mạch tự động ghi âm và trả lời điện thoại

Nhiệm vụ của điện thoại viên trong tổng đài này bao gôm: - _ Nhận biết nhu cầu của thuê bao gọi bằng các tín hiệu đèn báo hoặc chuông kêu, đồng thời định vị được thuê bao gọi... có trang

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NGÀNH ĐIỆN TỬ - VIÊN THÔNG

LUẦN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

MACH TU DONG GHI AM VA

TRA LOI DIEN THOAI

GVHD: TS PHAM HONG LIEN

L

Iy

II}

HUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

SƠ ĐỒ KHỐI CỦA TỔNG ĐÀI

BÁO HIỆU TRONG TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI

.| MẠNG PHAN CAP VA MANG CHUYEN MACH

CAC DAC TÍNH TRUYỀN CỦA MẠNG ĐIỆN THOẠI

MỤC LỤC

PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI

SƠ LƯỢC SỰ PHÁT TRIỂN CUA TONG DAI ĐIỆN THOẠI

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI

GVHD: PHAM HONG LIEN

3 Khối điều khiển

4 Thuê bao, trung kế, các thiết bị ngoại vỉ

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI

1 Đối với cuộc gọi nội bộ

3 Đối với cuộc gọi vào, cuộc gọi chuyển tiếp

1 Chuyển mạch phân chia không gian

1 Giới thiệu chung

2 Các phương thức báo hiệu

CHƯƠNG 2 :MẠNG ĐIỆN THOẠI

4 Suy hao tín hiệu, các mức công suất và nhiễu

II VÒNG NỘI BỘ VÀ TÍN HIỆU BÁO

CHƯƠNG 3: MÁY ĐIỆN THOẠI

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN THOẠI

2 Nguyên lý thông tỉn điện thoại

I PHAN LOAI MAY DIEN THOAI

1 May dién thoai co dién

II CHỨC NĂNG TỔNG QUÁT CỦA MÁY ĐIỆN THOẠI

IV CÁC THÔNG SỐ VÀ TÍN HIỆU ĐIỆN THOẠI

V CÁC KHỐI CỦA MÁY ĐIỆN THOẠI

1 Sơ đê khối

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LINH KIỆN

; -CHUONG 3: THIET KE CHI TIET

H MẠCH GIAO TIẾP ĐƯỜNG DÂY VÀ CẮM BIẾN CHUÔNG 65

1 Mạch Hybrid -ss-«<<ss se se .70

2 Mạch lọc thông thấtp .o.o ss-ses<sssssss 73

VI MẠCH PHÁT HIỆN BUSY TONE ` 73

CHƯƠNG 4: BÁO CÁO

I} BAO CAO THI CONG 83

MỤC LỤC

NHAN XET CUA GIAO VIEN HUGNG DAN

D -

Chữ ký của GVHD

OP mene e meee e eset e scene a nen e eee E OSCE EERE ONe OED EERO RESTO DEST U EERO EET OROEEEOESE LOOSE ETERS DEE E ER OORE OR OCR OER EEE OED H OEE DESEO SEEDED

cố 9909090090909069696000990900090600900000000000000606000660900604600000000000000000060600099600060046000000000000900600020002000600000%20000 6000606000066 6 0606066

GIGI THIEU DE TAI

Ngành điện tử-viễn thông ngày nay đã phát triển một cách nhanh chóng và

vượt bậc để đáp ứng như cầu ngày càng cao của xã hội Sự phát triển của công nghệ điện tử là một tất yếu khách quan do đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống con người Với xu hướng phát triễn nền khoa học kỹ thuật của thế

giới và Việt Nam hiện nay Đã cho ra đời nhiều công nghệ mới được áp

dụng vào ngành viễn thông và giúp cho ngành viễn thông có sự tiến bộ

đáng kể Hệ thống thông tin liên lạc được nâng cao, sử dụng đa năng, hiểu

quả, nhanh chóng, chính xác để đáp ứng như cầu đời sống của con người

Máy ghi âm và tự động trả lời điện thoại đối với các nước phát triển thì việc

áp dụng nó cho các thuê bao là rất phổ biến Nhưng ở nước ta thì còn rất hạn chế Do đó em đã chọn đề tài này để nghiên cứu, tìm hiểu để có thể

được áp dụng rộng rãi Ở nước ta

Với mạch tự động ghi âm và trả lời điện thoại thì nó có thể giúp cho chủ

nhà khi đi vắng có thể yên tâm là mình sẽ không bỏ lỡ những cuộc điện

thoại quan trọng gọi đến vào lúc mình không có nhà

Mạch này được đặt ở các thuê bao, nhiệm vụ chủ yếu là tự động trả lời điện

thoại khi có thuê bao khác gọi đến mà chủ nhà đi vắng hay không muốn trả

lời cuộc gọi và tự động ghi lại lời nhắn của thuê bao gọi tới Với chức năng

như vậy khi thi công mạch cần đạt được cdc van dé sau:

- _ Tự động trả lời điện thoại khi có thuê bao gọi đến

- - Ghi lại nội dung cuộc gọi

Trong quá trình thiết kế và thi công mạch tự động ghi âm và trả lời điện thoại em còn gặp nhiều khó khăn do kiến thức về viễn thông còn hạn chế,

quá trình tính toán và lựa chọn linh kiện cho mạch còn chưa thực sự phù

hợp, do đó mạch còn công kênh và hoạt động vẫn chưa ổn định, dẫn tới tính

ứng dụng thực tế còn chưa cao Để nghiên cứu kỹ hơn thì cần có nhiều thời gian hơn Do đó trong khoảng thời gian 14 tuần mà có nhiều vấn đề cần giải quyết, hơn nữa kiến thức viễn thông còn nhiều hạn chế nên trong phạm vi

để tài này em tập chung vào giải quyết các vấn đề sau:

- _ Thiết kế phần cứng mạch tự động ghi âm và trả lời điện thoại

- Thicéng mach

CHƯƠNG I : TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI

I SO LUGC LICH SU PHAT TRIEN TONG DAI:

Năm 1876 việc truyền tiếng nói qua khoảng cách xa bằng sợi cáp đồng trở

thành hiện thực khi Alexander Graham Bell phát minh ra máy điện thoại Hệ thống tổng đài nhân công được gọi là tổng đài cơ điện được xây dựng ở New Haven của Mỹ năm 1878 là tổng đài thương mại đầu tiên trên thế giới Để đáp

ứng nhu cầu ngày càng tăng về các dịch vụ điện thoại một cách thỏa đáng, hệ

thống tổng đài tự động được A.B Strowger của Mỹ phát minh năm 1889 Phiên

bản cải tiến mô hình này gọi là hệ thống tổng đài kiểu Strowger trở thành phổ biến vào các năm 20, trong hệ thống Strowger, các cuộc gọi được kết nối liên tiếp tùy theo các số điện thoại trong hệ thập phân và do đó được gọi là hệ thống từng nấc

Sau chiến tranh thế giới lần thứ II, nhu cầu về các tổng đài có khả năng xử lý

các cuộc gọi tự động nhanh chóng tăng lên Để phát triển loại hệ thống tổng

đài này yêu cầu phải có sự tiếp cận mới hoàn toàn, do cần phải giải quyết các vấn đề phức tạp về tính cước và đối với việc xuất hiện một cuộc gọi mới đòi hỏi phải xử lý nhiều tiến trình Do đó hệ tổng đài với các thanh ngang dọc được

