ĐIỆN tử VIỄN THÔNG c3 1 kỹ thuật chuyển mạch kênh npt khotailieu
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (904.04 KB, 35 trang )
Giảng viên:
<Insert Picture Here>
Phan Thị Thanh Ngọc
CHƯƠNG 2: MẠNG CHUYỂN MẠCH KÊNH
Nội dung chương 2
II.1. Giới thiệu chung về kỹ thuật chuyển mạch
II.2. Kỹ thuật chuyển mạch không gian (S)
II.3. Kỹ thuật chuyển mạch thời gian (T)
II.4. Chuyển mạch ghép S-T
II.5. Một số trường chuyển mạch thực tế
Neax 61E
Alcatel 1000 (E10)
Tài liệu tham khảo
1. Giáo trình “Tổng đài & kỹ thuật chuyển mạch”, EPU
2. “Kỹ thuật chuyển mạch 1”, Học viện KT Quân Sự
3. “Kỹ thuật chuyển mạch”, HV Kỹ thuật Quân sự
4. Tài liệu Seminar của lớp
5. C3_Tài liệu đọc thêm
6. Tài liệu khác???
I. Mạng chuyển mạch
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…)
• 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
Mạng chuyển mạch kênh
Chuyển mạch kênh
• 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)
Chuyển mạch kênh - 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
Chuyển mạch kênh - 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 PSTN
• Cuộc gọi có thể được thiết lập giữa bất kỳ hai thuê bao trong phạm vi quốc gia hay qtế
• 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.
Mạng chuyển mạch kênh 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
Kết nối mạch
Bộ chuyển mạch kênh
• 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
Blocking or Non-Blocking
• 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
• Non-blocking
• Cho phép tất cả các trạm đều được kết nối cùng lúc
• Được dùng cho các kết nối dữ liệu
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
• Non-blocking
Chuyển mạch không gian 1 tầng
• N>M: concentration
• N=M: distribution
• N
N inputs
M outputs
Crossbar matrix
N inputs/outputs
Triangular switch
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)
Bộ chuyển mạch 3 tầng
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
• Time-division Multiplexing BUS (TDM BUS)
• Time Slot Interchange (TSI)
• Time-multiplexed Switching
Time–Division Multiplexing Bus
• Một trong những dạng CM 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 CM 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
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 (multi-stage)
Time–Multiplexed Switching
• Một biến đổi của phương pháp chuyển mạch theo thời gian
trong đó mỗi ngõ nhập là một dòng TDM
• Cấu hình chuyển mạch có thể thay đổi trên mỗi time slot
• Thường được sử dụng kết hợp với phương pháp TSI để tạo
ra các chuyển mạch đa tầng
• Để trách blocking, cấu hình tối thiểu là 3 tầng
• Cấu hình thông thường
•
•
•
•
•
TST
TSSST
STS
SSTSS
TSTST
Time–Multiplexed Switching
Tìm đường
• Chức năng
• Xác định kết nối từ thuê bao gọi đến thuê bao được gọi qua một loạt các chuyển mạch và
trung kế
• Các yêu cầu đặt ra trong vấn đề tìm đường
• Độ tin cậy
• Hiệu quả
• Khả năng chịu đựng lỗi (khả năng co giãn)
• Các phương pháp tìm đường
• Trực tiếp (Direct Routing)
• Đường đi giữa bất kỳ hai thuê bao nào là cố định và đã được thiết lập từ trước
• Mạng điện thoại công cộng
• Phân cấp (Alternate Hierachical Routing)
• Các chuyển mạch được kết nối theo cấu trúc phân cấp.
• Các trung kế (trunk) được kết nối thêm vào để cung cấp các đường đi thay thế, khả năng cân bằng
tải và chịu đựng lỗi của hệ thống
• Tìm đường động (Dynamic Routing)
• Cho phép thay đổi trong việc tìm đường tùy theo lưu thông trong mạng
• Dùng cấu trúc ngang cấp cho các node trong mạng
Tìm đường động
• Đường đi thiết lập giữa hai thuê bao thay đổi tùy theo khả
năng tải và băng thông của đường truyền tại thời điểm thiết
lập kết nối
• Một số phương pháp tìm đường động
• Dựa vào thống kê biến động trong mạng (tải, băng thông, ...) theo thời
gian, cũng gọi là Time-dependent Routing
• Alternate routing
• Dựa vào biến động trong mạng (tải, băng thông, ...) để trao đổi cập
nhật thông tin tìm đường đi giữa các node trong mạng, từ đó tìm ra
được đường đi tối ưu và cập nhật vào bảng routing ở các node chuyển
mạch trong mạng, cũng gọi là State-dependent Routing
• Adaptive routing
• Kết hợp cả hai phương pháp này
Alternate routing
• Các đường có thể giữa 2
trạm (end office) được liệt kê
trước
• Bộ chuyển mạch nguồn chọn
lựa các đường thích hợp
• Các đường được liệt kê theo
thứ tự ưu tiên
• Ưu tiên kết nối trực tiếp
• Các đường khác nhau có thể
được sử dụng tại các thời
điểm khác nhau
