THIẾT kế MẠCH GIAO TIẾP THUÊ BAO DÙNG TRONG TỔNG đài điện tử số

LỜI MỞ ĐẦU 2 CHƯƠNG 1 4 TỔNG QUÁT HỆ THỐNG TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SPC 4 1.1.Tính năng, nhiệm vụ. 4 1.1.1.Tính năng 4 1.1.2. Nhiệm vụ của tổng đài. 7 1.2. Nguyên lý cấu tạo tổng đài điện tử SPC. 8 1.2.1. Sơ đồ khối tổng quát. 8 1.2.2. Nhiệm vụ các khối chức năng. 9 1.3. Đặc điểm tổng đài điện tử SPC số. 16 1.3.1. Đặc điểm tổng đài cơ điện. 16 1.3.2. Đặc điểm tổng đài SPC số. 17 1.3.3. Ưu điểm của tổng đài điện tử SPC. 18 1.4. Điều khiển báo hiệu trong tổng đài. 22 1.4.1. Các dạng điều khiển chuyển mạch trong tổng đài. 22 1.4.2. Điều khiển báo hiệu trong tổng đài điện tử. 23 1.5. Xử lý trong tổng đài điện tử SPC. 24 1.5.1. Nhiệm vụ. 24 1.5.2. Các chương trình xử lý gọi. 24 1.6. Kỹ thuật chuyển mạch số trong tổng đài điện tử SPC 25 1.6.1. Tầng chuyển mạch không gian số (S). 25 1.6.2. Tầng chuyển mạch thời gian số (tầng T). 28 CHƯƠNG 2 33 PHÂN HỆ ỨNG DỤNG VÀ MẠCH GIAO TIẾP THUÊ BAO 33 2.1.Mạch giao tiếp các đường thuê bao. 33 2.1.1. Tổng quan về mạch giao tiếp các đường thuê bao. 33 2.1.2. Mạch giao tiếp thuê bao tương tự (Analog Line). 34 2.1.3. Mạch giao tiếp thuê bao số: 42 2.1.4.Tổ chức các nhóm thuê bao. 44 2.2. Các mạch giao tiếp trung kế. 49 2.2.1.Khái quát chung. 49 2.2.2. Các mạch trung kế tương tự ATTU (Analog Trunk Termination) 49 2.2.3. Card giao tiếp trung kế số DTI (Digital Trunk Interface). 52 2.2.4.Tổ chức các nhóm giao tiếp trung kế 54 CHƯƠNG 3 56 THIẾT KẾ MẠCH GIAO TIẾP THUÊ BAO 56 3.1. Sơ đồ khối mạch giao tiếp thuê bao 56 3.2. HC5502X 57 3.2.1. Sơ đồ nguyên lý HC5502X. 57 3.2.2. Nguyên lý hoạt động: 57 3.3. Vi mạch codec TP 3057. 60 3.3.1. Đặc điểm. 61 3.3.2. Chức năng các chân linh kiện. 62 3.3.3. Nguyên tắc hoạt động. 64 KẾT LUẬN 68

Thuật ngữ viết tắt

Unit

Đơn vị tín hiệu phúc đáp

Multiplexer

Phân chia thời gian đồng bộ

Server

Máy tính chủ

Supervision, Code, Hybrid,

Test

Cấp nguồn, chống quá áp,chuông, mã hóa và giải mã,ghép biến áp sai động, kiểm

tra đo thử

ALL

và ngược lại

PAM Pulse Amplitude Modulation Điều chế biên độ xung

Circuits

Mạch đường dây thuê bao

ghi sẵn

thời gian

LỜI MỞ ĐẦU 4

CHƯƠNG 1 6

TỔNG QUÁT HỆ THỐNG TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SPC 6

1.1.Tính năng, nhiệm vụ 7

1.1.1.Tính năng 7

1.1.2 Nhiệm vụ của tổng đài 10

1.2 Nguyên lý cấu tạo tổng đài điện tử SPC 11

1.2.1 Sơ đồ khối tổng quát 11

12

1.2.2 Nhiệm vụ các khối chức năng 12

1.3 Đặc điểm tổng đài điện tử SPC số 20

1.3.1 Đặc điểm tổng đài cơ điện 20

1.3.2 Đặc điểm tổng đài SPC số 20

1.3.3 Ưu điểm của tổng đài điện tử SPC 21

1.4 Điều khiển - báo hiệu trong tổng đài 26

1.4.1 Các dạng điều khiển chuyển mạch trong tổng đài 26

1.4.2 Điều khiển báo hiệu trong tổng đài điện tử 27

1.5 Xử lý trong tổng đài điện tử SPC 29

1.5.1 Nhiệm vụ 29

1.5.2 Các chương trình xử lý gọi 29

1.6 Kỹ thuật chuyển mạch số trong tổng đài điện tử SPC 29

1.6.1 Tầng chuyển mạch không gian số (S) 30

1.6.2 Tầng chuyển mạch thời gian số (tầng T) 33

CHƯƠNG 2 38

PHÂN HỆ ỨNG DỤNG VÀ MẠCH GIAO TIẾP THUÊ BAO 38

2.1.Mạch giao tiếp các đường thuê bao 38

2.1.1 Tổng quan về mạch giao tiếp các đường thuê bao 38

2.1.2 Mạch giao tiếp thuê bao tương tự (Analog Line) 40

2.1.3 Mạch giao tiếp thuê bao số: 48

2.1.4.Tổ chức các nhóm thuê bao 50

2.2 Các mạch giao tiếp trung kế 55

2.2.1.Khái quát chung 55

2.2.2 Các mạch trung kế tương tự ATTU (Analog Trunk Termination) 55

2.2.3 Card giao tiếp trung kế số DTI (Digital Trunk Interface) 58

2.2.4.Tổ chức các nhóm giao tiếp trung kế 60

60

CHƯƠNG 3 62

THIẾT KẾ MẠCH GIAO TIẾP THUÊ BAO 62

3.1 Sơ đồ khối mạch giao tiếp thuê bao 63

3.2 HC-5502X 63

3.2.1 Sơ đồ nguyên lý HC-5502X 63

3.2.2 Nguyên lý hoạt động: 64

3.3 Vi mạch codec TP 3057 65

3.3.1 Đặc điểm 66

3.3.2 Chức năng các chân linh kiện 66

3.3.3 Nguyên tắc hoạt động 69

KẾT LUẬN 73

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, ngành viễn thông đã đạt được những thànhtựu to lớn trong việc áp dụng các thành tựu kỹ thuật và các công nghệ mới.Nhờ đó mà chất lượng phục vụ nâng lên rõ rệt và mở ra nhiều dịch vụ mới

Ta thấy rằng với công nghệ và trình độ kỹ thuật của ta hiện nay chưa tựsản xuất ra tổng đài, có nhiều dịch vụ tiện ích thuê bao như tổng đài của nướcngoài Hầu hết các loại tổng đài hiện đang sử dụng tại Việt Nam đều được

nhập từ nước ngoài nên giá thành rất cao Chính vì vậy mà những hỏng hócphần cứng trong tổng thì ta hoàn toàn chưa thể tự khắc phục sữa chữa được.Nên việc nghiên cứu sản xuất ra tổng đài và đặc biệt là các loại linh kiện đểthay thế là một vấn đề mang tính chiến lược

Với kiến thức được các thầy trang bị trong nhà trường cùng với việc tựnghiên cứu tài liệu ứng dụng các công nghệ mới trong lĩnh vực chuyển mạchtrong tổng đài, được sự giúp đỡ hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Giáo - giảngviên chính bộ môn thông tin, tôi xin đưa ra phương án thiết kế mạch giao tiếpthuê bao dùng trong tổng đài số Trước hết với mục đích tổng hợp lại kiếnthức đã nắm được cho tới nay Qua đây cũng là để tôi từng bước tiếp cận vớicông việc thực tế của người kỹ sư là tự nghiên cứu tài liệu và đưa ra giải phápthực hiện thiết kế Với nhiệm vụ dặt ra cho đề tài tôi trình bày làm 3 chươngnhư sau:

