thiết kế thi công tổng đài nội bộ 4 thuê bao 1 trung kế

Nhiệm vụ của điện thoại viên trong tổng đài này bao gồm: -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.. o Tổng đài

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DL KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NGÀNH ĐIỆN TỬ - VIÊN THONG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐÈ TÀI:

THIẾT KE VA THI CONG TONG DAI NOI BO

4 THUE BAO 1 TRUNG KE

GVHD: TS TRAN DUNG TRINH SVTH : NGUYEN VAN THANG MSSV : 02ĐHĐT177

TP.Hồ Chí Minh 01 -2007

MỤC LỤC Phần I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1/ KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI TỔNG ĐÀI ¿-cz+cc+zee+crxveeecrt Trang 1

I/ PHÂN CẤTP -2-©©++£9++tEEEESEEEESEEEEEE1151121312271372113.11122110.207 e7 Trang 3

HI/ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN . +2-©VV22eEEEEEeEEEEAetEEEAesrrrrrrrrrrte Trang 4

A.Đặc tính truyền của mạng điện thoại . 6° + 5<++£tEksesrrrrrrrrsrreerrer Trang 4

B Máy điện thoại và vòng nội bộ - 9 ng 0148332481011 88 1 nen Trang 8

C Mạch giao tiếp và vòng thu€ baO << 5+ S5 SE g3 xe Trang 11

II 0.18 ai(2ì 0121007 Trang 13

IV/ GIỚI THIỆU TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ PABX -ccsecccseeeerr Trang 22 1.Tổng quát

2.Các phương tiện được cung cấp bởi tổng đài điện tử

>Các phương tiện cho thuê bao

> Các phương tiện cho việc bão dưỡng

PHẦN 2:TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI NỘI BỘ

"H0 ‹ 0700:0860 008 Trang 24

2.2: Chức năng và nguyên lý hoạt động - - nen re Trang 25

2.3: Tiến trình xử lý cuộc gọi tổng đài . -ssc+crerrk+kekekekeeegerkereeeee Trang 29

PHAN 3: THIET KE PHAN CỨNG

j/9:1-8.{:00.18›::1 8 Trang 33

A Mạch giao tiếp thuê baO óc 2c HH 11 HH ưec Trang 33

;0 190 83710Ề01:-000ìi.8‹ 000007080868 Trang 39 0® /01900i8940)/1 10115 Trang 45

D Hệ thống chuyển mạcch - - +5 +52 +x+E#EEEEESEEEEEESEErkerrkrkrkeerrerkrrsree Trang 46

E Mach xtf ly trung tA Trang 47

PHẦN 5: LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT

I lưu đồ giải thuật chương trình chính - - - 5< + v++ksEsrsrsexeesrerervee Trang 67

II Lưu đồ giải thuật thuê bao 2 5 <5 S111 nh ng 1x re Trang 70

IV Lưu đồ giải thuật thuê bao 3 << Sóng te Trang 72

V Lưu đồ giải thuật thuê bao 4 «5< 5s vn gi Trang 74

VI Lưu đồ giải thuật trung kế, - 5c 5S Sex re grrreiee Trang 76 PHẦN 6: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN - ¿+ 2vceeceerrcccrre Trang 77

LỜI KẾT LUẬN VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO.

Phan 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

I2: Phân loại :

v Đựa vào công nghệ:

o 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 gồm:

-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

-Trực tiếp hỏi thuê bao gọi xem có nhu cầu thông thoại với thuê bao bị gọi nào

-Trực tiếp 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 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 tỏa 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

phai có một máy điện thoại và các nguồn điện DC, AC để cung cấp cho cuộc đàm

thoại, đổ chuông

Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

> Nhược điểm của tổng đài nhân công:

-Thời gian kết nối lâu

-Dễ bị nhầm lẫn do thao tác bằng tay

-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

o Tổng đài tự động:

Cùng với sự tiến bộ của 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 Có hai loại tổng đài điện tử :

> 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 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 chóng 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 kênh

-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 trên càng thể hiện rõ khi dung lượng tổng đài càng lớn

> Tổng đài điện tử:

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

Trang2

Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

thông thoại nhanh hơn, năng lượng tiêu tán ít hơn Dung lượng tổng đài tăng lên đáng

kể Công tác sửa chửa bảo trì, phát hiện hư hỏng cũng dễ đàng 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

Hiện nay dựa trên cấu trúc mạng viễn thông Việt Nam có 5 loại tổng đài sau : -Tổng đài cơ quan PABX (Private Automatic Branch Exchange): Được sử dụng trong các cơ quan, khách sạn và thường sử dụng trung kế CO-Line (Central Office) -Tổng đài nông thôn (Rural Exchange): Được sử dụng ở các xã, khu dân cư đông,

chợ và có thể sử dụng tất cả các loại trung kế

-Tổng đài nội hạt LE (Local Exchange): Được đặt ở trung tâm huyện tỉnh và sử

dụng tất cả các loại trung kế

-Tổng đài đường dài TE (Toll Exchange): Dùng để kết nối các tổng đài nội hạt ở

các tỉnh với nhau, chuyển mạch các cuộc gọi đường dài trong nước

-Tổng đài cửa ngõ quốc tế (Getway Exchange) Tổng đài này dùng để chọn hướng

và chuyển mạch các cuộc gọi vào mạng quốc tế để nối các quốc gia với nhau, có thể

chuyển tải cuộc gọi quá giang

Il: PHAN CAP:

1/ Cấp 1: Cấp tổng đài gateway

_Tổng đài cửa ngõ quốc tế dùng để kết nối đến các quốc gia khác qua mạng điện thoại quốc tế và kết nối với các tỉnh thành trong nước qua mạng điện thoại trong nước 2/ Cấp2: TollExchange

_Tổng đài liên tỉnh kết nối với tổng đài nội hạt và với tổng đài cấp một theo phương

thức chuyển mạch quá giang

3/ Cấp3: Tổng đài nội hạt(Local Exchange)

_Là tổng đài vệ tỉnh của tổng đài Toll, được sử đụng ở các tỉnh, thành phố

4/ Cấp4: Tổng đài nông thôn (Rural Exchange)

_ Được sử dụng ở các huyện, thị xã, khu vực đông dân cư, là vệ tinh của tổng đài nội

hạt

Ngoài ra còn có một cấp tổng đài được coi là nhỏ nhất trong các mạng phân cấp, đó là

tổng đài rẻ nhánh PBX (Private Branch Exchange), còn gọi là tổng đài nội bộ, được sử dụng trong các cơ quan, xí nghiệp, công trường, bệnh viện