Ta đời

-_ Hệ tổng đài với các thanh ngang dọc được đặc trưng bởi việc tách biệt hoàn toàn chuyển mạch cuộc gọi và các mạch điểu khiển Đối với chuyển mạch

ngang dọc, loại thanh ngang dọc kiểu mở đóng được sử dụng, bằng cách sử

dụng loại chuyển mạch này có một bộ phận mở đóng sử dụng rờ-le điện từ

Chất lượng của cuộc gọi được cải thiện rất nhiều Ngoài ra người ta còn sử dụng một hệ điều khiển chung để điều khiển đồng thời một số trường chuyển mạch Khi đó các xung quay số được lưu trữ vào các mạch nhớ và sau đó bằng

một thuật toán được xác định trước, các thông tin địa chỉ thuê bao bị gọi sẽ

được phân tích để lựa chọn, thiết lập tuyến nối tới thuê bao bị gọi

Năm 1965 tổng đài điện tử có dung luợng lớn được gọi là ESS No.1 được lắp đặt và đưa vào khai thác thành công ở Mỹ Từ đó mở ra một kỷ nguyên mới

cho hệ thống tổng đài điện tử Hệ thống ESS No.1 là một hệ tổng đài sử dụng các mạch điện tử, bao gồm các vi mạch xử lý và các bộ nhớ để lưu trữ chương

trình cho quá trình xử lý cuộc gọi và khai thác bảo dưỡng Nhờ vậy đã tăng được tốc độ xử lý cuộc gọi, dung lượng tổng đài được tăng lên đáng kể Ngoài

ra hệ tổng đài điện tử còn tạo được nhiều dịch vụ mới cung cấp cho người sử dụng, đồng thời để vận hành và bảo dưỡng tốt hơn, tổng đài này được trang bị

Trang 2

chức năng tự chẩn đoán Tầm quan trọng của việc trao đổi thông tin và số liệu

một cách kịp thời có hiệu quả đang trở nên quan trọng hơn khi xã hội tiến đến

thé kỷ thứ 21 Để đáp ứng một phạm vi rộng lớn các nhu cầu của con người

sống trong giai đoạn đầu của kỷ nguyên thông tin, các dịch vụ mới như dịch vụ truyền số liệu, dich vu truyén hình bao gồm cả dịch vụ điện thoại truyền hình,

các dịch vụ thông tin di động đang được phát triển và thực hiện Nhằm thực

hiện có kết quả các dịch vụ này, IDN (mạng số tích hợp) có khả năng kết hợp công nghệ chuyển mạch và truyền dẫn thông tin qua quá trình xử lý số là một điểu kiện tiên quyết Ngoài ra việc điều chế mã xung PCM được dùng trong các hệ thống truyền dẫn đã được áp dụng cho các hệ thống chuyển mạch để

thực hiện việc chuyển mạch số Dựa vào công nghệ PCM, một mạng đa dịch vụ

số (ISDN) có thể xử lý nhiều luồng với các dịch vụ khác nhau đang được phát triển hiện nay

II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TỔNG ĐÀI:

-_ Nhận biết được khi thuê bao nào có nhu cầu xuất phát cuộc gọi

- Thông báo cho thuê bao biết mình sẵn sàng tiếp nhận các yêu cầu của

thuê bao

-_ Xử lý thông tin từ thuê bao gọi để điều khiển kết nối theo yêu cầu -_ Báo cho thuê bao bị gọi biết có người cần muốn liên lạc

-_ Giám sát thời gian và tình trạng thuê bao để ghi cước và giải tỏa

-_ Giao tiếp được với những tổng đài khác để phối hợp điều khiển

3 Phân loại :

a Tổng đài nhân công:

Tổng đài nhân công ra đời từ khi mới bắt đầu hình thành hệ thống thông tin điện thoại Trong tổng đài này, việc định hướng thông tin được thực hiện bởi sức người Nói cách khác việc kết nối thông thoại cho các thuê bao được thực hiện bởi các thao tác trực tiếp của con người Người thực hiện các thao tác này được gọi là điện thoại viên Nhiệm vụ của điện thoại viên trong tổng đài này bao gôm:

- _ Nhận biết nhu cầu của thuê bao gọi bằng các tín hiệu đèn báo hoặc chuông kêu, đồng thời định vị được thuê bao gọi

Trang 3

- Truc tiép hdi thué bao goi xem cé nhu cau thông thoại với thuê bao

bi goi nao

- Truc tiép cấp chuông cho thuê bao bị gọi bằng cách đóng bộ chuyển mạch cung cấp dòng điện AC đến thuê bao bị gọi nếu thuê bao này

không bận

- Trong trường hợp thuê bao bị gọi bận, điện thoại viên sẽ trả lời cho

thuê bao gọi biết

- Khi thuê bao bị gọi nghe được âm hiệu chuông và nhấc máy, điện

thoại viên nhận biết điều này và ngắt dòng chuông, kết nối hai thuê

bao cho phép đàm thoại

- - Nếu một trong hai thuê bao gác máy (thể hiện qua đèn hoặc chuông), điện thoại viên nhận biết điều này và tiến hành giải tổa cuộc gọi, báo

cho thuê bao còn lại biết cuộc đàm thoại đã chấm dứt

Như vậy những tổng đài nhân công đâu tiên, các cuộc đàm thoại đều được thiết lập bởi điện thoại viên nối dây bằng phích cắm hay khóa di

chuyển Tại tổng đài phải có một máy điện thoại và các nguồn điện DC, AC

để cung cấp cho cuộc đàm thoại, đổ chuông

Nhược điểm của tổng đài nhân công:

e Thời gian kết nối lâu

e Dé bi nham lẫn do thao tác bằng tay

e Với dung lượng lớn, kết cấu thiết bị tổng đài phức tạp nên cần có

nhiều điện thoại viên làm việc cùng một lúc mới đảm bảo thông

thoại cho các thuê bao một cách liên tục

b Tổng đài tự động: `

Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nhất là kỹ thuật điện tử,

tổng đài điện thoại đã chuyển sang một phương thức hoạt động hoàn toàn

mới, phương thức kết nối thông thoại tự động

c Tổng đài cơ điện:

Kỹ thuật chuyển mạch chủ yếu nhờ vào các chuyển mạch bằng cơ khí được điều khiển bằng các mạch điện tử

Trong tổng đài cơ điện việc nhận dạng thuê bao gọi, xác định thuê bao

bị gọi, cấp các âm hiệu, kết nối thông thoại đều được thực hiện một

cách tự động nhờ vào các mạch điều khiển bằng điện tử cùng với các bộ

Trang 4

thao tác chuyển mạch bằng cơ khí So với tổng đài nhân công, tổng đài cơ

điện có các ưu điểm lớn sau:

-_ Thời gian kết nối thông thoại nhanh hơn

-_ Dung lượng tổng đài có thể tăng lên nhiều

-_ Giảm nhẹ công việc của điện thoại viên

Tuy nhiên buổi đầu ra đời nó vẫn còn tổn tại một số nhược điểm:

-_ Thiết bị khá cổng kểnh

- Tiêu tốn nhiều năng lượng

-_ Giá thành các bộ chuyển đổi bằng cơ khí khá cao, tuổi thọ kém

-_ Điều khiển kết nối phức tạp

Các nhược điểm càng thể hiện rõ khi dung lượng tổng đài càng lớn

d Tổng đài điện tit:

Cùng với sự phát triển của linh kiện bán dẫn, các thiết bị ngày càng trở nên thông minh hơn, giá thành ngày càng giảm Nó lần lượt thay thế phần

cơ khí còn lại của tổng đài cơ điện Việc thay thế này làm cho tổng đài

gọn nhẹ rất nhiều, thời gian kết nối thông thoại nhanh hơn, năng lượng

tiêu tán ít hơn Dung lượng tổng đài tăng lên đáng kể Công tác sửa chữa

bảo trì, phát hiện hư hỏng cũng dễ dàng hơn Chính vì vậy tổng đài điện

tử hiện nay đã hầu như thay thế hoàn toàn tổng đài nhân công và tổng đài

cơ điện trên thế giới

II SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI:

Bao gồm chuyển mạch điện cơ (chuyển mạch từng nấc, chuyển mạch

ngang dọc), chuyển mạch điện tử analog, digital, Trong tổng đài số thì trường chuyển mạch số là trường chuyển mạch mà tín hiệu chuyển mạch qua đó là dạng số (digital) Trường chuyển mạch số có các loại cấu trúc khác nhau tùy theo dung lượng tổng đài và các nhà sản xuất