Chương 1: Tổng quan tổng đài SPC số Trong chương này trình bày lýthuyết chung cơ sở kỹ thuật trong tổng đài, sơ đồ nguyên lý khối chức năngcủa tổng đài SPC số Trên cơ sở đó đánh giá ưu nhược điểm của hệ thốngchuyển mạch số cũng như tổng đài SPC

Chương 2 : Trình bày phân hệ ứng dụng Trong chương này tôi đề cậptới kết cuối tại tổng đài chuyển mạch số đối với các thiết bị giao tiếp khácnhau như: các mạch giao tiếp thuê bao và các trung kế Đặc biệt tôi đi sâu vàotìm hiểu các chức năng cơ bản của mạch giao tiếp thuê bao

Chương 3: Thiết kế mạch giao tiếp thuê bao Chương này tôi đưa raphương án thiết kế mạch, giải pháp lựa chọn linh kiện phù hợp với nhiệm vụcủa đồ án Đặc biệt là những linh kiện có độ tích hợp cao thông dụng trên thịtrường Cuối cùng là đánh gia kết quả của đồ án

Sau một thời gian học tập và nghiên cứu, được sự hướng dẫn chỉ bảo tậntình của thầy Nguyễn Văn Giáo cùng với sự lỗ lực của bản thân, đồ án đãthực hiện mục tiêu đề ra là: Thiết kế mạch giao tiếp thuê bao dung trong tổng

đài số Tuy nhiên, do trình độ và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, quá trìnhthực hiện còn gặp nhiều khó khăn Vì vậy, đồ án không thể tránh khỏi nhữngthiếu sót, hạn chế Kính mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy giáo

và các bạn để tôi bổ xung cho đề tài của mình ngày càng hoàn thiện

CHƯƠNG 1 TỔNG QUÁT HỆ THỐNG TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SPC

Ngày nay có rất nhiều hệ thống tổng đài điện thoại SPC trên thị trườngđang được sử dụng khai thác ở nhiều nơi trên thế giới Hầu hết chúng đều cóđặc tính riêng về thiết bị chuyển mạch cũng như phương pháp điều khiển.Mặc dù vậy, tất cả các hệ thống hiện đại đều áp dụng kỹ thuật số Các tổngđài số đầu tiên với một bộ xử lý thực hiện tất cả các chức năng xử lý và chứatất cả các chức năng xử lý và chứa tất cả các phần mềm cần thiết cho hệ thốngđiều khiển Với sự tối thiểu hóa hệ thống máy tính, sự phát triển của phần

mềm truyền thong và các tiến bộ trong công nghệ phần mềm, tất cả các hệthống SPC hiện đại đều dung kỹ thuật số và có vị trí chắc chắn trong mạngviễn thông quốc tế Dù được xem như là thành phần của mạng chuyển mạch

và truyền dẫn số tích hợp hay sự thay thế cho các đơn vị chuyển mạch tương

tự, các chuyển mạch như vậy đều có ưu điểm Công tác quản lý viễn thôngtiết kiệm được chi phí, thu được các đặc trưng sẵn có từ các hệ thống này,nhất là trong bối cảnh thuê bao đòi hỏi chất lượng phục vụ ngày càng cao,cũng như hàng loạt các loại hình dịch vụ phong phú khác, tiện ích khác mới

ra đời

1.1.Tính năng, nhiệm vụ.

1.1.1.Tính năng

1.1.1.1.Tính năng cung cấp các dịch vụ thuê bao.

- Các tổng đài SPC có khả năng cung cấp các dịch vụ phi thoại phongphú và tiện ích thuê bao một cách dễ dành và kinh tế, ví dụ như quay số tắt,nghĩa là thay vì phải quay đủ số danh bạ của thuê bao bị gọi, dịch vụ quay sốtắt có thể mã hoá bằng tổ hợp mã ngắn gọn hơn nhiều

- Dịch vụ chuyển gọi: Các cuộc gọi đến thuê bao sẽ được tự động chuyểnđến một địa chỉ thuê bao khác

- Dịch vụ gọi lại khi rỗi: Tổng đài yêu cầu thiết lập cuộc nối tới thuê baobận thì sẽ được thực hiện ngay sau khi thuê bao đó rỗi

- Dịch vụ chặn cuộc gọi đi: Tổng đài tạm thời không cho phép thuê baothực hiện hay nhận cuộc gọi

- Dịch vụ tính cước chi tiết: Tổng đài sẽ cung cấp bản tin tính cước chitiết từng cuộc gọi cho thuê bao khi có yêu cầu

- Địa chỉ phụ: Một thuê bao có sử dụng nhiều máy và đặt ở các vị tríkhác nhau, trong đó mỗi máy sẽ có một số phụ Đối với mỗi cuộc gọi cụ thểtuỳ thuộc vào thuê bao chủ quay số phụ nào mà máy đó sẽ đổ chuông.

- Dịch vụ tính cước tức thời: Tổng đài sẽ thông báo bản tin tính cước chothuê bao ngay sau khi kết thúc cuộc gọi

- Dịch vụ bắt giữ cuộc gọi: Thuê bao hay người có thẩm quyền xác địnhđược số danh bạ của thuê bao chủ gọi khi có yêu cầu

- Báo thức: Tự động gọi chuông một thuê bao tại một thời gian địnhtrước.Chức năng này như một đồng hồ báo thời gian

- Điện thoại hội nghị: Tính năng tiện ích cho phép tổ chức một cuộc hộinghị thông qua mạng điện thoại Thuê bao chủ trì có thể triệu tập hay giải thể

từ 2 đến 8 thành viên, một người nói thì tất cả các thành viên khác đều ngheđược Đây là điểm mà các đơn vị vận dụng tiến hành giao ban xa hiện nay

- Centrex: Với cộng nghệ cao tổng đài SPC cho phép cung cấp và tổchức các dịch vụ PABX( Private Automatic Branch Exchange) cho thuê baongay trong tổng đài của mình, nghĩa là với dịch vụ Centrex có thể tạo cáctổng đài PABX ảo trong tổng đài công cộng

1.1.1.2 Các dịch vụ gia tăng giá trị( Value Added Service)

- Cardfone: Với dịch vụ này, thuê bao có thể gọi ở vị trí bất kỳ nào nhưtính cước cho một máy chủ định trước có mã C.P

- Freephone: Gọi miễn phí với một số dịch vụ với một số máy định trước

mà nhân viên kỹ thuật đã khai báo dịch vụ ưu tiên cho thuê bao

- Credit Card: Là loại hình tài chính điện tử thay cho tiền mặt và séctrong việc thanh quyết toán tài chính

- Tính năng quản lý điều khiển các dịch vụ thuê bao: Các tính năng nàycho phép vận hành khai thác bảo dưỡng, thay đổi danh mục các tính năngdịch vụ sử dụng cho thuê bao trong tổng đài.

- Tính năng thay đổi thuật toán định hướng: Nhân viên kỹ thuật tổngđài có thể nhanh chóng, dễ dàng thay đổi các số liệu và thuật toán định hướnghay chọn hướng cho tổng đài để phục vụ các cuộc gọi ra tổng đài khác trongmạng viễn thông đáp ứng yêu cầu xử lý tắc nghẽn tạm thời hoặc đổi kế hoạchđịnh tuyến Đây là điểm rất quan trọng là khả năng xử lý linh hoạt cho tổngđài

- Tính năng quản lý cấu hình và mở rộng dung lượng tổng đài: Nhờ cáctính năng quản lý linh hoạt về OA&M, người điều hành có thể thay đổi cácchức năng thay đổi cấu hình phát triển của tổng đài từ khi mới lắp đặt cho tớicuối chu kỳ sống của tổng đài

- Thực hiện tính năng thu nhập và xử lý các số liệu thống kê: Trongquá trình OA&M tổng đài có rất nhiều số liệu thống kê có ý nghĩa quan trọnggiúp cho công tác quản lý chất lượng và hiệu quả đầu tư, khai thác phát triểncác tổng đài như các số liệu thống kê về chất lượng thuê bao, số liệu chi tiết

về các cuộc gọi, số liệu lưu lượng toàn bộ cũng như trên các hướng yêu cầutại các thời điểm cho trước, các số liệu về sai lỗi, sự hỏng hóc của các trang bịthành phần

