Cơ chế chuyển mạch phõn chia theo thời gian chỉ cú một tuyến nối đơn, theo đú tất cả cỏc tế bào đều đi từ cỏc cổng vào đến cỏc cổng ra. Tuyến nối dựng chung này cú thể là một bộ nhớ hoặc một phương tiện dựng chung, chẳng hạn
nh một vũng hoặc một BUS. Chuyển mạch phõn chia theo thời gian là một kỹ thuật thớch hợp để chuyển mạch với dung lượng vài Gbit/s.
Trong hệ thống này cú thể phõn loại chi tiết hơn thành hệ thống bộ nhớ dựng chung và hệ thống phương tiện dựng chung.
Thiết bị ghép kênh Bộ nhớ Thiết bị tách kênh 1 2 3 N 1 2 3 N 1 2 3 N 1 2 3 N Bộ nhớ dùng chung Ph ơng tiện dùng chung
Hỡnh 3.8. Cỏc cơ chế chuyển mạch phõn chia theo thời gian
Hệ thống chuyển mạch phương tiện dựng chung:
Trong loại cấu trỳc này, cỏc tế bào đến được ghộp lại trong mụi trường chung là BUS hoặc Ring. Tốc độ của mụi trường chung thường lớn hơn hoặc bằng giỏ trị tổng tốc độ cỏc luồng tớn hiệu đến. Cấu trỳc này chỉ cần dựng một
bộ FIFO (Vào trước ra trước) cú dung lượng nhỏ đủ để lưu trữ một số lượng ít cỏc tế bào trưúc khi chúng truy nhập vào mụi trường chung. Mỗi cổng ra được gắn với một địa chỉ cố định, khi tuyến đi qua của một tế bào đến được xỏc định, địa chỉ cổng ra sẽ được gỏn cho từng tế bào trước khi chỳng được gửi đến mụi trường chung. Địa chỉ này được giải mó tại từng giao diện cổng ra và được lọc theo địa chỉ để xỏc định tế bào cú đuực gửi đến cổng ra hay khụng. Cỏc tế bào đó được đỏnh địa chỉ cho từng cổng ra để sao chộp lại tại bộ nhớ đầu ra và gửi tới tuyến đi. Tranh chấp đầu ra khụng xảy ra đối với cấu trỳc này vỡ khụng xảy ra trường hợp hai tế bào cựng đến đầu ra trong cựng một thời điểm. Tuy nhiờn, tốc độ tế bào đến tại một số tuyến nối đi cú thể vượt quỏ băng tần của tuyến nối trong một số thời điểm và do vậy, cần sử dụng cỏc bộ nhớ đầu ra để lưu trữ tế bào. S/P AF FIFO P/S AF AF FIFO FIFO P/S P/S S/P S/P BUS chung Bộ nhớ cổng ra 1 2 N
Hỡnh 3.9. Nguyờn lý chuyển mạch BUS.
S/P : Bộ chuyển đổi nối tiếp – song song. P/S : Bộ chuyển đổi song song – nối tiếp. AF : Bộ lọc theo địa chỉ – Address Filter. FIFO : Bộ đệm vào trước ra trước.
Việc điều khiển hệ thống này đơn giản hơn rất nhiều so với hệ thống chuyển mạch bộ nhớ dựng chung và nú cú thể hỗ trợ cho dạng nhõn phiờn bản hay quảng bỏ, hoạt động hiệu quả khi tốc độ mụi trường chung lớn hơn hoặc
bằng với tổng tốc độ của cỏc tuyến nối đến. Nếu nh số lượng tuyến nối và tốc độ của cỏc tuyến nối tăng lờn, về mặt cụng nghệ sẽ khú cú khả năng chế tạo được mụi trường chung cú tốc độ quỏ cao.
Đõy cũng là một hạn chế của cấu trỳc này. Do vậy, cấu trỳc chỉ phự hợp với số lượng cổng nhỏ. Tuy nhiờn, cấu trỳc chuyển mạch cú phương tiện dựng chung cú thể được sử dụng nh là cỏc thành phần của một hệ thống chuyển mạch lớn mà trong đú cỏc thành phần này sẽ được đấu nối với nhau.
Hệ thống chuyển mạch cú bộ nhớ chung.
