Bài giảng Telephony - Chapter 3: Digital switching in exchange - Nguyễn Duy Nhật Viễn

Telephony
Nguyễn Duy Nhật Viễn
Chapter 3
Digital Switching in Exchange
Page 3
Khỏi niệm
Page 4
Chuyển mạch số

 Cung cấp nối kết giữa cỏc kờnh trong cỏc luồng
PCM.

 Bao gồm sự truyền dẫn của cỏc từ PCM liờn quan
ủến 1 kờnh trong 1 khe thời gian ở 1 bus ngừ vào và
1 khe thời gian ở bus ngừ ra. 

 Trao ủổi giữa cỏc khe thời gian thực hiện theo hai
phương phỏp và cú thể tỏch biệt hoặc phối hợp:

 Chuyển mạch thời gian. 

 Chuyển mạch khụng gian.
Page 5
Chuyển mạch thời gian T

 Khỏi niệm

 Sự trao ủổi thụng tin giữa hai khe thời gian trờn
cựng tuyến PCM/TDM.
Page 6
Chuyển mạch thời gian T

 Nguyờn lý

 BM: buffer memory, lưu
cỏc từ mó tiếng núi.

 CM: connection memory, 
ủiều khiển việc ghi ủọc của
BM.

 Dung lượng BM:

 CBM=R.B (bits),

 Dung lượng CM:

 CCM=R.log2R (bits).

 R: Số khe thời gian/khung

 B: số bit mó húa (8bits).
BM
CM
ðịa chỉ ghi/ủọc
Page 7
ðiều khiển trong chuyển mạch
T

 ðiều khiển tuần tự

 ðếm khe thời gian cung
cấp ủịa chỉ ghi/ủọc cho
cỏc ụ nhớ của BM.

 ðếm khe thời gian là bộ
ủếm cú chu kỳ bằng số
khe thời gian/khung.

 Giỏ trị ủếm khe tuần tự
tăng 1 sau thời gian 1 
khe thời gian.
...
...
BM
#1
#2
#i
#R
ðếm khe thời 
gian
1
2
i
R
Page 8
ðiều khiển trong chuyển mạch
T

 ðiều khiển ngẫu nhiờn

 CM ủiều khiển việc ghi
ủọc bộ nhớ BM.

 Cỏc ụ nhớ của CM chứa
ủịa chỉ ụ nhớ của BM sẽ
tiến hành quỏ trỡnh
ghi/ủọc.

 Cỏc ụ nhớ của CM sẽ
ủược ủọc ra 1 cỏch tuần
tự (ủược ủiều khiển ủọc
tuần tự).
...
#i
...
BM
ðịa chỉ 
ghi
#1
#2
#i
#R
TSR TS i TS 2 TS1
#R
...
#1
...
#2 CM
#1
#2
#i
#R
Page 9
Chuyển mạch T ghi tuần tự -
ủọc ngẫu nhiờn
DEMUX
MUX S/P
...
...
...
P/S
ðếm khe thời gian
...
‘#j’
...
‘#i’
...
ðịa chỉ ghi
ðịa chỉ ủọc
ð
ịa
 c
hỉ
 ủ
ọc
CM
#1
#i
#j
#R
1
I
J
R
1
I
J
R
TSj TSi
TSi TSj
#1
#i
#j
#R
Page 10
Chuyển mạch T ghi tuần tự -
ủọc ngẫu nhiờn

 Mụ tả

 Cỏc kờnh ngừ vào ủược ghộp lại thành tuyến
TDM bởi bộ MUX.

 Tớn hiệu ủược chuyển ủổi thành song song (S/P) 
ủể ghi vào BM.

 ðếm khe thời gian ủiều khiển việc ghi (tuần tự).

 CM ủiều khiển ủọc (ngẫu nhiờn).

 Tớn hiệu ủược chuyển lại nối tiếp (P/S).

