Telephony - Chapter 3: Digital Switching in Exchange ppsx

Telephony
Telephony
Nguyễn Duy Nhật Viễn
Chapter 3
Chapter 3
Digital Switching in Exchange
Page 3
Kh
Kh
á
á
i
i
ni
ni
ệ
ệ
m
m
Page 4
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch

ch
s
s
ố
ố

Cung cấp nối kết giữa các kênh trong các luồng
PCM.

Bao gồm sự truyền dẫn của các từ PCM liên quan
ñến 1 kênh trong 1 khe thời gian ở 1 bus ngõ vào và
1 khe thời gian ở bus ngõ ra.

Trao ñổi giữa các khe thời gian thực hiện theo hai
phương pháp và có thể tách biệt hoặc phối hợp:
 Chuyển mạch thời gian.
 Chuyển mạch không gian.
Page 5
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch

th
th
ờ
ờ
i
i
gian
gian
T
T
 Khái niệm

Sự trao ñổi thông tin giữa hai khe thời gian trên
cùng tuyến PCM/TDM.
Page 6
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
th
th
ờ

ờ
i
i
gian
gian
T
T

Nguyên lý

BM: buffer memory, lưu
các từ mã tiếng nói.

CM: connection memory,
ñiều khiển việc ghi ñọc của
BM.

Dung lượng BM:
 C
BM
=R.B (bits),

Dung lượng CM:
 C
CM
=R.log
2
R (bits).

R: Số khe thời gian/khung


B: số bit mã hóa (8bits).
BM
CM
ðịa chỉ ghi/ñọc
Page 7
ði
ði
ề
ề
u
u
khi
khi
ể
ể
n
n
trong
trong
chuy
chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ

ch
ch
T
T

ðiều khiển tuần tự
 ðếm khe thời gian cung
cấp ñịa chỉ ghi/ñọc cho
các ô nhớ của BM.
 ðếm khe thời gian là bộ
ñếm có chu kỳ bằng số
khe thời gian/khung.
 Giá trị ñếm khe tuần tự
tăng 1 sau thời gian 1
khe thời gian.


BM
#1
#2
#i
#R
ðếm khe thời
gian
1
2
i
R
Page 8
ði

ði
ề
ề
u
u
khi
khi
ể
ể
n
n
trong
trong
chuy
chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
T
T

ðiều khiển ngẫu nhiên
 CM ñiều khiển việc ghi

ñọc bộ nhớ BM.
 Các ô nhớ của CM chứa
ñịa chỉ ô nhớ của BM sẽ
tiến hành quá trình
ghi/ñọc.
 Các ô nhớ của CM sẽ
ñược ñọc ra 1 cách tuần
tự (ñược ñiều khiển ñọc
tuần tự).

#i

BM
ðịa chỉ
ghi
#1
#2
#i
#R
TS
R
TS
i
TS
2
TS
1
#R

#1

#2
CM
#1
#2
…
#i
…
#R
Page 9
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
T
T
ghi
ghi
tu
tu
ầ
ầ

n
n
t
t
ự
ự
-
-
ñ
ñ
ọ
ọ
c
c
ng
ng
ẫ
ẫ
u
u
nhiên
nhiên
DEMUX
MUX
S/P



P/S
ðếm khe thời gian

‘#j’

‘#i’

ðịa chỉ ghi
ðịa chỉ ñọc
ðịa chỉ ñọc
CM
#1
#i
#j
#R
1
I
J
R
1
I
J
R
TSj TSi
TSi TSj
#1
…
#i
…
#j
…
#R

Page 10
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
T
T
ghi
ghi
tu
tu
ầ
ầ
n
n
t
t
ự
ự
-
-
ñ

ñ
ọ
ọ
c
c
ng
ng
ẫ
ẫ
u
u
nhiên
nhiên
 Mô tả

Các kênh ngõ vào ñược ghép lại thành tuyến
TDM bởi bộ MUX.

Tín hiệu ñược chuyển ñổi thành song song (S/P)
ñể ghi vào BM.

ðếm khe thời gian ñiều khiển việc ghi (tuần tự).

CM ñiều khiển ñọc (ngẫu nhiên).

Tín hiệu ñược chuyển lại nối tiếp (P/S).

