Kỹ thuật truyền dẫn và chuyển mạch

TRANSMISSION AND SWITCHING:
4.1 Transmission And Switching Defined

Theo IEEE định nghĩa :

Truyền dẫn là sự lan truyền dẫn là sự lan truyền của tín hiệu ,tin nhắn
hoặc hình thức kháccủa trí thông minh bằng bất kỳ phương tiện như
cáp quang ,dây dẫn …

Chuyển mạch :là lựa chọn con đường đến đích sao cho tín hiệu truyền
đến đích bằng cách đóng ngắt của switches trong khoảng không gian
hoăc khoảng thời gian hoặc kết hợp cả hai.

Tổ chức liên minh viễn thông quốc tế ITU- T
định nghĩa chuyển mạch như sau:
“Chuyển mạch là sự thiết lập của một kết nối cụ
thể từ một lối vào đến một lối ra mong muốn trong
một tập hợp các lối vào và ra cho đến khi nào đạt được
yêu cầu truyền tải thông tin”
4.2 Traffic Intensity Defines The Size Of Switches
And The Capacity Of Transmission Links
4.2.1 Traffic Studies

Một trong những bước quan trọng nhất của việc thiết kế hệ thống
viễn thông là tính được số trung kế cần yêu cầu cho một tuyến
đường hoặc kết nối giữa các tổng đài.Chúng ta gọi chúng là
dimensioning(sự định kích thước )của đường đi.
Traffic định nghĩa bằng hai hằng số :

Calling rate : tỷ lệ gọi điện thoại, hoặc số lần một con đường hoặc
đường traffic được sử dụng trên một đơn vị xác định khoảng thời

gian, hoặc đúng hơn, "cường độ cuộc gọi trên một con đường traffic
trong giờ cao điểm.

Holding time: khoảng thời gian trung bình của sự chiếm
chổ của một hay nhiều đường của cuộc gọi

A traffic path: là một kênh,khe thời gian ,băng tần
,đường ,chuyển mạch trung kế

Carried traffic: là dung lượng của đường truyền thục sư
mang bởi chuyển mạch.

Offered traffic: là dung lượng của đường truyền đề xuất
cho chuyển mạch.

Khi nói tới kích thước của một tổng đài điện thoại và
đường truyền dẫn,chúng ta sẽ làm việc với mức độ traffic
ở giờ cao điểm và phải hoạt động tốt ở giờ cao điểm.

Để khảo sát kích thước của đường traffic hoặc kích thước
một tổng đài điện thoại .Chúng ta phải biết về mật độ traffic
thể hiện ở những lúc hoạt động nhiều nhất.Đó là cuối tuần
và sự thay đổi hằng ngày .Đường đi là ngẫu nhiên trong tự
nhiên . Sau đây là biểu đồ thể hiện mật độ traffic hằng
ngay ở Mỹ.(trang 65 hình 4.1)

Ta thấy biểu đồ cho ta nhũng khoảng hoạt động nhiều nhất
gọi là giờ cao điểm là từ 10 giờ đến 11 giờ sáng và ở
khoảng thời gian này thì số cuộc gọi có thể tăng lên đến
25%.

4.2.1.1 Measurement of Telephone
Traffic

Đường traffic telephone là hệ thống thiết bị điện thoai thoai trên một nhóm các
mạch hoặc là trung kế .chúng ta có thể gọi dòng traffic (A) thì được biểu diễn
theo:
A = C × T

Trong đó C là số cuộc gọi đi trong một giờ.

T là trung bình của holding time. A không có thứ nguyên bởi vì chúng ta đang
nhân số cuộc goi trên giờ với số giờ trên cuộc gọi.

Ta có trung bình thời gian giữ cuộc gọi là 2.5 phút và tốc độ gọi trong thời gian
giờ cao điểm là phổ biến là 237.dòng lưu lượng (A)là 237*2.5 hoặc 592.5 call-
minutes(Cm)hoặc 593.5/60 hoặc 9087 call-hours(Ch).

Thông thường thì đơn vị của cường độ lưu lượng là
erlang .

Erlang là một đơn vi không có thứ nguyên .Một erlang
thể hiện sự chiểm lĩnh của một đường trong một
giờ.Xét một nhóm đường đi thì mật độ dòng trong
erlang là số giây gọi trên giây hoặc là số giờ gọi trên
giờ.

Mỹ thì người ta dùng unit call(UC)
4.2.1.2 Blockage, Lost Calls, and Grade of Service

Giả sử một tổng đài điện thoại có 5000 thuê bao .và có không dưới

10% đồng thời sử dụng dich vụ .Do đó tổng đài điện thoai chỉ có thể
đáp úng được khoảng 500 cuộc kết nối .Giả sử như có 501 người
cùng tham gia gọi điện tại cùng một thời điểm thì sẽ có một số cuộc
gọi không thể thực hiện được do đó một số cuộc gọi sẽ bị bận. Cuộc
goi từ thuê bao 501 bị giới hạn gọi là loss call hay block call.Người
thực hiện gọi là blockage. Xác xuất va chạm blockage là một thông
số rất quan trọng trong hệ thống traffic của viễn thông.

