TSSN - 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 hệ thống chuyển mạch đã làm giảm sự phức tạp của hệ thống dây điện 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 chương trình trên bộ xử lý hoặc máy tính này 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 chúng vốn có. 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. Các 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 sau 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, N số lượng 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, nên 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 bị 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 có 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. 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 quá cảnh. 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.