- Thông tin cá nhân Mạng riêng ảo
CHƯƠNG V-CÁC VẤN ĐỀ VỀ CHUYỂN MẠCH
5.2.1 Tầng chuyển mạch khụng gian số
Tầng chuyển mạch khụng gian số S (Space Switch Stage) cấu tạo từ một ma trận chuyển mạch kớch thước N đầu vào và M đầu ra vật lý. Lưu ý rằng đõy là hệ thống TDM-số, do đú mỗi đường vật lý chứa n kờnh thời gian mà chỳng mang cỏc tớn hiệu PCM. Như vậy để kết nối một khe thời gian bất kỳ nào trong một đường PCM bất kỳ phớa đầu vào của ma trận chuyển mạch tới khe thời gian tương ứng (nghĩa là cú cựng mó số TS) của một đường PCM bất kỳ phớa đầu ra của ma trận thỡ một điểm chuyển mạch thớch hợp của ma trận chuyển mạch cần phải hoạt động trong suốt thời gian của TS đú và lặp lại với chu kỡ T=125 micro giõy trong suốt quỏ trỡnh tạo kờnh. Trong cỏc thời gian khỏc,vẫn điểm chuyển mạch đú cú thể sử dụng cho cỏc quỏ trỡnh nối khỏc. Tương tự như vậy đối với tất cả cỏc điểm chuyển mạch khỏc của ma trận cú thể được sử dụng để thiết lập kờnh nối cho cỏc cuộc gọi khỏc nhau.
Chuyển mạch khụng gian tớn hiệu TDM-số thường thiết lập đồng thời một số lượng lớn cỏc cuộc nối qua ma trận với tốc độ tức thỡ trong một khung tớn hiệu 125microsec, trong đú mỗi cuộc nối tồn tại trong thời gian của một khe thời gian TS. Một cuộc gọi điện thoại cú thể kộo dài trong khoảng thời gian nhiều khung tớn hiệu PCM (thụng thường khoảng 1,2 - 2 triệu khung và tương ứng với thời gian khoảng từ 3 đến 5 phỳt). Do vậy một kiểu điều khiển theo chu kỡ đơn giản cho một mẫu nối là cần thiết. Điều này dễ dàng đạt được nhờ một bộ nhớ RAM điều khiển cục bộ liờn quan tới ma trận chuyển mạch khụng gian.
Hỡnh 5.2 minh hoạ nguyờn tắc cấu tạo và hoạt động của một tầng chuyển mạch khụng gian S. Chuyển mạch tầng S cấu tạo từ 2 thành phần cơ bản - Ma trận chuyển mạch và khối điều khiển chuyển mạch cục bộ.
Ma trận chuyển mạch vuụng kớch thước NxN, trong đú hàng dựng cho cỏc đường PCM phớa đầu vào và cột dựng cho cỏc đường PCM phớa đầu ra. Tại giao điểm của hàng và cột đấu nối điểm chuyển mạch và thụng thường đú là cổng logic AND hay cổng logic ba
trạng thỏi. Chỳ ý rằng AND hay cổng logic ba trạng thỏi là mạch logic khụng nhớ, do vậy chuyển mạch cho cựng một khe thời gian giữa đầu vào và đầu ra của phần tử chuyển mạch. Cỏc điểm chuyển mạch trong mỗi cột được điều khiển bởi một bộ nhớ điều khiển C-Mem (Control Memory).
Khối điều khiển cục bộ bao gồm bộ đếm khe thời gian TS-Counter, bộ chọn địa chỉ Selector và bộ nhớ điều khiển C-Mem để thực hiện chức năng điều khiển cục bộ ma trận chuyển mạch. Bộ nhớ C-Mem lưu trữ cỏc số liệu liờn quan tới cỏc điểm chuyển mạch tương ứng với cỏc khe thời gian TS trong khung tớn hiệu đó cho.
Cỏc đường vào
Hỡnh 5.2: Nguyờn lý chuyển mạch tầng S
Mó địa chỉ nhị phõn được gỏn cho mỗi điểm chuyển mạch trong một cột. Mỗi địa chỉ thớch hợp sau đú sẽ được sử dụng để chọn một điểm chuyển mạch yờu cầu để thiết lập cuộc nối giữa một đầu vào với một đầu ra của ma trận chuyển mạch. Cỏc địa chỉ chọn này được nhớ trong bộ nhớ điểu khiển C-Mem theo thứ tự khe thời gian tương ứng với biểu đồ thời gian kết nối hiện thời. Như vậy đối với cột 1, địa chỉ của điểm chuyển mạch sẽ được thụng mạch trong thời gian TS#0 sẽ được nhớ trong ụ nhớ cú địa chỉ 0 của C-Mem cho cột, địa chỉ của điểm chuyển mạch sẽ thụng mạch trong khe thời gian TS#1 sẽ được nhớ trong ụ nhớ địa chỉ 1. Tương tự như vậy đối với tất cả cỏc điạ chỉ khỏc trong tầng chuyển mạch.
