Bài giảng Kỹ thuật chuyển mạch - Chương 2: Nguyên lý chuyển mạch kênh

NGUYÊN LÝ

CHUYỂN MẠCH KÊNH

(Principle of Circuit Switching)

1

Nội dung

^!Giới thiệu.

^!Chuyển mạch thời gian T.

^!Chuyển mạch không gian.

^!Ghép các cấp chuyển mạch.

Switching Engineering

Page 2

Giới thiệu

! Chuyển mạch kênh thực hiện việc cung

cấp kênh dẫn cho user theo yêu cầu dưới

sự điều khiển của các bộ xử lý hoặc máy

tính.

! Tín hiệu đi qua kênh dẫn thông thường

là tín hiệu PCM được ghép kênh với tốc

độ cao nhằm tăng khả năng của hệ

thống.

! Việc ghép kênh được thực hiện trên cơ

sở phân chia theo thời gian TDM (trược

đay là FDM) nên mỗi kênh được chứa

trong khe thời gian tương ứng.

! Nhiệm vụ chuyển mạch là chuyển đổi nội

dung giữa các khe thời gian ngõ vào và

ngõ ra.

Hình 2-1 Chuyển mạch

T và chuyển mạch S

Switching Engineering

Page 3

Chuyển mạch thời gian T

! Chuyển mạch thời gian là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi

nội dung giữa hai khe thời gian trên cùng một tuyến PCM.

Hình 2-2 Chuyển mạch T

Switching Engineering

Page 4

Phương pháp thực hiện

1 khung = R khe thời gian

Ngõ vào

! Thực hiện chuyển

t

mạch T dùng bộ trễ:

Ngõ ra

Ngõ vào

Ngõ ra

TS_i

! Trên đường truyền dẫn

của tín hiệu, đặt các

đơn vị trễ có thời gian

trễ băng thời gian của

một khe thời gian.

TS_j

t

Ngõ vào i

Ngõ vào j

j-i bộ trễ

! Nhược điểm:

Ngõ ra i

Ngõ ra j

!

Hiệu quả kém.

Giá thành cao.

Khó thực hiện.

R-(j-i) bộ trễ

Hình 2-3 Thực hiện bằng các bộ trễ

Switching Engineering

Page 5

Phương pháp thực hiện

! Thực hiện chuyển mạch T dùng bộ nhớ đêm:

! BM ghi các khe thời gian của tuyến PCM vào các ô nhớ tương ứng.

CM điều khiển việc ghi (hoặc đọc) ô nhớ của BM. Bộ đếm khe thời

gian là bộ đếm chu kỳ, với chu kỳ bằng số khe thời gian trên

tuyến PCM.

! Dung lượng BM:

C_BM=b.R bits.

! Dung lượng CM:

Buffer Memory

!

Write

Read

(BM)

!

C_CM=R.log₂R bits.

! Với b: số bit mã hoá,

R: số khe thời gian trong

một khung.

Control Memory

(CM)

Time Slot Counter

Hình 2-4 Chuyển mạch T dùng bộ nhớ đệm

Switching Engineering

Page 6

Điều khiển tuần tự

! Điều khiển tuần tự điều

TSR TS1

1

khiển việc đọc (hoặc ghi)

vào các ô nhớ của bộ

nhớ BM một cách liên

tiếp.

! Sử dụng bộ đếm khe

R

BM

thời gian với chu kỳ

đếm R, bộ đếm này sẽ

tuần tự tăng giá trị lên

một sau thời gian của

một khe thời gian.

Time Slot Counter

Hình 2-5 Điều khiển tuần tự

Switching Engineering

Page 7

Điều khiển ngẫn nhiên

! Điều khiển ngẫu nhiên

TSR TS1

1

điều khiển việc đọc

(hoặc ghi) các ô nhớ

cuả BM theo nhu cầu.

! Sử dụng bộ nhớ điều

khiển CM, ô nhớ CM

chứa địa chỉ đọc (hoặc

ghi) của ô nhớ của BM.

