Tài liệu SWITCHING ENGINEERING docx

1
SWITCHING ENGINEERING
M.Eng Nhat Vien Nguyen Duy
2
Chương 1: TỔNG QUAN
(Overview)
Switching
Engineering
Page 3
Nội dung

Tổng quan.

Lịch sử phát triển.

Phương thức chuyển mạch.
Switching
Engineering
Page 4
Tổng quan

Khái niệm.

Các dịch vụ viễn thông.

Các loại dịch vụ viễn thông.

Mạng viễn thông.

Chuyển mạch.
Switching

Engineering
Page 5
Khái niệm

Truyền thông (Communication) là tất cả sự trao đổi, vận
chuyển thông tin bằng hình thức này hoặc hình thức khác.

Ví dụ: Bạn đang đọc tài liệu này, tờ báo đã đọc sáng nay,
chuyến tàu chở bạn đi từ Tp Hồ Chí Minh đến Thủ đô Hà
nội, bạn đang lấy thông tin từ Internet, bạn đang xem tivi,
bạn đang gọi điện …

Viễn thông là 3 ví dụ sau, vậy, viễn thông
(Telecommunication) là sự truyền thông qua khoảng cách
địa lý.

Tele có nghĩa là từ xa, biểu thị một sự bắt cầu qua khoảng
cách địa lý, viễn thông là sự trao đổi thông tin từ xa.
Hình 1-1 Sự trao đổi thông tin giữa hai thành phố
Switching
Engineering
Page 6
Khái niệm

Vật mang dịch vụ: Là các trang thiết bị
được sử dụng để hỗ trợ cho dịch vụ đó.
Hình 1-2 Vật mang dịch vụ điện thoại
Switching
Engineering
Page 7

Các dịch vụ viễn thông
Hình 1-3 Các dịch vụ viễn thông
Switching
Engineering
Page 8
Các loại dịch vụ viễn thông

Trên quan điểm điều hành mạng, dịch vụ viễn
thông gồm:

Dịch vụ cơ sở: Là các dịch vụ cơ bản được cung cấp bởi mạng viễn thông.

Dịch vụ giá trị gia tăng: Là các dịch vụ mở rộng của dịch vụ cơ sở, khi
người sử dụng dùng dịch vụ này sẽ phải nộp một mức phí cụ thể. Ví dụ
theo dõi tỷ giá thị trường qua một số điện thoại nào đó, dịch vụ hướng
dẫn, chuyển đổi ngôn ngữ.

Dịch vụ bổ sung phân bố: Là các dịch vụ được xây dựng trên dịch vụ
viễn thông cơ sở. Ví dụ chuyển tiếp cuộc gọi vô điều kiện, chờ cuộc gọi,
dịch vụ báo thức.

Dịch vụ bổ sung tập trung (dịch vụ mạng thông minh IN): IN (Inteligent
Network) được thực hiện trong một mạng tách rời dịch vụ với phương
tiện chuyển mạch, cung cấp định vị tập trung thông minh, cho phép điều
khiển định tuyến, tính cước linh hoạt. Ví dụ điện thoại trả tiền trước,
điện thoại bình chọn…

Một số dịch vụ có sự kết hợp của dịch vụ mạng thông minh với dịch vụ
giá trị gia tăng
Switching

Engineering
Page 9
Mạng viễn thông

Mạng viễn thông là tất cả các trang thiết bị kỹ thuật được sử dụng
để trao đổi thông tin giữa các đối tượng sử dụng trong mạng.

Các thành phần mạng viễn thông:

Thiết bị đầu cuối: Chuyển đổi tín hiệu thân thuộc với con người
thành tín hiệu được chuyển tải trong mạng tuỳ thuộc lại hình dịch
vụ.

Node chuyển mạch: Cung cấp nối kết cho các đối tượng theo yêu
cầu, thực hiện các chức năng:

Xử lý thông tin: xử lý, cung cấp thông tin.

Chuyển mạch.

Phương tiện truyền dẫn: Liên kết hai thành phần trên. tuỳ thuộc môi
trường, địa hình sử dụng hệ thống truyền dẫn thích hợp như cáp
đồng, vi ba, vệ tinh, quang…

Phần mềm: Hỗ trợ các thành phần trên hoạt động có hiệu quả.
Switching
Engineering
Page 10
Mạng viễn thông
Thiết bị

đầu cuối
Thiết bị
đầu cuối
Node
chuyển
mạch
Phương
tiện
truyền
dẫn
Phần
mềm
Hình 1-4 Các thành phần của mạng viễn thông
Switching
Engineering
Page 11
Chuyển mạch

Chuyển mạch là sự
thiết lập nối kết theo
yêu cầu để truyền
thông tin từ ngõ vào
yêu cầu đến ngõ ra
được yêu cầu trong một
tập ngõ vào và ngõ ra

(ITU-T).

Mục đích: Thiết lập
đường truyền thông tin

qua mạng theo cấu trúc
cố định hoặc biến động.
Hình 1-5 Chuyển mạch
Switching
Engineering
Page 12
Lịch sử phát triển

Các hệ thống nhân công.

Các hệ thống chuyển mạch điện tử.

Các hệ thống số và điều khiển máy tính.

Các node chuyển mạch cho thông tin dữ
liệu.

Các node chuyển mạch cho N-ISDN.

Các node chuyển mạch cho B-ISDN.

