Kĩ thuật chuyên mạch báo hiệu - Chương 2: Các bộ chuyển mạch thời gian số cơ bản (time switch – t - Sw)

CHƯƠNG 2: CÁC BỘ CHUYỂN MẠCH THỜI GIAN SỐ CƠ BẢN (TIME SWITCH – T-sw) NỘI DUNG • Bài 1: Chức năng các bộ chuyển mạch thời gian số • Bài 2: Bộ chuyển mạch thời gian số kiểu ghi tuần tự đọc ngẫu nhiên • Bài 3: Bộ chuyển mạch thời gian số kiểu ghi ngẫu nhiên đọc tuần tự • Bài 4: Bộ chuyển mạch thời gian số kiểu ghi ngẫu nhiên đọc ngẫu nhiên BÀI 1: CHỨC NĂNG CÁC BỘ CHUYỂN MẠCH THỜI GIAN SỐ • NỘI DUNG: 1. Nguyên tắc 2. Chức năng của bộ chuyển mạch thời gian số NGUYÊN TẮC Thông tin cần chuyển mạch sẽ được nhớ trong bộ nhớ từ khe thời gian phát và tới khe thời gian thu nó sẽ được đọc ra từ bộ nhớ đó và tạo ra một khoảng thời gian trễ TÍNH NĂNG CỦA T-SW TRỄ QUA CHUYỂN MẠCH THỜI GIAN SỐ CHỨC NĂNG Từ mã PCM của các kênh trên tuyến PCMin sẽ được đưa vào bộ nhớ của bộ chuyển mạch → lưu trong các ngăn nhớ Từ mã PCM trong bộ nhớ sẽ được đọc tại các khe thời gian cần thiết để đưa ra các kênh trên tuyến PCMout Ghi và đọc phải thực hiện theo yêu cầu Mỗi từ mã PCM sẽ được nhớ trong 1 ngăn nhớ riêng → bộ chuyển mạch có khả năng phục vụ đồng thời nhiều cuộc gọi THỜI GIAN GIỮ CHẬM THÔNG TIN • F: số kênh • 125/F: độ rộng một khe thời gian • tM : thời gian giữ chậm thông tin (bằng số nguyên lần khe thời gian) KẾT LUẬN • Bộ chuyển mạch thời gian số là bộ nhớ logic dùng để nhớ các từ mã PCM có nguyên tắc ghi, đọc các từ mã đó như thế nào đó để thực hiện được các thao tác chuyển mạch theo yêu cầu BÀI 2: BỘ CHUYỂN MẠCH THỜI GIAN SỐ KIỂU GHI TUẦN TỰ ĐỌC NGẪU NHIÊN • Nội dung: 1. Nguyên tắc 2. Cấu tạo 3. Nguyên lý hoạt động NGUYÊN TẮC • Ghi thông tin từ các kênh đầu vào 1 cách tuần tự • Đọc chúng để đưa ra các kênh đầu ra một cách ngẫu nhiên • Ký hiệu T-SWRR (Time Switch Sequential Write Random Read) CẤU TẠO • T-MEM (Time Memory): bộ nhớ thời gian (bộ nhớ thoại) • C-MEM (Control Memory): bộ nhớ điều khiển (bộ nhớ địa chỉ) • TS (Time Slot): khe thời gian • TS-Counter: bộ đếm thời gian • Selector: Bộ chọn • add (address bus): bus địa chỉ • R/W: Read/Write: đọc / ghi CẤU TẠO • T-MEM (Time Memory): bộ nhớ thời gian (bộ nhớ thoại) dùng để nhớ các từ mã PCM • T-MEM có F ngăn nhớ (= số kênh trên tuyến PCM) • Số bit trong mỗi ngăn nhớ là 8 bits (= số bit của từ mã PCM) CẤU TẠO • C-MEM (Control Memory): điều khiển việc đọc các ngăn nhớ T-MEM • C-MEM có F ngăn nhớ (=số kênh trên tuyến PCM) • Số bit của mỗi ngăn nhớ gồm p bit địa chỉ ngăn nhớ T-MEM cần đọc và 1 bit chỉ thị bận rỗi (bit B) NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG • Ghi vào T-MEM (từ tuyến PCMup tới các ngăn nhớ của T-MEM) – Ghi bắt đầu từ từ mã của Ch0 đến từ mã của ChF-1 – TS-Counter sẽ đếm từ 0 →F-1 rồi đưa dữ liệu lên Selector 1 → bus add của T-MEM, bit R/W=0 – Ghi xong từ mã kênh ChF-1 thì ghi tiếp từ mã mới của kênh Ch0 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG • Đọc T-MEM (từ ngăn nhớ T-MEM đưa ra kênh trên tuyến PCMdown) – Được điều khiển bởi từ mã địa chỉ chứa trong ngăn nhớ của C-MEM – Nguyên tắc: địa chỉ ngăn nhớ T-MEM cần đọc sẽ được nhớ trong ngăn nhớ của C-MEM mà thứ tự của ngăn nhớ này trùng với thứ tự kênh đầu ra – Ví dụ: Muốn đọc ngăn nhớ i của T-MEM để đưa ra kênh Chj trên tuyến PCMout thì địa chỉ [i] phải được nhớ trong ngăn j của C-MEM NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG • Ghi C-MEM (từ phân hệ điều khiển tới ngăn nhớ C-MEM) – Phân hệ điều khiển đưa số liệu điều khiển → C-bus – Số liệu điều khiển gồm địa chỉ bộ chuyển mạch, địa chỉ ngăn nhớ, và số liệu điều khiển sẽ ghi vào ngăn nhớ đó – Bộ Selector 2 sẽ phân tích địa chỉ bộ chuyển mạch (add.sw.), nếu đúng thì Selector 2 sẽ chuyển R/W của nó về “0” logic (ghi) – p+1 bit sẽ được ghi vào ngăn nhớ của C-MEM mà địa chỉ của ngăn nhớ đó là p bit khác từ C-bus qua bộ Selector 2 lên add bus của C-MEM NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG • Đọc C-MEM (từ ngăn nhớ C-MEM đưa lên bộ Selector 1) – Được tiến hành đồng bộ tuần tự theo bộ đếm TS-Counter – Khi TS-Counter có giá trị 0 thì đọc ngăn 0 của C-MEM, nếu bit B trong ngăn đó bằng 1 thì bỏ qua, còn nếu B=0 thì Selector 1 sẽ đưa P bit số liệu địa chỉ đọc được từ ngăn 0 của C- MEM lên add.bus của T-MEM NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG • Kết luận – T-MEM: ghi tuần tự, đọc ngẫu nhiên – C-MEM: ghi ngẫu nhiên, đọc tuần tự NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Bài 3: BỘ CHUYỂN MẠCH THỜI GIAN SỐ KIỂU GHI NGẪU NHIÊN ĐỌC TUẦN TỰ (T-RWSR) • Nội dung: 1. Cấu tạo 2. Nguyên tắc hoạt động CẤU TẠO • T-MEM (Time Memory): bộ nhớ thời gian (bộ nhớ thoại) • C-MEM (Control Memory): bộ nhớ điều khiển (bộ nhớ địa chỉ) • TS (Time Slot): khe thời gian • TS-Counter: bộ đếm thời gian • Selector: Bộ chọn • add (address bus): bus địa chỉ • R/W: Read/Write: đọc / ghi CẤU TẠO • T-MEM (Time Memory): bộ nhớ thời gian (bộ nhớ thoại) dùng để nhớ các từ mã PCM • T-MEM có F ngăn nhớ (= số kênh trên tuyến PCM) • Số bit trong mỗi ngăn nhớ là 8 bits (= số bit của từ mã PCM) CẤU TẠO • C-MEM (Control Memory): điều khiển việc ghi các từ mã PCM vào ngăn nhớ T-MEM • C-MEM có F ngăn nhớ (=số kênh trên tuyến