- Trong quá trình vận hành khai thác bảo dưỡng, tổng đài phải thườngxuyên tiến hành đo thử, kiểm tra và lưu trữ kết quả chất lượng của hệ thống.Tương tự như vậy yêu cầu thực hiện với các công việc về phát hiện và sửa sailỗi, hỏng hóc Trên cơ sở đó đưa ra các quyết định xử lý cần thiết nhằm khôiphục khả năng hoặt động tốt của hệ thống và khắc phục sửa chữa hư hỏng đãxảy ra

1.1.2 Nhiệm vụ của tổng đài.

1.1.2.1 Báo hiệu.

Là nhiệm vụ trao đổi báo hiệu với mạng bên ngoài gồm các mạch đườngdây thuê bao, đường dây trung kế đấu nối các thuê bao hay tới các tổng đàikhác Thực chất đây là nhiệm vụ phát tín hiệu thông tin điều khiển báo hiệu

1.1.2.2 Xử lý thông tin báo hiệu điều khiển

Thiết bị điều khiển chuyển mạch nhận các thông tin báo hiệu từ cácđường dây thuê bao hay trung kế Sau đó tổng đài xử lý các thông tin này đưa

ra các thông tin điều khiển để hoặc cấp báo hiệu tới các đường dây thuê baohay trung kế hoặc để điều khiển thiết bị chuyển mạch và các thiết bị phụ trợkhác để tạo tuyến nối

1.1.2.3 Tính cước.

Nhiệm vụ tính cước tạo ra các số liệu cước phù hợp với từng loại cuộcgọi sau khi kết thúc cuộc gọi Số liệu cước này sẽ được xử lý thành các bảntin cước phục vụ công tác thanh toán cước

1.2 Nguyên lý cấu tạo tổng đài điện tử SPC.

1.2.1 Sơ đồ khối tổng quát.

Hình 1.1 Sơ đồ khối tổng quát tổng đài điện tử SPC

1.2.2 Nhiệm vụ các khối chức năng.

1.2.2.1 Thiết bị đầu cuối.

Thiết bị đầu cuối gồm các mạch điện thuê bao, kết cuối trung kế tương

tự, trung kế số Khối mạch kết cuối thuê bao gồm các mạch điện:

Mạch kết cuối thuê bao

Khối chuyển mạch

Đo kiểm tra

Phân phối báo hiệu

Điều khiển chuyển mạch

Thiết bị giao tiếp

người - máy

Xử lý trung tâm Các bộ nhớ

Đường dây thuê bao

Đường dây trung kế

PABX

PCM

Bus điều khiển

- Mạch điện đường dây thuê bao làm nhiệm vụ BORSTH tức là làmnhiệm vụ cung cấp nguồn cho đường dây thuê bao, bảo vệ quá áp cho thiết bị,cấp tín hiệu chuông, giám sát trạng thái, sai động và đo thử.

- Khối chuyển mạch tập trung thuê bao làm nhiệm vụ tập trung tải chonhóm đường dây thuê bao Khối có thể dung mạch tập trung tương tự hoặctập trung số (cho tổng đài số) Ngoài ra ở các tổng đài số mạch điện đườngdây thuê bao còn làm nhiệm vụ bién đổi qua lại A-D cho tín hiệu tiếng nói Ởkhối mạch kết cuối thuê bao còn được trang bị các mạch điện nghiệp vụ nhưmạch điện phối ghép báo tín hiệu, mạch điện thu phát xung địa chỉ ở dạng mãthập phân và đa tần Các loại mã địa chỉ này được tập trung xử lý ở một số bộthu phát mã dùng chung cho một nhóm thuê bao để tăng hiệu quả kinh tế

- Khối mạch kết cuối trung kế tương tự chứa các mạch điện trung kếdùng cho các cuộc gọi ra, gọi vào và chuyển tiếp Chúng làm nhiệm vụ cấpnguồn, giám sát, phối hợp báo hiệu Khối mạch này không làm nhiệm vụ tậptrung tải nhưng làm nhiệm vụ biến đổi A-D ở các tổng đài số

- Khối mạch trung kế số Nhiệm vụ của khối này gồm:

+ Tạo khung: Tức là buộc dạng tín hiệu đồng bộ khung để phân biệt từngkhung của tuyến số liệu PCM đưa từ các tổng đài khác tới

+ Đồng bộ khung: Sắp khung số liệu mới phù hợp với các tiêu chuẩn quyđịnh trong hệ thống PCM

+ Nén dãy bít “0”: Vì dãy tín hiệu có nhiều quãng chứa nhiều bít “0” sẽkhó phục hồi tín hiệu đồng hồ ở phía thu nên nhiệm vụ này là thực hiện néncác quãng tín hiệu chứa nhiều bít “0” ở phía phát

+ Đảo ngược cực: Nhiệm vụ này nhằm biến đổi dãy tín hiệu đơn cực từ

hệ thống đưa ra thành dãy tín hiệu lưỡng cực và ngực lại

+ Xử lý cảnh báo

+ Phục hồi dãy xung nhịp từ dãy tín hiệu thu

+ Tách thông tin đồng bộ từ dãy tín hiệu thu

+ Phương thức chuyển mạch thời gian: Phương thức này còn gọi làchuyển mạch PAM tức là chuyển mạch theo phương thức điều biến xung *Thứ hai, hệ thống chuyển mạch số:

Phương thức chuyển mạch này gọi là chuyển mạch PCM Đây cũng làmột loại chuyển mạch thời gian Ở hệ thống chuyển mạch này một tuyến vật

lý được sử dụng chung cho một số cuộc gọi Sự phân chia theo thời gian đảmbảo cuộc gọi được sử dụng tuyến này trong một thời gian xác định và theo

chu kỳ với một tốc độ lặp thích hợp Đối với tín hiệu thoại tốc độ lặp 8khz,tức là cứ 125 lại truyền đi tiếng nói một lần Tiếng nói mỗi lần truyền đi gọi làmột mẫu và được mã hoá theo phương thức PCM Một tuyến nối vật lý có thểđược ghép một số mẫu tiếng nói của nhiều cuộc gọi để tạo đường dẫn chođồng thời nhiều tuyến truyền tiếng nói tín hiệu PCM thích hợp cho truyền dẫnlẫn chuyển mạch.

1.2.2.3 Bộ điều khiển trung tâm.

Bộ điều khiển trung tâm gồm một bộ xử lý có công suất lớn cùng các bộnhờ trực thuộc Bộ xử lý này được thiết kế tối ưu để xử lý gọi và các côngviệc liên quan trong một tổng đài, nó phải hoàn thành các công việc một cáchkịp thời nhanh chóng như:

+ Nhận xung hay mã chọn số

+ Chuyển các tín hiệu địa chỉ đi ở các trường hợp chuyển tiếp gọi

+ Trao đổi các loại báo hiệu cho thuê bao hay tổng đài khác

+ Phiên dịch và tạo tuyến, tạo tuyến qua trường chuyển mạch

Thiết bị phốihợp

Bộ nhớ phiêndịch

Bộ nhớ chương

trình

Bộ nhớ số liệu

Bộ xử lý trungtâm

VàoRa

Hình 1.2 Sơ đồ khối khối chuyển mạch

Khối chuyển mạch bao gồm một bộ xử lý trung tâm, các bộ nhớ chươngtrình, bộ nhớ số liệu và bộ nhớ phiên dịch cùng với thiết bị vào ra làm nhiệm

vụ phối hợp để đưa các thông tin vào và lấy các lệnh ra Đơn vị xử lý trungtâm là một bộ vi xử lý tốc độ cao và có công suất xử lý tuỳ thuộc vào vị trí xử

lý chuyển mạch Đơn vị này làm nhiệm vụ điều khiển thao tác của thiết bịchuyển mạch

