học viện kỹ thuật quân sự
bộ môn thông tin - khoa vô tuyến điện tử

mai văn quý, nguyễn hữu kiên, nguyễn văn giáo

kỹ thuật chuyển mạch
(Dùng cho chuyên ngành điện tử viễn thông)

l-u hành nội bộ



1.1.4 Các thành phần thiết yếu khác của mạng viễn thông.
17

1.2.Chuyển mạch kênh, chuyển mạch tin, chuyển mạch gói.
19

1.2.1 Khái niệm về chuyển mạch kênh (Circuit Switching).
19

1.2.2 Khái niệm về chuyển mạch bản tin (Message Switching).
20

1.2.3 Khái niệm và chuyển mạch gói.
20

1.2.4 Khái niệm về công nghệ
atm
(Công nghệ chuyển giao
không đồng bộ

a
synchronous Transfer Mode)
21

1.2.5 l
ĩnh vực ứng dụng của các ph-ơng thức chuyển mạch
24

1.3. Khái quát về tổng đài điều khiển theo ch-ơng trình ghi sẵn SPC

41

2.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ chuyển mạch không
gian cơ bản
42

2.2.3 Xây dựng các tr-ờng chuyển mạch không gian t-ơng tự trên
cơ sở bộ chuyển mạch cơ bản
46
2.3. Điều chế biên độ xung (PAM-Pulse Amplitude Modulation) và
chuyển mạch thời gian đối với tín hiệu rời rạc
57

2.3.1 Nguyên lý điều biên xung và -u thế phân kênh theo thời
gian

57

2.3.2 Chuyển mạch PAM 4 dây dùng trung kế âm tần
59

2.3.3 Chuyển mạch PAM 4 dây không dùng trung kế âm tần
63

2.3.4 So sánh nguyên lý chuyển mạch PAM 4 dây dùng trung kế
âm tần và nguyên lý chuyển mạch PAM 4 dây không dùng
trung kế âm tần


2.5.2 Bộ chuyển mạch thời gian số kiểu ghi tuần tự-đọc ngẫu
nhiên
80

2.5.3 Bộ chuyển mạch thời gian số kiểu ghi ngẫu nhiên-đọc tuần
tự
85

2.5.4 Bộ chuyển mạch thời gian số kiểu cả ghi và đọc đều ngẫu
nhiên
87

2.5.5 Khả năng áp dụng của các bộ chuyển mạch thời gian số.
90

2.6. Các bộ chuyển mạch không gian số cơ bản
91

2.6.1 Khái quát về chức năng của các bộ chuyển mạch không gian số

91

2.6.2 Bộ chuyển mạch không gian số điều khiển theo đầu ra

93

2.6.3 Bộ chuyển mạch không gian số điều khiển theo đầu vào

95

120

2.8.2 Điều khiển khối chuyển mạch
121

c
h-ơng
3. Tổ chức các phân hệ trong tổng đài SPC

128

3.1 Phân hệ ứng dụng (Application Subsystem)
128

3.1.1 Kết cuối các đ-ờng thuê bao.
128

a. Tổng quan về kết cuối các đ-ờng thuê bao.
128

b. Kết cuối các đ-ờng thuê bao t-ơng tự (Analog line)
129

c. Kết cuối thuê bao số
135

d. Tổ chức các kết cuối thuê bao
137

3.1.2 Kết cuối trung kế

3.3 Hệ thống điều khiển
154

3.3.1 Khái quát chung
154

3.3.2 Tổ chức hệ thống xử lý điều khiển của một tổng đài
156

3.3.3 Phần mềm tổng đài
162

3.4 Phân hệ báo hiệu SiGS
166

3.4.1 Khái quát chung
166

3.4.2 Tiến trình thực hiện một cuộc gọi
169
3.4.3 Cấu trúc một số thiết bị báo hiệu
173

3.5 Phân hệ ngoại vi điều khiển PCS
178

3.5.1 Khái quát chung

Ch-ơng 5
: Hệ thống báo hiệu mã R2

190

5.1 Khái quát 190

5.2 Ph-ơng thức truyền tín hiệu của báo hiệu R2 190

5.3. Phân loại báo hiệu của R2 191

5.3.1 Báo hiệu đ-ờng dây 191

5.3.2 Báo hiệu thanh ghi 195

5.3.3 Các ph-ơng pháp truyền tín hiệu báo hiệu thanh ghi 201

Ch-ơng 6
: Hệ thống báo hiệu kênh chung số 7

204

6.1 Khái quát 204

6.2
Các khái niệm cơ bản
204

6.2.1
Điểm báo hiệu SP (Signalling Point)