PCM) • Số bit của mỗi ngăn nhớ gồm p bit địa chỉ ngăn nhớ T-MEM và 1 bit chỉ thị bận rỗi (bit B) NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG W NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG • Cả T-MEM và C-MEM đều hoạt động theo kiểu ghi ngẫu nhiên, đọc tuần tự • Khi cần thực hiện 1 thao tác chuyển mạch thì PĐKCM sẽ đưa SLĐK (data) → ngăn nhớ C- MEM và ghi data vào ngăn cần thiết theo nguyên tắc: “STT của ngăn nhớ C-MEM trùng với STT kênh đầu vào, SLĐK ghi vào ngăn nhớ đó trùng với STT kênh đầu ra và chính là địa chỉ của ngăn nhớ T-MEM mà từ mã của kênh đầu vào sẽ ghi vào đó” NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG • Ví dụ: Chi→Chj • Ghi địa chỉ [j] vào ngăn i của C-MEM BÀI 4: BỘ CHUYỂN MẠCH THỜI GIAN SỐ KIỂU GHI NGẪU NHIÊN ĐỌC NGẪU NHIÊN • NỘI DUNG: 1. Cấu tạo 2. Nguyên lý hoạt động CẤU TẠO T-MEM: có m ngăn nhớ dùng để nhớ các từ mã PCM, mỗi ngăn có 8 bit  C-MEM: có F ngăn nhớ (=số kênh trên tuyến PCM) dùng để nhớ các từ mã điều khiển, mỗi ngăn nhớ gồm 2 phần (phần chứa địa chỉ điều khiển ghi, phần dùng để chứa địa chỉ điều khiển đọc các ngăn nhớ T-MEM), mỗi phần chứa r bit  r = P + 1 TS-Counter m<<F NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG W R NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Khi cần thực hiện 1 TTCM thì phần ĐKCM chọn 1 ngăn nhớ rỗi trên T-MEM để phục vụ Địa chỉ của ngăn nhớ T-MEM được chọn sẽ được ghi vào Phần điều khiển ghi của ngăn nhớ có STT trùng với kênh đầu vào Phần điều khiển đọc của ngăn nhớ có STT trùng với kênh đầu ra Ví dụ: Chi →Chj , giả sử phần ĐK chọn ngăn 2, thì địa chỉ [2] sẽ ghi vào phần ĐK ghi của ngăn i và phần ĐK đọc của ngăn j của C-MEM KẾT LUẬN T-RWRR cho phép sử dụng các ngăn nhớ của T-MEM linh hoạt, hiệu quả  Do m<<F nên có thể xảy ra gọi hụt KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CỦA CÁC BỘ CHUYỂN MẠCH THỜI GIAN SỐ Thời kỳ đầu, giá thành bộ nhớ cao nên áp dụng cấu trúc S-T-S để giảm chuyển mạch T (T dùng loại T-RWRR)  Sau này, giá bộ nhớ giảm, tốc độ cao, dung lượng lớn nên áp dụng cấu trúc T- S-T để tăng khả năng phục vụ, khả năng thông cao, chọn tuyến tốt (T ở tầng đầu là T-SWRR ở tầng sau là T-RWSR) KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CỦA CÁC BỘ CHUYỂN MẠCH THỜI GIAN SỐ Tổng đài dung lượng nhỏ (vài trăm thuê bao) chỉ cần dùng 1 bộ chuyển mạch T  Tổng đài dung lượng trung bình và lớn nên áp dụng cấu trúc T-S, S-T hoặc T-S- T, S-T-S Kiểm tra 1 tiết • Câu 1: Vẽ mô hình chức năng chuyển mạch không gian? Nêu đặc điểm chung của bộ chuyển mạch không gian cơ bản. (2 đ) • Câu 