nghiên cứu tổng đài spc

vẽ sơ đồ Hình 1.2 Cùng với các dịch vụ viễn thông điện tử thông dụng dựa trên cơ sở các hệ thống điện thoại và điện tín hoạt động một cách độc lập thông qua việc sử dụng mạng lới thuê ba

Phần một : Tổng quan về tổng đài SPC

Chơng I

Giới thiệu chung về mạng viễn thông

1.1- Lich sử phát triển của kỹ thuật công nghệ điện tử.

Trong suốt lịch sử loài ngời, việc phát minh ra ngôn ngữ là cuộc cách mạng truyền thông lớn nhất đầu tiên Đầu tiên con ngời đã truyền thông tin với nhau bằng các tín hiệu nh lửa th tín và rồi khả năng truyền thông tin của con ngời không còn bị giới hạn bởi thời gian và không gian Đồng thời việc phát minh này

đã đa ra các dịch vụ đa th và thông báo thông qua hệ thống thông tin đờng bộ trong toàn quốc

Từ cuối thế kỷ 18 đến thế lỷ 19, công nghệ phát thanh và truyền thông bằng

điện đã đợc phát triển và bắt đầu đợc dùng rộng khắp Đài phát thanh và truyền hình đợc phát minh vào thời gian này đã làm thay đổi thế giới của chúng ta rất nhiều Lần lợt các phát minh lớn khác và các phát hiện liên quan đến công nghệ thông tin điện tử đã xảy ra trong suốt 160 năm qua Vào năm 1820, Georgo Ohm

đã đa ra công thức phơng trình toán học để giải thích các tín hiệu điệ chạy qua một dây dẫn rất thành công Năm 1830, Michall Faraday đã tìm ra định luật dẫn

điện từ trờng bằng Năm 1850, đại số Bôlean của Georgo Boolers đã tạo ra nền móng cho lôgic học và phát triển các rơle điện Chính vào khoảng thời gian này khi các đờng cáp đầu tiên xuyên qua Đại Tây Dơng để đánh điện tín đợc lắp đặt James Clerk Maxwell đã đa ra học thuyết điện từ trờng bằng các công thức toán học vào năm 1870 Căn cứ vào học thuyết này, Henrich Hertz đã truyền đi và nhận đợc sóng vô tuyến thành công bằng cách dùng điện trờng lần đầu tiên trong lịch sử Tổng đài điện thoại đầu tiên đợc thiết lập vào năm 1876 ngay sau khi Alexander Grahm Bell phát minh ra điện thoại Trong thế kỷ 21, việc phát triển

và áp dụng có tính thực tế về công nghệ liên quan đang tiếp tục phát triển nhanh chóng Năm 1900, Einstain - một nhà vật lý nổi tiếng về học thuyết tơng đối, đã viết rất nhiều tài liệu quan trọng về vật lý chất rắn, thống kê học, điện từ trờng,

và cơ học lợng tử Vào khoảng thời gian này phòng thí nghiệm Bell của Mỹ đã phát minh và sáng chế ra ống phóng điện cực cho các kính thiên văn xoay đợc và

Lede Forest trở thành ngời khởi xớng trong lĩnh vực vi mạch điện tử thông qua phát minh của ông ta về một ống chân không ba cực Việc này đợc tiếp theo bằng phát minh một hệ thống tổng đài tơng tự tự động có khả năng hoạt động không cần bảng chuyển mạch Năm 1910, Erwin Schrodinger đã thiết lập nền tảng cho cơ học lợng tử thông qua công bố của ông ta về cân bằng sóng để giải thích cấu tại nguyên tử và các đặc điểm của nguyên tử và R.H Goddard đã chế tạo thành công tên lửa bay bằng phản lực chất lỏng Đồng thời, vào khoảng thời gian này, phát thanh công cộng đợc bắt đầu bằng cách phát sóng Năm 1920, Harold S Black của phòng thí nghiệm nghiên cứu Bell đã phát minh ra một máy khuếch đại phản hồi âm bản mà ngày nay vẫn còn dùng trong lĩnh vực viễn thông và công nghệ điện toán V.K.Zworykin của RCA, Mỹ đã phát minh ra đèn hình bằng điện cho vô tuyến truyền hình, và các cáp đồng trục - phơng tiện truyền dẫn có hiệu quả hơn các loại dây đồng bình thờng, đã đợc sản xuất Năm

1929, dịch vụ phát sóng truyền hình đầu tiên đựoc bắt đầu lần đầu tiên trong lịch

sử và năm 1930, Claude Schannon của phòng thí nghiệm Bell, bằng cách sử dụng các công thức toán học tiên tiến đã thành công trong việc đặt ra học thuyết thông tin để định lợng thông tin tối đa mà một hệ thống viễn thông có thể xử lý vào một thời điểm đã định Học thuyết này đã đợc phát triển thành học thuyết truyền thông số Đồng thời rađa đã đợc phát minh trong thời kỳ này Năm 1940, phòng thí nghiệm Bell đã đặt nền móng cho các chất bán dẫn có độ tích hợp cao Ngày nay, qua việc phát minh ra đèn ba cực và Howard Aikem của đại học Howard, cùng cộng tác với IBM, đã thành công trong việc lắp đặt một máy điện toán đầu tiên có kích thớc là 50 feet và 8 feet Sau đó ít lâu, J.Presper Ecker và John W.Mauchly của đại học Pennsylvania lần đầu tiên đã phát triển máy điện toán có

lu giữ chơng trình PCBs đợc đa vào những năm 50, đã làm cho việc tích hợp các mạch điện tử có thể thực hiện đợc Cùng trong năm đó, RCA đã phóng thành công vệ tinh nhân tạo vào không trung và Laze dùng cho truyền thông quang học

đã đợc phát minh Vào những năm 60, các loại LSIs, các máy điện toán mini có

bộ nhớ kiểu bong bóng, cáp quang và máy phân chia thời gian đợc phát triển và thơng mại hoá một cách thành công vào các năm 70, các loại CATVs hai hớng,

đĩa Video, máy điện toán đồ hoạ, truyền ảnh qua vệ tinh, và các hệ thống tổng

đài điện tử hoá toàn bộ đợc đa ra

1.2- Hệ thống điện tử ngày nay.

Với sự phát triển của xã hội định hớng thông tin, các dịch vụ thông tin điện thoại, thông tin số liệu, truyền dẫn hình ảnh thông tin di động ngày càng trở nên

đa dạng Sự phát triển của công nghệ thông tin bao gồm cả truyền dẫn cáp quang, kỹ thuật số, kỹ thuật hệ thống vệ tinh mật độ cao, kỹ thuật mạch bán dẫn v.v đã đợc phát triển một cách đáng kể, và các mạng thông tin đã đợc nâng cấp

về tính năng và mức độ phát triển

Kỹ thuật cơ bản cần thiết để xây dựng các mạng thông tin có tính năng hoạt

động tốt, gọi là kỹ thuật số, một thuật ngữ bao hàm kỹ thuật truyền dẫn số, kỹ thuật mạch bán dẫn mật độ cao và kỹ thuật xử lý tín hiệu số

Trung tâm của mạng thông tin sử dụng kỹ thuật số là tổng đài số (Tổng đài

là trung tâm xử lý tín hiệu các cuộc gọi nhằm thoả mãn nhu cầu thông tin của các đối thợng sử dụng) Tổng đài số có các mạch bán dẫn mật độ cao, thực hiện chuyển mạch các tín hiệu âm thanh tơng tự đã đợc số hoá dới dạng các bit 0 và bit 1

Sự phát triển nhảy vọt của công nghệ viễn thông điện tử đến mức nó đã cách mạng hoá các phơng tiện thông tin truyền thông vốn đã sơ khai hơn một thế kỷ trớc Ngày nay các phơng tiện viễn thông điện tử đợc xem nh là một phơng tiện kinh tế nhất có đợc để trao đổi tin tức và các số liệu Ngoài ra song song với tăng trởng về xã hội kinh tế, việc hình thành các phơng tiện cần thiết cho viễn thông

điện tử đã trở nên phức tạp hơn và có khuynh hớng kỹ thuật cao nhằm đáp ứng nhu cầu gia tăng về các dịch vụ có chất lợng cao và dịch vụ viễn thông tiên tiến hơn; mặc dù vậy các thiết bị có thể đợc hình thành theo các cách khác nhau và

có các mức độ phức tạp khác nhau theo các yêu cầu của ngời sử dung, nhng về cơ bản thì chúng đợc mô phỏng nh sau (Hình 1.1):

+ Thiết bị nhận:

Là một bộ phận hay thiết bị dùng để biến đổi các tín hiệu đã nhận đợc thành các tín hiệu ban đầu

+ Ngời sử dụng:

Là con ngời hay máy nhận thông tin đã đợc phục hồi từ thiết bị nhận

Hệ thống viễn thông điện tử đợc sử dụng phổ biến nhất là hệ thống thông tin

điện thoại, trong đó con ngời là nguồn thông tin cũng là ngời sử dụng, vòn máy

điện thoại dùng làm thiết bị truyền, thiết bị nhận Hiện nay loại máy dịch vụ thông tin trong đó có máy hoạt động nh nguồn thông tin và con ngời nh là ngời

sử dụng có nhu cầu cao Ngoài ra, việc giao tiếp giữa máy và máy nh việc trao

đổi số liệu cũng đang hoạt động, các quá trình trao đổi thông qua giao diện giữa ngời với máy và giữa máy với máy nh trong trờng hợp các phơng pháp thông th-ờng, sẽ trở nên ngày càng thông dụng hơn

vẽ sơ đồ( Hình 1.2)

Cùng với các dịch vụ viễn thông điện tử thông dụng dựa trên cơ sở các hệ thống điện thoại và điện tín hoạt động một cách độc lập thông qua việc sử dụng mạng lới thuê bao điện thoại, mạng lới chuyển mạch rơle điện tín, và mạng lới thuê bao điện tín, một số các phơng tiện có độ phức tạp cao và rất mạnh ngày càng tăng lên nh các phơng tiện truyền số liệu và hình ảnh để truyền thông tin các loại và cho phép thực hiện các dịch vụ phi điện thoại đang đợc lắp đặt và vận hành, đang cách mạng hoá cuộc sống của chúng ta

