Bài giảng Tổng đài điện tử - Chương 2: Kỹ thuật chuyển mạch - Nguyễn Duy Nhật Viễn
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
Ch−¬ng 2
Kü thuËt chuyÓn m¹ch
I.
Tæng quan :
ChuyÓn m¹ch lµ mét trong 3 thµnh phÇn c¬ b¶n cña m¹ng th«ng tin (bao gåm : c¸c
thiÕt bÞ ®Çu cuèi, c¸c hÖ thèng truyÒn dÉn vµ c¸c hÖ thèng chuyÓn m¹ch).
•
Môc ®Ých cña chuyÓn m¹ch :
ThiÕt lËp ®−êng truyÒn dÉn tõ nguån th«ng tin ®Õn ®Ých theo mét cÊu tróc cè ®Þnh
hoÆc biÕn ®éng th«ng qua c¸c m¹ng vµ c¸c trung t©m.
•
C¸c ph−¬ng thøc chuyÓn m¹ch chÝnh :
- ChuyÓn m¹ch kªnh.
- ChuyÓn m¹ch tin.
- ChuyÓn m¹ch gãi.
I.2. ChuyÓn m¹ch kªnh (Circuit Swithching) :
I.2.1.
Kh¸i niÖm :
Lµ lo¹i chuyÓn m¹ch phôc vô sù trao ®æi th«ng tin b»ng c¸ch cÊp kªnh dÉn trùc tiÕp
cho hai ®èi t−îng sö dông.
ChuyÓn m¹ch
§èi t−îng
sö dông
§èi t−îng
sö dông
.
.
.
.
§iÒu khiÓn
H×nh 2-1 : ChuyÓn m¹ch kªnh.
Tïy theo yªu cÇu cña c¸c ®Çu vµo mµ khèi ®iÒu khiÓn sÏ ®iÒu khiÓn chuyÓn m¹ch
thiÕt lËp kªnh dÉn víi ®Çu kia. Kªnh dÉn nµy ®−îc duy tr× cho ®Õn khi ®èi t−îng sö dông vÉn
cßn cã nhu cÇu. Sau khi hÕt nhu cÇu th× kªnh dÉn ®−îc gi¶i phãng.
ViÖc thiÕt lËp chuyÓn m¹ch kªnh th«ng qua 3 giai ®o¹n sau :
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
− ThiÕt lËp kªnh dÉn : Tr−íc khi d÷ liÖu ®−îc truyÒn ®i, mét kªnh dÉn ®iÓm tíi ®iÓm
sÏ ®−îc thiÕt lËp. §©u tiªn, tæng ®µi (node) ph¸t hiÖn yªu cÇu cña ®èi t−îng, x¸c
®Þnh ®−êng truyÒn dÉn ®Õn ®èi t−îng kia, nÕu rçi, b¸o cho ®èi t−îng kia biÕt vµ
sau ®ã nèi th«ng gi÷a hai ®èi t−îng.
− Duy tr× kªnh dÉn (tuyÒn d÷ liÖu) : Duy tr× trong suèt thêi gian 2 ®èi t−îng trao ®æi
th«ng tin víi nhau, trong kho¶ng thêi gian nµy, tæng ®µi cßn truyÒn c¸c tÝn hiÖu
mang tÝnh b¸o hiÖu nh− : gi¸m s¸t cuéc nèi vµ tÝnh c−íc liªn l¹c.
− Gi¶i phãng kªnh dÉn : Kªnh dÉn ®−îc gi¶i phãng khi cã yªu cÇu cña mét trong
hai ®èi t−îng sö dông, kh«i phôc l¹i tr¹ng th¸i ban ®Çu.
I.2.2.
§Æc ®iÓm :
− Thùc hiÖn sù trao ®æi th«ng tin gi÷a hai ®èi t−îng b»ng kªnh dÉn trªn tróc thêi
gian thùc.
− §èi t−îng sö dông lµm chñ kªnh dÉn trong suèt qu¸ tr×nh trao ®æi tin. §iÒu nµy
lµm gi¶m hiÖu suÊt.
− Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c kh«ng cao.
− Néi dung trao ®æi kh«ng cÇn ®Þa chØ.
− §−îc ¸p dông trong th«ng tin tho¹i. Khi l−u l−îng trong m¹ng chuyÓn m¹ch kªnh
t¨ng lªn ®Õn mét møc nµo ®ã th× mét sè cuéc gäi cã thÓ bÞ kho¸ (blocked), m¹ng
tõ chèi mäi sù yªu cÇu nèi kÕt cho ®Õn khi t¶I trong m¹ng lµ gi¶m.
I.3. ChuyÓn m¹ch tin (Message Swithching) :
I.3.1.
Kh¸i niÖm :
C
2
3
6
D
E
A
B
1
5
4
7
F
H×nh 2-2 : M¹ng chuyÓn m¹ch tin.
Lo¹i chuyÓn m¹ch phôc vô sù trao ®æi gi÷a c¸c b¶n tin (nh− ®iÖn tÝn, th− ®iÖn tö, file
cña m¸y tÝnh… ) gi÷a c¸c ®èi t−îng víi nhau ®−îc gäi lµ chuyÓn m¹ch tin.
ChuyÓn m¹ch tin kh«ng cÇn thiÕt lËp mét ®−êng dÉn dµnh riªng gi÷a hai tr¹m ®Çu
cuèi mµ mét b¶n tin ®−îc gëi tõ n¬i ph¸t tíi n¬i thu ®−îc Ên ®Þnh mét lé tr×nh tr−íc b»ng ®Þa
chØ n¬i nhËn mµ mçi trung t©m cã thÓ nhËn d¹ng chóng. T¹i mçi trung t©m chuyÓn m¹ch
(nodes chuyÓn m¹ch), b¶n tin ®−îc t¹m l−u vµo bé nhí, xö lý råi truyÒn sang trung t©m kh¸c
nÕu tuyÕn nµy rçi. Ph−¬ng ph¸p nµy gäi lµ ph−¬ng ph¸p tÝch lòy trung gian hay “store-and-
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
forward”. Kh¶ n¨ng l−u l¹i cã thÓ trong thêi gian dµi do ®îi xö lý hay trung t©m tiÕp theo
ch−a s½n sµng nhËn.
Thêi gian trÔ gåm : thêi gian nhËn b¶n tin, thêi gian s¾p hµng chê vµ thêi gian xö lý
b¶n tin.VÝ dô : Thuª bao A muèn gëi 1 b¶n tin ®Õn thuª bao E, th× ®Þa chØ cña thuª bao E
®−îc g¸n vµo b¶n tin cña thuª bao A vµ gëi ®i ®Õn Node 4. Node 4 gëi b¶n tin vµ t×m nh¸nh
tiÕp theo (ch¼ng h¹n nh¸nh ®Õn Node 5) vµ b¶n tin ®−îc s¾p hµng vµ chê truyÒn ®Õn ®−êng
nèi 4-5. Khi ®−êng nèi nµy lµ rçi, b¶n tin ®−îc gëi ®Õn Node 5 vµ cø nh− thÕ, nã ®−îc gëi
®Õn 6 vµ ®Õn E. Nh− vËy, hÖ thèng chuyÓn m¹ch tin lµ hÖ thèng lu«n gi÷ vµ gëi tiÕp th«ng
b¸o.
I.3.2.
§Æc ®iÓm :
− ChuyÓn m¹ch tin kh«ng tån t¹i sù thiÕt lËp vµ cung cÊp kªnh dÉn trùc tiÕp gi÷a 2
tr¹m ®Çu cuèi nªn thêi gian trÔ lín. Do ®ã, kh«ng cã sù liªn hÖ theo thêi gian
thùc.
− §èi t−îng sö dông kh«ng lµm chñ kªnh dÉn trong suèt qu¸ tr×nh trao ®æi th«ng
tin.
− Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cao.
− §Þa chØ cña thuª bao ®−îc g¸n vµo b¶n tin vµ b¶n tin ®−îc chuyÓn qua m¹ng tõ
node nµy qua node kh¸c. T¹i mçi node, b¶n tin ®−îc nhËn, t¹m gi÷ vµ truyÒn
sang node kh¸c bëi c¸c bé ®Öm cña m¸y tÝnh. Tøc lµ néi dung cã mang ®Þa chØ.
