Bài giảng Kỹ thuật chuyển mạch - Chương 2: Kỹ thuật chuyển mạch kênh (Phần 2)

ii. chuyÓn m¹ch kªnh 1 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 PAM ii.1.1 Cm kªnh ph©n chia kh«ng gian Lµ lo¹i chuyÓn m¹ch cã c¸c ®Çu ra, ®Çu vµo ®­îc bè trÝ theo kh«ng gian. ChuyÓn m¹ch ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch ®ãng më c¸c cæng ®iÖn tö hay c¸c ®iÓm tiÕp xóc. ChuyÓn m¹ch nµy cã c¸c lo¹i sau: ChuyÓn m¹ch c¬ kiÓu chuyÓn ®éng truyÒn ChuyÓn m¹ch c¬ kiÓu ®ãng më ChuyÓn m¹ch r¬ le ®iÖn tö ChuyÓn m¹ch ®iÖn tö kiÓu ph©n chia kh«ng gian ii.1.2 ChuyÓn m¹ch ghÐp 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. Ph©n lo¹i : 2 lo¹i ChuyÓn m¹ch ph©n chia theo tÇn sè (FDM) ChuyÓn m¹ch ph©n chia theo thêi gian (TDM) 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·. II.2.1 ®Þnh nghÜa 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, tr­êng 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. Tr­êng chuyÓn m¹ch : M« t¶ sù hîp thµnh cña mét nhãm c¸c chuyÓn m¹ch. Trung t©m chuyÓn m¹ch (tæng ®µi) : chøa tr­êng 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. II.2.1 ®Þnh nghÜa (tt) HÖ thèng chuyÓn m¹ch sè lµ mét hÖ thèng mµ tÝn hiÖu ®­îc chuyÓn m¹ch d­íi d¹ng sè. TÝn hiÖu ë ®©y cã thÓ lµ tiÕng nãi hoÆc sè liÖu. Mét tr­êng chuyÓn m¹ch sè cung cÊp sù kÕt nèi gi÷a c¸c kªnh trong c¸c luång PCM. §Ó kÕt nèi bÊt kú 2 thuª bao nµo còng cÇn cã sù kÕt nèi khe thêi gian cña 2 mÉu tin tiÕng nãi mµ cã thÓ cïng hoÆc kh¸c luång PCM. II.2.1 ®Þnh nghÜa (tt) II.2.2.1 KH¸I NIÖM - ChuyÓn m¹ch sè cung cÊp sù kÕt nèi gi÷a c¸c kªnh trong c¸c luång PCM (hay TDM) - Sù trao ®æi gi÷a c¸c khe thêi gian thùc hiÖn theo 2 ph­¬ng ph¸p sau vµ cã thÓ t¸ch biÖt tõng ph­¬ng ph¸p hoÆc phèi hîp c¶ 2 ph­¬ng ph¸p víi nhau: + ChuyÓn m¹ch thêi gian + ChuyÓn m¹ch kh«ng gian II.2.2 CHUYÓN M¹CH pcm ii.2.2.2 chuyÓn m¹ch thêi gian t a) ®Þnh nghÜa ChuyÓn m¹ch thêi gian T lµ qu¸ tr×nh thùc hiÖn sù trao ®æi th«ng tin gi÷a c¸c khe thêi gian kh¸c nhau trªn cïng mét tuyÕn PCM. TSi TSj TSi TSj b) C¸c ph­¬ng ph¸p thùc hiÖn • ChuyÓn m¹ch T dïng bé trÔ • ChuyÓn m¹ch T dïng bé nhí ®Öm b. 1) ChuyÓn m¹ch T 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. Gi¶ sö trong khung cã R khe thêi gian, trong ®ã cÇn trao ®æi th«ng tin gi÷a 2 khe thêi gian TSi vµ TSj. Ta cho TSi qua (j-i) bé trÔ th× ë ®Çu ra TSj sÏ cã mÆt ë khe thêi gian TSi. Vµ mÉu TSj qua R-(j-i) bé trÔ sÏ cã mÆt ë khe thêi gian TSi. Nh­ vËy viÖc trao ®æi th«ng tin ®· ®­îc thùc hiÖn. Nh­îc ®iÓm : HiÖu qu¶ kÐm, gi¸ thµnh cao. b. 1) ChuyÓn m¹ch T dïng bé trÔ (tt) b. 2) ChuyÓn m¹ch T dïng bé nhí ®Öm Nguyªn t¾c : 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. c) C¸c chÕ ®é ®iÒu khiÓn §iÒu khiÓn tuÇn tù ®iÒu khiÓn ngÉu nhiªn §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. c .1) §iÒu khiÓn tuÇn tù c .1) §iÒu khiÓn tuÇn tù (tt) §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 tr­íc theo viÖc ghi vµo vµ ®äc ra d­íi sù ®iÒu khiÓn cña bé nhí CM. c .2) §iÒu khiÓn ngÉu nhiªn C¸c « nhí cña CM chøa ®Þa chØ « nhí cña BM sÏ tiÕn hµnh qu¸ tr×nh ghi/®äc C¸c « nhí cña CM sÏ ®­îc ®äc ra mét c¸ch tuÇn tù (®­îc ®iÒu khiÓn ®äc tuÇn tù) c .2) §iÒu khiÓn ngÉu nhiªn (tt) d) C¸c kiÓu chuyÓn m¹ch T ghi tuÇn tù - ®äc ngÉu nhiªn ghi ngÉu nhiªn - ®äc tuÇn tù d. 1) ghi tuÇn tù - ®äc ngÉu nhiªn Bé ®Õm khe thêi gian x¸c ®Þnh tuyÕn PCM vµo ®Ó ghi tÝn hiÖu vµo bé nhí BM mét c¸ch tuÇn tù. 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. d. 1) ghi tuÇn tù - ®äc ngÉu nhiªn (tt) Nh­ vËy, viÖc ghi vµ ®äc trªn bé nhí BM thùc hiÖn theo 2 chu tr×nh sau : Chu tr×nh ghi : Ghi vµo BM « nhí cã ®Þa chØ do bé ®Õm khe thêi gian cung cÊp. Chu tr×nh ®äc : §äc ra tõ BM « nhí cã ®Þa chØ do CM cung cÊp. d. 1) ghi tuÇn tù - ®äc ngÉu nhiªn (tt) Gi¶ sö cÇn trao ®æi néi dung gi÷a 2 khe thêi gian TSi vµ TSj b»ng kiÓu chuyÓn m¹ch ghi tuÇn tù - ®äc ngÉu nhiªn, th× qu¸ tr×nh sÏ ®­îc thùc hiÖn nh­ sau: d. 1) ghi tuÇn tù - ®äc ngÉu nhiªn (tt) d. 1) ghi tuÇn tù - ®äc ngÉu nhiªn (tt) d. 1) ghi tuÇn tù - ®äc ngÉu nhiªn (tt) d. 1) ghi tuÇn tù - ®äc ngÉu nhiªn (tt) d. 2) ghi ngÉu nhiªn - ®äc tuÇn tù Bé nhí CM cung cÊp ®Þa chØ cña c¸c « nhí cña BM trong chu tr×nh ghi. Bé ®Õm khe thêi gian cung cÊp ®Þa chØ cho viÖc ®äc th«ng tin ra khái bé nhí BM. d. 2) ghi ngÉu nhiªn - ®äc tuÇn tù (tt) Gi¶ sö cÇn trao ®æi néi dung gi÷a 2 khe thêi gian TSi vµ TSj b»ng kiÓu chuyÓn m¹ch ghi ngÉu nhiªn - ®äc tuÇn tù, th× qu¸ tr×nh sÏ ®­îc thùc hiÖn nh­ sau: d. 2) ghi ngÉu nhiªn - ®äc tuÇn tù (tt) d. 2) ghi ngÉu nhiªn - ®äc tuÇn tù (tt) d. 2) ghi ngÉu nhiªn - ®äc tuÇn tù (tt) d. 2) ghi ngÉu nhiªn - ®äc tuÇn tù (tt) e) §Æc ®iÓm cña chuyÓn m¹ch t Tån t¹i thêi gian trÔ nh­ng nhá h¬n thêi gian cña 1 khung cña tuyÕn PCM. Dung l­îng bÞ giíi h¹n bëi thêi gian ghi ®äc bé nhí. BÊt kú ®Çu vµo nµo còng cã kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch ®Õn ®Çu ra mong muèn. ChØ thÝch hîp víi tæng ®µi nhá. Gi¸ thµnh rÎ. II.2.2.3 chuyÓn m¹ch kh«ng gian (s) a) ®Þnh nghÜa ChuyÓn m¹ch kh«ng gian sè lµ chuyÓn m¹ch thùc hiÖn viÖc trao ®æi th«ng tin cïng mét khe thêi gian nh­ng ë hai tuyÕn PCM kh¸c nhau. ChuyÓn m¹ch kh«ng gian sè gåm nhiÒu xa lé PCM nhËp (X1, X2Xn) vµ nhiÒu xa lé