Trang3

Phan 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

_Tổng đài PABX (Private Automated Branch Exchange) cũng giống như PBX nhưng việc chuyển mạch hoàn toàn tự động nhờ bộ vi điểu khiển bên trong mà không phải

can thiệp trực tiếp vào hệ chuyển mạch trực tiếp Ngoài ra nhờ sự linh hoạt và khả

năng mạnh mẻ của kĩ thuật vi điều khiển, tổng đài PABX còn cung cấp cho người dùng

nhiều địch vụ tiện dụng khác

_Các tổng đài chính nối với nhau bằng những đường nối đặc biệt gọi là trung kế

(trunk) Trung kế có thể được nối vật lí, cáp quang, đường nối vô tuyến hay các tuyến

vi ba Thường thì mỗi cấp chỉ cần nối trực tiếp với một cấp trên và một cấp dưới Tuy nhiên để tăng khả năng phục vụ, người ta thường dùng các trung kế nối tắt các trung tâm gần kề nhau để tăng khả năng phục vụ

_Central Office (CO) là nơi có tổng đài ở mức cuối (End Office) kết nối với máy điện thoại của người sử dụng (thuê bao)

_Máy điện thoại của người sử đụng đựơc nối với tổng đài ở mức đài cuối bằng một đôi dây được gọi là vòng nội bộ (ocal loop) Một dây được gọi là TIP dây còn lại gọi

14 RING ( theo qui ước RING có điện thế âm so với TIP)

II : CÁC VAN DE LIEN QUAN:

A Các đặc tính truyền của mạng điện thoại:

1 Tiếng đội (Echo):

Nghe tiếng đội giọng nói của chính mình trong khi sử dụng điện thoại sẽ rất khó

chịu Tiếng đội 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 đội mạnh hơn sẽ làm nhiễu loạn đến người nói nhiều hơn

Sự phối hợp trở kháng trên đường truyền thường xấu nhất trên các vòng thuê bao

và tại nơi giao tiếp với đầu cuối Ở đây sự phối hợp trở kháng rất khó điều khiển vì chiều dài của vòng thuê bao khác nhau rất nhiều Tuy nhiên tiếng dội nghe được bởi người nói đã bị suy giảm hai lần vì tiếng đội phải đi qua mạng hai lần: từ người nói đến

điểm phản xạ và ngược lại Để thời gian trễ ngắn người ta thêm vào các bộ suy hao để

làm giảm bớt tiếng đội

Trên đường truyền dài, người ta phải sử dụng các bộ triệt tiếng dội đặc biệt

Tín hiệu thoại từ người nói được bộ suy hao nhận biết và làm giảm 60dB trên

đường về Bộ triệt tiếng đội sẽ bị vô hiệu hoá (khử hoạt) vài phần nghìn giây sau khi

Trang4

Phan 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

người nói ngừng nói Bộ triệt tiếng đội cũng có thể bị khoá nếu người nói và người nghe Ở xa nhau

2 Băng thông:

Dải thông của mạng điện thoại khoảng 300Hz đến 3400Hz Dải tần số này tương ứng với phổ tiếng nói

Một hệ thống truyền đữ liệu thực tế bất kì có các đường truyền và các bộ lọc sẽ

có đáp tuyến biên độ và đặc tính trễ biến đổi theo tần số

Thời gian trễ biến đổi được sinh ra bởi các biến đổi thời gian lan truyền theo tần

số Sự biến đổi biên độ và thời gian trễ theo tần số sẽ làm méo dang biên độ và pha

Một đáp tuyến tần số và đặc tính trễ tiêu biểu có đạng như sau:

0 -2—

-4 -6—- -8—+—

Trường hợp DC Trường hợp tần số thấp Trường hợp tần số cao

Khi phân tích chỉ tiết, người ta thấy rằng sự suy hao của một đường dây có thể

giảm nếu điện cảmL của nó được gia tăng, do đó tạo ra một tần số nữa trong dải tần

số tiếng nói Thực chất điện cảm phải được gia tăng nhiều hơn điện cảm của một đường dây bất kì Để giảm sự suy hao của một đường dây, người ta đặt nối tiếp với

đường dây các điện cảm tập trung hoặc rời rạc, gọi là các cuộn phụ tải Các cuộn dây được đặt ở những điểm cách đều nhau để đạt được hiệu quả mong muốn Một dạng sắp

xếp điển hình là sử dụng các cuộn cảm 88mH đặt cách nhau 1,8Km, mỗi cuộn có cấu

tạo như sau:

tương đối lên tới tần số cắt tới hạn, trên tần số cắt này sự suy hao sẽ gia tăng Vận tốc

lan truyền của một đường dây có phụ tải cũng tạo ra một tần số nữa và nhỏ hơn đường

dây không có phụ tải Việc làm cho V, là hằng số sẽ giảm được méo pha, tuy nhiên

thời gian trễ tuyệt đối lại tăng lên và làm xấu đi vấn đề tiếng đội

Các cuộn phụ tải phải được đi chuyển theo các vòng thuê bao để các tần số trên tân số cắt được bỏ đi, trường hợp này dùng cho các đường truyền dữ liệu tốc độ cao

3 Suy hao tín hiệu các mức công suất và nhiễu:

_ Trên mạng điện thoại có chuyển mạch, sự mất mát công suất tín hiệu giữa các thuê

bao biến động mạnh trong khoảng từ 10dB — 25dB Sự biến động theo thời gian giữa hai

thuê bao bất kì nhỏ hơn +6db

_ Tỉ số tín hiệu trên nhiễu S/N (signal to noise) cũng quan trọng như độ lớn tín hiệu

thu được Để tín hiệu thu được có thể tin cậy được, đ số S/N phải ít nhất là

30:1(29,5đB) Hầu hết nhiễu được tạo ra trên mạng điện thoại có thể chia ra ba loại:

a Nhiễu nhiệt và tạp âm (do sự phát xạ của các linh kiện trong bộ khuếch đại) là

tiếng ồn ngẫu nhiên dải rộng, được tạo ra do sự chuyển động và dao động của các hạt

mang điện tích cực trong các thành phần khác nhau của mạng

b Nhiễu điều chế nội và xuyên âm: là kết quả của sự giao thoa tín hiệu mong muốn

với các tín hiệu khác trên mạng Các tín hiệu giao thoa này ở trên một đôi cáp đặt kể

cận với đôi cáp đang sử dụng cho tín hiệu mong muốn, hoặc các tín hiệu được điều chế

trên các tần số sóng mang kể cận trong hệ thống FDM

^

Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

c Nhiễu xung:

Bao gồm các xung điện áp hoặc các xung nhất thời, được tạo ra chủ yếu bởi sự

chuyển mạch cơ học trong tổng đài, sự tăng vọt của điện áp nguồn hoặc tia chớp Việc giảm tối thiểu ảnh hưởng của tiếng ổn trên tín hiệu thu đựơc là điều có thể thực hiện được bằng cách sử dụng việc truyền các mức công suất cao có thể Tuy nhiên

các mức tín hiệu cao trên mạng sẽ tăng sự điều chế nội và xuyên âm

Cần có sự thoả hiệp trong việc thiết lập mức truyền, mức công suất lớn nhất cho phép, được điều khiển chính xác bởi cấp mạng có thẩm quyền