− Tèc ®é chuyÓn tin kh«ng phô thuéc vµo ®èi t−îng sö dông. HiÖu suÊt cao do
kªnh dÉn cã thÓ dïng chung cho nhiÒu ®èi t−îng sö dông kh¸c nhau. Tõ ®ã,
dung l−îng tæng céng cña kªnh dÉn yªu cÇu kh«ng cao, nã chñ yÕu phô thuéc
vµo yªu cÇu sö dông cña c¸c ®èi t−îng.
− §−îc ¸p dông cho truyÒn sè liÖu, ch÷ viÕt, h×nh ¶nh. Khi l−u l−îng trong m¹ng
chuyÓn m¹ch tin cao, nã vÉn chÊp nhËn c¸c yªu cÇu nèi kÕt míi nh−ng thêi gian
truyÒn dÉn cã thÓ dµi, ®é trÔ lín. Mét hÖ thèng chuyÓn m¹ch tin cã thÓ gëi mét
th«ng b¸o ®Õn nhiÒu ®Ých kh¸c nhau. §iÒu nµy chuyÓn m¹ch kªnh kh«ng thùc
hiÖn ®−îc.
I.4. ChuyÓn m¹ch gãi :
I.4.1.
Kh¸i niÖm :
ChuyÓn m¹ch gãi lîi dông −u ®iÓm cña chuyÓn m¹ch kªnh vµ chuyÓn m¹ch gãi,
®ång thêi kh¾c phôc ®−îc nh−îc ®iÓm cña hai läai chuyÓn m¹ch nµy.
M¹ng chuyÓn m¹ch kªnh kh«ng thÝch hîp ®Ó truyÒn sè liÖu, bëi v× nã ®−îc thiÕt kÕ
®Ó phôc vô nh÷ng yªu cÇu t−¬ng ®èi th−a h¬n so víi trÞ sè thêi gian t−¬ng ®èi lín (trung b×nh
3 ®Õn 4 phót). §èi víi c¸c b¶n tin rÊt ng¾n th× m¹ng chuyÓn m¹ch kªnh l¹i cµng kh«ng thÝch
hîp vµ kh«ng cã hiÖu qu¶. Víi l−u l−îng truyÒn sè liÖu ë chÕ ®é ®µm tho¹i víi c¸c hÖ sè
häat ®éng thÊp th× c¸c chøc n¨ng chuyÓn m¹ch kªnh kh«ng cßn phï hîp n÷a. ChÕ ®é lµm
viÖc tèt nhÊt cña m¹ng lóc bÊy giê lµ khi c¸c yªu cÇu phôc vô ®−îc ®−a tíi theo tõng gãi
nhá, do ®ã phï hîp víi mét m¹ng chuyÓn m¹ch tin lín h¬n lµ chuyÕn m¹nh kªnh.
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
§èi víi chuyÓn m¹ch tin th× toµn bé néi dung cña b¶n tin ®Òu ph¶i ®i qua c¸c trung
t©m chuyÓn m¹ch víi kÝch th−íc bÊt kú, nªn trung t©m chuyÓn m¹ch gièng nh− mét ®iÓm
d¹ng cæ chai, hËu qu¶ lµ trÔ ph¶n håi vµ th«ng l−îng cña m¹ng dÔ dµng bÞ suy gi¶m khi
l−îng th«ng tin ®Õn qu¸ lín. Tõ ®ã, viÖc sö dông ®−êng dÉn lµ kh«ng linh häat.
A B C D
M¸y thu d÷ liÖu
B
A
Trung t©m l−u
tr÷ trung gian
D
C
A B C D
Nguån tin
H×nh 2-3 :M¹ng chuyÓn m¹ch gãi.
M¹ng chuyÓn m¹ch gãi ho¹t ®éng gièng nh− m¹ng chuyÓn m¹ch tin nh−ng trong ®ã,
b¶n tin ®−îc c¾t ra thµnh tõng gãi nhá. Mçi gãi ®−îc g¾n cho mét tiªu ®Ò (header) chøa ®Þa
chØ vµ c¸c th«ng tin ®iÒu khiÓn kh¸c. C¸c gãi ®−îc gëi ®i trªn m¹ng theo nguyªn t¾c tÝch lòy
trung gian gièng nh− chuyÓn m¹ch tin. T¹i trung t©m nhËn tin, c¸c gãi ®−îc hîp thµnh mét
b¶n tin vµ ®−îc s¾p xÕp l¹i ®Ó ®−a tíi thiÕt bÞ nhËn sè liÖu.
§Ó chèng lçi, m¹ng chuyªn m¹ch gãi sö dông ph−¬ng thøc tù ®éng hái l¹i, nªn c¸c
gãi truyÒn tõ trung t©m nµy ®Õn trung t©m kh¸c thËt sù kh«ng cã lçi. Qu¸ trinh nµy ®ßi hái
c¸c trung t©m khi nhËn ®−îc c¸c gãi th× xö lý c¸c tÝn hiÖu kiÓm tra lçi chøa trong mçi gãi ®Ó
x¸c ®Þnh xem gãi ®ã cã lçi hay kh«ng, nÕu lçi th× nã sÏ ph¸t yªu cÇu ph¸t l¹i cho trung t©m
ph¸t.
I.4.2.
§Æc ®iÓm :
§Æc ®iÓm chÝnh cña m¹ng chuyÓn m¹ch gãi chÝnh lµ ph−¬ng ph¸p sö dông kÕt hîp
tuyÕn truyÒn dÉn theo yªu cÇu. Mçi gãi ®−îc truyÒn ®i ngay sau khi ®−êng th«ng tin t−¬ng
øng ®−îc rçi. Nh− vËy, c¸c ®−êng truyÒn dÉn cã thÓ phèi hîp sö dông mét sè lín c¸c nguån
t−¬ng ®èi Ýt ho¹t ®éng.
Møc sö dông cña c¸c tuyÕn cao hay thÊp tïy thuéc vµ khèi l−îng bé nhí sö dông vµ
®ä phøc t¹p cña c¸c bé ®iÒu khiÓn t¹i c¸c trung t©m.
§é trÔ trung b×nh cña c¸c tuyÕn truyÒn dÉn phô thuéc vµo t¶i trong m¹ng.
Thêi gian trÔ liªn quan tíi viÖc tÝch lòy trung gian cña m¹ng chuyÓn m¹ch gãi rÊt nhá
so víi chuyÓn m¹ch tin. Th«ng tin tho¹i cã thÓ ®−îc thiÕt lËp chÝnh x¸c còng gièng nh− thiÕt
bÞ thiÕt lËp mét kªnh tõ thiÕt bÞ ®Çu cuèi nµy ®Õn thiÕt bÞ ®Çu cuèi kh¸c.
M¹ng chuyÓn m¹ch gãi kh«ng ®¶m b¶o cho viÖc l−u tr÷ th«ng tin ngo¹i trõ c¸c
tr−êng hîp ngÉu nhiªn xuÊt hiÖn viÖc nhËn l¹i c¸c gãi tõ trung t©m nµy sang trung t©m kh¸c.
Nã ®−îc thiÕt kÕ ®Ó ®¶m b¶o viÖc kÕt nèi qua tæng ®µi gi÷a 2 trung t©m, trong ®ã, 2 trung
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
t©m ®Òu tÝch cùc tham gia vµo qu¸ tr×nh thiÕt lËp th«ng tin. Kh«ng l−u tr÷ ®Ó truyÒn nÕu ®Çu
cuèi kh«ng ho¹t ®éng hay bËn.
I.4.3.
¦u ®iÓm :
§é tin cËy cao :
§©y lµ mét m¹ng truyÒn tin rÊt tin cËy cã thÓ chän ®−êng b×nh th−êng kh¸c b»ng ®¬n
vÞ gãi ®Ó cã thÓ gäi thay thÕ ngay c¶ khi hÖ thèng chuyÓn m¹ch hay m¹ng chuyÓn m¹ch gãi
cã lçi v× ®· cã ®Þa chØ cña ®èi t¸c trong gãi ®−îc truyÒn ®i.
ChÊt l−îng cao :
V× chuyÓn m¹ch gãi ho¹t ®éngtheo chÕ ®é truyÒn dÉn sè biÓu hiÖn b»ng 0 vµ 1, chÊt
l−îng truyÒn dÉn cña nã lµ tuyÖt h¶o. Nã còng cã thÓ thùc hiÖn truyÒn dÉn chÊt l−îng cao
b»ng c¸ch kiÓm tra xem cã lçi kh«ng trong khi truyÒn dÉn gãi gi÷a c¸c hÖ thèng chuyÓn
m¹ch vµ gi÷a thuª bao víi m¹ng.
