BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG VIỄN THÔNG MẠNG CHUYỂN MẠCH (CIRCUIT-SWITCHED NETWORK)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP.HCM
KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MẠNG VIỄN THÔNG
HK2 - NĂM HỌC: 2020-2021

MẠNG CHUYỂN MẠCH
(CIRCUIT-SWITCHED NETWORK)

Thành viên
Nguyễn Tiến Lộc

18200160

Đoàn Ngọc Quang

18200205

Trương Hoàng Hào

1720083

Nguyễn Văn Quang

18200207

TP.HCM – 5/2021

MỤC LỤC
PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................................................ 3
I. Kỹ thuật chuyển mạch ............................................................................................................. 3
II. Định nghĩa chuyển mạch ......................................................................................................... 3
PHẦN 2: CHUYỂN MẠCH GÓI (PACKET SWITCHING) .......................................................................... 4
I. Định nghĩa ............................................................................................................................. 4
II. Nguyên tắc cơ bản ................................................................................................................. 4
III. Ưu và nhược điểm................................................................................................................. 7
PHẦN 3: CHUYỂN MẠCH KÊNH (CIRCUIT SWITCHING) ....................................................................... 8
I. Định nghĩa ............................................................................................................................. 8
II. Nguyên tắc cơ bản ................................................................................................................. 8
III. Đặc điểm ............................................................................................................................... 9
IV. Ưu và nhược điểm ................................................................................................................ 9
PHẦN 4: SO SÁNH CHUYỂN MẠCH GÓI VÀ CHUYỂN MẠCH KÊNH .................................................... 10
PHẦN 5: CHUYỂN MẠCH QUANG ................................................................................................... 12
I. Định nghĩa ........................................................................................................................... 12
II. Chuyển mạch chùm quang ................................................................................................... 12
PHẦN 6: KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH ................................................................................................ 15
I. Kỹ thuật chuyển mạch gói .................................................................................................... 15
II. Kỹ thuật chuyển mạch kênh ................................................................................................. 16
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................................... 17

2


PHẦN I. GIỚI THIỆU CHUNG
I.

Kỹ thuật chuyển mạch

Kỹ thuật chuyển mạch là một lĩnh vực tìm hiểu, nghiên cứu các phương thức
chuyển mạch, định hướng thông tin từ nguồn tin đến đích nhận tin một cách chính xác,
hiệu quả, nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ cao, tạo cơ sở tổ chức mạng viễn thông
linh hoạt, đa năng và tạo nhiều tiện ích cho người sử dụng.
Trong q trình lịch sử phát triển của lĩnh vực kỹ thuật truyền và chuyển mạch
các dạng thông tin điện nhiều công nghệ chuyển mạch đã được áp dụng như các thế hệ
chuyển mạch nhân công, các loại tổng đài chuyển mạch hệ cơ điện, các tổng đài chuẩn
điện tử, các tổng đài điện tử với các loại phần tử chuyển m��n mạch chùm quang, các chùm dữ liệu bao gồm nhiều
gói được chuyển mạch thơng qua mạng tồn quang. Một bản tin điều khiển (tiêu đề)
được truyền đi trước chùm để thiết lập cấu hình chuyển mạch trên tuyến truyền của
chùm. Các chùm dữ liệu truyền sau tiêu đề mà không cần đợi bản tin xác nhận kết nối
đã hoàn thành.
Một mạng chuyển mạch chùm quang bao gồm các nút chuyển mạch chùm
quang được liên kết với nhau qua các tuyến sợi quang. Nút mạng OBS chỉ ra như hình
5.1, nó có thể hoặc các nút biên hoặc là các nút lõi.
Mỗi sợi quang có thể hỗ trợ các kênh đa bước sóng sử dụng ghép kênh WDM.
Một chuyển mạch chùm quang truyền tải một chùm từ một cổng đầu vào tới cổng đầu
ra tại đích của nó. Các sợi liên kết có thể mang nhiều bước sóng, mỗi bước sóng có thể
được xem như một kênh mang thông tin (truyền các chùm thơng tin). Gói điều khiển
có thể được truyền trong băng trên cùng kênh dữ liệu hoặc trên một kênh điều khiển
riêng. Một chùm có thể mang một hay nhiều gói IP.

13


Hình 5.1. Cấu trúc mạng OBS

Tại lối vào nút biên các gói đến được kết hợp từ các đầu cuối client thành các
chùm. Các chùm được truyền toàn quang trên các bộ định tuyến lõi OBS. Lối ra nút
biên trên chùm thu về sẽ tách thành các gói và chuyển tiếp các gói tới các client đích

Hình 5.2. Truyền các gói trên
mạng OBS

Hình 5.3 minh hoạ các chức năng khác nhau trong mạng chuyển mạch chùm
quang. Đầu vào nút biên thực hiện kết hợp thành chùm, định tuyến, gán bước sóng và
lập lịch cho các chùm tại nút biên. Nút lõi thực hiện báo hiệu, lập lịch các chùm trên
các liên kết lõi và giải quyết tranh chấp. Đầu ra nút biên chủ yếu là tách các gói từ các
chùm và chuyển các gói tới lớp mạng cao hơn.