2: Trình bày khả năng áp dụng của các bộ chuyển mạch thời gian số (2 đ) • Câu 3: Vẽ sơ đồ tổng quát trường chuyển mạch 2 khâu (2 đ) • Câu 4: Cho các thao tác chuyển mạch sau: (4 đ) Ch1 → Ch0 Ch2 →ChF-1 ChF-3 →ChF-2 a. Vẽ C-MEM của T-SWRR b. Cho F=64, hãy viết các bit trong ngăn nhớ C-MEM biết rằng bit chỉ thị bận rỗi là 1 Kiểm tra 1 tiết • Câu 1: Trình bày nguyên tắc ghép các tuyến PCM bậc cao từ các tuyến PCM thấp hơn (1 đ) • Câu 2: Vẽ vi mạch Codec và các chân chức năng của nó. Chú thích các chân chức năng(2 đ) • Câu 3: Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bộ chuyển mạch thời gian số kiểu ghi tuần tự đọc ngẫu nhiên(3 đ) • Câu 4: Cho các thao tác (4đ) Ch2 →ChF-1( Chọn 3 làm ngăn nhớ rỗi) Ch1 →ChF-2( Chọn m-1 làm ngăn nhớ rỗi) ChF-4 →ChF-3( Chọn 0 làm ngăn nhớ rỗi) a. Vẽ C-MEM của T-RWRR b. Cho m = 10, hãy viết các bit trong ngăn nhớ C-MEM biết rằng bit chỉ thị bận rỗi là 1 Kiểm tra 1 tiết lớp B đề 2 • Câu 1: Trình bày cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của T_RWRR ?(3 đ) • Câu 2: Trình bày các đặc điểm chung của bộ chuyển mạch S? (2đ) • Câu 3: Cho các thao tác (3đ) Ch4 →ChF-1 Ch1 →ChF-2 ChF-4 →ChF-3 a. Vẽ C-MEM của T-SWRR b. Cho F = 128, hãy viết các bit trong ngăn nhớ C-MEM biết rằng bit chỉ thị bận rỗi là 1 Kiểm tra 1 tiết lớp B đề 2 • Câu 4: Cho hình C-MEM của bộ chuyển mạch như sau (2đ) a. Đây là bộ chuyển mạch loại gì ? b. Viết các thao tác chuyển mạch? Kiểm tra 1 tiết lớp B đề 1 • Câu 1: Trình bày cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của T_RWSR ?(3 đ) • Câu 2: Trình bày chức năng của S_sw? Viết thao tác chuyển mạch tổng quát ?(2đ) • Câu 3: Cho các thao tác (3đ) Ch2 →ChF-1( Chọn 3 làm ngăn nhớ rỗi) Ch1 →ChF-2( Chọn m-1 làm ngăn nhớ rỗi) ChF-4 →ChF-3( Chọn 0 làm ngăn nhớ rỗi) a. Vẽ C-MEM của T-RWRR b. Cho m = 10, hãy viết các bit trong ngăn nhớ C-MEM biết rằng bit chỉ thị bận rỗi là 1 Kiểm tra 1 tiết lớp B đề 1 • Câu 4: Cho hình C-MEM của bộ chuyển mạch như sau (2đ) a. Đây là bộ chuyển mạch loại gì ? b. Viết các thao tác chuyển mạch? Kiểm tra 1 tiết lớp B lần 2 đề 1 • Câu 1: Vẽ sơ đồ tổng quát trường chuyển mạch 2 khâu ?(2 đ) • Câu 2: Trình bày ứng dụng của vi mạch Codec?(1đ) • Câu 3: Viết tên các chức năng của mạch điện giao tiếp đường dây thuê bao (2 đ) • Câu 4: Cho cấu trúc chuyển mạch 2 tầng S-T (S dùng loại điều khiển theo đầu ra. (2 đ) • a. Vị trí từ mã của thuê bao A là khe thời gian số 3 tuyến PCM1 . Vị trí từ mã của thuê bao B và khe thời gian số 2 tuyến PCM0 . Hãy viết thao tác chuyển mạch từ B→A theo 2 bước. • b. Vẽ C-MEM của các bộ chuyển mạch sử dụng trên câu a thể hiện việc giao tiếp giữa 2 thuê bao A và B • Câu 5: Làm lại câu 4 với cấu trúc T-S-T (S dùng loại điều khiển theo đầu ra) (3đ) Kiểm tra 1 tiết lớp B lần 2 đề 2 • Câu 1: Vẽ sơ đồ tổng quát trường chuyển mạch 3 khâu ?