điều khiển để thực hiện quá trình xử lý cuộc gọi (quá trình tìm chọn và thiết lập, giải phóng tuyến nối cho cuộc gọi)

e Báo hiệu từ thuê bao đến tổng đài bao gồm những thông tin đặc trưng báo hiệu cho các trạng thái:

- Nhấc tổ hợp — off hook

- Đặt tổ hợp — on hook

- Thuê bao phát xung thập phân

- Thuê bao phát xung đa tần DTME

- Thuê bao ấn phím Flash (chập nhả nhanh phím tổ hợp),

e Báo hiệu từ tổng đài đến thuê bao là các thông tin báo hiệu về các

âm báo như sau:

- Âm mời quay số

- Âm báo bận

Trang 6

- Am báo tắc nghẽn

- Hồi âm chuông

e© Báo hiệu trung kế là quá trình trao đổi thông tin về các đường trung

kế (rỗi, bận, thông tin địa chỉ, thông tin cước, ) giữa hai hoặc nhiều tổng đài với nhau Trong mạng hợp nhất IDN có 2 phương pháp báo

hiệu trung kế được sử dụng:

- Báo hiệu kênh riêng

- Báo hiệu kênh chung

b Yêu cầu:

Hệ thống báo hiệu của tổng đài phải có khả năng tương thích với các

hệ thống báo hiệu của các tổng đài khác nhau trong mạng viễn thông thống nhất, thuận tiện cho sử dụng, dễ dàng thay đối theo yêu cầu của

mạng lưới

Khối điều khiển:

a Chức năng:

Phân tích xử lý các thông tin từ khối báo hiệu đưa tới để thiết lập

hoặc giải phóng cuộc gọi Các cuộc gọi có thể là cuộc gọi nội hạt, cuộc ØỌI ra, CUỘC gỌI Vào, cuộc gọi chuyển tiếp, Thực hiện tính cước cho

các cuộc gọi, thực hiện chức năng giao tiếp người và máy, cập nhật dữ

liệu Ngoài ra khối điều khiển còn có chức năng thuộc về khai thác bảo

dưỡng hệ thống để đảm bảo cho hệ thống hoạt động luôn tin cậy

b Yêu câu:

Có độ tin cậy cao, có khả năng phát hiện và định vị hư hỏng nhanh

chóng, chính xác, thủ tục khai thác bảo dưỡng linh hoạt, thuận tiện cho

người sử dụng, khả năng phát triển dung lượng thuận tiện,

c Cấu trúc:

Bao gồm tập hợp các bộ xử lý, bộ nhớ (cơ sở dữ liệu), các thiết bị ngoại vi: băng từ, đĩa cứng, màn hình, máy in, hệ thống điều khiển có

cấu trúc tập trung, phân tán và cấu trúc điều khiển giữa cấu trúc tập

trung và phân tán Các thiết bị điểu khiển phải được trang bị dự phòng

để đảm bảo độ tin cậy cho hệ thống

Thué bao, trung kế, các thiết bị ngoại vi

Thực hiện chức năng giao tiếp giữa các đường dây thuê bao, các

đường trung kế với khối chuyển mạch Thuê bao được trang bị có thể là

thuê bao analog, digital tùy theo cấu trúc mạng tổng đài Trung kế được trang bị có thể là trung kế analog, digital

b Yêu cầu :

Có khả năng đấu nối các loại thuê bao, trung kế khác nhau: như thuê bao analog thông thường, thuê bao số, đường trung kế analog, đường

trung kế digital, có trang bị các thiết bị phụ trợ để phục vụ cho quá

trình xử lý cuộc gọi (tạo các loại âm báo, thu phát xung, bản tin thông

Ngoại vi trung kế thực hiện sự phối hợp về tốc độ, pha, tổ chức các kênh thoại trên tuyến PCM giữa đường PCM đấu nối liên đài và đường PCM đấu nối nội bộ trong tổng đài

IV NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TỔNG ĐÀI:

Các khái niệm về quá trình xử lý các cuộc gọi:

e Cuộc gọi nội bộ là cuộc gọi xảy ra giữa hai thuê bao thuộc cùng một

tổng đài

e Cuộc gọi ra là cuộc gọi giữa một thuê bao ở tổng đài này gọi đến một

thuê bao ở tổng đài khác

e Cuộc gọi vào là cuộc gọi từ một tổng đài khác gọi đến thuê bao của

tổng đài đang xét

e_ Cuộc gọi chuyển tiếp là cuộc gọi giữa hai thuê bao thuộc hai tổng đài trên mạng nhưng cuộc gọi đó phải được đi qua tổng đài đang xét

(cuộc gọi này là tập hợp cuộc gọi vào và cuộc gọi ra)

1 Đối với cuộc gọi nội bộ:

Khi thuê bao nhấc máy gọi đi, mạch điện trên đường dây thuê bao kín

mạch và có dòng điện mạch vòng, bộ thuê bao sẽ nhận biết được trạng

thái thuê bao nhấc máy nhờ bộ điều khiển mạch điện thuê bao và thông báo cho trung tâm điều khiển Trung tâm điều khiển sẽ thực hiện việc xác

định số máy thuê bao, loại máy điện thoại, các dịch vụ mà thuê bao cài

đặt, Tất cả các thông tin đó ta tạm thời gọi chung là các đặc tính của

thuê bao gọi

Trang 8

Khi trung tâm điều khiển đã xác định xong đặc tính của thuê bao gọi và

nhận thấy rằng thuê bao có quyền được thiết lập liên lạc Trung tâm điều khiển sẽ yêu cầu bộ điều khiển mạch điện thuê bao thiết lập đấu nối giữa

thuê bao gọi với khe thời gian có chứa thông tin âm mời quay số của bộ

tạo âm báo Đồng thời nếu máy điện thoại ở chế độ phát xung đa tần DTMF thì bộ điều khiển mạch điện thuê bao cũng thực hiện đấu nối thuê

bao gọi với một bộ thu xung đa tần rỗi Lúc này thuê bao gọi đã nghe

được âm mời quay số, còn tổng đài thì sẵn sàng thu xung đa tần DTMF từ

thuê bao gọi đưa tới

Thuê bao gọi quay số đầu tiên cho đến con số cuối cùng của thuê bao

bị gọi Giả sử máy điện thoại là máy điện thoại ấn phím sử dụng chế độ phát xung đa tần DTMF thì khi thuê bao quay con số đầu tiên, mạch thu xung đa tần nhận được sẽ truyền cho bộ điều khiển thuê bao, bộ điểu khiển thuê bao sẽ truyền tiếp cho trung tâm điều khiển và đồng thời yêu cầu bộ điều khiển thuê bao ngắt mạch cấp âm mời quay số Thuê bao tiếp tục phát các con số tiếp theo và trung tâm điều khiển cũng nhận được các con số thuê bao bị gọi

Ngay khi vừa thu nhận được con số đầu tiên của thuê bao bị gọi, trung

tâm điều khiển thực hiện quá trình tiển phân tích để xác định loại cuộc gọi đó la cuộc gọi nội hạt, cuộc gọi ra hay cuộc gọi dịch vụ đặc biệt,

Trường hợp này là cuộc gọi nội hạt, trung tâm điều khiển sẽ xác định số con số thuê bao gọi phẩi quay

Khi thu nhận tiếp các con số mà thuê bao gọi yêu cầu, trung tâm điều

khiển thực hiện quá trình phân tích — biên dịch Trong quá trình này, tổng đài sẽ thực hiện biên dịch từ danh bạ thuê bao bị gọi thành chỉ số thiết bị

thuê bao bị gọi Nói cách khác là hệ thống sẽ xác định vị trí của thuê bao

bị gọi, thuê bao bị gọi thuộc bộ phận tập trung thuê bao nào, bộ điều

khiển mạch điện thuê bao nào quản lý và chỉ số của kết cấu thuê bao bị

gol

Khi đã xác định được vị trí của thuê bao bị gọi, trung tâm điều khiển sẽ

yêu cầu bộ điều khiển thuê bao của thuê bao bị gọi thực hiện kiểm tra

thuê bao bị gọi, nếu thuê bao bị gọi rỗi thì phát dòng chuông tới thuê bao

bị gọi Lúc này thuê bao bị gọi có dòng chuông từ tổng đài đưa tới, và thuê bao gọi cũng sẽ nghe được hồi âm chuông từ tổng đài đưa tới

