MẠNG VAØ CHUYỂN MẠCH
2.1.2 Giới thiệu tổng quan về mạng chuyển mạnh và công nghệ chuyển mạch:
2.1 Nhập môn về kỹ thuật chuyển mạch:
2.1.1 Phạm vi và mục tiêu
Thông qua chương này sinh viên có thể nắm bắt được những vấn đề liên quan đến mạng chuyển mạch trong mạng viễn thông như sau:
• Tổng quan về mạng chuyển mạnh và công nghệ chuyển mạch.
• Kỹ thuật chuyển mạch kênh
• Kỹ thuật chuyển mạch gói
• Hệ thống chuyển mạch trong mạng Viễn thông
2.1.2 Giới thiệu tổng quan về mạng chuyển mạnh và công nghệ chuyển mạch: mạch:
Hệ thống thông tin hay mạng viễn thông thực hiện quá trình truyền dẫn các tín hiệu từ nguồn đến đích. Các thành phần cơ bản cấu thành hệ thống viễn thông được minh hoạ trên hình H2.1 dưới đây: TBĐC CM TD TD CM TD TĐ CM TBĐC Thuê bao Kênh TT Trung Kế Trung Kế
Kênh TT Kênh TT Kênh TT
Thuê bao
Chú giải:
TBDC: Thiết bị đầu cuối CM: hệ thống chuyển mạch TD: Thiết bị truyền dẫn Kênh TT: Kênh thông tin
Hình 2.1 Khai triển tuyến truyền tin.
Hệ thống viễn thông là tổng hợp các phương tiện kỹ thuật dành cho mục đích truyền tin trong phạm vi của mạng. Các thành phần cơ bản cầu thành mạng bao gồm các thiết bị đầu cuối, các kênh thông tin và các hệ thống chuyển mạch (tổng đài). Chức năng của hệ thống viễn thông là truyền tải thông itn từ thiết bị đầu cuối phát (nguồn) tới thiết bị đầu cuối (đích). Thông tin được truyền đưa theo tuyến truyền tin mà nó cấu thành từ tập hợp các phương tiện kỹ thuật đảm bảo cho việc truyền tin cho trước. Trong tuyến truyền bao gồm các thành phần: thiết bị đầu cuối phát, thiết bị thu, các kênh thông tin kết nồi giữa các điềm đầu cuối vời nút cũng như kết nối các nút mà chúng được trang bị các hệ thống chuyển mạch nhằm kết nối các kênh yêu cầu trong thời gian cần truyền đưa thông tin từ nguồn đích.
Kênh thông tin là một tập hợp các phương tiện kỹ thuật như mạng đường dây và trang thiết bị nối ở hệ thống chuyển mạch cần thiết cho việc truyền tải tin giữa hai điểm riêng biệt của kênh. Kênh có thể là kênh vật lý hay kênh ghép kênh (kênh logic). Tuỳ thuộc tốc độ dòng bit (hay độ rộng băng tần trong mạng anologue) mà kênh có thể được phân thành hai loại kênh là kênh băng hẹp (<=2Mb/s) và kênh băng rộng (>2Mb/s).
Tuyến nối là một tập hợp các kênh thông tin và thiết bị chuyển mạch đảm bảo cho việc kết nối giữa các thiết bị đầu cuối phát và thu tin.
Hệ thống chuyển mạch (tổng đài, node chuyển mạch) là thiết bị có chức năng thu, xử lý và phân phối các thông tin chuyển tới. Hệ thống chuyển mạch được đặt ở vị trí nút mạng. Hệ thống chuyển mạch bao gồm tập hợp các phương tiện kỹ thuật để thực hiện việc thu, xử lý và phân phối các thông tin chuyển tới từ các kênh thông tin kết nối các hệ thống chuyển mạch. Như vậy khả năng của hệ thống chuyển mạch bao gồm tất cả các kiểu nút được sử dụng trong mạng viễn thông ví dụ như: các tổng đài cơ quan, tổng đài nội hạt, tổng đài liên tỉnh và tổng đài quốc tế….
Cần chỉ rõ rằng với chức năng của hệ thống chuyển mạch trong mạng viễn thông, nó đã trở thành một thành phần phức tạp nhất, tập trung cao nhất hàm lượng công nghệ hiện đại, hàm lượng chất xám và hàm lượng các chức năng xử lý thông tin.
Kỹ thuật chuyển mạch và công nghệ chuyển mạch xuất hiện ngay sau khi A.Gbell phát minh ra máy điện thoại vào năm 1876. Trên hình H.2.2 minh hoạ truờng hợp nếu việc kết nối N máy điện thoại (Nếu có ý chỉ máy điện thoại cùng với con Người sử dụng thì gọi là thuê bao) thực hiện cho phương pháp kết nối cách trực tiếp từng cặp thì cần phải có N(N-1)/2 đường dây.
Hình 2.2 Kết nối từng cặp trực tiếp
Khi N là một số đủ lớn thì thực tế không thể thực hiện được phương án trên. Số lượng đường dây có thể giảm được tới N nếu sử dụng khái niệm hệ thống chuyển mạch như minh hoạ trên hình H2.3
Hình 2.3 Kết nối qua hệ thống chuyển mạch
Hệ thống chuyển mạch có khả năng tiếp thông tới tất cả các thuê bao và đảm bảo khả năng nối mạch tạo kênh liên lạc cho thuê bao theo yêu cầu của chúng. Cung đoạn đường dây (kênh) kết nối giữa thiết bị đầu cuối thuê bao với hệ thống chuyển mạch gọi là mạng dây thuê bao hay ngày nay hay gọi la mạng truy cập. Khi có nhu cầu kết nối giữa các thuê bao ở các
vùng địa lý tương đối xa nhau thì sẽ tốt hơn nếu trong mỗi vùng tạo ra một hệ thống chuyển mạch và gọi là tổng đài đầu cuối nội hạt. Các tổng đài nội hạt lân cận kết nối với nhau bằng mạng trung kế như hình H2.4 minh hoạ.
Trung kế
Hình 2.4 Nguyên tắc phân khu mạng
Để nâng cao hiệu quả kinh tế cho việc tố chức xây dựng mạng viễn thông trong địa bàn rộng lớn sử dụng các hệ thống chuyển mạch chức năng khác nhau như tổn đài liên tỉnh, tổng đài miền, tổng đài quốc tế v.v…
Nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và độ tin cậy của mạng viễn thông, cấu trúc mạng viễn thông có thể đựoc xây dựng theo cấu trúc kết hợp phân lớp và hình sao, trong đó tập hợp các nút thấp hơn trong cấu trúc phân cấp liên kết với một nút cao trong đó tập hợp các nút thấp hợp trong cấu trúc phân cấp liên kết với một nút cao. Tuy vậy một số nút riêng biệt thường được kết nối với các nút khác nhau trong cùng một mức cấu trúc phân cấp hay trong một số trường hợp còn kết nối với một nút cao hơn nhằm phân bố lưu lượng truyền tin một cách có hiệu quả hơn, các đường trung kế đó gọi là đừơng sử dụng cao HU (High Usage Line). Như vậy trong một mạng viễn thông thực tế có mức liên kết không đầy đủ.
Hình H2.5 dưới đây minh hoạ ví dụ về cấu trúc Mạng viễn thông quốc gia tổng quát được xây dựng theo cấu trúc phân cấp:
HUHU HU HU