Các qui định đã công bố về mức công suất lớn nhất cho phép phụ thuộc vào tín

hiệu đang gởi (ví dụ phụ thuộc vào chu kì và tần số làm việc ) Thường các mức công

suất truyền phải nhỏ hơn 0đB (1mW)

Mức công suất nhiễu ngẫu nhiên đo được ở các thiết bị đầu cuối của thuê bao tiêu biểu trong khoảng -40dBm

Nhiễu xung là một thảm hoạ lớn nhất trong việc truyền dữ liệu và khả năng dự đoán sự xuất hiện của nhiễu là lớn nhất Khi xuất hiện nhiễu xung, kết quả là một lỗi

xung xảy ra và có một bit bị mất Do đó cần có các mạch phát hiện lỗi như kiểm tra

parity, checksum

B Máy điện thoại và vòng nội bộ:

Máy điện thoại là thiết bị để chúng ta đàm thoại với nhau thông qua mạng điện thoại Máy điện thoại kết nối với tổng đài bằng một đôi dây gọi là vòng nội bộ

Phan 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Một máy điện thoại có cấu tạo như sau:

Vòng nội bộ (local loop) là một đường dây hai dây cân bằng nối với đầu cuối trở

kháng hoặc tính kháng đặc tính khoảng 500 - 1000Q (thường khoảng 6009)

Nguồn chung của đài cuối cung cấp nguồn 48VDC cho mỗi vòng thuê bao dẫn _ đến thuê bao bằng hai dây TIP và RING Đường RING có điện áp -48VDC so với TIP

TIP được nối đất ở đài cuối

Khi thuê bao nhấc máy (off-hook) làm đóng tiếp điểm chuyển mạch (On-Off

HookSwitch) tạo nên một dòng điện xấp xỉ 20mA DC chạy trong vòng thuê bao Ở trạng thái Off-Hook, điện thế DC rơi trên đường dây giữa TIP và RIĨNG khoảng 4 - 12V

ở thiết bị đầu cuối của thuê bao điện thoại

Tín hiệu thoại âm tần được truyền trên mỗi hướng của đường dây khi có sự thay đổi nhỏ của dòng điện vòng Sự thay đổi của dòng điện gồm tín hiệu AC chồng chập

với dòng điện vòng DC Tín hiệu thoại trên vòng có biên độ khoảng 1V - 2V, dòng xấp

xi 3mA

Khi tổng đài phát hiện trạng thái Off-Hook, âm hiệu mời quay số được phát đến

thuê bao, đồng thời sẵn sàng nhận các số mà thuê bao sắp gọi Tín hiệu quay số có thể

ở dạng xung (pulse) dùng đĩa quay số, hoặc dưới dạng tone tần số kép DTMF (Dual Tone Multi Frequency)

Khi quay số dạng xung, mạch vòng được đóng ngắt bởi một chuyển mạch được

nối với cơ cấu quay số Các chuỗi xung đồng nhất được tạo ra tương ứng với các số

Ềẳồ-ồồŠồ°Šồ°ŠồŠồ°°Š°*°Š°*ẦẮồ°ŠồŠŠồẦồ“°Š°°ẦŠ°555-5°5°5°5°_——————5-ttễ-ớỚIÏẵGGỳợttniỶẳ

Trang9 Microphone

—#——-: TH

Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

được quay Mỗi xung có chu kì khoảng 100ms, 50% chu kì làm việc Số này cách số kia

từ 0.5 — 1s do điều khiển bằng tay

và một cặp tần số riêng được phát đồng thời ứng với mỗi số, mỗi tone kép xuất hiện tối thiểu 40ms, thời gian tối thiểu giữa các số là 60ms Như vậy quay số bằng phím bấm có thể nhanh hơn 10 lần so với quay số bằng đĩa quay

Phân bố tần số được chuẩn hoá như sau:

Để điện thoại của thuê bao đổ chuông, tín hiệu cấp dòng chuông có biên độ xấp xỉ

90Vạgs , tần số khoảng 20Hz được lấy từ tổng đài đưa tới đường dây Tín hiệu AC chạy

qua bộ phận rung chuông làm chuông reo chờ nhấc máy

Để báo hiệu tốt trạng thái On-Off Hook, tín hiệu quay số và âm hiệu chuông, điện trở nối tiếp của mạch vòng không được quá 1300 (bao gồm điện trở của mạch vòng, máy điện thoại và các cuộn phụ tải) Một vòng 7Km sử dụng ở dây 24 có điện trở là

12009

Sự mất mát tín hiệu cho phép giữa thuê bao và tổng đài lớn khoảng 9dB, tiêu biểu là 4dB, sự mất mát tín hiệu trên đường dây cỡ 24 không có phụ tải khoảng 1.4đB/Km

Trang lÔ

Phan 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

—>x-saoooờơờẳớợợớợớợớẳẳễs-‹-srseơơợợờớẳớẳơơœsaazơơaam>>mmaranaanananaanaaaaaaaanananaaananz=wœmmmmn

C Mạch giao tiếp vòng thuê bao:

Vòng thuê bao nội bộ sử đụng một đường dây hai dây cân bằng, tín hiệu trên vòng được truyền theo hai hướng giữa thuê bao và tổng đài Sự giao tiếp này cần có sự

chuyển đổi từ 2 dây sang 4 dây để tín hiệu phát và thu có thể tách rời ra trên các mạch

2 đây riêng rẽ Trước đây, việc chuyển đổi 2 dây sang 4 dây được thực hiện bởi một biến thế âm tần đặc biệt gọi là Hybrid

Hình 7: Mô Hình Biến Thế Hybrid

_ Mô hình một biến thế Hybrid được minh hoạ như hình 7 Để có sự phối hợp trở kháng giữa mạng điện thoại và tín hiệu gọi, mạch Hybrid cần có những điều chỉnh rất phức tạp

_ Vào những năm cuối thập kỉ 70 của thế kỉ 19, công nghệ bán dẫn phát triển, các IC

giao tiếp vòng thuê bao SLIC đầu tiên ra đời thay thế sự cổng kểnh của biến thế Hybrid Một SLIC (Subscriber Loop Interface Circuit) thường có 6 chức năng được gọi

là tiêu chuẩn BORSHT (Battery Overvoltage Protection Ringtrip Supervision HybridTest)

Trang11

Dòng nuôi có khả năng truyền đi và nhận tín hiệu cho hai chiều giữa tổng đài và

thiết bị đầu cuối

Có điện trở DC thấp để tránh sụt áp khi cung cấp cho các bộ phận mạch

Có tổng trở AC cao đối với tần số tiếng nói để chống xuyên nhiễu

2 Overvoltage:

_SLIC có khả năng chống lại các sự cố về điện trên vòng như vòng thuê bao bị ngắn mạch , quá áp do sét đánh Bảo vệ bản thân nó và các bộ phận liên quan Đây là

yếu tố mang nhiều thử thách đối với thiết bị và công nghệ chế tạo của nhà sản xuất, do

