TSSN - Hướng dẫn nhanh

Thế giới đã trải qua nhiều thay đổi kể từ khi con người tiến hóa. Ví dụ, việc trao đổi thông tin ban đầu ở dạng dấu hiệu và âm thanh. Điều này đã chuyển sang dạng ngôn ngữ và chữ viết với những phát minh tiên tiến. Sự giao tiếp từ nơi này đến nơi khác gây khoảng cách giữa các cá nhân được thực hiện thông qua các lá thư; được gửi bởi chim bồ câu và giữa hai nhóm thông qua nhịp trống hoặc semaphores. Đàn ông từng phải đi đường dài để truyền tin nhắn.

Thế giới ngày nay là thời đại của giao tiếp. Sự tiến bộ của kỹ thuật truyền thông đã làm tăng tốc độ truyền thông tin. Sự phát triển này không phải là một quá trình dễ dàng. Vào thời kỳ bắt đầu phát minh ra hệ thống liên lạc, việc phát minh và sử dụng điện thoại là hệ thống quan trọng nhất. Cách hệ thống điện thoại phát triển từ một hệ thống cơ bản thành một thiết bị thân thiện đa mục đích thiết yếu ngày nay, khiến một người và tất cả đều ngạc nhiên khi biết những đổi mới được tạo ra từ nguồn tài nguyên ít ỏi có sẵn trong những ngày đó.

Viễn thông

Sự trao đổi thông tin giữa hai hoặc nhiều cá nhân được gọi là Communication. Từtelelà một từ Hy Lạp có nghĩa là khoảng cách. Vì thế,Telecommunication có nghĩa là sự trao đổi thông tin giữa hai nơi xa nhau.

Viễn thông đại diện cho việc chuyển giao thông tin, từ một thực thể ở nơi này đến một thực thể ở nơi khác, trong khi thông tin có thể ở dạng dữ liệu, giọng nói hoặc biểu tượng. Các thực thể có thể là con người, máy tính, máy fax, máy điện báo, điện thoại, v.v. Trong cuộc trò chuyện qua điện thoại, người bắt đầu cuộc gọi được gọi làCalling Subscriber và người mà cuộc gọi định mệnh là Called Subscriber. Trong các trường hợp chuyển giao thông tin khác, các thực thể giao tiếp được gọi làSource và Destination, tương ứng.

Vào tháng 3 năm 1876, Alexander Graham Bell đã phát minh và trình diễn bộ điện thoại của mình và khả năng liên lạc thoại đường dài. Ông đã chứng minh giao tiếp điểm - điểm, trong đó một thuê bao gọi chọn liên kết thích hợp để thiết lập kết nối với thuê bao bị gọi. Hệ thống này cũng yêu cầu một số chế độ Báo hiệu để cảnh báo cho thuê bao bị gọi về cuộc gọi đến và một tín hiệu báo cho thuê bao đang gọi khi thuê bao bị gọi bận cuộc gọi khác.

Cần chuyển đổi Sở giao dịch

Kết nối điểm-điểm để thiết lập liên lạc yêu cầu các bộ điện thoại phải được liên kết bằng dây. Nếu số lượng máy điện thoại hoặc số thuê bao hiện có ít, kiểu kết nối sẽ hơi phức tạp. Tuy nhiên, nếu con số này cao hoặc vừa phải, thì các kết nối sẽ dẫn đến tình trạng lộn xộn. Để hiểu sự phức tạp, chúng ta hãy xem xét một mạng có 5 thuê bao.

Hình minh họa sau đây cho thấy kết nối điểm-điểm cho năm thuê bao (bộ điện thoại):

Trong kết nối điểm-điểm, cho n thực thể, chúng tôi cần n(n-1)/2các liên kết. Tất cả các liên kết này tạo thành một mạng lưới. Các mạng có liên kết điểm-điểm giữa tất cả các thực thể được gọi làFully Connected Networks. Số lượng liên kết cần thiết trong một mạng được kết nối đầy đủ trở nên rất lớn ngay cả với các giá trị vừa phải làn.

Do đó, cần có một hệ thống chuyển mạng giữa các thuê bao này. Alexander Graham Bell khuyến nghị Chuyển đổi giữa các thuê bao bằng cách sử dụng một văn phòng chuyển mạch duy trì các kết nối điện thoại.

Hệ thống chuyển mạch

Kết nối mạng này không thể được thực hiện đơn giản với các bộ điện thoại và nhiều dây, mà cần phải có một hệ thống tốt để tạo hoặc ngắt kết nối. Hệ thống này được gọi làSwitching System hoặc là Switching Office hoặc là Exchange. Với sự ra đời của hệ thống chuyển mạch, các thuê bao thay vì được kết nối trực tiếp với nhau, được kết nối với văn phòng chuyển mạch và sau đó đến thuê bao được yêu cầu.

Hình sau đây sẽ giúp bạn hiểu về hệ thống chuyển mạch.

Với sự ra đời của hệ thống chuyển mạch, nhu cầu kết nối truyền thống giữa các thuê bao giảm xuống. Tất cả những gì người đăng ký cầnhave a connection with the switching system, gây hoặc phá vỡ bất kỳ kết nối nào, do thuê bao gọi điện yêu cầu. Hệ thống chuyển mạch, còn được gọi làTelephone Exchange, chăm sóc thiết lập các cuộc gọi. Do đó, tổng số liên kết đó bằng số lượng thuê bao kết nối vào hệ thống.

Cần có tín hiệu để hệ thống chuyển mạch thiết lập hoặc giải phóng kết nối. Nó cũng cho phép hệ thống chuyển mạch phát hiện xem thuê bao bị gọi có bận hay không và nếu có, thông báo tương tự cho thuê bao được gọi. Các chức năng được thực hiện bởi hệ thống chuyển mạch trong việc thiết lập và giải phóng các kết nối được gọi làControl Functions.

Các hệ thống ban đầu yêu cầu các thao tác thủ công để thiết lập các cuộc gọi điện thoại. Một nhà điều hành đã từng nhận cuộc gọi từ thuê bao đang gọi và sau đó kết nối cuộc gọi đến thuê bao bị gọi. Sau đó, hệ thống đã được tự động hóa.

Mẫu điện thoại

Hình dưới đây sẽ giúp bạn hiểu mô hình của điện thoại trong giai đoạn đầu phát minh ra nó.

Khi bạn nhìn thấy chiếc điện thoại trong hình trên, phần quay số và micrô được kết nối với một tấm ván gỗ cố định; và loa để nghe, đã được kết nối bằng cổng ở bên cạnh. Phần trên cùng của điện thoại có hai chuông được kết nối - những chuông này đổ chuông khi có cuộc gọi đến. Đây là một trong những mẫu điện thoại trước đó.

Các bộ điện thoại của thuê bao bị gọi và thuê bao bị gọi được nối với nhau thông qua hệ thống chuyển mạch hoặc tổng đài điện thoại để thực hiện các cuộc gọi theo yêu cầu.

Trong các phần tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về hệ thống chuyển mạch.

Trong chương này, chúng ta sẽ hiểu cách thức hoạt động của hệ thống chuyển mạch. Hệ thống chuyển mạch có thể được hiểu là một tập hợp các phần tử chuyển mạch được sắp xếp và điều khiển theo cách để thiết lập một đường dẫn chung giữa hai điểm xa bất kỳ. Sự ra đời của các hệ thống chuyển mạch đã làm giảm sự phức tạp của hệ thống dây dẫn và làm cho điện thoại không gặp rắc rối.

Phân loại hệ thống chuyển mạch

Trong giai đoạn đầu của hệ thống viễn thông, quá trình và các giai đoạn chuyển mạch, đóng vai trò quan trọng để tạo hoặc phá vỡ kết nối. Ở giai đoạn đầu, hệ thống chuyển mạch được vận hành thủ công. Các hệ thống này sau đó đã được tự động hóa. Lưu đồ sau đây cho thấy cách phân loại hệ thống chuyển mạch.

Các hệ thống chuyển mạch trong giai đoạn đầu đã được vận hành manually. Các kết nối được thực hiện bởi các nhà khai thác tại các tổng đài điện thoại để thiết lập kết nối. Để giảm thiểu những nhược điểm của hoạt động thủ công, hệ thống chuyển mạch tự động đã được giới thiệu.

Các Automatic hệ thống chuyển mạch được phân loại như sau:

• Electromechanical Switching Systems − Ở đây, các công tắc cơ học được vận hành bằng điện.

• Electronic Switching Systems − Ở đây, việc sử dụng các thành phần điện tử như điốt, bóng bán dẫn và IC được sử dụng cho mục đích chuyển mạch.

Hệ thống chuyển mạch điện cơ

Hệ thống chuyển mạch điện cơ là sự kết hợp của các kiểu chuyển mạch cơ và điện. Các mạch điện và rơ le cơ học được triển khai trong chúng. Hệ thống chuyển mạch điện cơ được phân loại thêm thành các loại sau.

Từng bước một

Các Step-by-step hệ thống chuyển mạch còn được gọi là Strowgerhệ thống chuyển mạch theo tên nhà phát minh AB Strowger. Các chức năng điều khiển trong hệ thống Strowger được thực hiện bởi các mạch liên kết với các phần tử chuyển mạch trong hệ thống.

Xà ngang

Các Crossbarhệ thống chuyển mạch có hệ thống con điều khiển có dây cứng sử dụng rơ le và chốt. Các hệ thống con này có khả năng hạn chế và hầu như không thể sửa đổi chúng để cung cấp các chức năng bổ sung.

Hệ thống chuyển mạch điện tử

Hệ thống chuyển mạch điện tử được vận hành với sự trợ giúp của bộ xử lý hoặc máy tính điều khiển thời gian chuyển mạch. Các hướng dẫn được lập trình và lưu trữ trên bộ xử lý hoặc máy tính điều khiển các hoạt động. Phương pháp lưu trữ các chương trình trên một bộ xử lý hoặc máy tính được gọi làStored Program Control (SPC)Công nghệ. Các cơ sở mới có thể được thêm vàoSPC hệ thống bằng cách thay đổi chương trình điều khiển.

Sơ đồ chuyển mạch được sử dụng bởi hệ thống chuyển mạch điện tử có thể là Space Division Switching or Time Division Switching.Trong chuyển mạch phân chia không gian, một đường dẫn dành riêng được thiết lập giữa người gọi và thuê bao được gọi trong toàn bộ thời gian của cuộc gọi. Trong chuyển mạch phân chia thời gian, các giá trị lấy mẫu của tín hiệu lời nói được chuyển theo những khoảng thời gian cố định.

Việc chuyển đổi phân chia thời gian có thể là analog hoặc kỹ thuật số. Trong chuyển mạch tương tự, các mức điện áp lấy mẫu được truyền như cũ. Tuy nhiên, trong chuyển mạch nhị phân, chúng được mã hóa và truyền tải nhị phân. Nếu các giá trị được mã hóa được chuyển trong cùng một khoảng thời gian từ đầu vào đến đầu ra, kỹ thuật này được gọi làSpace Switching. Nếu các giá trị được lưu trữ và chuyển đến đầu ra trong một khoảng thời gian, kỹ thuật này được gọi làTime Switching. Bộ chuyển mạch kỹ thuật số phân chia thời gian cũng có thể được thiết kế bằng cách sử dụng kết hợp các kỹ thuật chuyển mạch không gian và thời gian.

Mạng viễn thông

Mạng viễn thông là một nhóm các hệ thống thiết lập một cuộc gọi từ xa. Hệ thống chuyển mạch là một phần của mạng viễn thông.

Các trạm chuyển mạch cung cấp kết nối giữa các thuê bao khác nhau. Các hệ thống chuyển mạch như vậy có thể được nhóm lại để tạo thành một mạng viễn thông. Hệ thống chuyển mạch được kết nối bằng cách sử dụng các đường dây được gọi làTrunks. Các dòng chạy đến cơ sở Người đăng ký được gọi là Subscriber Lines.

Hình dưới đây mô tả một mạng viễn thông.

Từ đầu đến cuối thế kỷ 20 (1900-80), khi một người cần thực hiện một cuộc gọi từ xa, cuộc gọi đầu tiên được chuyển đến nhà điều hành tại trung tâm chuyển mạch gần nhất, sau đó là số và vị trí của thuê bao được gọi. đã được ghi nhận xuống. Ở đây, công việc của người điều hành là thiết lập cuộc gọi đến trung tâm chuyển mạch từ xa và sau đó gọi lại thuê bao đang gọi để thiết lập kết nối. Hệ thống thực hiện cuộc gọi này được gọi làTrunk call hệ thống.

Ví dụ, một người ở Hyderabad có thể đặt một cuộc gọi trung kế đến Mumbai và đợi nhà điều hành gọi lại khi nhà điều hành thiết lập kết nối qua đường trung kế và hệ thống chuyển mạch.

Khái niệm cơ bản về hệ thống chuyển mạch

Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu về các thành phần và thuật ngữ khác nhau được sử dụng trong hệ thống chuyển mạch.

Cửa vào và Cửa hàng

Tập hợp các mạch đầu vào của một trao đổi được gọi là Inlets và tập hợp các mạch đầu ra được gọi là Outlets. Chức năng chính của hệ thống chuyển mạch là thiết lập một đường dẫn điện giữa một cặp đầu vào - đầu ra nhất định.

Thông thường, N cho biết các cửa vào và các cửa ra được chỉ ra bởi M. Vì vậy, một mạng chuyển mạch cóN cửa vào và M cửa hàng.

Ma trận chuyển đổi

Phần cứng được sử dụng để thiết lập kết nối giữa đầu vào và cửa ra được gọi là Switching Matrix hoặc là Switching Network.Mạng chuyển mạch này là một nhóm các kết nối được hình thành trong quá trình kết nối đầu vào và cửa ra. Do đó, nó khác với mạng viễn thông nêu trên.

Các loại kết nối

Có bốn loại kết nối có thể được thiết lập trong mạng viễn thông. Các kết nối như sau:

• Kết nối cuộc gọi nội hạt giữa hai thuê bao trong hệ thống.
• Kết nối cuộc gọi đi giữa thuê bao và trung kế đi.
• Kết nối cuộc gọi đến giữa trung kế đến và thuê bao nội hạt.
• Chuyển cuộc gọi kết nối giữa trung kế đến và trung kế đi.

Mạng gấp

Khi số lượng đầu vào bằng số đầu ra của mạng chuyển mạch, mạng như vậy được gọi là Symmetric Network, có nghĩa là N = M. Một mạng nơi các đầu ra được kết nối với các đầu vào, được gọi làFolded Network.

Trong Mạng được gấp lại, số lượng N cửa vào xuất hiện dưới dạng cửa hàng một lần nữa được xếp trở lại các cửa vào. Tuy nhiên, mạng chuyển mạch cung cấp các kết nối đến các đầu vào và đầu ra theo yêu cầu. Hình sau sẽ giúp bạn hiểu cách hoạt động của Mạng chuyển mạch.

Vì một kết nối có thể được cấp cho một đường mỗi lần, chỉ N / 2 kết nối được thiết lập cho N đầu vào của mạng gấp. Một mạng như vậy có thể được gọi làNon-blocking network. Trong mạng không chặn, miễn là thuê bao bị gọi miễn phí, thuê bao gọi sẽ có thể thiết lập kết nối với thuê bao bị gọi.

Trong hình trên, chỉ có 4 thuê bao được xem xét - trong đó dòng 1 bận với dòng 2 và dòng 3 bận với dòng 4. Trong khi cuộc gọi đang diễn ra, không có cơ hội để thực hiện cuộc gọi khác và do đó, chỉ có một kết nối duy nhất đã được thực hiện. Do đó đối với N đầu vào, chỉ N / 2 đường được kết nối.

Đôi khi, có thể xảy ra trường hợp các kết nối đầu vào và đầu ra liên tục được sử dụng để thực hiện các cuộc gọi Chuyển tuyến chỉ qua đường trung kế, chứ không phải giữa các thuê bao nội hạt. Các kết nối đầu vào và đầu ra nếu được sử dụng trong mộtInter-exchange transmissionsao cho sàn giao dịch không hỗ trợ kết nối giữa các thuê bao địa phương, thì nó được gọi là Sàn giao dịch chuyển tuyến. Một mạng chuyển mạch thuộc loại như vậy được gọi làNon-folded network. Điều này được thể hiện trong hình sau:

Chặn mạng

Nếu không có đường dẫn chuyển mạch miễn phí trong mạng, cuộc gọi được yêu cầu sẽ bị từ chối, khi người đăng ký được cho là blocked và mạng được gọi là Mạng chặn. Trong mộtblocking network, số lượng đường dẫn chuyển đổi đồng thời ít hơn số lượng tối đa các cuộc trò chuyện đồng thời có thể diễn ra. Xác suất người dùng có thể bị chặn được gọi làBlocking Probability. Một thiết kế tốt phải đảm bảo xác suất chặn thấp.

Giao thông

Tích của tỷ lệ cuộc gọi và thời gian giữ trung bình được xác định là Cường độ lưu lượng truy cập. Khoảng thời gian sáu mươi phút liên tục trong đó cường độ giao thông cao là Giờ bận rộn. Khi lưu lượng vượt quá giới hạn mà hệ thống chuyển mạch được thiết kế, một thuê bao sẽ bị chặn.

Erlang

Lưu lượng trong mạng viễn thông được đo bằng một đơn vị cường độ lưu lượng được quốc tế chấp nhận là Erlang(E). Một tài nguyên chuyển mạch được cho là mang một Erlang lưu lượng nếu nó liên tục bị chiếm dụng trong một khoảng thời gian quan sát nhất định.

Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận về các yếu tố của hệ thống chuyển mạch. Mặc dù có nhiều loại hệ thống chuyển mạch khác nhau từ thủ công đến tự động, nhưng một vài yếu tố cơ bản đóng vai trò thiết yếu cho hoạt động của hệ thống chuyển mạch. Cùng với mạng chuyển mạch, còn có các hệ thống con khác nhau như hệ thống con điều khiển, hệ thống báo hiệu, giao diện trung kế và đường dây thuê bao, bộ phân phối, bảng điều khiển, mạch nối, rất cần thiết cho hoạt động của toàn bộ hệ thống chuyển mạch.

Hệ thống chuyển mạch

Trong phần này, chúng ta sẽ hiểu cấu trúc của hệ thống chuyển mạch. Chúng tôi cũng sẽ hiểu cách các yếu tố khác nhau hoạt động trong đó. Sơ đồ khối của hệ thống chuyển mạch được đưa ra dưới đây cho thấy các yếu tố cần thiết của một hệ thống chuyển mạch.

Sơ đồ trên chứa các khối khác nhau của hệ thống chuyển mạch. Các khối được thảo luận dưới đây.

Chuyển mạng

Nó cung cấp các đường dẫn chuyển đổi giữa các thuê bao được gọi và các thuê bao đang gọi.

Hệ thống con kiểm soát

Đây là phần quan trọng của hệ thống chuyển mạch, nó chủ động thiết lập các đường chuyển mạch, bằng cách xác định các đường vào và ra và giải thích thông tin tín hiệu nhận được trên các đường này.

Hệ thống con điều khiển này, điều khiển việc tạo và ngắt kết nối bằng cách cảm nhận tín hiệu truyền trên đường truyền. Hệ thống điều khiển con gửi thông tin báo hiệu đến thuê bao và các tổng đài khác kết nối với trung kế đi.

Báo hiệu

Các định dạng và yêu cầu báo hiệu đối với thuê bao, trung kế và hệ thống con có sự khác biệt đáng kể. Theo đó, một hệ thống chuyển mạch cung cấp ba hình thức báo hiệu khác nhau -

• Báo hiệu vòng lặp thuê bao
• Báo hiệu Sở thích
• Intraexchange hoặc đăng ký báo hiệu

Hệ thống chuyển mạch bao gồm các phần tử thực hiện các chức năng chuyển mạch, điều khiển và báo hiệu.