 DEMUX tỏch thành cỏc kờnh ủầu ra.
Page 11
Chuyển mạch T ghi tuần tự -
ủọc ngẫu nhiờn

 R là số khe thời gian/khung.

 BM, CM cú R ụ nhớ.

 Nhu cầu trao ủổi thụng tin

 Giả sử nhu cầu trao ủổi thụng tin là giữa TSi với
TSj.

 Bộ ủiều khiển nối kết ghi cỏc giỏ trị như sau:

 Giỏ trị ‘i’ vào ụ #j/CM.

 Giỏ trị ‘j’ vào ụ #i/CM.
Page 12
Chuyển mạch T ghi tuần tự -
ủọc ngẫu nhiờn

 Quỏ trỡnh chuyển mạch

 Trong khe thời gian TSi:

 ðếm khe thời gian cú giỏ trị ‘i’, tớn hiệu trờn
TSi/PCMin ủược ghi vào ụ nhớ #i/BM.

 ễ nhớ #i/CM cú giỏ trị ‘j’ nờn nội dung ụ #j/BM 
ủược ủọc ra TSi/PCMout.

 Trong khe thời gian TSj:

 ðếm khe thời gian cú giỏ trị ‘j’, tớn hiệu trờn
TSj/PCMin ủược ghi vào ụ nhớ #j/BM.j

 ễ nhớ #j/CM cú giỏ trị ‘i’ nờn nội dung ụ #i/BM 
ủược ủọc ra TSj/PCMout.

 Quỏ trỡnh tiếp tục trong cỏc khung tiếp theo

 Nhu cầu trao ủổi thụng tin ủó ủược thực hiện
Page 13
Chuyển mạch T ghi ngẫu
nhiờn – ủọc tuần tự
DEMUX
MUX S/P
...
...
...
P/S
ðếm khe thời gian
...
‘j’
...
‘i’
...
ðịa chỉ ghi
ðịa chỉ ủọc
ð
ịa
 c
h
ỉ ủ
ọ
c
CM
#1
#i
#j
#R
1
I
J
R
1
I
J
R
TSj TSi
TSi TSj
Page 14
Chuyển mạch T ghi ngẫu
nhiờn – ủọc tuần tự

 Mụ tả

 Cỏc kờnh ngừ vào ủược ghộp lại thành tuyến
TDM bởi bộ MUX.

 Tớn hiệu ủược chuyển ủổi thành song song (S/P) 
ủể ghi vào BM.

 CM ủiều khiển ghi (ngẫu nhiờn). 

 ðếm khe thời gian ủiều khiển việc ủọc (tuần tự).

 Tớn hiệu ủược chuyển lại nối tiếp (P/S).

 DEMUX tỏch thành cỏc kờnh ủầu ra.
Page 15
Chuyển mạch T ghi ngẫu
nhiờn – ủọc tuần tự

 R là số khe thời gian/khung.

 BM, CM cú R ụ nhớ.

 Nhu cầu trao ủổi thụng tin

 Giả sử nhu cầu trao ủổi thụng tin là giữa TSi với
TSj.

 Bộ ủiều khiển nối kết ghi cỏc giỏ trị như sau:

 Giỏ trị ‘i’ vào ụ #j/CM.

 Giỏ trị ‘j’ vào ụ #i/CM.
Page 16
Chuyển mạch T ghi ngẫu
nhiờn – ủọc tuần tự

 Quỏ trỡnh chuyển mạch

 Trong khe thời gian TSi:

 ễ nhớ #i/CM cú giỏ trị ‘j’ nờn tớn hiệu trờn
TSi/PCMin ủược ghi vào ụ nhớ #j/BM.

 ðếm khe thời gian cú giỏ trị ‘i’, nội dung ụ #i/BM 
ủược ủọc ra TSi/PCMout. 

 Trong khe thời gian TSj:

 ễ nhớ #j/CM cú giỏ trị ‘i’ nờn tớn hiệu trờn
TSj/PCMin ủược ghi vào ụ nhớ #i/BM.j

 ðếm khe thời gian cú giỏ trị ‘j’, nội dung ụ #j/BM 
ủược ủọc ra TSj/PCMout.

