Bài giảng Truyền thông kỹ thuật số: Chương 6 - Trịnh Huy Hoàng

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:44

Thêm vào BST

Báo xấu

118
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Truyền thông kỹ thuật số: Chương 6 - Mạng chuyển mạch được biên soạn nhằm trang bị cho các bạn những kiến thức về khái niệm và ứng dụng của mạng chuyển mạch; các kỹ thuật chuyển mạch mạch; hệ thống SS7. Với các bạn chuyên ngành Kỹ thuật viễn thông thì đây là tài liệu hữu ích.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Truyền thông kỹ thuật số: Chương 6 - Trịnh Huy Hoàng

CHƯƠNG 6 MẠNG CHUYỂN MẠCH MẠCH (Circuit Switching Network)  Giảng viên: Trịnh Huy Hoàng Email:hoangth@hcmup.edu.vn
Nội dung  Khái niệm và ứng dụng  Các kỹ thuật chuyển mạch mạch  Tìm đường  Điều khiển tín hiệu  Hệ thống SS7 CSE 501035 – Data Communication 2
Lớp mạng (Network Layer)  Chịu trách nhiệm trao đổi thông tin giữa 2 thiết bị thông qua một mạng truyền thông  Cung cấp giao tiếp cho các lớp trên (các lớp trên không cần biết topo bên dưới)  Cung cấp việc quản trị kết nối, tìm đường, …  X.25, IP, …  Để hiệu quả, người ta muốn  Kết nối các cấu hình điểmđiểm với nhau  Kết nối các mạng cục bộ với nhau  Kết nối nhiều mạng cục bộ trên diện rộng CSE 501035 – Data Communication 3
Mô hình truyền thông PDN  Chuyển mạch (CSPDN)  Mô hình này dựa trên mạng điện thoại hiện tại. Nó thường đi kèm với chế độ giao tiếp có kết nối  Khi truy xuất PDN, người dùng được cấp phát một tập các kênh truyền giữa nguồn và đích. Những kênh truyền này dành riêng cho người dùng này trong suốt thời gian trao đổi dữ liệu.  Dùng “kênh truyền” để nhấn mạnh việc nhiều người có thể chia sẻ chung đường truyền vật lý  Chuyển gói (PSPDN)  Mô hình này dựa trên tính chia sẻ tài nguyên hiệu quả tùy theo nhu cầu trong các công nghệ chuyển mạch số hiện đại và phân kênh bất đồng bộ. Nó thường đi kèm với chế độ giao tiếp không kết nối  Khi truy xuất PDN, người dùng gởi các gói dữ liệu cần truyền cho máy đích, PDN sẽ xử lý các gói này một cách độc lập  Tùy theo cách hiện thực, các gói này có thể đi các đường khác nhau và đến đích không theo thứ tự  Chính vì vậy, các nhà cung cấp chuyển gói có thể cung cấp dịch vụ điều khiển dòng và điều khiển lỗi (trong khi chuyển mạch thường không có) CSE 501035 – Data Communication 4
Mạng chuyển mạch  Mạng chuyển mạch  Truyền dẫn khoảng cách xa thông thường được thực hiện trên một mạng các node chuyển mạch  Các nodes không quan tâm đến nội dung dữ liệu được truyền  Thiết bị đầu cuối là các trạm  Computer, terminal, phone, etc.  Tập hợp các node và các kết nối tạo thành một mạng truyền thông  Dữ liệu được truyền đi bằng cách chuyển từ node này sang node khác  Node mạng  Các node có thể chỉ kết nối với các node khác hoặc kết nối với các trạm và các node khác  Kết nối từ node này đến node khác thông thường được phân/hợp (FDM hoặc TDM)  Mạng thông thường được kết nối cục bộ  Kết nối dư thừa là cần thiết cho tính tin cậy của mạng CSE 501035 – Data Communication 5
Mạng chuyển mạch CSE 501035 – Data Communication 6
Chuyển mạch mạch  Đường truyền thông dành riêng giữa 2 trạm  3 giai đoạn  Tạo kết nối  Truyền dữ liệu  Ngắt kết nối  Phải có khả năng chuyển mạch và khả năng kênh truyền để tạo kết nối  Phải có sự thông minh trong việc tìm đường  2 kỹ thuật chuyển mạch  Chuyển mạch theo không gian (Space Division Switching)  Chuyển mạch theo thời gian (Time Division Switching) CSE 501035 – Data Communication 7
Chuyển mạch mạch Ứng dụng  Giai đoạn tạo kết nối tốn thời gian  Một khi kết nối đã được tạo, quá trình truyền dữ liệu là “trong suốt”  Được phát triển để dùng trong các ứng dụng truyền dẫn thoại (phone)  Không hiệu quả  Khả năng của kênh được dành riêng trong suốt thời gian kết nối  Nếu không có dữ liệu để truyền, khả năng truyền bị lãng phí CSE 501035 – Data Communication 8
