Bài giảng Kỹ thuật chuyển mạch báo hiệu - Chương 2: Các bộ chuyển mạch thời gian số cơ bản

CHƯƠNG 2: CÁC BỘ CHUYỂN MẠCH 
THỜI GIAN SỐ CƠ BẢN
(TIME SWITCH – T-sw)
NỘI DUNG
• Bài 1: Chức năng các bộ chuyển mạch
thời gian số
• Bài 2: Bộ chuyển mạch thời gian số kiểu
ghi tuần tự đọc ngẫu nhiên
• Bài 3: Bộ chuyển mạch thời gian số kiểu
ghi ngẫu nhiên đọc tuần tự
• Bài 4: Bộ chuyển mạch thời gian số kiểu
ghi ngẫu nhiên đọc ngẫu nhiên
BÀI 1: CHỨC NĂNG CÁC BỘ 
CHUYỂN MẠCH THỜI GIAN SỐ
• NỘI DUNG:
1. Nguyên tắc
2. Chức năng của bộ chuyển mạch thời gian
số
NGUYÊN TẮC
Thông tin cần chuyển mạch sẽ được nhớ
trong bộ nhớ từ khe thời gian phát và tới
khe thời gian thu nó sẽ được đọc ra từ bộ
nhớ đó và tạo ra một khoảng thời gian trễ
TÍNH NĂNG CỦA T-SW
TRỄ QUA CHUYỂN MẠCH THỜI 
GIAN SỐ
CHỨC NĂNG
Từ mã PCM của các kênh trên tuyến PCMin sẽ
được đưa vào bộ nhớ của bộ chuyển mạch →
lưu trong các ngăn nhớ
Từ mã PCM trong bộ nhớ sẽ được đọc tại các
khe thời gian cần thiết để đưa ra các kênh trên
tuyến PCMout
Ghi và đọc phải thực hiện theo yêu cầu
Mỗi từ mã PCM sẽ được nhớ trong 1 ngăn nhớ
riêng → bộ chuyển mạch có khả năng phục vụ
đồng thời nhiều cuộc gọi
THỜI GIAN GIỮ CHẬM THÔNG 
TIN
• F: số kênh
• 125/F: độ rộng một khe thời gian
• tM : thời gian giữ chậm thông tin (bằng số
nguyên lần khe thời gian)
KẾT LUẬN
• Bộ chuyển mạch thời gian số là bộ nhớ
logic dùng để nhớ các từ mã PCM có
nguyên tắc ghi, đọc các từ mã đó như thế
nào đó để thực hiện được các thao tác
chuyển mạch theo yêu cầu
BÀI 2: BỘ CHUYỂN MẠCH THỜI GIAN SỐ 
KIỂU GHI TUẦN TỰ ĐỌC NGẪU NHIÊN
• Nội dung:
1. Nguyên tắc
2. Cấu tạo
3. Nguyên lý hoạt động
NGUYÊN TẮC
• Ghi thông tin từ các kênh đầu vào 1 cách
tuần tự
• Đọc chúng để đưa ra các kênh đầu ra một
cách ngẫu nhiên
• Ký hiệu T-SWRR (Time Switch Sequential
Write Random Read)
CẤU TẠO
• T-MEM (Time Memory): bộ nhớ thời gian (bộ
nhớ thoại)
• C-MEM (Control Memory): bộ nhớ điều khiển
(bộ nhớ địa chỉ)
• TS (Time Slot): khe thời gian
• TS-Counter: bộ đếm thời gian
• Selector: Bộ chọn
• add (address bus): bus địa chỉ
• R/W: Read/Write: đọc / ghi
CẤU TẠO
• T-MEM (Time Memory): bộ nhớ thời gian
(bộ nhớ thoại) dùng để nhớ các từ mã
PCM
• T-MEM có F ngăn nhớ (= số kênh trên
tuyến PCM)
• Số bit trong mỗi ngăn nhớ là 8 bits (= số
bit của từ mã PCM)
CẤU TẠO
• C-MEM (Control Memory): điều khiển việc
đọc các ngăn nhớ T-MEM
• C-MEM có F ngăn nhớ (=số kênh trên
tuyến PCM)
• Số bit của mỗi ngăn nhớ gồm p bit địa chỉ
ngăn nhớ T-MEM cần đọc và 1 bit chỉ thị
bận rỗi (bit B)
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