Hình 5.3. Sơ đồ khối chức năng của các nút OBS

Bộ định tuyến lõi bao gồm một bộ nối chéo OXC và một khối điều khiển
chuyển mạch (Switching Control Unit - SCU). Khối điều khiển chuyển mạch tạo và

14


duy trì bảng chuyển tiếp và thực hiện cấu hình OXC. Khi SCU nhận được một gói tiêu
đề chùm nó xác định đích của chùm và chỉ thị cho bộ định tuyến xử lý báo hiệu để tìm
ra cổng ra mong muốn. Nếu cổng ra khả dụng khi đó chùm số liệu đến, SCU cấu hình
cho OXC cho số liệu đi qua. Nếu cổng ra khơng khả dụng thì OXC sẽ được cấu hình
phụ thuộc trên mức độ tranh chấp bổ sung trong mạng. Tóm lại SCU thực hiện phiên
dịch tiêu đề, lập lịch, phát hiện tranh chấp, quyết định, tra cứu bảng định tuyến, điều
khiển ma trận chuyển mạch, ghi lại tiêu đề chùm và điều khiển chuyển đổi bước sóng.
Trong trường hợp một chùm số liệu đến OXC trước gói điều khiển của nó, chùm khi
đó sẽ bị mất.
Bộ định tuyến biên thực hiện các chức năng sắp xếp các gói, đệm các gói, kết
hợp các gói thành chùm, tách các gói nguyên thuỷ của nó. Kiến trúc định tuyến biên
bao gồm một khối định tuyến (Routing Module - RM), một bộ kết hợp chùm một bộ

lập lịch. Khối định tuyến lựa chọn cổng ra thích hợp cho mỗi gói và gửi mỗi gói đến
khối kết hợp chùm tương ứng. Mỗi khối kết hợp chùm thực hiện kết hợp các gói với
các tiêu đề cho bộ định tuyến lối cụ thể. Trong khối kết hợp chùm, có một hàng đợi
gói riêng cho từng lớp lưu lượng. Bộ lập lịch tạo ra một chùm theo kỹ thuật kết hợp
chùm và truyền chùm ra cổng ra mong muốn. Tại bộ định tuyến đầu ra, chùm được
tách ra thanh các gói và chuyển lên lớp mạng cao hơn.

15


PHẦN VI. KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH
I.

Kỹ thuật chuyển mạch gói:

 Trạm chia thơng báo dài thành nhiều gói nhỏ.
 Từng gói được gửi lần lượt vào mạng.
 Các gói được xử lý theo 2 cách:
 Datagram:
 Mỗi gói được xử lý độc lập.
 Các gói có thể đi theo bất cứ đường thích hợp nào.
 Các gói có thể đến đich khơng theo thứ tự gửi.
 Các gói có thể thất lạc trên đường đi.
 Bên nhận phải sắp xếp lại các gói mất trật tự và khơi phục các gói thất lạc.

Minh họa Datagram

 Virtual cỉcuit:
 Đường đi được tạo trước khi gửi các gói dữ liệu.
 Các gói yêu cầu cuộc gọi và chấp nhận cuộc gọi được dùng để tạo kết nối

(handshake).
 Mỗi đường đi được gán một số ID.
 Mỗi gói chứa ID cửa đường đi thay vì địa chỉ máy đích.
 Khơng cần tìm đường cho từng gói.
 Đường đi khơng dành riêng.

16


Minh họa Virtual circuit

II.

Kỹ thuật chuyển mạch kênh

Phương thức hoạt động cơ bản:
 Mạng chuyển mạch có thể bao gồm nhiều nút (hay trạm nối dây). Mỗi nút và mỗi
đầu cuối đều được địa chỉ hố.
 Nguồn gửi thơng tin sẽ yêu cầu nối mạng tới một địa chỉ đích.
 Các nút mạng sẽ tự động tìm ra các nút trung gian để nối thành một mạch dẫn từ
nguồn tới đích một cách liên tục theo thuật tốn đã định sẵn (quá trình này sẽ
lâu hơn nếu hai máy nguồn và máy đích cách nhau qua nhiều nút trung gian
hơn). Trường hợp một trong các nút trung gian không thể hồn tất việc nối mạch
thì tín hiệu bận (busy) có thể được chuyển về từ nút đó.
 Trong thực tế, mỗi nút đều có sẵn một bảng ghi nhận các địa chỉ và các nút
tương ứng gọi là bảng chuyển tiếp (forwarding table). Bảng này được cập nhật
mỗi khi có thêm nút mới hay địa chỉ mới. Do đó, các nút chỉ việc yêu cầu nối dây
với đường ra thích hợp dựa vào bảng này mỗi khi có lệnh thiết lập đường nối từ
ngõ vào tới một địa chỉ bất kì.
 Nếu máy đích chấp thuận, và việc nối mạch với máy đích hồn tất thì tín hiệu

thơng mạch (hay tính hiệu chấp thuận) sẽ được trả về. Ngược lại tín hiệu hết
thời lượng (timeout) sẽ được gửi về máy chủ.

17


 Máy chủ bắt đầu trao đổi thông tin hay huỷ bỏ việc trao đổi. Các nút mạng cũng
sẽ tự huỷ bỏ đường nối, giải phóng các nút cho các yêu cầu nối-chuyển khác.

---HẾT---

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. />2. />3. />4. nh

5. />6. />7. />
18