Tầng chuyển mạch thời gian số

Chia sẻ: Dương Bá Thành Thành | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

365
lượt xem 99
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

- Khái niệm: Chuyển mạch phân chia theo thời gian (còn gọi là chuyển mạch số) là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi nội dung giữa hai khe thời gian trên cùng một tuyến PCM nhằm mục đích gây trễ cho các tín hiệu. Quá trình gây trễ tín hiệu thực hiện theo nguyên tắc trao dổi khe thời gian nội TSI và nó hoạt động dựa vào công nghệ ghép và phân kênh theo thời gian và điều chế xung mã PCM.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tầng chuyển mạch thời gian số

TRƯỜNG CHUYỂN MẠCH THỜI GIAN SỐ 1.Một số khái niệm 1.1 Trường chuyển mạch thời gian số - Khái niệm: Chuyển mạch phân chia theo thời gian (còn gọi là chuy ển mạch số) là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi n ội dung gi ữa hai khe th ời gian trên cùng một tuyến PCM nhằm mục đích gây trễ cho các tín hi ệu. Quá trình gây trễ tín hiệu thực hiện theo nguyên tắc trao d ổi khe th ời gian n ội TSI và nó hoạt động dựa vào công nghệ ghép và phân kênh theo th ời gian và đi ều chế xung mã PCM. - Quá trình trao đồi khe thời gian chỉ xuất hiện trên cùng m ột khung và đ ộ trễ lớn nhất không được vượt quá độ dài của khung đó là 125μsec. - Tín hiệu trên một đôi dây thuê bao là tín hiệu tho ại (analog). Tín hi ệu này được số hoá theo điều xung mã PCM. Sau khi mã hoá, kênh thuê bao này có m ột dãy tín hiệu 8bit ứng với chu kỳ lấy m ẫu là 125μsec, tần s ố l ặp l ại c ủa t ổ h ợp mã 8 bit này là 8kHz, tốc độ truyền dẫn là 64kbit/s. 1.2 Trao đổi khe thời gian TSI - Trong kỹ thuật chuyển mạch kênh, sau khi tín hiệu tho ại đ ược mã hóa thành các mã nhị phân 8 bit, các kênh thông tin đ ược xác l ập trên các khe th ời gian cách nhau 125µs và được truyền đi nhờ các h ệ th ống truyền d ẫn và chuyển mạch.
- Trên nguyên tác sử dụng chung tài nguyên, các thông tin của người s ử dụng được chuyển đi trên các kênh được phân chia logic theo th ời gian, s ự khác biệt của khe thời gian được ấn định cho nguồn tin phía phát và nguồn tin phía thu là một yếu tố yêu cầu có sự chuyển đổi nội dung thông tin từ khe thời gian này sang khe thời gian khác trong cùng một khung, đó chính là quá trình trao đ ổi khe thời gian nội TSI. 1.3 Điều chế xung mã PCM - Khái niệm: kỹ thuật điều chế xung mã PCM là quá trình gồm nhi ều b ước nhằm chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số. - Các tín hiệu xung số của tín hiệu tương tự sau quá trình l ấy m ẫu đ ược mã hóa dưới dạng nhị phân và truyền đi trong hệ th ống truyền dẫn. T ại đ ầu cu ối thu tín hiệu, một quá trình hoàn nguyên tín hiệu đ ược th ực hi ện nh ằm khôi phục lại dạng tín hiệu phía phát.