6.3.2 Cấu trúc phân lớp của hệ thống báo hiệu số 7
209

6.3.3 Các khối chức năng của hệ thống báo hiệu số 7
211

1. Phần chuyển giao bản tin MTP (Message Transfer Part)
211

2. Phần ng-ời sử dụng điện thoại TUP (Telephone User Part)
225

3. Phần ng-ời sử dụng mạng số liên kết đa dịch vụ (ISDN
User Part)
231

4. Phần điều khiển kết nối báo hiệu SCCP
235

5. Phần ứng dụng khả năng giao dịch TCAP
241

ch-ơng 7: cơ sở lý thuyết xử lý cuộc gọi và ph-ơng
pháp tính toán thiết bị mạng viễn thông.

248

7.1 Mục tiêu của lý thuyết xử lý cuộc gọi
248


Tài liệu tham khảo
297

lời giới thiệu
Kỹ thuật chuyển mạch là một lĩnh vực tìm hiểu, nghiên cứu các ph-ơng
thức chuyển mạch, định h-ớng thông tin từ nguồn tin đến đích nhận tin một cách
chính xác, hiệu quả, nhằm đảm bảo chất l-ợng dịch vụ cao, tạo cơ sở tổ chức
mạng viễn thông linh hoạt, đa năng và tạo nhiều tiện ích cho ng-ời sử dụng.
Trong quá 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 đ-ợc áp dụng
nh- 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
mạch khác nhau nh- ma trận chuyển mạch t-ơng tự, các chuyển mạch số
. Các
nguyên lý chuyển mạch khác nhau cũng lần l-ợt thay thế nhau và kết hợp với
nhau trong các trung tâm chuyển mạch của các mạng viễn thông nh- nguyên lý
phân kênh không gian, nguyên lý chuyển mạch thời gian t-ơng tự (chuyển mạch
PAM), chuyển mạch số đối với các tín hiệu điều chế xung mã ghép kênh đồng bộ
(chuyển mạch PCM), chuyển mạch đối với các thông tin số dạng gói

Kỹ thuật chuyển mạch th-ờng kết hợp với các lĩnh vực kỹ thuật công nghệ
khác trong một cấu trúc thiết bị hoặc hệ thống các thiết bị hoàn chỉnh nh- kỹ
thuật điều khiển, kỹ thuật xử lý các quá trình ngẫu nhiên, kỹ thuật điện-điện tử
và chế tạo linh kiện, kỹ thuật truyền dẫn, báo hiệu và xử lý báo hiệu
. Nhìn
chung, mỗi trung tâm chuyển mạch là một hệ thống hoàn chỉnh, rất phức tạp và là

khiển, phân hệ báo hiệu. Ch-ơng 4- Tổng quan về báo hiệu và các hệ thống báo
hiệu: Giới thiệu về các khái niệm báo hiệu thuê bao, báo hiệu trung kế, các hệ
thống báo hiệu kênh kết hợp và báo hiệu kênh chung. Ch-ơng 5- Giới thiệu hệ
thống báo hiệu R2 . Ch-ơng 6- Giới thiệu hệ thống báo hiệu số 7 . Ch-ơng 7: Lý
thuyết xử lý cuộc gọi và ph-ơng pháp tính toán thiết bị mạng viễn thông- Đ-a ra
các khái niệm về xử lý cuộc gọi, tải và c-ờng độ tải, các khái niệm về ph-ơng
thức phục vụ với tổn thất hiển nhiên, phục vụ theo hàng đợi và các ph-ơng pháp
tính toán thiết bị theo từng ph-ơng thức phục vụ và xử lý cuộc gọi.
Tập 2 của tài liệu này tập trung vào các kỹ thuật chuyển mạch thông tin số
liệu trong đó tập trung vào các ph-ơng thức chuyển mạch thông tin dạng gói nh-
thủ tục X25, Frame Relay, SMDS và ATM. Nội dung sẽ đ-ợc giới thiệu khái quát
ở đầu tập 2.
Trong tài liệu này có thể còn những sai sót, rất mong nhận đ-ợc ý kiến
đóng góp của bạn đọc. Ch-ơng 1
Các thành phần của mạng viễn thông
1.1 Khái quát chung
1.1.1 Khái quát về thông tin viễn thông
Trao đổi thông tin là một nhu cầu thiết yếu trong đời sống hàng ngày. Khi