Hệ thống bộ nhớ dựng chung là một trong những hệ thống của chuyển mạch ATM hiện đang được phỏt triển dựa trờn phương phỏp chuyển mạch gúi và chuyển mạch kờnh, thực hiện sự phõn chia thời gian đồng bộ bằng đơn vị khe thời gian. Khi sử dụng phương phỏp này, cỏc thành phần chuyển mạch được tạo ra từ bộ nhớ hai cổng dựng chung cho tất cả cỏc đầu vào và cỏc cổng đầu ra.
- Những tế bào đưa vào bộ nhớ dựng chung lại được liờn kết tương ứng với số lượng cổng được chỉ định trong danh sỏch liờn kết dành cho việc quản lý. Ngoài ra chỳng cũn được phõn loại cho mỗi cổng đầu ra bằng chức năng điều khiển và sau đú được đưa vào hàng đợi.
MUX And S/P DMUX And P/S RAM Hỡnh 3.10. Phương phỏp bộ nhớ dựng chung
Cỏc tế bào, sau khi được đưa ra từ hàng đợi đầu ra một cỏch tuần tự, lại được phõn kờnh, sau đú lại được biến đổi thành trạng thỏi song song/nối tiếp và cuối cựng được gửi qua kờnh đầu ra.
Phương phỏp này, N cổng đầu ra lần lượt được xử lý một cỏch tuần tự trong khoảng thời gian cần thiết cho việc xử lý một tế bào và cũng tại thời điểm đú, cỏc thành phần của bộ nhớ sẽ cú dải băng rộng mà cú khả năng đưa ra một lỳc N cổng ra. Khi đú nếu tốc độ liờn kết đầu vào/ra là V thỡ tốc độ của bộ nhớ xử lý phải là 2.(N.V). Thực chất bộ nhớ được xõy dựng theo phương phỏp chia nhỏ bit một cỏch đồng thời nhằm mục đớch khắc phục giới hạn về tốc độ xử lý của bộ nhớ.
Chuyển mạch cú bộ nhớ chung bao gồm một khối nhớ cổng kộp dựng chung cho tất cả cỏc cổng vào và ra. Cỏc tế bào đến được ghộp vào một luồng tớn hiệu duy nhất và được viết vào một bộ nhớ chung. Bộ nhớ được cấu trỳc thành cỏc hàng logic, mỗi hàng tương ứng với một cổng ra. Tế bào tại cỏc hàng ra cũng được ghộp lại thành một luồng tế bào chung, được đọc, tỏch kờnh và sau đú được gửi tới cỏc tuyến đi. Nhược điểm của cấu trỳc này là hạn chế về thời gian truy nhập bộ nhớ đối với cả lưu lượng đến và đi.
Bộ nhớ cú thể được tổ chức theo hai phương phỏp:
Hoàn toàn dựng chung: toàn bộ bộ nhớ được sử dụng chung cho tất cả cỏc cổng ra và tế bào đến sau sẽ bị loại bỏ khi bộ nhớ đầy.
Hoàn toàn chia tỏch: sử dung giới hạn số lượng tế bào đợi trong hàng của mỗi cổng ra và tế bào bị loại khi số lượng tế bào đến vượt quỏ giới hạn cho phộp, kể cả trong trường hợp bộ nhớ vẫn cũn chỗ trống.
Phương phỏp bộ nhớ hoàn toàn chung cú kết quả tốt hơn so với phương phỏp bộ nhớ hoàn toàn chia tỏch, về đặc tớnh xỏc suất tổn thất tế bào do việc sử dụng hiệu quả bộ nhớ. Tuy nhiờn, phương phỏp này cú hạn chế trong việc xử lý khi tại một cổng ra xảy ra đột biến với cỏc tế bào và làm giảm đột ngột dung lượng bộ nhớ, điều này cú thể dẫn tới việc giảm chất lượng dịch vụ của cỏc cổng ra khỏc.
Hiện tại, chuyển mạch cú bộ nhớ chung là cấu trỳc được ỏp dụng tương đối rộng rói, do cỏc ưu điểm trong việc ỏp dụng kỹ thuật nhõn phiờn bản và do những tiến bộ trong cụng nghệ bộ nhớ, dẫn tới khả năng dễ dàng giải quyết cỏc hạn chế về tốc độ truy nhập bộ nhớ. Ghép luồng (MUX) Bộ nhớ chung RAM Điều khiển Tách luồng (DEMUX) 1 N
Hỡnh 3.11. Nguyờn lý chuyển mạch cú bộ nhớ chung