Kinh tÕ :
HÖ thèng chuyÓn m¹ch gãi dïng c¸c ®−êng truyÒn tin tèc ®é cao ®Ó nèi víi c¸c hÖ
thèng chuyÓn m¹ch n»m trong m¹ng nh»m ghÐp kªnh c¸c gãi cña c¸c thuª bao kh¸c nhau
®Ó t¨ng tÝnh kinh tÕ vµ hiÖu qu¶ truyÒn dÉn cña c¸c ®−êng truyÒn dÉn.
C¸c dÞch vô bæ sung :
HÖ thèng chuyÓn m¹ch gãi cã thÓ cung cÊp nh÷ng dÞch vô bæ sung nh− trao ®æi
th«ng b¸o, th− ®iÖn tö vµ dÞch vô khÐp kÝn khi c¸c gãi ®−îc l−u tr÷ trong hÖ thèng chuyÓn
m¹ch. H¬n n÷a, mét dÞch vô lùa chän nhanh chãng ®−a d÷ liÖu vµo c¸c gãi yªu cÇu cuéc
tho¹i cña thuª bao chñ gäi, quay sè t¾t vµ c¸c dÞch vô thay thÕ tiÕp viªn cã thÓ ®−îc thùc
hiÖn.
II.
ChuyÓn m¹ch kªnh :
II.1. Ph©n lo¹i :
Tïy thuéc vµo sù ph¸t triÓn cña lÞch sö chuyÓn m¹ch còng nh− c¸ch thøc, tÝn hiÖu
mµ ta cã thÓ ph©n lo¹i nh− sau (H×nh 2-4):
II.1.1.
ChuyÓn m¹ch ph©n chia kh«ng gian (SDTS) :
(SDS : Space Division Type Switch)
Lµ lo¹i chuyÓn m¹ch cã c¸c ®Çu ra, ®Çu vµo ®−îc bè trÝ theo kh«ng gian (c¸ch
qu¶ng, thanh chÐo). ChuyÓn m¹ch ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch më ®ãng c¸c cæng ®iÖn tö hay
c¸c ®iÓm tiÕp xóc. ChuyÓn m¹ch nµy cã c¸c lo¹i sau:
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
•
ChuyÓn m¹ch kiÓu chuyÓn ®éng truyÒn :
Thùc hiÖn chuyÓn m¹ch theo nguyªn t¾c vËn hµnh c¬ t−¬ng tù nh− chuyÓn m¹ch
xoay. Nã lùa chän d©y rçi trong qu¸ tr×nh dÉn truyÒn vµ tiÕn hµnh c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn
ë møc nhÊt ®Þnh.
Do ®¬n gi¶n nªn nã ®−îc sö dông réng r·i trong tæng ®µi ®Çu tiªn.
ChuyÓn m¹ch kªnh
ChuyÓn m¹ch kªnh ph©n
ChuyÓn m¹ch ghÐp
chia theo kh«ng gian
FDM
TDM
C/m c¬ C/m c¬ ChuyÓn
ChuyÓn
m¹ch
®iÖn tö
kiÓu
®éng
truyÒn
kiÓu
®ãng
më
m¹ch
r¬le
®iÖn tö
PCM
FDM
H×nh 2-4 : Ph©n lo¹i chuyÓn m¹ch.
Nh−îc: Tèc ®é thùc hiÖn chËm, tiÕp xóc mau mßn, thay ®æi h¹ng môc tiÕp xóc g©y
nªn sù rung ®éng c¬ häc.
•
ChuyÓn m¹ch c¬ kiÓu ®ãng më :
§¬n gi¶n ho¸ thao t¸c c¬ häc thµnh thao t¸c më ®ãng. ChuyÓn m¹ch nµy kh«ng cã
chuyÓn m¹ch ®iÒu khiÓn lùa chän vµ ®−îc thùc hiÖn theo gi¶ thiÕt lµ m¹ch gäi vµ m¹ch gäi
vµ m¹ch ®iÒu khiÓn lµ hoµn toµn t¸ch riªng nhau.
¦u: Kh¶ n¨ng cung cÊp ®iÒu khiÓn linh ho¹t vµ ®−îc coi lµ chuyÓn m¹ch tiªu chuÈn.
•
ChuyÓn m¹ch r¬ le ®iÖn tö :
Cã r¬ le ®iÖn tö ë mçi ®iÓm c¾t cña chuyÓn m¹ch thanh chÐo.
§iÓm c¾t cã thÓ lùa chän theo h−íng cña dßng ®iÖn trong r¬ le. Do ®ã thùc hiÖn
nhanh h¬n kiÓu më ®ãng.
•
ChuyÓn m¹ch ®iÖn tö kiÓu ph©n chia kh«ng gian :
Cã mét cæng ®iÖn tö ë mçi ®iÓm c¾t cña chuyÓn m¹ch thanh chÐo.
Nh−îc : Kh«ng t−¬ng thÝch víi ph−¬ng ph¸p cò do ®é kh¸c nhau vÒ møc ®é tÝn hiÖu
hoÆc chi phÝ vµ c¸c ®Æc ®iÓm tho¹i kh¸ xÊu nh− mÊt tiÕng, xuyªn ©m.
II.1.2.
ChuyÓn m¹ch ghÐp (MPTS):
(MTS : MultiPlexing Type Switch)
Lµ lo¹i chuyÓn m¹ch mµ th«ng tin cña c¸c cuéc gäi ®−îc ghÐp víi nhau trªn c¬ së
thêi gian hay tÇn sè trªn ®−êng truyÒn.
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
•
ChuyÓn m¹ch ph©n chia theo tÇn sè (FDM) :
Ph−¬ng ph¸p ph©n chia theo tÇn sè lµ t¸ch c¸c tÝn hiÖu cã c¸c tÇn sè cÇn thiÕt b»ng
c¸ch sö dông bé läc cã thÓ thay ®æi. Ph−¬ng ph¸p nµy cã c¸c vÊn ®Ò kü thuËt nh− ph¸t sinh
c¸c lo¹i tÇn sè kh¸c nhau vµ trong viÖc cung cÊp ng¾t c¸c tÇn sè nµy còng nh− trong c¸c bé
läc cã thÓ thay ®æi. §ång thêi nã l¹i kh«ng kinh tÕ. Do ®ã ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc nghiªn cøu
trong thêi kú ®Çu cña sù ph¸p triÓn tæng ®µi nh−ng ch−a ®−îc sö dông réng r·i.
•
ChuyÓn m¹ch ph©n chia theo thêi gian (TDM) :
Thùc hiÖn chuyÓn mach trªn c¬ së ghÐp kªnh theo thêi gian, ta cã thÓ ph©n thµnh
c¸c lo¹i :
− ChuyÓn m¹ch PAM.
− ChuyÓn m¹ch PCM.
ChuyÓn m¹ch PAM cã −u ®iÓm lµ ®¬n gi¶n, kh«ng cÇn ph¶i biÕn ®æi A/D, nh−ng chØ
thÝch hîp trong tæng ®µi nhá hay võa do t¹p ©m, xuyªn ©m lín. ChuyÓn m¹ch PCM cã chÊt
l−îng truyÒn dÉn hÇu nh− kh«ng lÖ thuéc kho¶ng c¸ch, tÝnh më vµ kinh kÕ cao trong m¹ng
th«ng tin hiÖn ®¹i, cã kh¶ n¨ng liªn kÕt víi IDN hay ISDN . Do ®ã ta xÐt chuyÓn m¹ch PCM ë
phÇn sau.
II.2. ChuyÓn m¹ch PCM :
Lµ lo¹i chuyÓn m¹ch ghÐp ho¹t ®éng trªn c¬ së dån kªnh theo thêi gian vµ ®iÒu chÕ
xung m·.
Trong hÖ thèng tæng ®µi, chóng ta gÆp ph¶i mét sè thuËt ng÷ vÒ chuyÓn m¹ch nh− :
chuyÓn m¹ch, m¹ng chuyÓn m¹ch, trung t©m chuyÓn m¹ch, tr−êng chuyÓn m¹ch. §Ó tr¸nh
sù lÉn lén, chóng ta xÐt c¸c kh¸i niÖm sau :
ChuyÓn m¹ch : M« t¶ mét nguyªn tè chuyÓn m¹ch ®¬n gi¶n.