Dịch vụ phi điện thoại đợc đa ra hiện nay yêu cầu các thiết bị và phơng tiện viễn thông tiên tiến và chuyên môn hoá cao dộ Thực tế này càng trở nên rõ ràng hơn khi chúng ta kiểm tra các loại tần số hiện đang dùng; không giống nh các phơng tiện phổ thông chủ yêu cầu các đờng dùng tín hiệu 4 KHz cho các loại

dịch vụ, các dải tần 1 - 4 MHz, 12 - 240 KHz đang đợc sử dụng một cách tơng ứng cho Video, các số liệu tốc độ vừa và cao, truyền FAX để đáp ứng các đặc tính dịch vụ của chúng, đồng thời khi cung cấp một dịch, các tần số khác nhau

có thể đợc sử dụng để có kết quả tối u, theo đó, việc thiết lập nhiều mạng lới viễn thông khác nhau, sử dụng các dải tần khác nhau và các dịch vụ khác nhau là điều không thực tế và không kinh tế Do vậy, một nhu cầu cấp bách là phát triển công nghệ các mạng lới viễn thông với dung lợng có thể giao tiếp đợc với nhau, có khả năng xử lý các loại dịch vụ khác nhau để có thể đa ra sử dụng trong tơng lai gần Với mục đích này, các nhà nghiên cứu và kỹ s tham gia vào lĩnh vực này

đang cố gắng kết hợp các mạng lới viễn thông hiện nay một cách có hệ thống và

có hiệu quả

Xu hớng gần đây có đặc điểm là tăng nhu cầu đối với mạng lới số Phơng pháp PCM-24 đã đợc thơng mại hoá một cách thành công, vì vậy chứng minh rằng truyền dẫn số là kinh tế hơn nhiều so với phơng pháp truyền dẫn tơng tự Kể

từ đó, các hệ thống tổng đài số sử dụng hệ thống truyền dẫn số đã đợc lắp đặt và vận hành một cách rộng rãi

 Những u điểm của mạng lới viễn thông số là:

- Khi sử dụng hệ thống tổng đài tơng tự và đờng truyền dẫn số, bộ mã hoá và

bộ giải mã đợc sử dụng cho các dịch vụ thoại để biến đổi các tín hiệu ngợc lại thành tiếng nói tại thời điểm chuyển mạch

- Khi sử dụng hệ thống tổng đài số và đờng truyền dẫn số, chỉ cần có một thiết bị đầu cuối với khả năng thực hiện chức năng đơn giản vì các tín hiệu số đã

đợc đấu nối ở mức ghép kênh Một u điểm của việc sử dụng hệ thống tổng đài số

là nó làm tăng chất lợng truyền dẫn Trong mạng lới điện thoại số, các tín hiệu

đã đợc mã hoá tại tổng đài chủ gọi đợc giải mã, sau đó đợc mã hoá tại tổng đài trung chuyển và cuối cùng đợc gửi đến tổng đài bị gọi Do đó, bằng cách sử dụng phơng pháp này, có thể tránh đợc việc tăng tiếng ồn phát ra khi chuyển các tín hiệu tơng tự thành các tín hiệụ số Ngoài ra, do đờng truyền dẫn số trải qua ít thay đổi về mức hơn là đờng truyền dẫn tơng tự, hiện tợng mất đờng truyền sẽ có thể đạt nhỏ hơn Để thực hiện mục đích này, nếu sử dụng một đờng truyền dẫn

số giữa hai tổng đài, thì sự mất đờng truyền có thể giảm bớt từ 10dB xuống còn 6

dB Đồng thời, trong mạng điện thoại số, đối với một đờng điện thoại 64 kbps (kilo bit per second) đợc dùng nh tốc độ bit cơ sở; các số liệu, fax, và thông tin video có tốc độ nhỏ hơn mức bit này có thể đợc gửi đi một cách tơng đối dễ dàng

hơn thông qua mạng điện thoại số Nh đã nêu, các thiết bị có thể đợc chia sẻ theo các yêu cầu dịch vụ và vì thế có thể đợc sử dụng một cách linh hoạt để ứng dụng cho các loại dịch vụ hiện đang tồn tại cũng nh các dịch vụ mới.

Các nhà nghiên cứu và các kỹ s ở các nớc tiên tiến đang cố gắng phát triển loại mạng truyền thông số này Tiến trình thực hiện đợc trong công nghệ số đợc giải thích ở hình 1.3 Một đờng truyền số đợc sử dụng giữa hai tổng đài trong mạng lới tích hợp số đợc mô phỏng trong sơ đồ Đồng thời mạng ISDN (Integrated Services Digital Network - Mạng số đa dịch vụ) cũng đợc phát triển, trong đó các dịch vụ tích hợp đợc cung cấp với các thiết bị đầu cuối đợc số hoá Ngoài ra, do các loại dịch vụ viễn thông đa ra ngày càng trở nên phong phú, một phạm vi rộng các thiết bị đầu cuối, một trong ba thành phần quan trọng trong mạng lới viễn thông, chủ yếu là thiết bị đầu cuối, đờng truyền dẫn và các thiết bị tổng đài, hiện nay đợc sử dụng rộng rãi Hầu hết các thiết bị đầu cuối công cộng hiện nay đều đợc thiết kế để vận hành càng dễ càng tố, tuy nhiên một số thiết bị

đầu cuối này gọi là các thiết bị đầu cuối tích hợp, đợc trang bị với các tính năng tiên tiến dùng cho các dịch vụ đặc biệt Từ đó, việc sử dụng truyền thông sẽ trở nên đa dạng hoá hơn, và việc cố gắng phát triển công nghệ phù hợp cho các mục

Mạng viễn thông là tập hợp các trang thiết bị kỹ thuật để tạo điều kiện trao

đổi thông tin theo yêu cầu của các đối tợng trong mạng

b Các thành phần trong mạng:

* Thiết bị đầu cuối thông tin (Terminal Equipment): Là nơi phát và nhận

thông tin

* Các trung tâm thông tin: Là nơi thu thập và xử lý thông tin nhằm phân

phối cho các đối tợng có nhu cầu trong mạng

* Mạng truyền dẫn thông tin:

Đợc sử dụng để liên kết các thiết bị đầu cuối thông tin với các trung tâm thông tin và giữa các trung tâm thông tin đợc gọi là đờng dây thuê bao (ở đây thuê bao có cả thuê bao cá nhân và mạng thuê bao địa phơng), nhng hiệu suất sử

dụng thờng là thấp (đợc tính theo thời gian sử dụng trên một khoảng thời gian xét) Đờng nối giữa các trung tâm thông tin với nhau đợc gọi là các đờng trung kế).

- Phục vụ trao đổi thông tin bằng tiếng nói đợc gọi là mạng điện thoại truyền thanh

- Phục vụ trao đổi thông tin bằng chữ viết đợc gọi là mạng FAX, Điện báo, Truyền số liệu

- Phục vụ trao đổi thông tin bằng hình ảnh đợc gọi là mạng truyền hình ảnh.Ngoài ra còn có mạng Điện báo TELEX, mạng in ấn từ xa

Tất cả đều đợc gọi chung là dịch vụ viễn thông và đợc chuẩn hoá chất lợng QOS (Quality of Service - Chất lợng của dịch vụ)

b Đặc điểm của dịch vụ viễn thông:

* Thông tin có địa chỉ: Là thông tin phải đợc gửi đến một địa chỉ nào đó

* Thông tin không có địa chỉ: Là thông tin đợc phủ sóng cho một vùng

không gian nào đó hay còn gọi là thông tin quảng bá

*Thông tin có tính một chiều: Nh thông tin sử dụng để thông báo, thông tin quảng bá,

* Thông tin có tính hai chiều: Nh thông tin thoại,

* Xem xét thông tin có bị trễ theo thời gian hay không

Tất cả các thông tin trên đều là thông tin điện

c Mạng đa dịch vụ:

Là một phơng tiện kỹ thuật tốt nhất mà nó có thể cung cấp nhiều loại dịch vụ cho hệ thống viễn thông nhằm thoả mãn nhu cầu của các đối tợng sử dụng.

Cả tổng đài là một hệ thống, một hệ thống có thể chia ra nhiều phân hệ (gọi

là các hệ thống con), tuỳ theo mục đích sử dụng của con ngời (có nghĩa là tổng

đài có thể chia ra nhiều khối hơn hay ít khối hơn)

Tổng đài tơng tự chuyển mạch các tín hiệu âm thanh tơng tự, nh dạng vốn có của nó và tự sử dụng các chuyển mạch điện cơ nh các bộ chuyển mạch ngang dọc và các bộ chuyển mạch lớn cấu thành mạng chuyển mạch

Còn tổng đài số đấu nối thông tin số 0 và 1 từ các mạch tổ hợp bán dẫn nh các LSI Do vậy, các chuyển mạch số sử dụng các phần tử chuyển mạch nh các

bộ nhớ bán dẫn và các mạch cổng

2.1.2- Các chức năng của hệ thống tổng đài:

Mặc dù các hệ thống tổng đã đợc nâng cấp rất nhiều từ khi có đợc phát minh

ra các chức năng cơ bản của nó nh đã xác định các cuộc gọi của thuê bao, kết nối với thuê bao bị gọi và sau đó tiến hành phục hồi lại khi các cuộc gọi đã hoàn thành, hầu nh vẫn nh cũ Hệ tổng đài dùng nhân công tiến hành các quá trình này bằng tay trong khi hệ tổng đài tự động tiến hành các việc này bằng các thiết bị

điện

ở tổng đài dùng nhân công, khi một thuê bao gửi đi một tín hiệu thoại tới một tổng đài, nhân công cắm nút trả lời của đờng dây bị gọi vào ổ cắm của đờng dây chủ gọi để thiết lập cuộc gọi với phía bên kia Khi cuộc gọi đã hoàn thành ngời vận hành rút dây nối ra và đa về trạng thái ban đầu Hệ tổng đài dùng nhân công đợc phân loại thành loại điện từ và hệ dùng ắc quy chung Đối với loại

dùng điện tử, thì thuê bao lắp thêm cho mỗi ắc quy một nguồn điện Các tín hiệu gọi và tín hiệu hoàn thành cuộc gọi đợc gửi tới ngời thao tác viên bằng cách sử dụng từ trờng Đối với hệ dùng ắc quy chung, cuộc gọi đợc đơn giản chuyển đến ngời thao tác viên thông qua các đèn báo hiệu.