Tín hiệu
điện

Thiết bị
đầu cuối

Tín hiệu
điện

Tin tức

Tin tức

Mạng
viễn thông

Hình 1.1 :
Nguyên lý truyền tin qua mạng viễn t
hông
1.1.2 C
ác thành phần của mạng viễn thông
.
a. Thiết bị đầu cuối.
Tin tức cần truyền, nh- tiếng nói, văn bản, số liệu, hình ảnh, phải đ-ợc
biến đổi thành dạng tín hiệu điện phù hợp để có thể truyền qua mạng viễn thông.
Các biến đổi đó đ-ợc thực hiện bởi thiết bị phát đặt tại đầu phát (nơi truyền tin).
Sau khi truyền qua mạng, tín hiệu đ-ợc thu tại nơi nhận, nó phải đ-ợc biến đổi trở

Hình 1.2 :
Chức năng các thiết bị đầu cuối
Nh- vậy thiết bị đầu cuối, đôi dây thuê bao và mạch điện giao tiếp đôi dây
thuê bao trong mạng cho phép mỗi ng-ời sử dụng có quan hệ thuê bao với mạng.
Ng-ời sử dụng với t- cách là thuê bao của mạng có thể thực hiện các thao tác
điều khiển tiến trình tiến hành cuộc liên lạc qua mạng và trao đổi tin tức với các
thuê bao khác qua mạng.

b. Trung tâm chuyển mạch
Qui mô của một mạng có thể từ rất đơn giản đến cực kỳ phức tạp. Có thể
lấy mạng điện thoại làm ví dụ điển hình. Với bản chất ứng dụng tự nhiên của
mình và với các loại hình dịch vụ ngày càng phong phú, mạng điện thoại mang ý
nghĩa tổng quát của mạng viễn thông và là một đối t-ợng nghiên cứu chủ yếu
trong lĩnh vực viễn thông.
Một mạng điện thoại đơn giản có thể chỉ bao gồm các cặp máy điện thoại