Giao diện thân cây

Các đường Trunk được sử dụng cho kết nối giữa các hệ thống chuyển mạch, được kết thúc tại cổng này. Giao diện Trunk là điểm kết nối các đường trung kế với hệ thống.

Giao diện dòng thuê bao

Các đường dây thuê bao được sử dụng để kết nối giữa các thuê bao và hệ thống chuyển mạch được kết thúc tại cổng này. Giao diện đường dây thuê bao là điểm mà các đường dây từ các thuê bao được kết nối với hệ thống.

Đơn vị quét dòng

Bộ phận quét dòng cảm nhận và lấy thông tin tín hiệu từ các dòng tương ứng. Thông tin thu được từ các đường này được cung cấp cho hệ thống phụ điều khiển để xác định các đầu vào và đầu ra.

Đơn vị phân phối

Các đơn vị phân phối được sử dụng để phân phối hoặc gửi thông tin tín hiệu trên các đường tương ứng. Việc phân phối thông tin qua các đường trung kế, được thực hiện thông qua các đơn vị phân phối.

Bảng điều khiển nhà điều hành

Bảng điều khiển cho phép tương tác với hệ thống chuyển mạch cho các mục đích bảo trì và quản trị.

Giao diện mạch dịch vụ

Giao diện mạch dịch vụ cung cấp sự tương tác giữa các mạch cho mục đích bảo trì và thử nghiệm.

Junctures

The Junctures là một điểm giao nhau cung cấp kết nối gấp cho các thuê bao cục bộ và các mạch dịch vụ. Nếu cả thuê bao bị gọi và thuê bao đang gọi đều là nội hạt, thì kết nối gấp giúp thực hiện kết nối với cuộc gọi nội hạt, ngược lại đường trung kế sẽ không được sử dụng.

Trực tiếp và gián tiếp

Hệ thống chuyển mạch gồm hai loại sau:

• hệ thống chuyển mạch điều khiển trực tiếp
• hệ thống chuyển mạch điều khiển gián tiếp

Hệ thống chuyển mạch điều khiển trực tiếp

Hệ thống chuyển mạch trong đó các hệ thống con điều khiển tạo thành một phần không thể thiếu của mạng được gọi là hệ thống chuyển mạch điều khiển trực tiếp. Ví dụ, hệ thống chuyển mạch Strowger.

Hệ thống chuyển mạch điều khiển gián tiếp

Hệ thống chuyển mạch trong đó hệ thống con điều khiển hiện diện bên ngoài mạng chuyển mạch được gọi là Indirect Control Hệ thống chuyển mạch hoặc Common Control Hệ thống chuyển mạch hoặc Register Controlhệ thống chuyển mạch. Các ví dụ của hệ thống này bao gồm hệ thống chuyển mạch Crossbar, hệ thống chuyển mạch điện tử hoặc phương pháp điều khiển chương trình lưu trữ của hệ thống chuyển mạch.

Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận về cách thức hoạt động của hệ thống Strowger Switching. Chuyển mạch điện thoại tự động đầu tiên được phát triển bởi Almon B Strowger. Vì người điều hành tại tổng đài điện thoại Manual là vợ của đối thủ cạnh tranh của anh ta và đang chuyển hướng kinh doanh, Strowger nghĩ đến việc phát triển một hệ thống chuyển mạch mà không cần người điều khiển. Điều này dẫn đến việc phát minh ra hệ thống chuyển mạch tự động do Strowger phát triển.

Các Strowger Switching system còn được gọi là hệ thống chuyển mạch từng bước vì các kết nối được thiết lập trong step-by-step cách thức.

Hệ thống chuyển mạch tự động

Hệ thống Chuyển mạch Thủ công yêu cầu một nhà điều hành sau khi nhận được yêu cầu sẽ thực hiện cuộc gọi. Ở đây, nhà điều hành là người chịu trách nhiệm duy nhất về việc thiết lập hoặc giải phóng các kết nối. Quyền riêng tư của các cuộc gọi và thông tin chi tiết của người được gọi và thuê bao đang gọi đang bị đe dọa.

Khắc phục những nhược điểm của hệ thống chuyển mạch bằng tay, hệ thống chuyển mạch tự động có những ưu điểm sau:

• Rào cản ngôn ngữ sẽ không ảnh hưởng đến yêu cầu kết nối.

• Mức độ riêng tư cao hơn được duy trì.

• Thiết lập và giải phóng cuộc gọi nhanh hơn được thực hiện.

• Số lượng cuộc gọi được thực hiện trong một khoảng thời gian nhất định có thể được tăng lên.

• Cuộc gọi có thể được thực hiện bất kể tải trên hệ thống hay thời gian trong ngày.

Bây giờ chúng ta hãy làm sáng tỏ cách thực hiện cuộc gọi và cách thực hiện quay số mà không cần sự trợ giúp của tổng đài viên.

Quay số

Không giống như trong hệ thống chuyển mạch thủ công, một hệ thống chuyển mạch tự động yêu cầu một kế hoạch đánh số chính thức hoặc sơ đồ địa chỉ để xác định các thuê bao. Kế hoạch đánh số là nơi một số xác định một người đăng ký, được sử dụng rộng rãi hơn so với sơ đồ địa chỉ trong đó một người đăng ký được xác định bằng các chuỗi số alpha. Vì vậy, cần phải có một cơ chế để truyền danh tính của thuê bao bị gọi đến tổng đài.

Cơ chế này nên có trong bộ điện thoại, để kết nối cuộc gọi tự động đến thuê bao được yêu cầu. Các phương pháp phổ biến cho mục đích này làPulse Dialing và Multi FrequencyQuay số. Trong số đó, quay số Pulse là hình thức quay số được sử dụng phổ biến nhất cho đến nay.

Quay số xung

Như tên của nó, các chữ số được sử dụng để xác định người đăng ký được biểu diễn bằng một nhóm các xung. Số lượng xung trong một đoàn tàu bằng giá trị chữ số mà nó biểu thị ngoại trừ trường hợp số 0, được biểu thị bằng 10 xung. Các chữ số liên tiếp trong một số được biểu diễn bằng một chuỗi các chuỗi xung. Các xung này có số khoảng thời gian bằng nhau và số lượng xung được tạo ra sẽ theo số được quay.

Hai chuyến tàu kế tiếp được phân biệt với nhau bằng một khoảng dừng ở giữa chúng, được gọi là Inter-digit gap.Các xung được tạo ra bằng cách ngắt luân phiên và tạo thành mạch vòng giữa thuê bao và tổng đài. Một chương trình xung ví dụ được hiển thị trong hình sau.

Hình trên cho thấy dạng dao động. Tốc độ xung thường là 10 xung mỗi giây với 10 phần trăm dung sai. Khoảng cách giữa các chữ số, được gọi là khoảng cách giữa các chữ số là ít nhất 200ms.

Kiểu quay số xung trong thời gian gần đây sử dụng tỷ lệ nhiệm vụ (tỷ lệ giữa độ rộng xung và khoảng thời gian của dạng sóng) của xung là 33 phần trăm trên danh nghĩa và tồn tại một giới hạn trên cho khoảng cách giữa các chữ số.

Điện thoại quay số quay

Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu về Điện thoại quay số là gì và cách hoạt động của nó. Để bắt đầu, chúng ta sẽ thảo luận về các nhược điểm phổ biến trước khi phát minh ra Điện thoại quay số.

Kỹ thuật quay số xung là nơi thực hiện và phá vỡ các vòng lặp thuê bao. Điều này có thể làm phiền và ảnh hưởng đến hoạt động của loa, micrô và chuông có trong điện thoại. Ngoài ra, thời gian quay số không được ảnh hưởng đến thời gian của tàu xung vì điều này sẽ dẫn đến việc quay số sai.

Điện thoại quay số ra đời để giải quyết các vấn đề phổ biến lúc bấy giờ. Micrô và loa được kết hợp và đặt trong bộ thu. Bộ có một đĩa ngón tay để sắp xếp thời gian quay số phù hợp. Hình dưới đây cho thấy một mặt số quay trông như thế nào.

Mặt số được vận hành bằng cách đặt ngón tay vào lỗ thích hợp với chữ số cần quay. Bây giờ, vẽ vòng tròn theo chiều kim đồng hồ đến vị trí dừng ngón tay và để mặt số tự do bằng cách rút ngón tay ra, sẽ quay một số. Tấm lót ngón tay và cơ cấu liên quan giờ trở lại vị trí nghỉ dưới tác động của lò xo. Quay số đã sẵn sàng cho số tiếp theo.

Xung quay số được tạo ra trong quá trình di chuyển trở lại của tấm kim loại, do đó loại bỏ yếu tố con người trong thời gian xung. Hình sau cho thấy các lỗ quay số và điểm dừng ngón tay.

Điện thoại quay số xoay sử dụng các tính năng sau để thực hiện quay số xung:

• Đĩa ngón tay và lò xo
• Trục, bánh răng và bánh răng trụ
• Cơ chế pawl và bánh cóc
• Cam xung và cam triệt tiêu hoặc cơ chế kích hoạt
• Liên hệ xung đột
• Bộ điều tốc ly tâm và bánh răng sâu
• Mạch phát, máy thu và mạch chuông

Cơ chế nội bộ

Cơ chế cam hoặc cơ chế kích hoạt giúp quay số. Cơ chế này được sử dụng để vận hành tiếp điểm Impulsing. Chúng ta hãy xem xét hoạt động của điện thoại quay số bằng cơ chế cam. Hình sau sẽ giúp bạn hiểu cơ chế bên trong.

Cam triệt tiêu giúp giữ cho cam Impulsing cách xa các tiếp điểm Impulsing. Khi đĩa quay ở vị trí nghỉ, thì các tiếp điểm Xung lực sẽ rời khỏi cam Xung. Khi một số được quay, bằng cách đặt ngón tay vào lỗ quay số, có nghĩa là mặt số bị dịch chuyển khỏi vị trí của nó, khi đó các điểm tiếp xúc Impulsing đến gần cam Impulsing. Sự quay này của đĩa ngón tay, gây ra chuyển động quay của trục chính.

Khi mặt số được quay theo chiều kim đồng hồ, con lăn trượt qua bánh cóc trong quá trình quay theo chiều kim đồng hồ này. Bánh cóc, bánh răng, bánh răng và bộ điều chỉnh đều đứng yên trong suốt chuyển động theo chiều kim đồng hồ của mặt số. Khi mặt số quay trở lại, con quay tham gia và quay bánh cóc.

Tất cả các bánh răng, bánh răng trụ, bộ điều tốc quay và tốc độ quay đều được duy trì bởi bộ điều tốc. Cam xung, được gắn với trục bánh răng, bây giờ bị gãy và làm cho các tiếp điểm xung gây ra xung trong mạch. Hình dạng của Impulsing cam sao cho thời gian nghỉ và tạo theo tỷ lệ 2: 1. Khi mặt số sắp đến vị trí nghỉ, cam bộ triệt tiêu lại di chuyển các tiếp điểm xung ra khỏi cam xung. Hành động quay trở lại vị trí nghỉ và chờ số khác được quay tạo ra một khoảng trống được gọi là Khoảng cách giữa các chữ số, khoảng thời gian này độc lập với khoảng thời gian tạm dừng có thể xảy ra giữa hai chữ số liên tiếp, do thói quen quay số của con người. . Khoảng trống này cũng được cung cấp trước khi quay số đầu tiên thông qua một thay đổi nhỏ trong thiết kế cam hãm.

Xung được tạo ra thông qua cơ chế này sau đó được truyền đến hệ thống chuyển mạch nơi kết nối với số đã gọi được thiết lập. Quy trình của hệ thống chuyển mạch sẽ được thảo luận trong chương tiếp theo. Trong khi đó, hãy để chúng tôi có ý tưởng về âm báo hiệu được sử dụng để chỉ ra tình trạng của người đăng ký.

Âm báo hiệu

Trong phần này, chúng ta sẽ hiểu âm báo hiệu là gì và cách thức hoạt động của các âm báo hiệu. Do việc trao đổi thủ công được thay thế, nhà điều hành đã sử dụng để liên lạc với các thuê bao gọi về tình hình của các thuê bao được gọi, cần được thay thế bằng các âm báo khác nhau cho biết các tình huống khác nhau.

Hãy xem xét năm chức năng báo hiệu liên quan đến thuê bao sau đây sẽ được thực hiện bởi nhà khai thác:

• Trả lời cho thuê bao đang gọi rằng hệ thống đã sẵn sàng để nhận thông tin nhận dạng của bên được gọi.

• Thông báo cho thuê bao đang gọi rằng cuộc gọi đang được thiết lập.

• Rung chuông của bên được gọi.

• Thông báo cho thuê bao gọi nếu bên được gọi bận.

• Thông báo cho thuê bao đang gọi, nếu đường dây bên được gọi không thể truy cập được vì lý do nào đó.

Chức năng 2 không được báo hiệu trong hệ thống chuyển mạch Strowger. Chức năng báo hiệu 1 được thực hiện bằng cách gửi âm quay số đến thuê bao gọi.

Âm quay số

Âm quay số là âm báo hiệu, cho biết tổng đài đã sẵn sàng chấp nhận các chữ số đã quay từ thuê bao. Số chỉ được gọi khi nghe thấy tín hiệu này. Nếu không, các chữ số được quay trước tín hiệu này sẽ không được xem xét. Điều này sẽ dẫn đến việc quay số sai.

Âm quay số thường là âm liên tục 33 Hz hoặc 50 Hz hoặc 400 Hz như hình dưới đây.

Nhạc chuông

Sau khi quay số của bên được gọi, khi có đường dây của bên được gọi, thiết bị điều khiển tổng đài sẽ gửi dòng điện đổ chuông đến bộ điện thoại của bên được gọi, đây là kiểu chuông đôi quen thuộc.

Đồng thời, thiết bị điều khiển sẽ gửi nhạc chuông đến thuê bao đang gọi, có kiểu giống như kiểu chuông của dòng điện. Mẫu nhẫn đôi cách nhau một khoảng thời gian là 0,2s và hai mẫu nhẫn đôi cách nhau một khoảng thời gian là 2s, như trong hình dưới đây.

Giai điệu bận rộn

Sau khi bấm số theo yêu cầu, nếu thuê bao bị gọi hoặc các đường dây tại tổng đài không gọi được miễn phí, thuê bao gọi đến sẽ nhận được âm báo bận cho biết đường dây hoặc thuê bao đang bận; đây được gọi là âm báo bận.

Một giai điệu nhộn nhịp của tín hiệu 400Hz với khoảng thời gian im lặng ở giữa. Khoảng thời gian bùng nổ và khoảng lặng có cùng giá trị là 0,75 giây hoặc 0,75 giây.

Âm số không thể đạt được

Nếu bên được gọi không hoạt động hoặc bị ngắt kết nối hoặc nếu lỗi quay số dẫn đến việc lựa chọn đường dây dự phòng, tình huống như vậy được chỉ ra bằng tín hiệu 400Hz liên tục, được gọi là âm báo Số không thể gọi được. Hình minh họa sau đây cho thấy một tín hiệu 400Hz liên tục.

Âm báo định tuyến hoặc âm báo cuộc gọi

Khi một cuộc gọi thuê bao được định tuyến qua một số kiểu trao đổi khác nhau, người ta sẽ nghe thấy các âm báo đang thực hiện khác nhau khi cuộc gọi diễn ra qua các trao đổi khác nhau. Tín hiệu như vậy là dạng ngắt quãng 400Hz hoặc 800Hz. Tín hiệu này có các mẫu khác nhau trong các hệ thống khác nhau.

• Trong các hệ thống cơ điện, nó thường là 800Hz với tỷ lệ nhiệm vụ 50 phần trăm và thời gian BẬT / TẮT 0,5 giây.

• Trong các sàn giao dịch điện tử tương tự, nó là mẫu 400Hz với khoảng thời gian BẬT 0,5 giây và khoảng thời gian TẮT 2,5 giây.

• Trong trao đổi kỹ thuật số, nó là tín hiệu 400Hz với thời gian BẬT / TẮT 0,1 giây.

Tín hiệu cho âm báo định tuyến hoặc âm báo cuộc gọi đang diễn ra như hình dưới đây.

Để khắc phục vấn đề nhận biết sự khác biệt trong các âm này cho những người không quen với tín hiệu điện thoại và cho những người hiếm khi thực hiện cuộc gọi, tin nhắn ghi âm giọng nói đã được giới thiệu ở phần sau.

Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận về các cơ chế chuyển mạch trong Mạng và Hệ thống Chuyển mạch Viễn thông.

Trong các chương trước, chúng ta đã thảo luận về cơ chế trong bộ điện thoại. Bây giờ chúng ta hãy xem điều gì sẽ xảy ra khi bộ điện thoại này gửi tín hiệu đến hệ thống chuyển mạch. Hệ thống chuyển mạch tại tổng đài có thể kết nối đường truyền tự động đến thuê bao được gọi. Trong hệ thống chuyển mạch Strowger, có hai loại bộ chọn; các bộ chọn này tạo thành các khối xây dựng cho hệ thống chuyển mạch.

• Uni-selector
• Bộ chọn hai chuyển động

Cả hai bộ chọn này đều được cấu tạo bằng cách sử dụng các công tắc quay cơ điện. Uni-selector có một cực của bộ chọn duy nhất và nhiều nút để tiếp cận ngân hàng danh bạ cho mỗi số được quay. Bộ chọn hai chuyển động có hai công tắc xoay để chuyển động theo bước dọc và ngang, để tiếp cận dải tiếp điểm.

Chuyển đổi Uni-selector

Cơ chế chuyển đổi Uni-selector bao gồm Nam châm điện, Phần ứng có lò xo, Pawl, bánh xe cóc có gắn cần gạt nước và chốt chặn. Gạt nước được tạo ra để di chuyển trên các điểm tiếp xúc ngân hàng theo hướng khôn ngoan của đồng hồ. Khi gạt nước di chuyển theo một hướng, quá trình này được gọi là chuyển đổi bộ chọn Uni. Các tiếp điểm mà gạt nước di chuyển được gọi là Tiếp điểm Ngân hàng vì một số tiếp điểm được đặt theo hình vòng cung này.

Hình sau đây mô tả cơ chế truyền động của hệ thống chuyển mạch Uni-selector Strowger.

Khi điện áp đầu vào cung cấp năng lượng cho Nam châm điện, phần ứng bị kéo xuống về phía nam châm. Bây giờ khi phần ứng bị hút về phía nam châm điện, con lăn rơi xuống vị trí trước đó trong bánh xe cóc. Tấm chắn ngăn chuyển động của bánh cóc.

Khi nam châm điện được khử năng lượng, phần ứng được giải phóng và hành động này sẽ di chuyển con quay lên trên, điều này sẽ di chuyển bánh xe cóc tới một vị trí ở trên. Do đó, cần gạt nước di chuyển một vị trí bên dưới hoặc theo chiều kim đồng hồ để tạo tiếp điểm. Nếu nam châm điện được cấp điện và khử năng lượng năm lần, bằng cách tác động năm xung, cần gạt nước sẽ di chuyển theo năm tiếp điểm. Thông thường ba bộ (hoặc nhiều hơn) cần gạt nước được đặt liên kết với các ngân hàng của Uni-selector, một bộ cho mỗi ngân hàng. Các bộ này được gắn chặt vào cụm gạt nước, bộ phận này di chuyển bất cứ khi nào bánh cóc quay. Lò xo ngắt nhịp giải phóng nam châm và cho phép nó thực hiện một bước khác.

Hình dưới đây cho thấy một hệ thống chuyển mạch Uni-selector Strowger thực tế.