Tr−êng chuyÓn m¹ch : M« t¶ sù hîp thµnh cña mét nhãm c¸c chuyÓn m¹ch.
Trung t©m chuyÓn m¹ch (tæng ®µi) chøa tr−êng chuyÓn m¹ch.
Mét m¹ng chuyÓn m¹ch gåm c¸c trung t©m (nodes) chuyÓn m¹ch, c¸c thiÕt bÞ ®Çu
cuèi vµ hÖ thèng truyÒn dÉn.
§−êng
d©y tõ
tæng ®µi
§−êng
d©y tõ
tæng ®µi
Tr−êng chuyÓn
m¹ch
Giao
tiÕp
®−êng
d©y
Giao
tiÕp
§−êng d©y
§−êng
®−êng
®Õn thuª
….
d©y ®Õn
thuª bao
d©y
bao
H×nh 2-5 : Tr−êng chuyÓn m¹ch.
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
Mét tr−êng chuyÓn m¹ch sè cung cÊp sù nèi kÕt gi÷a c¸c kªnh trong c¸c luång PCM
32. C¸c luång PCM ®Õn tr−êng chuyÓn m¹ch trªn c¸c buses hay highways. Nh− vËy,
chuyÓn m¹ch sè bao gåm sù truyÒn dÉn cña c¸c tõ PCM liªn quan ®Õn 1 kªnh trong 1 khe
thêi gian ë 1 bus ngâ vµo vµ 1 khe thêi gian ë bus ngâ ra.
ViÖc trao ®æi gi÷a c¸c khe thêi gian thùc hiÖn theo hai ph−¬ng ph¸p vµ cã thÓ t¸ch
biÖt hoÆc phèi hîp nh− sau:
- ChuyÓn m¹ch thêi gian.
- ChuyÓn m¹ch kh«ng gian.
II.2.1.
ChuyÓn m¹ch thêi gian (T) :
ChuyÓn m¹ch T vÒ c¬ b¶n lµ thùc hiÖn chuyÓn ®æi th«ng tin gi÷a c¸c khe thêi gian
kh¸c nhau trªn cïng mét tuyÕn PCM.
VÒ mÆt lý thuyÕt cã thÓ thùc hiÖn b»ng 2 ph−¬ng ph¸p sau:
•
Dïng bé trÔ :
Nguyªn t¾c :
Trªn ®−êng truyÒn dÉn tÝn hiÖu, ta ®Æt c¸c ®¬n vÞ trÔ cã thêi gian trÔ b»ng 1 khe thêi
gian.
Ma
TSA
Ma
TSA
Qua n bé trÔ
TSB
Mb
TSB
TSB
Mb
TSB
Mb
TSA
Mb
TSA
Qua R-n bé trÔ
H×nh 2-6 Ph−¬ng ph¸p dïng bé trÔ.
(B-A)
khe thêi
gian
AT
AR
BR
BT
n-(B-A)
khe thêi
gian
H×nh 2-7 : ChuyÓn m¹ch gi÷a hai khe thêi gian A vµ B dïng bé trÔ.
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
Gi¶ sö trong khung cã R khe thêi gian, trong ®ã cÇn trao ®æi th«ng tin gi÷a 2 khe thêi
gian A vµ B Ta cho mÉu Ma (8 bit PCM) qua n bé trÔ th× ë ®Çu ra mÉu Ma sÏ cã mÆt ë khe
thêi gian TSB. Vµ mÉu Mb qua R-n bé trÔ sÏ cã mÆt ë thêi ®iÓm TSA. Nh− vËy viÖc trao ®æi
th«ng tin ®· ®−îc thùc hiªn.
Nh−îc : HiÖu qu¶ kÐm, gi¸ thµnh cao.
•
Ph−¬ng ph¸p dïng bé nhí ®Öm :
Dùa trªn c¬ së c¸c mÉu tiÕng nãi ®−îc ghi vµo c¸c bé nhí ®Öm BM vµ ®äc ra ë
nh÷ng thêi ®iÓm mong muèn. §Þa chØ cña « nhí trong BM ®Ó ghi hoÆc ®äc ®−îc cung cÊp
bëi bé nhí ®iÒu khiÓn CM.
§äc ra
Ghi vµo
BM
CM
H×nh 2-8 : Ph−¬ng ph¸p dïng bé nhí ®Öm.
Th«ng tin ph©n kªnh thêi gian ®−îc ghi lÇn l−ît vµo c¸c tÕ bµo cña BM. NÕu b lµ sè
bÝt m· ho¸ mÉu tiÕng nãi, R sè khe thêi gian trong mét tuyÕn (khung) th× BM sÏ cã R « nhí
vµ dung l−îng bé nhí BM lµ b.R bits.
CM l−u c¸c ®Þa chØ cña BM ®Ó ®iÒu khiÓn viÖc ®äc ghi, v× BM cã R ®Þa chØ, nªn dung
l−îng cña CM lµ R.log2R bits.
Trong ®ã, log2R biÓu thÞ sè bit trong 1 tõ ®Þa chØ vµ còng lµ sè ®−êng trong 1 bus.
ViÖc ghi ®äc vµo BM cã thÓ lµ tuÇn tù hoÆc ngÉu nhiªn. Nh− vËy, trong chuyÓn m¹ch
T cã hai kiÓu ®iÒu khiÓn lµ tuÇn tù vµ ngÉu nhiªn.
• §iÒu khiÓn tuÇn tù :
§iÒu khiÓn tuÇn tù lµ kiÓu ®iÒu khiÓn mµ trong ®ã, viÖc ®äc ra hay ghi vµo c¸c ®Þa chØ
liªn tiÕp cña bé nhí BM mét c¸ch tuÇn tù t−¬ng øng víi thø tù ngâ vµo cña c¸c khe thêi
gian.
Trong ®iÒu khiÓn tuÇn tù, mét bé ®Õm khe thêi gian ®−îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh ®Þa chØ
cña BM. Bé ®Õm nµy sÏ ®−îc tuÇn tù t¨ng lªn 1 sau thêi gian cña mét khe thêi gian.
• §iÒu khiÓn ngÉu nhiªn :
§iÒu khiÓn ngÉu nhiªn lµ ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn mµ trong ®ã c¸c ®Þa chØ trong BM
kh«ng t−¬ng øng víi thø tù cña c¸c khe thêi gian mµ chóng ®−îc ph©n nhiÖm tõ tr−íc theo
viÖc ghi vµo vµ ®äc ra cña bé nhí ®iÒu khiÓn CM.
Tõ ®ã, chuyÓn m¹ch T cã hai lo¹i : Ghi vµo tuÇn tù, ®äc ra ngÉu nhiªn vµ Ghi ngÉu
vµo nhiªn, ®äc ra tuÇn tù.
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
A
B
C
…
N
N
C
B
…
A
N … C B A
N … C B A
BM
BM
§Õm khe
thêi gian
CM
A, §iÒu khiÓn ghi tuÇn tù
B, §iÒu khiÓn ghi ngÉu nhiªn
H×nh 2-9 : §iÒu khiÓn tuÇn tù vµ ngÉu nhiªn.
Ghi tuÇn tù / ®äc ngÉu nhiªn :
Bé ®Õm khe thêi gian (Time slot counter) x¸c ®Þnh tuyÕn PCM vµo ®Ó ghi tÝn hiÖu vµo
bé nhí BM mét c¸ch tuÇn tù, bé ®Õm khe thêi gian lµm viÖc ®ång bé víi tuyÕn PCM vµo,
nghÜa lµ viÖc ghi liªn tiÕp vµo c¸c « nhí trong bé nhí BM ®−îc ®¶m b¶o bëi sù t¨ng lªn mét
cña gi¸ trÞ cña bé ®Õm khe thêi gian. Bé nhí ®iÒu khiÓn CM ®iÒu khiÓn viÖc ®äc ra cña BM
b»ng c¸ch cung cÊp c¸c ®Þa chØ cña c¸c « nhí cña BM.
M
0
§Þa chØ ®äc
A
0
B
A
B
A
R-1
BM
B
D
R-1
CM
§Þa chØ ghi
§Õm khe thêi gian
H×nh2-10 : Ghi tuÇn tù, ®äc ngÉu nhiªn.