• Ghi vào T-MEM (từ tuyến PCMup tới các
ngăn nhớ của T-MEM)
– Ghi bắt đầu từ từ mã của Ch0 đến từ mã của
ChF-1
– TS-Counter sẽ đếm từ 0 →F-1 rồi đưa dữ liệu
lên Selector 1 → bus add của T-MEM, bit
R/W=0
– Ghi xong từ mã kênh ChF-1 thì ghi tiếp từ mã
mới của kênh Ch0
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
• Đọc T-MEM (từ ngăn nhớ T-MEM đưa ra
kênh trên tuyến PCMdown)
– Được điều khiển bởi từ mã địa chỉ chứa trong
ngăn nhớ của C-MEM
– Nguyên tắc: địa chỉ ngăn nhớ T-MEM cần đọc sẽ
được nhớ trong ngăn nhớ của C-MEM mà thứ tự
của ngăn nhớ này trùng với thứ tự kênh đầu ra
– Ví dụ: Muốn đọc ngăn nhớ i của T-MEM để đưa
ra kênh Chj trên tuyến PCMout thì địa chỉ [i] phải
được nhớ trong ngăn j của C-MEM
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
• Ghi C-MEM (từ phân hệ điều khiển tới ngăn nhớ
C-MEM)
– Phân hệ điều khiển đưa số liệu điều khiển → C-bus
– Số liệu điều khiển gồm địa chỉ bộ chuyển mạch, địa
chỉ ngăn nhớ, và số liệu điều khiển sẽ ghi vào ngăn
nhớ đó
– Bộ Selector 2 sẽ phân tích địa chỉ bộ chuyển mạch
(add.sw.), nếu đúng thì Selector 2 sẽ chuyển R/W của
nó về “0” logic (ghi)
– p+1 bit sẽ được ghi vào ngăn nhớ của C-MEM mà địa
chỉ của ngăn nhớ đó là p bit khác từ C-bus qua bộ
Selector 2 lên add bus của C-MEM
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
• Đọc C-MEM (từ ngăn nhớ C-MEM đưa lên
bộ Selector 1)
– Được tiến hành đồng bộ tuần tự theo bộ đếm
TS-Counter
– Khi TS-Counter có giá trị 0 thì đọc ngăn 0 của
C-MEM, nếu bit B trong ngăn đó bằng 1 thì bỏ
qua, còn nếu B=0 thì Selector 1 sẽ đưa P bit
số liệu địa chỉ đọc được từ ngăn 0 của C-
MEM lên add.bus của T-MEM
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
• Kết luận
– T-MEM: ghi tuần tự, đọc ngẫu nhiên
– C-MEM: ghi ngẫu nhiên, đọc tuần tự
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Bài 3: BỘ CHUYỂN MẠCH THỜI GIAN SỐ KIỂU GHI 
NGẪU NHIÊN ĐỌC TUẦN TỰ (T-RWSR)
• Nội dung:
1. Cấu tạo
2. Nguyên tắc hoạt động
CẤU TẠO
• T-MEM (Time Memory): bộ nhớ thời gian (bộ
nhớ thoại)
• C-MEM (Control Memory): bộ nhớ điều khiển
(bộ nhớ địa chỉ)
• TS (Time Slot): khe thời gian
• TS-Counter: bộ đếm thời gian
• Selector: Bộ chọn
• add (address bus): bus địa chỉ
• R/W: Read/Write: đọc / ghi
CẤU TẠO
• T-MEM (Time Memory): bộ nhớ thời gian
(bộ nhớ thoại) dùng để nhớ các từ mã
PCM
• T-MEM có F ngăn nhớ (= số kênh trên
tuyến PCM)
• Số bit trong mỗi ngăn nhớ là 8 bits (= số
bit của từ mã PCM)
CẤU TẠO
• C-MEM (Control Memory): điều khiển việc
ghi các từ mã PCM vào ngăn nhớ T-MEM
• C-MEM có F ngăn nhớ (=số kênh trên
