Bài giảng Kỹ thuật chuyển mạch - Chương 2: Nguyên lý chuyển mạch kênh

1NGUYÊN LÝ
CHUYỂN MẠCH KÊNH
(Principle of Circuit Switching)
Switching Engineering Page 2
Nội dung
! Giới thiệu.
! Chuyển mạch thời gian T.
! Chuyển mạch không gian.
! Ghép các cấp chuyển mạch.
Switching Engineering Page 3
Giới thiệu
! Chuyển mạch kênh thực hiện việc cung
cấp kênh dẫn cho user theo yêu cầu dưới
sự điều khiển của các bộ xử lý hoặc máy
tính.
! Tín hiệu đi qua kênh dẫn thông thường
là tín hiệu PCM được ghép kênh với tốc
độ cao nhằm tăng khả năng của hệ
thống.
! Việc ghép kênh được thực hiện trên cơ
sở phân chia theo thời gian TDM (trược
đay là FDM) nên mỗi kênh được chứa
trong khe thời gian tương ứng.
! Nhiệm vụ chuyển mạch là chuyển đổi nội
dung giữa các khe thời gian ngõ vào và
ngõ ra.
Hình 2-1 Chuyển mạch 
T và chuyển mạch S
Switching Engineering Page 4
Chuyển mạch thời gian T
! Chuyển mạch thời gian là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi
nội dung giữa hai khe thời gian trên cùng một tuyến PCM.
Hình 2-2 Chuyển mạch T
Switching Engineering Page 5
Phương pháp thực hiện
! Thực hiện chuyển
mạch T dùng bộ trễ:
! Trên đường truyền dẫn
của tín hiệu, đặt các
đơn vị trễ có thời gian
trễ băng thời gian của
một khe thời gian.
! Nhược điểm:
! Hiệu quả kém.
! Giá thành cao.
! Khó thực hiện.
t
t
t
t
Ngõ vào
Ngõ vào
Ngõ ra
Ngõ ra
1 khung = R khe thời gian
j-i bộ trễ
R-(j-i) bộ trễ
TSi
TSj
Ngõ vào i
Ngõ vào j
Ngõ ra i
Ngõ ra j
Hình 2-3 Thực hiện bằng các bộ trễ
Switching Engineering Page 6
Phương pháp thực hiện
! Thực hiện chuyển mạch T dùng bộ nhớ đêm:
! BM ghi các khe thời gian của tuyến PCM vào các ô nhớ tương ứng.
CM điều khiển việc ghi (hoặc đọc) ô nhớ của BM. Bộ đếm khe thời
gian là bộ đếm chu kỳ, với chu kỳ bằng số khe thời gian trên
tuyến PCM.
! Dung lượng BM:
! CBM=b.R bits.
! Dung lượng CM:
! CCM=R.log2R bits.
Hình 2-4 Chuyển mạch T dùng bộ nhớ đệm
Buffer Memory
(BM)
Control Memory
(CM) Time Slot Counter
Write Read
! Với b: số bit mã hoá,
R: số khe thời gian trong
một khung.
Switching Engineering Page 7
Điều khiển tuần tự
! Điều khiển tuần tự điều
khiển việc đọc (hoặc ghi)
vào các ô nhớ của bộ
nhớ BM một cách liên
tiếp.
! Sử dụng bộ đếm khe
thời gian với chu kỳ
đếm R, bộ đếm này sẽ
tuần tự tăng giá trị lên
một sau thời gian của
một khe thời gian.
Hình 2-5 Điều khiển tuần tự
Time Slot Counter
BM
TS1TSR 1
R
Switching Engineering Page 8
Điều khiển ngẫn nhiên
! Điều khiển ngẫu nhiên
điều khiển việc đọc
(hoặc ghi) các ô nhớ
cuả BM theo nhu cầu.
! Sử dụng bộ nhớ điều
khiển CM, ô nhớ CM
chứa địa chỉ đọc (hoặc
ghi) của ô nhớ của BM.