2. Khái quát về yêu cầu hoạt động: - Giả thiết ta tổ chức các cuộc đàm thoại nối thông gi ữa máy đi ện tho ại đầu X với máy điện thoại tại đầu dây Y ta c ần m ột thi ết bị chuy ển m ạch T (chuyển mạch phân chia theo thời gian) đặt giữa hai tuyến dây thuê bao. Thi ết bị T có nhiệm vụ hoán vị các khe thời gian (hình 2a). + Trong khi máy X chiếm khe thời gian A để phát và thu tín hi ệu thì máy Y chiếm khe thời gian B để thu và phát tín hi ệu. Do máy X và máy Y làm vi ệc với các khe không cùng thời gian nên X nói thì Y không nghe đ ược và Y nói thì X không nghe được. + Muốn cho X và Y thông thoại với nhau ta cần ph ải chuyển d ịch khe cho phù hợp. Như máy X phát ở khe A, tín hiệu cần qua chuy ển m ạch T đ ể được chuyển sang khe B. Máy B nhận được xung mã tín hi ệu t ừ khe A t ới. Theo chiều ngược lại, tín hiệu của máy Y sau khi qua chuy ển m ạch T đ ược chuyển sang khe A và máy X nhận được tín hiệu này (hình 2b). Sau khi nghe qua bộ giải mã thì máy X nghe được tiếng c ủa máy Y và máy Y nghe đ ược tiếng của máy X. Cuộc đàm thoại được nối thông. Hình 2 - Bộ chuyển mạch T chia thời gian theo hoán vị các khe th ời gian nh ư trên nhờ vào bộ nhớ RAM. Hay bộ nhớ RAM là thành ph ần chính đ ể xây d ựng trường chuyển mạch thời gian. + Quá trình chuyển đổi khe thời gian được mô t ả trên hình 3. Tín hi ệu trong các khe 1, 2, 3... n được ghi tạm th ời vào bộ nh ớ đ ệm. Nh ư trên hình 3, các bit số liệu của khe 1, khe 2... đến khe th ứ n đ ược l ưu gi ữ l ần l ượt vào ngăn nhớ thứ 1, thứ 2 và thứ n. + Bộ điều khiển trình tự đọc ra các ngăn dữ liệu theo một th ứ t ự ng ẫu nhiên sao cho phù hợp với nhu cầu chuyển mạch, thí d ụ nh ư d ữ li ệu A đ ược đọc ở khe thứ 7 sao cho phù hợp với khe của thuê bao cần nhận.
Quá trình ghi/đọc này gọi là ghi tuần tự đọc ngẫu nhiên, đ ọc ngẫu nhiên có ký hiệu là SWRR. Hình 3 3. Các phương pháp thực hiện chuyển mạch T(thời gian): 3.1 Phương pháp chuyển mạch T dùng bộ trễ: - Trên đường truyền tín hiệu, dặt các đơn vị trễ có th ời gian trễ b ằng 1 khe thời gian. - Nếu trong khung có R khe thời gian và thông tin trao đ ổi là khe th ời gian A và B. Ta cho mẫu Ma(8bit PCM) qua n bộ trễ thì ở đ ầu ra m ẫu Ma s ẽ có mặt ở khe thời gian TSB(time slot B). Và m ẫu Mb qua R-n b ộ tr ẽ s ẽ có m ặt ở thời điểm TSA(time slot A). Như vậy việc thông tin trao đổi đã được th ực hiện.
3.2 Phương pháp chuyển mạch T dùng bộ nhớ đệm - Trên cơ sở các mẫu tiếng nói được ghi vào bộ nh ớ đ ệm và đ ọc ra ở những thời điêmr mong muốn. Địa chỉ ô nhớ trong BM để ghi ho ặc đ ọc đ ược cung cấp bởi bộ nhớ điều khiển CM.. Bộ đếm khe th ời gian là b ộ đ ếm chu kỳ với chu kỳ bằng số khe thời gian trên tuyến PCM. - Việc ghi và đọc vào BM có thể là tuần tự hoặc ngẫu nhiên. Nh ư v ậy, trong chuyển mạch T có hai điều khiển tuần tự và ngẫu nhiên: + Điều khiển tuần tự: việc đọc hay ghi vào các địa ch ỉ liên ti ếp c ủa b ộ nhớ BM một cách tuần tự tương ứng với thứ tự ngõ vào của các khe thời gian. + Điều khiển ngẫu nhiên: là phương pháp điều khi ển mà trong đó các địa chỉ trong BM không tương ứng với thứ tự các khe th ời gian mà chúng đ ược phân nhiệm từ trước theo việc ghi vào và đọc ra của bộ nhớ điều khiển CM. Từ đó chuyển mạch T có hai loại: ghi tuần tự- đ ọc ngẫu nhiên và ghi ng ẫu nhiên-đọc tuần tự. 4. Cấu tạo trường chuyển mạch thời gian