Bộ nhớ của chương trình để ghi lại các chương trình điều khiển các thaotác chuyển mạch Các chương trình được gọi ra và xử lý cùng với số liệu cầnthiết trong quá trình xử lý gọi cũng như vận hành, khai thác bảo dưỡng

Bộ nhớ số liệu để ghi lại tạm thời các số liệu cần thiết trong quá trình xử

lý các cuộc gọi như các chữ số địa chỉ thuê bao, trạng thái bận, rỗi của cácđường dây thuê bao hay trung kế

Bộ nhớ phiên dịch chứa các thông tin về các loại đường dây thuê bao chủgọi và bị gọi, mã tạo tuyến và thông tin cước

Bộ nhớ số liệu là bộ nhớ tạm thời còn các bộ nhớ chương trình và phiêndịch là các bộ nhớ bán cố định Số liệu hay chương trình trong các bộ nhớ bán

cố định không thay đổi trong quá trình xử lý cuộc gọi, còn thông tin ở bộ nhớtạm thời thay đổi liên tục từ lúc bắt đầu cho tới khi kết thúc cuộc gọi

1.2.2.4 Thiết bị ngoại vi chuyển mạch.

Bao gồm các loại thiết bị đo thử trạng thái đường dây thuê bao và trung

kế, thiết bị phân phối báo hiệu và thiết bị điều khiển đấu nối tạo thành thiết bịngoại vi chuyển mạch

Như chúng ta đã biết thiết bị xử lý trung tâm làm việc với tốc độ rất cao,mỗi lệnh xử lý mất vài µs trong khi thiết bị chuyển mạch mỗi thao tác cần tới

vài ms (đối với trường chuyển mạch tương tự) Vì vậy cần phải có thiết bịngoại vi để làm nhiệm vụ phối hợp thao tác giữa hai bộ phận có hai tốc độlàm việc khác nhau để nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị điều khiển trungtâm Ngoài ra nó còn có chức năng biến đổi tín hiệu điều khiển ở dạng các tổhợp logic ở đầu ra bộ xử lý sang dạng tín hiệu điện phù hợp để thực hiện điềukhiển thao tác rơle, tiếp điểm chuyển mạch, hoặc cổng logic.

- Thiết bị dò thử trạng thái đường dây thuê bao Nhiệm vụ của thiết bịnày là phát hiện và thông báo cho bộ xử lý trung tâm cả các biến cố báo hiệu

và các tín hiệu trên đường dây thuê bao và trung kế đấu nối tới các tổng đài.Các tín hiệu này có thể liên tục hoặc rời rạc

- Thiết bị phân phối báo hiệu Thiết bị này là tầng đệm giữa bộ xử lýtrung tâm có công suất tín hiệu điều khiển nhỏ nhưng tốc độ cao và các mạchtín hiệu đường dây có công suất lớn nhưng tốc độ thấp Đây cũng là một thiết

bị ngoại vi có ở đơn vị phần cứng và phần mềm bao gồm cấp xử lý ngoại vi

Nó có nhiệm vụ điều khiển thao tác hay phục hồi các rơle dưới sự điều khiểncủa bộ xử lý trung tâm

- Thiết bị điều khiển đấu nối nhiệm vụ của thiết bị này là chuyển giaocác lệnh thiết lập và giải phóng các tuyến vật lý qua trường chuyển mạch từ

bộ xử lý trung tâm Các tuyến vật lý này chỉ được thiết lập hay giải phóng khi

đã được chuẩn bị sẵn trong bộ nhớ của bộ xử lý trung tâm Ở các tổng đài số,

bộ xử lý trung tâm trường hợp này đóng vai trò là bộ xử lý chuyển mạch hoặc

bộ xử lý điều khiển liên lạc Thông tin tạo tuyến gọi trong các bộ nhớ đượclưu cho tới khi tuyến nối được giải phóng, cuộc gọi đã xong Tuỳ thuộc vàokiểu chuyển mạch thời gian hay không gian mà sự điều khiển chuyển mạchhoặc ghi tin vào bộ nhớ điều khiển đều là phương thức chuyển mạch thời gianhoặc là thao tác các tiếp điểm chuyển mạch nếu là phương thức chuyển mạchkhông gian

1.2.2.5 Thiết bị ngoại vi báo hiệu.

Trong mạng điện thoại hiện nay ở hầu hết các quốc gia có nhiều hệ thốngtổng đài khác nhau với các thế hệ chuyển mạch khác nhau như các hệ thốngchuyển mạch nhân công, các hệ thống chuyển mạch từng nấc, các hệ thốngngang dọc, điện tử tương tự, điện tử số… Mỗi loại có hệ thống báo hiệu riêng.

Vì vậy, một tổng đài điện tử nào đó trong mạng phải phối hợp được với cácloại tổng đài khác trong mạng, trong đó vấn đề phối hợp báo hiệu là quantrọng nhất Đầu tiên tất cả các loại báo hiệu giữa các tổng đài tự động ở dạngtín hiệu một chiều hay mã thập phân Ở dạng này các chữ số địa chỉ thuê baođược truyền đi dạng chuỗi, mỗi chuỗi đại diện cho một chữ số và có từ 1 tới

10 xung Để tăng tốc độ thiết lập tuyến nối và cải thiện độ tin cậy của hệthống thông tin người ta đã đưa vào sử dụng hệ thống mã đa tần ở dạng các tổhợp áp chế Ở hệ thống này mỗi một tín hiệu báo hiệu là tổ hợp của 2 trongmột nhóm 5 hoặc 6 tần số Cả 2 phương thức báo hiệu vừa nêu thì tín hiệuđiều khiển một cuộc gọi được truyền đi theo kênh dùng chung để truyền dẫncác tín hiệu tiếng nói giữa các tổng đài Nói cách khác là cả 2 loại tín hiệu báohiệu này được truyền theo kênh gắn liền với kênh truyền tiếng nói cho kênhcuộc gọi đó Loại hệ thống báo hiệu này gọi là báo hiệu kênh riêng và thiết bịbáo hiệu kênh riêng làm nhiệm vụ xử lý và phối hợp các loại báo hiệu kiểunày từ các tổng đài

Hiện nay, ngoài hệ thống báo hiệu kênh riêng, người ta sử dụng các hệthống báo hiệu kênh chung Ở hệ thống này tất cả các thông tin báo hiệu chotất cả các cuộc gọi giữa 2 tổng đài nào đó được truyền đi theo một tuyến báohiệu độc lập với các mạch điện truyền tiếng nói liên tổng đài Ở phương thứcbáo hiệu này tốc độ truyền thông tin báo hiệu cao hơn nhiều sản phẩm với báohiệu kênh riêng Điều này dẫn tới tốc độ thiết lập cuộc gọi nhanh hơn, có thểđưa vào nhiều loại dịch vụ nâng cao cho thuê bao Ngoài ra với phương thứcbáo hiệu này có thể hợp nhất các dạng thông tin báo hiệu để xử lý gọi với các

dạng thông tin điều khiển Thiết bị báo hiệu kênh chung đóng vai trò phối hợp

và xử lý các loại thông tin báo hiệu cho các mục đích đã nêu trong tổng đài

1.2.2.6 Thiết bị trao đổi người - máy.

Ở tất cả các tổng đài điện tử SPC người ta sử dụng thiết bị trao đổi người

- máy để điều hành, bảo dưỡng, quản lý tổng đài trong quá trình khai thác.Các thiết bị này bao gồm các thiết bị hiển thị có bàn phím điều khiển, cácmáy in tự động, các thiết bị đo thử đường dây và máy thuê bao Chúng đượcdùng để đưa ra các lệnh quản lý và bảo dưỡng vào thiết bị xử lý bảo dưỡng,thao tác của tổng đài (trường hợp này có thể bộ xử lý trung tâm đảm nhiệm cảchức năng chuyển mạch và chức năng này hoặc 2 bộ xử lý riêng nhưng cùngcấp điều khiển) Các lệnh này được thực thi và kết quả được đưa từ hệ thống

xử lý ra, hiện trên màn hình hoặc in ra giấy trong trường hợp cần thiết Ngoài

ra hệ thống này còn tự động chuyển các loại thông tin về trạng thái làm việccủa các thiết bị, của tổng đài hoặc các thông tin về cảnh báo và hiển thị đểngười quản lý tổng đài kịp thời khắc phục sự cố khi có báo cảnh Ngoài cácthiết bị nêu trên, ở các tổng đài SPC trung tâm còn có các thiết bị ngoại vi nhớ

số liệu Thiết bị này bao gồm các khối điều khiển băng từ và đĩa từ, chúng cótốc đọ làm việc cao, dung lượng lớn dung để nạp phần mềm vào các loại bộnhớ của bộ xử lý, ghi các thông tin thống kê