Hình 1.3 :
Mạng điện thoại tổ chức theo kiểu đấu nối trực tiếp từng cặp
Ph-ơng thức tổ chức mạng kiểu này chỉ có một -u điểm duy nhất đó là
đảm bảo sự độc lập giữa các cuộc liên lạc. Ví dụ : Khi A liên lạc với B thì tại A
dùng máy số 1, độc lập hoàn toàn với mạng liên lạc giữa A với các điểm còn lại
hoặc giữa các điểm còn lại với nhau. Từ đó tạo khả năng tổ chức mạng rất linh
hoạt, dễ dàng thêm bớt các mối liên lạc, dễ triển khai thu hồi .
Tuy nhiên ph-ơng thức này có rất nhiều nh-ợc điểm nh-:
- Phức tạp trong sử dụng: ta hình dung trên bàn làm việc của giám đốc có
tới 4, 5 máy điện thoại để liên lạc tới từng phân x-ởng. Khi đó muốn làm việc
với một phân x-ởng cụ thể thì cần chọn đúng máy điện thoại nối tới phân x-ởng
đó, hoặc có khi tín hiệu gọi tới từ một phân x-ởng thì phải nghe, phải quan sát để
xác định cuộc gọi đó đang báo trên máy nào. Rất khó hình dung nếu số điểm liên
lạc lên tới hàng trăm, hàng ngàn, thậm chí lên tới hàng triệu thuê bao, không rõ
khi đó ng-ời sử dụng sẽ xoay sở ra sao với n
1 chiếc máy điện thoại trên bàn
làm việc của mình.
- Hiệu quả sử dụng thiết bị đầu cuối và đ-ờng dây thấp do mỗi thiết bị đầu
cuối và đôi dây t-ơng ứng chỉ dùng để liên lạc với một đối tác duy nhất nên
chúng rất ít đ-ợc dùng đến.
- Phức tạp và tốn kém trong mở rộng mạng. Giả sử mạng hiện hành có n
Hình 1.4 :
Ph-ơng án dùng chuyển mạch đ-ờng dây riêng
Theo cách này đã tạo thuận lợi cho ng-ời sử dụng và giảm đ-ợc số thiết bị
đầu cuối. Tuy nhiên, số đôi dây nối chéo giữa các điểm vẫn không giảm, bên
cạnh đó, mỗi khi thay đổi số vị trí sẽ kéo theo tổ chức lại các đôi dây và thay đổi
dung l-ợng của chuyển mạch riêng tại mỗi thuê bao.
Mặc dù vậy, ph-ơng án tổ chức mạng theo cách này cũng tạo ra định
h-ớng cho sự ra đời của ph-ơng án tổ chức mạng mới mà nó đ-ợc sử dụng cho tới
ngày nay, đó là, tập trung toàn bộ các chuyển mạch riêng đó vào một thiết bị
dùng chung gọi là trung tâm chuyển mạch hay còn gọi là tổng đài. Khi đó tại mỗi
vị trí ng-ời sử dụng sẽ chỉ còn lại một thiết bị đầu cuối. Thiết bị đầu cuối này
đ-ợc nối với tổng đài chỉ bằng một đôi dây gọi là đ-ờng dây thuê bao. Các bộ
chuyển mạch riêng mà tr-ớc đây đặt tại từng vị trí ng-ời sử dụng thì nay đ-ợc tập
trung cả vào trong tổng đài. Chức năng của tổng đài là tạo ra tuyến nối giữa các
đ-ờng dây của hai thuê bao khi chúng cần liên lạc với nhau. Nghĩa là, khi thuê
bao A cần liên lạc với thuê bao B thì tổng đài sẽ sử dụng thiết bị chuyển mạch

Trung tâm chuyển mạch (tổng đài) là thiết bị mạng dùng để tạo ra tuyến
thông tin giữa các thiết bị đầu cuối của cùng tổng đài với nhau (cuộc gọi nội hạt),
hoặc giữa thiết bị đầu cuối của tổng đài này với thiết bị đầu cuối của tổng đài
khác qua đ-ờng trung kế (cuộc gọi liên tổng đài, cuộc gọi đ-ờng dài), hoặc giữa
các trung kế với nhau (cuộc gọi quá giang).
Hình 1. 5 :
Ph-ơng thức liên lạc qua tổng đài