Trong hệ tổng đài tự động, các cuộc gọi đợc phát ra và hình thành thông qua các bớc (các chức năng của tổng đài) sau:

• Nhận dạng thuê bao chủ gọi:

Xác định sau khi thuê bao nhấc ống nghe và cuộc gọi đợc nối với mạch

điều khiển

• Tiếp nhận số đợc quay:

Khi đã đợc nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ gọi bắt đầu nghê tín hiệu mời quay số và sau đó chuyển số điện thoại của thuê bao bị gọi Hệ tổng đài thực hiện các chức năng này

• Kết nối cuộc gọi:

Khi các số đợc quay ghi lại, thuê bao bị gọi đã đợc xác định, thì hệ tổng đài

sẽ chọn một bộ các đờng trung kế đến tổng đài của thuê bao bị gọi, và sau đó

chọn một đờng rỗi trong số thuê bao đó Khi thuê bao bị gọi nằm trong tổng đài nội hạt, thì một đờng gọi nội hạt đợc sử dụng

• Chuyển thông tin điều khiển:

Khi đợc nối đến tổng đài của thuê bao bị gọi hay tổng đài trung chuyển, cả hai tổng đài trao đổi với nhau các thông tin cần thiết nh số thuê bao bị gọi

• Kết nối trung chuyển:

Trong trờng hợp đợc nối đến là tổng đài trung chuyển Kết nối cuộc gọi và chuyển thông tin điều khiển đợc nối đến trạm chố và sau đó thông tin nh số thuê bao bị gọi đợc truyền đi

• Kết nối trạm cuối:

Khi trạm cuối đợc đánh giá là trạm nội hạt dựa trên số của thuê bao bị gọi

đ-ợc truyền đi, thì bộ điều khiển trạng thái máy bận của thuê bao gọi đđ-ợc tiến hành Nếu máy không ở trạng thái máy bận, thì một đờng nối đợc nối với các đ-ờng trung kế đợc chọn để kết nối cuộc gọi

• Truyền tín hiệu chuông:

Để kết nối cuộc gọi tín hiệu chuông đợc truyền và chờ cho đến khi có trả lời

từ thuê bao bị gọi Khi trả lời, tín hiệu chuông bị ngắt và trạng thái đợc chuyển thành trạng thái máy bận

• Tính cớc:

Tổng đài chủ gọi xác định câu trả lời của thuê bao bị gọi và nếu cần thiết bắt

đầu tính toán giá trị cớc phải trả theo khoảng cách không gian gọi và theo thời gian gọi

• Truyền tín hiệu báo bận:

Khi tất cả các đờng trung kế đều bị chiếm giữ theo các bớc trên đây hoặc thuê bao bị gọi bận thì tín hiệu bận sẽ đợc truyền đến thuê cho bao chủ gọi

- Tiêu chuẩn truyền dẫn:

Mục đích đầu tiên của việc đấu nối điện thoại là truyền tiếng nói và theo đó

là một chỉ tiêu của việc truyền dẫn để đáp ứng chất lợng gọi phải đợc xác định bằng cách xem xét sự mất mát khi truyền, độ rộng dải tần số truyền dẫn và tạp

âm

- Tiêu chuẩn kết nối:

Điều này liên quan đến vấn đề duy trì dịch vụ đấu nối cho các thuê bao Nghĩa là, đó là chỉ tiêu về các yêu cầu đối với các thiết bị tổng đài và số các đ-ờng truyền dẫn nhằm bảo đảm chất lợng kết nối tốt Nhằm mục đích này, một mạng lới tuyến thích hợp có khả năng xử lý đờng thông có hiệu quả với tỉ lệ cuộc gọi bị mất ít nhất phải đợc lập ra

- Độ tin cậy:

Các thao tác điều khiển phải đợc tiến hành phù hợp, đặc biệt các lỗi xuất hiện trong hệ thống với các chức năng điều khiển tập trung có thể gặp phải hậu quả nghiêm trọng trong hệ thống Theo đó, hệ thống phải có đợc chức năng sửa chữa và bảo dỡng hữu hiệu bao gồm việc chẩn đoán lỗi, tìm và sửa chữa

- Độ linh hoạt:

Số lợng các cuộc gọi có thể xử lý thông qua các hệ thống tổng đài đã tăng lên rất nhiều và nhu cầu nâng cấp các chức năng hiện nay đã tăng lên Do đó, hệ thống phải đủ linh hoạt để mở rộng và sửa đổi đợc.

- Tính kinh tế:

Do các hệ thống tổng đài điện thoại là cơ sở cho việc truyền thông đại chúng, chúng phải có hiệu quả về chi phí và có khả năng cung cấp các dịch vụ thoại chất lợng cao

Căn cứ vào các xem xét trên đây, một số loại tổng đài tự động đã đợc triển khai và lắp đặt kể từ khi nó đợc đa vào lần đầu tiên

2.2- Mạng lới giữa các tổng đài:

2.2.1- Cấu hình mạng:

Cấu hình mạng có nghĩa là các cách ghép nối các tổng đài thành một mạng Ghép nối không chỉ có mục đích là để cho nó hoạt động mà còn ghép nối làm sao cho nó hoạt động có hiệu quả cao nhất

a Ghép lới: (Hình 2.1)

vẽ hình

- Ưu điểm: Ghép lới thờng đơn giản, tạo mối nối trực tiếp, không có chuyển

tiếp, nên nếu có sự cố xảy ra ở một tổng đài nào đó thì không ảnh hởng đến các tổng đài khác ở trong mạng

- Nhợc điểm: Trong trờng hợp số lợng nút mạng (n) nhiều thì số nhóm kênh

2.2.2- Các cấp của mạng lới và tổng đài:

Tuỳ vào mạng và lĩnh vực sử dụng của tổng đài mà ta chia tổng đàu ra các cấp khác nhau Thờng đợc chia ra 3 cấp:

b Mạng liên lạc quốc gia:

Một mạng quốc gia bao gồm một phân cấp của các mạng, vì vậy sự liên kết cần đợc cung cấp một chiến lợc định tuyến cho các cuộc gọi giữa hai thuê bao bất kỳ Trong hầu hết các quốc gia có một mạng trung kế, nó là một thực thể riêng biệt và có thể truy xuất từ các mạng hợp nối Các trung tâm sơ cấp hình thành nên các giao tiếp giữa trung kế và các mạng hợp nối Mỗi tổng đài cục bộ

đợc kết nối đến một trung tâm sơ cấp là trực tiếp hoặc qua một tổng đài hợp nối.Một trung tâm sơ cấp hình thành nên bậc đầu tiên của một mạng trung kế, với các bậc khác đợc dùng tuỳ vào diện tích của các quốc gia và chiến lợc định tuyến đợc dùng

c Mạng liên lạc nội hạt:

Là cấp thấp nhất trong mạng lới viễn thông đợc sử dụng cho mục đích đấu nối và cung cấp dịch vụ cho các thuê bao trong phạm vi gần nhất

Chơng III

Tổng quan về tổng đài SPC

3.1- Giới thiệu chung

3.1.1- Giới thiệu sơ lợc về tổng đài điện cơ - sự xuất hiện của tổng đài SPC.

Trớc đây, các tổng đài cơ điện đã sử dụng phơng pháp chuyển mạch cơ

điện Các chức năng của tổng đài nhờ vào các thao tác của các rơle hay các tiếp

điểm chuyển mạch kiểu từng nấc hoặc ngang dọc dới sự khống chế của hệ thống

điều khiển Các tiếp điểm này đã đợc hàn nối một cách chắc chắn theo cách thức

đã định trớc Các số liệu của tổng đài nh: Các dịch vụ thuê bao, phiên dịch và tạo tuyến, các loại tín hiệu đặc trng đợc tạo ra bằng các kiểu mạch tổ hợp lôgíc kiểu rơle đã đợc đấu nối cố định Vì thế mà khi cần thay đổi các số liệu để đa vào các dịch vụ mới cho các cấu trúc đã đợc đấu nối một cách chắc chắn Vì thế mà tính linh hoạt trong công tác của tổng đài loại này rất kém, đồng thời độ tin cậy trong việc kết nối cuộc gọi cũng nh dung lợng số thuê bao, các đặc tính khác của một tổng đài cơ điện không đạt yêu cầu trong nhu cầu dịch vụ thông tin cũng nh sự phát triển xã hội hiện nay

Tổng đài điện thoại SPC sử dụng phơng thức chuyển mạch số đã tạo ra một

sự tác động to lớn đến các mạng viễn thông trên thế giới Tổng đài SPC đợc đa vào sử dụng nh là các phần của truyền dẫn số tích hợp và có thể thay thế hẳn các

đơn vị chuyển mạch tơng tự Các tổng đài điện tử số SPC hiện nay là sự kết hợp thành công giữa công nghệ điện tử và máy tính với điện thoại SPC xuất hiện với những năm đầu của thập kỷ 60 Sau 2 thập kỷ phát triển và đã thành công với một hệ thống tổng đài điện tử số hoàn hảo

Tổng đài SPC công cộng đầu tiên No IESS đã đợc phát triển bởi phòng thí nghiệm BELL ở Mỹ vào tháng 5 năm 1965 Tổng đài loại này cần cho mỗi cuộc gọi một tuyến vật lý - một mạch đờng dây riêng rẽ

Hoạt động theo phơng thức này có tổn thất và không có khả năng chế tạo một tổng đài tiếp thống hoàn toàn Từ đó ngời ta đã hớng công việc vào phơng thức chuyển mạch hoạt động theo nguyên lý phân theo thời gian Theo cách này thì ngời ta sẽ dùng mạch dây cho nhiều cuộc gọi trên cơ sở phân chia theo thời gian Phơng pháp này cho phép có thể chế tạo một tổng đài tiếp thống hoàn toàn

không tổn thất Đến năm 1970 tổng đài điện tử số đầu tiên đợc sản xuất và sử dụng tại Pháp.