Grade of service (loại dich vụ) biểu diễn xác xuất va chạm của blockage
trong giờ cao điểm và được biểu diễn thống nhất bởi p.Thường thì loại
dich vụ p=0.01 .Nghĩa là trung bình thì trong 100 cuộc gọi thì có 1 cuộc sẽ
bị blocked trong giờ cao điểm.
Grade of servive = number of loss calls/number of offered call

Trung bình của grade of service có thể đươc tính bằng cách cộng grade of
service cung cấp bởi từng nhóm các trung kế hoặc kích cỡ của từng mạch
riêng và cường độ traffic.

Xác suất này phụ thuộc vào một số yếu tố quan trọng
nhất trong đó là :
(1)phân phối thời gian và thời gian cung cấp traffic
(2)số lượng các nguồn lưu lượng truy cập hạn chế hoặc
cao (vô hạn)
(3)sự cho phép của một nhóm của trung kế trong một
nhóm các nguồn lưu lượng truy cập (đầy đủ hoặc bị hạn
chế)
(4)Cách thức xử lý cuộc gọi bị mất.
4.2.1.2.1 Availability (độ khả dụng)

Switches thì được đánh giá thông qua : inlets và outlets


Khi switch full availability thì tất cả các inlets đều có thể
truy vấn đến outlets

Khi hệ thống chuyển mạch tham chiếu với một outlets thì
gọi là limited availability.

Xem hình 4.2b sách trang 59

Dĩ nhiên là full availability thì mong muốn hơn là limit
avaibility nhưng nó thi mắc hơn trong các hệ thống
chuyển mạch lớn Do đó full availability không chỉ tìm
thấy ơ hệ thống chuyển mạch nhỏ mà con tòm thấy trong
các chuyển mạch số của các thế hệ mới bây giờ.

Grading là một phương pháp cải tiến khả năng điều
chỉnh lưu lượng cho một cấu hình limit availability
.graging là một hệ thống kết nối một nhóm các chuyển
mạch làm cho các chuyển mạch tải được đông bộ hơn.
4.2.1.2.2 ‘‘Handling’’ of Lost Calls
Có 3 phương pháp để quản lý hay định lương các cuộc gọi
thất bại:

1 lost calls help (LCH)

2.Lost calls cleared (LCC)

3.Lost calls delayed (LCD)
1 lost calls help (LCH)


Khái niệm LCH giả định rằng người sử dụng điện thoại ngay lập tức sẽ
reattempt cuộc gọi hy vọng để nắm bắt nhận của một tín hiệu tắc
nghẽn và sẽ tiếp tục gọi lại. Người sử dụng kết nối thiết bị hoặc một
trung kế ngay sau khi thiết bị chuyển mạch trở lại để xủ lý cuộc
gọi. Đây là giả định trong khái niệm LCH: cuộc gọi bị mất được tổ
chức hoặc chờ đợi ở điện thoại của người dùng. Khái niệm này tiếp tục
giả định rằng các cuộc gọi bị mất trước mở rộng thời gian nắm giữ
trung bình về mặt lý thuyết, và trong trường hợp này thời gian nắm giữ
trung bình là số không, và tất cả các thời gian là thời gian chờ đợi.
2.Lost calls cleared (LCC)

giả định rằng người dùng sẽ gác máy và đợi trong một khoảng thời gian trước
khi reattempting Nếu người dùng nghe được tín hiệu bị nghẽn trong lần thử gọi
đầu tiên.

3.Lost calls delayed (LCD):khi người dùng gọi nó sẽ tự động xếp vào hàng
đợi .Và khi hệ thống hoạt động nó sẽ quay số lại .Nó được thực hiện trên tất cả
các chuyển mạch số hiện đại.Do đó switches được xem là một máy tính cơ sở
giống như một bộ não hoạt động để điều khiển các chức năng kiểm soát . và
được gọi là thiết bị chuyển mạch điều khiển chương trình lưu trữ (SPC).

LCH là phương pháp mà cuộc gọi bị thất bại được giữ hoặc đợi cho
người dùng điện thoại .

LCC: Ngày xưa thường được dùng ở các nước châu Âu là phương
pháp mà người dùng sẽ gác máy và đợi trong một khoảng thời gian
,Nếu người dùng nghe được tín hiệu bị nghẽn trong lần thử gọi đầu
tiên.

LCD: khi người dùng gọi nó sẽ tự động xếp vào hàng đợi .Và khi hệ

thống hoạt động nó sẽ quay số lại .Do đó switches được xem là một
máy tính cơ sở giống như một bộ não hoạt động để điều khiển các
chức năng.Người ta gọi switches là :store program control(SPC)
4.2.1.2.3 Infinite and Finite Traffic Sources

Chúng ta có thể giả định rằng các dòng lưu lượng hoặc là vô
hạn hay hữu hạn.

Đối với trường hợp lưu lượng truy cập nguồn vô tận khả năng
đến cuộc gọi liên tục và không phụ thuộc vào trạng thái bận
của hệ thống. Nó cũng có nghĩa là vô hạn số cuộc gọi đến,
mỗi một thời gian nắm giữ vô hạn nhỏ.

