Hình 1.1 Các kiểu chuyển mạch cơ bản

II. Quá trình phát triển của kỹ thuật chuyển mạch

Tổng đài nhân công đầu tiên được đưa vào khai thác tại thành phố NewHeivene bang Conneckticut( USA) vào năm 1878 chỉ sau 2 năm sáng chế ra máy điện thoại của A.G Bell. Từ đó đến nay , mạng điện thoại đã phát triển hết sức mạnh theo nhu cầu thông tin lien lạc điện thoại. Do vậy rất nhanh chóng tổng đài nhân công đạt tới giới hạn khả năng của nó và ý tưởng tự động hóa đã được anh em A.B.Strowger thúc đẩy Tổng đài tự động do A.B.Strowger sang chế có tên gọi là tổng đài cơ điện hệ từng nấc ( thế hệ 1) được đưa vào sử dụng năm 1892 trên cơ sở bộ tìm chọn từng nấc được anh em A.B.Strowger sang chế năm 1889. Tiếp đó nhằm nâng cao chất lượng và kinh tế , tổng đài Rơ le ( t máy thế hệ 2) , tổng đài ngang dọc điều khiển trực tiếp được sang chế năm 1926 và vào năm 1938 tổng đài Crossbar-No1 với phương pháp điều khiển ghi phát là tổng đài thế hệ 3. Những tiến bộ và thành tựu trong công nghệ điện tử và máy tính đã thúc đẩy ý tưởng ứng dụng vào lĩnh vực tổng đài điện thoại. Qúa trình chuyển đổi từ chuyển mạch điện cơ sang chuyển mạch điện tử ( thế hệ 4), đặc biệt là tổng đài số được đặc trưng bởi việc tạo ra hệ thống thống nhất chuyển mạch và truyền dẫn thông tin. Vào khoảng thập niên 60 của thế kỉ 20 , xuất hiện sản phẩm tổng đài điện tử số là sự kết hợp giữa công nghệ điện tử với kỹ thuật máy tính. Tổng đài điện tử số công cộng đầu tiên ra đời được điều khiển theo chương trình ghi sẵn SPC(Stored Program Control), được giới thiệu tại bang Succasunna ,Newjersey, USA vào tháng 5 năm 1965. Trong những năm 70 hàng loạt các tổng đài thương mại điện tử số ra đời.

Một trong những tổng đài đó là tổng đài E10 của CIT-Alcatel được sử dụng tại Lannion ( France). Và tháng 1 năm 1976 Bell đã giới thiệu tổng đài điện tử số công cộng 4ESS. Hầu hết cho đến giai đoạn này các tổng đài điện tử số đều sử dụng hệ thống chuyển mạch là số và các mạch giao tiếp thuê bao thường là analog , các đường trung kế là số. Một trường hợp ngoại lệ là tổng đài DMS100 của Northern Telecom đưa vào năm 1980 dùng toàn bộ kỹ thuật số đầu tiên trên thế giới. Hệ thống 5ESS của hang AT &T được đưa vào năm 1982 đã cải tiến rất nhiều từ hệ thống chuyển mạch 4ESS và đã có các chức năng tương thích với các dịch vụ ISDN. Sau đó hầu hết các hệ thống chuyển mạch số đều đưa ra cấu hình hỗ trợ cho các dịch vụ mới như ISDN, dịch vụ cho mạng thông minh, và các tính năng mới tương thích với sự phát triển của mạng lưới. Vào những năm 1996 khi mạng Internet trở thành bùng nổ trong thế giới công nghệ thông tin , nó đã tác động mạnh mẽ đến công nghiệp viễn thông và xu hướng hội tụ các mạng máy tính, truyền thông , điều khiển , viễn thông trở thành một bài toán cần giải quyết. Công nghệ viễn thông đang biến đổi theo hướng tất cả các loại hình dịch vụ hình ảnh âm thanh , thoại sẽ được tích hợp và chuyển mạch qua các hệ thống chuyển mạch. Một mạng có thể truyền băng rộng với các loại hình dịch vụ thoại và phi thoại, tốc độ cao và đảm bảo được chất lượng phục vụ(QoS) đã thành cấp thiết trên nền tảng của một kỹ thuật mới: Kỹ thuật truyền tải không đồng bộ ATM và trên đó là các ứng dụng cho thoại và phi thoại. Các hệ thống chuyển mạch điện tử số cũng phải dần thay đổi theo hướng này các tổng đài chuyển mạch băng rộng ra đời. Hiện nay rất nhiều các cấu kiện và thiết bị chuyển mạch quang đã được nghiên cứu, phát triển và đã được triển khai ở một số nước à trong tương lai không xa các hệ thống chuyển mạch quang băng rộng sẽ thay thế cho hệ thống chuyển mạch hiện tại để cung cấp các chuyển mạch tốc độ cao và độ rộng băng lớn.

Sự khác biệt này bắt đầu từ những năm 1980, PSTN chuyển hướng tiếp cận phương thức truyền tải bất đồng bộ ATM để hỗ trợ đa phương tiện và QoS , sau đó chuyển hướng sang công nghệ kết hợp với IP để chuyển mạch nhãn đa giao thức hiện nay. Trong khi đó Internet đưa ra một tiếp cận hơi khác so với PSTN qua giải pháp triển khai kiến trúc phân lớp dịch vụ CoS ( class of service) và hướng tới đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS thông qua mô hình tích hợp dịch vụ IntServ và phân biệt dịch vụ DiffServ, các chiến lược của Internet theo hướng tương thích với IP, mạng quang và hướng tới mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS(generalized multiprotocol label switch). Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS ra đời vào năm 2001 là sự nỗ lực kết hợp hai phương thức chuyển mạch hướng kết nối (ATM,ER) với công nghệ chuyển mạch phi kết nối (IP), công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS định nghĩa khái niệm nhãn( Label ) nằm trên một lớp giữa lớp 2 và 3 trong mô hình OSI , với mục tiêu tận dụng tối đa các ưu điểm của chuyển mạch phần cứng (ATM, ER) àsự mềm dẻo , linh hoạt của các phương pháp định tuyên trong IP. Một số quốc gia có hạ tầng truyền tải cáp quang đã phát triển tốt có xu hướng sử dụng các kỹ thuật chuyển mạch quang và sử dụng các công nghệ trên nền quang như GMPLS, IP qua công nghệ ghép bước song quang WDM ( wavelength division multiplexing) , kiến trúc chuyển mạch trong mạng thế hệ kế tiếp NGN.