Loại cơ chế chuyển mạch được thảo luận ở đây được gọi là reverse drive typevì ở đây bánh cóc chuyển động khi phần ứng trở về vị trí nghỉ. Nếu nó được bố trí sao cho bánh xe chuyển động trong quá trình chuyển động tịnh tiến của phần ứng thì nó được gọi làforward drive type. Cơ cấu loại truyền động ngược phổ biến trong bộ chọn đơn và cơ cấu loại truyền động tiến trong bộ chọn hai chuyển động.

Đây là một interrupter contactđược liên kết với Uni-selector, công cụ này thường đóng. Khi phần ứng được cấp điện, tiếp điểm ngắt sẽ mở ra và cho phép chuyển động của phần ứng, giúp phần ứng trở về vị trí nghỉ sau khi ngắt mạch đóng điện phần ứng.

Bộ chọn hai chuyển động

Không giống như trong Uni-selector, chuyển động trong các bộ chọn này là hai chiều, dọc và ngang. Chuyển động hướng lên được thực hiện theo hướng dọc và ngang; không có tiếp điểm nào được thực hiện trong chuyển động thẳng đứng. Tuy nhiên, các liên hệ ngân hàng được thực hiện theo chiều ngang. Nếu bộ chọn hai chuyển động có 10 cấp, mỗi cấp có 10 tiếp điểm, thì 100 tiếp điểm có thể truy cập được, bằng chuyển động dọc và ngang của hệ thống chuyển đổi bộ chọn hai chuyển động.

Hình dưới đây mô tả cấu trúc bên trong của bộ chọn chuyển mạch hai chuyển động.

• Khi chữ số đầu tiên được quay, các xung cung cấp năng lượng và khử năng lượng cho nam châm dọc theo số được quay, với sự trợ giúp của cơ chế bánh cóc và pawl. Điều này được gọi làVertical Stepping.

• Khi quay số thứ hai, các xung quay số được chuyển hướng sang nam châm nằm ngang, với sự trợ giúp của một rơ le trong đó các xung được cung cấp năng lượng và khử năng lượng cho nam châm ngang theo số được quay, với sự trợ giúp của cơ chế bánh cóc và pawl. Đây được gọi làHorizontal Stepping.

Thông thường, có 11 vị trí dọc và 11 tiếp điểm ngang ở mỗi vị trí dọc. Vị trí thẳng đứng thấp nhất và tiếp xúc ngang đầu tiên trong mỗi cấp độ thẳng đứng làhome positions,và những cái còn lại là chuyển đổi vị trí thực tế. Do đó, cần gạt nước trong bộ chọn hai chuyển động có quyền truy cập vào 100 tiếp điểm chuyển mạch. Hình sau đây cho thấy một bộ chọn chuyển mạch hai chuyển động thực tế.

Do đó, cụm gạt nước thiết lập cuộc gọi; sau khi hoàn thành nó trở lại vị trí nhà. Với mục đích này, nam châm quay được vận hành bởi dòng điện và do đó cụm gạt nước di chuyển qua các tiếp điểm còn lại của mức. Một lò xo phục hồi buộc cụm gạt nước giảm theo chiều dọc và sau đó trở lại theo chiều ngang về vị trí ban đầu.

Chuyển đổi từng bước

Hệ thống chuyển mạch từng bước là một hệ thống chuyển mạch rất phổ biến và được sử dụng rộng rãi, có thể được xây dựng bằng cách sử dụng bộ chọn Uni hoặc bộ chọn hai chuyển động hoặc kết hợp cả hai. Gạt nước có mặt trong công tắc này, bước về phía trước theo một tiếp điểm và sau đó di chuyển về phía trước theo số lượng xung quay số hoặc theo các điều kiện tín hiệu và do đó có tên,step-by-step chuyển đổi được đưa ra.

Chuyển đổi từng bước còn được gọi là Direct controlhệ thống khi các âm báo hiệu liên quan được các phần tử chuyển mạch hoặc bộ chọn gửi đến thuê bao ở các giai đoạn chuyển mạch thích hợp. Hệ thống này có ba giai đoạn cấu hình chính. Hình sau cho thấy các giai đoạn khác nhau.

Bây giờ chúng ta hãy xem các khối này hoạt động như thế nào.

Selector Hunters

Ngay sau khi thuê bao đang gọi sẵn sàng quay số, bằng cách nhấc điện thoại ra khỏi điện thoại, một âm báo quay số sẽ được nghe thấy. Chúng tôi đã biết rằng một số không được chấp nhận trừ khi nghe thấy âm quay số. Nhưng để có được âm quay số đó, vạch phải được thiết lập khi nhấc điện thoại lên. CácSelector Hunter , thiết lập đường dây để thực hiện cuộc gọi ngay khi thuê bao đang gọi nhấc điện thoại lên để thực hiện cuộc gọi.

Các Selector Hunters săn lùng để chọn một phần ma trận chuyển mạch. Thông thường, bộ chọn Uni-selector 24 ổ cắm được sử dụng làm bộ chọn bộ chọn. và vì vậy điều này có thể được gọi làSubscriber Uni-selectorvì có một bộ chọn Uni dành riêng cho mỗi thuê bao trong hệ thống. Chúng cũng có thể được xây dựng bằng cách sử dụng bộ chọn hai chuyển động.

Cơ chế thợ săn bộ chọn cũng có thể được thay thế bằng cơ chế công cụ tìm đường, nơi có sự khác biệt nhỏ giữa hai cơ chế này trong cấu trúc. Ở đây, chúng ta sẽ thảo luận về cơ chế thợ săn bộ chọn. Hình dưới đây cho ta một ý tưởng về cấu tạo của nó.

Khi một thuê bao gọi điện nhấc thiết bị cầm tay để thực hiện cuộc gọi, bộ chọn bộ chọn sẽ kích hoạt cơ chế ngắt, bước lên gạt nước cho đến khi tìm thấy bộ chọn nhóm đầu tiên miễn phí ở ổ cắm. Tại thời điểm này, một trong các địa chỉ liên hệ ngân hàng của bộ chọn bộ chọn sẽ cảm nhận được bộ chọn nhóm đầu tiên đang rảnh hay bận. Khi bộ chọn đầu tiên miễn phí được phát hiện, bộ ngắt sẽ bị vô hiệu hóa và kết nối được thiết lập, nơi bộ chọn đầu tiên gửi âm báo quay số đến thuê bao đang gọi.

Phương pháp tiếp cận công cụ tìm đường được sử dụng khi lưu lượng truy cập thấp và sàn giao dịch nhỏ, trong khi cơ chế thợ săn bộ chọn được mô tả ở trên được sử dụng cho các sàn giao dịch lớn có lưu lượng truy cập lớn và phương pháp này hiệu quả về chi phí.

Giai đoạn chọn nhóm

Giai đoạn Bộ chọn nhóm có mạng chuyển mạch chính. Thuê bao đang gọi sẽ quay số sau khi nghe âm báo quay số. Số đầu tiên khi được quay số sẽ kích hoạt bộ chọn đầu tiên. Nói chính xác hơn, bộ chọn nhóm bao gồm các giai đoạn bộ chọn nhất định. Chúng tôi đã từng có 5 con số làm mã định danh cho kết nối đất đai. Do đó, có ba giai đoạn bộ chọn hiện diện.

Để quay số đầu tiên, biển số được quay bằng cách đặt ngón tay vào khoảng cách ngón tay cho sẵn theo số thuê bao. Sau khi lấy ngón tay ra, biển số sẽ được xoay trở lại vị trí cũ, điều này sẽ gửi các xung quay số đến bộ chọn đầu tiên. Sau đó, bộ chọn đầu tiên di chuyển tương ứng để đặt một số liên lạc.

Khi người đăng ký bắt đầu quay số, âm quay số được tạo ra cho đến lúc đó sẽ ngắt và kênh xung được nhận theo số đã quay. Cụm gạt nước của bộ chọn đầu tiên sau đó sẽ di chuyển theo chiều dọc lên trên, theo số được quay. Sau đó, cần gạt nước sẽ di chuyển trong mặt phẳng ngang qua các điểm tiếp xúc cho đến khi chúng bắt gặp một điểm tiếp xúc mà bộ chọn nhóm thứ hai miễn phí được kết nối. Bước ngang này được hoàn thành trong khoảng cách giữa các chữ số khoảng 240ms. Từ đó, bộ chọn nhóm đầu tiên kết nối đường dẫn điện với bộ chọn nhóm thứ hai có sẵn.

Tương tự như vậy, mọi bộ chọn nhóm kết nối đường dẫn theo số được quay và sau đó mở rộng kết nối với bộ chọn tiếp theo cho đến bộ chọn cuối cùng. Hành động của bộ chọn cuối cùng có một chút khác biệt. Như đã thảo luận ở trên, có ba bộ chọn và các số thứ tư và thứ năm được kết nối với ma trận bởi bộ chọn cuối cùng.

Bộ chọn cuối cùng

Hai chữ số cuối cùng được xử lý bởi bộ chọn cuối cùng. Bộ chọn này di chuyển theo chiều dọc theo chữ số thứ tư được quay và sau đó nó di chuyển theo chiều ngang theo chữ số cuối cùng, vì không có chữ số nào khác để kết nối nó với một số đầu nối khác. Đầu số cuối cùng quay, thiết lập kết nối điện đến thuê bao được gọi.

Vì bộ chọn cuối cùng phản hồi cả các chữ số theo hướng dọc và ngang không giống như bộ chọn nhóm, bộ chọn cuối cùng này còn được gọi là Numerical Selector. Nếu thuê bao bị gọi là miễn phí, như được cảm nhận từ tín hiệu tại số liên lạc ngân hàng tương ứng, bộ chọn cuối cùng sẽ gửi một dòng điện đổ chuông đến thuê bao bị gọi và một nhạc chuông cho thuê bao gọi.

Khi thuê bao được gọi nhấc điện thoại lên, dòng điện đổ chuông và nhạc chuông được cung cấp cho đến lúc đó sẽ bị ngắt và các mạch đo cuộc gọi được kích hoạt bởi các mạch điều khiển liên kết với các bộ chọn cuối cùng. Ngược lại, nếu phát hiện thuê bao bị gọi bận ở một số đường dây khác thì bộ chọn cuối cùng sẽ gửi âm báo bận đến thuê bao đang gọi. Ở bất kỳ giai đoạn chuyển đổi nào, nếu không có bộ chọn miễn phí ở giai đoạn tiếp theo, thì một âm báo bận sẽ được trả về cho thuê bao đang gọi.

Các nam châm và liên kết cơ học được sử dụng để quay trục theo chiều dọc và chiều ngang trong khi kết nối cuộc gọi, sẽ giải phóng nam châm (thường được gọi là nam châm nhả) và phần ứng nhả trục khi cuộc gọi hoàn thành.

Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận về cách thức hoạt động của Hệ thống con Điều khiển Chung trong Mạng và Hệ thống Chuyển mạch Viễn thông.

Để thiết lập các cuộc gọi giữa các sàn giao dịch khác nhau, điều này có thể dẫn đến cuộc gọi trung kế đường dài, hệ thống chuyển mạch Crossbar đã được phát triển và cấp bằng sáng chế đầu tiên vào năm 1915. Tuy nhiên, AT&T đã phát triển hệ thống chuyển mạch Crossbar đầu tiên vào năm 1938. Chuyển mạch Crossbar hệ thống giới thiệu Common Control Subsystem trong hệ thống chuyển mạch của nó.

Để hiểu điều này, chúng ta hãy cùng tìm hiểu vấn đề được tạo ra bởi Mạng đa trao đổi của hệ thống Strowger.

Mạng đa trao đổi

Khi một thuê bao thuộc một mạng cụ thể phải được liên lạc, một số cách có thể giúp bạn liên hệ với tổng đài cụ thể; Ngoài ra, không có một mà là bất kỳ trao đổi nào hiện diện trong tuyến đường.

Trong mạng Multi Exchange, các tuyến đường được sử dụng để thiết lập kết nối với một thuê bao cụ thể khác nhau theo thời gian. Trong trao đổi Strowger sau mạng Đa trao đổi, người đăng ký phải quan tâm hơn đến việc định tuyến. Một người đăng ký phải có thông tin chi tiết của tất cả các số trao đổi có trong tuyến đường. Có thể phát sinh các tình huống mà một thuê bao có thể được yêu cầu thiết lập kết nối trên các tuyến đường khác; điều này đôi khi trở nên cồng kềnh.

Hình sau đây là một ví dụ về cấu trúc liên kết của mạng Đa trao đổi.

Mức được bảo lưu trong mỗi sàn giao dịch Strowger, nơi các cuộc gọi đi được kết nối với các sàn lân cận. Các sàn giao dịch này được liên hệ theo các số trao đổi được quay, khi cuộc gọi được thực hiện.

Do đó, nhược điểm của việc triển khai mạng Multi-Exchange trong chuyển mạch là:

• Số nhận dạng thuê bao được thay đổi tùy theo đường gọi.

• Người dùng phải có kiến ​​thức về cấu trúc liên kết của mạng và số lượng các sàn giao dịch có trong đó.

• Số lượng và kích thước của thuê bao được gọi thay đổi tùy thuộc vào sự trao đổi từ nơi bắt đầu cuộc gọi.

Để khắc phục những vấn đề này, hệ thống con điều khiển chung đã được giới thiệu.

Hệ thống con kiểm soát chung

Để tránh phức tạp và giúp thuê bao thực hiện cuộc gọi dễ dàng hơn, hai ý tưởng chính đã được thực hiện bởi Hệ thống phụ điều khiển chung. Các ý tưởng được liệt kê dưới đây -

• Việc định tuyến cuộc gọi nên được thực hiện bởi tổng đài, nhưng không phải bởi các số đã gọi.

• Số nhận dạng duy nhất phải được phân bổ cho người đăng ký. UIN chứa số tổng đài của thuê bao và số chỉ đường dây của thuê bao.

Số nhận dạng duy nhất phải được phân bổ cho người đăng ký. UIN chứa số tổng đài của thuê bao và số chỉ đường dây của thuê bao.

Số nhận dạng trao đổi + Số nhận dạng dòng thuê bao

Đây là sự kết hợp của mã STD (Quay số trung kế thuê bao) và số của thuê bao; coi đây là địa chỉ dòng vật lý. Mọi người dùng được gán một số logic bất kể số dòng vật lý. Cơ chế dịch địa chỉ dịch địa chỉ logic thành địa chỉ vật lý thực tế để thiết lập kết nối. Quá trình xử lý cuộc gọi diễn ra độc lập với mạng chuyển mạch.

Hệ thống Giám đốc được sử dụng trong hệ thống phụ kiểm soát chung. Ngay sau khi các chữ số đã dịch được truyền đi, Giám đốc có thể tự do xử lý cuộc gọi khác và không tham gia vào việc duy trì mạch cho cuộc trò chuyện.

Hình dưới đây mô tả sơ đồ của Hệ thống con điều khiển chung, bao gồm hệ thống con xử lý cuộc gọi, mạch sạc, điều khiển hoạt động, điều khiển bảo trì và giám sát sự kiện.

Sơ đồ khối trên là một chỉ dẫn đơn giản của hệ thống chuyển mạch điều khiển chung. Các chức năng điều khiển trong hệ thống chuyển mạch có thể được phân loại như sau.

Giám sát sự kiện

Phần Giám sát Sự kiện của Hệ thống Con Điều khiển giám sát các sự kiện xảy ra bên ngoài sàn giao dịch tại các đơn vị đường truyền, đường trục và các đơn vị báo hiệu trao đổi và người gửi / người nhận. Các sự kiện tại line unitslà - yêu cầu cuộc gọi và giải phóng cuộc gọi. Việc điều khiển rơ le để thiết lập kết nối với đường dây yêu cầu là một sự kiện tạijunctures. Có sự điều khiển các rơ le giữa các trao đổi để kết nối và cũng để báo hiệu các âm cần thiết cho cả mạch người gửi và máy thu tạiinter exchange. Giám sát sự kiện này có thể được phân phối.

Xử lý cuộc gọi

Các Đơn vị Xử lý Cuộc gọi chứa bộ nhận số và thanh ghi lưu trữ, chúng nhận và lưu trữ số quay số từ bên gọi. Các đơn vị cũng chứa các trình dịch đầu tiên và cuối cùng. CácInitial translator là Office Code translatorxác định lộ trình cho cuộc gọi qua mạng hoặc phương thức tính phí hoặc tỷ lệ. CácFinal translator là Subscriber Code translatorxác định đơn vị đường dây mà một cuộc gọi phải được kết nối và danh mục của đường dây được gọi. Người gửi đăng ký chuyển số tuyến và số đã gọi bằng cách sử dụng tín hiệu thích hợp, tùy thuộc vào yêu cầu của trao đổi đích.

Sạc

Điều này liên quan đến các khoản phí được tính trên các cuộc gọi được thực hiện. Nó phụ thuộc vào loại thuê bao và dịch vụ của người đăng ký. Ví dụ, một số dịch vụ như đường dây khẩn cấp hoặc sửa chữa lỗi là miễn phí; một số dịch vụ thương mại cũng có thể cung cấp các dịch vụ miễn phí.

Vận hành và Bảo trì

Việc điều khiển và vận hành mạng chuyển mạch với hai kỹ thuật chính được gọi là Bản đồ trong bộ nhớ và Bản đồ trong mạng.

Bản đồ trong bộ nhớ

Đường dẫn trong kỹ thuật này được xác định bằng cách đánh dấu các phần tử chuyển mạch ở các giai đoạn khác nhau phù hợp với tập dữ liệu nhị phân xác định đường dẫn, trong khi đơn vị điều khiển cung cấp dữ liệu. Ở giai đoạn này, lệnh cho kết nối thực của đường dẫn được đưa ra. Kỹ thuật Bản đồ trong bộ nhớ này có trong Điều khiển Chương trình Đã Lưu trữ.

Bản đồ trong mạng

Trong kỹ thuật này, việc tìm kiếm Đường dẫn có thể được thực hiện ở cấp độ của khối điều khiển chung, nơi nó đánh dấu đầu vào và đầu ra được kết nối và đường dẫn thực tế được xác định bởi mạng chuyển mạch. Kỹ thuật Bản đồ trong Mạng này phổ biến trong trao đổi Crossbar bằng cách sử dụng các điểm đánh dấu để kiểm soát.

Việc quản trị và bảo trì hệ thống chuyển mạch bao gồm các hoạt động như đưa các đường dây và trung kế thuê bao mới vào dịch vụ, sửa đổi các quyền dịch vụ thuê bao và thay đổi kế hoạch định tuyến dựa trên trạng thái mạng, được thực hiện với sự phối hợp của các hệ thống điều khiển. Nhân viên bảo trì thực hiện các hoạt động bảo trì như giám sát hoạt động bình thường, thực hiện các thử nghiệm và đo các thông số đường dây khác nhau.

Trong chương này, chúng ta sẽ tìm hiểu về công nghệ Điện thoại Quay số Cảm ứng. Khi chúng ta nói về sự phát triển công nghệ của thiết bị điện thoại, mặt số quay đã được sử dụng trong giai đoạn đầu. Quay số chậm hơn là một nhược điểm lớn liên quan đến mặt số Rotary. Mất 12 giây để quay một số gồm 7 chữ số trên mặt số Rotary. Các phần tử chuyển mạch từng bước của hệ thống chuyển mạch Strowger, không thể đáp ứng với tốc độ cao hơn 10-12 xung mỗi giây.

Nó sử dụng công nghệ DTMF, trước đó pulse dialingkỹ thuật đã được sử dụng. Trong kỹ thuật quay số Xung, còn được gọi làLoop disconnectkỹ thuật, kết nối lặp đi lặp lại và ngắt kết nối của các đường dây được thực hiện, giống như tiếng nhấp chuột của công tắc; điều này được sàn giao dịch giải thích là số được quay, theo số lần nhấp.