- Gồm hai thành phần chính là bộ nhớ thoại S-Mem(speak Memory) và bộ nhớ điều khiển (Controller Memory). + Khối bộ nhớ thoại S-Mem là thiết bị ghi nhớ truy xuất ngẫu nhiên RAM (số lượng ngăn nhớ là n, dung lượng ngăn nh ớ là 8bit). Nh ư v ậy b ộ nh ớ S-Mem lưư toàn bộ thông tin trong một khung tín hi ệu PCM. Đ ể đ ảm b ảo t ốc độ luồng thông tin qua trường chuyện mạch thì t ốc đ ộ ghi đ ọc c ủa C-Mem l ớn gấp hai làn tốc độ luồng trên tuyến PCM đầu vào ho ặc đầu ra. Ch ức năng c ơ bản của S-mem là để nhớ tạm thời các tín hiệu PCM ch ứa trong m ỗi khe th ời gian phía đầu vào để tạo bộ trễ thích hợp theo yêu c ầu mà nó có giá tr ị t ừ nh ỏ nhất là 1TS đến cực đại là (n-1)TS. + Bộ nhớ C-Mem có chức năng dùng để điều khiển quá trình đ ọc thông tin đã lưu đệm tại S-mem. Cũng như C-Mem trong chuyển m ạch t ầng S, b ộ nhớ C-Mem của tầng T cũng có n ô nhớ bằng số l ượng khe th ời gian trong khung tín hiệu PCM sử dụng. + Trong thời gian mỗi TS, C-Mem điều khiển quá trình đ ọc m ột ô nh ớ tương ứng thích hợp trong S-Mem. Như vậy hiệu quả trễ trong tín hi ệu PCM của S-Mem được xác định một cách rõ ràng rành mạch bởi hiệu s ố gi ữa các khe thời gian ghi và đọc tin PCM ở bộ nhớ S-Mem. Cùng m ột bộ nh ớ C-Mem , các ô nhớ được sử dụng một cách độc quyền cho một cuộc gọi xác định trong su ốt thời gian của cuộc nối. Như vậy chúng ta có điều ngh ịch lý r ằng chuy ển m ạch không gian S được phân chia thời gian trong khi đó chuyển m ạch th ời gian T l ại được phân chia theo không gian. + Tính không gian trong chuyển mạch thời gian xuất hi ện trong quá trình kết nối cho một cuộc gọi nào đó. Thông thường việc chuyển n ội dung thông tin
trong các khe thời gian là cố định đối với m ột cuộc gọi. Khi đó, n ội dung ô nh ớ chiếm dụng trong bộ nhớ điều khiển cũng là cố định, và nh ư vậy nó mang tính không gian + Selector: bộ chọn địa chỉ, nó là thiết bị logic. + Dây Read: Ở mức logic cao. + Dây write: Ở mức logic thấp.
+ Để đàm bảo độ chính xác thì các bộ nhớ không đ ược đ ọc và ghi cùng một thời điểm. Vậy khoảng thời gian tương ứng c ủa m ột khe được chia làm 2 nửa: một nửa cho ghi và một nửa cho đọc. Thao tác ghi tín hi ệu chuyển m ạch T được gọi là chu kỳ ghi. Thao tác đọc tín hiệu chuyển m ạch T g ọi là chu kỳ đ ọc. Hình minh họa: 5. Điểu khiển hoạt động khe thời gian 5.1 Trường hợp khe thời gian đầu vào lớn hơn khe thời gian đầu ra Trong trường hợp nếu cần chuyển mạch giữa khe thời gian ở đầu ra với khe thời gian có chỉ số lớn hơn ở phía đầu vào, ví d ụ TS6 và TS2 nh ư minh minh họa trên hình 3.4 thì tín hiệu không th ể trễ trong cùng m ột khung mà ph ải trễ tới khung tiếp theo, cụ thể là (n-6) +2 khe thời gian.
5.2 Trường hợp khe thời gian đầu vào nhỏ hơn khe thời gian đầu ra Trên hình 3.3 dưới đây minh họa quá trình trao đ ổi khe th ời gian gi ữa TS2 và TS5 cho hai khung liên tiếp nhau gi ữa đường PCM vào và PCM ra c ủa tầng chuyển mạch T. Vì các khe thời gian TS được sắp xếp liên tiếp nhau theo th ứ t ự tăng dần, do vậy để trao đổi thông tin giữa các khe th ời gian TS2 và TS5, tín hi ệu PCM trong TS2 cần phải được lưu tạm thời tại tầng T trong khoảng thời gian 3 TS trong cùng một khung, sau đó vào khe thời gian c ủa TS5, tín hi ệu PCM đ ược đưa ra đường PCM phía đầu ra của tầng chuyển mạch.
5.3 Điều khiển trao đổi khe thời gian - Điều kiện: Khe thời gian vào là 38, khe thời gian ra là 31, chu kỳ T= 125μsec và l ấy số khe thời gian trong một chu kỳ là 210TS = 1024TS. Đ ộ tr ễ l ớn nh ất không được vượt quá độ dài của khung đó là 125μsec. Do tín hiệu vào trên khe thời gian 38 lớn h ơn tín hi ệu ra trên khe th ời gian 31nên tín hiệu không thể trễ trong cùng m ột khung mà ph ải tr ễ t ới khung tiếp theo, cụ thể là (1024-38) +31 khe thời gian = 1017TS.
