2.048 1.92 PDH Cáp đồng LAN/WAN ETSI DS3(T3) 44.736 40.704 PDH Cáp đồng WAN ANSI E3 34.368 33.984 PDH Cáp đồng WAN ETSI E4 139.264 138.24 PDH Cáp đồng WAN ETSI SDH STM-1, SONET STS-3c 155.52 149.76 SONET/SDH Sợi quang đơn mode WAN ITU-T SONET "Lite" 155.52 149.76 SONET/SDH Sợi quang đa mode LAN ATM FORUM SDH STM-4c, SONET STS-3c 622.08 599.04 SONET/SDH Sợi quang đơn mode WAN ITU-T FDDI PMD 100 100 Block Coded Sợi quang đa mode LAN ATM FORUM Kênh sợi quang 155.52 150.34 Block Coded Sợi quang đa mode LAN ATM FORUM DXI (RVX) 0 - 50 0 - 50 Clear channel Cáp đồng LAN ATM FORUM Các tế bào Raw 155.52 155.52 Clear channel Sợi quang đơn mode WAN ITU-T Các tế bào Raw 622.08 622.08 Clear channel Sợi quang đơn mode WAN ITU-T Các tế bào Raw 25.6 25.6 Clear channel CAT3/5 LAN ATM FORUM SONET "Lite" 51.840 25.920 12.960 49.536 24.768 12.384 Clear channel CAT3/5 LAN ATM FORUM Các tế bào Raw 100 100 SONET Frame CAT 3 LAN Các tế bào Raw 155.52 155.52 Clear chan._.