Kỹ thuật chuyển mạch kờnh dựa trờn nguyờn tắc thiết lập kờnh nối dành riờng cho cỏc cuộc gọi để phục vụ cho quỏ trỡnh truyền tin qua mạng. Kỹ thuật chuyển mạch kờnh đúng vai trũ quan trọng trong cỏc hệ thống mạng viễn thụng kể từ mạng chuyển mạch điện thoại cụng cộng truyền thống PSTN (Public Switched Telephone Network) đến cỏc mạng quang hiện đại. Chương 2 của cuốn bài giảng này sẽ trỡnh bày cỏc vấn đề kỹ thuật chuyển mạch kờnh được ứng dụng trong mạng điện thoại cụng cộng PSTN và tập trung vào cỏc nguyờn lý cơ bản của chuyển mạch kờnh tớn hiệu số.
Chuyển mạch kờnh tớn hiệu số là quỏ trỡnh kết nối, trao đổi thụng tin số giữa cỏc khe thời gian đó được ghộp kờnh phõn chia thời gian TDM (Time Division Mode). Lưu lượng người dựng được chuyển đổi từ tớn hiệu tương tự sang tớn hiệu số theo nguyờn lý PCM (Pulse Code Modulation) và đúng thành cỏc khung tớn hiệu PCM theo chuẩn G.704 ITU-T rồi được truyền đến nỳt mạng để thực hiện chuyển mạch trờn trường chuyển mạch. Tiờu chuẩn G.704 ITU-T mụ tả cỏc dạng cấu trỳc khung tớn hiệu PCM của hệ thống PCM 24 (T1) và hệ thống PCM 30/32 (E1) như sau:
i, Cấu trỳc khung và đa khung PCM 24
Cấu trỳc khung PCM 24 được mó hoỏ theo luật và cú một sốđặc tớnh cơ bản sau:
Hỡnh 2.1: Cấu trỳc đa khung PCM 24
Tốc độ truyền 1,544 Kb/s; Một khung gồm 24 DS0 (64 kb/s).
Độ dài khung là 125 s cú 193 bit được đỏnh số từ 1- 193;
Bit đầu tiờn của mỗi khung được sử dụng để xếp khung, giỏm sỏt và cung cấp liờn kết số liệu.
32
Cấu trỳc đa khung gồm hai khuụn dạng: DS4 nhúm 12 khung, và khung mở rộng EPS nhúm 24 khung (hỡnh 2.1 thể hiện cấu trỳc đa khung 24).
Bit bỏo hiệu F sử dụng để xếp đa khung, liờn kết dữ liệu, kiểm tra và bỏo hiệu được chỉđịnh trong từng khung
ii, Cấu trỳc khung và đa khung PCM 30
Cấu trỳc khung PCM 30 thể hiện trờn hỡnh 2.2 được mó hoỏ theo luật A và cú một sốđặc tớnh cơ bản sau:
Tốc độ truyền 2,048 Kb/s; Một khung gồm 32 TS/30 CH.
Độ dài khung là 125 s chứa 256 bit; đỏnh số từ1 đến 256.
Hỡnh 2.2: Cấu trỳc khung và đa khung PCM 30
Kỹ thuật mó hoỏ đường dõy : AMI, HDB3.
Cấu trỳc đa khung chứa 16 khung. TS0 sử dụng để xếp khung và đồng bộ, TS16 sử dụng cho bỏo hiệu.
iii, Trao đổi khe thời gian nội TSI
Trong kỹ thuật chuyển mạch kờnh, sau khi tớn hiệu thoại được mó hoỏ thành cỏc từ mó nhịphõn 8 bit, cỏc kờnh thụng tin được xỏc lập trờn cỏc khe thời gian cỏch nhau 125s và được truyền đi nhờ cỏc hệ thống truyền dẫn và chuyển mạch.
Trờn nguyờn tắc sử dụng chung tài nguyờn, thụng tin của người sử dụng được chuyển đi trờn cỏc kờnh được phõn chia logic theo thời gian. Việc sắp xếp lại nội dung thụng tin trờn cỏc khe thời gian trong cựng một khung thụng tin được gọi là quỏ trỡnh
33
trao đổi khe thời gian nội TSI (Time Slot Interchange). Một cơ cấu sử dụng để chuyển đổi khe thời gian nội được minh hoạ trờn hỡnh 2.3.
Hỡnh 2.3: Nguyờn lý trao đổi khe thời gian nội TSI
Cỏc khối thiết bị chớnh gồm cú:
Cỏc tuyến PCM đầu vào và đầu ra cú cấu trỳc khung gồm n khe thời gian, yờu cầu chuyển đổi nội dung thụng tin của một khe thời gian bất kỳ từ đầu vào tới đầu ra.
Bộ nhớ lưu đệm tạm thời hoạt động theo nguyờn tắc truy xuất ngẫu nhiờn (RAM) cú dung lượng đủ chứa toàn bộ thụng tin dữ liệu trong một khung PCM, (Sốngăn nhớ: n, dung lượng ngăn nhớ: 8 bit).
Khối điều khiển CM (Control Memory) sử dụng đểghi cỏc thụng tin điều khiển chuyển đổi nội dung khe thời gian trờn bộ nhớlưu đệm (Sốngăn nhớ: n, dung lượng ngăn nhớ: l= log2n).
Quỏ trỡnh ghi đọc vào cỏc bộ nhớđược đồng bộ thụng qua một bộ đếm khe thời gian TS.C.
Khi cú yờu cầu chuyển đổi nội dung thụng tin và tuỳ thuộc vào nguồn tài nguyờn của hệ thống, khối xử lý trung tõm sẽđưa cỏc dữ liệu điều khiển tới khối điều khiển CM nhằm sắp xếp vị trớ chuyển đổi của cỏc khe thời gian. Để đảm bảo tốc độ luồng thụng tin đầu vào và đầu ra, trong mỗi khe thời gian bộ nhớlưu đệm phải thực hiện đồng thời hai tỏc vụ ghi thụng tin vào và đọc thụng tin ra. Theo nguyờn tắc trao đổi khe thời gian nội TSI, độ trễ tối đa của thụng tin trao đổi khụng vượt quỏ thời gian của một khung: Td (max) = (n-1)TS < 125s.
34