- Quá trình hoạt động: + Bước 1: Nội dung thông tin trong TS38 s ẽ đ ược l ưu vào ngăn nh ớ s ố 38. Yêu cầu chuyển đổi từ TS38 sang. Hệ thống điều khiển trung tâm CC c ủa t ổng đài sẽ tạo các số liệu điều khiển cho tầng T. Để th ực hiện đi ều này CC c ủa tổng đài sẽ nạp số liệu vào địa chỉ nhị phân ô nhớ số 38 c ủa T- Mem vào ô nh ớ số 31 của C-mem. + Bước 2: CC giao quyền điều khiển cục bộ cho chuyển mạch tầng T th ực hiện quá trình trao đổi khe thời gian theo yêu cầu. + Bước 3: Với TS0, tín hiệu đồng hồ tác động vào TS- Count làm nó thi ết lập trạng thái 0 để tạo tổ hợp mã nhị phân tương ứng với đ ịa chỉ mã nh ị phân ô nhớ 0 của S-Mem. Bộ chọn địa chỉ Selector1được sử dụng để điều khiển đọc hay ghi bộ nhớ S- Mem(RAM), trong trường hợp này nó chuyển mã địa chỉ này vào Bus địa chỉ ADD của S-Mem đồng thời tạo tín hiệu điều khiển ghi W, do v ậy t ổ h ợp mã tín hiệu PCM chứa trong khe thời gian TS0 c ủa luồng s ố đ ầu vào đ ược ghi vào ô nhớ số 0 của S-Mem. + Bước 4: Sau khi TS0 kết thúc thì bắt đầu TS1. Lúc này đ ồng h ồ tác đ ộng vào TS-Count làm cho nó chuyển sang trạng thái 1để t ạo đ ịa ch ỉ nh ị phân cho ô nhớ 1của S-Mem. Selector 1 chuyển số liệu này vào Bus đ ịa ch ỉ c ủa S-Mem, đồng thời tạo tín hiệu điều khiển ghi W do đó t ổ h ợp mã tín hi ệu PCM trong khe thời gian TS1 của luồng số đầu vào được ghi vào ô nhớ 1 của S-Mem. Quá trình xảy ra tương tự đối với các khe thời gian TS2,TS3,…,TS38,… TS1024. + Bước 5: Lặp lại với các khung tiếp theo trong suốt th ời gian thi ết l ập cuộc nối yêu cầu. + Bước 6: Bắt đầu khe thời gian TS31, tín hiệu đồng hồ động vào TS-Count làm cho nó chuyển trạng thái tạo mã nhị phân t ương ứng đ ịa ch ỉ ô nh ớ 31 c ủa C-Mem. Bộ chọn địa chỉ Selector 2 chuyển số liệu này vào bus đ ịa chỉ c ủa C- Mem đồng thời tạo tín hiệu điều khiển đọc R cho bộ nh ớ C-Mem; k ết qu ả là nội dung chứa trong ô nhớ số 31 của C-Mem đ ược đ ưa ra ngoài h ướng t ới Bus địa chỉ đọc phía đầu vào của Selector 1. Vì nội dung ô nhớ số 31 C-Mem là địa chỉ nh ị phân c ủa ô nh ớ s ố 38 c ủa S-Mem do vậy bộ chọn địa chỉ Selector 1 chuyển địa chỉ này vào bus đ ịa ch ỉ c ủa S-Mem, đồng thời nó tạo được tín hiệu điều khiển đ ọc R c ủa S-Mem. K ết qu ả là nội dung chứa trong ô nhớ 38 của S-Mem được đ ưa ra ngoài vào kho ảng th ời gian của khe thời gian TS31, nghĩa là đã th ực hi ện đúng ch ức năng chuy ển mạch yêu cầu cho trước. + Bước 7:Quá trình tiếp tục lặp lại như trên với chu kỳ 125 microsec v ới các khung tiếp theo cho tới khi kết thúc cuộc nối.
+ Vậy do tín hiệu vào trên khe thời gian 38 l ớn h ơn tín hi ệu ra trên khe th ời gian 31nên tín hiệu không thể trễ trong cùng m ột khung mà ph ải tr ễ t ới khung tiếp theo.