Khi thuê bao bị gọi nhấc máy trả lời, bộ điểu khiển đường dây của thuê

bao bị gọi xác định được trạng thái này sẽ thông báo cho trung tâm điều

khiển, trung tâm điều khiển sẽ thực hiện thiết lập tuyến đàm thoại qua trường chuyển mạch trung tâm Đồng thời các bộ điều khiển mạch điện

thuê bao liên quan cũng cắt các mạch điện chuông, mạch điện tạo âm với

thuê bao bị gọi Lúc này hai thuê bao bắt đầu đàm thoại và hệ thống tính cước bắt đầu làm việc

Khi một trong hai thuê bao gác máy, trạng thái đó cũng được bộ điều khiển đường thuê bao tương ứng xác định, nhưng trong trường hợp này thông tin nhận được là thuê bao gác máy Nhận được thông tin này trung

tâm điều khiển sẽ thực hiện giải phóng tất cả các tuyến nối liên quan,

chương trình tính cước sẽ kết thúc việc tính cước cho cuộc đàm thoại đó

và thực hiện lưu thông tin cước vào thiết bị nhớ là băng từ hoặc ổ đĩa cứng

2 Đối với cuộc gọi ra:

Khi thuê bao nhấc máy gọi đi, các công việc được thực hiện ở các bộ

diéu khiển đường dây thuê bao, trung tâm điều khiển hoàn toàn tương tự

như đối với cuộc gọi nội bộ vừa trình bày ở trên Nhưng trong trường hợp này là cuộc gọi ra (thuê bao gọi và thuê bao bị gọi thuộc hai tổng đài

khác nhau)

Với một hoặc vài con số đầu của thuê bao bị gọi, tổng đài đã xác định

được loại cuộc gọi, bước tiếp theo tổng đài thực hiện phân tích, tìm tuyến nối thích hợp cho cuộc gọi ra đó Bởi vì có thể xảy ra trường hợp hướng đi

thông thường của cuộc gọi ra đó bị tắc nghẽn (do thiếu đường trung kế, các đường trung kế bị sự cố, ) Khi đó hệ thống sẽ điều khiển cấp âm báo

bận hoặc bản thông báo cho thuê bao gọi để thông tin về tình trạng không

chiếm được một đường trung kế rỗi cho thuê bao gọi

Khi đã chiếm được một đường trung kế rỗi cho cuộc gọi ra, giữa hai tổng đài thực hiện trao đổi các thông tin báo hiệu cần thiết để phục vụ cho việc thiết lập tuyến nối giữa hai tổng đài Khi tổng đài đã xác định

được tuyến đi cho cuộc gọi ra đó, tổng đài sẽ thực hiện quá trình báo hiệu

liên đài với tổng đài đối phương để trao đổi thông tin liên quan đến cuộc

gọi ra đó Khi kết thúc quá trình báo hiệu, tổng đài gọi thực hiện thiết lập

tạo tuyến nối giữa hai thuê bao với kênh thoại vừa được chiếm trên đường trung kế đấu nối giữa hai tổng đài

Trang 10

Tại tổng đài bị gọi sẽ thực hiện quá trình xử lý cuộc gọi cho cuộc gọi

vào Nếu thuê bao bị gọi rỗi, tổng đài bị gọi nhận được thông tin này sẽ thực hiện tuyến nối để cấp hổi âm chuông cho thuê bao gọi qua kênh trung kế vừa chiếm được và thuê bao gọi sẵn sàng đàm thoại nếu thuê bao bị gọi nhấc máy trả lời

3 Đối với cuộc gọi vào, cuộc gọi chuyển tiếp:

Giữa hai tổng đài được trang bị các luông PCM, và giữa chúng luôn tổn tại các phương pháp báo hiệu nhất định là báo hiệu kênh chung, báo hiệu

kênh riêng Vì vậy, khi tổng đài đối phương có yêu cầu về một cuộc gọi

đến, thông qua kết quả của quá trình báo hiệu liên đài mà tổng đài nhận

biết được có cuộc gọi đến Cũng nhờ quá trình báo hiệu liên đài mà tổng

đài mới nhận được thông tin về các con số thuê bao bị gọi

Khi thu được một, hai con số đầu, trung tâm điều khiển cũng thực hiện như cuộc gọi nội bộ: tiển phân tích Khi đã xác định được chỉ số tiền định

là của tổng đài đó thì toàn bộ các quá trình xử lý cuộc gọi sẽ diễn ra như đối với cuộc gọi nội bộ Chỉ có một điểm khác là tổng đài phải thông báo

về trạng thái, đặc tính thuê bao bị gọi cho tổng đài đối phương trong quá

trình báo điện liên đài để tạo điều kiện hai tổng đài thiết lập tuyến nối

như một cuộc gọi ra Nhìn về toàn cục từ khi nhận được cuộc gọi vào cho

đến khi tạo tuyến nối cho cuộc gọi đó gọi ra, ta nói cuộc gọi đó đã được chuyển tiếp tại tổng đài và được gọi là quá trình xử lý cho cuộc goi

V CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH ĐIỆN TỬ:

1 Chuyển mạch phân chia không gian (Space-Division Switching):

Chuyển mạch không gian đâu tiên đã được phát triển trong môi trường

tương tự và đã được tiếp tục ứng dụng trong môi trường các thiết bị số

Nguyên lý chung vẫn như nhau chỉ khác là tại các chuyển mạch chuyên chở

tín hiệu số thay vì là tín hiệu tương tự

Hình 1 là một ma trận chuyển mạch ngang dọc có n ngõ vào, m ngõ ra (n

> m, n= m hoặc n < m) Điểm giao nhau của bất kỳ hai hàng ngang và dọc

tạo thành một tiếp điểm chuyển mạch Tiếp điểm chuyển mạch có thể là

Trang 11

Hình 1 - Chuyển mạch không gian don tang

Nếu như không phân biệt ngõ vào và ngõ ra và nếu như yêu cầu bất kỳ điểm nào cũng có thể kết nối với bất kỳ điểm khác ta phải dùng chuyển mạch tam giác như hình 1(b) và số tiếp điểm tổng cộng là n(n-1)/2

Chuyển mạch ngang dọc có một số các nhược điểm sau:

- Số tiếp điểm tăng theo n” làm tăng giá thành khi n tăng

- Số tiếp điểm sử dụng không hiệu qủa (chỉ dùng n trong n tiếp điểm)

- Việc hư hỏng tiếp điểm làm mất khả năng nối hai thiết bị

Để khắc phục nhược điểm trên, người ta sử dụng các chuyển mạch nhiều

tầng NÑ ngõ vào được chia thành N/n nhóm, mỗi nhóm có n đường gọi là

tầng thứ nhất Ngõ ra của tầng các ma trận thứ nhất trở thành ngõ vào của nhóm các tầng ma trận thứ hai và cứ thế thứ 3, 4,

Trang 12

Hình 2 - Chuyển mạch không gian 3 tầng

Với cách phân bố này ta thấy có ưu điểm hơn loại chuyển mạch đơn tầng

vì số lượng tiếp điểm giảm làm tăng khả năng sử dụng của các tiếp điểm và

có hơn một đường nối hai đầu cuối nên tăng độ tin cậy của hệ thống nối

Tuy nhiên việc điểu khiển chuyển mạch sẽ phải phức tạp hơn vì quá trình tìm kiếm và đóng các tiếp điểm trên các tầng khác nhau