R

BM

Control Memory

Hình 2-5 Điều khiển ngẫu nhiên

Switching Engineering

Page 8

Các kiểu chuyển mạch T

! Chuyển mạch T ghi tuần tự, đọc ngẫu nhiên

TSR TS1

1

TSR TS1

R

BM

Control Memory

Time Slot Counter

Hình 2-6 Chuyển mạch T ghi tuần tự, đọc ngẫu nhiên

Switching Engineering

Page 9

Các kiểu chuyển mạch T

! Chuyển mạch T ghi ngẫu nhiên, đọc tuần tự

TSR TS1

1

TSR TS1

R

BM

Time Slot Counter

Control Memory

Hình 2-7 Chuyển mạch T ghi ngẫu nhiên, đọc tuần tự

Switching Engineering

Page 10

Đặc điểm chuyển mạch T

! Trễ (độ trễ nhỏ hơn thời gian 1 khung).

! Rẻ tiền.

! Dung lượng bị giới hạn bởi thời gian ghi đọc bộ nhớ.

! Chỉ thích hợp với tổng đài nhỏ.

Switching Engineering

Page 11

Chuyển mạch không gian S

! Là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi thông tin giữa hai tuyến

PCM trong cùng khe thời gian.

Cross point

in

out

Hình 2-9 Chuyển mạch không gian S

Switching Engineering

Page 12

Phương pháp thực hiện

1

2

3

M

…

! Ma trận nxm, điểm

thông được đặt ở giao

điểm ngõ vào và ngõ

ra.

1

2

3

…

! Mỗi CM có R ô nhớ (số

khe thời gian trong một

khung) mang địa chỉ

điểm thông trên cột.

N

! Dung lượng CM:

!

C_CM=R.log₂(n+1).

1

! Dùng thêm 1 địa chỉ

biểu thị tất cả điểm

thông trên cột đều

không nối.

R

CM₁

CM₃

CM_M

CM₂

Hình 2-10 Ma trận chuyển mạch S

Switching Engineering

Page 13

Điều khiển theo đầu ra

! Xác định 1 trong n ngõ vào

1

nối với đầu ra tương ứng.

! Sử dụng các bộ ghép kênh²

logic số, bộ ghép kênh này_…

…

n

hoạt động dưới sự điều khiển

của các bộ nhớ CM.

MUX

MUX …

MUX

! Dựa vào thông tin trong CM,

các bộ MUX chọn ngõ vào

tương ứng để ghép ở đầu ra.

…

CM1

CM2

CMM

1

2

…

! Dung lượng tổng cộng của

m

các bộ nhớ:

Hình 2-11 Điều khiển theo đầu ra

!

C_ΣCM=m.R.log₂(n+1).

Switching Engineering

Page 14

Điều khiển theo đầu vào

! Xác định 1 trong n ngõ ra

nối với đầu vào tương ứng.

1

2

! Sử dụng các bộ tách kênh

logic số, bộ tách kênh này

hoạt động dưới sự điều

khiển của các bộ nhớ CM.

…

n

DMUX

DMUX …

DMUX

! Dựa vào thông tin trong CM,

các bộ DEMUX chọn ngõ ra

tưng ứng để tách từ đầu

vào.

…

CM1

CM2

CMN

1

2

! Dung lượng tổng cộng của

…

m

các bộ nhớ:

Hình 2-12 Điều khiển theo đầu vào

!

C_ΣCM=n.R.log₂(n+1).

Switching Engineering

Page 15

Đặc điểm

! Khả năng lớn (dung lượng lớn).

! Tin cậy.

! Chọn đường thuận tiện.

! Không sử dụng độc lập trong thực tế.

Switching Engineering

Page 16

Ghép các cấp chuyển mạch

^!Chuyển mạch TS.

^!Chuyển mạch STS.

^!Chuyển mạch TST.

Switching Engineering

Page 17

Chuyển mạch TS

PCM₁

PCM₂

PCM_m

TS₆

PCM₁

TS₆

BM₁

TS₃

…

#6

CMT₁

PCM₂

BM₂

CMT₂

…

PCM_n

BM_n

#1

CMS₂

CMT_n

CMS₁

CMS_m

6

…

Hình 2-13 Chuyển mạch ghép TS

Switching Engineering

Page 18

Chuyển mạch STS

1 i j r

…

D

M

D

M

…

S

…

T

…

T

Hình 2-14 Chuyển mạch STS

Switching Engineering

Page 19

Chuyển mạch TST

1

... M

T

...

S

...

R

Module 1

S

...

... D

T

Module S

...

1

Module N

...

R

Hình 2-15 Chuyển mạch TST

Switching Engineering

Page 20