Hình 2-5 Điều khiển ngẫu nhiên
Control Memory
BM
TS1TSR 1
R
Switching Engineering Page 9
Các kiểu chuyển mạch T
! Chuyển mạch T ghi tuần tự, đọc ngẫu nhiên
Time Slot Counter
BM
TS1TSR 1
R
Control Memory
TS1TSR
Hình 2-6 Chuyển mạch T ghi tuần tự, đọc ngẫu nhiên
Switching Engineering Page 10
Các kiểu chuyển mạch T
! Chuyển mạch T ghi ngẫu nhiên, đọc tuần tự
Hình 2-7 Chuyển mạch T ghi ngẫu nhiên, đọc tuần tự
Control Memory
BM
TS1TSR 1
R
Time Slot Counter
TS1TSR
Switching Engineering Page 11
Đặc điểm chuyển mạch T
! Trễ (độ trễ nhỏ hơn thời gian 1 khung).
! Rẻ tiền.
! Dung lượng bị giới hạn bởi thời gian ghi đọc bộ nhớ.
! Chỉ thích hợp với tổng đài nhỏ.
Switching Engineering Page 12
Chuyển mạch không gian S
! Là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi thông tin giữa hai tuyến
PCM trong cùng khe thời gian.
Hình 2-9 Chuyển mạch không gian S
in
out
Cross point
Switching Engineering Page 13
Phương pháp thực hiện
! Ma trận nxm, điểm
thông được đặt ở giao
điểm ngõ vào và ngõ
ra.
! Mỗi CM có R ô nhớ (số
khe thời gian trong một
khung) mang địa chỉ
điểm thông trên cột.
! Dung lượng CM:
! CCM=R.log2(n+1).
! Dùng thêm 1 địa chỉ
biểu thị tất cả điểm
thông trên cột đều
không nối.
Hình 2-10 Ma trận chuyển mạch S 
1
R
1
R
1
R
1
R
1 2 3 M …
1
2
3
N
CM1 CM2 CM3 CMM
Switching Engineering Page 14
Điều khiển theo đầu ra
! Xác định 1 trong n ngõ vào
nối với đầu ra tương ứng.
! Sử dụng các bộ ghép kênh
logic số, bộ ghép kênh này
hoạt động dưới sự điều khiển
của các bộ nhớ CM.
! Dựa vào thông tin trong CM,
các bộ MUX chọn ngõ vào
tương ứng để ghép ở đầu ra.
! Dung lượng tổng cộng của
các bộ nhớ:
! CΣCM=m.R.log2(n+1).
Hình 2-11 Điều khiển theo đầu ra
MUX MUX MUX
CM1 CM2 CMM
1
2
n
1
2
m
Switching Engineering Page 15
Điều khiển theo đầu vào
! Xác định 1 trong n ngõ ra
nối với đầu vào tương ứng.
! Sử dụng các bộ tách kênh
logic số, bộ tách kênh này
hoạt động dưới sự điều
khiển của các bộ nhớ CM.
! Dựa vào thông tin trong CM,
các bộ DEMUX chọn ngõ ra
tưng ứng để tách từ đầu
vào.
! Dung lượng tổng cộng của
các bộ nhớ:
! CΣCM=n.R.log2(n+1).
Hình 2-12 Điều khiển theo đầu vào
DMUX DMUX DMUX
CM1 CM2 CMN
1
2
n
1
2
m
Switching Engineering Page 16
Đặc điểm
! Khả năng lớn (dung lượng lớn).
! Tin cậy.
! Chọn đường thuận tiện.
! Không sử dụng độc lập trong thực tế.
Switching Engineering Page 17
Ghép các cấp chuyển mạch
! Chuyển mạch TS.
! Chuyển mạch STS.
! Chuyển mạch TST.
Switching Engineering Page 18
Chuyển mạch TS
BM1
CMT1
PCM1
BM2
CMT2
PCM2
BMn
CMTn
PCMn
CMS1 CMS2 CMSm
PCM1 PCM2 PCMm
Hình 2-13 Chuyển mạch ghép TS
TS3
TS6TS6
#1
6
#6
Switching Engineering Page 19
Chuyển mạch STS
1 i j r 1 i j r 1 i j r 1 i j r
S S S S
T
T
DDMM
Hình 2-14 Chuyển mạch STS
Switching Engineering Page 20
Chuyển mạch TST
Module S
Module 1
Module N
TM
TD
1
R
...
...
...
R
...
1
...
S S
... ...
...
Hình 2-15 Chuyển mạch TST