đó với từng tổng đài mức độ đáp ứng đối với tiêu chuẩn này trên thực tế là khác nhau

v Thuê bao nhấc máy gọi đi

* Thuê bao quay số

* Thuê bao đang nói chuyện

Thuê bao nhấc máy trả lời

4 Thuê bao gác máy kết thúc đàm thoại

_ Việc theo dõi này được thực hiện chủ yếu nhờ sự có mặt và mất đi của dòng điện

vòng Bộ phận ghi nhận chuyển biến phải phân biệt đâu là dòng điện nhấc máy, đâu là đòng điện nhiễu, rò

7"Ắ,;, ẮẮ————-——=ễtnơợớơnununäẳăơm

Trang12

Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

5 Hybrid:

_SLIC chứa một bộ biến đổi tư 2 dây sang 4 dây, tách riêng tín hiệu thu và phát mà

không cần biến áp cách ly nữa

6 Test:

_Tạo đường thông từ bộ phận bảo đưỡng của tổng đài đến mạch vòng hầu như thực hiện được sự đo lường trên cà hai đường thuê bao và tổng đài trên cả chức năng bảo dưỡng định kỳ lẫn việc xử lý kịp thời trong các trườnghợp khẩn cấp

_Các thông số kỹ thuật đã được điều chỉnh chính xác trong quá trình thiết kế, chính

vì vậy các SLIC có tính tiện dụng rất cao

D Các tín hiệu báo:

Tình trạng của tổng đài cũng như cuộc gọi được thông báo đến thuê bao goi bằng những âm hiệu đã được qui ước Thông thường có ba loại âm hiệu sau:

1 Âm hiệu mời quay số (Dial Tone):

_ Khi thuê bao nhấc máy gọi đi, nếu các điểu kiện phục vụ cho cuộc gọi đều thoả mãn, tổng đài sẽ cấp cho thuê bao một âm hiệu báo rằng nó sẵn sàng nhận các số mà thuê bao sắp quay Thường thì âm hiệu này là một dao động liên tục có biên độ áp

khoảng 3V không ngắt quãng, có tần số khoảng 425 + 25Hz

AAAAAAA VVVVVVY

Hinh 8

2 Âm hiệu báo bận (busy Tone):

_ Khi các điều kiện phục vụ cho cuộc gọi không được thoả mãn, tổng đài sẽ gởi một

âm hiệu báo cho thuê bao biết rằng cuộc gọi không thể thực hiện được vào lúc này Thường âm hiệu này có tần số như Dial Tone nhưng bị ngắt quãng với chu kì 0.5s có,

Trang13

Phan 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3 Am hiéu héi chuéng (Ring Back Tone)

_Khi cudéc goi di điều kiện thực hiện và thuê bao bị gọi đổ chuông, một âm hiệu

được cấp đến thuê bao gọi báo rằng thuê bao được gọi đang đồ chuông chờ nhấc máy

Am hiệu này cũng có tần sơ như Dial Tone nhưng bị ngắt quãng với chu kì 3s có, 4s

không

_Ngày nay, kỹ thuật DSP (Digital Signal Proccessing) phát triển mạnh mẽ cùng với

các thiết bị lưu trữ tiếng nói dung lượng lớn ra đời, các tín hiệu báo rằng những âm

thanh đơn điệu truyền thống đã được thay thế bằng tiếng nói đa dạng và gần gũi hơn

_ Bộ phận chính yếu trong bất kì loại tổng đài nào là bộ phận chuyển mach

_Trong tổng đài điện tử có hai loại hệ thống chuyển mạch khác nhau để thực hiện

được các chức năng chuyển mạch: truyền dẫn tiếng nói và tín hiệu

Trang14

Phan 1: CƠ SỞ LÝ THUYET

4.1: Hệ thống chuyển mạch phân chia không gian:

_ Được tiến hoá từ các hệ thống cơ điện hiện hữu Nó cung cấp một đường kết nối vật

lí riêng biệt cho mỗi cuộc gọi và được kém giữ trong suốt thời gian thực hiện cuộc gọi

Do đó các các cuộc gọi khác sẽ có các đường kết nối vật lí khác nhau, nghĩa là nó phân

chia tổng đài theo khía cạnh không gian Ngoài ra khi đường thoại mang tín hiệu analog

thì hệ thống này gọi là hệ thống chuyển mạch analog Để duy trì sự thích hợp với mạch hiện hữu, thông thường đường nối thoại kim loại có các điểm nối chéo bằng kim loại giữa các thành phần sẽ được dùng

4.2: Hệ thống chuyển mạch phân chia theo thời gian:

_ Được tiến hoá tuần tự cải tiến dựa trên khả năng và sự thực hiện của hệ thống

chuyển mạch phân chia theo không gian Nó có các đặc điểm nào đó được cải tiến, tức

là phân chia cùng đường nối có nhiều cuộc gọi, khả năng chuyển mạch đầy, không bị khoá mạch bên trong, tỉ số S/N tốt hơn

4.2.1: Một số mạng chuyển mạch:

*Mạng dạng lưới (Mesh network):

Các nút của mạng được kết nối từng cặp bởi các nhóm kênh nối trực tiếp Nếu n là số nút của

mạng thì số nhóm kênh N cần dùng để tạo mạng dạng lưới là:

N = n(n-1)*1/2

Số nhóm kênh N tăng tỉ lệ với n”, điều này

làm cho số nhóm kênh N rất lớn Mặt khác, việc

kết nối trực tiếp giữa các nút không đạt hiệu suất cao khi lưu lượng thông tin thấp Tuy nhiên trên mỗi kết nối trực tiếp ta có thể tối ưu

hoá chất lượng kênh truyền tùy vào lượng thông tin và khoảng cách giữa các nút

eee

Trang15

Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Mạng dạng lưới hữu hiệu trong các trường hợp sau:

Khi lượng thông tin giữa các nút trong nội bộ mạng lớn Khi điều kiện chất lượng

thông tin đặt lên hàng đầu

*Mạng hình sao (Start network):

Mạng hình sao được sử dụng trong các hệ

thống sau:

Mạng nội hạt (Domestic Network) kết nối

các thuê bao có lượng thông tin thấp đến trạm đầu

cuối trước khi được chuyển đến mạng chuyển

mạch công cộng

Mạng vùng (Rural Network) nối nhiều trạm

đầu cuối vào một trạm trung tâm sau đó tiếp tục

kết nối đến các mạng liên tỉnh (Interurban Network)

Độ tin cậy của mạng hình sao thấp, dễ bị mất liên lạc khi có hư hỏng trên

đường truyền hoặc tại các trạm trung chuyển mà không có đường kết nối khác thay thế

*Mang tuyén tinh (Linear Network):

Mạng tuyến tính cho phép sử đụng chung băng thông B (truyền tương tự) hoặc tốc

độ bit D (truyền số) của môi trường truyền thông nhiều người sử dụng hệ thống, mỗi

người chỉ được sử dụng một phần băng thông (hoặc tốc độ bit) của hệ thống trong một

khoảng thời gian nhất định

Phan 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

*Mang vong (Ring Network):