Cần cho âm cảm ứng

Với sự ra đời của các hệ thống con Điều khiển chung vào việc chuyển đổi các sàn giao dịch, đã mang lại tính khả thi cho tỷ lệ quay số cao hơn. Do đó, một hệ thống mới được gọi làTouch-tone dialingđược phát triển trong Điện thoại để thay thế mặt số Rotary; điều này được coi là có lợi cho khách hàng với tốc độ cao hơn. Điều này cũng đã loại bỏ nhược điểm của việc sử dụng hạn chế và dung lượng tín hiệu hạn chế cùng với tốc độ thấp hơn.

Quay số xung được giới hạn để báo hiệu giữa tổng đài và thuê bao, nhưng không phải giữa hai thuê bao, được gọi là báo hiệu End-to-End. End-to-End signaling là một tính năng mong muốn và chỉ có thể thực hiện được nếu tín hiệu nằm trong dải tần số thoại để thông tin báo hiệu có thể được truyền đến bất kỳ điểm nào trong mạng điện thoại mà giọng nói có thể được truyền đi.

Do đó, thay thế sự bất tiện của việc sử dụng quay số quay, điện thoại quay số cảm ứng đã được giới thiệu. Sự phát triển của điện thoại quay số cảm ứng đến vào khoảng năm 1950. Tuy nhiên, việc sử dụng nó bắt đầu từ khoảng năm 1964. Hình dưới đây cho thấy một điện thoại quay số cảm ứng thực tế.

Hình trên sẽ giúp bạn hiểu rằng mặt số quay được thay thế bằng bàn phím nút nhấn, trong đó các nút, nếu được chạm để "nhấn" nút sẽ tạo ra các tần số liên quan đến số được quay. Vòng xoay phức tạp đã được thay thế và tính năng quay số lại số đã được thêm vào bàn phím nút nhấn này, nơi số đã gọi được lưu trữ cho đến khi quay số khác. Điều này giúp giảm bớt quá trình quay số lại một số có 7 chữ số.

Điện thoại Quay số Cảm ứng hoạt động như thế nào?

Việc nhấn nút trên điện thoại quay số cảm ứng cho biết số được quay bằng các tần số nhất định. “Touching” hoặc nhấn nhẹ một số sẽ tạo ra “âm sắc” là sự kết hợp của hai tần số, một từ dải dưới và một từ dải trên.

Ví dụ, bằng cách nhấn nút 9, hai tần số như 852 Hz tần số thấp hơn và 1477Hz tần số trên được tạo ra. Thiết kế của quay số cảm ứng tạo ra hai tần số như hình dưới đây.

Quay số DTMF (Đa tần số hai tông màu) có thể được thực hiện thông qua kỹ thuật quay số cảm ứng như minh họa ở trên. Khi hai tần số, một tần số cao hơn và một tần số thấp hơn được truyền cùng một lúc trong kỹ thuật quay số cảm ứng, nó được gọi làDual-tone Multi Frequency (DTMF)quay số. Hai tín hiệu được tạo ra có thời lượng 100ms, được chọn bằng phím được nhấn từ ma trận như hình trên. Mỗi khóa được tham chiếu duy nhất bằng cách chọn một trong bốn tần số băng tần thấp hơn được liên kết với các hàng ma trận, cùng với việc chọn một trong ba tần số băng tần cao hơn được liên kết với cột ma trận.

Cân nhắc thiết kế

Các cân nhắc về thiết kế là

• Lựa chọn mã
• Tách băng tần
• Lựa chọn tần suất
• Lựa chọn mức công suất
• Thời lượng tín hiệu

Các choice of code đối với tín hiệu âm thanh cảm ứng phải sao cho khó bắt chước các tín hiệu mã bằng âm nhạc và lời nói.

Hãy xem xét các lý do sau để tách band của hai tần số -

• Ở máy thu, lọc băng tần được sử dụng để tách các nhóm tần số; điều này giúp xác định các tần số cụ thể một cách đơn giản.

• Điều chỉnh biên độ dễ dàng của từng thành phần tần số riêng biệt.

• Bộ giới hạn có thể được sử dụng để bảo vệ hành động của từng tần số riêng biệt.

• Xác suất phản hồi sai được giảm xuống.

Đặc tính biến dạng suy giảm và trễ của các mạch mạng điện thoại xác định choice of frequencies. Đáp ứng biên độ phẳng với độ suy giảm rất thấp và đáp ứng trễ đồng nhất với giá trị trễ tương đối thấp là mong muốn. Mặc dù thiết kế đủ cao để đảm bảo độ tin cậy,choice of power levelsnên được lập kế hoạch theo đặc tính suy giảm của kênh. Cácsignal duration mặc dù không hiệu quả là lâu hơn và hữu ích để chống lại nói chuyện.

Cơ chế nội bộ

Cơ chế bên trong của bộ thu âm cảm ứng có thể được giải thích bằng một sơ đồ khối đơn giản bao gồm Bộ lọc tách dải (BSF), Bộ giới hạn (L), Mạch chọn (S) và Bộ phát hiện (D) tạo ra Tần số băng tần thấp (LBF) tín hiệu và tín hiệu Tần số băng tần cao (HBF), như được chỉ ra bên dưới.

Bộ lọc tách băng tần có ở máy thu được sử dụng để tách các nhóm tần số. Điều này giúp xác định các tần số cụ thể, riêng biệt. Ngoài ra, bộ lọc cũng điều chỉnh các biên độ của từng thành phần. Sau đó, tín hiệu đến bộ giới hạn, có hai trong số các tần số ở đầu vào của nó. Nó cho phép tín hiệu vượt trội đi qua nó bỏ qua tín hiệu yếu. Nếu cả hai tín hiệu có cùng cường độ, đầu ra của bộ giới hạn sẽ thấp hơn nhiều so với đầu ra đầy đủ và cả tín hiệu đều không chiếm ưu thế.

Các bộ chọn có trong mạch, được thiết kế để nhận ra tín hiệu khi nó nằm trong dải thông hẹp được chỉ định và có biên độ trong phạm vi 2,5dB của đầu ra đầy đủ của bộ giới hạn. Cả hai mạch giới hạn và mạch chọn đều hiệu quả trong việc nhận biết sự khác biệt giữatouch-tone và voice signal, để tránh bàn tán. Để cải thiện hơn nữa, các bộ lọc Loại bỏ Băng tần đôi khi được sử dụng thay cho các bộ lọc Tách Băng tần vì chúng cho phép nhiều giọng nói đi qua các bộ lọc. Các tín hiệu tần số băng tần cao và băng tần thấp đến đầu ra riêng biệt thông qua các đầu ra của bộ dò.

Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận về khái niệm Crossbar Switching. Sàn giao dịch Crossbar được phát triển trong suốt những năm 1940. Họ đạt được khả năng truy cập đầy đủ và không bị chặn với các công tắc Crossbar và thiết bị điều khiển thông thường, được sử dụng trong các sàn giao dịch Crossbar. Các phần tử hoạt động được gọi làCrosspointsđược đặt giữa đầu vào và đầu ra. Trong các hệ thống chuyển mạch điều khiển thông thường, sự tách biệt giữa hoạt động chuyển mạch và điều khiển cho phép sử dụng mạng chuyển mạch bởi một nhóm chuyển mạch điều khiển chung để thiết lập nhiều cuộc gọi cùng một lúc trên cơ sở dùng chung.

Các tính năng của công tắc thanh ngang

Trong phần này, chúng ta sẽ thảo luận về các tính năng khác nhau của Công tắc thanh ngang. Các tính năng được mô tả ngắn gọn bên dưới:

• Trong khi xử lý cuộc gọi, hệ thống điều khiển chung giúp chia sẻ tài nguyên.

• Các chức năng định tuyến cụ thể của xử lý cuộc gọi được nối cứng nhờ các máy tính logic Wire.

• Thiết kế hệ thống linh hoạt giúp lựa chọn tỷ lệ thích hợp được phép cho một công tắc cụ thể.

• Ít bộ phận chuyển động hơn giúp dễ bảo trì hệ thống chuyển mạch Crossbar.

Hệ thống chuyển mạch Crossbar sử dụng các mạng điều khiển chung cho phép mạng chuyển mạch thực hiện giám sát sự kiện, xử lý cuộc gọi, tính phí, vận hành và bảo trì như đã thảo luận trước đây. Việc kiểm soát chung cũng cung cấp số lượng thuê bao thống nhất trong một khu vực đa tổng đài như các thành phố lớn và định tuyến các cuộc gọi từ tổng đài này sang sàn giao dịch khác sử dụng cùng các sàn giao dịch trung gian. Phương pháp này giúp tránh những nhược điểm liên quan đến phương pháp chuyển mạch từng bước thông qua quy trình nhận và lưu trữ số hoàn chỉnh duy nhất của nó để thiết lập kết nối cuộc gọi.

Ma trận chuyển mạch thanh ngang

Sự sắp xếp Crossbar là một ma trận được hình thành bởi các bộ tiếp điểm MXN được sắp xếp như các thanh dọc và ngang với các điểm tiếp xúc nơi chúng gặp nhau. Họ cần gần M + N số bộ kích hoạt để chọn một trong các liên hệ. Sự sắp xếp ma trận Crossbar được thể hiện trong hình sau.

Ma trận Crossbar chứa một loạt các dây ngang và dọc được thể hiện bằng các đường liền nét trong hình sau, cả hai đều được kết nối với các điểm tiếp xúc được phân tách ban đầu của các công tắc. Các thanh ngang và dọc được thể hiện bằng các đường chấm trong hình trên được kết nối cơ học với các điểm tiếp xúc này và gắn vào nam châm điện.

Các điểm giao nhau được đặt giữa đầu vào và đầu ra có các nam châm điện mà khi được cung cấp năng lượng, sẽ đóng tiếp điểm giao nhau của hai thanh. Điều này làm cho hai thanh gần nhau hơn và giữ chặt. Hình sau đây sẽ giúp bạn hiểu mối liên hệ được thực hiện tại Crosspoints.

Sau khi được cung cấp năng lượng, các nam châm điện kéo các phiến từ tính nhỏ có trên các thanh. Nam châm điện điều khiển cột kéo nam châm trên thanh dưới, trong khi nam châm điện điều khiển hàng kéo nam châm trên thanh trên. Để tránh bắt các Điểm chéo khác nhau trong cùng một mạch, một quy trình được thực hiện để thiết lập kết nối. Theo quy trình này, thanh ngang hoặc thanh dọc có thể được cấp điện trước để tạo tiếp điểm. Tuy nhiên, để phá vỡ một tiếp điểm, thanh ngang được khử năng lượng trước tiên; thanh dọc được khử năng lượng theo sau.

Vì tất cả các trạm được phép kết nối với tất cả các kết nối có thể miễn là bên được gọi miễn phí, Chuyển đổi thanh ngang này được gọi là Non-Blocking Crossbar configuration, yêu cầu các phần tử chuyển mạch N2 cho N thuê bao. Vì vậy, các Điểm chéo sẽ cao hơn rất nhiều so với số người đăng ký. Ví dụ: 100 người đăng ký sẽ yêu cầu 10.000 Crosspoint. Điều này có nghĩa là kỹ thuật này có thể được áp dụng cho một nhóm có số lượng người đăng ký nhỏ.

Có một công tắc bên ngoài được gọi là Marker;điều này có thể điều khiển nhiều công tắc và phục vụ nhiều thanh ghi. Công tắc quyết định hoạt động của các nam châm như nam châm chọn và nam châm cầu cần được cấp năng lượng và khử năng lượng để kết nối và giải phóng thuê bao tương ứng.

Ma trận điểm chéo

Trong ma trận, vì 1,2,3,4 chỉ ra các dòng đầu vào và 1 ', 2', 3 ', 4' chỉ ra các dòng đầu ra của cùng một thuê bao, nếu kết nối phải được thiết lập giữa thuê bao thứ nhất và thứ hai, thì 1 và 2 'có thể được kết nối hoặc 2 và 1' có thể được kết nối bằng cách sử dụng Crosspoints. Tương tự như vậy, khi một kết nối phải được thiết lập từ 3 đến 4, thì Điểm chéo 3-4 'hoặc Điểm chéo 4-3' có thể thực hiện công việc. Hình sau đây sẽ giúp bạn hiểu cách hoạt động của nó.

Bây giờ, các phần đường chéo là các Điểm chéo kết nối lại với cùng một thuê bao. Một đường dây đã được kết nối với thiết bị đầu cuối không cần kết nối lại với cùng một thiết bị đầu cuối. Do đó, các điểm chéo cũng không cần thiết.

Vì vậy, có thể hiểu rằng đối với N số người đăng ký, nếu các điểm chéo cũng được xem xét, tổng số Điểm chéo sẽ là,

$$\frac{N\left ( N+1 \right )}{2}$$

Đối với N số lượng người đăng ký, nếu các điểm chéo là not được xem xét, khi đó tổng số Điểm giao nhau sẽ là,

$$\frac{N\left ( N-1 \right )}{2}$$

Khi số lượng nút N tăng, các điểm giao nhau tăng lên đến N2. Các điểm giao nhau sẽ luôn là tuyến tính. Do đó, có thể coi là phần dưới hoặc phần trên của các điểm đường chéo trong ma trận, toàn bộ ma trận xét đến phần dưới, bây giờ sẽ như thể hiện trong hình sau.

Đây được gọi là Diagonal Crosspoint Matrix. Ma trận có dạng tam giác và có thể được gọi là Triangular Matrix hoặc là Two-way Matrix. Điểm chéo đường chéo

ma trận được kết nối đầy đủ. Khi thuê bao thứ ba bắt đầu cuộc gọi, đến thuê bao thứ tư, thì thanh ngang của thuê bao thứ ba được bắt đầu trước và sau đó thanh dọc của thuê bao thứ tư được cấp điện. Ma trận Crosspoint đường chéo là một cấu hình không chặn. Nhược điểm chính của hệ thống này là, sự cố của một bộ chuyển mạch duy nhất sẽ khiến một số thuê bao không thể truy cập được.

Công tắc Crosspoint là phần tóm tắt của bất kỳ công tắc nào như công tắc thời gian hoặc không gian. Nếu N kết nối có thể được thực hiện đồng thời trong một ma trận chuyển mạch NXN, nó được gọi làNon-blocking Switch. Nếu số lượng kết nối được thực hiện ít hơn N trong một số hoặc tất cả các trường hợp, thì nó được gọi làBlockingcông tắc điện. Các công tắc chặn này được hoạt động dựa trên việc sử dụng Nhiều Công tắc và các mạng như vậy được gọi làLine frames.

Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận về cách cấu hình Crossbar switch hoạt động. Cấu hình chuyển mạch Crossbar là cấu hình Không chặn, có các phần tử chuyển mạch N2 cho N người đăng ký và có thể thực hiện N / 2 cuộc hội thoại đồng thời. Việc sử dụng Crosspoint phụ thuộc vào thuê bao gọi.

Đây là một lược đồ Không chặn đã được sửa đổi với ma trận Điểm chéo như đã thảo luận ở trên có N (N-1) / 2 phần tử. Số lượng phần tử giống như số phần tử của một mạng được kết nối đầy đủ. Kết nối trong phương pháp này được thiết lập bằng cách đầu tiên cung cấp năng lượng cho thanh ngang và sau đó là thanh dọc. Tuy nhiên, lược đồ Không chặn này có một số nhược điểm như -

• Số lượng lớn các phần tử chuyển mạch được yêu cầu.
• Điều này khó thực hiện trên thực tế.
• Đây không phải là một quá trình hiệu quả về chi phí.

Để khắc phục những nhược điểm này, chuyển đổi Crossbar chặn đã được giới thiệu.

Chặn công tắc xà ngang

Mục đích chính của việc chặn các công tắc Crossbar là giảm số lượng các công tắc Crosspoint. Có công tắc một giai đoạn và nhiều giai đoạn. Số lượng công tắc Crosspoint có thể được giảm bớt với sự trợ giúp của hai phương pháp luận khác nhau. Trong phương pháp đầu tiên, hai người đăng ký chia sẻ một thanh dọc. Với điều này, số lượng thanh sẽ giảm nhưng số lượng công tắc Crosspoint vẫn giữ nguyên. Phương pháp thứ hai là nơi tất cả người đăng ký chia sẻ một số thanh dọc. Với điều này, số lượng thanh và công tắc Crosspoint được giảm bớt.

Phương pháp 1

Phương pháp này chứa 2NK công tắc, ở đâu N là số lượng người đăng ký và Klà số lượng kết nối đồng thời. Bốn thanh hoạt động để thiết lập kết nối. Nếu phải thiết lập mối liên hệ giữa A và B thì thanh ngang A được cấp năng lượng trước và sau đó một trong các thanh thẳng đứng tự do cho biết P được cấp điện. Bây giờ, Crosspoint AP đã được chốt. Nếu thanh ngang B được cung cấp năng lượng ngay bây giờ, BP sẽ không được chốt, vì thanh P thẳng đứng đã được cung cấp năng lượng trước khi thanh B được cung cấp năng lượng. Để kết nối A và B, chúng ta cần một Thanh ngang dọc khác có điện tương ứng với thanh dọc P, là P 'như trong hình sau. Khi P 'này được cung cấp năng lượng sau B, điểm chéo BP' được chốt và kết nối giữa A và B được thiết lập.

Các kết nối được hiển thị trong hình sau.

Do đó, các bước liên quan đến việc thiết lập kết nối tuân theo một trình tự:

• Cung cấp năng lượng cho thanh ngang A
• Cung cấp năng lượng cho thanh dọc tự do P
• Khử năng lượng cho thanh ngang A
• Cung cấp năng lượng cho thanh ngang B
• Cung cấp năng lượng cho thanh dọc tự do P '(liên kết với P)

• Khử năng lượng cho thanh ngang B

Phương pháp 2

Phương pháp này chứa NK công tắc, ở đâu N là số lượng người đăng ký và Klà số lượng kết nối đồng thời. Tại đây, ba thanh hoạt động để thiết lập kết nối. Nếu phải thiết lập mối liên hệ giữa A và B, thì thanh ngang A và B được cấp điện trước và sau đó một trong các thanh thẳng đứng tự do cho biết P được cung cấp năng lượng. Bây giờ, kết nối được thiết lập chỉ bằng một thanh dọc P thay vì hai thanh. Thanh ngang A và B lúc này đã được khử năng lượng.

Các kết nối được hiển thị trong hình sau.

Do đó, việc thiết lập kết nối tuân theo một trình tự -

• Cung cấp năng lượng cho các thanh ngang A và B
• Cung cấp năng lượng cho thanh dọc tự do P
• Khử năng lượng cho các thanh ngang A và B

Hỗ trợ đường truyền

Trong phần này, chúng ta sẽ thảo luận về cách thức hoạt động của Hỗ trợ đường truyền. Cả hai loại công tắc Crossbar chặn và không chặn đã thảo luận ở trên đều có thể hỗ trợ đường truyền. Điều này được thực hiện bằng cách giới thiệu thêm các công tắc Crossbars và Crosspoint dọc.

Có hai phương pháp để giới thiệu các công tắc Crossbars dọc và Crosspoint bổ sung

• Không chặn bên trong và chặn bên ngoài
• Chặn cả cục bộ và bên ngoài

Phương pháp chặn bên trong và không chặn bên ngoài như trong hình bên dưới.

Công tắc hiển thị trong không chặn bên trong có hai đường chuyển. Số lượng công tắc Crosspoint trong trường hợp này làN(N+L), Ở đâu N là số người đăng ký, L là số dòng chuyển.

Phương pháp chặn cả cục bộ và bên ngoài như trong hình bên dưới.

Công tắc hiển thị trong hình trên đang chặn cả bên trong và bên ngoài với hai cuộc gọi nội bộ đồng thời và hai cuộc gọi bên ngoài đồng thời. Số lượng công tắc Crosspoint trong trường hợp này là N(2K+L), Ở đâu N là số người đăng ký, L là số đường truyền và K là số lượng cuộc gọi đồng thời có thể được hỗ trợ cục bộ.

Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận về Công nghệ Crosspoint trong Mạng và Hệ thống Chuyển mạch Viễn thông.

Hệ thống Crossbar chủ yếu bao gồm các công tắc Crosspoint, điều này làm tăng chi phí của hệ thống. Chi phí của hệ thống Crossbar tăng tỷ lệ thuận với số lượng Crosspoint.

Những thách thức đối với Công nghệ Crosspoint

Trong phần này, chúng ta sẽ thảo luận về những thách thức liên quan đến công nghệ Crosspoint. Những thách thức được mô tả dưới đây:

• Giảm kích thước của Crosspoint
• Giảm chi phí của Crosspoint
• Sai lệch thời gian chuyển đổi

Trong quá trình tìm kiếm giải pháp cho những thách thức hiện có, công nghệ Crosspoint đã phát triển. Công nghệ Crosspoint là sự kết hợp của hai công nghệ có liên quan. Các công nghệ là -

• Electromechanical
• Electronic

Sơ đồ đưa ra dưới đây phân loại các danh mục khác nhau của công nghệ Crosspoint -

Trong các phần tiếp theo của chúng tôi, chúng tôi sẽ thảo luận thêm về các công nghệ liên quan

Công nghệ điểm chéo điện cơ

Công tắc Crosspoint điện cơ có khả năng tạo và ngắt các tiếp điểm trong khoảng thời gian 1-10ms trong vài triệu lần mà không bị hao mòn đang được sử dụng rộng rãi ngay cả ngày nay. Hai loại công tắc được sử dụng rộng rãi làMini switches và Reed relay.

Công tắc mini

Các công tắc này được tạo thành từ một kim loại quý như Palladium, giúp các tiếp điểm hoạt động êm hơn, với thiết kế chia đôi và khả năng chống ăn mòn cao cho thiết kế bền lâu. Các thiết bị chuyển mạch được chốt cơ học này sử dụng các khía “V” cho mục đích này và có độ tin cậy cao trong các hệ thống chuyển mạch Crossbar.

Các công tắc gắn trên Crossbars này di chuyển theo chiều ngang và chiều dọc để thiết lập và giải phóng các tiếp điểm với thời gian chuyển mạch từ 8-10ms.

Công tắc chuyển tiếp Reed

Để giảm việc sử dụng các công tắc cơ học và tăng tuổi thọ hoạt động của công tắc, các công tắc rơ le Reed đã được giới thiệu. Các công tắc này được tạo thành từ các tiếp điểm vật liệu từ tính được niêm phong trong một ống thủy tinh; điều này bảo vệ các địa chỉ liên lạc khỏi bị nhiễm bẩn. Hình sau minh họa thiết kế của một công tắc rơ le bằng sậy.

Công tắc rơ le bằng sậy có thể được chốt bằng điện hoặc cơ; nó chứa các tiếp điểm rất gần nhau có độ dịch chuyển 0,2mm dẫn đến tốc độ chuyển mạch nhanh là 1ms. Cấu tạo của rơ le này sao cho ống thủy tinh được bao quanh bởi một cặp cuộn dây và khi dòng điện chạy qua cả hai cuộn dây đồng thời, một trường được tạo ra. Điều này càng dẫn đến các liên hệ sậy di chuyển cùng nhau. Miễn là nó được bật, kết nối điện được chốt và dòng điện đi qua cuộn dây.

Trong chốt từ, độ trễ của vật liệu từ quyết định hiệu suất. Các miếng cực từ cần thiết có thể được đặt bên ngoài kính hoặc các tiếp điểm có thể hoạt động như các cực bằng cách chọn một vật liệu sắt từ thích hợp. Rơ le được gọi làremreed do đặc tính còn sót lại của các dải tiếp xúc. Từ tính dư cho phép các tiếp điểm vẫn nguyên vẹn ngay cả sau khi dòng điện được rút ra và do đó cần phải áp dụng dòng khử từ để mở các tiếp điểm.

Các rơ le sậy này được đặt tại mỗi Điểm chéo để xây dựng ma trận Điểm chéo. Lựa chọn điểm chéo đạt được bằng cách kết nối một trong các cuộn dây của mỗi rơle nối tiếp với hàng xóm dọc của nó và cuộn dây kia mắc nối tiếp với hàng xóm nằm ngang của nó. Rơ le sậy được kích thích khi Điểm chéo yêu cầu được chọn bằng cách làm rung các thanh dọc và ngang tương ứng đồng thời.

Tổ chức trao đổi xà ngang

Việc tổ chức trao đổi Crossbar bao gồm ba khối xây dựng cơ bản như khung liên kết, dấu điều khiển và thanh ghi. Khung liên kết chứa các giai đoạn chính và phụ có các Thanh ngang, được kết nối với các liên kết giữa chúng. Sự sắp xếp hai giai đoạn này với các liên kết có tác dụng tăng số lượng cửa hàng cho một số lượng cửa hàng nhất định. Nếu số lượng cửa hàng nhiều thì độ chọn lọc cũng cao hơn.

Việc tổ chức trao đổi Crossbar bao gồm ba khối xây dựng cơ bản như khung liên kết, dấu điều khiển và thanh ghi. Khung liên kết chứa các giai đoạn chính và phụ có các Thanh ngang, được kết nối với các liên kết giữa chúng. Sự sắp xếp hai giai đoạn này với các liên kết có tác dụng tăng số lượng cửa hàng cho một số lượng cửa hàng nhất định. Nếu số lượng cửa hàng nhiều thì độ chọn lọc cũng cao hơn.

Hai phần chính của tổ chức Crossbar Exchange là

Đơn vị dòng

Các khung liên kết dòng cùng với các điểm đánh dấu và thanh ghi được liên kết có thể được gọi là Line Unit. Đơn vị dòng là đơn vị hai chiều giúp khởi tạo và kết thúc cuộc gọi. Do khả năng hai chiều của nó, phần thứ cấp trong khung liên kết đường dây được gọi là phần đầu cuối. Các đường dây thuê bao được kết thúc trên các đầu ra của khung phần đầu cuối.

Nhóm đơn vị

Khung liên kết trung kế cùng với mạch liên kết của nó có thể được gọi là Group Unit.Khung liên kết trung kế có thể được chia thành hai hoặc ba khung liên kết như khung liên kết văn phòng cục bộ và khung liên kết đến, v.v. Thiết bị nhóm là thiết bị một chiều nhận các cuộc gọi từ đơn vị đường dây hoặc từ các trao đổi ở xa. Nó có khả năng xử lý các cuộc gọi nội hạt, đi, đến, kết thúc và chuyển tuyến.

Xử lý cuộc gọi

Một tổ chức đơn giản của trao đổi Crossbar được thể hiện trong hình sau.

Xử lý cuộc gọi trong trao đổi Crossbar được thực hiện trong ba giai đoạn, được đặt tên là Lựa chọn trước, Lựa chọn nhóm và Lựa chọn dòng.

Lựa chọn trước

Điểm đánh dấu ban đầu thực hiện lựa chọn trước. Khi người gọi nhấc điện thoại, âm báo quay số sẽ được nghe thấy. Đăng ký gửi âm báo này. Giai đoạn này mà các ngôi sao từ nhấc điện thoại đến gửi âm quay số được gọi làPre-Selection.

Lựa chọn nhóm

Sau khi nghe thấy âm quay số, số đó có thể được gọi. Cuộc gọi được chuyển qua hướng mong muốn như đã quyết định, phù hợp với mã do người dịch cung cấp. Giai đoạn chọn nhóm mong muốn để thực hiện cuộc gọi được gọi làGroup Selection.

Lựa chọn dòng

Khi một số được quay, thuê bao gọi được kết nối với thuê bao bị gọi bằng điểm cuối. Dòng của bên được gọi được điều khiển bởi điểm đánh dấu kết thúc cũng thiết lập đổ chuông trên dòng. Giai đoạn chọn đường dây của thuê bao mong muốn có thể được gọi làLine Selection.

Với ba phần này, một cuộc gọi có thể được kết nối và xử lý trong trao đổi Crossbar

Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận về các hoạt động Điều khiển chương trình được lưu trữ trong Mạng và Hệ thống Chuyển mạch Viễn thông. Để tăng hiệu quả và tốc độ điều khiển và tín hiệu trong chuyển mạch, việc sử dụng điện tử đã được giới thiệu. CácStored Program Control, Nói ngắn gọn SPClà khái niệm về điện tử rung lên trong một sự thay đổi trong lĩnh vực viễn thông. Nó cho phép các tính năng như quay số viết tắt, chuyển tiếp cuộc gọi, chờ cuộc gọi, v.v. Khái niệm Điều khiển chương trình được lưu trữ là nơi một chương trình hoặc một tập hợp các lệnh cho máy tính được lưu trữ trong bộ nhớ của nó và các lệnh được thực thi tự động từng cái một bởi bộ xử lý .

Khi các chức năng điều khiển trao đổi được thực hiện thông qua các chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ của máy tính, nó được gọi là Stored Program Control (SPC). Hình dưới đây mô tả cấu trúc điều khiển cơ bản của một tổng đài điện thoại SPC.

Các bộ xử lý mà SPC sử dụng được thiết kế dựa trên các yêu cầu của sàn giao dịch. Các bộ xử lý được sao chép; và, sử dụng nhiều bộ xử lý làm cho quá trình đáng tin cậy. Một bộ xử lý riêng biệt được sử dụng để bảo trì hệ thống chuyển mạch.

Có hai loại SPC -

• SPC tập trung
• SPC phân tán

SPC tập trung

Phiên bản trước của SPC tập trung sử dụng một bộ xử lý chính duy nhất để thực hiện các chức năng trao đổi. Bộ xử lý kép đã thay thế bộ xử lý chính đơn ở giai đoạn phát triển sau này. Điều này làm cho quá trình đáng tin cậy hơn. Hình dưới đây mô tả tổ chức của một TANDTC tập trung điển hình.

Một kiến ​​trúc bộ xử lý kép có thể được định cấu hình để hoạt động ở ba chế độ như -

• Chế độ chờ
• Chế độ song công đồng bộ
• Tải chế độ chia sẻ

Chế độ chờ

Như tên của nó, trong hai bộ vi xử lý có mặt, một bộ xử lý đang hoạt động và bộ xử lý còn lại ở chế độ chờ. Bộ xử lý ở chế độ chờ được sử dụng như một bản sao lưu, trong trường hợp bộ xử lý đang hoạt động bị lỗi. Phương thức trao đổi này sử dụng một bộ lưu trữ thứ cấp chung cho cả hai bộ xử lý. Bộ xử lý đang hoạt động sao chép trạng thái của hệ thống theo định kỳ và lưu trữ trong bộ lưu trữ thứ cấp trục, nhưng các bộ xử lý không được kết nối trực tiếp. Các chương trình và hướng dẫn liên quan đến chức năng điều khiển, các chương trình thông thường và thông tin cần thiết khác được lưu trữ trong Bộ lưu trữ thứ cấp.

Chế độ song công đồng bộ

Trong chế độ Song công đồng bộ, hai bộ xử lý được kết nối và hoạt động đồng bộ. Hai bộ xử lý P1 và P2 được kết nối và các bộ nhớ riêng biệt như M1 và M2 được sử dụng. Các bộ xử lý này được ghép nối để trao đổi dữ liệu được lưu trữ. Bộ so sánh được sử dụng giữa hai bộ xử lý này. Bộ so sánh giúp so sánh kết quả.

Trong quá trình hoạt động bình thường, cả hai bộ xử lý đều hoạt động riêng lẻ nhận tất cả thông tin từ việc trao đổi và cả dữ liệu liên quan từ bộ nhớ của chúng. Tuy nhiên, chỉ có một bộ xử lý kiểm soát việc trao đổi; cái còn lại vẫn đồng bộ với cái trước. Bộ so sánh, so sánh kết quả của cả hai bộ xử lý, xác định nếu có bất kỳ lỗi nào xảy ra và sau đó bộ xử lý bị lỗi trong số chúng được xác định bằng cách vận hành chúng riêng lẻ. Bộ xử lý bị lỗi chỉ được đưa vào phục vụ sau khi đã khắc phục xong lỗi và bộ xử lý khác được phục vụ trong thời gian đó.

Tải chế độ chia sẻ

Chế độ chia sẻ tải là nơi một tác vụ được chia sẻ giữa hai bộ xử lý. Thiết bị Loại trừ (ED) được sử dụng thay cho bộ so sánh trong chế độ này. Bộ xử lý kêu gọi ED chia sẻ tài nguyên, để cả hai bộ xử lý không tìm kiếm cùng một tài nguyên cùng một lúc.

Trong chế độ này, cả hai bộ xử lý đều hoạt động đồng thời. Các bộ xử lý này chia sẻ tài nguyên của trao đổi và tải. Trong trường hợp một trong các bộ xử lý bị lỗi, bộ xử lý còn lại sẽ tiếp quản toàn bộ tải của trao đổi với sự trợ giúp của ED. Trong hoạt động bình thường, mỗi bộ xử lý xử lý một nửa số cuộc gọi trên cơ sở thống kê. Tuy nhiên, nhà điều hành trao đổi có thể thay đổi tải bộ xử lý cho mục đích bảo trì.

SPC phân tán

Không giống như công tắc Cơ điện và SPC tập trung, sự ra đời của SPC phân tán đã cho phép cung cấp nhiều loại dịch vụ. SPC này có các bộ xử lý nhỏ riêng biệt được gọi làRegional Processorsgiải quyết các công việc khác nhau, thay vì chỉ một hoặc hai bộ xử lý làm việc trên toàn bộ công việc như trong hệ thống tập trung. Tuy nhiên, khi các bộ xử lý khu vực này được yêu cầu thực hiện các nhiệm vụ phức tạp, SPC tập trung sẽ trợ giúp bằng cách chỉ đạo họ.

SPC phân tán có tính khả dụng và độ tin cậy cao hơn SPC tập trung, vì toàn bộ chức năng kiểm soát trao đổi có thể được phân tách theo chiều ngang hoặc chiều dọc để xử lý phân tán. Điều khiển phân tán như vậy trong đó thiết bị đóng cắt được chia thành các phần, mỗi phần có bộ xử lý riêng, được chỉ ra trong hình bên dưới.

Môi trường trao đổi trong phân rã dọc được chia thành nhiều khối và mỗi khối được gán cho một bộ xử lý thực hiện tất cả các chức năng điều khiển liên quan đến khối thiết bị cụ thể, trong khi mỗi bộ xử lý trong phân rã ngang thực hiện một hoặc một số chức năng điều khiển trao đổi.

Trong chương này, chúng ta sẽ tìm hiểu về Kiến trúc phần mềm của mạng và hệ thống chuyển mạch viễn thông.

Phần mềm của hệ thống SPC có thể được phân loại thành hai để hiểu rõ hơn - System Software và Application Software. Kiến trúc Phần mềm xử lý môi trường phần mềm hệ thống của SPC bao gồm các bộ xử lý ngôn ngữ. Nhiều tính năng cùng với xử lý cuộc gọi là một phần của hệ điều hành, theo đó các hoạt động và chức năng Quản lý được thực hiện.

Xử lý cuộc gọi là chức năng xử lý chính, được định hướng theo sự kiện. Sự kiện xảy ra tại đường dây hoặc trung kế của thuê bao sẽ kích hoạt quá trình xử lý cuộc gọi. Thiết lập cuộc gọi không được thực hiện trong một chuỗi xử lý liên tục trong trao đổi. Toàn bộ quy trình này phù hợp với nhiều quy trình cơ bản kéo dài trong vài chục hoặc hàng trăm mili giây và nhiều cuộc gọi được xử lý như vậy đồng thời và mỗi cuộc gọi được xử lý bởi mộtProcess. Quy trình là một thực thể hoạt động là mộtprogram in execution, đôi khi còn được gọi là task.

Xử lý trong môi trường đa chương trình

Trong phần này, chúng ta sẽ xem quy trình trong môi trường đa chương trình là gì. Quy trình trong môi trường đa chương trình có thể là một trong những quy trình sau:

• Running
• Ready
• Blocked

Trạng thái của một quá trình được xác định bởi hoạt động hiện tại của nó và quá trình nó thực hiện và các chuyển đổi mà trạng thái của nó trải qua.

• Một Quy trình được cho là running, nếu một lệnh hiện đang được thực thi bởi bộ xử lý.

• Một Quy trình được cho là ready nếu lệnh tiếp theo của việc chạy một tiến trình đang chờ hoặc có một lệnh đã hết thời gian chờ.

• Một Quy trình được cho là blocked, nếu nó đang đợi một số sự kiện xảy ra trước khi nó có thể tiếp tục.

Hình dưới đây chỉ ra quá trình cho thấy sự chuyển đổi giữa đang chạy, sẵn sàng và bị chặn.

Trong khi một số tiến trình ở trạng thái đang chạy, một số sẽ ở trạng thái sẵn sàng trong khi những tiến trình khác bị chặn. Các quy trình trong danh sách sẵn sàng sẽ theo thứ tự ưu tiên. Các tiến trình bị chặn không có thứ tự và chúng bỏ chặn theo thứ tự các sự kiện đang chờ xảy ra. Nếu một quá trình không được thực thi và chờ một số lệnh hoặc tài nguyên khác, thời gian của bộ xử lý được lưu bằng cách đẩy quá trình đó vào danh sách sẵn sàng và sẽ được bỏ chặn khi mức độ ưu tiên của nó cao.

Khối điều khiển quy trình

Khối điều khiển quá trình đại diện cho mỗi quá trình trong hệ điều hành. PCB là một cấu trúc dữ liệu chứa các thông tin sau đây về quy trình.

• Trạng thái chạy hiện tại của quy trình

• Ưu tiên xử lý ở trạng thái sẵn sàng

• Thông số lập lịch CPU

• Lưu nội dung của CPU, khi một quá trình bị gián đoạn

• Cấp phát bộ nhớ cho quy trình

• Các chi tiết của quá trình như số lượng của nó, mức sử dụng CPU, v.v. có sẵn

• Trạng thái của các sự kiện và tài nguyên I / O được liên kết với quy trình

PCB có tất cả thông tin về các quy trình sẽ được thực thi tiếp theo khi nó nhận được CPU. Thanh ghi CPU bao gồmProgram Status Word (PSW) chứa địa chỉ của lệnh tiếp theo sẽ được thực thi, các loại ngắt được bật hoặc tắt hiện tại, v.v.

Trong khi CPU thực thi một số quy trình, quy trình đó cần được chuyển khi quy trình hiện đang chạy bị chặn hoặc một sự kiện hoặc gián đoạn kích hoạt quy trình ưu tiên cao xảy ra. Tình huống như vậy được gọi làProcess Switching, còn được gọi là Context Switching. Cơ chế ưu tiên ngắt như vậy được mô tả trong hình sau.

Nếu một quá trình Aquét một đường dây thuê bao cụ thể và thấy nó miễn phí, sau đó quá trình thiết lập cuộc gọi với người đăng ký đó. Tuy nhiên, nếu một quy trình khác B yêu cầu quyền ưu tiên và thiết lập cuộc gọi với cùng một thuê bao tại cùng một thời điểm, thì cả hai quy trình cần thực hiện cuộc gọi đến cùng một thuê bao cùng một lúc, điều này không được đề xuất. Sự cố tương tự cũng có thể xảy ra với các bảng và tệp được chia sẻ khác.

Thông tin về tài nguyên của sàn giao dịch (trung kế, thanh ghi, v.v.) và việc sử dụng hiện tại của chúng được lưu giữ dưới dạng bảng. Các bảng này khi cần được chia sẻ bởi các quy trình khác nhau. Sự cố xảy ra khi hai hoặc nhiều quy trình chọn cùng một bảng cùng một lúc. Vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách cấp quyền truy cập vào từng quy trình cho một bảng được chia sẻ.