PCM xuÊt (Y1, Y2Ym) ®­îc kÕt nèi b»ng ma trËn ®iÓm nèi chÐo n hµng vµ m cét. §iÓm nèi chÐo th­êng lµ cæng AND. X1 X2 X3 Xn Y1 Y2 Y3 Ym C¸c cét bé nhí ®iÒu khiÓn Xa lé PCM nhËp Xa lé PCM xuÊt a) ®Þnh nghÜa (tt) Nguyªn lý lµm viÖc cña chuyÓn m¹ch kh«ng gian sè dùa trªn c¬ së chuyÓn m¹ch kh«ng gian dïng thanh chÐo. b) nguyªn lý S¬ ®å chuyÓn m¹ch kh«ng gian tiÕp th«ng hoµn toµn BÊt kú ®Çu vµo nµo còng cã kh¶ n¨ng nèi víi ®Çu ra mong muèn . Nguyªn lý tiÕp th«ng hoµn toµn S¬ ®å ChØ cã mét sè ®Çu vµo nµo ®ã th× míi cã kh¶ n¨ng nèi víi mét sè ®Çu ra t­¬ng øng. Nguyªn lý tiÕp th«ng kh«ng hoµn toµn c) ph­¬ng ph¸p thùc hiÖn Ma trËn n*m ®iÓm th«ng ®­îc ®Æt ë giao ®iÓm ngâ vµo, ngâ ra. Mçi CM cã R « nhí (sè khe thêi gian trong 1 khung mang ®Þa chØ ®iÓm th«ng trªn cét. Dïng thªm mét ®Þa chØ 0 ®Ó biÓu thÞ tÊt c¶ ®iÓm th«ng trªn cét ®Òu kh«ng nèi c) ph­¬ng ph¸p thùc hiÖn (tt) BiÕt c¸c th«ng tin trªn c¸c ®­êng PCM ®Çu vµo vµ th«ng tin trong c¸c bé nhí CM cña chuyÓn m¹ch kh«ng gian sè nh­ h×nh vÏ. X¸c ®Þnh th«ng tin trong c¸c ®­êng PCM ®Çu ra? d) c¸c chÕ ®é ®iÒu khiÓn d) c¸c chÕ ®é ®iÒu khiÓn (tt) e) §Æc ®iÓm cña chuyÓn m¹ch kh«ng gian Kh¶ n¨ng lín (dung l­îng lín). §é tin cËy cao. ViÖc chän ®­êng thuËn tiÖn. Kh«ng sö dông ®éc lËp trong thùc tÕ. NhËn xÐt chung ChuyÓn m¹ch T kh«ng thuËn lîi trong c¸c hÖ thèng tæng ®µi cã dung l­îng lín. 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, ng­êi ta ghÐp chuyÓn m¹ch T vµ S ®Ó t¹o nªn c¸c tr­êng chuyÓn m¹ch cã dung l­îng lín. ii.2.2.4 phèi ghÐp c¸c cÊp chuyÓn m¹ch a) chuyÓn m¹ch ghÐp ts Nguyªn lý C¸c khe thêi gian ngâ vµo ®­îc l­u l¹i trong c¸c chuyÓn m¹ch thêi gian T §Õn khe thêi gian t­¬ng øng, néi dung trong c¸c « nhí trong c¸c bé nhí BM ®­îc nèi víi ngâ ra x¸c ®Þnh qua c¸c chuyÓn m¹ch kh«ng gian S. a) chuyÓn m¹ch ghÐp ts (tt) a) chuyÓn m¹ch ghÐp ts (tt) a) chuyÓn m¹ch ghÐp ts (tt) a) chuyÓn m¹ch ghÐp ts (tt) a) chuyÓn m¹ch ghÐp ts (tt) a) chuyÓn m¹ch ghÐp ts (tt) a) chuyÓn m¹ch ghÐp ts (tt) b) chuyÓn m¹ch ghÐp sts b) chuyÓn m¹ch ghÐp sts b) chuyÓn m¹ch ghÐp tst b) chuyÓn m¹ch ghÐp tst (tt) C©u hái «n tËp ch­¬ng 2 1. Trình bày khái niệm và đặc điểm của 3 phương thức chuyển mạch (CM kênh, Cm tin, CM gói)? 2. Trình bày về chuyển mạch thời gian T? (gồm có : định nghĩa, các phương pháp thực hiện, các chế độ điều khiển, các kiểu chuyển mạch, đặc điểm và phân tích một ví dụ của chuyển mạch thời gian). 3. Trình bày về chuyển mạch không gian? (gồm có: định nghĩa, nguyên lý, đặc điểm và phân tích một ví dụ của chuyển mạch không gian). 4. Phân tích một ví dụ về chuyển mạch ghép TS, ST, STS, TST?