Chuyển mạch kênh

Chuyển mạch vòng (còn gọi là chuyển mạch kênh) hay ngắn gọn hơn chuyển mạch (tiếng Anh là circuit-switching), là một kỹ thuật nối-chuyển truyền thống được dùng rộng rãi để kiến tạo các mạng điện thoại. Kỹ thuật này hoàn tất một đường liên lạc thông tin cố định từ nguồn đến đích. Kế đến, thông tin (thường là dạng tín hiệu âm thanh) sẽ được chuyển trong đường nối. Sau khi hoàn tất, hay khi có lệnh hủy bỏ thì đường nối này sẽ bị cắt.&lt;BR&gt;Các nút trong mạng kiểu này còn được gọi là trung tâm nối-chuyển hay trung tâm chuyển mạch ("switching center").
Thí dụ.
Các thí dụ điển hình của việc dùng kỹ thuật chuyển mạch là:
Lịch sử của kỹ thuật nối-chuyển mạch.
Trong những ngày đầu, thì con người (hay đúng hơn các "operator") ở các trạm giao thông điện đàm đóng vai nối các mạch điện thoại viễn thông với nhau bằng cách "hỏi" người muốn nối dây và "nghe" địa chỉ điện thoại người nhận, tìm kiếm và cắm và nối các đầu dây này trên các bảng chuyển mạch ("switch board") nhằm tạo ra một đường dây điện thoại nối từ đầu gọi đến đầu nhận. Nếu như phải qua nhiều trạm trung gian thì việc nối-chuyển sẽ mất nhiều thì giờ và dễ gây sai lạc.&lt;BR&gt;Trang thiết bị chuyển mạch tự động đã được phát minh vào thế kỉ 19 bởi Almon B. Strowger.
Các kiểu kiến trúc của thiết bị chuyển mạch.
Crossbar.
Còn có các tên gọi là bộ chuyển mạch thanh chéo, bộ chuyển mạch điểm chéo ("crosspoint switch") hay mạng phân bố. Đây là bộ chuyển mạch có n đường vào và n đường ra (như vậy nó có formula_1 điểm chéo). Với một mạng phân bố như vậy thì các ngõ vào đều có thể nối đồng thời với một ngõ ra riêng biệt nếu hai ngõ vào bất kì không đòi hỏi cùng một ngõ ra xác định.&lt;BR&gt;
Một điểm yếu của kiểu thiết kế này là số điểm chéo sẽ tăng nhanh theo số đầu vào. Nếu không kể các điểm tự nối mạch (trên đường chéo của hình) thì cần ít nhất đến n(n-1)/2 điểm chéo. Điều này không thực tế cho việc chế tạo các mạch tích hợp trong trường hợp có quá nhiều ngõ vào và ngõ ra (ứng với con chíp có số chân vào và chân ra cũng nhiều như vậy!).&lt;BR&gt;Do đó, các thiết bị kiểu này chỉ hợp để dùng trong các văn phòng nhỏ.
Space division.
Hay còn gọi là bộ chuyển mạch phân khoảng. Đây là một kết hợp của nhiều bộ chuyển mạch điểm chéo để hình thành một thiết bị nối-chuyển có nhiều tầng.&lt;BR&gt;Về tổng quát thiết bị này cũng có N ngõ vào và N ngõ ra, và nó bao gồm nhiều bộ chuyển mạch điểm chéo. Mỗi chuyển mạch điểm chéo có n ngõ vào và m ngõ ra hoặc N/n ngõ vào và N/n ngõ ra. Với cách thiết kế này thì số lượng điểm chéo cần thiết sẽ ít hơn. Tuy nhiên, nó cũng có chỗ yếu là có thể xảy ra tình trạng tắc nghẽn.&lt;BR&gt;Theo hình minh hoạ, giả sử thiết bị chuyển mạch có 16 ngõ vào, 16 ngõ ra và cấu tạo từ các bộ chuyển mạch điểm giao kiểu 4 chân vào 3 chân ra và các bộ có 4 chân vào 4 chân ra (tổng cộng sẽ cần tới 11 chuyển mạch điểm giao) và có cả thảy 3 ba tầng. Như vậy ở tầng giữa chỉ nhận được tối đa 12 ngõ vào và nếu như có hơn 12 yêu cầu nối mạch cùng lúc thì tắc nghẽn chắc chắn xảy ra.
Time division.
Còn gọi là bộ chuyển mạch phân thời. Khác với các thiết kế trên, n ngõ vào được đọc quét theo một dãy thứ tự và xếp thành một khung với n chỗ trống bằng cách dùng kĩ thuật đa hợp ("multiplexer"). Mỗi chỗ trống có k bit. Bộ phận quan trọng nhất của bộ chuyển mạch này là bộ hoán đổi khe thời gian có nhiệm vụ nhận vào các khung và chuyển thành các khung ra đã được xếp lại thứ tự. Sau cùng chúng được gửi tới các ngõ ra theo thứ tự mới đó bằng kỹ thuật phân đa kênh ("demultiplexer").&lt;BR&gt; Theo hình minh họa, cho bộ chuyển mạch phân thời với 4 ngõ vào 4 ngõ ra, thì các ngõ vào được nối với các ngõ ra như sau