Mạng vòng có đủ các đặc tính của mạng tuyến

tính, thêm nửa chỉ cần một môi trường duy nhất cho

cả hai chiều thông tin, đường đi và về thực hiện trên một vòng đầy đủ của mạng

Mạng vòng cho phép phân cấp hoá các lệnh điều

khiển và chuyển mạch Thông tin truyền trên mạng vòng được tổ chức thành khối ghi rõ địa chỉ của nơi

nhận Tại mỗi trạm thông tin được lấy mẫu, kiểm tra địa chỉ, nếu đúng địa chỉ của trạm, thông tin sẽ được nhận

Mạng vòng tuy hữu hiệu trong thông tin đi-vể, nhưng rất khó kiểm soát hoạt động

của mạng về quá trình thâm nhập mạng và bảo đảm độ tin cậy

Do đặc tính mềm dẻo khi gán địa chỉ lưu lượng thông tin của mạng cho người sử dụng nên mạng vòng được dùng rộng rãi trong các mạng nội hạt, nơi mà lưu lượng thông tin và tốc độ biến thiên rất nhiều và bất thường

4.2.2: Điểm nối chéo (Cross Point):

Điểm nối chéo là công tắt thu nhỏ được dùng để kết nối các đường hội thoại khác

nhau Nó có hai trạng thái ổn định là đóng (dẫn điện) và mở (ngắt điện)

GO trạng thái mở, tổng trở của điểm nối chéo phải cân đối với toàn bộ tần số được chuyển mạch

a Bộ chọn ngang dọc được thu nhỏ:

Bộ chọn ngang dọc không thích hợp dùng trong các tổng đài cần đáp ứng nhanh vì

thời gian hoạt động quá đài (hơn 50ms), vì thế bộ chọn ngang đọc thu nhỏ ra đời (gọi là Crossbar Derivatives)

Nguyên lý hoạt động của bộ chọn ngang dọc này giống như bộ chọn ngang dọc gốc, nhưng kích thước giảm đi rất nhiều, kết quả là hoạt động nhanh hơn, công suất tiêu tán thấp hơn Các nhà sản xuất khác nhau đã phát triển các bộ chọn này thành những tên khác nhau nhu: Meta-bar, Mini-bar, Mini- crossbar thi gian hoat động của các bộ

chon nay khoảng 10ms Các bộ chọn này được dùng đầu tiên trong các tổng đài điện tử điểu khiển bằng chương trình, tuy nhiên các bộ chọn này đều thuộc loại hở, nghĩa là

a

Trang18

b Bộ chọn bịt kín (sealed contact switch):

Bộ chọn có tiếp điểm bịt kín có ưu điểm hoạt động ổn định qua thời gian dài vì không bị ảnh hưởng bởi các tác nhân bên ngoài như : bụi, hơi ẩm hay hơi khói Hầu hết

bộ chọn công tắt bịt kín được sử dụng là Reed relay

Reed relay có hai lá méng như lưỡi gà làm bằng hợp kim từ được bịt kín trong ống

thủy tỉnh để bảo vệ chống sự va chạm bên ngoài Ống thủy tỉnh chứa gas để chống oxy

hoá công tắc Các lá công tác bị hút với nhau bởi từ trường song song với các lá và có thể được giữ lại bởi điện hoặc từ Tùy thuộc vào phương pháp khoá (giữ lại) hoặc chốt, Reed relay có hai loại: reed relay chốt điện reed relay chốt từ

Reed relay được chốt bằng điện:

Ses thầy ảnh

Reet: LS at 2

Hình 12: Cấu tạo Relay

Lò xo tiếp điểm hoặc Reed được đặt trong ống thuỷ tỉnh dọc theo trục của nó, phần

lưỡi gà (Reed) tiếp xúc với nhau khoảng 0,2mm Ống thủy tinh chứa đầy gas và được bịt kín ở hai đầu, toàn bộ kết cấu được đặt trong một cuộn dây hoạt động khi có dòng điện chạy qua

Reed là một hợp kim từ dẫn điện, có độ đàn hồi cao, phần di động của Reed khoảng

1 x 1,5 mm, đỉnh của Reed được mạ vàng có điện trở tiếp xúc thấp, phần lá tiếp xúc rất

nhỏ để bảo đảm cho sự hoạt động nhanh khoảng 1ms Khi có dòng đổ qua cuộn đây, từ trường làm hai lá kim loại từ khép lại với nhau và Reed Relay trở thành vật dẫn điện

Điều này chỉ tổn tại trong suốt thời gian dòng đổ qua cuộn đây, khi ngắt dòng, cuộn đây

mất từ tính, các lá kim loại bị đẩy ra do lực đàn hồi bản thân, Reed Relay trở thành vật

cách điện

a

Trang19

Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

rrr

Reed relay được chốt bằng điện từ:

Một loại Reed relay mà chỉ một lần kích đóng, tiếp điểm vẫn giữ trạng thái tiếp

xúc ngay cả khi ngắt đóng kích được gọi là Memoreed (relay tự giữ)

Nó có hai công tắc Reed relay bên trong cho phép chuyển mạch cho phép chuyển mạch hai dây cùng lúc Từ trường sinh ra trong cuộn dây của Reed này thì chia ra làm

hai phần bằng lá rẽ từ Shunt plate làm bằng vật liệu cách từ Cuộn dây có hai cuộn X

và Y, các cuộn dây được quấn khác nhau, cụ thể là hướng của cuộn X và Y đối nghịch nhau Ngoài ra ở cuộn dây ở phía phải và phía trái Shunt plate cũng đối nhau Mặt khác, phía phải Shunt plate cuộn X nhiều vòng hơn cuộn Y, còn phía trái thì ngược lại

Điều này làm cho chiều hướng của từ trường trong ống dây có thể thay đổi được tuỳ

theo ta cho dong điện đi vào cuộn X hay cuộn Y hay cả hai cuộn X va Y Điều này sẽ

khiến cho lá kim loại bị hút vào nhau hay bị đẩy ra xa nhau Khi chúng bị đẩy ra xa

nhau, chúng sẽ hút nhau (do các lá kim loại làm bằng vật liệu nhiễm từ ) và chỉ bị tách

ra khi có lực từ ngược lại tác động

c Điểm chéo điện tử:

Điểm nối chéo điện tử đưa ra các lợi điểm quan trọng về giảm kích thước, trọng

lượng và công suất tiêu tán sao với thành phần cơ điện Tuy nhiên, nó bị các yếu điểm

như điện trở dẫn điện cao và khả năng xử lý công suất thấp so với các điểm nối chéo

bằng kim loại Điển hình điện trở dẫn điện của điểm nối chéo kim loại, FET va

ỮỨẮẳ Ắ >—— tằ-ờợớiẳớng

Trang20

Phần I1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

5 Ma trận điểm nối chéo:

Khi các điểm nối chéo được bố trí ở giao điểm của các hàng và cột trong mạng dẫn

hình lưới, ta có ma trận chuyển mạch Hàng ¡ và cột j sẽ được kết nối nhau khi công tắc

