Đồ Án Kỹ thuật chuyển mạch đề tài: Công nghệ chuyển mạch atm

BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HỮU NGHỊ VIỆT - HÀN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ỨNG DỤNG
============================







ĐỒ ÁN MÔN HỌC
KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH
ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH ATM


Giảng viên: Trần Thị Trà Vinh
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Bình
Trần Văn Thời
Nguyễn Phước Thiện

Đà Nẵng, tháng 10 năm 1012
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, hạ tầng viễn thông đã và đang phát triển nhanh chóng cả về công nghệ và chất lượng dịch vụ. Trong đó, các hệ thống chuyển mạch là thành phần cốt lõi với độ phức tạp bậc nhất, công nghệ hiện đại.Các hệ thống chuyển mạch như công nghệ chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói, công nghệ IP/ATM hay công nghệ PMLS. Mỗi loại công nghệ có chức năng và đăc điểm riêng tương thích với từng hệ thống mạng viễn thông khác nhau. Trong đó chuyển mạch ATM được đánh giá là nền tản kỹ thuật mới, kỹ thuật truyền tải không đồng bộ có thể truyền băng rộng tốc độ cao với các loại hình dịch vụ thoại và phi thoại.
Học tập và nghiên cứu môn học kỹ thuật chuyển mạch mạng lại cho sinh viên ngành điện tử viễn thông có kiến thức sơ sở của lĩnh vực chuyển mạch cũng như tiếp cận các giải pháp kỹ thuật và công nghệ chuyển mạch mới. đó là lý do em chọn đề tài cho đồ án này là: “công nghệ chuyển mạch ATM”.
Nội dung đồ án gồm 3 chương:
Chương 1: Trình bày các khái niệm và lý thuyết cơ bản của kỹ thuật chuyển mạch và khái quát về tổng đài SPC
Chương 2:Tìm hiểu về công nghệ chuyển mạch ATM, trình bày các kiến thức cơ bản về chuyển mạch ATM, sự ra đời, đặc điểm công nghệ và xu thế phát triển ứng dụng của công nghệ này trong tương lại.
Chương 3: Nguyên cứu các ứng dụng và dịch vụ, đánh giá ưu nhược điểm, thị trường của công nghệ chuyển mạch ATM.
Nhóm em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới cô Trần Thị Trà Vinh đã hướng dẫn nhóm em trong quá trình thực hiện đề tài này.






DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AAA Authentificaton, Authorization and Accounting Nhận thực, cấp phép, tính cước
ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền tải không đồng bộ
ATDM Asynchronous Time Divission Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian đồng bộ
B-ISDN Integrated Service Digital Network Mạch số tích hợp đa dịch vụ băng rộng
CLP Cell Loss Prioryti Ưu tiên tổn thất tế bào
CoS Class Of Service Lớp dịch vụ
CS Call Server Máy chủ cuộ gọi
DSLAM Digital Subcriber Line Access Mutiplexer Bộ ghép kênh truy nhập DSL
FCS Fast Circuit Switching Chuyển mạch tốc độ cao
GFC General Flow control Điều khiển luồng chung
GMPLS Generalized MultiProtocol Label Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát
HEC Heacler Error Check Trường kiểm tra lỗi phần tiêu đề
IP Internet Protocol Giao thức internet
ISO Internatinal Organization For Standardization Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế
LAN Local Area Network Mạng nội hạt
NGN Next Generation Mạng thế hệ sau
OSI Open System Interconnection Mô hình kết nối mở
PCI Protocol Control Information Giao thức điều khiển thông tin
PSTN Public switched telephone network Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng
PT Payload Type Kiểu tải tin
PVC Permanent virtual circuit Kênh ảo cố định
QoS Quality Of Service Chất lượng dịch vụ
RIT Routing Information Table Bảng định tuyến
STDM Synchronous Time Divission Multiplexing Ghép kênh theo thời gian đồng bộ
SVC Switched virtual circuit Chuyển mạc kênh ảo
TE Kỹ thuật lưu lượng
VC Virtual Channel Kênh ảo
VCI Virtual Channel Identifier Nhận dang kênh ảo
VPI Virtual Path Identyfier Luồng ảo
VoiP Voice Over IP Thoại trên nền giao thức internet
WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh thao bước sóng