C¸c kªnh th«ng tin sè ®−îc ghÐp víi nhau theo th¬i gian bëi bé MUX, sau ®ã, ®−a
®Õn bé chuyÓn ®æi tõ nèi tiÕp sang song song ®Ó ®−a ra c¸c tõ m· song song 8 bits (Mçi tõ
m· chiÕm 1 khe thêi gian). C¸c tõ m· nµy ®−îc ghi tuÇn tù vµo bé nhí BM do gi¸ trÞ cña bé
®Õm khe thêi gian t¨ng lÇn l−ît lªn 1 t−¬ng øng víi khe thêi gian ®Çu vµo. Xen kÎ víi qu¸
tr×nh ghi lµ qu¸ tr×nh ®äc th«ng tin tõ bé nhí BM víi c¸c ®Þa chØ do bé nhí ®iÒu khiÓn CM
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
cung cÊp. Th«ng tin sau khi ®äc ra khái BM, ®−îc chuyÓn ®æi tõ song song ra nèi tiÕp trë l¹i
vµ sau ®ã ®−îc t¸ch ra thµnh c¸c kªnh ®Ó ®−a ra ngoµi.
Nh− vËy, viÖc ghi ®äc BM thùc hiÖn 2 chu tr×nh sau :
- Ghi vµo BM « nhí cã ®Þa chØ do bé ®Õm khung cung cÊp (gäi lµ chu tr×nh ghi).
- §äc ra tõ BM tõ « nhí cã ®Þa chØ do CM cung cÊp (chu tr×nh ®äc).
§èi víi tÝn hiÖu tho¹i, fs = 8 KHz do ®ã cø 125 ms th× « nhí BM ghi ®äc 1 lÇn.
Sè kªnh cùc ®¹i Rmax=125/(TW+TR). trong ®ã TW vµ TR lµ thêi gian ghi vµ ®äc cña bé
nhí BM do nhµ s¶n xuÊt quy ®Þnh.
XÐt vÝ dô : hai khe thêi gian A vµ B muèn trao ®æi víi nhau, ®Þa chØ ghi vµo BM chÝnh
lµ sè thø tù cña khe thêi gian (ghi vµo tuÇn tù) trong mét khung. Khi ta muèn trao ®æi th«ng
tin gi÷a 2 khe A vµ B, ta cÇn ghi vµo CM gi¸ trÞ “A” vµo ng¨n nhí B vµ gi¸ trÞ “B” vµo ng¨n
nhí A.
T¹i TSA, khi bé ®Õm ®Õm ®Õn gi¸ trÞ “A” ( BM ®Õn « nhí A) : Trong chu tr×nh ghi, ®Þa
chØ ®−îc cung cÊp bëi bé ®Õm khe thêi gian vµ chu tr×nh ®äc ®−îc CM cung cÊp ®Þa chØ.
• Qu¸ tr×nh ®−îc tiÕn hµnh nh− sau :
Bé ®iÒu khiÓn ghi lÇn l−ît vµo c¸c « nhí cña BM cïng víi sù t¨ng lªn 1 cña bé ®Õm
khung. ë thêi ®iÓm TSA, mÉu MA ®−îc ghi vµo « nhí A vµ do CMA cã néi dung “B” nªn
nªn mÉu Mb ®−îc ®äc ra tõ « nhí B cña BM.
Trong thêi gian TSB, mÉu Mb ®−îc ghi vµo BMB vµ do « nhí CMB cã néi dung “A”
nªn mÉu Ma ®−îc ®äc ra tõ « nhí BMA.
Nh− vËy, ®· cã sù trao ®æi gi÷a c¸c khe thêi gian A vµ B, qu¸ tr×nh cø tiÕp diÔn cho
®Õn khi cã sù thay ®æi cña CM.
Ghi ngÉu nhiªn/ ®äc ra tuÇn tù :
Bé nhí CM cung cÊp ®Þa chØ cña c¸c « nhí cña BM trong chu tr×nh ghi cßn bé ®Õm
khe thêi gian cung cÊp ®Þa chØ cho viÖc ®äc th«ng tin ra khái bé nhí BM.
Gi¶ sö 2 khe thêi gian A vµ B muèn trao ®æi th«ng tin víi nhau th× « nhí A trong CM
l−u gi¸ trÞ ‘B’ vµ « nhí B trong CM sÏ l−u gi¸ trÞ ‘A’.
• Qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®−îc tiÕn hµnh nh− sau :
Bé ®Õm khe thêi gian quÐt lÇn l−ît BM vµ CM vµ do ®ã, ë ®Çu ra néi dung trong c¸c
« nhí BM ®−îc ®äc ra lÇn l−ît.
Trong khe thêi gian TSA, Mb ®−îc ®äc ra vµ do CMA cã ®Þa chØ “B” nªn mÉu Ma
®−îc ghi vµo « nhí BMB .
Trong khe thêi gian TSB, Ma ®−îc ®äc ra vµ do CMB cã ®Þa chØ “A” nªn mÉu Mb
®−îc ghi vµo « nhí BMA.
Nh− vËy, viÖc ®äc th«ng tin tõ BM lµ tuÇn tù vµ ghi vµo lµ do CM ®iÒu khiÓn vµ sù
trao ®æi th«ng tin gi÷a hai khe thêi gian A vµ B trªn cïng mét tuyÕn PCM ®· ®−îc thùc hiÖn.
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
M
...
0
§Þa chØ ghi
A
0
B
A
B
R-1
BM
B
A
...
D
R-1
CM
§Þa chØ ®äc
§Õm khe thêi gian
H×nh 2-11 : Ghi ngÉu nhiªn, ®äc ra tuÇn tù.
•
§Æc tÝnh cña chuyÓn m¹ch T:
Thêi gian trÔ phô thuéc vµo quan hÖ khe thêi gian vµo, khe thêi gian ra, tuyÕn PCM
vµo, tuyÕn PCM ra ... Nh−ng nã lu«n ®−îc gi÷ ë møc thuª bao kh«ng nhËn thÊy ®−îc v× thêi
gian trÔ nµy lu«n nhá h¬n thêi gian cña 1 khung cña tuyÕn PCM.
¦u ®iÓm næi bËt lµ tÝnh tiÕp th«ng hoµn toµn. Mçi kªnh ®−îc ph©n bè vµo mét khe
t−¬ng øng. Nh− vËy, bÊt kú ®Çu vµo nµo cung cã kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch ®Õn ngâ ra mong
muèn.
Ho¹t ®éng cña CM ®éc lËp víi tin tøc, cã kh¶ n¨ng chuyÓn ®æi thªm c¸c bits ch½n lÎ,
b¸o hiÖu cïng víi c¸c byte mÉu tiÕng nãi.
Nh−îc : Sè l−îng kªnh bÞ h¹n chÕ bëi thêi gian truy cËp bé nhí. HiÖn nay, c«ng
nghÖ RAM ph¸t triÓn 1 cÊp T cã thÓ chuyÓn m¹ch 1024 kªnh.
•
N©ng cao kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch T :
GhÐp kªnh víi c¸c bits song song :
ViÖc n©ng cao kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch cña tÇng T thùc hiÖn ph−¬ng thøc truyÒn
song song tÝn hiÖu sè cña 1 kªnh qua tÇng T.
Qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch qua tÇng T víi viÖc ghi ®äc lÇn l−ît 8 bits/kªnh vµo bé nhí
®−îc thùc hiÖn nh− h×nh 2-12.
Ta nhËn thÊy r»ng, nÕu thêi gian truy xuÊt cña bé nhí lµ lín th× dung l−îng cña
chuyÓn m¹ch bÞ h¹n chÕ rÊt nhiÒu.
§Ó kh¾c phôc ®iÒu nµy, tr−íc khi ®−a vµo tr−êng chuyÓn m¹ch, bao giê tÝn hiÖu còng
®−îc ghÐp kªnh vµ chuyÓn ®æi sang song song.
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
H×nh 2-12 : Ghi / ®äc song song 8 bits.