 Quỏ trỡnh tiếp tục trong cỏc khung tiếp theo

 Nhu cầu trao ủổi thụng tin ủó ủược thực hiện
Page 17
ðặc tớnh của chuyển mạch T

 Tồn tại trễ nhưng nhỏ hơn thời gian lấy mẫu
tiếng núi.

 Tiếp thụng hoàn toàn.

 Kinh tế.

 Thuận tiện ủồng bộ.

 Dung lượng bị hạn chế bởi thời gian ghi ủọc
bộ nhớ.

 Cmax=Rmax=125às/(TW+TR).
Page 18
Chuyển mạch khụng gian S

 Khỏi niệm

 Là sự chuyển ủổi thụng tin giữa hai tuyến PCM 
trong cựng khe thời gian.

 Tiếp thụng hũan toàn và tiếp thụng khụng
hoàn toàn
N
gừ
 v
ào
N
gừ
 v
ào
Page 19
Chuyển mạch khụng gian S

 Nguyờn lý

 Mỗi ngừ ra (ngừ vào) 
ủặt một bộ nhớ ủiều
khiển CMi

 CMi ủiều khiển việc
khúa/mở cỏc ủiểm
thụng trong thời gian
1 khe thời gian.

 Khi ủiểm thụng ủược
mở thỡ thụng tin từ
ngừ vào chuyển ra
ngừ ra tương ứng.
Page 20
Chuyển mạch khụng gian S
1
2
3
2
1
3
2
Page 21
Chuyển mạch khụng gian S

 Mụ tả:

 Xột ma trận chuyển mạch S 4x4, cỏc bộ nhớ CM 
ủặt ở ngừ ra ủiều khiển mở ủiểm thụng trong thời
gian 1 khe thời gian.

 Giả sử 1 khung cú 3 khe thời gian, nờn mỗi CM 
cú 3 ụ nhớ ủể chứa cỏc ủịa chỉ ủiểm thụng.

 Mỗi ụ nhớ CM gồm log2(4+1)~3bits

 Trong ủú, 1 ủịa chỉ thờm vào biểu thị mọi ủiểm
thụng ủều khúa.
Page 22
Chuyển mạch khụng gian S

 Nhu cầu trao ủổi thụng tin

 Giả sử nhu cầu trao ủổi thụng tin như sau:

 TS1/busA nối với TS1/busE 

 TS1/busD nối với TS1/busG 

 TS2/busB nối với TS2/busE 

 TS2/busA nối với TS2/busF 

 TS2/busC nối với TS2/busH 

 TS3/busC nối với TS3/busE 

 TS3/busA nối với TS3/busG

 Bộ ủiều khiển nối kết ghi thụng tin như hỡnh vẽ.
Quy ước ủịa chỉ:
’001’: ANDA.
’010’: ANDB.
’011’: ANDC.
’100’: ANDD.
’000’: Mọi ủiểm thụng ủều khúa
Page 23
Chuyển mạch khụng gian S

 Quỏ trỡnh chuyển mạch:

 Trong khe thời gian TS1:

 ễ nhớ #1/CM-E cú giỏ trị ‘001’: cổng ANDA mở nờn thụng
tin chuyển từ TS1/PCMA sang TS1/PCME.

 ễ nhớ #1/CM-G cú giỏ trị ‘100’: cổng ANDD mở nờn thụng
tin chuyển từ TS1/PCMD sang TS1/PCMG.

 Trong khe thời gian TS2:

 ễ nhớ #2/CM-E cú giỏ trị ‘010’: cổng ANDB mở nờn thụng
tin chuyển từ TS2/PCMB sang TS2/PCME.

 ễ nhớ #2/CM-F cú giỏ trị ‘001’: cổng ANDA mở nờn thụng
tin chuyển từ TS2/PCMA sang TS2/PCMF.