Một ví dụ của nguồn lưu lượng hữu hạn truy cập là khi số
lượng của nguồn cung cấp lưu lượng truy cập đến một nhóm
trung kế tương đối nhỏ so với số lượng mạch.
4.2.1.2.4 Probability-Distribution Curves

Các cuộc gọi đi trong một vùng trong thực tế là ngẫu nhiên .Chúng ta thấy rằng nguồn gốc cúa các cuộc gọi đi
hoặc cuộc gọi tới trong một tổng đài thì hợp thành một họ đường cong phân phối xác xuất được biểu diễn
theo một phân phối Poisson .Và phân phối Poisson là cơ sở trong lý thuyết lưu lượng.

Hầu hết các đường cong phân phối xác xuất là hai tham số đường cong.Chúng được mô tả bằng hai thông số
là:mean(số trung bình) và variance( phương sai)

Mean :là một điểm trên Probability-Distribution Curves ở đó số sự kiện(cuộc gọi đến hay cuộc gọi đi) sảy ra
bên phải bằng số sự kiện sảy ra bên trái .mean thì tương tự với trung bình.

Tham số thứ hai được sử dụng để mô tả một đường cong phân phối xác suất là phân tán, cho chúng ta biết làm
thế nào các giá trị hoặc là mật độ phân tán về trung tâm hoặc trung bình của đường cong.Độ lệch tiêu chuận là một

biện pháp phân tán:
4.2.2 Discussion of the Erlang and Poisson Traffic Formulas
Khi kích thước một con đường, chúng ta muốn đánh giá sự tối ưu của
mạch để phục vụ các tuyến đường. Có một số công thức được đưa ra để
xác định số lượng các mạch dựa vào tải lưu lượng truy cập trong giờ cao
điểm
Có 4 chỉ tiêu được thảo luận sẽ giúp chúng ta đánh giá phương
trình traffic được dùng cho từng hoàn cảnh riêng lẽ.
1. call arrivals and holding-time distributions,
2. number of traffic sources
3. availability (full or limited)
4. handling of lost calls

Phương trình thất thoát Erlang B thì được dùng rộng rãi
ở Mỹ .Loss ở đây có nghĩa là xác suất của va chạm
blockage tại swich do sự quá tải hoặc ATB(all trunk
busy).

Phương trình thể hiện Grade of service hoặc xác suất tìm
một kênh bi bận.

Hai chỉ tiêu khác trong phương trình Erlang B là offered
traffic (lưu lượng cuộc gọi) và số đường trung kế hoặc
dịch vụ kênh được dùng.

Phương trình được cho bởi :
+Lưu lượng xuất phát từ số hàng không giới hạn
+ số cuộc gọi thất bại thì được lọc bởi thời gian giữ bằng
0(thời gian chuyển mạch)
+ full availability đầu ra.

4.2.3 Waiting Systems(Queueing)

Hệ thống PSTN ở bắc Mỹ bắt đầu hoàn toàn dùng số từ
năm 2000. Gần đây tất cả hệ thống chuyển mạch đều hoạt
động trên quy tắc hàng đợi với rất nhiều hệ thống chờ
cuộc gọi bởi vì cuộc gọi đến thì đặt trong hàng đợi và chờ
cho tới khi dịch vụ cung cấp trở lại.

Điều kiện thời gian phục vụ là thời gian một cuộc gọi tính
từ khi cuộc gọi tới trong hàng đợi đến khi dich vụ được
cung cấp bởi chuyển mạch

Waiting Systems dựa trên tham số của lưu lượng đề
nghị ,kích thước của hàng đợi và thông số grade of service
và sẽ tính được số mạch phục vụ hay trung kế yêu cầu.

Phương pháp thực hiện bởi chuyển mạch là một cuộc gọi
đạng đợi thì được chọn để cung cấp dịch vụ từ bộ lưu trữ
của cuộc gọi đợi gọi là quy tắc hàng đợi Thường quy tắc
phổ biến nhất là vào trước thì được cung cấp trước . câc
cuộc gói chờ lâu trong hàng đợi thì được cung cấp trước .
4.2.4 Dimensioning and Efficiency

Theo định nghĩa, nếu kích thước của một tuyến đường hoặc ước tính số lượng yêu cầu
phục vụ kênh, số lượng trung kế (hoặc kênh phục vụ) bằng tải erlang,
chúng ta sẽ đạt được 100% hiệu quả. Tất cả các tuyến đường sẽ được bận rộn với các
cuộc gọi tất cả các thời gian hoặc ít nhất là cho toàn bộ giờ cao điểm. Điều này thậm chí
sẽ không cho phép thời gian thiết lập cuộc gọi (tức là, làm cho
kết nối) hoặc thời gian xử lý chuyển đổi. Trong thực tế, nếu chúng ta có kích thước của
tuyến đường hoặc thiết bị chuyển mạch theo cách này, sẽ có nhiều khách hàng không hài

lòng.

Vậy muốn kích thước của tuyến đường có được hiệu quả cao mà vẫn giư được khách hàng
thì chúng ta phải có những phương pháp :
.