DEMUX tách thành các kênh ñầu ra.
Page 11
Chuy

Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
T
T
ghi
ghi
tu
tu
ầ
ầ
n
n
t
t
ự
ự
-
-
ñ
ñ
ọ

ọ
c
c
ng
ng
ẫ
ẫ
u
u
nhiên
nhiên

R là số khe thời gian/khung.

BM, CM có R ô nhớ.
 Nhu cầu trao ñổi thông tin

Giả sử nhu cầu trao ñổi thông tin là giữa TS
i
với
TS
j
.

Bộ ñiều khiển nối kết ghi các giá trị như sau:

Giá trị ‘i’ vào ô #j/CM.

Giá trị ‘j’ vào ô #i/CM.
Page 12

Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
T
T
ghi
ghi
tu
tu
ầ
ầ
n
n
t
t
ự
ự
-
-
ñ
ñ

ọ
ọ
c
c
ng
ng
ẫ
ẫ
u
u
nhiên
nhiên
 Quá trình chuyển mạch

Trong khe thời gian TS
i
:

ðếm khe thời gian có giá trị ‘i’, tín hiệu trên
TS
i
/PCM
in
ñược ghi vào ô nhớ #i/BM.

Ô nhớ #i/CM có giá trị ‘j’ nên nội dung ô #j/BM
ñược ñọc ra
TS
i
/PCM

out
.

Trong khe thời gian TS
j
:

ðếm khe thời gian có giá trị ‘j’, tín hiệu trên
TS
j
/PCM
in
ñược ghi vào ô nhớ #j/BM.j

Ô nhớ #j/CM có giá trị ‘i’ nên nội dung ô #i/BM
ñược ñọc ra
TS
j
/PCM
out
.

Quá trình tiếp tục trong các khung tiếp theo

Nhu cầu trao ñổi thông tin ñã ñược thực hiện
Page 13
Chuy
Chuy
ể
ể

n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
T
T
ghi
ghi
ng
ng
ẫ
ẫ
u
u
nhiên
nhiên
–
–
ñ
ñ
ọ
ọ
c
c
tu
tu

ầ
ầ
n
n
t
t
ự
ự
DEMUX
MUX
S/P



P/S
ðếm khe thời gian

‘j’

‘i’

ðịa chỉ ghi
ðịa chỉ ñọc
ðịa chỉ ñọc
CM
#1
#i
#j
#R
1

I
J
R
1
I
J
R
TSj TSi
TSi TSj
Page 14
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
T
T
ghi
ghi
ng
ng
ẫ
ẫ

u
u
nhiên
nhiên
–
–
ñ
ñ
ọ
ọ
c
c
tu
tu
ầ
ầ
n
n
t
t
ự
ự
 Mô tả

Các kênh ngõ vào ñược ghép lại thành tuyến
TDM bởi bộ MUX.

Tín hiệu ñược chuyển ñổi thành song song (S/P)
ñể ghi vào BM.


CM ñiều khiển ghi (ngẫu nhiên).

ðếm khe thời gian ñiều khiển việc ñọc (tuần tự).

Tín hiệu ñược chuyển lại nối tiếp (P/S).

DEMUX tách thành các kênh ñầu ra.
Page 15
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
T
T
ghi
ghi
ng
ng
ẫ
ẫ
u
u

nhiên
nhiên
–
–
ñ
ñ
ọ
ọ
c
c
tu
tu
ầ
ầ
n
n
t
t
ự
ự

R là số khe thời gian/khung.

BM, CM có R ô nhớ.
 Nhu cầu trao ñổi thông tin

Giả sử nhu cầu trao ñổi thông tin là giữa TS
i
với
TS

j
.

Bộ ñiều khiển nối kết ghi các giá trị như sau:

Giá trị ‘i’ vào ô #j/CM.

Giá trị ‘j’ vào ô #i/CM.
Page 16
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
T
T
ghi
ghi
ng
ng
ẫ
ẫ
u

u
nhiên
nhiên
–
–
ñ
ñ
ọ
ọ
c
c
tu
tu
ầ
ầ
n
n
t
t
ự
ự
 Quá trình chuyển mạch

Trong khe thời gian TS
i
:

Ô nhớ #i/CM có giá trị ‘j’ nên tín hiệu trên
TS
i

/PCM
in
ñược ghi vào ô nhớ #j/BM.