Từ năm 1974 đến 1986 là giai đoạn phát triển nhanh nhất và có hiệu quả của kỹ thuật tổng đài số Nhiều nghiên cứu quan trọng và sự phát triển của kỹ thuật công nghệ điện tử đã cho ra các loại mạch tổ hợp vừa và lớn Điều nay có lợi cho kỹ thuật tổng đài số và máy tính phát triển Công việc nghiên cứu đã

đóng góp nhiều cho việc cải tạo mạng viễn thông theo hớng số hoá và hợp nhất

đa dịch vụ

Các tổng đài nội hạt hiện nay có dung lợng từ 1.000 đến hàng trăm nghìn thuê bao, khả năng lu thoát tải lên tới hàng trăm nghìn Erlang và có khả năng liên kết cuộc gọi trong vòng vài nghìn milisecond (ms) Tổng đài chuyển tiếp cũng có dung lợng vài chục nghìn kênh và các mạch nghiệp vụ Nó có khả năng chuyển mạch cho hàng trăm cuộc gọi mỗi giây

Với sự đòi hỏi về nhu cầu thông tin, các thông tin điện thoại, thông tin số liệu, truyền dẫn hình ảnh thông tin di động ngày càng trở nên đa dạng Sự phát triển của công nghệ điện tử đã làm cho hệ thống thông tin đợc nâng cấp và phát triển một cách rõ Và hiện nay, với kỹ thuật phát triển ngày càng cao, ngời ta đã hớng tói một mạng mà có thể phục vụ cho các loại thông tin khác nhau, với tần

số khác nhau đó là mạng số đa dịch vụ (ISDN)

3.1.2- Những u điểm của tổng đài SPC

• Tính linh động :

Tổng đài SPC đợc điều khiển bằng chơng trình ghi sẵn nên có mức độ linh hoạt cao Tính linh hoạt có khía cạnh ngắn hạn và dài hạn ở khía cạnh dài hạn, một loạt các chơng trình đợc tạo ra cho phép hệ thống chuyển mạch cung cấp nhiều khả năng và tiện ích cho công tác quản lý nh đánh số, tính cớc, lập tuyến, quản lý thuê bao Các tổng đài đã đợc lắp đặt dễ dàng nâng cấp mà không phá vỡ dịch vụ sẵn có

• Các tiện ích thuê bao:

SPC cho một phạm vi rộng các tiện ích, thuê bao đợc cung cấp rẻ hơn và dễ hơn so với tổng đài cơ điện Các tiện ích mà tổng đài SPC mang lại cho thuê bao là:

- Quay số mã hoá ngắn

- Chuyển tiếp cuộc gọi

- Hồi âm chuông khi rỗi

- Cuộc gọi báo thức tự động

- Ngăn chặn một cuộc gọi đi hoặc đến

- Lập hoá đơn chi tiết

• Các tiện ích quản lý:

Một tổng đài SPC có thể quản lý một phạm vi rộng các tiện ích điều hành

mà nếu không có chúng thì việc quản lý sẽ trở nên đắt và tốn kém công sức rất nhiều Những thao tác hàng ngày ở tổng đài đều sử dụng những tiện ích này truy nhập quan máy tính kết nối với tổng đài hoặc là tại chỗ hoặc là tập trung điều hành đặt ở xa

• Những u điểm bổ sung của công nghệ số:

Việc sử dụng các chuyển mạch số trong phạm vi tổng đài SPC sẽ đợc bổ sung thêm các đặc tính sau:

- Tốc độ thiết lập cuộc gọi nhanh

- Tiết kiệm diện tích lắp đặt

- Dễ dàng trong bảo dỡng

- Chất lợng cuộc nối cao

- Có nhiều tiềm năng cho các dịch vụ phi thoại

- Hệ thống SPC kinh tế hơn so với tổng đài tơng tự tơng đơng

- Thời gian lắp đặt nhanh hơn so với tổng đài tơng tự

- SPC có hệ thống báo hiệu kênh chung (CCS)

3.1.3- Đặc điểm của tổng đài SPC

Các tổng đài SPC làm việc theo nguyên lý điều khiển theo chơng trình ghi sẵn SPC Ngời ta sử dụng các bộ xử lý giống nh là máy tính để điều khiển một loạt các lệnh đã ghi sẵn ở trong các bộ nhớ Ngoài ra, các số liệu trực thuộc về tổng đài nh số liệu về thuê bao, các bản phiên dịch địa chỉ, các thông tin về tạo tuyến, tính cớc, thống kê cũng đợc ghi sẵn vào bộ nhớ số liệu Qua mỗi bớc xử

lý gọi sẽ nhận đợc một sự quyết định tơng ứng với mọi loại dịch vụ, số liệu đã ghi sẵn để đa tới thiết bị xử lý dịch vụ đó Nguyên lý chuyển mạch nh vậy gọi là chuyển mạch điều khiển theo chơng trình ghi sẵn - SPC

Các chơng trình và các số liệu ghi trong các bộ nhớ có thể thay đổi đợc khi cần thay đổi nguyên tắc điều khiển hay tính năng của hệ thống Nh vậy, ngời quản lý có thể linh hoạt trong quá trình điều hành tổng đài Nh chúng ta đã biết máy tính hay bộ xử lý số có khả năng xử lý hàng chục nghìn đến hàng trăm triệu

lệnh mỗi giây Vì vậy, khi ta sử dụng nó vào việc điều khiển tổng đài thì ngoài công việc điều hành chức năng các chơng trình điều khiển và các số liệu ghi trong bộ nhớ có thể thay đổi dễ dàng, mang tính tức thời Do đó, công việc điều hành để đáp ứng các yêu cầu của thuê bao trở nên đơn giản, kể cả đa vào dịch vụ mới cho thuê bao và thay đổi các dịch vụ cũ thông qua các lệnh trao đổi ngời - máy Chẳng hạn nh nhu cầu khôi phục lại dịch vụ cho thuê bao quá hạn thanh toán cớc hoặc thay đổi từ phơng thức chọn số xung thập phân sang phơng thức chọn số đa tần ta chỉ việc đa vào hồ sơ thuê bao các số liệu thích hợp thông qua thiết bị vào ra dùng bàn phím.

Trớc đây, khả năng đáp ứng nhanh và có hiệu quả đối với các yêu cầu của thuê bao đã thực sự trở nên bức xúc Nhng nay không những tổng đài SPC đáp ứng đầy đủ các yêu cầu này, mà ở một số dịch vụ đặc biệt, khách hàng có thể thực hiện đợc bằng các thao tác từ máy thuê bao nh: yêu cầu quay số tắt, gọi trực tiếp, báo thức, hỏi giờ còn rất nhiều dịch vụ khác mà hệ thống có thể cung cấp tuỳ theo nhu cầu của khách hàng

Công tác vận hành và bảo dỡng cụm tổng đài SPC trong một vùng rất quan trọng Nhờ có trung tâm vận hành và bảo dỡng đợc các trang thiết bị trao đổi ng-

ời - máy cùng với hệ thống xử lý mà công việc này đợc thực hiện dễ dàng Ngoài việc vận hành và bảo dỡng, các tổng đài trung tâm còn bao quát cả việc quản lý mạng nh lu lợng của tuyến và xử lý đờng vòng Tại đây, cũng nhận đợc các thông báo hỏng hóc về cớc, sự cố từ các tổng đài khu vực Cũng tại đây các phép đo cũng đợc thực hiện nhờ phát đi các lệnh Tơng tự nh vậy, những sự thay

đổi về dịch vụ cũng có thể đợc tạo ra nhờ các trung tâm xử lý thông tin kiểu này.Nhờ vậy, công tác điều hành mạng trở nên có hiệu quả vì các bộ xử lý có khả năng hoàn thành công việc với tốc độ rất cao nên nó có đủ thời gian chạy các chơng trình thử vòng để phát hiện lỗi tự động Do đó, không cần chi phí thời gian và nhân lực phục vụ cho các phép đo thử này

Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho các đờng trung kế dẫn tới các tổng

đài khác

• Chuyển mạch gọi ra:

Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho các đờng trung kế dẫn tới các tổng

đài khác

• Chuyển mạch gọi vào:

Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho các đờng trung kế từ các tổng đài khác tới đờng dây thuê bao của tổng đài

• Tổng đài chuyển tiếp:

Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho các đờng trung kế ra tới một tổng đài khác Các nhiệm vụ của tổng đài đợc thiết bị của tổng đài thực hiện thông qua quá trình trao đổi báo hiệu với mạng ngoài Một tổng đài nào đó thực hiện đợc 3 loại chuyển mạch (chuyển mạch nội hạt, chuyển mạch gọi ra, chuyển mạch gọi vào) gọi là tổng đài chuyển tiếp Ngoài 2 loại tổng đài nêu trên còn có loại tổng

đài cơ quan (thờng gọi là PABx) và tổng đài cửa quốc tế Tổng đài cơ quan PABx dùng để tổ chức liên lạc trong cùng một cơ quan (liên lạc nội bộ) và đấu nối cho các thuê bao của nó ra mạng công cộng

Tổng đài cửa quốc tế (còn gọi là tổng đài gateway) dùng để tạo tuyến cho các cuộc gọi của các thuê bao trong nớc ra mạng quốc tế

3.2.2- Nhiệm vụ chung của một tổng đài.

