2. Cấu trúc hệ thống điện thoại
2.3Chuyển mạch (Switching)
Chuyển mạch là một trong 3 thành phần cơ bản của mạng thông tin(bao gồm :các thiết bị đầu cuối,các hệ thống truyền dẫn và các hệ thống chuyển mạch). Mục đích của chuyển mạch là thiết lập đường truyền dẫn từ nguồn thông tin đến đích theo một cấu trúc cố định hoặc biến động thông qua các mạng và các trung tâm.
Các phương pháp chuyển mạch chính :
- chuyển mạch kênh - chuyển mạch tin - chuyển mạch gói
2.3.1Chuyển mạch kênh (Circuit switching)
Là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi thông tin bằng cách cấp kênh dẫn trực tiếp cho 2 đối tượng sử dụng.
Tùy theo yêu cầu của các đoạn đầu vào mà khối điều khiển sẽ điều khiển chuyển mạch thiết lập kênh dẫn với đầu kia.Kênh dẫn này được duy trì cho đến khi đối tượng sử dụng vẫn còn có nhu cầu.Sau khi hết ngu cầu thì kênh dẫn được giải phóng.
Việc thiết lập chuyển mạch kênh thông qua 3 giai đọan sau :
- Thiết lập kênh dẫn :trước khi dữ liệu được truyền đi,một kênh dẫn điểm tới điểm sẽ được thiết lập.Đầu tiên,tổng đài (node) phát hiện yêu cầu của đối tượng,xác định đường truyền dẫn đến đối tượng kia,nếu rỗi,báo cho đối tượng kia biết và sau đó nối thông tin giữa hai đối tượng.
- Duy trì kênh dẫn (truyền dữ liệu): duy trì trong suốt thời gian 2 đối tượng trao đổi thông tin với nhau,trong khoảng thời gian này,tổng đài còn truyền các tín hiệu mang tính báo hiệu như :giám sát cuộc nối và tính cước liên lạc.
- Giải phóng kênh dẫn : kênh dẫn được giải phóng khi có yêu cầu của một trong hai đối tượng sử dụng,khôi phục lại trạng thái ban đầu.
- Nội dung trao đổi không cần địa chỉ
- Được áp dụng trong thông tin thoại .Khi lưu lượng trong mạng chuyển mạch kênh tăng lên đến một mức nào đó thì một số cuộc gọi có thể bị khóa ( blocked),mạng từ chối mọi yêu cầu kết nối cho đến khi tải trong mạng giảm.
Như trong hình 2.38 mỗi một trong sáu hình chữ nhật biểu diễnmột tổng đài có ba đường vào và ba đường ra. Khi một cuộc gọi được chuyển ngang qua một tổng đài chuyển mạch, một kết nối vật lý được thiết lập giữa đường ở đó cuộc gọi đi đến và một trong các đường ra, như được trình bày bởi các đường đứt nét
Trong những ngày đầu của điện thoại, việc kết nối được thực hiện bởi một điều hành viên trực tổng đài, người này cắm một cáp nối vào các ổ cắm vào và ra.
Hình 2.38 : (a) Chuyển mạch kênh (b) Chuyển gói
Mô hình được trình bày ở hình 2.39(a) khá đơn giản, dĩ nhiên, do bởi các phần của đường đẫn vật lý giữa hai điện thoại có thể, trên thực tế, là sóng viba hoặc các liên kết sợi quang trên đó hàng ngàn cuộc gọi được ghép kênh. Tuy nhiên ý tưởng cơ bản vẫn có giá trị : một khi cuộc gọi đã được thiết lập, một đường dẫn duy nhất giữa hai đầu cuối hiện hữu và sẽ tiếp tục hiện hữu cho đến khi cuộc gọi kết thúc.
Một tính chất quan trọng của chuyển mạch điện là cần phải thiết lập một đường dẫn nối hai đầu cuối trước khi một dữ liệu nào đó được truyền. Thời gian trôi qua từ khi kết thúc quay số đến khi bắt đầu rung chuông có thể đến 10 sec và nhiều hơn cho
các cuộc gọi đường dài và quốc tế. Trong suốt khoảng thời gian này, hệ thống điện thoại đang đi săn tìm một đường dẫn như ở hình 2.39(a).
Lưu ý rằng ngay trước khi việc truyền dữ liệu có thể bắt đầu, tín hiệu yêu cầu cuộc gọi phải lan truyền trên tất cả các hướng đến đích và được nhận biết. Với nhiều ứng dụng của máy tính (thí dụ kiểm tra thẻ tín dụng ở điểm bán),các thời gian thiết lập dài không được mong muốn.
Kết quả là ta phải có đường dự trữ giữa các nhóm gọi, một khi việc thiết lập đã hoàn tất,trì hoãn duy nhất đối với dữ liệu là thời gian lan truyền của tín hiệu điện từ, khoảng5msec trên 1000 km. Do ta cũng phải có đường dẫn đã được thiết lập, không có nguy cơ tắc nghẽn- nghĩa là, một khi cuộc gọi đã được kết nối, ta không bao giờ nhận được tín hiệu báo bận. Dĩ nhiên ta có thể nhận được tín hiệu báo bận trước khi việc kết nối được thiết lập do sự thiếu sót của chuyển mạch hoặc dung lượng của trunk.