Tóm lại, các tổng đài điện tử hiện nay đều là việc theo nguyên lý điềukhiển theo chương trình ghi sẵn SPC Tất cả các chức năng được thực hiệntrên cơ sở các chương trình ghi sẵn đã được thiết kế trước và được lưu trữtrong các bộ nhớ của bộ xử lý trung tâm và ngoài vi Thời điểm tiền khởi củatổng đài SPC được thiết kế theo kiểu một bộ xử lý Sau này người ta sản xuấtcác tổng đài theo kiểu modul và có nhiều cấp xử lý Với cấu trúc như vậytổng đài có thể dễ dàng được mở rộng dung lượng và nâng cao được độ an

toàn cho hệ thống và hiệu quả sử dụng các bộ xử lý cao hơn Các bộ xử lýngoại vi được trang bị các bộ xử lý thích hợp

1.3 Đặc điểm tổng đài điện tử SPC số.

1.3.1 Đặc điểm tổng đài cơ điện.

Ở phương thức chuyển mạch cơ điện, các chức năng chuyển mạch củamột tổng đài được thực hiện nhờ thao tác hay phục hồi các rơle hay các tiếpđiểm chuyển mạch kiểu từng nhảy nấc hoặc ngang dọc dưới sự khống chế của

hệ thống điều khiển Các tiếp điểm này được hàn nối chắc chắn theo cáchthức đã định trước Các số liệu của tổng đài như các loại nghiệp vụ cho thuêbao, phiên dịch và tạo tuyến, các số liệu đặc trưng được tạo ra bằng các mạchtổng hợp logic kiểu rơle đã được đấu nối cố định Khi cần thay đổi các số liệu

để đưa vào các loại dịch vụ mới cho thuê bao hoặc thay đổi các dịch vụ đã cócủa thuê bao thì cần phải thay đổi cấu trúc phần cứng đã được đấu nối chắcchắn Những sự thay đổi này thường rất phức tạp, nhiều khi không thực hiệnđược Như vậy tính linh hoạt xử lý trong công tác điều hành tổng đài gần nhưkhông có

1.3.2 Đặc điểm tổng đài SPC số.

Hoạt động theo nguyên lý điều khiển theo chương trình ghi sẵn (StoredProgram controller), người ta sử dụng các bộ xử lý giống như các máy tính đểđiều khiển tổng đài Tất cả các chức năng điều khiển được đặc trưng bởi mộtloạt các lệnh đã ghi sẵn trong bộ nhớ Ngoài ra các số liệu trực thuộc tổng đàinhư số liệu về thuê bao, các bảng phiên dịch địa chỉ, các thông tin về tạotuyến, tính cước thống kê cũng được ghi sẵn trong các bộ nhớ số liệu Quamỗi bước xử lý gọi sẽ nhận được một quyết định tương ứng với loại dịch vụ,

số liệu đã ghi sẵn để đưa tới thiết bị xử lý nghiệp vụ đó Các chương trình và

số liệu ghi trong các bộ nhớ có thể thay đổi được khi cần thay đổi nguyên tắc

điều khiển hay tính năng của hệ thống Nhờ vậy người quản lý rất linh hoạttrong quá trình khai thác tổng đài Như ta đã biết, máy tính hay bộ xử lý số cónăng lực xử lý hàng nghìn tới hàng triệu lệnh mỗi giây Vì vậy khi ta sử dụng

nó vào chức năng điều khiển tổng đài thì ngoài công việc điều khiển chuyểnmạch cùng một bộ xử lý có thể thực hiện các chức năng khác Do đó cácchương trình điều khiển và số liệu ghi trong bộ nhớ có thể thay đổi dễ dàng,tính tức thời nên công việc điều hành để đáp ứng các nhu cầu của thuê bao trởnên dễ dàng Cả công việc đưa vào dịch vụ mới cho thuê bao và thay đổi cácdịch vụ cũ đều dễ dàng thực hiện được thông qua các lệnh trao đổi người -máy Khả năng điều hành để đáp ứng nhanh và có hiệu quả đối với các yêucầu của thuê bao đã thực sự trở nên rất quan trọng Tổng đài SPC số đáp ứngđầy đủ các yêu cầu này Ở một số loại hình dịch vụ đặc biệt thuê bao có thểthực hiện được bằng các thao tác từ máy thuê bao như yêu cầu gọi chuyển,chọn số địa chỉ ngắn, báo thức Công tác điều hành và bảo dưỡng cụm tổngđài SPC trong một vùng mạng rất quan trọng Nhờ trung tâm điều hành vàbảo dưỡng được trang bị các thiết bị trao đổi người - máy cùng với hệ thống

xử lý mà công việc được thực hiện dễ dàng Ngoài công việc điều hành vàbảo dưỡng các tổng đài nhờ phát đi các lệnh Tương tự như vậy những sựthay đổi về dịch vị cũng có thể được thay đổi nhờ trung tâm xử lý Do vậycông tác điều hành mạng trở nên có hiệu quả hơn

1.3.3 Ưu điểm của tổng đài điện tử SPC.

1.3.3.1 Tính linh hoạt.

Các tổng đài điện tử SPC có tính linh hoạt cao về hệ điều hành thể hiện ởcác mặt sau:

- Phối hợp dễ dàng với các hệ thống báo hiệu của các hệ thống tổng đàikhác Nó có khả năng thực hiện tính cước đa dạng như đường dài, tính cướcban ngày, tính cước ban đêm.

- Khả năng tạo tuyến gọi vòng cũng như hệ thống đánh số rất cao

- Khả năng phiên dịch hồ sơ thuê bao, lưu trữ số địa chỉ, phân tích tạotuyến ở các tổng đài không hạn chế

- Đáp ứng rất nhiều dịch vụ nâng cao cho thuê bao với tốc độ chọn sốcho phép ở phạm vi rộng

- Xử lý nhóm cho các đường dây tới các tổng đài PBX, PABX dễ dàng

1.3.3.2 Các tiện ích thuê bao.

Tổng đài SPC cho phép hàng loạt các tiện ích thuê bao được cung cấp rẻhơn và dễ dàng hơn các tổng đài khác Các tiện ích này được phân phối bởi hệthống quản lý khi thấy thích hợp Sau đó nhiều tiện ích được yêu cầu bởi cácthuê bao trên cơ sở call-by-call

1.3.3.3 Tốc độ thiết lập cuộc gọi.

Cuộc gọi có thể được thiết lập thông qua các hệ thống chuyển mạch số(DSS: Digital – Switch - Systems) rất nhanh chóng (thường là 250µs) Điềunày kết hợp với khả năng tiết kiệm và các đặc tính Non-Blocking cho phépthiết kế hệ thông tiết kiệm Hơn nữa, việc thực hiện cùng một lúc nhiều nhucầu khác nhau cũng diễn ra dễ dàng với độ trễ thời gian chỉ bằng tốc độ xử lýcủa Vi điều khiển trung tâm, hoặc là diễn ra đồng thời với các bộ xử lý đanhiệm kết quả là chuyển mạch số cùng với SPC cho phép thực hiện các kếtnối phức tạp mà ta chỉ cần dùng cơ cấu chuyển mạch đơn giản và rẻ tiền Vềbản chất, cơ cấu chuyển mạch số chỉ thực hiện bằng cách đóng mở các mặtghép bán dẫn khi cấp điện áp thuận và nghịch lên mặt ghép đó

Phần cứng của phần tử điều khiển trong tổng đài SPC (Stored ProgramController) hoạt động với tốc độ cao và với mức điện áp thấp (thường là

5VDC) Do đó trong các tổng đài SPC với các cơ cấu chuyển mạch cơ họcvốn chậm và đòi hỏi hoạt động với dòng và áp cao sẽ không tương thích vềtốc độ cũng như năng lượng giữa hệ thống điều khiển và chuyển mạch Điềunày phải khắc phục bằng các bộ đệm thích hợp (Adapter) Tuy nhiên, chuyểnmạch số hoàn toàn bao gồm các cổng bán dẫn và các bộ nhớ (Memory) nằmdưới dạng tích hợp, chúng hoạt động với tốc độ và mức điện áp tương thíchvới các hệ thống điều khiển dẫn đến việc hình thành tổng đài SPC hoàn toàndùng kỹ thuật số.