• Nhiệm vụ báo hiệu:

Trao đổi báo hiệu với các mạng ngoài bao gồm mạng các đờng dây thuê bao và trung kế đấu nối tới các máy thuê bao hay tổng đài khác

• Nhiệm vụ xử lý thông tin báo hiệu và điều khiển thao tác chuyển mạch:Thiết bị điều khiển chuyển mạch nhận đợc các thông tin từ các đờng dây thuê bao và trung kế, xử lý các thông tin này và đa ra các thông tin điều khiển hoặc cấp báo đến các đờng dây thuê bao hay trung kế hoặc để điều khiển các thiết bị chuyển mạch hoặc các thiết bị phụ trợ để tạo tuyến nối

• Tính cớc:

Tạo ra các số liệu cớc phù hợp với từng loại cuộc gọi sau khi mỗi cuộc gọi kết thúc Số liệu cớc này sẽ đợc xử lý tạo thành các bản cớc phục vụ cho công tác thanh toán cớc Tất cả các nhiệm vụ trên đợc thực hiện có hiệu quả nhờ sử dụng máy tính để điều khiển tổng đài

3.2.3- Cấu trúc điều khiển của tổng đài SPC.

A Cấu tạo:

Tuy có sự khác nhau giữa các tổng đài hiện đang sử dụng trên thế giới nhng tất cả các hệ thống đều giống nhau về cơ cấu phân bố và các khối chức năng Hình 3.1 là sơ đồ khối đơn giản của một tổng đài SPC

B Nhiệm vụ các khối chức năng

a Thiết bị kết cuối:

Thiết bị kết cuối gồm các mạch kết cuối thuê bao, kết cuối trung kế tơng tự

và kết cuối số

• Mạch kết cuối thuê bao:

- Mạch đờng dây thuê bao: Cung cấp các chức năng BORSCHT

- Mạch tập trung thuê bao: Tập trung tải cho nhóm đờng dây thuê bao

- Mạch kết cuối trung kế tơng tự:

Chứa các chức năng trung kế dùng cho các cuộc gọi ra, gọi vào, gọi chuyển tiếp; Chúng làm nhiệm vụ cấp nguồn giám sát cuộc gọi, phân phối báo hiệu Mạch này không làm nhiệm vụ tập trung tải nhng thực hiện chuyển đổi A/D ở các tổng đài

- Trung kế tơng tự số: Thực hiện các chức năng sau:

1 Tạo khung: Nhận dạng tín hiệu đồng bộ khung để phân biệt từng khung của tuyến số liệu PCM đa từ các tổng đài khác tới

2 Đồng bộ khung: Sắp xếp khung số kiệu mới phù hợp với hệ thống tuyến PCM

3 Nén dãy bit “0”: Vì dãy tín hiệu PCM có nhiều quãng chứa nhiều Bit “0”

sẽ khó phục hồi tín hiệu đồng bộ ở phía thu nên ta thực hiện nén các quãng tín hiệu có nhiều bit “0” liên tiếp ở phía phát

4 Đảo cực tính: Biến đổi dãy tín hiệu đơn cực từ hệ thống đa ra thành dãy tín hiệu lỡng cực trên đờng dẫn và ngợc lại

5 Xử lý cảnh báo: Xử lý cảnh báo từ đờng truyền PCM

6 Phục hồi xung nhịp: Phục hồi dãy xung nhịp từ dãy tín hiệu thu

7 Tách thông tin đồng bộ: Tách thông tin đồng bộ từ dãy tín hiệu thu

8 Báo hiệu: Thực hiện chức năng giao tiếp báo hiệu để phối hợp các loại báo hiệu giữa các loại tổng đài đang xem xét và tổng đài khác qua các đờng trung kế

b Thiết bị chuyển mạch:

Thiết bị chuyển mạch có 2 chức năng chính:

• Chức năng chuyển mạch:

Chức năng này để thực hiện tuyến nối giữa 2 hay nhiều thuê bao của tổng

đài hoặc giữa tổng đài naỳ với tổng đài khác

• Chức năng truyền dẫn:

Trên cơ sỏ tuyến nối đã đợc thiết lập, thiết bị chuyển mạch thực hiện truyền dẫn tín hiệu thoại và tín hiệu báo giữa các thuê bao với độ tin cậy và độ chính xác cần thiết

Có hai loại hệ thống chuyển mạch:

 Hệ thống chuyển mạch tơng tự (Analog Switch):

+ Phơng thức chuyển mạch không gian (Space Division Switching Mode): Trờng chuyển mạch theo phơng thức này có thể sử dụng tiếp điểm điện tử hay cơ

điện nh loại rơle

+ Phơng thức chuyển mạch thời gian (Time Division Switching Mode): Chuyển mạch PAM (Pulse Amplitude Modulation), tức là chuyển mạch theo ph-

ơng thức điều biên xung

 Hệ thống chuyển mạch số (Digital Switching):

Còn gọi là chuyển mạch PCM (Pulse Code Modulation) Đây là một loại của phơng thức chuyển mạch thời gian

c Bộ điều khiển trung tâm:

Bao gồm một bộ xử lý có công suất lớn cùng các bộ nhớ trực thuộc Bộ xử

lý này đợc thiết kế tối u để xử lý gọi và các công tác liên quan trong một tổng

đài

Bộ xử lý chuyển mạch: Bao gồm một bộ xử lý trung tâm, các bộ nhớ chơng trình, số liệu và phiên dịch cùng với thiết bị vào ra làm nhiệm vụ phối hợp để đa các thông tin vào và lấy các lệnh ra

• Bộ xử lý thông tin:

Là một bộ vi xử lý tốc độ cao và có tốc độ xử lý tuỳ thuộc vào vị trí chuyển mạch của nó Bộ xử lý trung tâm làm nhiệm vụ điều khiển thao tác của thiết vị chuyển mạch

• Bộ nhớ chơng trình:

Để ghi lại các chơng trình điều khiển các thao tác chuyển mạch các chơng trình này đợc gọi ra và xử lý cùng với các số liệu cần thiết

• Bộ nhớ số liệu:

Để ghi lại tạm thời các số liệu cần thiết trong quá trình xử lý các cuộc gọi

nh địa chỉ thuê bao, trạng thái bận rỗi của các đờng dây thuê bao hay trung kế

• Bộ nhớ phiên dịch:

Chứa các thông tin về loại đờng dây thuê bao hay trung kế, chủ gọi và bị gọi, mã tạo tuyến, thông tin cớc

Bộ nhớ số liệu là bộ nhớ tạm thời, còn các bộ nhớ chơng trình và phiên dịch

là các bộ nhớ bán cố định Số liệu hay chơng trình trong bộ nhớ bán cố định không thay đổi trong quá trình xử lý cuộc gọi, còn thông tin trong bộ nhớ tạm thời thì thay đổi liên tục từ bắt đầu đến lúc kết thúc cuộc gọi

Bộ điều khiển trung tâm phải hoàn thành các nhiệm vụ kịp thời hay còn gọi

là xử lý thời gian thuộc các công việc sau:

1 Nhận xung hay mã chọn số (các số địa chỉ)

2 Chuyển các tín hiệu địa chỉ đi ở các trờng hợp chuyển tiếp cuộc gọi

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

4 Phiên dịch và tạo tuyến qua trờng chuyển mạch

d Thiết bị ngoại vi và chuyển mạch:

Các thiết bị đo thử ở đờng dây thuê bao và trung kế, thiết bị phối hợp báo hiệu, thiết bị điều khiển đấu nối hợp thành thiết bị ngoại vi chuyển mạch

• Thiết bị đo thử trạng thái đờng dây:

Nhiệm vụ của thiết bị này là phát hiện và thông báo cho bộ phận trung tâm tất cả các biến cố báo hiệu và các tín hiệu trên đờng dây thuê bao và trung kế nối tổng đài

• Thiết bị phố hợp báo hiệu:

Thiết bị này là tầng đệm giữa bộ xử lý trung tâm có công suất tín hiệu điều khiển nhỏ (có tốc độ cao) và các mạch tín hiệu đờng dây có công suất lớn (có tốc

độ thấp) Đây cũng là thiết bị ngoại vi có cả đơn vị phần cứng và phần mềm bao gồm cấp xử lý mgoại vi Nó có nhiệm vụ điều khiển thao tác hay phục hồi các rơle cung cấp các dạng tín hiệu ở mạch đờng dây hay mạch nghiệp vụ dới sự

điều khiển của bộ xử lý trung tâm

• Thiết bị điều khiển đấu nối:

Làm nhiêmj vụ chuyển giao các lệnh thiết lập và giải phóng các tuyến vật

lý qua trờng chuyển mạch từ bộ xử lý trung tâm Các tuyến vật lý này chỉ đợc

thiết lập hay giải phóng khi đã chuẩn bị sẵn trong bộ nhớ của bộ xử lý trung tâm Bộ xử lý trung tâm trong trờng hợp này đóng vai trò là bộ xử lý điều khiển liên lạc Thông tin tạo tuyến gọi trong các bộ nhớ đợc lu trữ cho tới khi tuyến nối

đợc giải phóng hay cuộc gọi đã hoàn thành

vẽ hình:3.2

e Thiết bị ngoại vi báo hiệu:

Tín hiệu báo hiệu giữa các tổng đài tự động có 2 dạng tín hiệu: thập phân và

đa tần

Với dạng mã thập phân, các chữ số địa chỉ thuê bao đợc truyền ở dạng chuỗi, mỗi chuỗi đại diện cho một chữ số và có từ 1 đến 10 xung Để tăng tốc độ thiết lập tuyến nối và cải thiện độ tin cậy của hệ thống thông tin ngời ta đã đa vào tín hiệu đa tần ở dạng tổ hợp Trong hệ thống này, mỗi tín hiệu báo hiệu là một tổ hợp 2 số Có hai hoại hệ thống báo hiệu: Báo hiệu kênh chung và báo hiệu kênh riêng, phần này sẽ đợc xét đến ở chơng sau

f Thiết bị trao đổi ngời - máy:

Trong tất cả các tổng đài SPC, ngời ta đã sử dụng thiết bị trao đổi ngời – máy để vận hành, quản lý và bảo dỡng tổng đài trong quá trình khai thác Các thiết bị này bao gồm các thiết bị hiển thị có bàn phím điều khiển, các máy in tự

động, các thiết bị đo thử đờng dây và mạch thuê bao Chúng đợc dùng để đa các lệnh quản lý và bảo dỡng vào thiết bị xử lý thao tác và bảo dỡng tổng đài (trong trờng hợp này có thể bộ xử lý trung tâm đảm nhiệm cả chức năng chuyển mạch hoặc hai bộ xử lý riêng) Các lệnh này đợc thực hiện và kết quả đợc đa từ hệ thống xử lý ra, hiện lên màn hình và in giấy trong trờng hợp cần thiết

Ngoài ra hệ thống này còn tự động truyền các loại thông tin về trạng thái làm việc của các thiết bị tổng đài hoặc các thông tin cảnh báo hệ thống và hiển thị để thông báo kịp thời cho ngời quản lý biết trạng thái làm việc của các thiết

bị tổng đài

Ngoài ra các thiết bị nêu trên, ở các tổng đài SPC trung tâm còn có các loại thiết bị ngoại vi nhớ số liệu Thiết bị này bao gồm các khối thiết bị điều khiển băng từ và đĩa từ Chúng có tốc độ làm việc cao, dung lợng lớn và cũng dễ nạp phần mềm vào các loại bộ nhớ của các loại bộ nhớ xử lý các thông tin cớc, thống kê

đờng truyền dẫn rồi chuyển qua môi trờng chuyển mạch.

Trong trờng chuyển mạch có các kênh dẫn sau:

• Kênh cố định (kênh thờng trực): Đợc ứng dụng để trao đổi thông tin giữa

các bộ phận tổng đài nh cấp kênh kênh đồng hồ, cấp kênh trao đổi tin giữa bộ

điều khiển và bộ nhớ

• Kênh bán cố định: Chỉ sử dụng ở một thời điểm nào đó nh đa ra thông

báo cho ngời sử dụng khi có yêu cầu

• Kênh tạm thời: Cấp cho ngời sử dụng để trao đổi thông tin nh kênh nối

giữa 2 cuộc gọi

Nh vậy, mạng chuyển mạch tạo ra kênh dẫn cấp cho ngời sử dụng cũng nh các đối tợng khác trao đổi thông tin nhờ kênh dẫn đó

* Chuyển mạch cuộc gọi:

4.1.1- Phân loại chuyển mạch cuộc gọi:

Có nhiều loại chuyển mạch cuộc gọi bao gồm các chuyển mạch loại cơ điện và

điện tử đợc sử dụng trong các tổng đài Chúng có thể đợc phân loại rộng lớn thành các loại chuyển mạch phân chia không gian và các loại chuyển mạch ghép

a Chuyển mạch phân chia không gian:

Các chuyển mạch phân chia không gian thực hiện việc chuyển mạch bằng cách mở/đóng các cổng điện tử hoặc dùng các rơle điện tử Loại chuyển mạch này đợc cấu tạo bởi các bộ phận sau:

- Chuyển mạch cơ kiểu động truyền

- Chuyển mạch cơ kiểu mở/đóng

- Chuyển mạch cơ kiểu rơle điện tử

- Chuyển mạch điện từ kiều phân chia không gian

Loại chuyển mạch cơ kiểu chuyển động truyền là loại chuyển mạch thực hiện việc vận hành cơ tơng tự nh chuyển mạch xoay Chuyển mạch lựa chọn dây rỗi trong quá trình dẫn truyền và tiến hành các chức năng điều khiển ở mức nhất

định Do tính đơn giản của nó, nên nó đợc sử dụng rộng rãi trong các tổng đài tự

động đầu tiên phát triển Tuy nhiên, do tốc độ thực hiện chậm, sự mòn các điểm tiếp xúc và gây ra sự rung động cơ học, nên ngày nay nó ít đợc sử dụng

Loại chuyển mạch cơ kiểu mở/đóng đã đợc phát triển để cải tiến yếu điểm của loại chuyển mạch cơ chuyển động truyền bằng cách đơn giản hoá các thao tác cơ học bằng các thao tác mở/đóng Loại chuyển mạch này không có chức năng điều khiển lựa chọn và đợc thực hiện theo giả thiết là mạch gọi và mạch

điều khiển là hoàn toàn tách riêng nhau Loại này hiện nay đang đợc sử dụng rộng rãi bởi tính linh hoạt của nó

Chuyển mạch kiểu rơle điện từ là loại chuyển mạch có rơle điện tử ở mỗi

điểm cắt của loại chuyển mạch loại thanh chéo Đối với loại chuyển mạch cơ kiểu mở/đóng đợc mô tả ở trên, thì thao tác mở/đóng đợc thực hiện nhờ việc định cắt thông qua thao tác cơ học theo chiều đứng, chiều ngang trong khi chuyển mạch kiểu rơle điện tử, thì điểm cắt có thể đợc lựa chọn theo hớng của luồng

điện trong cuộn dây của rơle Vì thế các thao tác cơ học cũng nh việc mở/đóng các tiếp điểm có thể đợc tiến hành nhanh chóng hơn

Loại chuyển mậch điện tử kiều phân chia không gian có một cổng điện tử ở mỗi điểm cắt của chuyển mạch có thanh cắt chéo Loại này có nhợc điểm là không tơng thích với các phơng pháp cũ, sự mất tín hiệu cuộc gọi và nhiễu xuyên

âm còn chiếm tỉ lệ cao nên hiện nay loại này cha đợc sử dụng rộng rãi, nhng trong tơng lai thì loại này có thể đợc sử dụng rộng rãi hơn bởi tính tích hợp của

nó do việc sử dụng các mạch điện tử nh các ICs hay các LSis

b Chuyển mạch ghép:

Các loại chuyển mạch đợc vận hành trên cơ sở truyền tải tập trung đợc sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền dẫn Có các loại chuyển mạch phân chia thời gian để ghép các cuộc gọi dựa vào thời gian và chuyển mạch phân chia tần

số để ghép các cuộc gọi dựa trên cơ sở tần số

Nguyên lý sử dụng các loại chuyển mạch phân chia thời gian là nó tách nhịp thông tin có pha đã định bằng cách sử dụng ma trận nhịp có pha thay đổi trong khi nguyên lý dùng cho phơng pháp phân chia tần số là tách các tín có các tần số cần thiết bằng cách sử dụng bộ lọc có thể thay đổi Phơng pháp phân chia tần số đợc là có các vấn đề kỹ thuật nh là việc phát sinh các tần số khác nhau,

việc cung cấp và ngắt các tần số cũng nh các bộ lọc có thể bị biến đổi, đồng thời

nó không kinh tế Phơng pháp này đợc nghiên cứu rộng rãi trong thời kỳ đầu

nh-ng cha đợc đa vào sử dụnh-ng cho hệ tổnh-ng đài phân tải Một phơnh-ng pháp chuyển mạch có u điểm hơn nhiều so với phơng pháp chuyển mạch trên dố là phơng pháp chuyển mạch phân chia thời gian, phơng pháp này đợc đa vào thời kỳ đầu

từ khi xuất hiện tổng đài điện tử và cũng đang đợc nghiên cứu tiếp đến ngày nay (Hình 4.1)

vẽ sơ đồ

Trải qua một quá trình dài để nghiên cứu và phát triển thành công chuyển mạch PAM Khi nó đợc đa ra, do thiết kế đơn giản của nó, chuyển mạch PAM đ-

ợc sử dụng cho hệ tổng đài có dung lợng loại vừa Phơng thức thông minh PAM

là miền khởi của thông tin số (PCM), khi mới phát minh ra phơng thức ghép kênh theo thời gian trên cơ sở lý thuyết lấy mẫu Ngời ta đã áp dụng nó trong hệ thống truyền dẫn nh trong quá trình xử lý PCM, tín hiệu PAM là bán sản phẩm của quá trình xử lý tơng tự theo phơng thức PCM Tín hiệu PAM chức các thông tin cần truyền đi ở giá trị tức thời của biên độ lấy mẫu Vì nó cha phù hợp cho các tổng đài có dung lợng lớn với những vấn đề của nó về các đặc điểm thoại nhtạp âm, nhiễu xuyên âm, điều biên ký sinh Đồng thời nó là loại chuyển mạch PCM dự kiến là một trong các thành phần chính của IDN hay ISDN để xử lý nhiều loại thông tin cùng một lúc bao gồm cả số liệu

Mạng số tích hợp kết hợp hệ truyền dẫn và hệ chuyển mạch thông qua sử dụng công nghệ PCM Do phơng pháp này sử dụng mạch số, nó đợc dự định sẽ

vi mạch hoá các chuyển mạch trong tơng lai gần đây Khi sử dụng loại chuyển mạch này, việc chuyển mạch đợc tiến hành trong giai đoạn dồn kênh theo các

đặc tính thoại ổn định của PCM Phơng thức chuyển mạch PCM có thể hỗ trợ cho chuyển mạch rơle nhiều mức hoạt động dễ dàng hơn Nh đã trình bày, phơng pháp chuyển mạch này sẽ đợc sử dụng rộng rãi trong tơng lai

4.1.2- Chuyển mạch PCM:

Chuyển mạch PCM là loại chuyển mạch ghép hoạt động dựa vào công nghệ dồn kênh phân chia thời gian và điều chế xung mã PCM là phơng pháp truyền biên độ của PAM sau khi đã đợc lợng tử hoá nó và sau đó biến đổi nó thành các mã nhị phân Do đó, việc tái mã hoá có thể đợc tiến hành dễ dàng vì nó có thể phân biệt đợc với các tín hiệu khác ngay cả khi có tạp âm và nhiễu xuyên âm trên đờng truyền dẫn Ngoài ra, để thực hiện chuyển mạch phân chia thời gian có

thể dùng các chuyển mạch thời gian để trao đổi khe thời gian và chuyển mạch phân chia theo thời gian.