ðếm khe thời gian có giá trị ‘i’, nội dung ô #i/BM
ñược ñọc ra
TS
i
/PCM
out
.

Trong khe thời gian TS
j
:

Ô nhớ #j/CM có giá trị ‘i’ nên tín hiệu trên
TS
j
/PCM
in
ñược ghi vào ô nhớ #i/BM.j

ðếm khe thời gian có giá trị ‘j’, nội dung ô #j/BM
ñược ñọc ra
TS
j
/PCM
out
.


Quá trình tiếp tục trong các khung tiếp theo

Nhu cầu trao ñổi thông tin ñã ñược thực hiện
Page 17
ð
ð
ặ
ặ
c
c
t
t
í
í
nh
nh
c
c
ủ
ủ
a
a
chuy
chuy
ể
ể
n
n
m

m
ạ
ạ
ch
ch
T
T
 Tồn tại trễ nhưng nhỏ hơn thời gian lấy mẫu
tiếng nói.
 Tiếp thông hoàn toàn.
 Kinh tế.
 Thuận tiện ñồng bộ.
 Dung lượng bị hạn chế bởi thời gian ghi ñọc
bộ nhớ.

C
max
=R
max
=125µs/(T
W
+T
R
).
Page 18
Chuy
Chuy
ể
ể
n

n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
không
không
gian
gian
S
S
 Khái niệm

Là sự chuyển ñổi thông tin giữa hai tuyến PCM
trong cùng khe thời gian.
 Tiếp thông hòan toàn và tiếp thông không
hoàn toàn
Ngõ vào
Ngõ vào
Page 19
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m

ạ
ạ
ch
ch
không
không
gian
gian
S
S

Nguyên lý
 Mỗi ngõ ra (ngõ vào)
ñặt một bộ nhớ ñiều
khiển CMi
 CMi ñiều khiển việc
khóa/mở các ñiểm
thông trong thời gian
1 khe thời gian.
 Khi ñiểm thông ñược
mở thì thông tin từ
ngõ vào chuyển ra
ngõ ra tương ứng.
Page 20
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n

m
m
ạ
ạ
ch
ch
không
không
gian
gian
S
S
123
2
13
2
Page 21
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
không

không
gian
gian
S
S
 Mô tả:

Xét ma trận chuyển mạch S 4x4, các bộ nhớ CM
ñặt ở ngõ ra ñiều khiển mở ñiểm thông trong thời
gian 1 khe thời gian.

Giả sử 1 khung có 3 khe thời gian, nên mỗi CM
có 3 ô nhớ ñể chứa các ñịa chỉ ñiểm thông.

Mỗi ô nhớ CM gồm log
2
(4+1)~3bits

Trong ñó, 1 ñịa chỉ thêm vào biểu thị mọi ñiểm
thông ñều khóa.
Page 22
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ

ạ
ch
ch
không
không
gian
gian
S
S
 Nhu cầu trao ñổi thông tin

Giả sử nhu cầu trao ñổi thông tin như sau:

TS1/busA nối với TS1/busE

TS1/busD nối với TS1/busG

TS2/busB nối với TS2/busE

TS2/busA nối với TS2/busF

TS2/busC nối với TS2/busH

TS3/busC nối với TS3/busE

TS3/busA nối với TS3/busG

Bộ ñiều khiển nối kết ghi thông tin như hình vẽ.
Quy ước ñịa chỉ:
’001’: AND

A
.
’010’: AND
B
.
’011’: ANDC.
’100’: AND
D
.
’000’: Mọi ñiểm thông ñều khóa
Page 23
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
không
không
gian
gian
S
S


Quá trình chuyển mạch:
 Trong khe thời gian TS1:
 Ô nhớ #1/CM-E có giá trị ‘001’: cổng AND
A
mở nên thông
tin chuyển từ
TS1/PCM
A
sang TS1/PCM
E
.
 Ô nhớ #1/CM-G có giá trị ‘100’: cổng AND
D
mở nên thông
tin chuyển từ
TS1/PCM
D
sang TS1/PCM
G
.
 Trong khe thời gian TS2:
 Ô nhớ #2/CM-E có giá trị ‘010’: cổng AND
B
mở nên thông
tin chuyển từ
TS2/PCM
B
sang TS2/PCM
E
.