1.3.3.4 Tiết kiệm không gian.

Các hệ thống chuyển mạch số nhỏ hơn so với tổng đài Analog có khảnăng tương đương Điều này có được là do sử dụng các mạch tích hợp và bộghép kênh phân thời cỡ lớn trong tổng đài số Các bộ ghép kênh cỡ lớn là khảthi vì kỹ thuật bán dẫn hoạt động với tốc độ cao đã được áp dụng

Tuy nhiên, khả năng tiết kiệm không gian có thể bị giảm đi nhiều do vẫncòn tồn tại các thiết bị chuyển đổi tương tự sang số (ADC - DAC) cần thiết đểkết cuối các đường Analog Do vậy để tối thiểu ảnh hưởng này cần cố gắngđến mức tối đa số mạch tích hợp trong các mạch kết cuối tại tổng đài Ngoài

ra, khả năng tối thiểu không gian của tổng đài còn bị giảm do cần phải cungcấp cơ cấu giải nhiệt cũng như một môi trường cho điều khiển tổng đài Trongvài trường hợp cần sử dụng các thiết bị cấp nguồn cho tổng đài khi hệ thống

số SPC được cài đặt Cho dù có các điều kiện hạn chế nhưng kích thước toàn

bộ của tổng đài kỹ thuật số SPC thông thường vẫn nhỏ hơn 25% so với cáctổng đài bước và 50% so với các hệ thống tổng đài SPC tương tự

1.3.3.5 Tính dễ dàng bảo trì.

Các thiết bị dùng trong các tổng đài kỹ thuật số SPC có một tỷ lệ lỗi thấphơn các thiết bị được dùng trong các tổng đài analog SPC vì không có cácthành phần vật lý phải di chuyển và được thừa hưởng tính tin cậy của kỹ thuật

bán dẫn Ngoài ra, không giống với các tổng đài bước (step - by - step ), hệthống số không yêu cầu bất kỳ sự điều chỉnh thường xuyên nào Các chươngtrình chuẩn đoán trong hệ thống điều khiển tổng đài thường cho phép định vịnhanh chóng các lỗi phần cứng, lỗi thuộc module đặc biệt hay các đơn vị lắpghép ngoại vi Ở đây rất thích hợp cho việc dùng thiết bị phần cứng dự phòng,cho phép hệ thống điều khiển lưu dịch vụ một cách nhanh chóng bằng cách tựđộng cấu hình lại thiết bị, thay thế đơn vị hư hỏng bằng cách một đơn vị dựphòng khác Sau đó, hệ thống điều khiển cung cấp các thông tin cần thiết cho

bộ phận bảo trì để thay thế các đơn vị hỏng hóc theo phương thức đã đượchoạch định Các đơn vị hư hỏng được gửi đến các trung tâm sửa chữa chuyênnghành Do vậy công việc bảo trì phần cứng chậm hơn so với việc bảo trìtrong các tổng đài Analog

Các lỗi có thể xảy ra ngay trong phần mềm của tổng đài cũng như trongphần cứng của nó Lỗi phần mềm có thể được xác định tự động và cả bằngtay Quá trình bảo trì phần mềm được thực hiện dễ dàng bởi hàng loạt cácchương trình chuẩn đoán thông báo lỗi

1.3.3.6 Chất lượng cuộc nối.

Có ba ưu điểm truyền dẫn quan trọng đối với các mạng dùng chuyểnmạch và truyền dẫn số (mạng số tích hợp) Trước hết, toàn bộ thất thoáttruyền dẫn của một cuộc nối xuyên qua mạng là độc lập so với số lượng cáccuyển mạch và các liên kết truyền Hơn nữa, toàn bộ thất thoát còn do các quátrình chuyển đổi A - D tại mỗi đầu kết nối Điều này cho phép tối thiểu tiếng

ồn làm cho mức độ nghe của thuê bao tốt hơn, ổn định hơn và kiểm soát đượctiếng vọng Thứ hai, bởi vì tiếng ồn không tác động lên hệ thống truyền dẫn

số, các thuê bao nhận thấy các mức ồn ít hơn nhiều so với các kết nối quamạng Analog Thứ ba, các tổng đài nội hạt số có các Card giao tiếp đường

dây được kết nối một cách cố định đến các đường nội bộ hai dây Điều nàycho phép cải tiến trở kháng phù hợp với thiết bị chuyển đổi 2 dây sang 4 dây,kết quả là các vấn đề về bất ổn định ít hơn so với các mạng Analog chuyểnmạch 2 dây (Việc cải thiện trở kháng như vậy là rất quan trọng bởi vì so vớicác mạng Analog, các mạng số có xu thế thất thoát điểm nối điểm thấp hơnnhưng thời gian trễ lại gia tăng).

1.3.3.7 Khả năng cung cấp các dịch vụ phi thoại.

Truyền dẫn số là một môi trường lý tưởng cho truyền dẫn tải từ các đầu

số liệu và máy tính, các tải này có nguồn gốc thuộc dạng tín hiệu số Truyềndẫn số liệu rẻ và hiệu quả hơn qua hệ thống số so với qua hệ thống Analog.Đặc biệt với tốc độ lớn hơn 4,8 Kb/s, do các tín hiệu có thể được mang, mộtcách trực tiếp không cần dung các modem âm tần cũng như phải rả giá cả cao

và các giới hạn về lưu lượng Các tín hiệu Analog được mã hoá dưới dạng số(ví dụ như audio và video) có thể trộn một cách tự do vào tải có nguồn gốc số

và được vận chuyển qua một phương tiện chung mà không có sự nén ép nănglượng phổ vào như khi tín hiệu đa dạng này không thể truyền qua các hệthống truyễn dẫn Analog Do đó, các tổng đài kỹ thuật số khi liên kết vớitruyền dẫn số có khả năng cung cấp nhiều dịch vụ rẻ tiền thêm vào hệ thốngđiện thoại

1.3.3.8 Vấn đề giá cả.

Nhìn chung các hệ thống tổng đài kỹ thuật số SPC tiết kiệm hơn so vớicác hệ thống Analog tương đương, và giá đầu có thể thấp hơn nhiều Tuynhiên, các khía cạnh về giá cả thay đổi và các diễn biến phức tạp khi sử dụngcác tổng đài điện thoại cũng cần phải xem xét Giống như giá đầu tư thiết bịchuyển mạch, bao gồm các giá về vị trí lắp đặt, nguồn năng lượng, hệ thống

hỗ trợ điều hành và bảo trì, phương tiện lắp đặt, tài liệu, bộ phận huấn luyện,liên kết với các mạng khác Khi quyết định chọn lựa các hệ thống chuyển

mạch, các công cụ quản lý cũng cần phải cân nhắc hậu quả do giá cả thay đổi.Việc dễ dàng nâng cấp hệ thống với các tiện ích mới cũng có thể được phảnánh thông qua giá cả Tất cả các yếu tố này chi phối giá cả hoạt động của một

hệ thống tổng đài

1.3.3.9 Thời gian lắp đặt.

Thời gian lắp đặt các tổng đài kỹ thuật số SPC ít hơn thời gian lắp đặtcác tổng đài Analog có dung lượng tương đương Điều này có được là do thểtích vật lý nhỏ và sự modul hoá các thiết bị số Sự lắp đặt nhanh chóng cũng

do nhu cầu kiểm thử trước của nhà chế tạo và sự lắp ghép các thiết bị từ nhiềuthành phần

1.4 Điều khiển - báo hiệu trong tổng đài.