Một vấn đề được quan tâm cho chuyển mạch không gian nhiều tầng là sự

tắc nghẽn (blocking) Trong chuyển mạch đơn tầng, ma trận ngang dọc, hiện

tượng tắc nghẽn không xảy ra có nghĩa là lúc nào cũng có thể tạo được

đường đi bất kỳ giữa ngõ vào và ngõ ra (nếu ngõ vào và ngõ ra đó đang ở ` trạng thái rỗi) Tuy nhiên đối với chuyển mạch nhiều tầng, tắc nghẽn có thể xảy ra Ta xét trường hợp chuyển mạch có 3 tầng N = 9, n = 3, k = 3 được

mô tả ở hình 3

e Các đường tô đậm chỉ các đường đã được sử dụng

e© Ngõ vào 9 không thể kết nối với ngõ ra 4 hoặc 6 mặc dù cả hai ngõ ra này đều đang rỗi

Rõ ràng ta thấy nếu tăng k, thì xác xuất bị nghẽn xuất hiện Vậy giá trị k

là bao nhiêu để không bị nghẽn trong chuyển mạch 3 tầng Khảo sát hình 3

Trang 13

LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD : PHAM HONG LIEN

Hình 3 — Vi du bij nghén (blocking) trong chuyén mach 3 tang

Khảo sát một kết nối muốn thực hiện từ ngõ vào a đến ngõ ra b Trường hợp xấu nhất để cho nghẽn xảy ra nếu như đối với tầng thứ 2 có (n-l) ngõ

Hinh 4 - Chuyén mach 3 tang khéng bị nghẽn

Như vậy sẽ có (n - 1) + (n - l)= 2n - 2 tầng trung tâm (tầng 2) không cho

phép để tạo đường đi từ a đến b Tuy nhiên nếu còn có thêm 1 tầng chuyển

mạch ở tầng trung tâm thì việc nghẽn sẽ không xảy ra tức là:

(3) cho ta số tiếp điểm của chuyển mạch 3 tầng không bị nghẽn Để tối

ưu ta xét điều kiện:

chuyén mach 3 tang chuyén mach don tang

2 Chuyển mạch phân chia thời gian (Time-Division Switching):

Khác với chuyển mạch không gian là sử dụng các đường truyền dẫn riêng

biệt, chuyển mạch thời gian cho phép gom nhiều chuỗi dữ liệu tốc độ thấp thành một chuỗi đữ liệu tốc độ cao cùng chia xẻ trên một đường truyền dẫn Những dữ liệu tốc độ thấp gọi là khe đữ liệu (slot) được sắp xếp và điều khiển để chuyển dữ liệu đến ngõ ra mong muốn Có ba khái niệm bao hàm cho kỹ thuật chuyển mạch thời gian:

e Chuyển mạch bus TDM (TDM bus Switching)

e© Chuyển đổi khe thời gian (Time-slot interchange)-TSI

e Chuyển mạch ghép kênh thời gian (Time-multiplex Switching)-TMS

a Chuyển mạch bus TDM (Time-Division Multiplex):

TDM đồng bộ (Synchronous TDM) có nguyên lý được mô tả ở hình 6

Kỹ thuật TDM đồng bộ cho phép chuỗi các bit tốc độ thấp chia xẻ

đường dây tốc độ cao (trên các khe thời gian gọi là các time-slot) Một

khe có thể là một bit, một byte hoặc là một khối Điểm quan trọng cần

phải lưu ý là nguồn và đích của dữ liệu trên mỗi khe thời gian là biết

trước nên TDM đồng bộ không cần các bit địa chỉ cho mỗi khe

Hoạt động của TDM đồng bộ khá đơn giản Mỗi ngõ vào đữ liệu sé được chứa vào các bộ đệm có chiều dài bằng đúng số bit trong khe thời

gian, bộ ghép kênh (multiplexer) quét các bộ đệm này lần lượt từ ngõ vào 1 đến ngõ vào N tạo thành một khung (frame) dữ liệu để truyễn đi

Trang 16

trén dudng truyén Ở ngõ ra của đường dây, hoạt động ngược lại được

thực hiện bởi bộ tách kênh, dữ liệu cũng được đưa vào các bộ đệm tương

ứng Các ngõ vào và ngõ ra kết nối với bộ ghép kênh có thể đồng bộ

hoặc bất đồng bộ; đường dây giữa hai bộ ghép kênh phải đồng bộ và phải

có tốc độ dữ liệu bằng tổng của các tốc độ dữ liệu ngõ vào Tuy nhiên tốc

độ thật sự trên đường dây phải lớn hơn vì trên mỗi khung phải có thêm vào một số các thông tin để đồng bộ Các khe thời gian trong một khung

gán cho các ngõ vào và ra là cố định và phải được xác định trước Nếu

như thiết bị không có dữ liệu, bộ ghép kênh phải gởi các khe thời gian

trống Do vậy dữ liệu thực sự trao đổi có thể nhỏ hơn dung lượng của hệ thống

Chuyển mạch bus TDM (TDM bus Switching)

Mỗi thiết bị được nối với bus chuyển mạch bằng hai bộ đệm ngõ vào

và ngõ ra Các đường dây này được nối lại thông qua các cổng điều khiển được trên bus chuyển mạch tốc độ cao Mỗi ngõ vào được gán cho một

khe thời gian Trong thời gian của khe thời gian, cổng của đường dây ngõ vào đóng cho phép dữ liệu đi vào trên bus, tương ứng với ngõ ra (outlet) cũng được đóng cổng để cho phép dữ liệu này đưa vào bộ đệm Đây là nguyên lý cơ bản cho chuyển mạch bus phân chia theo thời gian

Chuyển mạch bus TDM có ưu điểm hơn ma trận ngang dọc đã mô tả ở

chuyển mạch không gian vì hiệu qủa việc sử dụng các cổng Ví dụ nếu có

Trang 17

LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD : PHAM HONG LIEN

N thiết bị TDM bus đòi hỏi phải có 2N cổng trong khi ma trận ngang doc

nhiều tầng đòi hỏi NXN tiếp điểm

b Chuyển đổi khe thời gian (Time-slot Interchange) TSI:

Hình 8 - Chuyển đổi khe thời gian (TS

Don vi TSI hoạt động trên chuỗi các khe thời gian của TDM đồng bộ,

bằng cách chuyển đổi các cặp của các khe để thực hiện chế độ song công Hình (8a) chỉ ra ngõ vào của thiết bị I được kết nối với ngõ ra của

thiết bị J, và ngược lại Ngõ vào của N thiết bị qua bộ TDM đồng bộ tạo

ra tín hiệu TDM với N khe thời gian Để chuyển đổi thông tin giữa hai

thiết bị, các slot tương ứng của hai ngõ vào của thiết bị được đổi chỗ cho

nhau và được tách thành các ngõ ra của N thiết bị Kết qủa cho ta truyền dẫn được ở chế độ song công

Quy luật hoạt động của TSI được mô tả ở hình (8b) Dữ liệu được làm

trễ ở bộ nhớ cho đến khung kế tiếp Tất cả các dữ liệu đến được lưu trữ

theo từng ô nhớ (mỗi ô đại điện cho một khe thời gian) theo đúng thứ tự

Dữ liệu ra có được bằng cách đọc các ô nhớ (của khe thời gian) theo thứ

tự của các địa chỉ được lưu trữ phản ánh kết nối mong muốn (ví dụ ô nhớ thứ I chứa địa chỉ là J) Số lượng các kết nối TDM phụ thuộc vào tốc độ truy xuất của bộ nhớ Kỹ thuật TSI cho phép hoạt động với nhiều tốc độ

dữ liệu vào khác nhau

c Chuyển mạch ghép kênh thời gian (Time Multiplexed Switching) TMS:

TSI là phương pháp chuyển mạch đơn giản, hiệu qủa Tuy nhiên, dung

lượng của chuyển mạch như các kết nối lại bị giới hạn do tốc độ truy xuất bộ nhớ Hơn thế nữa, nếu như kích thước N tăng lên, tốc độ truy xuất cố định thì trì hoãn ở TSI cũng sẽ tăng Để tránh hai nhược điểm trên, cấu trúc nhiều TSI

(multi TSI) dude stt dung

TMS có cấu trúc giống như một bộ chọn lựa số (digital selector-SEL), chỉ

chọn lựa duy nhất một ngõ vào tại một thời điểm trên một khe thời glan (một ngõ vào của SEL là một TDM Stream) hình 9