§Ó ®¬n gi¶n, xÐt vÝ dô 1 khung chØ cã 2 kªnh. Nh×n vµo s¬ ®å ta thÊy: Khi thùc hiÖn
biÕn ®æi khung tõ nèi tiÕp ra song song th× 8 bÝt sÏ cã 7 bÝt trèng. Kho¶ng thêi gian nµy t−¬ng
øng víi 7 bits ®−îc sö dông ®Ó truyÒn tÝn hiÖu c¸c kªnh kh¸c cña c¸c tuyÕn PCM kh¸c.
line0
kho¶ng trèng 5 bits
…
…
S/P
1 frame
7 bÝt trèng
…
…
line0
M
U
X
S/P
kªnh 1 kªnh 2
…
…
…
line0
…
S/P
8 bits
1 khung
H×nh 2-13 : GhÐp 3 tuyÕn PCM S/P.
Qu¸ tr×nh ghÐp 6 tÝn hiÖu ë 3 tuyÕn PCM kh¸c nhau còng ®−îc m« t¶ trong h×nh trªn.
T¹i mçi bé S/P cã 1 ®Çu vµo vµ 8 ®Çu ra. Nh− vËy, ta cã 24 ®Çu ra khái 3 bé S/P
t−¬ng øng víi line0, line1, line2 vµ ®−îc ghÐp ë bé MUX.
T¹i ®Çu ra cña bé MUX, 6 tÝn hiÖu sè ®−îc ghÐp nh− trªn. Kho¶ng thêi gian trèng
øng víi 5 bits.
ViÖc thay ®æi khe thêi gian ë tr−êng hîp nµy ®−îc thùc hiÖn t¹i tÇng T mµ t¹i ®ã ë
®Çu ra vµ ®Çu vµo cã 8 ®−êng nèi vµ tÇng T cã 8 chuyÓn m¹ch T. T¹i mét nh¸nh chuyÓn
m¹ch T cã mét bit cña 8 bits song song trªn mét kªnh ®−îc ghi vµo.
• Th©m nhËp song song vµo tÇng chuyÓn m¹ch T :
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
§Ó t¨ng dung l−îng cho cÊp chuyÓn m¹ch T, ngoµi viÖc sö dông ph−¬ng thøc truyÒn
sè liÖu song song cßn kÕt hîp ph−¬ng thøc th©m nhËp song song vµo bé nhí.
Trong ph−¬ng ph¸p th©m nhËp lÇn l−ît th× sè lÇn th©m nhËp gÊp 2 lÇn sè khe thêi
gian trong mét khung tÝn hiÖu.
Ph−¬ng ph¸p th©m nhËp song song vµo tÇng T sÏ cho phÐp gi¶m sè lÇn th©m nhËp
gÇn b»ng n÷a so víi th©m nhËp truyÒn thèng. §Ó lµm ®−îc ®iÒu nµy, bé nhí th«ng tin ®−îc
chia thµnh c¸c khèi (block). Nh− vËy, viÖc ®äc th«ng tin ra khái bé nhí cã thÓ ®ång thêi.
RAM ®−îc chia thµnh 16 khèi, mçi khèi gåm 256 ®Þa chØ. Nh− vËy, tæng dung l−îng
cña bé nhí T lµ 256*16 = 4096 ®Þa chØ.
XÐt vÝ dô m« t¶ qu¸ tr×nh thùc hiÖn chuyÓn m¹ch qua tÇng T theo ph−¬ng thøc : ghi
tuÇn tù, ®äc song song víi ph−¬ng ph¸p truy cËp bé nhí song song.
1
Block 1
Block 2
2
3
.
®äc ra
®ång thêi
.
.
.
.
256
...
.
Block 16
8 bits
H×nh 2-14 : Th©m nhËp song song.
1
R...
RW... WW
Block1
Block
Block2
16
...
2 1
…
...
d÷ liÖu ®äc ®Çu tiªn ë
Block 16
®Þa chØ 1
H×nh 2-15 : D÷ liÖu ®äc ra trong truy cËp song song.
ViÖc ghi vµo RAM thùc hiÖn trong kho¶ng 15 khe thêi gian theo nh÷ng ®Þa chØ x¸c
®Þnh tr−íc cña 16 block. Khi hoµn thµnh qu¸ tr×nh ghi vµo RAM ë TS15, qu¸ tr×nh ®äc ®−îc
thùc hiÖn ®ång thêi cho tÊt c¶ 16 khèi ë TS16.
§Þa chØ lÇn ®äc ®Çu tiªn cho khèi 1 lµ ®Þa chØ 1.
TÝn hiÖu sè ®äc ra tõ block 1 ®Õn block 16 ®−îc s¾p xÕp lÇn l−ît trªn tuyÕn PCM ra
cña tÇng T.
TiÕp tôc khe thø 17 ®Õn khe thø 31 lµ ghi vµo cã ®iÒu khiÓn vµ TS32 lµ ®äc ra toµn
bé 16 block ®ång thêi.
Nh− vËy, cã 15 khe ®Ó ghi vµ khe thø 16 lµ dïng ®Ó ®äc. Do ®ã, kh¶ n¨ng chuyÓn
m¹ch cña tÇng nµy trong 1 khung lµ 4096*15/16 = 3840 kªnh.
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
Sè lÇn th©m nhËp lµ 4096 lÇn.
§èi víi ph−¬ng thøc th©m nhËp truyÒn thèng th× víi 4096 lÇn th©m nhËp th× chØ cã
kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch ®−îc 2048 kªnh mµ th«i, nghÜa lµ ph−¬ng thøc th©m nhËp song
song ®· t¨ng kh¶ n¨ng ph¸t triÓn dung l−îng h¬n 15/32 lÇn so víi ph−¬ng thøc th©m nhËp
truyÒn thèng.
II.2.2.
ChuyÓn m¹ch kh«ng gian ( S ) :
Nguyªn lý :
•
N ®Çu
vµo
N ®Çu
vµo
M ®Çu
ra
M ®Çu
ra
H×nh 2-16 : S¬ ®å chuyÓn m¹ch kh«ng gian tiÕp th«ng hoµn toµn vµ kh«ng hoµn toµn.
Nguyªn lý lµm viÖc cña chuyÓn m¹ch kh«ng gian dùa trªn c¬ së chuyÓn m¹ch kh«ng
gian dïng thanh chÐo. ChuyÓn m¹ch kh«ng gian sè lµ chuyÓn m¹ch thùc hiÖn viÖc trao ®æi
th«ng tin cïng mét khe thêi gian nh−ng ë hai tuyÕn PCM kh¸c nhau.
Trong s¬ ®å chuyÓn m¹ch tiÕp th«ng hoµn toµn, ta thÊy r»ng bÊt kú ®Çu vµo nµo
còng cã kh¶ n¨ng nèi víi ®Çu ra mong muèn, cßn trong s¬ ®å chuyÓn m¹ch tiÕp th«ng
kh«ng hoµn toµn th× chØ cã mét sè ®Çu vµo nµo ®ã th× míi cã kh¶ n¨ng nèi víi mét sè ®Çu ra
t−¬ng øng nµo ®ã mµ th«i. Th«ng th−¬ng, c¸c s¬ ®å tiÕp th«ng kh«ng hßa toµn ®−îc thiÕt kÕ
víi môc ®Ých kinh tÕ ë nh÷ng n¬i cã nhu cÇu trao ®æi th«ng tin kh«ng ®ång ®Òu.
Khi sè kªnh tho¹i lín, ta ph¶i ghÐp chung nhiÒu tuyÕn PCM. ViÖc ®Êu nèi gi÷a c¸c
kªnh kh«ng chØ lµ trao ®æi th«ng tin trªn c¸c tuyÕn khe thêi gian cña tuyÕn PCM mµ cßn trao
®æi gi÷a c¸c tuyÕn víi nhau. ChuyÓn m¹ch kh«ng gian lµm nhiÖm vô nèi m¹ch cho c¸c
tuyÕn PCM kh¸c nhau ë ®Çu vµo vµ ®Çu ra. Nã t¹o ra mèi quan hÖ thêi gian thùc cho 1 hay
nhiÒu khe thêi gian.