tuyến PCM)
• Số bit của mỗi ngăn nhớ gồm p bit địa chỉ
ngăn nhớ T-MEM và 1 bit chỉ thị bận rỗi
(bit B)
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
W
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
• Cả T-MEM và C-MEM đều hoạt động theo
kiểu ghi ngẫu nhiên, đọc tuần tự
• Khi cần thực hiện 1 thao tác chuyển mạch thì
PĐKCM sẽ đưa SLĐK (data) → ngăn nhớ C-
MEM và ghi data vào ngăn cần thiết theo
nguyên tắc: “STT của ngăn nhớ C-MEM
trùng với STT kênh đầu vào, SLĐK ghi vào
ngăn nhớ đó trùng với STT kênh đầu ra và
chính là địa chỉ của ngăn nhớ T-MEM mà từ
mã của kênh đầu vào sẽ ghi vào đó”
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
• Ví dụ: Chi→Chj
• Ghi địa chỉ [j] vào ngăn i của C-MEM
BÀI 4: BỘ CHUYỂN MẠCH THỜI GIAN SỐ KIỂU 
GHI NGẪU NHIÊN ĐỌC NGẪU NHIÊN
• NỘI DUNG:
1. Cấu tạo
2. Nguyên lý hoạt động
CẤU TẠO
T-MEM: có m ngăn nhớ dùng để nhớ các từ mã
PCM, mỗi ngăn có 8 bit
 C-MEM: có F ngăn nhớ (=số kênh trên tuyến PCM)
dùng để nhớ các từ mã điều khiển, mỗi ngăn nhớ
gồm 2 phần (phần chứa địa chỉ điều khiển ghi, phần
dùng để chứa địa chỉ điều khiển đọc các ngăn nhớ
T-MEM), mỗi phần chứa r bit
 r = P + 1
TS-Counter
m<<F
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
W R
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Khi cần thực hiện 1 TTCM thì phần ĐKCM
chọn 1 ngăn nhớ rỗi trên T-MEM để phục vụ
Địa chỉ của ngăn nhớ T-MEM được chọn sẽ
được ghi vào
Phần điều khiển ghi của ngăn nhớ có STT trùng với
kênh đầu vào
Phần điều khiển đọc của ngăn nhớ có STT trùng với
kênh đầu ra
Ví dụ: Chi →Chj , giả sử phần ĐK chọn
ngăn 2, thì địa chỉ [2] sẽ ghi vào phần ĐK
ghi của ngăn i và phần ĐK đọc của ngăn j
của C-MEM
KẾT LUẬN
T-RWRR cho phép sử dụng các ngăn nhớ
của T-MEM linh hoạt, hiệu quả
 Do m<<F nên có thể xảy ra gọi hụt
KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CỦA CÁC BỘ CHUYỂN 
MẠCH THỜI GIAN SỐ
Thời kỳ đầu, giá thành bộ nhớ cao nên
áp dụng cấu trúc S-T-S để giảm chuyển
mạch T (T dùng loại T-RWRR)
 Sau này, giá bộ nhớ giảm, tốc độ cao,
dung lượng lớn nên áp dụng cấu trúc T-
S-T để tăng khả năng phục vụ, khả
năng thông cao, chọn tuyến tốt (T ở
tầng đầu là T-SWRR ở tầng sau là T-RWSR)
KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CỦA CÁC BỘ CHUYỂN 
MẠCH THỜI GIAN SỐ
Tổng đài dung lượng nhỏ (vài trăm thuê
bao) chỉ cần dùng 1 bộ chuyển mạch T
 Tổng đài dung lượng trung bình và lớn
nên áp dụng cấu trúc T-S, S-T hoặc T-S-
T, S-T-S
Kiểm tra 1 tiết
• Câu 1: Vẽ mô hình chức năng chuyển mạch không gian? Nêu
đặc điểm chung của bộ chuyển mạch không gian cơ bản. (2 đ)