Mạng có cấu hình nhiều tầng được xây dựng dựa trên cơ sở kết nối liên tiếp nhiều 1 tầng đơn TSI (qui ước là T) và và TMS (qui ước là S) Dé hạn chế nghén (blocking) cdc cấu trúc sau đây thường được dùng: TST (T: N

Time, S: Space), TSSST, STS, SSTSS,

SEI

VI BAO HIRU TRONG TONG DAI:

1 Giới thiệu chung:

a Định nghĩa:

Trong mạng viễn thông báo hiệu được coi như là một phương tiện để

trao đổi thông tin và các lệnh từ điểm này đến điểm khác, các thông tin

và các lệnh này liên quan đến quá trình thiết lập, giám sát và giải phóng

cuộc gọi từ các đường dây thuê bao Vì vậy các tín hiệu báo hiệu trong

điện thoại có vai trò quan trọng trong việc hoạt động của toàn bộ mạng

lưới cũng như ở trong một số loại hình dịch vụ của mạng

Trang 19

LUAN VAN TOT NGHIEP GVHD : PHAM HONG LIEN

b Phân loại hệ thống báo hiệu:

Thông thường hệ thống báo hiệu được chia làm 2 loại:

e Báo hiệu thuê bao là báo hiệu giữa thiết bị đầu cuối với tổng đài, thường thiết bị đầu cuối là máy điện thoại

e Báo hiệu trung kế là quá trình báo hiệu giữa các tổng đài với nhau

gồm có báo hiệu kênh kết hợp CAS (báo hiệu kênh riêng) và báo hiệu kênh chung CCS

- Báo hiệu kênh kết hợp CAS là hệ thống báo hiệu mà trong đó thông

tin báo hiệu nằm trong kênh thoại hoặc trong kênh có liên quan chặt chẽ

với kênh thoại

- Báo hiệu kênh chung CCS là hệ thống báo hiệu mà trong đó thông tin báo hiệu nằm trong một kêng tách biệt với các kênh thoại, kênh báo

hiệu này được sử dụng chung để báo hiệu cho một số lớn các kênh thoại

c Các chức năng của báo hiệu:

Có thể tổng quát các chức năng của báo hiệu như sau: chức năng giám

sát, chức năng tìm chọn, chức năng khai thác và bảo dưỡng mạng

e Chức năng giám sát: chức năng này được sử dụng để nhận biết sự thay

đổi về trạng thái của đường dây thuê bao hoặc của trung kế (bao gồm các tín hiệu: nhấc máy chiếm, nhấc máy trả lời, trạng thái đường dây bận-rỗi-giải phóng ) Các tín hiệu giám sát có thể ở dạng có dòng

(không dòng) hoặc là các mã nhị phân đặc trưng cho từng trạng thái

e Chức năng tìm chọn: liên quan chặt chẽ đến quá trình xử lý cuộc gọi

như trao đổi các thông tin địa chỉ, đặc tính thuê bao Trong quá trình báo hiệu, chức năng tìm chọn phải được thực hiện trong một khoảng

thời gian xác định thường được gọi là thời gian trễ quay số (PDD -

Post Delay Dialing), đó là khoảng thời gian được xác định từ khi thuê

bao gọi phát xong các con số địa chỉ thuê bao bị gọi cho đến khi nhận được hổi âm chuông, yêu cầu thời gian trễ PDD càng nhỏ càng tốt Ngoài ra yêu câu đối với hệ thống báo hiệu mà cụ thể là chức năng

tìm chọn phải có độ tin cậy cao, tốc độ báo hiệu nhanh, hiệu quả

e Chức năng khai thác và bảo dưỡng mạng : phục vụ cho việc khai thác

duy trì sự hoạt động của mạng lưới Các tín hiệu báo hiệu thuộc chức

năng này gồm:

- Nhận biết và trao đổi các thông tin về trạng thái tắt nghẽn của

mạng Thông tin trong việc tìm chỗ hỏng và cô lập các phần đó

- Thông báo về trạng thái thiết bị hoặc trung kế trong mạng Thông tin

này có thể dùng để tạo tuyến và quản lý mạng

- Cung cấp các thông tin tính cước và những thông tin cho mục đích thông báo

- Cung cấp các thông tin về lỗi trong quá trình truyền thông tin báo

hiệu

2 Các phương thức báo hiệu:

a Báo hiệu trên đường dây thuê bao gọi:

- Yêu cầu cuộc gọi: khi thuê bao rỗi, trở kháng đường dây cao, trở

kháng đường dây giảm xuống ngay khi thuê bao nhấc máy và kết quả là

dòng điện chạy qua thuê bao tăng Dòng điện này được tổng đài phát

hiện như là một yêu cầu một cuộc gọi và sẽ cung cấp đến thuê bao âm hiệu mời quay số

- Tín hiệu địa chỉ: sau khi nhận tín hiệu mời quay số, thuê bao sẽ gởi

các chữ số địa chỉ Các chữ số địa chỉ có thể được phát đi bằng hai cách, quay số ở chế độ Pulse hay quay số ở chế độ Tone

- Tín hiệu chấm dứt việc lựa chọn: sau khi nhận đủ địa chỉ, bộ phận

địa chỉ được ngắt ra Sau đó việc kết nối được thiết lập, lúc này tổng đài

gởi một trong các tín hiệu sau:

+ Nếu đường dây gọi rỗi, âm hiệu hồi âm chuông đến thuê bao gọi

và dòng điện rung chuông đến thuê bao bị gọi

+ Nếu đường dây bị bận hoặc không thể thiết lập được thì âm hiệu

báo bận sẽ được đổ đến thuê bao gọi

+ Ngoài ra một thông báo đã được ghi sẵn sẽ được gởi đến số thuê „

"bao gọi để chỉ dẫn cuộc gọi hiện tại bị chêm máy hay thất lạc, khác với trường hợp thuê bao bị gọi mắc bận

- Tín hiệu trả lời trở về: ngay khi thuê bao bị gọi nhấc máy, một tín

hiệu đảo cực được phát lên thuê bao gọi Tín hiệu này cho phép các

thiết bị đặc biệt được gắn vào thuê bao gọi hoạt động (như máy tính CƯỚC, )

- Tín hiệu giải tỏa: khi thuê bao gọi gác máy, tổng trở đường dây lên

cao Tổng đài nhận biết tín hiệu này và giải tỏa tất cả các thiết bị liên

quan đến cuộc gọi và xóa các thông tin trong bộ nhớ đang được : dùng để

b Báo hiệu trên đường đây thuê bao bị gọi:

- Tín hiệu rung chuông: Khi đường dây thuê bao bị gọi rỗi và nhận được cuộc gọi đến, thì lúc đó tổng đài đang gởi dòng điện rung chuông

đến máy bị gọi Dòng điện này có tân số khoảng 25Hz và được ngắt

theo một khoảng thời gian thích hợp

- Tín hiệu trả lời: Khi thuê bao bị gọi nhấc máy nhận cuộc gọi, tổng

trở đường dây xuống thấp, tổng đài nhận biết được và cắt dòng điện rung chuông để tránh làm hư hỏng thiết bị của thuê bao bị gọi và bắt đầu giai đoạn đàm thoại

- Tín hiệu giải tỏa: nếu sau giai đoạn đàm thoại, thuê bao bị gọi gác

máy trước thuê bao gọi và làm thay đổi tình trạng tổng trở đường dây

Khi đó tổng đài sẽ giải tỏa cuộc gọi và gởi tín hiệu báo bận đến thuê bao gọi

3 Hệ thống âm hiệu của tổng đài:

Đường dây điện thoại hiện nay gồm có hai dây và thường được gọi là

Tip và Ring có màu đỏ và xanh Tất cả các điện thoại hiện nay đều được

cấp nguồn từ tổng đài thông qua hai dây tip và ring Điện áp cung cấp thường là 48 VDC Ngoài ra để hoạt động giao tiếp được dễ dàng, tổng đài gởi một số tín hiệu đặc biệt đến điện thoại như tín hiệu chuông, tín hiệu

bao ban

a Am hiéu méi quay sé (Dial Tone):