Chuyển mạch quang.
Switching
Engineering
Page 13
Các hệ thống nhân công

1878, hệ thống chuyển mạch đầu tiên
được xây dựng ở NewHaven, Mỹ. Điện
thoại viên đóng vai trò chuyển mạch.

Hình 1-6 Chuyển mạch nhân công
Switching
Engineering
Page 14
Các hệ thống nhân công

Nhược điểm của hệ thống nhân công:

Chậm

Hiệu suất thấp
Ex Ex Ex Ex
 
Yêu cầu một hệ thống tổng đài tự động là cấp thiết.
Nhưng hệ thống tự động đầu tiên được ra đời như thế nào?
Switching
Engineering
Page 15
Các hệ thống chuyển mạch
điện tử

Hệ thống chuyển mạch xoay

Năm 1889, Almon B. Strowger, Kansas City,
USA xây dựng hệ thống tổng đài tự động
đầu tiên, đây là hệ thống tổng đài từng
bước.

Sau đó là sự phát triển của hệ thống tổng
đài thanh ghi, các chữ số được xử lý trong

thanh ghi, không xử lý trực tiếp.

Phù hợp với các tổng đài dung lượng lớn, khả năng chọn đường dẫn
thay thế.
3
4
Switching
Engineering
Page 16
Các hệ thống chuyển mạch
điện tử

Hệ thống chuyển mạch thanh chéo

Năm 1937, hệ thống chuyển mạch thanh
chéo ra đời.

Thời gian chuyển mạch nhanh, ít lỗi, đơn
giản.

Là cơ sở phát triển các hệ thống chuyển
mạch sau này.
in
out
Switching
Engineering
Page 17
Các hệ thống số và điều khiển
máy tính


Năm 1960, tổng đài điều khiển số đầu
tiên được xây dựng ở Mỹ.

1968 ở Châu Âu.

Hệ tổng đài này còn được gọi là tổng đài
điều khiển bằng chương trình ghi sẵn SPC
(Stored Program Control).
Hình 1-7 Tổng đài SPC
Switching
Engineering
Page 18
Các node chuyển mạch cho
thông tin dữ liệu

Lý do: Nhu cầu sử dụng thông tin dữ liệu
phát triển mạnh, dẫn đến sự phân biệt
giữa mạng chuyển mạch kênh và dữ liệu.

Chuyển mạch gói và Frame Relay.
Hình 1-8 Chuyển mạch dữ liệu
Switching
Engineering
Page 19
Các node cho N-ISDN

Phát triển cho các mạng tích hợp dịch vụ,
N-ISDN có thể được xem là sự kết hợp
tổng đài điện thoại với chuyển mạch dữ
liệu.

Hình 1-9 ISDN
Switching
Engineering
Page 20
Các node cho B-ISDN

Các hệ thống chuyển
mạch trước chỉ đáp
ứng được một trong
hai điều kiện: băng
thông, thời gian thực.

B-ISDN cung cấp các
dịch vụ yêu cầu băng
thông và thời gian
thực.

Đang được tiêu chuẩn
hoá (ATM, MPLS).
Hình 1-10 Nhu cầu băng thông rộng
Switching
Engineering
Page 21
Chuyển mạch quang

Phục vụ cho sự
trao đổi thông tin
tốc độ cao (hàng
Gbits/s).


Hướng tới mạng
toàn quang
(chuyển mạch
điện tử - điều
khiển điện tử 
chuyển mạch
quang-điều khiển
điện tử  chuyển
mạch quang-điều
khiển quang).
Hình 1-11 Sự phát triển các hệ thống chuyển mạch
Switching
Engineering
Page 22
Phương thức chuyển mạch

Chuyển mạch kênh.

Chuyển mạch tin.

Chuyển mạch gói.

Chuyển mạch khung.

Chuyển mạch tế bào.

Chuyển mạch nhãn đa giao thức.
Switching
Engineering
Page 23

Chuyển mạch kênh

Là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi
thông tin bằng cách cấp kênh dẫn trực
tiếp giữa các đối tượng sử dụng.

Xử lý cuộc gọi tiến hành qua 3 giai đoạn:

Thiết lập đường dẫn dựa vào nhu cầu trao đổi thông tin.

Duy trì kênh dẫn trong suốt thời gian trao đổi thông tin.

Giải phóng kênh dẫn khi đối tượng sử dụng hết nhu cầu trao đổi.
Hình 1-12 Chuyển mạch kênh
Switching
Engineering
Page 24
Chuyển mạch kênh

Đặc điểm:

Thực hiện trao đổi thông tin giữa các user trên trục thời
gian thực.

Các user làm chủ kênh dẫn trong suốt quá trình trao đổi.

Hiệu suất thấp.

Yêu cầu độ chính xác thông tin không cao.


Nội dung trao đổi không mang thông tin địa chỉ.

Phù hợp với dịch vụ thoại.

Khi lưu lượng tăng đến ngưỡng nào đó thì cuộc gọi mới có
thể bị khoá, mạng từ chối mọi yêu cầu kết nối mới đến khi
có thể.
Switching
Engineering
Page 25
Chuyển mạch tin

Là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi
thông tin giữa các bản tin như điện tín,
thư điện tử, file…

Thiết bị đầu cuối gởi đến node chuyển
mạch bản tin mang thông tin địa chỉ đích.

Tại đây, bản tin được thu nhận, xử lý
(chọn đường) rồi sắp hàng chờ truyền đi.
Phương pháp này gọi là store and
forward.
địa chỉ
Hình 1-13 Chuyển mạch tin