Chia sẻ tài nguyên

Bất cứ khi nào một quy trình sử dụng một bảng được chia sẻ hoặc bất kỳ tài nguyên được chia sẻ nào, tất cả các quy trình khác cần tương tự sẽ được chờ đợi. Khi quá trình đang chạy kết thúc bằng cách sử dụng tài nguyên, nó sẽ được phân bổ cho quá trình sẵn sàng ưu tiên đầu tiên được tiếp tục chờ đợi. Quá trình sử dụng tài nguyên được chia sẻ này được gọi làMutual Exclusion. Quá trình đang truy cập tài nguyên được chia sẻ, được cho là trongCritical Section hoặc là Critical Region. Loại trừ lẫn nhau ngụ ý rằng chỉ có một quy trình có thể nằm trong vùng quan trọng tại bất kỳ trường hợp nào đối với một tài nguyên được chia sẻ nhất định. Việc viết mã cho quy trình nằm trong phần quan trọng được thực hiện rất cẩn thận và không có vòng lặp vô hạn. Điều này giúp trong quá trình không bị chặn. Công việc được thực hiện chính xác và hiệu quả hơn. Điều này giúp ích cho các quy trình khác đang chờ đợi.

Nếu hai tiến trình trong một semaphore phải chia sẻ một tài nguyên chung, thì nó sẽ được chia sẻ bởi chúng trong những khoảng thời gian nhất định. Trong khi một người sử dụng tài nguyên, người kia chờ đợi. Bây giờ, trong khi chờ đợi, để đồng bộ với cái khác, nó đọc nhiệm vụ đã được viết cho đến lúc đó. Điều này có nghĩa là, trạng thái của quá trình đó phải khác 0 và sẽ tiếp tục tăng lên, nếu không, trạng thái này sẽ được đưa ra danh sách bị chặn. Các tiến trình nằm trong danh sách bị chặn được xếp chồng lên nhau và được phép sử dụng tài nguyên theo mức độ ưu tiên.

Hình sau cho thấy quy trình hoạt động như thế nào:

Nếu hai hoặc nhiều quy trình trong một semaphore đợi tài nguyên vô thời hạn và không nhận được số 0 để trở về trạng thái khối, trong khi các quy trình khác chờ ở trạng thái bị chặn để sử dụng cùng một tài nguyên trong khi không có quy trình nào có thể sử dụng tài nguyên nhưng phải đợi, chẳng hạn một trạng thái được gọi là Deadlock State.

Các kỹ thuật đã được phát triển để ngăn chặn, tránh, phát hiện và phục hồi bế tắc. Do đó, chúng bao gồm các tính năng nổi bật của hệ điều hành cho bộ xử lý chuyển mạch.

Sản xuất phần mềm

Việc sản xuất phần mềm SPC rất quan trọng vì độ phức tạp và kích thước của phần mềm cùng với tuổi thọ làm việc lâu dài và độ tin cậy, tính khả dụng và tính di động của nó.

Sản xuất phần mềm là nhánh của kỹ thuật phần mềm giải quyết các vấn đề gặp phải trong quá trình sản xuất và bảo trì phần mềm quy mô lớn cho các hệ thống phức tạp. Thực hành kỹ thuật phần mềm được phân loại thành bốn giai đoạn. Các giai đoạn này tạo nên việc sản xuất hệ thống phần mềm.

• Thông số kỹ thuật chức năng
• Mô tả chính thức và thông số kỹ thuật chi tiết
• Mã hóa và xác minh
• Kiểm tra và gỡ lỗi

Phần mềm Ứng dụng của hệ thống chuyển mạch có thể được chia thành phần mềm xử lý cuộc gọi, phần mềm quản trị và phần mềm bảo trì; các gói phần mềm ứng dụng của hệ thống chuyển mạch sử dụng một tổ chức mô-đun.

Với sự ra đời của Kiểm soát chương trình được lưu trữ, một loạt các dịch vụ mới hoặc cải tiến có thể được cung cấp cho người đăng ký. Nhiều loại dịch vụ nâng cao như quay số viết tắt, cuộc gọi số được ghi lại hoặc cuộc gọi không quay số, gọi lại khi rảnh, chuyển tiếp cuộc gọi, trả lời nhà điều hành, ghi số cuộc gọi, cuộc gọi chờ, giữ tư vấn, cuộc gọi hội nghị, báo thức tự động, chặn STD, cuộc gọi độc theo dõi, v.v. đều được giới thiệu với những thay đổi này trong điện thoại.

Mạng nhiều giai đoạn

Mạng nhiều tầng là mạng được xây dựng để cung cấp kết nối giữa nhiều thuê bao hiệu quả hơn hệ thống chuyển mạch Crossbar.

Các mạng chuyển mạch Crossbar đã thảo luận trước đây có một số hạn chế như được mô tả bên dưới:

• Số Crosspoint sẽ là bình phương của số lượng trạm được gắn và do đó điều này gây tốn kém cho một bộ chuyển mạch lớn.

• Sự cố của Crosspoint ngăn cản kết nối với hai thuê bao mà Crosspoint được kết nối.

• Ngay cả khi tất cả các thiết bị đính kèm đang hoạt động, chỉ có một số Điểm chéo được sử dụng

Để tìm ra giải pháp khắc phục những nhược điểm này, các công tắc phân chia không gian nhiều tầng đã được chế tạo. Bằng cách chia công tắc Crossbar thành các đơn vị nhỏ hơn và kết nối chúng với nhau, có thể xây dựng các công tắc đa tầng với ít Crosspoint hơn. Hình sau đây cho thấy một ví dụ về công tắc nhiều tầng.

Công tắc đa tầng như công tắc ở trên cần số lượng Crosspoint ít hơn số lượng cần thiết trong chuyển mạch Crossbar. Theo ví dụ minh họa ở trên, đối với 8 (đầu vào) và 8 (đầu ra) các thuê bao khác nhau (cả thuê bao gọi và gọi), các Điểm chéo cần thiết trong mạng Crossbar thông thường sẽ là hình vuông của chúng, là 64. Tuy nhiên, trong mạng Crossbar đa tầng, chỉ cần 40 Crosspoint là đủ. Điều này được thể hiện trong sơ đồ trên. Trong một công tắc Crossbar lớn nhiều tầng, mức giảm đáng kể hơn.

Ưu điểm của mạng đa tầng

Các ưu điểm của mạng nhiều tầng như sau:

• Số lượng thanh ngang bị giảm.
• Số lượng đường kết nối có thể nhiều hơn.

Nhược điểm của mạng nhiều tầng

Nhược điểm của mạng nhiều tầng như sau:

• Công tắc nhiều tầng có thể gây ra Blocking.

• Số lượng hoặc kích thước của các công tắc trung gian nếu tăng lên có thể giải quyết được vấn đề này, nhưng chi phí sẽ tăng lên cùng với điều này.

Chặn

Chặn làm giảm số lượng Crosspoint. Sơ đồ sau sẽ giúp bạn hiểu về Chặn một cách tốt hơn.

Trong hình trên, nơi có 4 đầu vào và 2 đầu ra, Thuê bao 1 được kết nối với Đường 3 và Thuê bao 2 được kết nối với Đường 4. Các đường màu đỏ cho biết các kết nối. Tuy nhiên, sẽ có nhiều yêu cầu hơn đến; Yêu cầu gọi từ thuê bao 3 và thuê bao 4 nếu không thực hiện được thì không thể thực hiện được cuộc gọi.

Các thuê bao của khối trên cũng (như trong sơ đồ trên) cũng gặp phải vấn đề tương tự. Chỉ có thể kết nối hai khối tại một thời điểm; Không thể kết nối nhiều hơn hai hoặc tất cả các đầu vào (vì nó phụ thuộc vào số lượng đầu ra hiện có). Do đó, một số kết nối không thể được thiết lập đồng thời, được hiểu là các cuộc gọi bị chặn.

Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận về các kỹ thuật chuyển mạch trong Mạng và Hệ thống Chuyển mạch Viễn thông.

Trong các mạng lớn, có thể có nhiều hơn một đường dẫn để truyền dữ liệu từ người gửi đến người nhận. Việc chọn một đường dẫn mà dữ liệu phải đưa ra khỏi các tùy chọn có sẵn có thể được hiểu làSwitching. Thông tin có thể được chuyển đổi trong khi truyền giữa các kênh liên lạc khác nhau.

Có ba kỹ thuật chuyển mạch điển hình có sẵn cho lưu lượng số. Họ là -

• Chuyển mạch
• Chuyển đổi tin nhắn
• Chuyển đổi gói

Bây giờ chúng ta hãy xem những kỹ thuật này hoạt động như thế nào.

Chuyển mạch

Trong Chuyển mạch kênh, hai nút giao tiếp với nhau qua một đường truyền thông chuyên dụng. Trong đó, một mạch được thiết lập để truyền dữ liệu. Các mạch này có thể là vĩnh viễn hoặc tạm thời. Các ứng dụng sử dụng chuyển mạch kênh có thể phải trải qua ba giai đoạn. Các giai đoạn khác nhau là -

• Thiết lập một mạch
• Chuyển dữ liệu
• Ngắt kết nối mạch

Hình dưới đây cho thấy mô hình chuyển mạch kênh.

Chuyển mạch kênh được thiết kế cho các ứng dụng thoại. Điện thoại là ví dụ phù hợp nhất về chuyển mạch kênh. Trước khi người dùng có thể thực hiện cuộc gọi, một đường dẫn ảo giữa thuê bao bị gọi và thuê bao bị gọi được thiết lập qua mạng.

Hạn chế của chuyển mạch kênh là -

• Thời gian chờ đợi kéo dài, không truyền dữ liệu được.
• Mỗi kết nối đều có một đường dẫn riêng và điều này trở nên đắt đỏ.
• Khi các hệ thống được kết nối không sử dụng kênh, kênh sẽ được giữ ở chế độ chờ.

Mẫu mạch được thực hiện sau khi kết nối được thiết lập, sử dụng đường dẫn chuyên dụng dành cho truyền dữ liệu, trong chuyển mạch kênh. Hệ thống điện thoại là một ví dụ phổ biến của kỹ thuật chuyển mạch mạch.

Chuyển đổi tin nhắn

Trong chuyển mạch tin nhắn, toàn bộ tin nhắn được coi như một đơn vị dữ liệu. Dữ liệu được chuyển trong toàn bộ mạch của nó. Một công tắc làm việc trên chuyển đổi thông điệp, trước tiên nhận toàn bộ thông điệp và đệm nó cho đến khi có sẵn tài nguyên để chuyển nó sang bước tiếp theo. Nếu bước tiếp theo không có đủ tài nguyên để chứa thông báo kích thước lớn, thông báo sẽ được lưu trữ và công tắc sẽ đợi.

Hình dưới đây cho thấy mô hình chuyển đổi Tin nhắn.

Trong kỹ thuật này, dữ liệu được lưu trữ và chuyển tiếp. Kỹ thuật này còn được gọi làStore-and-Forwardkỹ thuật. Kỹ thuật này được coi là một thay thế cho chuyển mạch kênh. Nhưng độ trễ truyền dẫn sau độ trễ từ đầu đến cuối của quá trình truyền thông điệp đã thêm vào độ trễ truyền và làm chậm toàn bộ quá trình.

Chuyển đổi tin nhắn có những hạn chế sau:

• Mọi công tắc trong đường chuyển tiếp cần có đủ bộ nhớ để chứa toàn bộ thư.

• Do phải chờ đợi cho đến khi có sẵn tài nguyên, việc chuyển đổi tin nhắn rất chậm.

• Chuyển đổi tin nhắn không phải là một giải pháp cho các ứng dụng truyền trực tuyến và thời gian thực.

Các gói dữ liệu được chấp nhận ngay cả khi mạng bận; điều này làm chậm quá trình giao hàng. Do đó, điều này không được khuyến nghị cho các ứng dụng thời gian thực như thoại và video.

Chuyển đổi gói

Kỹ thuật chuyển mạch gói có nguồn gốc từ chuyển mạch thông điệp trong đó thông điệp được chia thành các phần nhỏ hơn được gọi là Packets. Phần đầu của mỗi gói chứa thông tin chuyển mạch sau đó được truyền độc lập. Tiêu đề chứa các chi tiết như nguồn, đích và thông tin địa chỉ nút trung gian. Các thiết bị mạng trung gian có thể lưu trữ các gói kích thước nhỏ và không tốn nhiều tài nguyên trên đường truyền sóng mang hoặc trong bộ nhớ trong của bộ chuyển mạch.

Việc định tuyến từng gói được thực hiện khi không cần gửi tổng số gói trong cùng một tuyến. Khi dữ liệu bị chia nhỏ, băng thông sẽ bị giảm. Chuyển đổi này được sử dụng để thực hiện chuyển đổi tốc độ dữ liệu.

Hình dưới đây cho thấy mô hình chuyển mạch gói.

Hình sau cho thấy mô hình chuyển mạch gói.

Hiệu quả đường truyền của chuyển mạch gói có thể được nâng cao bằng cách ghép các gói từ nhiều ứng dụng qua sóng mang. Internet sử dụng chuyển mạch gói này cho phép người dùng phân biệt các luồng dữ liệu dựa trên mức độ ưu tiên. Tùy thuộc vào danh sách ưu tiên, các gói này được chuyển tiếp sau khi lưu trữ để cung cấp chất lượng dịch vụ.

Kỹ thuật chuyển mạch gói đã được chứng minh là một kỹ thuật hiệu quả và đang được sử dụng rộng rãi trong cả truyền thoại và dữ liệu. Các tài nguyên truyền được phân bổ bằng các kỹ thuật khác nhau như Ghép kênh thống kê hoặc phân bổ băng thông động.

Ghép kênh thống kê

Ghép kênh thống kê là một kỹ thuật chia sẻ liên kết truyền thông, được sử dụng trong chuyển mạch gói. Liên kết chia sẻ có thể thay đổi trong ghép kênh thống kê, trong khi nó được cố định trong TDM hoặc FDM. Đây là một ứng dụng chiến lược để tối đa hóa việc sử dụng băng thông. Điều này cũng có thể làm tăng hiệu quả của mạng.

Bằng cách phân bổ băng thông cho các kênh có gói dữ liệu hợp lệ, kỹ thuật ghép kênh thống kê kết hợp lưu lượng đầu vào để tối đa hóa hiệu quả của kênh. Mỗi luồng được chia thành các gói và được phân phối trên cơ sở ai đến trước được phục vụ trước. Sự gia tăng mức độ ưu tiên cho phép phân bổ nhiều băng thông hơn. Các khe thời gian được chú ý để không bị lãng phí trong ghép kênh thống kê trong khi chúng bị lãng phí trong ghép kênh phân chia theo thời gian.

Lưu lượng mạng

Như tên của nó, lưu lượng mạng chỉ đơn giản là dữ liệu di chuyển dọc theo mạng trong một thời gian nhất định. Việc truyền dữ liệu được thực hiện dưới dạng gói, trong đó số lượng gói được truyền trên một đơn vị thời gian được coi là tải. Việc kiểm soát lưu lượng mạng này bao gồm quản lý, ưu tiên, kiểm soát hoặc giảm lưu lượng mạng. Số lượng và loại lưu lượng truy cập trên mạng cũng có thể được đo lường với sự trợ giúp của một số kỹ thuật. Lưu lượng mạng cần được giám sát vì điều này giúp bảo mật mạng; tốc độ dữ liệu cao có thể gây ra thiệt hại cho mạng.

Thước đo tổng công việc được thực hiện bởi một nguồn lực hoặc cơ sở, trong một khoảng thời gian (thường là 24 giờ) được hiểu là Traffic Volumevà được đo bằng Erlang-giờ. Lưu lượng giao thông được định nghĩa là tích số của cường độ giao thông trung bình và khoảng thời gian

$$Traffic \:\: volume = Traffic \: Intensity \times Time\: period$$

Tắc nghẽn

Tắc nghẽn trong một mạng được cho là đã xảy ra khi tải trên mạng lớn hơn dung lượng của mạng. Khi kích thước bộ đệm của nút vượt quá dữ liệu nhận được, khi đó lưu lượng sẽ cao. Điều này càng dẫn đến tắc nghẽn. Lượng dữ liệu được di chuyển từ nút này sang nút kia có thể được gọi làThroughput.

Hình sau cho thấy tắc nghẽn.

Trong hình trên, khi các gói dữ liệu đến Node từ người gửi A, B và C thì nút đó không thể truyền dữ liệu đến người nhận với tốc độ nhanh hơn. Xảy ra sự chậm trễ trong quá trình truyền hoặc có thể bị mất dữ liệu do tắc nghẽn nặng.

Khi có quá nhiều gói đến cổng trong mạng chuyển mạch gói, khi đó hiệu suất sẽ giảm và tình trạng như vậy được gọi là Congestion. Dữ liệu đợi trong hàng đợi để truyền. Khi hàng đợi được sử dụng hơn 80%, thì hàng đợi được cho là bị tắc nghẽn. Các kỹ thuật kiểm soát tắc nghẽn giúp kiểm soát tắc nghẽn. Biểu đồ sau, được vẽ giữa thông lượng và gửi gói cho thấy sự khác biệt giữa truyền có kiểm soát tắc nghẽn và truyền không kiểm soát.

Các kỹ thuật được sử dụng để kiểm soát tắc nghẽn có hai loại - vòng lặp mở và vòng kín. Các vòng lặp khác nhau tùy theo giao thức mà chúng phát hành.

Mở vòng lặp

Cơ chế kiểm soát tắc nghẽn vòng mở tạo ra các giao thức để avoid congestion. Các giao thức này được gửi đến source và destination..

Vòng khép kín

Cơ chế kiểm soát tắc nghẽn vòng kín tạo ra các giao thức cho phép hệ thống đi vào trạng thái tắc nghẽn và sau đó detect và removesự tắc nghẽn. Cácexplicit và implicit các phương pháp phản hồi giúp vận hành cơ chế.

Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận về các kỹ thuật chuyển mạch trong Mạng và Hệ thống Chuyển mạch Viễn thông.

Trong các mạng lớn, có thể có nhiều hơn một đường dẫn để truyền dữ liệu từ người gửi đến người nhận. Việc chọn một đường dẫn mà dữ liệu phải đưa ra khỏi các tùy chọn có sẵn có thể được hiểu làSwitching. Thông tin có thể được chuyển đổi trong khi truyền giữa các kênh liên lạc khác nhau.

Có ba kỹ thuật chuyển mạch điển hình có sẵn cho lưu lượng số. Họ là -

• Chuyển mạch
• Chuyển đổi tin nhắn
• Chuyển đổi gói

Bây giờ chúng ta hãy xem những kỹ thuật này hoạt động như thế nào.

Chuyển mạch

Trong Chuyển mạch kênh, hai nút giao tiếp với nhau qua một đường truyền thông chuyên dụng. Trong đó, một mạch được thiết lập để truyền dữ liệu. Các mạch này có thể là vĩnh viễn hoặc tạm thời. Các ứng dụng sử dụng chuyển mạch kênh có thể phải trải qua ba giai đoạn. Các giai đoạn khác nhau là -

• Thiết lập một mạch
• Chuyển dữ liệu
• Ngắt kết nối mạch

Hình dưới đây cho thấy mô hình chuyển mạch kênh.

Chuyển mạch kênh được thiết kế cho các ứng dụng thoại. Điện thoại là ví dụ phù hợp nhất về chuyển mạch kênh. Trước khi người dùng có thể thực hiện cuộc gọi, một đường dẫn ảo giữa thuê bao bị gọi và thuê bao bị gọi được thiết lập qua mạng.

Hạn chế của chuyển mạch kênh là -

• Thời gian chờ đợi kéo dài, không truyền dữ liệu được.
• Mỗi kết nối đều có một đường dẫn riêng và điều này trở nên đắt đỏ.
• Khi các hệ thống được kết nối không sử dụng kênh, kênh sẽ được giữ ở chế độ chờ.