Chuyển mạch mạch Ứng dụng  Ứng dụng về tiếng nói  Mạng điện thoại công cộng (Public Telephone Network)  Cung cấp kết nối hai chiều cho việc trao đổi tín hiệu tiếng nói giữa các máy trong mạng điện thoại.  Cuộc gọi có thể được thiết lập giữa bất kỳ hai thuê bao trong phạm vi quốc gia hay quốc tế.  PBX (Private Branch Exchange)  Cung cấp khả năng trao đổi điện thoại giữa các máy trong cùng công ty hay tổ chức (buildings, clusters,...)  Cung cấp khả năng kết nối đến mạng điện thoại công cộng.  Mạng kết nối riêng (Private Wire Area Network)  Cung cấp khả kết nối giữa các sites khác nhau.  Thông thường dùng để kết nối các PBX thuộc cùng một công ty hay tổ chức lại với nhau.  Ứng dụng về dữ liệu  Chuyển mạch dữ liệu: cung cấp khả năng kết nối các máy tính và trạm đầu cuối ở một site cục bộ vào mạng điện thoại. CSE 501035 – Data Communication 9
Mạng chuyển mạch mạch công cộng  Thuê bao  Thiết bị kết nối vào mạng  Kết nối cục bộ (Local Loop)  Kết nối thuê bao (Subscriber loop)  Kết nối với mạng  Bộ trao đổi chuyển mạch  Trung tâm chuyển mạch  End office – hỗ trợ các thuê bao  Trung kế  Nhánh kết nối giữa các bộ trao đổi chuyển mạch  Phân/hợp kênh CSE 501035 – Data Communication 10
Kết nối mạch CSE 501035 – Data Communication 11
Bộ chuyển mạch mạch  Chuyển mạch số  Cung cấp đường truyền “trong suốt” giữa các thiết bị  Giao tiếp mạng  Đơn vị điều khiển  Tạo kết nối  Theo nhu cầu của thiết bị kết nối  Xử lý và yêu cầu ack  Xác định thiết bị đích rảnh  Xây dựng đường truyền  Duy trì kết nối  Ngắt kết nối CSE 501035 – Data Communication 12
Blocking or NonBlocking  Blocking  Mạng không thể kết nối các trạm vì tất cả các đường đều đang được sử dụng  Mạng bị nghẽn  Được dùng trong các hệ thống thoại  Thời gian cuộc gọi ngắn  Nonblocking  Cho phép tất cả các trạm đều được kết nối cùng lúc  Được dùng cho các kết nối dữ liệu CSE 501035 – Data Communication 13
Chuyển mạch không gian  Được phát triển cho môi trường tương tự  Đường kết nối riêng biệt một cách vật lý  Chuyển mạch ma trận điểm kết nối (crossbar matrix)  Số điểm kết nối tỉ lệ với bình phương số trạm  Việc mất các điểm kết nối dẫn tới việc không có khả năng kết nối qua điểm đó  Hiệu suất sử dụng của các điểm kết nối kém  Khi tất cả các trạm được kết nối, chỉ có vài điểm kết nối được dùng  Nonblocking CSE 501035 – Data Communication 14
Chuyển mạch không gian 1 tầng  N>M: concentration N inputs  N=M: distribution  N
Chuyển mạch không gian đa tầng  Giảm số điểm kết nối  Gia tăng hiệu suất sử dụng  Nhiều đường kết nối qua mạng giữa 2 trạm  Độ tin cậy gia tăng  Điều khiển phức tạp  Trì hoãn khi tín hiệu truyền qua chuyển mạch gia tăng tỷ lệ với số tầng của chuyển mạch  Có khả năng blocking  Dùng vùng đệm ở đầu vào (input buffer), đầu ra (output buffer) hay ở bên trong chuyển mạch (internal buffer) CSE 501035 – Data Communication 16
Bộ chuyển mạch 3 tầng CSE 501035 – Data Communication 17
Chuyển mạch thời gian  Chia nhỏ các dòng dữ liệu tốc độ thấp để dùng chung một đường truyền số liệu tốc độ cao  Các gói nhỏ được điều khiển bởi một bộ điều khiển logic để truyền từ input đến output  Các loại chuyển mạch theo thời gian  Timedivision Multiplexing BUS (TDM BUS)  Time Slot Interchange (TSI)  Timemultiplexed Switching CSE 501035 – Data Communication 18
Time–Division Multiplexing Bus  Một trong những dạng chuyển mạch theo thời gian đơn giản nhất  Dựa trên nguyên lý của TDM đồng bộ  Tất cả các đường truyền (I/O) được nối vào một Bus chung  Thời gian trên Bus được chia thành các time slots  Một kết nối được thiết lập giữa hai đường truyền (I/O) bằng cách gán cố định một time slot  Kích thước của chuyển mạch bị giới hạn bởi tốc độ dữ liệu trên Bus  Phương pháp này thường được sử dụng trong các chuyển mạch kích thước vừa và nhỏ CSE 501035 – Data Communication 19
Time Slot Interchange  Tất cả các đường (I/O) được nối đến một bộ phân hợp kênh (MUX/DEMUX) dùng kỹ thuật bất đồng bộ theo thời gian  Một kết nối được thiết lập bằng cách hoán chuyển các time slot trong frame  Kích thước của chuyển mạch bị giới hạn bởi tốc độ của bộ nhớ điều khiển  Thường được dùng làm phần tử chuyển mạch cơ bản (building block) trong các cơ chế chuyển mạch theo thời gian đa tầng (multistage) CSE 501035 – Data Communication 20