• Câu 2: Trình bày khả năng áp dụng của các bộ chuyển mạch
thời gian số (2 đ)
• Câu 3: Vẽ sơ đồ tổng quát trường chuyển mạch 2 khâu (2 đ)
• Câu 4: Cho các thao tác chuyển mạch sau: (4 đ)
Ch1 → Ch0
Ch2 →ChF-1
ChF-3 →ChF-2
a. Vẽ C-MEM của T-SWRR
b. Cho F=64, hãy viết các bit trong ngăn nhớ C-MEM biết
rằng bit chỉ thị bận rỗi là 1
Kiểm tra 1 tiết
• Câu 1: Trình bày nguyên tắc ghép các tuyến PCM bậc cao từ
các tuyến PCM thấp hơn (1 đ)
• Câu 2: Vẽ vi mạch Codec và các chân chức năng của nó. Chú
thích các chân chức năng(2 đ)
• Câu 3: Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bộ chuyển
mạch thời gian số kiểu ghi tuần tự đọc ngẫu nhiên(3 đ)
• Câu 4: Cho các thao tác (4đ)
Ch2 →ChF-1( Chọn 3 làm ngăn nhớ rỗi)
Ch1 →ChF-2( Chọn m-1 làm ngăn nhớ rỗi)
ChF-4 →ChF-3( Chọn 0 làm ngăn nhớ rỗi)
a. Vẽ C-MEM của T-RWRR
b. Cho m = 10, hãy viết các bit trong ngăn nhớ C-MEM biết
rằng bit chỉ thị bận rỗi là 1
Kiểm tra 1 tiết lớp B đề 2
• Câu 1: Trình bày cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của
T_RWRR ?(3 đ)
• Câu 2: Trình bày các đặc điểm chung của bộ chuyển mạch S?
(2đ)
• Câu 3: Cho các thao tác (3đ)
Ch4 →ChF-1
Ch1 →ChF-2
ChF-4 →ChF-3
a. Vẽ C-MEM của T-SWRR
b. Cho F = 128, hãy viết các bit trong ngăn nhớ C-MEM biết
rằng bit chỉ thị bận rỗi là 1
Kiểm tra 1 tiết lớp B đề 2
• Câu 4: Cho hình C-MEM của bộ chuyển mạch như sau (2đ)
a. Đây là bộ chuyển mạch loại gì ?
b. Viết các thao tác chuyển mạch?
Kiểm tra 1 tiết lớp B đề 1
• Câu 1: Trình bày cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của
T_RWSR ?(3 đ)
• Câu 2: Trình bày chức năng của S_sw? Viết thao tác chuyển
mạch tổng quát ?(2đ)
• Câu 3: Cho các thao tác (3đ)
Ch2 →ChF-1( Chọn 3 làm ngăn nhớ rỗi)
Ch1 →ChF-2( Chọn m-1 làm ngăn nhớ rỗi)
ChF-4 →ChF-3( Chọn 0 làm ngăn nhớ rỗi)
a. Vẽ C-MEM của T-RWRR
b. Cho m = 10, hãy viết các bit trong ngăn nhớ C-MEM biết
rằng bit chỉ thị bận rỗi là 1
Kiểm tra 1 tiết lớp B đề 1
• Câu 4: Cho hình C-MEM của bộ chuyển mạch như sau (2đ)
a. Đây là bộ chuyển mạch loại gì ?
b. Viết các thao tác chuyển mạch?
Kiểm tra 1 tiết lớp B lần 2 đề 1
• Câu 1: Vẽ sơ đồ tổng quát trường chuyển mạch 2 khâu ?(2 đ)
• Câu 2: Trình bày ứng dụng của vi mạch Codec?(1đ)
• Câu 3: Viết tên các chức năng của mạch điện giao tiếp đường
dây thuê bao (2 đ)
• Câu 4: Cho cấu trúc chuyển mạch 2 tầng S-T (S dùng loại điều
khiển theo đầu ra. (2 đ)
• a. Vị trí từ mã của thuê bao A là khe thời gian số 3 tuyến PCM1 .
Vị trí từ mã của thuê bao B và khe thời gian số 2 tuyến PCM0 .
Hãy viết thao tác chuyển mạch từ B→A theo 2 bước.