ở giao điểm của chúng được đóng lại Cách bố trí này giúp việc quản lý và bảo trì hệ

thống chuyển mạch trở nên dễ dàng hơn nhiều Nguyên lý một ma trận chuyển mạch

4x4 đươc mô tả như sau:

1/ Tổng quát:

Tổng đài PABX là một loại tổng đài rẽ nhánh, được điều hành bởi một bộ vi điều

khiển hoạt động theo chương trình lưu trữ có sắn (Store Program Control) PABX đóng vai trò như một thuê bao điện thoại nhưng có khả năng rẽ nhánh cuộc gọi tới những máy điện thoại thành viên Ngoài ra, các máy điện thoại thành viên cũng có thể liên lạc với nhau một cách riêng biệt Có thể coi PABX là một mô hình thu nhỏ (Scale- down) của tổng đài trung tâm Với khả năng mạnh mế và tính linh hoạt của kĩ thuật vi

xử lý, PABX có khả năng cung cấp cho các thuê bao các địch vụ đáp ứng nhu cầu đa dạng của nhu cầu người sử dụng PABX rất thích hợp với các tổ chức vừa và nhỏ như cơ quan, xí nghiệp, gia đình

ỨfẮẳ Ắ ẳẮ ‹:'1u‹‹ _——Ừ—Ừ—Ừ n-ẳ-ẫễẫẳẳn

Trang22

Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2/ Các phương tiện được cung cấp bởi tổng đài điện tử:

Có thể chia làm 2 phần:

- Các phương tiện cho thuê bao

- Các phương tiện cho bảo dưỡng

a

Trang23

PHẦN 2: TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI NỘI BỘ

TONG QUAN VE TONG DAI NOI BO

2.1 Sơ đồ khối tổng đài nội bộ:

E— _ ————————_— _ — — 2.2 Chức năng và nguyên lí hoat động:

2.2.1.Chức năng từng khối:

a.Khối chuyển mạch:

_ Chức năng:

Chức năng chủ yếu của khối này là thực hiện thiết lập tuyến nối giữa một đầu vào

bất kì với một đầu ra bất kì Đối với hệ thống chuyển mạch số, để thiết lập tuyến đàm

thoại giữa hai thuê bao cần phải thiết lập tuyến nối cho cả 2 hướng: đi và về

_ Yêu cầu:

Khối chuyển mạch phải đảm bảo được khả năng đấu nối giữa một đầu vào bất kì với một đầu ra bất kì, nói cách khác khối chuyển mạch phải có độ tiếp thông hoàn toàn {chuyển mạch không vướng — non blocking)

b.Khối báo hiệu:

_ Chức năng:

Thực hiện việc trao đổi thông tin báo hiệu thuê bao, thông tin báo hiệu đường trung

kế liên đài để phục vụ cho quá trình thiết lập, giải phóng các cuộc gọi Các thông tin

này được trao đổi với các hệ thống 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)

+ Báo hiệu thuê bao ——ztổng đài

Bao gồm những thông tin đặc trưng báo hiệu cho các trạng thái:

> nhac t6 hop — hook off

> đặt tổ hợp - hook on

> thuê bao phát xung thập phân

> thuê bao phát xung đa tần DTME

> thuê bao ấn phím Flash (chập nhả nhanh phím tổ hợp)

+ Báo hiệu tổng đài ——>thuê bao

Đó là các thông tin báo hiệu về các âm báo như sau:

> Am mdi quay sé

Âm báo bận

Âm báo tắc nghẽn Hồi âm chuông

Xung tính cước 12 Khz, 16 Khz từ tổng đài đưa tới

> Ngoài ra còn có các bảng tin thông báo khác va dong điện chuông 25H¿, 75V-90V từ tổng đài đưa tới thuê bao khi thuê bao bị gọi

+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 CAS

> Báo hiệu kênh chung CCS

_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 đổi theo yêu cầu của mạng lưới

c Khối điều khiển:

_ Chức năng:

Phân tích xử lí 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 gọi ra, cuộc gọi vào, cuộc gọi chuyển tiếp Thực hiện tính cước cho các cuộc gọi, thực hiện chức năng giao tiếp người- 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 tin cậy

_ Yêu cầu:

Có độ tin cậy cao, có khả năng phát hiện và định vị hư hỏng nhanh chóng, chính xác, thủ tục khai thác bảo đưỡng linh hoạt, thuận tiện cho người sử dụng, khả năng phát triễn dung lượng thuận tiện

_ Cấu trúc:

a TE CC CỀ5C77Ƒ7ÝŸ7Ý7ỢÝẹẸẾŸ-ÝŸÝ ccannnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn-Y TC TT

Trang 26

PHAN 2: TONG QUAN VE TONG DAI NOI BO

Bao gồm tập hợp các bộ xử lý, bộ nhớ (cơ sở đữ liệu), các thiết bị ngoại vi: băng

từ, đĩa cứng, màn hình, máy ¡n 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 điều khiển phải

được trang bị dự phòng để đảm bảo độ tin cậy hệ thống

d.Ngoại vi thuê bao, trung kế:

_ Chức năng:

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

độ lưu thoại rất nhiều để đưa tới trường chuyển mạch thực hiện điều khiển đổi nối thiết

lập tuyến đàm thoại (đối với cuộc gọi ra)

Ngoại vi trung kế thực hiện sự phối hợp về tốc độ, pha, tổ chức các kênh thoại trên

tuyến PCM giữa đường PCM kết nối liên đài và đường PCM kết nối nội bộ trong tổng

đài

2.2.2.Nguyên lí hoạt động của tổng đài điện tử:

Hoạt động của tổng đài: nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy thông qua điểm cảm biến HSO hay có chuông từ tổng đài ngoài gọi vào thông qua điểm cảm biến RL, kiểm tra cấp âm hiệu hoặc cấp link thông thoại hợp lý Nhận biết khi thuê bao gác máy, cắt

link, âm hiệu, giải phóng thông thoại chờ cuộc gọi kế tiếp

1/ Khối điều khiển trung tâm

Bao gồm MCU, RAM và ROM Đóng vai trò như là bộ não của tổng đài Khối này

điều khiển mọi hoạt động của tổng đài, thực hiện chức năng giám sát và nhận biết các

trạng thái thuê bao, trung kế, gởi lệnh điều khiển thông qua khối I/O để xử lý một cuộc

Zoi

Trang 27

PHẦN 2: TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI NỘI BỘ

2/ Khoi YO

Bao gồm các mạch chốt, đệm và các IC giải mã Nhiệm vụ chủ yếu của khối nay

là tạo sự giao tiếp giữa MCU với các khối khác trong tổng đài, giải mã địa chỉ RAM,