1.4.1 Các dạng điều khiển chuyển mạch trong tổng đài.

1.4.1.1 Điều khiển tập trung.

Ở một số tổng đài SPC tất cả các thiết bị có thể được thay thế bởi bộ xử

lý Vì vậy bộ xử lý này phải có công suất đủ lớn để nó có thể xử lý hàng trămcuộc gọi trong một giây, ngoài ra nó còn phải hoàn thành các công việc điềuhành và bảo dưỡng khác Từ đó ta thấy hạn chế trong việc tập trung hoá hoàntoàn các chức năng điều khiển là phần mềm của bộ xử lý trung tâm rất cồngkềnh, phức tạp, độ tin thấp Hơn nữa nó không thể đảm bảo độ an toàn cho hệthống vì toàn bộ hệ thống sẽ bị ảnh hưởng lớn khi bộ xử lý xảy ra sự cố Điềunày có thể được khắc phục bằng phương thức điều khiển phân tán

1.4.1.2 Điều khiển phân tán.

Trong phương thức điều khiển này một số chức năng xử lý gọi như đothử đường dây thuê bao, phân phối báo hiệu, điều khiển đấu nối có thể giaocho bộ xử lý ngoại vi Mỗi bộ xử lý ngoại vi có nhiệm vụ riêng và thườngđược điều khiển bởi bộ xử lý trung tâm Vì bộ xử lý ngoại vi chỉ thực hiện

một chức năng nên các chương trình của nó nằm ở bộ xử lý trung tâm Vì vậycác bộ nhớ chương trình có liên quan không cần thay đổi Thêm vào đóphương thức điều khiển phân tán cũng dễ dàng tạo ra hệ thống theo kiểu cấutrúc modul, cấu trúc này tạo điều kiện phát triển dung lượng cho hệ thống.

1.4.2 Điều khiển báo hiệu trong tổng đài điện tử.

Trong các tổng đài điện tử số SPC các nhiệm vụ điều khiển được các bộ

xử lý thực hiện để tạo tuyến đấu nối cho các cuộc gọi cũng như các công việcđiều hành và bảo dương khác Các công việc này được thực hiện nhờ quátrình trao đổi thông tin báo hiệu Thông tin báo hiệu đưa tới từ mạng thuê baohay trung kế và được tách ra từ các mạch kết cuối thuê bao và trung kế vàđược đưa tới thiết bị xác định báo hiệu

Thiết bị này cũng được cấp xử lý khu vực mạch kết cuối thuê bao haytrung kế điều khiển Các mạch thu thông tin báo hiệu thuê bao hay trung kếđảm nhiệm trực tiếp công việc này dưới sự điều khiển của cấp xử lý khu vựcmạch kết cuối thuê bao hay trung kế.

Các khối mạch kết cuối thuê bao hay trung kế, trung kế nội bộ Mạch thuphát báo hiệu thuê bao và trung kế, tạo thành khối thiết bị ngoại vi Để thựchiện được các loại cuộc nối thì bộ điều khiển trung tâm phải nhận được cácthông tin báo hiệu Bộ điền khiển trung tâm phân tích các thông tin báo hiệunày để đưa ra các lệnh thích hợp Các lệnh này hoặc đưa tới thiết bị chuyển

Thiết bịchuyển mạch

Điều khiển chuyển mạch

Điều khiển trung tâm

Tới

thuê

bao

Thiết bị điều khiển báo hiệu

Thiết bị phân tích báo hiệu hoặc lệnh điều khiển

Thiết bị phân phối trung kếCác mạch trung kế

Mạch thu phát

Hình 1.3: Sơ đồ khối hệ thống báo hiệu

mạch để điều khiển tạo tuyến gọi hoặc đưa tới thiết bị phân phối báo hiệuthực hiện cung cấp các dạng báo hiệu cần thiết cho thuê bao hoặc các mạchtrung kế qua thiết bị phân phối báo hiệu.

1.5 Xử lý trong tổng đài điện tử SPC.

1.5.1 Nhiệm vụ.

- Phát hiện sự khởi xướng cuộc gọi

- Xử lý và trao đổi thông tin báo hiệu

- Xác lập tuyến nối qua trường chuyển mạch

- Phiên dịch các chữ số địa chỉ

- Tính cước

- Giám sát cuộc gọi

- Giải toả cuộc gọi

1.5.2 Các chương trình xử lý gọi.

- Chương trình dò thử

- Chương trình tìm tuyến nối

- Các chương trình tư liệu gọi khác

- Chương trình điều khiển chuyển mạch

- Chương trình hàng các cuộc gọi

- Chương trình ngắt

1.6 Kỹ thuật chuyển mạch số trong tổng đài điện tử SPC

Hiện nay có nhiều kỹ thuật chuyển mạch được áp dụng trong thực tế tuỳthuộc vào tính chất của yêu cầu dịch vụ Trong đó, chuyển mạch kênh vàchuyển mạch gói là chủ yếu

Chuyển mạch kênh được định nghĩa là kỹ thuật đảm bảo việc thiết lậpcác đường truyền dẫn dành riêng cho việc truyền tin của một quá trình thôngtin giữa 2 hay nhiều thuê bao khác nhau Chuyển mạch kênh dùng liên lạcmột cách tức thời mà ở đó quá trình chuyển mạch được đưa ra một cáchkhông có cảm giác chậm về thời gian Mạng điện thoại công cộng là ví dụ ápdụng kỹ thuật chuyển mạch kênh.

Chuyển mạch kênh tín hiệu số là quá trình kết nối, trao đổi thông tintrong khe thời gian giữa một số đoạn của tuyến truyền dẫn số Có hai loạichuyển mạch kênh số là chuyển mạch theo không gian và chuyển mạch theothời gian

1.6.1 Tầng chuyển mạch không gian số (S).

Tầng chuyển mạch không gian số (Space Switch Stage) cấu tạo từ một

ma trận chuyển mạch kích thước N đầu vào và M đầu ra vật lý Do trong hệthống TDM số nên mỗi đường vật lý chứa n kênh thời gian mà chúng mangcác tín hiệu PCM Như vậy để kết nối một khe thời gian bất kỳ nào trong mộtđường PCM bất kỳ phía đầu ra của ma trận chuyển mạch thì một điểm chuyểnmạch của ma trận chuyển mạch cần phải hoạt động trong suốt khe thời gianTS# đó và lặp lại với chu kỳ 125µs Trong suốt quá trình tạo kênh mà ở cáckhe thời gian khác vẫn điểm chuyển mạch đó có thể dùng để kết nối cuộc gọikhác Tương tự như vậy đối với tất cả các điểm chuyển mạch khác trong matrận Chuyển mạch không gian số TDM thường thiết kế một số lượng lớn cáccuộc gọi đồng thời qua ma trận chuyển mạch với tốc độ tức thì trong mộtkhung tín hiệu PCM (thông thường khoảng 1,2 đến 2 triệu khung ứng vớikhoảng 3 đến 5 phút) Do vậy một kiểu điều khiển theo kiểu chu kỳ đơn giảncho một mẫu nối là cần thiết Điều này dễ dàng thực hiện được nhờ bộ nhớRAM điều khiển cục bộ liên quan tới ma trận chuyển mạch không gian

1.6.1.1 Nguyên lý cấu tạo - hoạt động của tầng chuyển mạch không gian số.

Chuyển mạch tầng S cấu tạo từ hai thành phân cơ bản là ma trận chuyểnmạch và khối chuyển mạch cục bộ Ma trận chuyển mạch vuông kích thướcNxN, trong đó hàng dùng cho các đường PCM đầu vào và cột dùng cho cácđường PCM đầu ra Các điểm chuyển mạch trong mỗi cột được điều khiểnbởi bộ nhớ điều khiển C-MEN (Control memory).