Đây là tín hiệu liên tục có biên độ 1+3 V,„, tần số khoảng 400 +

425Hz, được tổng đài gởi đến thuê bao khi thuê bao nhấc máy

VWV

Là tín hiệu xoay chiều 3 giây có, 4 giây không và thường có.tần số -_

khoảng 20 + 25Hz, biên độ thay đổi từ 75 + 110 Vpus Khi một thuê bao :

bị gọi thì tổng đài sẽ gởi tín hiệu chuông đến để báo cho thuê bao đó

Trang 22

c Âm hiệu báo bận ( Busy Tone):

Là tín hiệu xoay chiều 0.5 giây có, 0.5 giây không và thường có tần

số khoảng 400 + 425Hz, biên độ thay đổi từ 1 + 3 Vụ Âm hiệu này được tổng đài gởi đến thuê bao gọi khi thuê bao bị gọi đang bận hoặc một trong hai gác máy sau khi đàm thoại xong thì âm hiệu này cũng

được gởi đến một trong hai thuê bao

d Âm hiệu chuông hồi tiếp (Ringback Tone):

Là tín hiệu xoay chiều 2 giây có, 3 giây không và thường có tần số

khoảng 400 + 425Hz, biên độ thay đổi từ 1 + 3 Vp-p: Âm hiệu này được tổng đài gởi đến thuê bao gọi khi thuê bao bị gọi đang được tổng đài đổ

Trang 23

4 Hệ thống báo hiệu kênh chung số 7:

Năm 1968, hội đồng tư vấn về điện báo điện thoại quốc tế (CCITT, nay

là ITU-T) đã đưa ra khuyến nghị về hệ thống báo hiệu kênh chung đầu tiên, đó là hệ tống báo hiệu kênh chung số 6 (CCIS), được thiết kế tối ưu

cho lưu lượng liên lục địa, sử dụng các đường trung kế analog Các trung

kế làm việc với tốc độ thấp 2.4 Kbps Với độ dài các bản tin bị hạn chế và không có cấu trúc phân mức mà có cấu trúc đơn nên hệ thống này không

đáp ứng được với sự phát triển của mạng lưới

Năm 1980 CCITT đã giới thiệu một hệ thống báo hiệu kênh chung mới,

đó là hệ thống báo hiệu số 7 (SS7), được thiết kế dựa trên các tiêu chuẩn của hệ thống mở và do đó có thể được sử dụng trên nhiều mạng chuyển

mạch số khác nhau, đặc biệt được ứng dụng cho mạng ISDN, mạng quốc

gia và quốc tế sử dụng các trung kế số Trong thời gian này, giải pháp

phân lớp trong giao tiếp thông tin đã được phát triển tương đối hoàn chỉnh,

đó là hệ thống giao tiếp OSI, và giải pháp phân lớp trong mô hình OSI này

đã được ứng dụng trong báo hiệu số 7 cũng có thể sử dụng trên các đường analog

_ Hệ thống báo hiệu số 7 được thiết kế không chỉ cho điều khiển thiết lập,

giám sát các cuộc gọi điện thoại mà cả các dịch vụ phi thoại Với các ưu

e Phù hợp với cả các kênh tương tự và tại tốc độ nhỏ hon 64 kbps

e Phù hợp với các tuyến truyền thông tin điểm nối điểm (point to point) trên mặt đất cũng như qua vệ tỉnh

Trang 24

CHƯƠNG II : MẠNG ĐIỆN THOẠI

I.MẠNG PHÂN CẤP VÀ MẠNG CHUYỂN MẠCH:

Dùng đường dây để nối trực tiếp từng máy điện thoại với tất cả những máy khác là điều không thực tế May thay, điều này không cần thiết vì hầu hết các -

máy điện thoại đều không sử dụng hết thời gian Bằng cách đánh giá xác suất

sử dụng, các công ty điện thoại đã phát triển một mạng phức tạp dùng chung

các đường dây trung kế và các đài chuyển mạch bậc thang được phân cấp (tiered) Mạng điện thoại này đáp ứng được yêu cầu thực tế cho vấn để ghép nối

Mạng điện thoại ở Bắc Mỹ sử dụng 5 mức (hoặc cấp) tổng đài chính hay các

đài chuyển mạch (switching center) Chúng được liệt kê ở hình 10(a) Mức cao

nhất được gọi là cấp một, là trung tâm miền Có 12 trung tâm như vậy phục vụ cho toàn Bắc Mỹ và 2 trung tâm ở Canada đặt tại Montreal và Regina Đài cấp

5 có mức thấp nhất là đài cuối được kết nối với thuê bao

Ở một số vùng, người ta lắp tổng đài tadem để cung cấp thêm các đường chuyển mạch nội bộ giữa các đài cuối ˆ

Tổng đài rẽ nhánh hoặc PBX 1a những tổng đài nhỏ được sử dụng trong các

tổ chức thương mại

Nói chung mỗi cấp đài chỉ cần ghép nối trực tiếp với một trung tâm cấp trên

và một trung tâm cấp dưới Cách ghép như vậy được trình bày bởi các đường

nét lién trong hinh 10(b) Tuy nhién dé tang khả năng phục vụ, người ta lắp thêm các đường dây trực tiếp giữa các trung tâm không kể nhau, được trình bày bằng các đường nét đứt trong hình 10(b) Ở mỗi đài, các cuộc gọi được

truyền tới trung tâm cao hơn kế tiếp chỉ khi nào tất cả những đường dây trực tiếp đều bận Số đường dây thông tin trung gian lớn nhất giữa các thuê bao là 7

(các đường liền nét) nhưng đa số các cuộc gọi sử dụng ít hơn Trong những thời

điểm bất thường, như lễ Noel, một số cuộc đàm thoại bị tắc nghẽn bởi vì ngay

cả các đường dây ở các mức cao hơn cũng đã bận

Một đài cuối có thể thiết kế với 10.000 đường dây thuê bao, và như vậy các

thuê bao được phân biệt bằng một số thập phân có 4 digit (4 số) để biểu thị số

Trang 25

của thuê bao (telephone number), nghĩa là 4 số cuối trong số các con số của một số điện thoại Ba digit đầu của mỗi số điện thoại để phân biệt các đài cuối

với nhau Một vùng có 1.000 đài cuối sẽ được gán 3 digit đầu cho mỗi đài và

gọi là mã vùng (area code)

LÌ Regional center Class | /\ Sectional center Class 2

O Primary center Class 3

`Switching cémt

Vòng (loop) là một đường thông tin hai dây kết nối với một thuê bao Những

đường dây dùng chung bởi nhiều thuê bao được gọi là trung kế (trunks) Các đường dây trung kế thường là loại bốn dây, đó là những mạch hoặc những kênh được cung cấp cho cả hai hướng thông tin

Các trung kế ở mức cao hơn thường dung phương pháp điều chế sóng mang

để dồn nhiều kênh thoại với nhau vào một đường cáp đồng trục dải rộng, sợi quang hay các tuyến viba Các tuyến thông tin này thường có các bộ khuếch đại chuyển tiếp đặt ở những nơi thích hợp Ví dụ vài trăm kênh thoại được dỗn vào một dây cáp đồng trục, dùng điều chế đơn biên và dồn kênh theo phương pháp phân chia tần số (FDM) Một đường dây như vậy đòi hỏi phải có các bộ chuyển tiếp đặt cách nhau khoảng 10 km

Khi thuê bao nhấc máy để tiến hành cuộc gọi, thuê bao này làm đóng tiếp

điểm chuyển mạch gây ra một dòng điện chạy trong vòng thuê bao Thiết bị ở

đài cuối nhận biết trạng thái chuyển mạch (off-hook), bộ chọn đường dây kết nối chuyển mạch với thuê bao để cung cấp một chuỗi xung mời quay số (dial tone) và sẵn sàng nhận các xung quay số Sau đó, thiết bị chuyển mạch phải kết nối thuê bao với đường dây có địa chỉ là số điện thoại đã quay