XÐt mét chuyÓn m¹ch kh«ng gian PCM cã ma trËn mxn víi ngâ vµo vµ ngâ ra mang
c¸c tÝn hiÖu PCM. Sù nèi kÕt bÊt kú gi÷a c¸c khe thêi gian cña bus ngâ vµo víi khe thêi gian
t−¬ng øng ë ngâ ra ®−îc thùc hiÖn qua ®iÓm th«ng cña ma trËn chuyÓn m¹ch kh«ng gian
ph¶i ®−îc tiÕn hµnh trong suèt thêi gian cña khe thêi gian nµy vµ lÆp l¹i trong c¸c khung kÕ
tiÕp cho ®Õn khi cuéc gäi ®ã kÕt thóc. Trong thêi gian cßn l¹i trong thêi gian mét khung, ®iÓm
th«ng nµy cã thÓ ®−îc sö dông cho mét cuéc gäi kh¸c cã liªn quan. Do ®ã viÖc ®iÒu khiÓn lµ
ph¶i theo 1 chu kú nµo ®ã tuú thuéc vµo thêi gian cuéc gäi. §iÒu nµy ®−îc thùc hiÖc nhê bé
nhí nèi kÕt CM côc bé kÕt hîp víi m¹ch chuyÓn m¹ch kh«ng gian.
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
1
2
3 ...
m }bus ra
B
u
s
1
2
3
v
®iÓm th«ng
…
…
n
…
…
…
µ
o
…
…
…
Bus ®Þa chØ
1
…
W
Bé nhí ®iÒu khiÓn CM
H×nh 2-17 : ChuyÓn m¹ch kh«ng gian sè.
3
2
1
3
E
F
G
H
2
1
1
2
A
1
2
3
B
C
D
3
001
010
010
011
001
010
CM-E
CM-F
CM-G
CM-H
H×nh2-18 : ChuyÓn m¹ch S ma trËn 4*4.
ChuyÓn m¹ch gåm ma trËn m*n ®iÓm th«ng ®ãng / më lµ ®−îc ®iÒu khiÓn bëi CM.
Mçi ®Þa chØ nhÞ ph©n ®¸nh dÊu 1 ®iÓn th«ng thÝch hîp ®Ó thiÕt lËp nèi kÕt gi÷a ngâ ra vµ ngâ
vµo trªn bus. KÝch th−íc mçi tõ cña CM ph¶i ®¸p øng ®−îc yªu cÇu cÊt gi÷ ®Þa chØ nhÞ ph©n
cho 1 trong n ®iÓm th«ng vµ cã thÓ thªm 1 ®i¹ chØ ®Ó thÓ hiÖn r»ng mäi ®iÓm th«ng trong cét
lµ më. Nh− vËy gåm n+1 ®Þa chØ. VËy, mçi tõ CM gåm log2(n+1) bits.
Mçi bé nhí CM ph¶i l−u ®−îc toµn bé ®Þa chØ ®iÓm th«ng trong 1 khung vµ ®Ó CM
lµm viÖc mét c¸ch ®ång bé víi ma trËn chuyÓn m¹ch nªn c¸c « nhí cña CM sÏ t−¬ng øng
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
víi thø tù c¸c khe thêi gian vµo, cho nªn, nã ph¶i cã Ýt nhÊt R « nhí (R lµ sè khe thêi gian
trong mét khung). Nh− vËy, ®Þa chØ cña ®iÓm th«ng sÏ ®−îc nèi trong khe thêi gian TS1 sÏ
®−îc l−u tr÷ trong « nhí ®Çu tiªn trong CM.
Qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch xem xÐt néi dung cña tÕ bµo suèt khe thêi gian t−¬ng øng vµ
dïng ®Þa chØ nµy ®Ó x¸c ®Þnh ®iÓm th«ng cña khe thêi gian nµy. Qu¸ tr×nh cø tiÕp diÔn nh−
vËy cho hÕt khung, tiÕp tôc cho hÕt mét cuéc gäi ®Ó sau ®ã trong CM cã sù thay ®æi vµ mäi
viÖc sÏ ®−îc tæ chøc l¹i.
Gi¶ sö cã mét ma trËn chuyÓn m¹ch PCM 4x4 víi 1 khung cã 3 khe thêi gian, vËy,
mçi CM cã 3 tÕ bµo. Mçi tõ 3 bits( log2(4+1)). T¹i mçi ®iÓm th«ng, ta ®Æt c¸c cæng AND vµ
cæng nµy ®−îc më hay ®ãng lµ do CM quyÕt ®Þnh.
- §Þa chØ ‘000’ biÓu thÞ mäi ®iÓm th«ng trªn cét lµ kh«ng ®−îc nèi.
- §Þa chØ ‘001’ biÓu thÞ ®iÓm th«ng ®Çu tiªn (cao nhÊt) trªn cét lµ nèi.
- §Þa chØ ‘010’ biÓu thÞ ®iÓm th«ng thø hai trªn cét lµ nèi.
- §Þa chØ ‘011’ biÓu thÞ ®iÓm th«ng thø ba trªn cét lµ nèi.
- §Þa chØ ‘100’ biÓu thÞ ®iÓm th«ng cuèi cïng (thÊp nhÊt) trªn cét lµ nèi.
Gi¶ sö, c¸c nhu cÇu trao ®æi gi÷a c¸c khe thêi gian nh− sau :
- Khe thêi gian ngâ vµo TS1/busA nèi víi khe thêi gian ngâ ra TS1/busE.
- Khe thêi gian ngâ vµo TS1/busB nèi víi khe thêi gian ngâ ra TS1/busF.
- Khe thêi gian ngâ vµo TS2/busA nèi víi khe thêi gian ngâ ra TS2/busF.
- Khe thêi gian ngâ vµo TS2/busB nèi víi khe thêi gian ngâ ra TS2/busE.
- Khe thêi gian ngâ vµo TS3/busB nèi víi khe thêi gian ngâ ra TS3/busH.
- Khe thêi gian ngâ vµo TS3/busD nèi víi khe thêi gian ngâ ra TS3/busE.
•
Qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch ®−îc tiÕn hµnh nh− sau :
C¸c « nhí cña CM lµm viÖc ®ång bé víi c¸c khe thêi gian ngâ vµo.
- Trong thêi gian cña khe thêi gian TS1 :
¤ nhí 1 cña CM-E cã gi¸ trÞ ‘001’ nªn ®iÓm th«ng ®Çu tiªn cña nã (A-E) ®ãng, c¸c tÝn
hiÖu tõ ngâ vµo A ®−îc chuyÓn sang ngâ ra E trong kho¶ng thêi gian nµy.
¤ nhí 1 cña CM-F cã gi¸ trÞ ‘010’ nªn ®iÓm th«ng thø nh× (B-F) cña nã ®ãng vµ c¸c
tÝn hiÖu tõ ngâ vµo B ®−îc chuyÓn sang ngâ ra F.
- Trong thêi gian cña khe thêi gian TS2 :
¤ nhí 2 cña CM-E cã gi¸ trÞ ‘010’ nªn ®iÓm th«ng thø nh× cña nã (B-E) ®ãng, c¸c tÝn
hiÖu tõ ngâ vµo B ®−îc chuyÓn sang ngâ ra E trong kho¶ng thêi gian nµy.
¤ nhí 2 cña CM-F cã gi¸ trÞ ‘001’ nªn ®iÓm th«ng thø nhÊt (A-F) cña nã ®ãng vµ c¸c
tÝn hiÖu tõ ngâ vµo A ®−îc chuyÓn sang ngâ ra F.
- Trong thêi gian cña khe thêi gian TS3 :
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
¤ nhí 3 cña CM-E cã gi¸ trÞ ‘011’ nªn ®iÓm th«ng thø ba cña nã (C-E) ®ãng, c¸c tÝn
hiÖu tõ ngâ vµo C ®−îc chuyÓn sang ngâ ra E trong kho¶ng thêi gian nµy.
¤ nhí 3 cña CM-H cã gi¸ trÞ ‘010’ nªn ®iÓm th«ng thø nh× (B-H) cña nã ®ãng vµ c¸c
tÝn hiÖu tõ ngâ vµo B ®−îc chuyÓn sang ngâ ra H.
Nh− vËy b»ng c¸ch sö dông bé nhí CM , ta cã thÓ t¹o ra 1 ma trËn chuyÓn m¹ch cã
thÓ lµ m*n hay n*n tuú vµo yªu cÇu.
•
§iÒu khiÓn trong chuyÓn m¹ch S :
ViÖc x¸c ®Þnh ®iÓm chuyÓn m¹ch cã thÓ thùc hiÖn b»ng hai c¸ch :
- §iÒu khiÓn theo ®Çu vµo: X¸c ®Þnh ®Çu ra nµo sÏ nèi víi ®Çu vµo t−¬ng øng.
