Bài giảng tổng đài điện tử_chương 2

Chia sẻ: Trần Huyền My | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:45

Thêm vào BST

Báo xấu

247
lượt xem 168
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tùy theo yêu cầu của các đầu vào mà khối điều khiển sẽ điều khiển chuyển mạch thiết lập kênh dẫn với đầu kia. Kênh dẫn này được duy trì cho đến khi đối tượng sử dụng vẫn còn có nhu cầu. Sau khi hết nhu cầu thì kênh dẫn được giải phóng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng tổng đài điện tử_chương 2

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 . . §èi t−îng sö dông . . 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 Trang 2.1
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 D A 1 5 6 E B 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 Trang 2.2
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 Trang 2.3
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 A M¸y thu d÷ liÖu Trung t©m l−u B tr÷ trung gian D A B C D C 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 Trang 2.4
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 Trang 2.5
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 C/m c¬ C/m c¬ ChuyÓn FDM TDM ChuyÓn kiÓu kiÓu m¹ch m¹ch ®éng ®ãng r¬le ®iÖn tö PCM FDM truyÒn më ®iÖn tö 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 Trang 2.6
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 §−êng d©y tõ Tr−êng chuyÓn m¹ch d©y tõ tæng ®µi tæng ®µi Giao Giao §−êng d©y tiÕp tiÕp §−êng ®Õn thuª …. ®−êng ®−êng … ®Õn d©y bao d©y d©y thuª bao H×nh 2-5 : Tr−êng chuyÓn m¹ch. Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö Trang 2.7
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 Ma TSA TSA Qua n bé trÔ TSB TSB Mb Mb TSB TSB Mb Mb Qua R-n bé trÔ TSA TSA H×nh 2-6 Ph−¬ng ph¸p dïng bé trÔ. AT (B-A) khe thêi AR gian BR n-(B-A) khe thêi gian BT 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 Trang 2.8
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. Ghi vµo §äc ra 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 Trang 2.9
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn A N B C N … C B A C N … C B A B … … N A BM BM §Õm khe CM thêi gian 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. in M S/P 0 §Þa chØ ®äc A 0 B R-1 A B BM B A out D P/S 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 Trang 2.10
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 Trang 2.11
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn in ... M S/P 0 §Þa chØ ghi A 0 B R-1 A B BM B A out ... D P/S 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 Trang 2.12
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn TSW ghi vµo ®äc ra 8 bits 8 bits 1 kªnh 1 kªnh 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 S/P X 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 Trang 2.13
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 2 3 Block 2 . . . ®äc ra ….. . . ®ång thêi 256 ... Block 16 8 bits . H×nh 2-14 : Th©m nhËp song song. 1 khung R256 ... R1 W15 ... W2 W1 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 Trang 2.14
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 N ®Çu vµo vµo M ®Çu M ®Çu ra 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 Trang 2.15
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn 1 2 3 ... m }bus ra B 1 u 2 s 3 v … ®iÓm th«ng µ … … … … … … o n … Bus ®Þa chØ 1 … W Bé nhí ®iÒu khiÓn CM H×nh 2-17 : ChuyÓn m¹ch kh«ng gian sè. 3 3 E F G H 2 2 1 2 1 1 A 1 2 3 B 3 C D 001 010 010 001 011 010 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 Trang 2.16
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 Trang 2.17
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 Trang 2.18
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 Trang 2.19
Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn 0 PCM0 1 … PCM0 R-1 REG 0 BM-0 PCM1 REG 1 0 PCM1 1 …………………………… … PCMN R-1 REG N-1 BM-1 §iÒu khiÓn thêi ®iÓm … ®äc ra CMS 0 0 PCMN … … Khe thêi gian 1 N-1 TS0 … 1,R-1 0 Khe thêi gian R-1 … … TS1 BM-N N-1 ………… ……………… Khe thêi gian néi bé 0 0,1 0 Khe thêi gian … … TSR-1 Khe thêi gian néi bé N-1 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 Trang 2.20