Khối điều khiển cục bộ bao gồm bộ đếm khe thời gian (TS-counter), bộchọn địa chỉ và bộ nhớ điều khiển để thực hiện chức năng cục bộ ma trậnchuyển mạch Bộ nhớ C-MEN lưu trữ các số liệu liên quan tới các điểmchuyển mạch tương ứng với các khe thời gian TS# trong khung tín hiệu đãcho Mã địa chỉ nhị phân được gán cho mỗi điểm chuyển mạch trong một cột.Mỗi địa chỉ thích hợp sau đó sẽ được sử dụng để chuyển một điểm chuyểnmạch yêu cầu thiết lập cuộc nối giữa một đầu vào và một đầu ra của ma trậnchuyển mạch Các địa chỉ này được nhớ trong C-MEN theo thứ tự khe thờigian tương ứng với biểu đồ thời gian kết nối hiện thời Như vậy đối với cột 1địa chỉ của điểm chuyển mạch sẽ được thông mạch trong khe thời gian TS#0

sẽ được nhớ trong ô nhớ có địa chỉ 0 của C-MEN cho cột Địa chỉ của điểmchuyển mạch sẽ được thông mạch trong khe thời gian TS#1 sẽ được nhớtrong ô nhớ địa chỉ 1 Tương tự như vậy đối với tất cả các điểm chuyển mạchkhác trong tầng chuyển mạch S Độ dài của các ô nhớ C-MEN được xác địnhtrên cơ sở địa chỉ nhị phân của các điểm chuyển mạch trong cột, nghĩa là cóldn (số nguyên bít nhỏ nhất ) còn số lượng ô nhớ của C-MEN bằng số lượngkhe TS# có trong một khung tín hiệu đường PMC số

Dưới đây là sơ đồ nguyên lý cấu tạo tầng chuyển mạch không gian số Trong

đó C-MEN là bộ nhớ điều khiển

Ngay sau khi bộ nhớ điều khiển C-MEN được nạp số liệu địa chỉ của cácđiểm chuyển mạch trong cột thì quá trình điều khiển chuyển mạch có thểđược thực hiện bằng cách đọc các nội dung của các nội dung của ô nhớ C-MEN trong thời gian thích hợp với khe thời gian yêu cầu sử dụng các số liệuđịa chỉ tương ứng để chọn điểm chuyển mạch cần thiết mà nó sẽ thông mạchthời gian TS# đã nêu trên Quá trình này được lặp lại cho tới khi tất cả các ônhớ đầu tiên của C-MEN được đọc và các điểm chuyển mạch được điềukhiển Tiếp theo thủ tục này sẽ được lặp lại với chu kỳ T=125µs, bắt đầu với

C-MEN

DEC

01

nSelect

ô nhớ đầu tiên của C-MEN Mỗi chu kỳ là một khung của tín hiệu số sử dụng

và trong thời gian đó tổ hợp mã tín hiệu PCM từ mỗi khe tời gian tín hiệu đầuvào có thể sẽ được chuyển mạch tới khe thời gian thích hợp tại một đầu ra xácđịnh Từ hình vẽ ta thấy rằng mỗi C-MEN điều khiển chỉ một cột của ma trận.Cách điều khiển này gọi là điều khiển đầu ra

1.6.1.2 Một số hạn chế của tầng chuyển mạch không gian.

Xác suất tranh chấp lớn khi có 2 hay nhiều cuộc gọi đồng thời xuất hiện

ở các đầu vào khác nhau nhưng muốn chiếm cùng một khe thời gian trongluồng PCM đầu ra của ma trận chuyển mạch Hiện tượng trên (Blocking) cóthể được khắc phục bằng cách tìm chọn các khe thời gian rỗi khác, điều này

có thể thực hiện bởi vì về nguyên tắc bất kỳ một khe thời gian rỗi nào tronghướng đã cho cũng có thể dùng cho cuộc gọi xác định Ngoài ra dùng kết hợpgiữa chuyển mạch tầng S với chuyển mạch tầng T vừa có thể phát triển dunglượng khối chuyển mạch vừa giảm được hiện tượng Blocking

1.6.2 Tầng chuyển mạch thời gian số (tầng T).

Như chúng ta đã biết cấu tạo và hoạt động của tầng chuyển mạch S chỉthực hiện cho quá trình chuyển mạch có cùng chỉ số khe thời gian giữa PCMđầu vào và PCM đầu ra Trong trường hợp tổng quát có yêu cầu trao đổi khethời gian giữa đầu vào đầu ra khác nhau thì phải dùng tầng chuyển mạch thờigian T Tầng chuyển mạch thời gian số T gồm 2 thành phần chính là bộ nhớtin S-MEN (Speak memory) và bộ nhớ điều khiển C-MEN là để nhớ tạm thờicác tín hiệu PCM chứa trong mỗi khe thời gian phía đầu vào để tạo độ trễthích hợp theo yêu cầu mà nó có giá trị từ 1TS tới (n-1)TS Nếu việc ghi cáctín hiệu PCM chứa trong các thời gian TS phía đầu vào của tầng chuyển mạch

T vào S-MEN được thực hiện một các tuần tự thì có thể sử dụng một bộ đếmnhị phân cùng bộ chọn rất đơn giản để điều khiển

1.6.2.1 Nguyên lý cấu tạo - hoạt động chuyển mạch tầng T.

Nguyên lý cấu tạo tầng chuyển mạch T như hình 1.5 Lưu ý rằng khi đótín hiệu đồng hồ phải hoàn toàn đồng bộ với các thời điểm đầu của TS trongkhung tín hiệu PCM được sử dụng trong hệ thống Bộ nhớ C-MEN có chứcnăng điều khiển quá trình đọc thông tin đã lưu đệm tại S-MEN cũng như C-MEN trong chuyển mạch tầng S, bộ nhớ C-MEN của tầng T cũng có n ô nhớbằng số lượng khe TS trong khung PCM

0 1 2

n

0 1 2

n

Selector1

Selector

TScount

SHW vào

S-MEN

C-MENSHW ra

Data

AddAdd

Trong mỗi khe TS, C-MEN điều khiển quá trình đọc một ô nhớ tươngứng thích hợp trong T-MEN Như vậy hiệu quả trễ tín hiệu PCM của T-MENđược xác định một cách rõ ràng bởi hiệu số các khe thời gian ghi và đọc tinPCM ở bộ nhớ S-MEN Từ đó ta thấy rằng chuyển mạch T hoạt động khôngbình thường trong cách chia thời gian Cùng một bộ nhớ C-MEN các ô nhớđược sử dụng một cách độc quyền cho một cuộc gọi xác định trong suốt thờigian của cuộc nối Như vậy có điều nghịch lý rằng chuyển mạch không gian Sđược phân chia theo thời gian trong khi đó chuyển mạch thời gian T lại đượcphân chia theo không gian Minh hoạ quá trình trao đổi khe thời gian giữaTS#3 và TS#8 cho hai khung tín hiệu liên tiếp nhau của đường PCM vào vàđường PCM ra của tầng chuyển mạch T Vì các khe thời gian được sắp xếpliên tiếp theo thứ tự tăng dần nên việc trao đổi thông tin giữa hai khe thời gianTS#3 và TS#8 nên tín hiệu PCM trong TS#3 phải được lưu tạm thời tầng Ttrong khoảng thời gian 5TS trong cùng một khung.

Sau đó vào khe thời gian TS#8 tín hiệu PCM được đưa ra của tầngchuyển mạch T Trong trường hợp cần chuyển mạch giữa khe thời gian ở đầu

ra với khe thời gian có chỉ số lớn hơn ở phía đầu vào, ví dụ TS#8 và TS#3như minh hoạ hình vẽ 1.6 thì tín hiệu không trễ trong cùng một khung màphải trễ tới khung tiếp theo cụ thể là (n-8)+3 khe thời gian Như vậy vềnguyên tắc đối với tín hiệu số có nhiều cơ chế tạo độ trễ thời gian theo yêu

cầu, song với những tính năng ưu việt của công nghệ vi mạch hiện đại về tốc

độ và giá thành Ngày nay bộ nhớ RAM được sử dụng trong tất cả các hệthống chuyển mạch số DSS (Digital Switching Systema)