- §iÒu khiÓn theo ®Çu ra: X¸c ®Þnh ®Çu vµo nµo sÏ nèi víi ®Çu ra t−¬ng øng.
Trong chuyÓn m¹ch S ®iÒu khiÓn theo ®Çu ra th× trªn c¸c cét ngâ ra sÏ cã c¸c bé
nhí CM vµ néi dung trong c¸c « nhí cña CM sÏ chän c¸c dßng ngâ vµo cho cét ngâ ra cña
nã. §iÒu khiÓn theo ®Çu vµo th× mçi dßng sÏ cã mét bé nhí CM ®iÒu khiÓn vµ néi dung cña
nã sÏ x¸c ®Þnh c¸c cét ngâ ra cho dßng ngâ vµo cña nã.
1
2
..
...
.
N
...
...
...
N ngâ
vµo
...
MUX
MUX
MUX
CM-1
CM-2
CM-N
...
...
1
2
M
M ngâ ra
H×nh 2-19 : §iÒu khiÓn theo ®Çu ra.
Theo nguyªn lý trªn, ®iÒu khiÓn ngâ ra cã thÓ sö dông c¸c bé ghÐp kªnh logic sè. Bé
ghÐp kªnh logic sè nµy cho phÐp nèi ®Õn ngâ ra cña nã tõ mét trong n ngâ vµo tïy thuéc
vµo ®Þa chØ nhÞ ph©n ®−îc cung cÊp bëi bé nhí ®iÒu khiÓn CM cña nã. Sè bits nhÞ ph©n yªu
cÇu cho n ®Çu vµo lµ log2n. Dung l−îng tæng céng cña bé nhí CM lµ :
CCM = R.log2n (víi R lµ sè khe thêi gian trong 1 khung).
NÕu chuyÓn m¹ch S cã m ®Çu ra th× dung l−îng bé nhí CM tæng céng cña nã sÏ lµ :
Σ CCM = m.R.log2n.
§iÒu khiÓn theo ®Çu vµo sö dông bé t¸ch kªnh logic sè, nã cung cÊp sù nèi kÕt gi÷a
mét ngâ vµo víi 1 trong m ngâ ra theo ®Þa chØ nhÞ ph©n x¸c ®Þnh tr−íc trong CM ë n ngâ vµo.
Sè bits nhÞ ph©n yªu cÇu cho tæng dung l−îng cña bé nhí CM lµ :
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
Σ CCM = n.R.log2m.
1
2
...
N
...
...
N ngâ vµo
...
DEMUX
DEMUX
...
DEMUX
CM-1
CM-1
CM-1
...
...
...
...
...
...
1
2
M
M ngâ ra
H×nh 2-20 : §iÒu khiÓn theo ®Çu vµo.
ChuyÓn m¹ch T kh«ng thuËn lîi trong c¸c hÖ thèng tæng ®µi cã dung l−îng lín, tuy
nhiªn, chuyÓn m¹ch S dïng ®éc lËp lµ kh«ng cã hiÖu qu¶. Bëi v× nã chØ thùc hiÖn ®−îc sù
trao ®æi gi÷a c¸c tuyÕn kh¸c nhau cã cïng khe thêi gian, ®iÒu nµy kh«ng cã tÝnh thùc tÕ.
Trong thùc tÕ, ng−êi ta ghÐp chuyÓn m¹ch T vµ S ®Ó t¹o nªn c¸c tr−êng chuyÓn m¹ch cã
dung l−îng lín.
II.3. Phèi phÐp c¸c cÊp chuyÓn m¹ch:
Th«ng th−êng, chuyÓn m¹ch T chØ ®¸p øng ®−îc trong hÖ thèng tæng dµi cã dung l−îng lín
nhÊt lµ 512 kªnh giao th«ng, ®Ó n©ng cao dung l−îng chuyÓn m¹ch, ng−êi ta ph¶i phèi ghÐp gi÷a
cÊp S vµ cÊp T. Sù kÕt hîp kh¸c nhau dÉn ®Õn c¸c tr−êng chuyªn m¹ch cã tÝnh chÊt kh¸c nhau,
®ång thêi, ch¼ng nh÷ng nã lµm t¨ng dung l−îng hÖ thèng mµ cßn lµm gi¶m gi¸ thµnh thiÕt bÞ. Trong
c¸c tæng ®µi dung l−îng lín th−êng cã tr−êng chuyÓn m¹ch ghÐp gi÷a c¸c cÊp nh−:
Tæng ®µi Ph¸p: E10 B : TST.
E12 : TSSST.
Tæng ®µi Thôy §iÓn AXE : T, TST.
Tæng ®µi NhËt HTX10: TST.
Tæng ®µi ý Sitel : SSTSS.
II.3.1.
ChuyÓn m¹ch ghÐp TS :
Nguyªn lý chuyÓn m¹ch TS ®«i khi cßn gäi lµ nguyªn lý nhí TS v× kh«ng cã chuyÓn
m¹ch kh«ng gian tr×nh bµy trªn thËt sù ®−îc ¸p dông.
C¸c kªnh ®−îc t¹o nhãm theo thêi gian thµnh N tuyÕn PCM vµ ®−îc ®−a ®Õn tr−êng
chuyÓn m¹ch. Trªn mçi tuyÕn PCM cã mét bé nhí th«ng tin BM víi R « nhí ®óng b»ng sè
kªnh trªn mét khung mçi tuyÕn.
Th«ng tin n»m trong c¸c khe thêi gian ®−îc ghi mét c¸ch tuÇn tù vµo bé nhí BM,
cßn ®äc ra do bé nhí ®iÒu khiÓn CM quyÕt ®Þnh.
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn
0
PCM0
1
…
PCM0
REG 0
REG 1
R-1
BM-0
PCM1
PCM1
0
1
……………………………
…
PCMN
REG N-1
R-1
BM-1
§iÒu khiÓn thêi ®iÓm
®äc ra
…
CMS
0
0
Khe thêi gian
…
…
…
PCMN
1
TS0
N-1
…
1,R-1
0
…
N-1
Khe thêi gian
TS1
R-1
BM-N
………………
…………
0,1
0
…
N-1
Khe thêi gian néi bé 0
Khe thêi gian
TSR-1
…
Khe thêi gian néi bé N-1
CM
H×nh 2-21 : ChuyÓn m¹ch TS.
Bé nhí CM ®−îc chia thµnh R khèi nhí, øng víi R kªnh mçi tuyÕn. Mçi khèi cã N «
nhí øng víi N tuyÕn ra. Dung l−îng cña CM lµ :
CCM=R.N khèi nhí.
Th«ng tin trong khèi nhí CM ®−îc quÐt lÇn l−ît ®ång thêi víi khe thêi gian néi bé.
Nh− vËy, trong thêi gian cña mét khe thêi gian ®−îc chia lµm N khe thêi gian néi bé nhá h¬n.
Cã nghÜa lµ, trong 1 khe thêi gian cã N « nhí cña b« nhí ®iÒu khiÓn chuyÓn m¹ch CM ®äc
ra. Chóng cho biÕt cÇn ph¶i ®äc th«ng tin ra tõ « nhí nµo trong N « nhí cña bé nhí th«ng tin
BM.
Trong 1 khe thêi gian, c¸c thanh ghi ®Çu ra ®−îc n¹p 1 c¸ch lÇn l−ît. TÝn hiÖu ®iÒu
khiÓn ®äc bé nhí ra thanh ghi biÓu diÔn nh− h×nh 2-22.
NÕu mçi tuyÕn PCM cã R kªnh th× ®é réng khe thêi gian lµ 125/R, khi cã N tuyÕn thêi
gian ®äc bé nhí CM ph¶i nhá h¬n 125/(R*N) .
ChÝnh v× h¹n chÕ nµy mµ lo¹i chuyÓn m¹ch nµy chØ dïng cho tæng ®µi cã dung l−îng
nhá. Do ®ã ph¶i chän CM lµ lo¹i bé nhí cã thêi gian th©m nhËp nhá.
Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö
Tải về để xem bản đầy đủ
45 trang
18700
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Tổng đài điện tử - Chương 2: Kỹ thuật chuyển mạch - Nguyễn Duy Nhật Viễn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_tong_dai_dien_tu_chuong_2_ky_thuat_chuyen_mach_ngu.pdf