 ễ nhớ #2/CM-H cú giỏ trị ‘011’: cổng ANDC mở nờn thụng
tin chuyển từ TS2/PCMCsang TS2/PCMH.
Page 24
Chuyển mạch khụng gian S

 Trong khe thời gian TS1:

 ễ nhớ #3/CM-E cú giỏ trị ‘011’: cổng ANDC mở nờn
thụng tin chuyển từ TS3/PCMC sang TS3/PCME.

 ễ nhớ #3/CM-G cú giỏ trị ‘001’: cổng ANDA mở nờn
thụng tin chuyển từ TS3/PCMA sang TS3/PCMG.

 Quỏ trỡnh trao ủổi thụng tin ủó ủược thực hiện
Page 25
ðiều khiển trong chuyển mạch
khụng gian S

 ðiều khiển theo ủầu ra

 Chọn 1 trong m ủầu vào ủể chuyển thụng tin ra
ủầu ra mà CM ủiều khiển.

 Sử dụng bộ ghộp kờnh logic số
Page 26
ðiều khiển trong chuyển mạch
khụng gian S

 ðiều khiển theo ủầu vào

 Chọn 1 trong n ủầu ra ủể chuyển thụng tin từ ủầu
vào mà CM ủiều khiển.

 Sử dụng bộ tỏch kờnh logic số
DEMUX DEMUX DEMUX
CM1 CM2 CMm
...
1
m
2
...
1
n
2
... ... ...
.........
...
...
...
Page 27
ðiều khiển trong chuyển mạch
khụng gian S

 Dung lượng ủiều khiển theo ủầu ra:

 Dung lượng ủiều khiển theo ủầu vào:
bitsmRnC )1(log.. 2 +=
bitsnRmC )1(log.. 2 +=
Page 28
ðặc tớnh trong chuyển mạch S

 Khụng trễ.

 Tin cậy.

 Thuận tiện chọn ủường

 Khụng tồn tại ủộc lập.
Page 29
Phối ghộp giữa cỏc cấp 
chuyển mạch

 Chuyển mạch TS

 Chuyển mạch STS

 Chuyển mạch TST
Page 30
Chuyển mạch TS

 Nguyờn lý

 “Nguyờn lý nhớ TS.”

 Cỏc khe thời gian ngừ
vào ủược lưu lại trong
cỏc chuyển mạch T.

 ðến khe thời gian
tương ứng, nội dung 
trong cỏc ụ nhớ trong
cỏc bộ nhớ BM ủược
nối với ngừ ra xỏc ủịnh
qua chuyển mạch S.
.......
..
Page 31
Chuyển mạch TS

 Mụ tả:

 Cỏc tuyến PCM ủầu vào ủược ghi tuần tự vào
cỏc bộ nhớ BM.

 CMT ủiều khiển chung việc ủọc cỏc ủịa chỉ (ụ 
nhớ, bộ nhớ): ụ nhớ trong cỏc bộ nhớ BM.

 CMT gồm R khối nhớ ứng với R khe thời
gian/khung.

 Mỗi khối nhớ gồm N ụ nhớ ứng với khe thời gian
nội bộ.
Page 32
Chuyển mạch TS

 Tớn hiệu ủiểu khiển thời
ủiểm ủọc ra ủiều khiển việc
mở cỏc cổng AND trong
khe thời gian nội bộ tương
ứng.

 Tớn hiệu từ cỏc bộ nhớ của
chuyển mạch T ủược ghi
vào trong cỏc thanh ghi
REG tương ứng rồi chuyển
ra ủầu ra theo tốc ủộ của
tuyến PCM ngừ ra
Page 33
..
.
..
.
Page 34
Chuyển mạch TS

 Nhu cầu trao ủổi thụng tin:

 Giả sử nhu cầu trao ủổi thụng tin là giữa
TS1/PCM1 với TSR/PCM2.