 Ô nhớ #2/CM-F có giá trị ‘001’: cổng AND
A
mở nên thông
tin chuyển từ
TS2/PCM
A
sang TS2/PCM
F
.
 Ô nhớ #2/CM-H có giá trị ‘011’: cổng AND
C
mở nên thông
tin chuyển từ
TS2/PCM
C
sang TS2/PCM
H
.
Page 24
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch

ch
không
không
gian
gian
S
S

Trong khe thời gian TS1:

Ô nhớ #3/CM-E có giá trị ‘011’: cổng AND
C
mở nên
thông tin chuyển từ
TS3/PCM
C
sang TS3/PCM
E
.

Ô nhớ #3/CM-G có giá trị ‘001’: cổng AND
A
mở nên
thông tin chuyển từ
TS3/PCM
A
sang TS3/PCM
G
.


Quá trình trao ñổi thông tin ñã ñược thực hiện
Page 25
ði
ði
ề
ề
u
u
khi
khi
ể
ể
n
n
trong
trong
chuy
chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
không
không

gian
gian
S
S
 ðiều khiển theo ñầu ra

Chọn 1 trong m ñầu vào ñể chuyển thông tin ra
ñầu ra mà CM ñiều khiển.

Sử dụng bộ ghép kênh logic số
Page 26
ði
ði
ề
ề
u
u
khi
khi
ể
ể
n
n
trong
trong
chuy
chuy
ể
ể
n

n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
không
không
gian
gian
S
S
 ðiều khiển theo ñầu vào

Chọn 1 trong n ñầu ra ñể chuyển thông tin từ ñầu
vào mà CM ñiều khiển.

Sử dụng bộ tách kênh logic số
DEMUX DEMUX DEMUX
CM1 CM2 CMm

1
m
2

1
n
2

Page 27
ði
ði
ề
ề
u
u
khi
khi
ể
ể
n
n
trong
trong
chuy
chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch

ch
không
không
gian
gian
S
S
 Dung lượng ñiều khiển theo ñầu ra:
 Dung lượng ñiều khiển theo ñầu vào:
bitsmRnC )1(log
2
+
=
bitsnRmC )1(log
2
+
=
Page 28
ð
ð
ặ
ặ
c
c
t
t
í
í
nh
nh

trong
trong
chuy
chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
S
S
 Không trễ.
 Tin cậy.
 Thuận tiện chọn ñường
 Không tồn tại ñộc lập.
Page 29
Ph
Ph
ố
ố
i gh
i gh
é
é
p gi

p gi
ữ
ữ
a c
a c
á
á
c c
c c
ấ
ấ
p
p
chuy
chuy
ể
ể
n m
n m
ạ
ạ
ch
ch
 Chuyển mạch TS
 Chuyển mạch STS
 Chuyển mạch TST
Page 30
Chuy
Chuy
ể

ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
TS
TS

Nguyên lý
 “Nguyên lý nhớ TS.”
 Các khe thời gian ngõ
vào ñược lưu lại trong
các chuyển mạch T.
 ðến khe thời gian
tương ứng, nội dung
trong các ô nhớ trong
các bộ nhớ BM ñược
nối với ngõ ra xác ñịnh
qua chuyển mạch S.



Page 31
Chuy
Chuy
ể

ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
TS
TS
 Mô tả:

Các tuyến PCM ñầu vào ñược ghi tuần tự vào
các bộ nhớ BM.

CMT ñiều khiển chung việc ñọc các ñịa chỉ (ô
nhớ, bộ nhớ): ô nhớ trong các bộ nhớ BM.

CMT gồm R khối nhớ ứng với R khe thời
gian/khung.

Mỗi khối nhớ gồm N ô nhớ ứng với khe thời gian
nội bộ.
Page 32
Chuy
Chuy
ể
ể
n

n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
TS
TS

Tín hiệu ñiểu khiển thời
ñiểm ñọc ra ñiều khiển việc
mở các cổng AND trong
khe thời gian nội bộ tương
ứng.