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU
Hình 1.1: Các kiểu chuyển mạch cơ bản
Hình 1.2: Xu hướng hội tụ công nghệ mạng công cộng
Hình 1.3: Các thiết bị chuyển mạch trong mô hình mạng công cộng điển hình
Hình 2.1: Chuyển mạch kênh
Hình 2.2: Mô hình phân lớp OSI RM
Hình 2.3: Các phương pháp chuyển mạch cơ bản
Hình 2.4: Đóng gói dữ liệu theo mô hình OSI
Hình 2.5: Chuyển mạch datagram và chuyển mạch kênh ảo
Hình 3.1 Mô tả sự biến đổi trễ của tế bào
Hình 3.2 Cấu trúc một tế bào ATM
Hình 3.3 Cấu trúc phân cấp ATM
Hình 3.4 Cấu trúc tiêu đề tế bào ATM
Hình 3.5 So sánh STDM và ATDM
Hình 3.6 Cấu trúc nguyên lý dạng tế bào
Hình 3.7 Mô hình phân lớp OSI
Hình 3.8 Mối quan hệ giữa các thực thể và các lớp trong OSI
Hình 3.9 Các kiểu đơn vị số liệu và quan hệ giữa chúng
Hình 3.10: Nguyên tắc tự định tuyến
Hinh 3.11: Nguyên tắc bảng điều khiển
Hình 3.12 PVC Mạng ATM
Hình 3.13 SVC mạng ATM
Hình 3.14: Chuyển mạch VP và VC
Hình 3.15: Nguyên lý chuyển mạch ATM
Bảng 2.1 So sánh một số đặc điểm của dịch vụ thoai và dữ liệu
Bảng 3.1 Sự phân loại của các dịch vụ ứng dụng truyền thông
Bảng 3.2 Sự phân loại của các dịch vụ ứng dụng phân phối
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH
1.1. Các khái niệm cơ bản.
1.1.1. Định nghĩa chuyển mạch:
Chuyển mạch là một quá trình thực hiện đấu nối và chuyển thông tin cho người sử dụng thông qua hạ tầng mạng viễn thông. Chuyển mạch trong mạng viễn thông bao gồm chức năng định tuyến cho thông tin và chức năng chuyển tiếp thông tin. Như vậy, theo khía cạnh thông thường khái niệm chuyển mạch gắn liền với lớp mạng và lớp liên kết dữ liệu trong mô hình OSI của Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO.
1.1.2. Hệ thống chuyển mạch:
Quá trình chuyển mạch được thực hiện tại các nút chuyển mạch, trong mạng chuyển mạch kênh thường gọi là hệ thống chuyển mạch (tổng đài) trong mạng chuyển mạch gói thường được gọi là thiết bị định tuyến (bộ định tuyến).
1.1.3. Phân loại chuyển mạch:
Xét về mặt công nghệ, chuyển mạch chia thành hai loại cơ bản: chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Mặt khác, chuyển mạch còn được chia thành bốn kiểu: chuyển mạch kênh, chuyển mạch bản tin, chuyển mạch gói và chuyển mạch tế bào.
Các khái niệm cơ sở về công nghệ chuyển mạch được thể hiện trong hình 1.1(a, b, c)dưới đây.
a) Chuyển mạch kênh: hai dòng thông tin trên hai mạch khác nhau
b) Chuyển mạch gói: các tuyến đường độc lập trên mạng chia sẻ tài nguyên
c) Chuyển mạc gói kênh ảo: các gói tin đi trên kênh ảo
Hình 1.1: Các kiểu chuyển mạch cơ bản
Mạng chuyển mạch kênh thiết lập các mạch (kênh) chỉ định riêng cho kết nối trước khi quá trình truyền thông thực hiện. Như vậy, quá trình chuyển mạch được chia thành 3 giai đoạn phân biệt: thiết lập, truyền và giải phóng. Để thiết lập, giải phóng và điều khiển kết nối (cuộc gọi) mạng chuyển mạch kênh sử dụng các kỹ thuật báo hiệu để thực hiện. Đối ngược với mạng chuyển mạch kênh là mạng chuyển mạch gói, chia các lưu lượng dữ liệu thành các gói và truyền đi trên mạng chia sẻ. Các giai đoạn thiết lập, truyền và giải phóng sẽ được thực hiện đồng thời trong một khoảng thời gian và thường được quyết định bởi tiêu đề gói tin.
1.1.4. Kỹ thuật lưu lượng TE
Kỹ thuật lưu lượng TE (Traffic Engineering) được coi là một trong những vấn đề quan trọng nhất trong khung làm việc của hạ tầng mạng viễn thông. Mục đích của kỹ thuật lưu lượng là để cải thiện hiệu năng và độ tin cậy của các hoạt động của mạng trong khi tối ưu các nguồn tài nguyên và lưu lượng. Nói cách khác, TE là công cụ sử dụng để tối ưu tài nguyên sử dụng của mạng bằng phương pháp kỹ thuật để định hướng các luồng lưu lượng phù hợp với các tham số ràng buộc tĩnh hoặc động. Mục tiêu cơ bản của kỹ thuật lưu lượng là cân bằng và tối ưu các điều khiển của tải và tài nguyên mạng thông qua các thuật toán và giải pháp kỹ thuật.
1.1.5. Báo hiệu trong viễn thông
Báo hiệu sử dụng các tín hiệu để điều khiển truyền thông, trong mạng viễn thông báo hiệu là sự trao đổi thông tin liên quan tới điều khiển , thiết lập các kết nối và thực hiện quản lý mạng. Các hệ thống báo hiệu có thể phân loại theo đặc tính và nguyên tắc hoạt động gồm: Báo hiệu trong băng và báo hiệu ngoài băng, báo hiệu đường và báo hiệu thanh ghi, báo hiệu kênh liên kết và báo hiệu kênh chung, báo hiệu bắt buộc. Các thông tin báo hiệu được truyền dưới dạng tín hiệu điện hoặc bản tin. Các hệ thống báo hiệu trong mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN (Public Switched Telephone Network) được đánh số từ No1-No7.
1.1.6. Mạng tích hợp dịch vụ số băng rộng B-ISDN
Cung cấp các cuộc nối thông qua chuyển mạch, các cuộc nối cố định (Permanent) hoặc bán cố định (Semi-Permanent), các cuộc nối từ điểm tới điểm tới điểm hoặc từ điểm tới đa điểm và cung cấp các dịch vụ yêu cầu, các dịch vụ dành trước hoặc các