Tầng cuối cùng trong bộ chuyển mạch có nhiệm vụ kiểm tra đường dây bận

và phải cung cấp một tín hiệu chuông tới thuê bao (nếu bận-phát tín hiệu bận,

nếu rỗi-phát tín hiệu mời quay số)

Từ bảng kết nối của tổng đài nhân công đâu tiên, kỹ thuật tổng đài chuyển mạch đã phát triển dân lên qua nhiều giai đoạn

Tổng đài tự động đầu tiên sử dụng chuyển mạch cơ điện từng nấc Tổng đài

từng nấc đôi khi được gọi là tổng đài Strowger, đặt theo tên của nhà phát minh

Đây là một chuyển mạch quay tròn nhiều nấc, có một chổi quét chung Chổi quét được đặt thẳng đứng, tương ứng với số đã quay (bởi các xung quay số) để

chọn một trong số mười tiếp điểm tĩnh Sau đó chổi quét quay tròn để chọn

một đường dây có thể sử dụng trong số mười cặp tiếp điểm được đặt trên mỗi miếng hoặc nấc

Tổng đài cơ điện kế tiếp là tổng đài ngang dọc Các tiếp điểm chuyển mạch

Trang 27

ngang dọc được sắp xếp dưới dạng ma trận với một nhóm tiếp điểm được đặt

tại giao điểm của hàng và cột Một bộ chuyển mạch điển hình có 10 hàng 20

cột được minh họa trong hình 11, có một bộ 4 tiếp điểm ở mỗi điểm

Hinh 11 - Chuyén mach ngang doc

Hai nhóm nam châm điện cho phép chọn tuần tự cột và hàng mong muốn Như vậy ta có thể duy trì được 20 vòng kín riêng rẽ Bộ chuyển mạch ngang đọc tạo

được một quá trình có thể tập trung được thiết bị chuyển mạch gọi là điểu

khiển chung (common control), điều này không thực hiện được trong bộ

chuyển mạch từng nấc

Vào năm 1970 người ta đã giới thiệu loại tổng đài điểu khiển bằng máy tính

có lưu trữ chương trình

Các hệ thống đầu tiên như vậy sử dụng loại chuyển mạch ngang dọc Sau

này hệ thống có lưu trữ chương trình sử dụng các rơle tiếp điểm kín (reed relay: cọng tiếp điểm) nhỏ hơn và nhanh hơn Các tiếp điểm này được chế tạo

bằng vật liệu sắt từ, và vì vậy chúng sẽ hút lẫn nhau khi chịu tác động của lực

Trang 28

từ được tạo ra bởi cuộn dây bao quanh Cac cong tiếp điểm này được đặt trong

ống thủy tính chứa Nitơ

Trong lúc đó, kỹ thuật IC đã có những tiến bộ lớn về chuyển mạch điện

thoại Sự phát triển của chuyển mạch tương tự dùng transitor hiệu ứng trường

(FET), các bộ biến đổi A/D và D/A và các bộ vi xử lý đã là công cụ để khai sinh ra chuyển mạch số

Hệ thống chuyển mạch điện tử hoàn toàn số đầu tiên được giới thiệu vào khoảng năm 1975 Trong hệ thống số, các tín hiệu analog được lấy mẫu và được mã hóa bằng cách sử dụng bộ điều chế mã xung (PCM) 8 bit Các mẫu tự

8 bit từ nhiều thuê bao dược dồn theo phương pháp phân chia thời gian vào các

khung (frame) và được mang trên các bus chung trong thiết bị chuyển mạch

Trong chuyển mạch số, ngoài chuyển mạch vật lý hoặc chuyển mạch không

gian thông thường, ta còn cần thêm chuyển mạch thời gian Chuyển mạch thời

gian để làm trể hoặc để đệm trong bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (RAM) các

mẫu từ một thuê bao sao cho phù hợp với khe thời gian TDM của một thuê bao khác Khái niệm này được minh họa trong hình 12

( & space swilteh

Hinh 12 - Chuyén mach TDM

Bộ chuyển mạch số cung cấp chuyển mạch thời gian và không gian cần thiết

cho N module, mỗi module chứa n máy điện thoại hoặc n kênh Trong mạng

Trang 29

điện thoại công cộng, n thường là 24

Trong hình 12, kênh 4 của module 1 được nối với kênh 2 của module N

Thông thường chuyển mạch số yêu cầu có chuyển mạch thời gian để phù hợp với các khe thời gian bus TDM và chuyển mạch không gian để nối các thuê

bao trên các bus khác nhau

II CÁC ĐẶC TÍNH TRUYỀN CỦA MẠNG ĐIỆN THOẠI:

1 Tiếng đội (echo):

Nghe tiếng dội giọng nói của chính mình trong khi sử dụng điện thoại sẽ

rất khó chịu Tiếng dội là kết quả của sự phản xạ tín hiệu xảy ra tại những

điểm không phối hợp trở kháng dọc theo mạng điện thoại Nói chung, thời

gian trễ của tiếng dội dài hơn và tín hiệu tiếng dội mạnh hơn sẽ làm nhiễu loạn đến người nói nhiều hơn

Sự phối trở kháng trên đường truyền thường xấu nhất trên các vòng thuê bao và tại nơi giao tiếp với đầu cuối Ở đây, việc phối hợp trở kháng rất khó điều khiển vì chiều dài của vòng thuê bao và các thiết bị thuê bao quá

khác nhau

May thay, tiếng dội nghe được bởi người nói đã bị suy giảm hai lần vì

tiếng dội phải đi qua mạng hai lần: từ người nói đến điểm phẩn xạ và ngược lại Để thời gian trễ ngắn người ta thêm vào các bộ suy hao để làm giảm mức tiếng dội

Trên các đường truyền dài người ta phải sử dụng các bộ triệt tiếng đội

đặc biệt, như minh họa trong hình 13 Tín hiệu thoại từ người nói được bộ

suy hao nhận biết và làm suy giảm 60 đB trên đường về Bộ triệt tiếng dội

sẽ bị vô hiệu hóa (khử hoạt) vài phần ngàn giây sau khi người nói đã ngưng

nói Bộ triệt tiếng dội cùng có thể bị khóa nếu người nói và người nghe ở

Ở Bắc Mỹ, bộ triệt tiếng dội được sử dụng trong các mạch truyền tin khi

thời gian trễ của một vòng tín hiệu vượt quá 45ms Các cuộc gọi giữa các trung tâm miền của mạng và một số các đường dài khác thuộc loại này Ví

dụ, sự lan truyền thời gian trễ trên các đường thông tin vệ tinh có thể vài trăm ms, nên ta phải sử dụng bộ triệt tiếng dội

Các bộ triệt tiếng dội được vô hiệu hoá trong khi truyền dữ liệu các cuộc

gọi Sự ngắt vài ms trong khi bộ triệt của hướng này tắt và hướng kia mở sẽ

làm hư hại dữ liệu (vì dữ liệu là các tín hiệu xung nên sự đóng mở của các

bộ triệt sẽ ảnh hưởng đến các xung tín hiệu này) Ở mỗi máy thu, các

modem làm suy giảm tiếng dội bằng bộ ngõ lọc vào Điều này có thể thực hiện được bởi vì sóng mang của các kênh phát và thu của mỗi modem khác

nhau

Đặc tính của bộ loại được dùng trong mạng là cho phép các bộ triệt tiếng

đội được vô hiệu hóa một cách tự động Bộ loại được kích khởi khi một trong hai bên phát ra một tone 2025Hz hoặc 2100Hz Tone này phải được

kéo dài ít nhất 300 ms và mức công suất là -5đBm Khoảng thời gian

không có tín hiệu là 100 ms hoặc nhiều hơn sẽ làm cho bộ triệt tiếng đội

được chuyển mạch trở lại Nhiệm vụ điều khiển bộ triệt tiếng dội được thực

hiện bởi modem của người sử dụng (DCE) và phải được đặt giữa đường tín

hiệu RTS (request to send) được yêu cầu bởi thiết bị dầu cuối (DTE) và

đường tín hiệu CTS (clear to send) được chấp nhận từ modem