ROM, bộ chuyển mạch

3/ Khối chuyển mạch

Gồm một ma trận các chuyển mạch có nhiệm vụ cung cấp một liên kết để thông thoại giữa các thuê bao, giữa thuê bao với trung kế, đồng thời kết nối thuê bao với tín

hiệu tone và khối giải mã DTMEF Khối này được điều khiển trực tiếp bởi đơn vị điều

khiển trung tâm để truy xuất đến từng phần tử chuyển mạch

4/ Khối âm hiệu

Tạo ra các âm hiệu cần thiết như: âm hiệu mời quay số (Dial), âm hiệu báo bận (Busy), âm hiệu hổi âm chuông (Ring Back), âm hiệu xen cuộc gọi (Barge_in)

thông qua mạng chuyển mạch cấp cho thuê bao và trung kế trong quá trình hoạt động của tổng đài

5/ Khối thu DTMF

Ghi nhận mã đa tần DTMEF và giải mã thành các số thuê bao ở dạng nhị phân Khối này còn có chức năng tạo tín hiệu ngắt cho MCU và tự động cài đặt trạng thái bình

thường cho lần ngắt sau

6/ Khối giao tiếp thuê bao và trung kế

Thực hiện giao tiếp giữa thuê bao nội bộ với tổng đài cũng như giữa tổng đài nội

bộ với tổng đài ngoài Với tổng đài ngoài mạch giao tiếp trung kế được xem như một

thuê bao Khối này đảm bảo các chức năng sau :

+Giao tiếp thuê bao :

-Cấp đòng cho thuê bao

-Phát hiện trạng thái nhấc máy , gác máy của thuê bao để cấp tín hiệu thông báo

cho đơn vị điều khiển

-Bảo vệ quá áp và cách ly đường đây thuê bao với mạng chuyển mạch

+Giao tiếp trung kế :

-Cảm biến tín hiệu chuông từ tổng đài ngoài để thông báo cho đơn vị điều khiển

-Tạo trạng thái nhấc máy giả đối với tổng đài ngoài

-Bảo vệ quá áp và cách ly tổng đài nội bộ với đường dây điện thoại

Trang 28

-Bảo vệ quá áp đối với mang chuyén mach

7/ Khối tạo chuông Nhận tín hiệu chuông và kết hợp với sự điều khiển của đơn vị xử lý trung tâm để

tạo ra nhịp chuông 2 giây có 4 giây không Tín hiệu chuông hoàn chỉnh được cung cấp cho thuê bao Tín hiệu chuông có tần số 20Hz + 90Vpws được ngắt nhịp bằng phần cứng

8/ Khối nguồn

Có nhiệm vụ tạo ra các điện áp DC 5V, 12V, 24V phục vụ cho các khối khác như cung cấp đòng cho thuê bao cũng như duy trì hoạt động của tổng đài Trong đó

nguồn 24V phải được cách ly với các nguồn khác

2.3: Tiến trình xử lý cuộc gọi của tổng đài :

1.Xử lý cuộc gọi nội bộ :

Ở trạng thái chờ các thuê bao đều gác máy Khi một thuê bao nhấc máy, tiến trình

xử lý cuộc gọi được diễn tiến như sau :

-Mạch giao tiếp thuê bao phát hiện điều này và gởi một tín hiệu đến đơn vị xử

lý trung tâm CPU

-CPU thực hiện đấu nối thuê bao vào khối giải mã DTME và cung cấp dial tone

chờ quay số thông qua khối chuyển mạch

Khi thuê bao quay số, tín hiệu mã đa tần DTME gởi về khối giải mã DTME Khối này tiến hành giải mã và gởi về cho CPU xử lý

-CPU phân tích số quay từ DTME gởi đến và xác định được thuê bao bị gọi Thông

qua khối giao tiếp thuê bao, CPU biết được trang thái của thuê bao bị gọi và có hành động thích hợp :

+Nếu thuê bao bị gọi bận thì thực hiện báo bận cho thuê bao gọi thông qua khối

chuyển mạch và khối tone

+Nếu thuê bao bị gọi rỗi thì tiến hành đỗ chuông thông qua khối điểu khiển tạo chuông và cấp tín hiệu hồi âm chuông cho thuê bao gọi thông qua khối tạo tone và khối chuyển mạch

+Khi thuê bao bị gọi nhấc máy, CPU tiến hành cắt chuông và hồi âm chuông , sau

đó thực hiện kết nối thông thoại 2 thuê bao và giám sát cuộc gọi

+Khi một trong 2 thuê bao gác máy, CPU tiến hành báo bận cho thuê bao còn lại và thực hiện giải mã cuộc gỌI

Trang 29

+Nếu trung kế bận thì tiến hành báo bận cho thuê bao gọi

+Nết trung kế rỗi thì tiến hành kết nối thuê bao với trung kế và giám sát trạng thái

thuê bao

-Lúc này thuê bao được kết nối với tổng đài ngoài và thực hiện quay số của thuê bao

bên ngoài cần gọi Việc xử lý tiếp theo được thực hiện bởi tổng đài bên ngoài

-Khi thuê bao gác máy, CPU tiến hành giải toả kết nối thuê bao với trung kế và đưa trung kế về trạng thái rỗi Việc báo bận cho thuê bao bên ngoài được thực hiện bởi tổng đài bên ngoài

-Trường hợp thuê bao bên ngoài gác máy, tổng đài ngoài sẽ cấp tín hiệu báo bận cho

trung kế, CPU biết diéu này và thực hiện ngắt kết nối thuê bao với trung kế và đưa trung kế về trạng thái rỗi

3 Xử lý cuộc gọi vào:

-Khi có cuộc gọi từ ngoài vào, lúc này trung kế được xem như là một thuê bao đối với tổng đài ngoài Do đó, tổng đài ngoài sẽ cung cấp chuông cho trung kế Tổng đài nội

bộ phát hiện tín hiệu chuông ở trung kế đóng tải để tạo trạng thái nhấc máy giả Do cuộc gọi được thiết lập theo hướng gọi trực tiếp , vì vậy sau khi thuê bao bên ngoài quay số chiếm trung kế ( số mà tổng đài ngoài cấp cho tổng đài nội bộ ) sẽ tiếp tục

thực hiện quay số nội bộ của thuê bao để kết nối với thuê bao đó Sau khi nghe âm

hiệu dial tone do tổng đài nội bộ cấp, thuê bao bên ngoài quay số của thuê bao nội bộ

Mã đa tần DTMF từ thuê bao bên ngoài qua đường dây điện thoại được đưa đến khối giải mã DTME Khối này tiến hành giải mã và cung cấp số quay cho CPU Lúc này

CPU tiến hành xử lý tương tự như một cuộc gọi nội bộ cho đến khi thuê bao gác máy

-Khi thuê bao gác máy, CPU thực hiện ngắt tải giả và đưa trung kế về trạng thái rỗi

Trang 30

PHAN 3: THIET KE PHAN CUNG

PHAN 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

I SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT:

> Sau khi tham khảo các tài liệu tương tự và tính năng của các có liên quan, tôi quyết định chọn các linh kiện dùng cho sơ đồ khối là :

PHAN 3: THIET KE PHAN CUNG

ILTHIET KE CHI TIET:

A MACH GIAO TIEP THUE BAO:

2 Chức năng của các linh kiện trong mạch :

Mạch giao tiếp thuê bao gồm có 4 phần :

" Nguồn đòng : cấp dòng DC khoảng từ 20-100mA cho thuê bao đựa vào tiêu chuẩn cho phép ta chọn dòng cung cấp cho tổng đài nội bộ khoảng 20mA

Các linh kiện tạo thành mạch nguồn dòng gồm Q1, Dz1, R1, R2,C1

= Mạch cảm biến trạng thái thuê bao: mạch này có nhiệm vụ nhận biết trạng thái, gác mày của thuê bao để thông báo cho CPU Các linh kiện C3, Dz2, R4, RŠ và OPTO tạo thành mạch cảm biến trạng thái

—mas-ss-zơ-ơ-Wơợ-Wơợơợơợơợ/ợ/-Wợ‹Wơ-ơ-ơợ‹-n ơơợơơợơơơơmơmmmm>>>mmmmmaơơợơợaợơơớằẳớớợơơơợmTaaanaanaanaaanaanm

———————— CC =mm„ _mẫễỶÏïư

Trang 32

PHAN 3: THIET KE PHAN CUNG

= R5 va Led ding để chỉ thị trạng thái của thuê bao

C4 chống nhiễu, lọc thành phần nhiễu ở chân C của transistor OPTO

" Mạch điểu khiển cấp chuông: Nhận lệnh từ CPU để điểu khiển đóng ngắt dòng

chuông cấp cho thuê bao Các linh kiện tao thành bộ phận bày gồm có Q2, D1, D2, D3, D4, R4 Trong đó D1 có chức năng chống quá áp cho Q2 D2, D3 có tác dụng ngăn Q2

dẫn khi D4 dẫn D4 có nhiệm vụ ngắt nhanh dòng chuông khi thuê bao nhấc máy R6

3 Nguyên lý hoạt động của mạch :

Có thể mô tả nguyên lý hoạt động của mạch ở 2 trạng thái :

_ Trạng thái thuê bao nhấc máy và gọi đi : Bình thường khi gác máy, trở kháng mạch vòng của thuê bao lớn ( khoảng vài chục KO) Khi thuê bao nhấc máy, trở kháng của đương dây thuê bao giảm xuống khoảng 150Q-1500Q (trong tính toán lấy khoảng 600) Lúc này có một dòng điện khoảng 20-100mA từ mạch nguồn dòng chạy qua thuê bao cấp cho Led của Opto làm cho transistor của Opto dẫn bão hòa, điểm cảm biến trạng thái HSO chuyển từ mức cao

xuống mức thấp thông báo cho CPU biết thuê bao đã nhấc máy Khi đó CPU sẽ thực

hiện công việc cần thiết để cung cấp cuộc gọi cho thuê bao, tín hiệu thoại được truyền

qua C2 đến biến áp T1 và đi vào trong chuyển mạch

_ Trạng thái thuê bao đang gác máy và có cuộc gọi đến : Khi có cuộc gọi đến cho thuê bao, CPU thực hiện chuyển RL từ mức thấp lên mức

cao làm cho Q2 dẫn bão hòa, RELAY đóng tiếp điểm giữa vào vị trí cấp chuông cho

thuê bao Khi đó thuê bao nghe chuông và nhấc máy, đòng chuông làm cho Led Opto

dẫn, cảm biến HSO chuyển từ mức cao xuống mức thấp, lúc này diode D4 dẫn làm thoát đòng cực B của Q2, Q2 tắt làm RELAY ngắt, làm cắt nhanh dòng chuông

4 Tính toán giá trị linh kiện : Theo tiêu chuẩn nguồn DC tổng đài cấp cho thuê bao khoảng 20 — 100ma, điện

áp 48V Vì tổng đài trong thiết kế là tổng đài nội bộ nên chọn nguồn DC cung cấp

khoảng 20ma, điện áp 24V

Trang 33

> Khối nguồn dòng gồm các linh kiện : Q1, R1, R2, Dz1, C1

e Diode Dz1 có chức năng cung cấp điện áp ổn định để phân cực cho mối nối B-

E của transistor Q1 Chọn Dz1 có điện áp ổn áp Vz=3V

Dòng thông thoại cung cấp cho thuê bao gồm dòng I¢g,va dòng qua Dz] Để thực hiện chức năng ổn áp, chọn dòng qua Dz1 bằng 4ma Vậy dòng qua transistor Q1 là :

Leo= Typ -Iyạ =20—~4= 16Ma

eR1 là điện trở phân cực đồng thời cũng là điện trở tải của Q1

= Chon R1 = 1500 eR2 là điện trở hạn dòng cho Dz1

Để cho Dzl thực hiện chức năng ổn áp trong trường hợp đường dây thuê bao bị

ngắn mạch thì R2 phải có công suất đủ lớn để chịu được dòng qua Dz1 trong trường hợp

này Lúc này R2 gánh điện áp đặt trên thuê bao Vậy khi đó điện áp trên R2 là :

=> Vậy để R2 hoạt động trong trường hợp này ta chọn R2 = 1,5K/0,5W

eC1 có tác đụng ngắn mạch các thành phần xoay chiều trên Dz1

= Chọn C1 = 10/F/50V

Trang 34

PHẦN 3: THIET KE PHAN CUNG

eQ1 dẫn dòng I„., =16mA

Vv CHƠI =24—- Và - Vự„ - Vợ,

= 24 -16.10ˆ?.150 -20.10 ”.600 -3 = 6,6V

Vậy công suất tiêu tán trên Q1 là :

Pon = V cag: cg = 6,6.16.10 7= 0,TW Vay chon Q1 1a A 1015 có các thông số sau :

P„ =900mw

hạ =60-320 l¿ =1A

V ap = 0,6V

V ac = 160V

> Khối cảm biến trạng thai:

Gồm các linh kiện : Opto, Dz2, R3, R4, R5, C2, C4, Led

eDz2 có nhiệm vụ cung cấp điện áp ổn định cho Opto, chọn Dz2 có điện áp ổn

áp V„ =3V, dòng qua Dz2 là I,„„ = 6mA

eOpto có chức năng cách ly tổng đài với đường dây điện thoại, điện áp hạ trên Opto khoảng 1,1 - 2V Vậy chọn Opto là loại 4N35, dòng qua Opto I,,,, = 4mA, V jopto

=20-6—4= 10Ma

PHẦN 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

—=R3= z2 T~f „ 3~2_ _100Q T„y — 1010

Vậy chọn R3 = 1000 eR2 Điện trở tải của transistor Opto Opto 4N35 có hệ số truyền đạt 100% Vậy dong bao hòa của transistor Opto 14 4ma

eRelay có chức năng chuyển mạch giữa vị trí cấp chuông và vị trí thông thoại

cho thuê bao Vậy chọn Relay là loại có điện áp hoạt động là 12V, trở kháng khoảng

>1,= 3.22 - 0,9mA

100

Trang 36