SLIC

SLIC

SLIC


- Nhóm chức năng báo hiệu : Cung cấp và xử lý các báo hiệu thuê bao và
báo hiệu trung kế để phục vụ chức năng chuyển mạch.
Ngoài ra các trung tâm chuyển mạch còn thực hiện các nhóm chức năng
mạng quan trọng khác nh- tổ chức, quản lý mạng (vai trò node mạng, quản lý
trạng thái của các đầu cuối và tuyến truyền dẫn), cung cấp giao tiếp và các dịch
vụ thuê bao, phối hợp truyền dẫn( tổ chức ngân hàng kênh, dạng, mức tín hiệu )
biến đổi và tổ chức thông tin bên trong trung tâm chuyển mạch
Trong tổ chức mạng thì các trung tâm chuyển mạch là các node mạng, có
thể dùng để phục vụ kết nối giữa các thuê bao với nhau (chuyển mạch nội hạt)
hoặc giữa node này với node khác (chuyển mạch kết nối, chuyển tiếp, đ-ờng dài,
trung tâm cửa quốc tế).
c. Các tuyến truyền dẫn
Phạm vi phục vụ của một tổng đài th-ờng bị giới hạn về dung l-ợng và về
phân bố địa lý. Thông th-ờng, dân c- tập trung thành các khu vực. Do đó tại
trung tâm của từng vùng dân c- ng-ời ta đặt một tổng đài có dung l-ợng phù hợp
để phục vụ nhu cầu liên lạc của dân c- trong vùng. Giữa các tổng đài này có thể
có các đ-ờng trung kế trực tiếp, các tuyến truyền dẫn tới các tổng đài của các
vùng lân cận để phục vụ các cuộc lạc giữa thuê bao của tổng đài này với thuê bao
của tổng đài khác. Nhìn chung, các tuyến truyền dẫn th-ờng đ-ợc lắp đặt giữa
các tổng đài mà l-u l-ợng thông tin cần trao đổi lớn hoặc giữa các trung tâm
thông tin. Đó là các tuyến thông tin nhiều kênh, trên đó có sử dụng kỹ thuật ghép
kênh và các giải pháp kỹ thuật cho việc truyền tín hiệu đi xa. Nhờ việc áp dụng
các kỹ thuật đó mà có thể tổ chức mạng viễn thông toàn cầu.
Trong thành phần mạng viễn thông các tuyến truyền dẫn nối các trung tâm
chuyển mạch với nhau, cho phép các cuộc gọi có thể tiến hành qua nhiều node
mạng. Vì vậy, chức năng chính của chúng là tạo ra liên kết mạng giữa các trung
tâm chuyển mạch. Mạng viễn thông th-ờng đ-ợc tổ chức theo kiểu phân cấp,
phân vùng. Tín hiệu qua các thiết bị truyền dẫn đ-ợc biến đổi, đ-ợc tổ chức ghép
tách kênh, đ-ợc tái tạo và khuếch đại bù năng l-ợng sau từng chặng để truyền
đ-ợc đi xa, và nhờ đó có thể tổ chức mạng lớn (mạng toàn cầu). Hình 1. 6 :
Tổ chức mạng kiểu hợp nối

Đ-ờng dây
thuê bao


Đ-ờng dây
thuê bao

Tổng đài
hợp nối
Tổng đài
hợp nối
Tổng đài
hợp nối

Đ-ờng dây
thuê bao

Đ-ờng dây
thuê bao


Đ-ờng dây


mạng không đ-ợc phân cấp thì việc phục vụ các cuộc gọi đ-ờng dài sẽ gặp khó
khăn do tuyến đ-ờng dài không đ-ợc hoạch định tr-ớc, cuộc nối sẽ phải qua
nhiều tổng đài, thời gian thiết lập lâu, giá thành cao, sử dụng các thiết bị kém
hiệu quả, chất l-ợng phục vụ thấp Mạng phân cấp cho phép khắc phục đ-ợc các
nh-ợc điểm đề cập trên đây làm cho các cuộc gọi đ-ờng dài đ-ợc tiến hành
nhanh chóng, thuận tiện và chất l-ợng cao. Việc phân cấp đi đôi với việc hoạch
định chiến l-ợc định tuyến cho các loại cuộc gọi giữa hai thuê bao bất kỳ. Các
cuộc gọi đ-ờng dài đ-ợc định tuyến theo các tiêu chuẩn tối -u. Mô hình mạng
phân cấp đ-ợc mô tả trên hình 1.7. Nhìn chung việc xử lý định tuyến đ-ợc thực
hiện trên cơ sở phân tích h-ớng cuộc gọi và trạng thái của các đ-ờng liên kết giữa
các trung tâm chuyển mạch. Khi phát sinh một cuộc gọi thì h-ớng trực tiếp sẽ
đ-ợc chọn tr-ớc tiên. Nếu h-ớng trực tiếp không có khả năng phục vụ thì cuộc
gọi sẽ đ-ợc tiến hành trên một trong các h-ớng thay thế qua trung tâm chuyển
mạch cấp cao hơn.