Mẫu mạch được thực hiện sau khi kết nối được thiết lập, sử dụng đường dẫn chuyên dụng dành cho truyền dữ liệu, trong chuyển mạch kênh. Hệ thống điện thoại là một ví dụ phổ biến của kỹ thuật chuyển mạch mạch.

Chuyển đổi tin nhắn

Trong chuyển mạch tin nhắn, toàn bộ tin nhắn được coi như một đơn vị dữ liệu. Dữ liệu được chuyển trong toàn bộ mạch của nó. Một công tắc làm việc trên chuyển đổi thông điệp, trước tiên nhận toàn bộ thông điệp và đệm nó cho đến khi có sẵn tài nguyên để chuyển nó sang bước tiếp theo. Nếu bước tiếp theo không có đủ tài nguyên để chứa thông báo kích thước lớn, thông báo sẽ được lưu trữ và công tắc sẽ đợi.

Hình dưới đây cho thấy mô hình chuyển đổi Tin nhắn.

Trong kỹ thuật này, dữ liệu được lưu trữ và chuyển tiếp. Kỹ thuật này còn được gọi làStore-and-Forwardkỹ thuật. Kỹ thuật này được coi là một thay thế cho chuyển mạch kênh. Nhưng độ trễ truyền dẫn sau độ trễ từ đầu đến cuối của quá trình truyền thông điệp đã thêm vào độ trễ truyền và làm chậm toàn bộ quá trình.

Chuyển đổi tin nhắn có những hạn chế sau:

• Mọi công tắc trong đường chuyển tiếp cần có đủ bộ nhớ để chứa toàn bộ thư.

• Do phải chờ đợi cho đến khi có sẵn tài nguyên, việc chuyển đổi tin nhắn rất chậm.

• Chuyển đổi tin nhắn không phải là một giải pháp cho các ứng dụng truyền trực tuyến và thời gian thực.

Các gói dữ liệu được chấp nhận ngay cả khi mạng bận; điều này làm chậm quá trình giao hàng. Do đó, điều này không được khuyến nghị cho các ứng dụng thời gian thực như thoại và video.

Chuyển đổi gói

Kỹ thuật chuyển mạch gói có nguồn gốc từ chuyển mạch thông điệp trong đó thông điệp được chia thành các phần nhỏ hơn được gọi là Packets. Phần đầu của mỗi gói chứa thông tin chuyển mạch sau đó được truyền độc lập. Tiêu đề chứa các chi tiết như nguồn, đích và thông tin địa chỉ nút trung gian. Các thiết bị mạng trung gian có thể lưu trữ các gói kích thước nhỏ và không tốn nhiều tài nguyên trên đường truyền sóng mang hoặc trong bộ nhớ trong của bộ chuyển mạch.

Việc định tuyến từng gói được thực hiện khi không cần gửi tổng số gói trong cùng một tuyến. Khi dữ liệu bị chia nhỏ, băng thông sẽ bị giảm. Chuyển đổi này được sử dụng để thực hiện chuyển đổi tốc độ dữ liệu.

Hình dưới đây cho thấy mô hình chuyển mạch gói.

Hình sau cho thấy mô hình chuyển mạch gói.

Hiệu quả đường truyền của chuyển mạch gói có thể được nâng cao bằng cách ghép các gói từ nhiều ứng dụng qua sóng mang. Internet sử dụng chuyển mạch gói này cho phép người dùng phân biệt các luồng dữ liệu dựa trên mức độ ưu tiên. Tùy thuộc vào danh sách ưu tiên, các gói này được chuyển tiếp sau khi lưu trữ để cung cấp chất lượng dịch vụ.

Kỹ thuật chuyển mạch gói đã được chứng minh là một kỹ thuật hiệu quả và đang được sử dụng rộng rãi trong cả truyền thoại và dữ liệu. Các tài nguyên truyền được phân bổ bằng các kỹ thuật khác nhau như Ghép kênh thống kê hoặc phân bổ băng thông động.

Ghép kênh thống kê

Ghép kênh thống kê là một kỹ thuật chia sẻ liên kết truyền thông, được sử dụng trong chuyển mạch gói. Liên kết chia sẻ có thể thay đổi trong ghép kênh thống kê, trong khi nó được cố định trong TDM hoặc FDM. Đây là một ứng dụng chiến lược để tối đa hóa việc sử dụng băng thông. Điều này cũng có thể làm tăng hiệu quả của mạng.

Bằng cách phân bổ băng thông cho các kênh có gói dữ liệu hợp lệ, kỹ thuật ghép kênh thống kê kết hợp lưu lượng đầu vào để tối đa hóa hiệu quả của kênh. Mỗi luồng được chia thành các gói và được phân phối trên cơ sở ai đến trước được phục vụ trước. Sự gia tăng mức độ ưu tiên cho phép phân bổ nhiều băng thông hơn. Các khe thời gian được chú ý để không bị lãng phí trong ghép kênh thống kê trong khi chúng bị lãng phí trong ghép kênh phân chia theo thời gian.

Lưu lượng mạng

Như tên của nó, lưu lượng mạng chỉ đơn giản là dữ liệu di chuyển dọc theo mạng trong một thời gian nhất định. Việc truyền dữ liệu được thực hiện dưới dạng gói, trong đó số lượng gói được truyền trên một đơn vị thời gian được coi là tải. Việc kiểm soát lưu lượng mạng này bao gồm quản lý, ưu tiên, kiểm soát hoặc giảm lưu lượng mạng. Số lượng và loại lưu lượng truy cập trên mạng cũng có thể được đo lường với sự trợ giúp của một số kỹ thuật. Lưu lượng mạng cần được giám sát vì điều này giúp bảo mật mạng; tốc độ dữ liệu cao có thể gây ra thiệt hại cho mạng.

Thước đo tổng công việc được thực hiện bởi một nguồn lực hoặc cơ sở, trong một khoảng thời gian (thường là 24 giờ) được hiểu là Traffic Volumevà được đo bằng Erlang-giờ. Lưu lượng giao thông được định nghĩa là tích số của cường độ giao thông trung bình và khoảng thời gian

$$Traffic \:\: volume = Traffic \: Intensity \times Time\: period$$

Tắc nghẽn

Tắc nghẽn trong một mạng được cho là đã xảy ra khi tải trên mạng lớn hơn dung lượng của mạng. Khi kích thước bộ đệm của nút vượt quá dữ liệu nhận được, khi đó lưu lượng sẽ cao. Điều này càng dẫn đến tắc nghẽn. Lượng dữ liệu được di chuyển từ nút này sang nút kia có thể được gọi làThroughput.

Hình sau cho thấy tắc nghẽn.

Trong hình trên, khi các gói dữ liệu đến Node từ người gửi A, B và C thì nút đó không thể truyền dữ liệu đến người nhận với tốc độ nhanh hơn. Xảy ra sự chậm trễ trong quá trình truyền hoặc có thể bị mất dữ liệu do tắc nghẽn nặng.

Khi có quá nhiều gói đến cổng trong mạng chuyển mạch gói, khi đó hiệu suất sẽ giảm và tình trạng như vậy được gọi là Congestion. Dữ liệu đợi trong hàng đợi để truyền. Khi hàng đợi được sử dụng hơn 80%, thì hàng đợi được cho là bị tắc nghẽn. Các kỹ thuật kiểm soát tắc nghẽn giúp kiểm soát tắc nghẽn. Biểu đồ sau, được vẽ giữa thông lượng và gửi gói cho thấy sự khác biệt giữa truyền có kiểm soát tắc nghẽn và truyền không kiểm soát.

Các kỹ thuật được sử dụng để kiểm soát tắc nghẽn có hai loại - vòng lặp mở và vòng kín. Các vòng lặp khác nhau tùy theo giao thức mà chúng phát hành.

Mở vòng lặp

Cơ chế kiểm soát tắc nghẽn vòng mở tạo ra các giao thức để avoid congestion. Các giao thức này được gửi đến source và destination..

Vòng khép kín

Cơ chế kiểm soát tắc nghẽn vòng kín tạo ra các giao thức cho phép hệ thống đi vào trạng thái tắc nghẽn và sau đó detect và removesự tắc nghẽn. Cácexplicit và implicit các phương pháp phản hồi giúp vận hành cơ chế.

Trong chương này, chúng ta sẽ tìm hiểu về Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN). Mạng viễn thông phi thường này được coi là một trong những thành tựu trong lĩnh vực tiến bộ công nghệ. Tuy nhiên, có một số vấn đề khi chúng tôi đến với các mạng này. Chúng tôi sẽ thảo luận những vấn đề này trong các phần tiếp theo của chúng tôi.

PSTN

Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng được hiểu là tổng hợp các mạng điện thoại chuyển mạch kênh trên thế giới, được sử dụng để cung cấp dịch vụ viễn thông công cộng. Mạng PSTN được gọi là POTS (Hệ thống điện thoại cũ thông thường). Các mạng này được vận hành trong khu vực, địa phương, quốc gia và liên quốc gia bằng cách sử dụng đường dây điện thoại, cáp quang, liên kết truyền dẫn vi ba hoặc liên lạc di động.

PSTN bao gồm các bộ chuyển mạch tại các điểm tập trung trên mạng, chúng hoạt động như các nút để giao tiếp giữa bất kỳ điểm nào và bất kỳ điểm nào khác trên mạng. Tất cả các loại kỹ thuật chuyển mạch đã thảo luận trước đây, chẳng hạn như chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói và chuyển mạch tin nhắn là các phương thức sử dụng PSTN khác nhau.

Hệ thống vòng lặp thuê bao

Trong mạng điện thoại chung, mỗi thuê bao có hai đường dây chuyên dụng kết nối với tổng đài chuyển mạch gần nhất, được gọi là Loop linescủa người đăng ký đó. Việc đặt đường dây đến cơ sở thuê bao từ văn phòng trao đổi được gọi làCabling. Vì rất khó để chạy cáp từ cơ sở của mỗi thuê bao đến tổng đài, nên các cáp lớn được sử dụng qua đó các dây thả (đường dây thuê bao) được đưa đến điểm phân phối.

Các dây thả được kết nối với các cặp dây tại điểm phân phối, trong các dây cáp. Các cáp phân phối như vậy từ khu vực địa lý gần đó được kết nối tại cùng một điểm trung chuyển nơi chúng kết nối với cáp trung chuyển nhánh, đến lượt nó, được kết nối với cáp trung chuyển chính. Toàn bộ quá trình này có thể được hiểu với sự trợ giúp của hình sau

Các cặp cáp thuê bao từ sàn giao dịch cũng sẽ kết thúc tại MDF thông qua các cáp trung chuyển chính mang số lượng lớn các cặp dây. Các cặp thuê bao và cặp trao đổi này được kết nối với nhau tại MDF bằng cách sử dụng jumper, điều này làm cho MDF cung cấp cơ chế linh hoạt để phân bổ lại các cặp cáp và số thuê bao. Điều này có nghĩa là một thuê bao chuyển đến một địa điểm khác mặc dù trong cùng một khu vực trao đổi, có thể được phép sử dụng cùng một số bằng cách sử dụng dây nhảy thích hợp, trong khi dây cũ của anh ta có thể được sử dụng bởi một thuê bao khác có số mới.

Chuyển đổi thứ bậc và định tuyến

Hệ thống quan trọng tiếp theo là hệ thống phân cấp chuyển mạch và định tuyến các đường dây điện thoại. Sự liên kết giữa các cuộc gọi giữa các khu vực khác nhau có các trao đổi khác nhau được thực hiện với sự trợ giúp củatrunk linesgiữa các sàn giao dịch. Nhóm các đường trung kế được sử dụng để kết nối các sàn giao dịch khác nhau được gọi làTrunk Groups.

Trong quá trình trao đổi kết nối với nhau, có ba cấu trúc liên kết cơ bản, chẳng hạn như

• Cấu trúc liên kết lưới
• Cấu trúc liên kết hình sao
• Hierarchical

Cấu trúc liên kết lưới

Cấu trúc liên kết lưới, như tên của nó, là một mạng được kết nối đầy đủ. Số lượng các nhóm trung kế trong một mạng lưới tỷ lệ với bình phương của các trao đổi được kết nối với nhau. Do đó, các cấu trúc liên kết lưới này được sử dụng rộng rãi ở các khu vực đô thị, nơi có giao thông đông đúc.

Hình sau cho thấy cấu trúc liên kết lưới trông như thế nào.

Cấu trúc liên kết hình sao

Cấu trúc liên kết hình sao được kết nối theo hình dạng của một ngôi sao, sử dụng một trao đổi trung gian được gọi là tandem exchangethông qua đó tất cả các trao đổi khác giao tiếp. Hình dưới đây cho thấy mô hình của một mạng sao. Mạng hình sao được sử dụng khi mức lưu lượng tương đối thấp. Nhiều mạng hình sao có thể được sử dụng bằng cách kết nối với nhau thông qua trao đổi song song bổ sung, dẫn đến mạng hình sao hai cấp như thể hiện trong hình sau.

Thứ bậc

Cấu trúc liên kết phân cấp được sử dụng để xử lý lưu lượng truy cập lớn với số lượng nhóm trung kế tối thiểu. Lưu lượng truy cập quaFinal routelà cấp cao nhất của hệ thống phân cấp. Nếu cường độ giao thông giữa bất kỳ cặp giao dịch nào cao, các tuyến đường trục trực tiếp có thể được thiết lập giữa chúng như được biểu thị bằng các đường đứt nét trong hình bên dưới. Các tuyến đường trục trực tiếp này làHigh Usage routes. Bất cứ nơi nào các tuyến đường sử dụng cao này tồn tại, lưu lượng truy cập qua chúng. Tại đây, lưu lượng truy cập tràn được định tuyến dọc theo đường dẫn phân cấp. Không cho phép giao thông tràn từ tuyến đường cuối cùng.

Để quyết định định tuyến trên một kết nối cụ thể, ba phương pháp sau được sử dụng:

• Định tuyến từ phải qua
• Định tuyến trao đổi riêng
• Định tuyến do máy tính điều khiển

Kế hoạch truyền tải

Việc truyền tín hiệu qua cáp phải có chất lượng cao để đảm bảo giao tiếp tốt hơn. Các liên kết truyền dẫn giữa các mạch quốc gia và quốc tế nên tốt hơn để kết nối song song với nhau để thiết lập các cuộc gọi.

Để có các tiêu chuẩn chất lượng cao, CCITT đã đưa ra các hướng dẫn sau:

• Số lượng mạch tối đa được sử dụng trong một cuộc gọi quốc tế là 12.

• Không quá bốn mạch quốc tế được sử dụng song song giữa các trung tâm chuyển mạch quốc tế đầu và cuối.

• Trong trường hợp ngoại lệ và số lượng cuộc gọi thấp, tổng số mạch có thể là 14, nhưng ngay cả trong trường hợp này, các mạch quốc tế được giới hạn tối đa là bốn.

Cùng với việc hạn chế số lượng mạch yêu cầu, các tổn thất như mất đường dây hoặc mất dây và mất công tắc hoặc mất tiếp xúc cũng cần được giảm thiểu. Các khía cạnh này nằm trong ngân sách tổn thất đường truyền, cung cấp các yếu tố như giữ mức dội âm trong giới hạn và kiểm soát tiếng hát.

Do khoảng cách xa, các mạch cần bộ khuếch đại và bộ lặp ở những khoảng thời gian thích hợp để tăng tín hiệu. Tại các giao diện đường dây thuê bao, sự không phù hợp xảy ra; điều này dẫn đến việc phản xạ một phần của tín hiệu đến vào mạch đi, mạch này sẽ trở lại loa dưới dạngEcho. Bộ triệt tiếng vọng hoặc mạch khử tiếng vang được sử dụng để giảm thiểu ảnh hưởng của tiếng vang. Sự suy giảm tín hiệu và tiếng vang là những tổn thất chính trong đường truyền cùng với tổn hao do tiếp xúc và dây dẫn.

Hệ thống truyền dẫn

Có nhiều loại hệ thống truyền dẫn khác nhau như hệ thống vô tuyến, hệ thống cáp đồng trục và hệ thống cáp quang là những hệ thống nổi bật. Khi chiều dài của khoảng cách truyền tăng, phương thức truyền cũng bị thay đổi.

Việc truyền tín hiệu nâng cao từ truyền dẫn dây sang truyền dẫn không dây. Hệ thống vô tuyến cung cấp truyền dẫn không dây, hệ thống cáp đồng trục cho phép truyền tín hiệu qua dây và hệ thống cáp quang cung cấp thông tin liên lạc qua các sợi quang.

Tùy thuộc vào cơ chế truyền tín hiệu, liên lạc vô tuyến có bốn loại liên lạc, chẳng hạn như -

• Skywave hoặc Ionospheric Communication
• Giao tiếp vi sóng tuyến nhìn (LOS) bị giới hạn bởi đường chân trời
• Truyền thông tán xạ đối lưu
• Truyền thông vệ tinh

Kế hoạch đánh số

Trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển, sơ đồ đánh số được giới hạn trong một sàn giao dịch nhỏ duy nhất, được sử dụng để kết nối với các sàn giao dịch khác bằng cách xác định chúng bằng tên của các thị trấn mà chúng nằm ở đó. Nhưng với sự gia tăng số lượng người đăng ký, nhiều sàn giao dịch đã được giới thiệu.

Một sàn giao dịch trung tâm lớn phục vụ trung tâm kinh doanh chính của một thị trấn, có thể được gọi là Main Exchange và các sàn giao dịch nhỏ hơn phục vụ các địa phương khác nhau được gọi là Satellite Exchanges. Khu vực chứa mạng lưới hoàn chỉnh của sàn giao dịch chính và các vệ tinh được gọi làMulti-exchange area. Một sơ đồ đánh số chung được yêu cầu để xác định vị trí của tổng đài của thuê bao được gọi, đặc biệt khi cuộc gọi đến từ một vị trí bên ngoài vùng Đa tổng đài.

Sơ đồ đánh số chung được gọi là Linked Numbering Scheme, nơi mà tất cả các trao đổi trong một thị trấn được xác định chung bằng tên của thị trấn. Với sự giới thiệu củaSubscriber Trunk Dialing (STD) hoặc Direct Distance Dialing(DDD) cho liên lạc đường dài giữa các thành phố và giữa các thị trấn, các khu vực Đa trao đổi cũng được cấp số nhận dạng duy nhất. Để thực hiện liên lạc ở khoảng cách rất xa, phương thức quay số quốc tế được gọi làInternational Subscriber Dialing (ISD) được giới thiệu, khi kế hoạch đánh số quốc tế và kế hoạch đánh số quốc gia ra đời.

Các loại kế hoạch đánh số

Trong phần này, chúng ta sẽ thảo luận về Kế hoạch đánh số cho mạng điện thoại. Các kế hoạch được mô tả ngắn gọn bên dưới:

Mở kế hoạch đánh số

Đây còn được gọi là Non-Uniform Numbering Plan và nó cho phép sự thay đổi rộng rãi về số lượng chữ số được sử dụng để xác định một người đăng ký trong khu vực đa trao đổi hoặc trong một quốc gia.

Kế hoạch đánh số bán mở

Kế hoạch này cho phép độ dài số khác nhau gần một hoặc hai chữ số. Phương án đánh số bán mở được sử dụng phổ biến ở các nước như Ấn Độ, Thụy Điển, Thụy Sĩ và Anh.

Kế hoạch đánh số đã đóng

Đây còn được gọi là Uniform Numbering Plantrong đó số chữ số trong số thuê bao được cố định. Điều này được sử dụng ở một số quốc gia như Pháp, Bỉ, Canada, Hawaii và một số vùng của Hoa Kỳ.