(2 đ) • Câu 2: Phát biểu định luật Kocheniskov. Viết công thức tính số kênh của một hệ thống phân kênh theo thời gian. Chú thích (2đ) • Câu 3: Trình bày chức năng chống quá áp của mạch SLIC(1đ) • Câu 4: Cho cấu trúc chuyển mạch 2 tầng T-S (S dùng loại điều khiển theo đầu vào. (2đ) • a. Vị trí từ mã của thuê bao A là khe thời gian số 3 tuyến PCM1 , vị trí từ mã của thuê bao B và khe thời gian số 2 tuyến PCM0 . Hãy viết thao tác chuyển mạch từ B→A theo 2 bước. • b. Vẽ C-MEM của các bộ chuyển mạch sử dụng trên câu a thể hiện việc giao tiếp giữa 2 thuê bao A và B • Câu 5: Làm lại câu 4 với cấu trúc S-T-S (S dùng loại điều khiển theo đầu vào) (3 đ) (Chọn Tk làm bộ chuyển mạch trung gian) Kiểm tra 1 tiết lớp C lần 2 đề 1 • Câu 1: Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ chuyển mạch S điều khiển theo hàng ?(2 đ) • Câu 2: Tại sao SLIC là phần cứng khó nhất trong tổng đài?(1đ) • Câu 3: Vẽ C-MEM của bộ chuyển mạch S điều khiểu theo đầu vào thể hiện thao tác chuyển mạch từ tuyến PCM1 sang tuyến PCM2 tại kênh F-1.(2 đ) • Câu 4: Cho cấu trúc chuyển mạch 2 tầng S-T (S dùng loại điều khiển theo đầu ra). (2 đ) • a. Vị trí từ mã của thuê bao A là khe thời gian số 2 tuyến PCM1 . Vị trí từ mã của thuê bao B và khe thời gian số 3 tuyến PCM0 . Hãy viết thao tác chuyển mạch từ B→A theo 2 bước. • b. Vẽ C-MEM của các bộ chuyển mạch sử dụng trên câu a thể hiện việc truyền dữ liệu từ B sang A và từ A sang B • Câu 5: Làm lại câu 4 với cấu trúc T-S-T (S dùng loại điều khiển theo đầu ra) , chọn khe thời gian trung gian là khe số 5(3đ) Kiểm tra 1 tiết lớp C lần 2 đề 2 • Câu 1: Tại sao cần có bộ chuyển mạch S ?(2 đ) • Câu 2: Trình bày các loại kết cuối của tổng đài (2đ) • Câu 3: Hãy vẽ C-MEM của bộ chuyển mạch thể hiện thao tác chuyển mạch từ tuyến PCM2 tới tuyến PCM0 tại kênh số 3 (1đ) • Câu 4: Cho cấu trúc chuyển mạch 2 tầng T-S (S dùng loại điều khiển theo đầu vào). (2đ) • a. Vị trí từ mã của thuê bao A là khe thời gian số 2 tuyến PCM1 , vị trí từ mã của thuê bao B và khe thời gian số 3 tuyến PCM0 . Hãy viết thao tác chuyển mạch từ B→A theo 2 bước. • b. Vẽ C-MEM của các bộ chuyển mạch sử dụng trên câu a thể hiện việc truyền dữ liệu từ A sang B và từ B sang A • Câu 5: Làm lại câu 4 với cấu trúc S-T-S (S dùng loại điều khiển theo đầu vào) (3 đ) (Chọn T4 làm bộ chuyển mạch trung gian)