Mỗi tổng đài đều có các cổng bao gồm các thiết vị kết cuối đờng dây thuê bao, các mạch hợp nối, mạch trung kế và quốc tế

Trong các tổng đài Analog, chuyển mạch đợc chia theo không gian Một ờng dẫn chuyển mạch dành riêng đợc thiết lập để phục vụ cho một cuộc gọi và chiếm dụng trong suốt thời gian đàm thoại Trong tổng đài chuyển mạch số, việc chuyển mạch cho các cuộc gọi đợc thực hiện bằng cách mở hay đóng thờng xuyên các cổng logic theo từng khoảng thời gian, cho phép các tín hiệu điện dới dạng các chữ số nhị phân đi qua các đờng dẫn vật lý Bằng cách này một số các cuộc gọi đợc chia sẻ thời gian để sử dụng cùng một đờng dẫn chuyển mạch Các tín hiệu của nó không đợc truyền một cách liên tục nhng đợc truyền trong các khe thời gian đợc chọn dới dạng một chuỗi xung tổng hợp

đ-a Chuyển mạch thời gian:

Một chuyển mạch bao gồm các bộ nhớ bán dẫn đợc gọi là chuyển mạch thời gian (chuyển mạch T) hoặc chuyển mạch bộ nhớ (chuyển mạch M) Bộ chuyển mạch thời gian sử dụng các bộ nhớ bán dẫn nh các bộ nhớ MOS hoặc các

bộ nhớ hai cực Chuyển mạch thời gian có chức năng lu các tín hiệu âm thanh và các tín hiệu khác đã đợc mã hoá theo kỹ thuật số trên luồng cao và nó có dung l-ợng chuyển mạch tơng đơng với số lợng khe thời gian đợc ghép Số lợng khe thời gian đợc ghép mà chuyển mạch T có thể chuyển mạch đợc cũng chính là mức ghép trên luồng cao, nên dung lợng của bộ nhớ chuyển mạch T cũng bị hạn chế

• Nguyên lý ghép theo thời gian:

Các tín hiệu âm thanh (tín hiệu tơng tự) trên các mạch vào a, b và n đợc mã hoá bằng một bộ Mã hoá - Giải mã đợc gọi là CODEC, biến đổi thành các tín hiệu số 8 bit A,B và N Với tần số lấy mẫu 8 kHZ, độ dài thời gian của các tín hiệu 8 bit là 125às tốc độ truyền dẫn 64 kbit/s (Hình 4.2)

Vẽ hình

Các tín hiệu số đợc mã hoá bằng CODEC đợc lu tạm thời trong bộ nhớ gồm các mạch bán dẫn tích hợp nh LSI để ghép kênh, ghép kênh theo thời gian sẽ không thể thực hiện đợc nếu các tín hiệu A,B và N chiếm toàn bộ chu kỳ 125à

s Do đó, khi có n tín hiệu cần ghép, chúng sẽ đợc đọc ra tại từng khoảng thời gian là 125às/n và đợc chuyển vào luồng tốc độ cao Đờng chung trên đó truyền

tín hiệu đợc ghép gọi là đờng tốc độ cao

Lấy khoảng thời gian đọc từ bộ nhớ là 125às/n có nghĩa là tốc độ đọc lớn

hơn tốc độ truyền dẫn làm cho lớn hơn tốc độ truyền dẫn n lần (Hình 4.3a)

Trên luồng có tốc độ cao, trong chu kỳ 125à s, các tín hiệu A, B và N đối

với n kênh đợc sắp xếp một cách tuần tự tại các thời điểm tơng ứng t1, t2 tn Vì các thời điểm này của các tín hiệu t1,t2, , tn đợc xác định bằng các thời điểm

mà tại đó các tín hiệu “đọc” đợc gửi đến các bộ nhớ của từng mạch vào, có thể cho rằng các mạch vào độc lập này tơng ứng với các thời điểm trên luồng tốc độ cao (Hình 4.4)

Khoảng thời gian chiếm kênh trên luồng cao đợc gọi là một khe thời gian Trong trờng hợp ghép n kênh, một khe thời gian tơng ứng với (125às).

• Trao đổi khe thời gian:

Nhóm tín hiệu ghép thời gian trong chu kỳ 125às đợc gọi là một khung.

Các tín hiệu số đã đợc ghép kênh trên luồng cao đợc đa vào chuyển mạch thời gian (CM - T) Chuyển mạch T gồm các bộ nhớ bán dẫn, nó có chức năng nhớ và trao đổi vị trí thời gian của các tín hiệu giữa các mạch vào và ra

Việc trao đổi vị trí thời gian trong chuyển mạch thời gian đợc thực hiện giữa các khe thời gian và các tín hiệu ghép thời gian Sự trao đổi vị trí ghép thời gian của các tín hiệu số đợc gọi là trao đổi khe thời gian Trao đổi khe thời gian

đợc thực hiện bằng việc lu tạm thời các tín hiệu đợc truyền trên luồng cao vào các bộ nhớ của chuyển mạch thời gian (ghi) và sau đó đọc các tín hiệu đã đợc lu này bằng thứ tự khác với khi viết vào

Chuyển mạch thời gian đợc mô tả ở hình 4.5 bao gồm hệ thống ghép kênh tín hiệu theo thời gian, trao đổi các khe thời gian dới sự điều khiển của bộ điều khiển chuyển mạch và bộ tách kênh Luồng cao phía trái là luồng cao đầu vào,

và luồng cao phía phải là luồng cao đầu ra Các tín hiệu đợc ghép theo thời gian

đợc chuyển từ luồng cao phía trái đến chuyển mạch thời gian, sau khi trao đổi khe thời gian chúng đợc gửi đến luồng cao ở phía phải

vẽ hình 4.5

Để thực hiện đợc chính xác, các bộ nhớ trong chuyển mạch thời gian không cho phép ghi và đọc các tín hiệu tại cùng một thời điểm Vì vậy, khoảng thời

gian tơng ứng với một khe thời gian đợc chia làm hai nửa: một nửa đợc sử dụng cho ghi và nửa còn lại cho đọc.

Một loạt các thao tác ghi tín hiệu vào chuyển mạch thời gian đợc gọi là chu

kỳ ghi và thao tác đọc tín hiệu ra khỏi chuyển mạch thời gian đợc gọi là chu kỳ

đọc

• Điều khiển trao đổi khe thời gian:

Để hoàn thành việc trao đổi khe thời gian, cần phải thực hiện việc ghi vào

và đọc ra khỏi chuyển mạch thời gian đối với từng khe thời gian T1, T2, , Tn

Có hai kiểu điều khiển đợc sử dụng cho mục đích này đó là điều khiển tuần tự và

điều khiển ngẫu nhiên

Điều khiển tuần tự là kiểu điều khiển trong đó các địa chỉ của bộ nhớ trong chuyển mạch thời gian đợc phân nhiệm một cách tuần tự trong khi ghi vào và

đọc ra khỏi chuyển mạch thời gian

Trong điều khiển tuần tự, một bộ đếm khe thời gian đợc sử dụng để thu nhận bộ nhớ địa chỉ Bộ đếm này sẽ tăng thêm một vào địa chỉ sau mỗi lần thay

đổi khe thời gian

Điều khiển ngẫu nhiên là phơng pháp trong đó các địa chỉ trong chuyển mạch thời gian không tơng ứng với thứ tự của các khe thời gian T1, , Tn nhng chúng đợc phân nhiệm từ trớc theo việc ghi vào và đọc ra của chuyển mạch thời gian

Trong điều khiển ngẫu nhiên một bộ nhớ đợc sử dụng để nhận địa chỉ bộ nhớ, và các địa chỉ này là mối quan hệ giữa các địa chỉ bộ nhớ trong chuyển mạch thời gian và các khe thời gian đợc chọn trớc

Khi ghi vào chuyển mạch thời gian đợc thực hiện một cách tuần tự cho các

địa chỉ từ 1 đến n Do vậy, đó là kiểu điều khiển tuần tự Mặt khác, khi đọc tín hiệu ra khỏi chuyển mạch thời gian, các địa chỉ đợc phân nhiệm trớc, đó là điều khiển ngẫu nhiên

Mặt khác, phơng pháp điều khiển trao đổi khe thời gian trong đó việc ghi vào các bộ nhớ đợc thực hiện bằng điều khiển ngẫu nhiên và việc đọc từ các bộ nhớ đợc thực hiện theo kiểu tuần tự đợc gọi là điều khiển ghi ngẫu nghiên/ đọc tuần tự

Hoạt động của các phơng pháp này (cụ thể nh ở hình 4.5 là phơng pháp ghi tuần tự/đọc ngẫu nhiên): Bộ đếm khe thời gian đợc phân nhiệm cho luồng cao

đầu vào để sử dụng cho việc ghi tín hiệu vào chuyển mạch thời gian và bộ nhớ

đ-ợc sử dụng để đọc các tín hiệu từ chuyển mạch thời gian

Để ghi tín hiệu một cách tuần tự vào chuyển mạch thời gian, các nội dung

đợc hiển thị trong bộ đếm khe thời gian đợc sắp xếp giống nh thứ các khe thời gian và các địa chỉ trong bộ nhớ Có nghĩa là khi nội dung của bộ nhớ thời gian

là 1, tín hiệu A trong khe thời gian T1 đợc ghi vào địa chỉ bộ nhớ # 1 Sau đó nội dung của bộ đếm khe thời gian tuần tự tăng lên 1 và nội dung sau n lại sẽ trở thành 1

Bộ nhớ điều khiển gồm các địa chỉ bộ nhớ để đọc ra phù hợp với các không gian

Trong chuyển mạch không gian, bậc ghép của các khe thời gian đợc tăng lên bằng việc mở/đóng các cổng với tín hiệu 8 bit song song nh trong trờng hợp của các chuyển mạch thời gian