Tín hiệu từ các bộ nhớ của
chuyển mạch T ñược ghi
vào trong các thanh ghi
REG tương ứng rồi chuyển
ra ñầu ra theo tốc ñộ của
tuyến PCM ngõ ra
Page 33


Page 34
Chuy
Chuy
ể
ể

n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
TS
TS
 Nhu cầu trao ñổi thông tin:

Giả sử nhu cầu trao ñổi thông tin là giữa
TS
1
/PCM
1
với TS
R
/PCM
2
.

Bộ ñiều khiển nối kết ghi các giá trị sau vào các ô
nhớ của CMT như sau:

Giá trị: (‘R,2’) vào ô nhớ #1/ khối nhớ1 của CMT.

Giá trị: (‘1,1’) vào ô nhớ #2/ khối nhớR của CMT.
Page 35

Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
TS
TS
 Quá trình thực hiện

Xét hướng TS
1
/PCM
in1
TS
R
/PCM
in2

Trong khe thời gian TS
1
 Chuyển mạch T ghi tuần tự, ñọc ngẫu nhiên nên
TS
1

/PCM
in1
ñược ghi vào ô nhớ #1/BM1.

Trong khe thời gian nội bộ 2, khe thời gian TS
R
:
 Ô nhớ #2/khối nhớ R/CMT có giá trị ‘1,1’: Nội dung ô nhớ
#1/BM1 ñược ñọc ra.
 Trong khoảng thời gian này, cổng AND
2
mở nên tín hiệu ghi
vào
REG
2
rồi chuyển ra TS
R
/PCM
out2
.
Page 36
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ

ạ
ch
ch
TS
TS

Xét hướng TS
R
/PCM
in2
TS
1
/PCM
in1

Trong khe thời gian TS
2
 Chuyển mạch T ghi tuần tự, ñọc ngẫu nhiên nên
TS
R
/PCM
in2
ñược ghi vào ô nhớ #R/BM2.

Trong khe thời gian nội bộ 1, khe thời gian TS
1
:
 Ô nhớ #1/khối nhớ 1/CMT có giá trị ‘R,2’: Nội dung ô nhớ
#R/BM2 ñược ñọc ra.
 Trong khoảng thời gian này, cổng AND

1
mở nên tín hiệu ghi
vào
REG
1
rồi chuyển ra TS
1
/PCM
out1
.

Quá trình lặp lại trong các khung tiếp theo.

Nhu cầu trao ñổi thông tin ñã ñược thực hiện.
Page 37
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
STS
STS
 Nguyên lý

M M
S S


T
T
S S
D D







1 i j R 1 i j R1 i j R1 i j R

R
j
i
1
R
j
i
1
R
j
i
1
R i j 1

R i j 1
1
i
j
R
1
i
j
R
S1 S2T
Page 38
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
STS
STS
‘1’
‘N’
‘1’
‘N’
‘r’

‘r’
PCM
in1
PCM
inN
PCM
out1
PCM
outN
CMS
1k
CMS
2k
BMk
BM
1
CMT
1
CMT
k

TSi
TSj
TSi
TSj
#r
TSi
TSj
TSi
TSj
#i
#j
#i
#j
#i
#j
Page 39
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m

m
ạ
ạ
ch
ch
STS
STS
 Mô tả
 Nhu cầu trao ñổi thông tin
 Quá trình chuyển mạch
Page 40
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
TST
TST
 Nguyên lý
M
D
T
ST

Module1
ModuleN
Thanh dẫn ra
1 2 … N




1
…
R
1
…
R
1
…
R
1
…
R
Page 41
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ

ạ
ch
ch
TST
TST
Page 42
‘i’ ‘i’ ‘B’
PCM
inA
PCM
outA
BMT
TA
BMT
RA
CMT
TA
CMT
RA
CMS
A
A … B

Module A
‘j’ ‘j’ ‘A’
BMT
TB
BMT
RB
CMT

TB
CMT
RB
CMS
B

Module B
PCM
inB
PCM
outB
Module S
TSi
TSi
#i
#i
#r
TSr
TSr
TSr
TSr
#r
TSj
TSj
#j
#j
#r#r’
#r’ #r’
TSr’
TSr’

TSr’
Page 43
Chuy
Chuy
ể
ể
n
n
m
m
ạ
ạ
ch
ch
TST
TST
 Mô tả
 Nhu cầu trao ñổi thông tin
 Thực hiện
Page 44
Nh
Nh
ậ
ậ
n
n
x
x
é
é

t
t