Từ hỡnh vẽ trờn ta cú thể nhận thấy rằng mỗi C-Mem chỉ điều khiển một cột của ma trận và do đú cỏch trang bị này gọi là điều khiển đầu ra. Tất nhiờn cũng cú thể trang bị điều khiển theo đầu vào.
Để nắm vững bản chất của cỏc vấn đề trờn cơ sở lý thuyết đó trỡnh bày trờn, sau đõy mụ tả nguyờn tắc hoạt động chuyển mạch tạo kờnh của tầng S. Để cho việc miờu tả được hoàn toàn xỏc định chỳng ta hóy khảo sỏt một vớ dụ cụ thể. Vớ dụ mụ tả hoạt động của tầng S
phục vụ cho một cuộc nối giữa TS#0 của luồng tớn hiệu PCM1 đầu vào với TS#0 của luồng tớn hiệu PCM1 phớa đầu ra.
Căn cứ vào yờu cầu chuyển mạch cụ thể đó cho, trước hết hệ thống điều khiển trung tõm CC (Central Control) của tổng đài của sẽ tạo cỏc số liệu điều khiển để nạp vào bộ nhớ C-Mem của tầng S. Từ hỡnh vẽ trờn rừ ràng điểm chuyển mạch duy nhất cú thể đảm bảo cho yờu cầu kết nối PCM1 phớa đầu vào với PCM1 phớa đầu ra là AND11 do đú CC tạo mó địa chỉ nhị phõn cho phần tử AND11 này. Vỡ theo yờu cầu phải thực hiện chuyển mạch cho khe thời gian TS#0 do vậy CC sẽ chiếm ụ nhớ cú địa chỉ mó nhị phõn 0 tương ứng của C-Mem. Cỏc số liệu cơ bản đó cú CC nạp địa chỉ nhị phõn AND11 vào ụ nhớ 0 của C-Mem tầng S, xong nú giao quyền điều khiển cho khối điều khiển cục bộ điều khiển trực tiếp quỏ trỡnh tiếp theo.
Như thế, bắt đầu một khung tớn hiệu PCM tớn hiệu đồng hồ thứ nhất tỏc động vào bộ đếm khe thời gian TS-Counter làm cho bộ đếm này thiết lập trạng thỏi 0 cú mó nhị phõn tương ứng với địa chỉ ụ nhớ 0 của C-Mem, nhờ bộ chọn địa chỉ Selector mó trạng thỏi này được đưa tới BUS địa chỉ của bộ nhớ C-Mem. Đồng thời với việc tạo mó địa chỉ, Selector tạo ra tớn hiệu điều khiển đọc đưa tới C-Mem do đú nội dung chứa trong ụ nhớ 0 được đưa ra thanh ghi-giải mó. Vỡ nội dung này lại chớnh là địa chỉ của phần tử chuyển mạch AND11, do đú đó tạo được tớn hiệu điều khiển điểm chuyển mạch này, nhờ đú tớn hiệu PCM chứa trong khe thời gian TS#0 của PCM1 phớa đầu vào được chuyển qua phần tử chuyển mạch AND11
để hướng tới PCM1 ở phớa đầu ra của ma trận chuyển mạch S, tức là đó thực hiện chức năng chuyển mạch.
Kết thỳc thời gian của TS#0, xung đồng hồ thứ 2 tỏc động vào TS-Counter làm nú chuyển sang trạng thỏi 1 cú mó nhị phõn tương ứng với địa chỉ ụ nhớ 1 của C-Mem. Như vậy kết thỳc việc tạo tớn hiệu điều khiển cho AND11 đối với quỏ trỡnh chuyển mạch cho TS#0 theo yờu cầu. Tương tự như vậy đối với cỏc khe thời gian tiếp theo và thủ tục được lặp lại với chu kỡ T = 125microsec trong suốt quỏ trỡnh thiết lập nối cho cuộc gọi đang xột.
Khi cuộc gọi kết thỳc CC nhận biết và nú sẽ giải phúng cuộc nối một cỏch đơn giản bằng hoạt động xoỏ số liệu đó ghi vào C-Mem như đó nờu khi bắt đầu cuộc gọi. Trong cỏc tầng chuyển mạch S thực tế, cỏc bớt tớn hiệu PCM thường được ghộp kờnh tạo luồng tốc độ cao và biến đổi thành dạng song song trước khi qua tầng S.