CCITT đã xác định Kế hoạch Đánh số Quốc tế hoặc Kế hoạch Đánh số Thế giới. Đối với mục đích đánh số, thế giới được chia thành các khu vực. Hình sau cho biết cấu trúc số điện thoại.

Số quốc gia bao gồm ba phần. Các phần được mô tả dưới đây -

Mã Vùng hoặc Mã Thân cây

Mã này xác định một vùng đánh số cụ thể hoặc vùng đa tổng đài của thuê bao được gọi. Với mã này, định tuyến cho cuộc gọi trung kế được xác định và tính phí cho nó.

Mã trao đổi

Mã này xác định một trao đổi cụ thể trong một khu vực đánh số. Nó xác định định tuyến cho cuộc gọi trung kế đến từ một khu vực đánh số khác hoặc cho một cuộc gọi bắt nguồn từ một tổng đài và được chuyển đến một tổng đài khác trong cùng một vùng đánh số.

Số dòng người đăng ký

Nó được sử dụng để chọn đường dây thuê bao được gọi tại tổng đài đầu cuối. Sự kết hợp của mã trao đổi và số đường dây thuê bao được gọi là số Đường dây thuê bao trong thuật ngữ CCITT.

Gói sạc

Các cuộc gọi được tính phí theo kế toán của thiết bị đo đếm được kết nối với mỗi đường dây thuê bao hoặc theo một sổ đăng ký đo đếm được chỉ định cho từng thuê bao trong trường hợp trao đổi điện tử. Ameter đếm số lượng đơn vị sạc và số lượng đó được tăng lên bằng cách gửi pulseđến đồng hồ đo. Đối với số đơn vị, đồng hồ đọc, một hóa đơn được tăng lên bằng cách ấn định tỷ lệ cho đơn vị tính phí.

Các cuộc gọi riêng lẻ có thể được tính phí dựa trên các loại sau.

• Thời gian sạc độc lập
• Thời gian sạc phụ thuộc

Các cuộc gọi nội hạt trong một khu vực đánh số thường được tính phí trên cơ sở độc lập về thời lượng. Đối với tính phí phụ thuộc vào thời lượng, đồng hồ bắt đầu tăng, khi thuê bao được gọi trả lời cuộc gọi. Tùy thuộc vào số lượng trao đổi liên quan đến thiết lập cuộc gọi, nhiều hơn một xung được gửi đến đồng hồ tính phí, được gọi làMulti-Metering. Tốc độ xung đo sáng không ngừng tăng lên mỗi phút theo khoảng cách giữa người được gọi và người được gọi.

Các kỹ thuật báo hiệu cho phép mạch hoạt động tổng thể bằng cách kết nối tất cả các loại hệ thống chuyển mạch. Có ba hình thức báo hiệu liên quan đến mạng viễn thông.

• Báo hiệu vòng lặp thuê bao
• Intraexchange hoặc đăng ký báo hiệu
• Trao đổi lãi suất hoặc tín hiệu liên thanh ghi

Các subscriber looptín hiệu phụ thuộc vào loại thiết bị điện thoại được sử dụng. Cácintra exchangetín hiệu đề cập đến phần bên trong của hệ thống chuyển mạch phụ thuộc nhiều vào kiểu và thiết kế của hệ thống chuyển mạch, điều này thay đổi tùy thuộc vào kiểu máy. Cácinter-exchangebáo hiệu diễn ra giữa các trao đổi. Điều này giúp trao đổi các chữ số địa chỉ, chuyển từ trao đổi sang trao đổi trên cơ sở liên kết từng liên kết. Báo hiệu toàn mạng liên quan đến báo hiệu đầu cuối giữa trao đổi gốc và trao đổi kết thúc được gọi làLine signaling.

Hai loại kỹ thuật báo hiệu chính là -

Báo hiệu trong kênh

Tín hiệu trong kênh còn được gọi là Per Trunk Signaling. Điều này sử dụng cùng một kênh, mang dữ liệu hoặc giọng nói của người dùng để chuyển các tín hiệu điều khiển liên quan đến cuộc gọi hoặc kết nối đó. Không cần các phương tiện truyền dẫn bổ sung đối với tín hiệu Trong kênh.

Báo hiệu kênh chung

Báo hiệu kênh chung sử dụng một kênh chung riêng biệt để truyền tín hiệu điều khiển cho một nhóm trung kế hoặc đường dẫn thông tin. Báo hiệu này không sử dụng lời nói hoặc đường dẫn dữ liệu để báo hiệu.

Chúng ta sẽ thảo luận sâu hơn về các kỹ thuật truyền tín hiệu trong các phần tiếp theo của chúng ta.

Các loại kỹ thuật báo hiệu

Như đã thảo luận ở trên, các kỹ thuật báo hiệu được phân thành hai, báo hiệu trong kênh và báo hiệu kênh chung. Tuy nhiên, chúng được chia thành nhiều loại tùy thuộc vào tần số và kỹ thuật tần số được sử dụng.

Sự phân chia như trong hình sau:

Báo hiệu trong kênh

Loại tín hiệu này được sử dụng để truyền thoại hoặc dữ liệu và chuyển các tín hiệu điều khiển liên quan đến cuộc gọi hoặc kết nối. Có nhiều loại Báo hiệu trong kênh khác nhau, như được thấy trong hình trên. Tín hiệu DC đơn giản, rẻ và đáng tin cậy ngay cả đối với các mạch âm thanh không đạt chuẩn. Tuy nhiên, đối với các mạch âm thanh khuếch đại, tín hiệu AC tần số thấp có thể được áp dụng.

Tín hiệu tần số thoại được sử dụng khi sử dụng hệ thống truyền FDM (Ghép kênh phân chia theo tần số) vì không thể cung cấp tín hiệu tần số thấp và tín hiệu DC. Tín hiệu tần số giọng nói này có thể làIn-band hoặc là Out-band.

Tín hiệu trong băng tần

Tần số giọng nói trong băng tần sử dụng cùng một dải tần với giọng nói, là 300-3400 Hz, phải được bảo vệ chống lại hoạt động sai của giọng nói. Một khoảnh khắc như vậy đã diễn ra khi giọng nói của một phụ nữ phát ra âm thanh ở khoảng 2600Hz kéo dài trong khoảng thời gian 100ms được phát hiện là tín hiệu ngắt kết nối đường dây do đó các cuộc gọi của cô ấy thường xuyên bị ngắt giữa chừng. Những vấn đề như vậy đã ngăn cản tín hiệu trong dải trong giai đoạn giọng nói.

Ưu điểm của tín hiệu trong băng là:

• Các tín hiệu điều khiển có thể được gửi đến mọi bộ phận mà tín hiệu lời nói có thể tiếp cận.

• Các tín hiệu điều khiển sẽ độc lập với hệ thống truyền dẫn khi chúng được mang cùng với các tín hiệu lời nói.

• Quá trình chuyển đổi Analog sang kỹ thuật số và Digital sang analog sẽ không ảnh hưởng đến chúng.

Tín hiệu ngoài băng tần

Tín hiệu ngoài băng tần sử dụng các tần số nằm trên băng tần thoại nhưng dưới giới hạn trên 4000 Hz của khoảng cách kênh thoại danh nghĩa. Tín hiệu được thực hiện trong suốt thời gian phát biểu và do đó cho phép giám sát liên tục cuộc gọi. Các mạch bổ sung là cần thiết để xử lý độ rộng băng tần cực kỳ hẹp của tín hiệu này, do đó nó hiếm khi được sử dụng. Cả hai kỹ thuật báo hiệu tần số thoại trong băng và ngoài băng này đều có khả năng truyền tải thông tin hạn chế. Để cung cấp các phương tiện nâng cao, báo hiệu kênh chung được sử dụng.

Báo hiệu kênh chung

Báo hiệu kênh chung sử dụng một kênh chung riêng để truyền tín hiệu điều khiển cho một nhóm trung kế hoặc đường dẫn thông tin vì nó không sử dụng lời nói hoặc đường dẫn dữ liệu để báo hiệu. Báo hiệu kênh chung bao gồm hai loại nút nhưSignaling Transfer Points (STP) và Signaling Points (SP).

Điểm báo hiệu có khả năng xử lý các bản tin điều khiển được gửi trực tiếp đến nó nhưng không có khả năng định tuyến các bản tin. Điểm trung chuyển báo hiệu có khả năng định tuyến bản tin và có thể thực hiện các chức năng của SP.

Báo hiệu kênh chung này được thực hiện ở hai chế độ:

• Chế độ liên kết kênh
• Chế độ không liên kết kênh

Chế độ liên kết với kênh

Trong chế độ liên kết kênh, kênh theo dõi chặt chẽ các nhóm trung kế dọc theo toàn bộ chiều dài của kết nối. Ở đây, tín hiệu được thực hiện trên một kênh riêng biệt; đường dẫn tín hiệu đi qua cùng một bộ công tắc, cũng như đường dẫn lời nói.

Hình sau cho thấy phương thức hoạt động liên quan trong báo hiệu kênh chung

Các đường tín hiệu của các đường phát biểu AB, ACB và BD lần lượt là AB, ACB và BD. Ưu điểm của tín hiệu này là -

• Việc thực hiện là kinh tế

• Việc phân công các nhóm trung kế rất đơn giản

Chế độ không liên kết kênh

Trong chế độ không liên kết kênh, không có sự chỉ định gần gũi hoặc đơn giản của các kênh điều khiển cho các nhóm trung kế. Nó đi theo một đường khác với đường của tín hiệu lời nói như thể hiện trong hình sau.

Các đường dẫn tín hiệu cho các đường nói AB và BC tương ứng là ACDB và BDC. Các cấu trúc liên kết mạng khác nhau đối với mạng báo hiệu và mạng thoại. Mặc dù sơ đồ này mang lại sự linh hoạt vì không có trung tâm chuyển mạch, nhưng nó hơi phức tạp, vì các bản tin tín hiệu có thể được chuyển giữa hai hệ thống chuyển mạch cuối thông qua bất kỳ đường dẫn có sẵn nào trong mạng báo hiệu kênh chung theo các nguyên tắc định tuyến riêng của nó.

Tổng đài chi nhánh tư nhân (PBX)

Private Branch Exchangehay PBX có thể được hiểu là một tổng đài nội hạt trong văn phòng hoặc tòa nhà, nhằm giao tiếp trong chính họ. Như tên của nó, nó là một trao đổi riêng, là một nhánh của trao đổi chính tương tự như một vòng lặp cục bộ được kết nối với vòng lặp chính như một nhánh.

Private Branch Exchange là một hệ thống điện thoại trong một khu vực cục bộ chuyển cuộc gọi giữa những người dùng đó trên các đường dây nội hạt đồng thời cho phép tất cả người dùng chia sẻ một số đường dây điện thoại bên ngoài nhất định. Mục đích chính của PBX là tiết kiệm chi phí yêu cầu đường truyền cho mỗi người dùng đến văn phòng tổng đài trung tâm.

Hình sau đây mô tả mô hình của một PBX.

Hình trên mô tả một mô hình sơ khai của hệ thống PBX. PBX thường được vận hành và sở hữu bởi văn phòng địa phương nơi người dùng được kết nối thông qua nó trong khu vực giới hạn đó.

Các bộ phận của PBX bao gồm:

• Một trung kế điện thoại có chứa nhiều đường dây điện thoại, được kết thúc tại PBX.

• Một máy tính xử lý các cuộc gọi đến và đi của PBX cùng với việc chuyển đổi giữa các cuộc gọi khác nhau trong mạng nội bộ.

• Mạng lưới các đường dây trong PBX.

• Một bảng điều khiển con người, là tùy chọn.

Có tất cả những thứ này cùng với thiết bị PBX, tổng đài chi nhánh cục bộ được xây dựng. Các tổng đài PBX trước đây hoạt động bằng công nghệ tương tự. Tuy nhiên, các sàn giao dịch này hoạt động dựa trên công nghệ kỹ thuật số. Các tín hiệu kỹ thuật số được chuyển đổi sang tín hiệu tương tự cho các cuộc gọi bên ngoài trong vòng lặp nội hạt bằng Dịch vụ Điện thoại Cũ Thông thường (POTS).

Trong chương này, chúng ta sẽ tìm hiểu về Mạng Kỹ thuật số Dịch vụ Tích hợp. Trước đó, việc truyền dữ liệu và thoại đều có thể thực hiện được thông qua POTS thông thường, Hệ thống điện thoại cũ thông thường. Với sự ra đời của Internet cũng kéo theo sự tiến bộ trong lĩnh vực viễn thông. Tuy nhiên, việc gửi và nhận dữ liệu cùng với giọng nói không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Người ta có thể sử dụng Internet hoặc Điện thoại. Phát minh của ISDN đã giúp giảm thiểu vấn đề này.

Quá trình kết nối máy tính gia đình với Nhà cung cấp Dịch vụ Internet trước đây tốn rất nhiều công sức. Việc sử dụng bộ điều biến-giải điều chế, được gọi đơn giản là MODEM là điều cần thiết để thiết lập kết nối. Hình sau cho thấy mô hình hoạt động như thế nào trong quá khứ.

Hình trên cho thấy tín hiệu kỹ thuật số phải được chuyển đổi thành tín hiệu tương tự và tương tự thành tín hiệu số bằng modem trong toàn bộ đường dẫn. Điều gì sẽ xảy ra nếu thông tin kỹ thuật số ở đầu này truyền đến đầu kia ở cùng một chế độ, không có tất cả các kết nối này? Chính ý tưởng cơ bản này đã dẫn đến sự phát triển củaISDN.

Do hệ thống phải sử dụng cáp điện thoại qua tổng đài điện thoại để sử dụng Internet, nên việc sử dụng điện thoại để gọi thoại không được phép. Sự ra đời của ISDN đã giải quyết được vấn đề này, cho phép truyền cả thoại và dữ liệu đồng thời. Điều này có nhiều tính năng tiên tiến hơn PSTN truyền thống, Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng.

ISDN

ISDN lần đầu tiên được định nghĩa trong sách đỏ CCITT vào năm 1988. Integrated Services of Digital Networking, nói ngắn gọn ISDN là cơ sở hạ tầng dựa trên mạng điện thoại cho phép truyền thoại và dữ liệu đồng thời ở tốc độ cao với hiệu quả cao hơn. Đây là một hệ thống mạng điện thoại chuyển mạch kênh, nó cũng cung cấp khả năng truy cập vào các mạng chuyển mạch gói.

Mô hình của ISDN thực tế như được hiển thị bên dưới.

ISDN hỗ trợ nhiều loại dịch vụ. Một vài trong số chúng được liệt kê dưới đây -

• Các cuộc gọi thoại
• Facsimile
• Videotext
• Teletext
• Thư điện tử
• Truy cập cơ sở dữ liệu
• Truyền dữ liệu và thoại
• Kết nối với internet
• Chuyển tiền điện tử
• Trao đổi hình ảnh và đồ họa
• Lưu trữ và chuyển tài liệu
• Hội nghị âm thanh và video
• Dịch vụ báo động tự động cho các trạm cứu hỏa, cảnh sát, y tế, v.v.

Các loại ISDN

Trong số các loại giao diện hiện tại, một số trong số chúng có chứa các kênh như B-Channelshoặc Kênh mang được sử dụng để truyền thoại và dữ liệu đồng thời; cácD- Channels hoặc Kênh Delta được sử dụng cho mục đích báo hiệu để thiết lập liên lạc.

ISDN có một số loại giao diện truy cập như:

• Giao diện tỷ lệ cơ bản (BRI)
• Giao diện tỷ lệ chính (PRI)
• ISDN băng thông hẹp
• ISDN băng rộng

Giao diện tỷ lệ cơ bản (BRI)

Giao diện Tỷ lệ Cơ bản hoặc Truy cập Tỷ lệ Cơ bản, được gọi đơn giản là ISDN BRI Connectionsử dụng cơ sở hạ tầng điện thoại hiện có. Cấu hình BRI cung cấptwo data hoặc các kênh mang tại 64 Kbits/sec tốc độ và một kênh điều khiển hoặc kênh delta tại 16 Kbits/sec. Đây là một tỷ lệ tiêu chuẩn.

Giao diện ISDN BRI thường được sử dụng bởi các tổ chức nhỏ hơn hoặc người dùng gia đình hoặc trong một nhóm cục bộ, giới hạn một khu vực nhỏ hơn.

Giao diện tỷ lệ chính (PRI)

Giao diện Tốc độ Chính hoặc Truy cập Tốc độ Chính, được gọi đơn giản là kết nối ISDN PRI được sử dụng bởi các doanh nghiệp và văn phòng. Cấu hình PRI dựa trên sóng mang T hoặc T1 ở các quốc gia Hoa Kỳ, Canada và Nhật Bản bao gồm 23 datahoặc các kênh mang và một kênh điều khiển hoặc kênh đồng bằng, với tốc độ 64kbps cho băng thông 1,544 M bit / giây. Cấu hình PRI dựa trên sóng mang E hoặc E1 ở Châu Âu, Úc và một số nước Châu Á bao gồm30 data hoặc kênh mang và two-control hoặc kênh delta tốc độ 64kbps cho băng thông 2.048 M bit / giây.

Giao diện ISDN BRI được sử dụng bởi các tổ chức hoặc doanh nghiệp lớn hơn và cho các Nhà cung cấp Dịch vụ Internet.

ISDN băng thông hẹp

Mạng kỹ thuật số dịch vụ tích hợp băng hẹp được gọi là N-ISDN. Đây có thể được hiểu là một phương tiện viễn thông mang thông tin thoại trong một dải tần số hẹp. Đây thực sự là một nỗ lực để số hóa thông tin thoại analog. Điều này sử dụng chuyển mạch kênh 64kbps.

ISDN băng hẹp được thực hiện để truyền dữ liệu thoại, sử dụng băng thông ít hơn, trên một số tần số hạn chế.

ISDN băng rộng

Mạng Kỹ thuật số Dịch vụ Tích hợp Băng thông rộng được gọi là B-ISDN. Điều này tích hợp các dịch vụ mạng kỹ thuật số và cung cấp truyền dẫn kỹ thuật số qua dây điện thoại thông thường, cũng như qua các phương tiện khác. CCITT đã định nghĩa nó là "Đủ điều kiện cho một dịch vụ hoặc hệ thống yêu cầu các kênh truyền có khả năng hỗ trợ tốc độ lớn hơn tốc độ chính."

Tốc độ ISDN băng rộng vào khoảng 2 MBPS đến 1 GBPS và việc truyền liên quan đến ATM, tức là Chế độ truyền không đồng bộ. Giao tiếp ISDN băng rộng thường được thực hiện bằng cách sử dụng cáp quang.

Khi tốc độ lớn hơn 1,544 Mbps, các giao tiếp dựa trên điều này được gọi là Broadband Communications. Các dịch vụ băng thông rộng cung cấp một luồng thông tin liên tục, được phân phối từ nguồn trung tâm đến một số lượng không giới hạn các máy thu ủy quyền được kết nối với mạng. Mặc dù người dùng có thể truy cập luồng thông tin này, nhưng anh ta không thể kiểm soát nó.

Ưu điểm của ISDN

ISDN là cơ sở hạ tầng dựa trên mạng điện thoại, cho phép truyền tải đồng thời cả thoại và dữ liệu. Có nhiều ưu điểm của ISDN như -

• Vì các dịch vụ là kỹ thuật số nên ít có khả năng xảy ra lỗi hơn.
• Kết nối nhanh hơn.
• Băng thông cao hơn.
• Thoại, dữ liệu và video - tất cả những thứ này có thể được gửi qua một đường ISDN.

Nhược điểm của ISDN

Nhược điểm của ISDN là nó yêu cầu các dịch vụ kỹ thuật số chuyên biệt và đắt hơn.

Tuy nhiên, sự ra đời của ISDN đã mang lại tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực truyền thông. Đang đạt được nhiều đường truyền với tốc độ lớn hơn với mức độ chính xác cao hơn.