• b. Vẽ C-MEM của các bộ chuyển mạch sử dụng trên câu a thể
hiện việc giao tiếp giữa 2 thuê bao A và B
• Câu 5: Làm lại câu 4 với cấu trúc T-S-T (S dùng loại điều khiển
theo đầu ra) (3đ)
Kiểm tra 1 tiết lớp B lần 2 đề 2
• Câu 1: Vẽ sơ đồ tổng quát trường chuyển mạch 3 khâu ?(2 đ)
• Câu 2: Phát biểu định luật Kocheniskov. Viết công thức tính số
kênh của một hệ thống phân kênh theo thời gian. Chú thích (2đ)
• Câu 3: Trình bày chức năng chống quá áp của mạch SLIC(1đ)
• Câu 4: Cho cấu trúc chuyển mạch 2 tầng T-S (S dùng loại điều
khiển theo đầu vào. (2đ)
• a. Vị trí từ mã của thuê bao A là khe thời gian số 3 tuyến PCM1 ,
vị trí từ mã của thuê bao B và khe thời gian số 2 tuyến PCM0 .
Hãy viết thao tác chuyển mạch từ B→A theo 2 bước.
• b. Vẽ C-MEM của các bộ chuyển mạch sử dụng trên câu a thể
hiện việc giao tiếp giữa 2 thuê bao A và B
• Câu 5: Làm lại câu 4 với cấu trúc S-T-S (S dùng loại điều khiển
theo đầu vào) (3 đ) (Chọn Tk làm bộ chuyển mạch trung gian)
Kiểm tra 1 tiết lớp C lần 2 đề 1
• Câu 1: Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ chuyển
mạch S điều khiển theo hàng ?(2 đ)
• Câu 2: Tại sao SLIC là phần cứng khó nhất trong tổng đài?(1đ)
• Câu 3: Vẽ C-MEM của bộ chuyển mạch S điều khiểu theo đầu vào
thể hiện thao tác chuyển mạch từ tuyến PCM1 sang tuyến PCM2
tại kênh F-1.(2 đ)
• Câu 4: Cho cấu trúc chuyển mạch 2 tầng S-T (S dùng loại điều
khiển theo đầu ra). (2 đ)
• a. Vị trí từ mã của thuê bao A là khe thời gian số 2 tuyến PCM1 . Vị
trí từ mã của thuê bao B và khe thời gian số 3 tuyến PCM0 . Hãy
viết thao tác chuyển mạch từ B→A theo 2 bước.
• b. Vẽ C-MEM của các bộ chuyển mạch sử dụng trên câu a thể hiện
việc truyền dữ liệu từ B sang A và từ A sang B
• Câu 5: Làm lại câu 4 với cấu trúc T-S-T (S dùng loại điều khiển
theo đầu ra) , chọn khe thời gian trung gian là khe số 5(3đ)
Kiểm tra 1 tiết lớp C lần 2 đề 2
• Câu 1: Tại sao cần có bộ chuyển mạch S ?(2 đ)
• Câu 2: Trình bày các loại kết cuối của tổng đài (2đ)
• Câu 3: Hãy vẽ C-MEM của bộ chuyển mạch thể hiện thao tác
chuyển mạch từ tuyến PCM2 tới tuyến PCM0 tại kênh số 3 (1đ)
• Câu 4: Cho cấu trúc chuyển mạch 2 tầng T-S (S dùng loại điều
khiển theo đầu vào). (2đ)
• a. Vị trí từ mã của thuê bao A là khe thời gian số 2 tuyến PCM1 ,
vị trí từ mã của thuê bao B và khe thời gian số 3 tuyến PCM0 .
Hãy viết thao tác chuyển mạch từ B→A theo 2 bước.
• b. Vẽ C-MEM của các bộ chuyển mạch sử dụng trên câu a thể
hiện việc truyền dữ liệu từ A sang B và từ B sang A
• Câu 5: Làm lại câu 4 với cấu trúc S-T-S (S dùng loại điều khiển
theo đầu vào) (3 đ) (Chọn T4 làm bộ chuyển mạch trung gian)