Trường chuyển mạch khụng gian số S thực hiện quỏ trỡnh chuyển nội dung thụng tin từ cỏc tuyến PCM đầu vào tới cỏc tuyến PCM đầu ra mà khụng làm thay đổi vị trớ khe thời gian trờn trục thời gian. Để tạo ra kờnh truyền thụng cho cỏc cuộc gọi, cỏc thụng tin được chuyển qua trường chuyển mạch khụng gian số được chuyển mạch định kỳ với khoảng thời gian 125s.
Cỏc trường chuyển mạch khụng gian (S) được thiết kếđể hỗ trợ chuyển mạch đồng thời một số lượng lớn cỏc cuộc nối dưới sự điều khiển của cỏc chương trỡnh ghi sẵn. Hỡnh 2.4 trờn đõy chỉra sơ đồ nguyờn lý cấu trỳc của trường chuyển mạch khụng gian
(S) điển hỡnh theo kiểu điều khiển đầu vào. Kiểu điều khiển đầu ra được thực hiện bằng sựhoỏn đổi vị trớ gắn cổng đầu ra của cỏc phần tử kết nối.
Trường chuyển mạch khụng gian (S) được cấu tạo từ hai khối chớnh: Khối ma trận chuyển mạch và khối điều khiển cục bộ.
i, Khối ma trận chuyển mạch
Khối ma trận chuyển mạch được cấu trỳc dưới dạng ma trận hai chiều gồm cỏc cổng đầu vào và cỏc cổng đầu ra. Trờn cỏc cổng là cỏc tuyến PCM cú chu kỳ khung 125s. Cỏc điểm nối trong ma trận là cỏc phần tử logic khụng nhớ (thụng thường là cỏc mạch AND). Một ma trận cú (N) cổng đầu vào và (M) cổng đầu ra trở thành ma trận vuụng khi N=M.
35
Hỡnh 2.4: Nguyờn lý chuyển mạch khụng gian (S)
ii, Khối điều khiển khu vực
Khối điều khiển khu vực gồm một số khối thiết bịnhư:
Bộ nhớđiều khiển kết nối CMEM (Control MEMory) lưu trữcỏc thụng tin điều khiển theo chương trỡnh ghi sẵn cho ma trận chuyển mạch, nội dung thụng tin trong CMEM sẽ thể hiện vị trớ tương ứng của điểm kết nối cần chuyển mạch (Sốngăn nhớ: n, dung lượng ngăn nhớ: l= log2N);
Bộ giải mó địa chỉ DEC (DECode) chuyển cỏc tớn hiệu điều khiển mó nhị phõn thành cỏc tớn hiệu điều khiển cổng cho phần tử kết nối AND;
Bộđếm khe thời gian TS.C (Time Slot Counter) nhận tớn hiệu đồng hồ từđồng hồ hệ thống cấp cỏc xung đồng bộ cho bộ điều khiển theo đồng bộ của cỏc tuyến PCM vào và tuyến PCM ra;
TS.C đưa tớn hiệu đồng bộ vào bộ chọn (SEL) đểđồng bộ quỏ trỡnh ghi dịch địa chỉ và tỏc vụghi đọc của bộ nhớ CMEM.
Nguyờn tắc hoạt động của trường chuyển mạch khụng gian (S) gồm một số bước cơ bản sau:
36
Cỏc tuyến PCM trờn cỏc cổng đầu vào và đầu ra được đồng bộ hoỏ theo tớn hiệu đồng bộ. Như trờn hỡnh 2.4 chỉ ra mỗi khối điều khiển khu vực LOC đảm nhiệm một cổng đầu ra, vỡ vậy số bộ điều khiển LOC sẽ bằng đỳng số cổng đầu ra (M bộ điều khiển).
Đối với mỗi một cuộc nối thoại, chu kỳđúng tiếp điểm được thực hiện tuần tự theo chu kỳ 125s. Việc ngắt cỏc kết nối được thực hiện đơn giản thụng qua quỏ trỡnh ghi lại dữ liệu trong bộ nhớ CMEM. Cỏc khoảng thời gian cũn lại sẽđược thực hiện cho cỏc kết nối khỏc. Nếu ma trận chuyển mạch là ma trận vuụng thỡ tổng số kờnh tối đa cú thể kết nối đồng thời sẽ là Cmax= n x N (n: số khe thời gian trong một khung PCM; N: số cổng đầu vào chuyển mạch (S)).
Trường chuyển mạch khụng gian (S) mang tớnh thời gian nếu xột về tớnh chu kỳ của quỏ trỡnh đúng ngắt tiếp điểm. Và chu kỳ này là cố định cho tất cả cỏc cuộc nối qua trường chuyển mạch. Nhược điểm luụn tồn tại trong cỏc trường chuyển mạch khụng gian (S) là xảy ra hiện tượng tắc nghẽn khi cú nhiều hơn một yờu cầu chuyển mạch của cỏc khe thời gian đầu vào cựng chỉ số cựng muốn đến một cổng đầu ra. Một ma trận chuyển mạch khụng tắc nghẽn hoàn toàn được định nghĩa là một ma trận cú khảnăng đỏp ứng được cỏc kết nối từcỏc đầu vào bất kỳ tới cỏc đầu ra bất kỳ.
Hiện tượng tranh chấp cổng đầu ra trong nội bộ trường chuyển mạch được gọi là hiện tượng tắc nghẽn nội. Để giải quyết vấn đề trờn, cỏc trường chuyển mạch (S)
thường được kết hợp với cỏc bộđệm gõy trễ thời gian để trỏnh tranh chấp, đú chớnh là cỏc giải phỏp ghộp nối trường chuyển mạch (S) với trường chuyển mạch thời gian (T) trong cỏc hệ thống chuyển mạch thực tế.