Trung tâm quốc tế
Trung tâm liên tỉnh



Hình 1. 8 :
Quá trình tiến hành cuộc gọi qua tổng đài
Quá trình thực hiện một cuộc gọi trên thực tế có thể xảy ra nhiều khả năng
khác nhau tuỳ thuộc vào đó là cuộc gọi nội hạt hay đ-ờng dài, cuộc gọi đ-ợc thực
hiện trọn vẹn hay bị kết thúc giữa chừng, nguyên nhân cuộc gọi không thành
công, mà từ đó sẽ có các loại tín hiệu báo hiệu khác nhau đ-ợc trao đổi giữa các

Tổng đài

A

Tổng đài

B
Đ-ờng dây
thuê bao



Chấp nhận giải toả

Kết thúc

Báo hiệu đ-ờng dây
thuê bao bị gọi

Báo hiệu liên tổng đài

Báo hiệu đ-ờng dây
thuê bao gọi thành phần trong mạng . Các tín hiệu báo hiệu có thể chia thành báo hiệu thuê
bao (bao gồm báo hiệu đ-ờng thuê bao gọi, báo hiệu đ-ờng thuê bao bị gọi) và
báo hiệu trung kế (hay báo hiệu liên tổng đài) tuỳ thuộc vào từng tín hiệu báo
hiệu đó đ-ợc sử dụng trên cung đoạn nào của mạng. Về các đơn vị tín hiệu báo
hiệu cụ thể và ý nghĩa của chúng sẽ đ-ợc đề cập trong ch-ơng riêng của tài liệu
này.
b. Hệ thống quản lý, điều hành và bảo d-ỡng
Các thế hệ tổng đài cơ điện tr-ớc đây cũng đã bắt đầu hình thành cơ sở
quản lý và bảo d-ỡng, tuy nhiên chỉ tập trung vào công việc tính c-ớc đơn giản và
cảnh báo lỗi thô sơ. Các thế hệ tổng đài hiện đại điều khiển theo ch-ơng trình ghi
sẵn (SPC-
Stored Program Control) cho phép l-u trữ ch-ơng trình điều hành hoạt
động của tổng đài, cơ sở dữ liệu thuê bao và dữ liệu trung kế, các ch-ơng trình
quản lý mạng và chọn tuyến tối -u, các ch-ơng trình chuẩn đoán hỏng hóc cho
phép quản lý tập trung các tổng đài trong phạm vi nào đó và thực hiện các quy
trình bảo hành, bảo d-ỡng từ xa.

(Trễ đều cho mọi thành phần tín hiệu của mỗi cuộc gọi) do đó phù hợp với
dịch vụ thời gian thực.
Mô hình của ph-ơng thức chuyển mạch kênh đ-ợc chỉ ra trên hình 1.9

Hình 1.9 :
Mô hình chuyển mạch kênh
Các thiết bị chuyển mạch kênh có thể là các bộ chuyển mạch không gian
(S-Switch) truyền tín hiệu liên tục, các bộ chuyển mạch thời gian (T-Switch) cho






TS1
TS2
TS4

TS5

TS1

Trong thực tế không có mạng chuyển mạch chuyên dụng cho chuyển
mạch bản tin nh-ng chúng ta vẫn th-ờng nhận đ-ợc các thông tin d-ới dạng bản
tin. Có thể hình dung nguyên lý chuyển mạch bản tin nh- sau: Tin tức cần truyền
là bản tin sẽ đ-ợc gửi đến node gốc kèm theo địa chỉ nguồn và địa chỉ đích. Node
gốc l-u bản tin trong bộ nhớ của nó, lập kế hoạch chọn tuyến tới đích và gửi yêu
cầu tới node kế tiếp theo kế hoạch chọn tuyến, khi node kế tiếp sẵn sàng tiếp
nhận bản tin thì hai node tiến hành trao đổi bản tin cho nhau, cứ nh- vậy bản tin
sẽ đ-ợc truyền tới đích. Cũng có thể truyền bản tin theo các thuật truyền khác
nhau, miễn sao bản tin tới đ-ợc đích.
Hình 1.10 :
Mô hình mạng chuyển mạch bản tin
Đặc điểm của ph-ơng thức chuyển mạch bản tin:
- Bản tin có kích không xác định vì vậy phải có bộ nhớ đủ lớn tại các node
để tiếp nhận và l-u trữ bản tin.
- Thời gian truyền tải tin lớn, dễ gây tắc nghẽn.
- Trễ bản tin trong các node và trong mạng không xác định.
-
á