 Bộ ủiều khiển nối kết ghi cỏc giỏ trị sau vào cỏc ụ 
nhớ của CMT như sau:

 Giỏ trị: (‘R,2’) vào ụ nhớ #1/ khối nhớ1 của CMT.

 Giỏ trị: (‘1,1’) vào ụ nhớ #2/ khối nhớR của CMT.
Page 35
Chuyển mạch TS

 Quỏ trỡnh thực hiện

 Xột hướng TS1/PCMin1TSR/PCMin2

 Trong khe thời gian TS1
 Chuyển mạch T ghi tuần tự, ủọc ngẫu nhiờn nờn
TS1/PCMin1 ủược ghi vào ụ nhớ #1/BM1.

 Trong khe thời gian nội bộ 2, khe thời gian TSR:
 ễ nhớ #2/khối nhớ R/CMT cú giỏ trị ‘1,1’: Nội dung ụ nhớ
#1/BM1 ủược ủọc ra.
 Trong khoảng thời gian này, cổng AND2 mở nờn tớn hiệu ghi
vào REG2 rồi chuyển ra TSR/PCMout2.
Page 36
Chuyển mạch TS

 Xột hướng TSR/PCMin2TS1/PCMin1

 Trong khe thời gian TS2
 Chuyển mạch T ghi tuần tự, ủọc ngẫu nhiờn nờn
TSR/PCMin2 ủược ghi vào ụ nhớ #R/BM2.

 Trong khe thời gian nội bộ 1, khe thời gian TS1:
 ễ nhớ #1/khối nhớ 1/CMT cú giỏ trị ‘R,2’: Nội dung ụ nhớ
#R/BM2 ủược ủọc ra.
 Trong khoảng thời gian này, cổng AND1 mở nờn tớn hiệu ghi
vào REG1 rồi chuyển ra TS1/PCMout1.

 Quỏ trỡnh lặp lại trong cỏc khung tiếp theo.

 Nhu cầu trao ủổi thụng tin ủó ủược thực hiện.
Page 37
Chuyển mạch STS

 Nguyờn lý
M M
S S
... ...
T
T
S S
D D
...... ...
... ...
...
...
1...i...j...R 1...i...j...R1...i...j...R1...i...j...R
...
R
j
i
1
R
j
i
1
R
j
i
1
R...i...j...1 R...i...j...1
1
i
j
R
1
i
j
R
S1 S2T
Page 38
Chuyển mạch STS
‘1’
‘N’
‘1’
‘N’
‘r’
‘r’
PCMin1
PCMinN
PCMout1
PCMoutN
CMS1k CMS2k
BMk
BM1
CMT1
CMTk
...
...
......
......
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
TSi
TSj
TSi
TSj
#r
TSiTSj TSiTSj
#i
#j
#i
#j
#i
#j
Page 39
Chuyển mạch STS

 Mụ tả

 Nhu cầu trao ủổi thụng tin

 Quỏ trỡnh chuyển mạch
Page 40
Chuyển mạch TST

 Nguyờn lý
M
D
T
ST
Module1
ModuleN
Thanh dẫn ra
1 2  N
...
...
...
...
1
R
1
R
1
R
1
R
Page 41
Chuyển mạch TST
Page 42
‘i’ ‘i’ ‘B’
PCMinA
PCMoutA
BMTTA
BMTRA
CMTTA CMTRA CMSA
A  B
...
Module A
‘j’ ‘j’ ‘A’
BMTTB
BMTRB
CMTTB CMTRB CMSB
...
Module B
PCMinB
PCMoutB
Module S
TSi
TSi
#i
#i
#r
TSr
TSr
TSr
TSr
#r
TSj
TSj
#j
#j
#r#r’
#r’ #r’
TSr’
TSr’
TSr’
Page 43
Chuyển mạch TST

 Mụ tả

 Nhu cầu trao ủổi thụng tin

 Thực hiện
Page 44
Nhận xột