thức h-ớng liên kết (Connection-oriented) hoặc theo ph-ơng thức phi kết nối
(Connectionless). Nh- thế các gói của một bản tin có thể đ-ợc truyền theo cùng
một tuyến qua các nút mạng hoặc cũng có thể đ-ợc truyền trên các tuyến khác
nhau. Thêm vào đó, trong quá trình truyền các gói có thể có lỗi, một vài gói phải
truyền lại và do đó các gói có thể đến đích không theo thứ tự, các thiết bị mạng và
thiết bị đầu cuối phải có khả năng kiểm soát và sắp xếp lại các gói để khôi phục
lại bản tin tại đầu cuối thu.
Đặc điểm của ph-ơng thức chuyển mạch gói:
- Giảm đ-ợc trễ tại các node và trong mạng
- Xử lý lỗi và sửa lỗi hoặc truyền lại gói nhanh hơn so với chuyển mạch
bản tin do đó giảm đ-ợc l-ợng thông tin cần truyền lại, giảm tắc nghẽn
và tăng tốc độ truyền tin cũng nh- khả năng phục vụ của mạng.
- Có thể định tuyến cho từng gói hoặc cho tất cả các gói của cuộc gọi
theo các thủ tục khác nhau. Hình 1.11
Mô hình nguyên lý chuyển mạch gói
1.2.4 Khái niệm về công nghệ atm (Công nghệ chuyển giao không
đồng bộ
asynchronous Transfer Mode)

tế bào từ các nguồn tin khác nhau, không cần tuân theo một trật tự nghiêm ngặt.
Các tế bào giống nh- các gói tin đặc biệt có kích th-ớc cố định (53byte) để đạt
đ-ợc hiệu quả truyền dẫn và chuyển mạch cao, giảm trễ trong mạng và tránh tắc
nghẽn. Các tr-ờng thủ tục trong mỗi tế bào đ-ợc tối thiểu hoá, đơn giản thao tác
xử lý tế bào tại các node mạng, nh- thế sẽ tăng đ-ợc tốc độ chuyển mạch đáp ứng
đ-ợc các dịch vụ tốc độ cao. Về chuyển mạch áp dụng ph-ơng thức chuyển mạch
địa chỉ thể hiện trong nhận dạng kênh ảo (VCI) và nhận dạng đ-ờng ảo (VPI) từ
đó đơn giản hoá chức năng chuyển mạch, nâng cao khả năng chuyển mạch, kết
hợp báo hiệu kênh chung tạo khả năng sử dụng VCI, VPI linh động, dễ dàng tổ
chức mạng toàn cầu.
a. Chế độ truyền đồng bộ và chế độ truyền không đồng bộ
Trên hình 1.12a minh hoạ nguyên lý ghép kênh thời gian đồng bộ
(Synchronous Time Division Multiplexing) hay còn gọi là ph-ơng thức truyền
đồng bộ (Synchronous Transfer Mode). Các kênh đ-ợc tổ chức thành khung và
đ-ợc sắp xếp theo thứ tự một cách chặt chẽ. Việc xác định thông tin của từng
kênh để phục vụ cho việc phân phối chúng cũng nh- thực hiện các thao tác
chuyển mạch phải bắt đầu bằng việc xác định đồng bộ đa khung, đồng bộ khung
(Frame). Mất hoặc thu sai đồng bộ khung cũng làm mất thông tin của các kênh.
Do băng thông đ-ợc phân phối đều cho các kênh nên những kênh không có thông
tin để truyền cũng chiếm khe thời gian dành cho nó và các kênh khác có nhu cầu
truyền tin không thể tận dụng đ-ợc. Ưu điểm cơ bản của ph-ơng thức này là tốc


Framing

Channel
1
Channel
2


Channel
n
Framin
g

Framing

Channel
1
Time Slot
Periodic Frame

H

Channel
1
H

Channel
1
H


Channel
4
H

Channel
7
Occupied
Time Slot

Idle
Time Slot
a. Chế độ truyền đồng bộ STM

b. Chế độ truyền không đồng bộ ATM

Hình1.12 Minh hoạ các chế độ ghép kênh đồng bộ và không đồng bộ tín hiệu thoại hoặc hình ảnh.
Trên hình 1.12b minh hoạ nguyên lý ghép kênh thời gian không đồng bộ
ATDM (Asynchronous Time Division Multiplexing) hay còn gọi là ph-ơng thức
chuyển giao không đồng bộ ATM(Asynchronous Transfer Mode). Băng thông
đ-ợc phân phát cho các kênh theo nhu cầu (ghép kênh thống kê - Statistical
Multiplexing) và không cần tuân theo một thứ tự chặt chẽ nh- trong ph-ơng thức
truyền đồng bộ. Thông tin của từng kênh đ-ợc truyền cùng với phần tiếp đầu H
(Header-Overhead) của nó tạo thành các gói. Phần Header chứa các thông tin
điều khiển giúp cho các thiết bị mạng xác định đ-ợc thông tin của từng kênh để
thực hiện các thao tác định tuyến, chuyển mạch và sắp xếp lại bản tin. Nhờ có
phần Header nên việc ghép và tách kênh đ-ợc tiến hành rất thuận tiện, băng

c o 2
Port1

Port1

b

a
cInt@ Out@

Port
M a 1
n b 2 Int@ Out@

Port
o e 2

e

d
cInt@ Out@

Port
o c 2
n b 1
n b 2

Int@ Out@

Port
o c 2
p d 1 Port1

Port1

n



bHình 1.13
Nguyên lý chuyển mạch địa chỉ
b. Chuyển mạch địa chỉ (Address Switching)
Trên hình 1.13 minh hoạ nguyên lý chuyển mạch địa chỉ. Mỗi bộ chuyển
mạch có 2 đầu vào và 2 cổng ra. Trên mỗi đầu vào có một bảng định tuyến dùng
để định tuyến cho các gói dữ liệu. Mỗi gói dữ liệu đ-ợc gán một nhãn định tuyến
(nh- các chỉ số nhận dạng trong header). Nhãn đó sẽ đ-ợc so sánh với các nhãn
của cột In@. Bộ chuyển mạch sẽ chuyển đổi nhãn đó thành nhãn đầu ra t-ơng
ứng nh- trong cột Out@ và đ-ợc chuyển ra cổng đầu ra định tr-ớc bởi cột Port.
Nh- vậy các gói sẽ lần l-ợt qua các bộ chuyển mạch để đi từ một đầu vào nào đó
tới đầu ra của Node chuyển mạch. Các bảng định tuyến sẽ thay đổi mỗi khi bắt
đầu hoặc kết thúc một cuộc liên lạc nào đó d-ới sự hỗ trợ của hệ thống báo hiệu.
Nh- thế thao tác của bộ chuyển mạch bao gồm xử lý nhãn đầu vào, phiên dịch
thành nhãn đầu ra và h-ớng gói tới cổng ra cần thiết. Ví dụ gói đầu vào có nhãn
A sẽ đ-ợc chuyển thành nhãn M và chuyển ra cổng vật lý Port1. Tại mỗi cổng ra
vật lý có bộ nhớ đệm để tạm thời l-u trữ các gói khi có nhiều gói cùng đ-ợc định
h-ớng đến một cổng ra vật lý. Bộ nhớ đệm này làm việc theo nguyên lý FIFO
(Vào tr-ớc, ra tr-ớc - First In First Out).
1.2.5 lĩnh vực ứng dụng của các ph-ơng thức chuyển mạch
Các thông tin có nguồn gốc khác nhau th-ờng đ-ợc thể hiện bằng các
dạng tín hiệu khác nhau. Ví dụ thông tin thoại hoặc truyền hình th-ờng là dòng
thông tin liên tục đ-ợc thể hiện bằng chuỗi tín hiệu số tốc độ bit không đổi
(CBR-Constant Bit Rate), trong khi thông tin máy tính, số liệu