Chuyển mạch giữa các luồng cao đòi hỏi các mạch cổng phải có tốc độ cao Các công tắc điện cơ không đáp ứng đợc yêu cầu về tốc độ Do đó, chủ yếu sử dụng các mạch cổng bán dẫn

Để điều khiển các mạch cổng này, cần có n bộ nhớ điều khiển tơng ứng với các luồng cao đầu ra

Để chuyển mạch không gian hoạt động với n luồng cao đầu vào cần phải cung cấp một bậc ghép bằng n và các vị trí khe thời gian trên các luồng cao riêng biệt phải hoàn toàn đồng nhất với nhau Ngoài ra các bộ nhớ điều khiển phải hoạt động đồng bộ với các khe thời gian

c Kết hợp giữa chuyển mạch thời gian và chuyển mạch không gian

Một mạng chuyển mạch có dung lợng lớn có thể đợc thiết lập bằng cách kết hợp giữa CM - T và CM - S

Các kiểu kết hợp cơ bản giữa chuyển mạch thời gian và chuyển mạch không gian: T, T - S - T, S - T - S, T - S - S - T, S - T - T - S, T - S - S - S - T, S - S - T - S

- S

Tổ hợp này có thể phân loại thành 2 phơng pháp: Phơng pháp T - S -T và phơng pháp S - T - S

• Cấu hình T - S - T

vẽ hình 4.8a

Cấu trúc này cho phép hệ thống xử lý các cuộc gọi một cách không bị ngắt quãng (xem hình 4.8a) Trong việc điều khiển mạng, việc lựa chọn khe thời gian

ở đầu vào/đầu ra và khe thời gian ở chuyển mạch không gian là không liên quan

đến nhau Nghĩa là, trong trờng hợp của T - S - T thì khe thời gian đầu vào có thể

đấu nối với khe thời gian đầu ra bằng cách dùng khe thời gian trong đờng chéo của chuyển mạch không gian.

• Cấu trúc S - T - S

vẽ hình 4.8.b

Phơng pháp S - T - S, quá trình cũng tơng tự nh T - S - T Trên hình 4.8b việc lựa chọn khe thời gian đầu vào/đầu ra đợc xác định bằng đờng giao tiếp theo yêu cầu Do bộ biến đổi khe thời gian có thể đợc bằng cách dùng 2 chuyển mạch không gian, độ linh hoạt của đầu nối đợc cải thiệu

Trong mạng kiểu T - S - T số lợng các đờng có thể đợc lớn hơn nhiều so với mạng kiểu S - T - S

Việc kết hợp giữa chuyển mạch không gian và chuyển mạch thời gian chứng tỏ đợc phân bố giữa chúng đạt tỉ lệ 1: 1

4.2- Phân hệ xử lý và điều khiển.

Điều khiển là phơng thức nhận thông tin của ngời sử dụng, xử lý thông tin

đó, điều khiển chuyển mạch và điều khiển tất cả các bộ phận chức năng khác để thoả mãn cho nhu cầu của ngời sử dụng

4.2.1- Phân loại phơng pháp điều khiển.

Mặc dù có nhiều loại hệ thống tổng đài đang có hiện nay, tất cả các hệ thống đó có thể đợc phân loại theo phơng pháp điều khiển mở/đóng của chuyển mạch cuộc gọi thành phơng pháp điều khiển độc lập, phơng pháp điều khiển chung, và phơng pháp điều khiển bằng chơng trình lu trữ

Phơng pháp điều khiển độc lập còn đợc gọi là phơng pháp điều khiển đơn chiếc Đây là phơng pháp lựa chọn các đờng nối khi mỗi chuyoển mạch tiến hành một cách độc lập việc điều khiển lựa chọn vì mỗi chuyển mạch đợc trang bị bằng một mạch điều khiển Bởi vì tính đơn giản của mỗi mạch phơng pháp này

đợc sử dụng rộng rãi cùng với phơng pháp từng bớc trong các hệ thống tổng đài

đầu tiên đợc phát triển Tuy nhiên, việc chọn lựa chọn đờng có hiệu quả cho toàn

bộ hệ thống là khó khăn bởi vì vi phạm lựa chọn của mỗi vi mạch điều khiển phần nào đó bị giới hạn

Phơng pháp điều khiển chung là phơng pháp tập trung các mạch điều khiển vào một chỗ và sau đó theo dõi trạng thái đầu nối của toàn mạch để lựa chọn các

đờng nối Khi sử dụng phơng pháp này, các mạch điều khiển đợc tập trung để chia sẻ số lợng lớn các cuộc gọi cho nên khả năng của các mạch điều khiển là rất

lớn Đồng thời các chức năng phức tạp có thể đợc tiến hành một cách kinh tế Hầu hết các tổng đài cơ học đều sử dụng phơng pháp này

Phơng pháp điều khiển bằng chơng trình lu trữ là một trong các loại phơng pháp điều khiển chung, chúng đợc tập trung khá cao độ về chức năng nh là thiết

bị xử lý thông tin đa năng, nó tiến hành một số điều khiển đấu nối Hầu hết các tổng đài điện tử đang dùng hiện nay đều áp dụng phơng pháp này Các đầu vào

điều khiển trực tiếp cho một hệ tổng đài là các xung quay số đợc gửi đến từ các máy điện thoại Các đặc điểm xử lý đấu nối thay đổi rất lớn tuỳ thuộc vào việc sử dụng các loại đầu vào này

Phơng pháp điều khiển trực tiếp là phơng pháp trong đó các xung nhận đợc trực tiếp kích hoạt các mạch điều khiển nhằm để chọn các đờng nối một cách liên tiếp, áp dụng phơng pháp này việc vận hành có thể đợc tiến hành một cách

đơn giản, tuy nhiên cấu hình mạng lới tuyến và số quay là đờng nối Do vậy, cấu hình mạng là ít kích hoạt và có khả năng thấp hơn Phơng pháp này là không phù hợp với hệ thống tổng đài có dung lợng lớn và có khả năng xử lý các cuộc gọi đ-ờng dài

Phơng pháp điều khiển gián tiếp là phơng pháp tập trung các xung quay số vào một mạch nhớ, đọc tất cả các số và sau đó lựa chọn đờng nối cuộc gọi thông qua việc đánh giá tổng hợp Theo đó, với phơng pháp này đợc đặc tính hoá bởi dung lợng xử lý đờng thông cao và có khả năng biến đổi các số gọi tơng đơng, các số gọi và các đờng nối có thể đợc xác định độc lập để lập nên mạng lới tuyến linh hoạt Tốc độ vận hành của các mạch điều khiển trong các phơng pháp

điều khiển chung và điều khiển bằng chơng trình lu trữ là nhanh hơn nhiều so với phơng pháp quay số Do đó, các số đợc quay đợc tập hợp lại trong một mạch nhớ tách biệt tạm thời nhằm để sử dụng mạch điêù khiển tích hợp cao và sau đó chúng đợc đọc với tốc độ cực kỳ nhanh để điều khiển toàn bộ chúng ngay lập tức Do vậy hầu hết các loại tổng đài sử dụng phơng pháp điều khiển chung và

điều khiển bằng chơng trình lu trữ đều dùng phơng pháp điều khiển gián tiếp.Trong phần này ta chỉ xét đến phơng pháp điều khiển bằng chơng trình lu trữ, bởi mó là phơng pháp điều khiển hiện đại nhất hiện nay

4.2.2- Phơng pháp điều khiển bằng chơng trình lu trữ.

Việc điều khiển các hệ thống trong tổng đài có thể đợc thực hiện thông qua một hệ thống điều khiển, mà hệ thống điều khiển càng hiện đại thì chất lợng kết nối chuyển mạch càng đợc nâng cao Hệ thống điều khiển là bộ não của tổng

đài Nó chứa đựng các khả năng luận lý để giải quyết các khả năng luận lý để

giải quyết các hoạt động cần thiết, nhằm thực hiện và truyền các tín hiệu cần thiết để khởi động Nh khi nhận đợc các tín hiẹu truy cập, hệ thống điều khiển tìm một vùng nhớ trống để lu giữ các chữ số, và sau khi tìm thấy nó sẽ khởi phát tín hiệu báo nhận (âm mời quay số nên tín hiệu truy cập trên một đờng dây nội bộ) Khi nhận đợc các chữ số, hệ thống điều khiển dịch chúng, xác định mạch

đầu ra nào cuộc gọi sẽ phải dùng, và chọn một đờng dẫn chuyển mạch thích hợp xuyên qua tổng đài Khi có tín hiệu xoá đến, hệ thống điều khiển sẽ giải phóng

đờng dẫn chuyển mạch và cung cấp các thiết bị cho các cuộc gọi khác, điều khiển cũng có sự liên quan đến sự giám sát tổng đài bao gồm thu nhập dữ liệu, bảo trì và hoạch định

Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ, và đã đa ra bộ điều khiển bằng chơng trình lu trữ hay còn gọi là tổng đài SPC, ở đây một máy tính

đơn sẽ đảm nhận chức năng điều khiển mà con ngời đã định sẵn bằng cách ghi vào bộ nhớ máy tính những phần mềm điều khiển đợc tạo ra bởi các chuyên gia lập trình Nh vậy, điều khiển bằng chơng trình lu trữ của hệ thống tổng đài điện

tử có một bộ nhớ cố định để ghi các chơng trình và một bộ nhớ tạm thời để viết

và đọc số liệu một cách tự do Bộ nhớ tạm thời đợc dùng để nhớ trạng thái của từng thiết bị đầu cuối và các cuộc gọi đợc điều khiển

a Các khối điều khiển chức năng cục bộ.

Thành phần điều khiển của khối chuyển mạch số theo chức năng có thể chia thành 3 thành phần chính gồm hệ thống điều khiển trung tâm CC, bộ điều khiển khối chuyển mạch và điều khiển quá trình chuyển mạch (xem hình 4.9)

Hệ thống điều khiển trung tâm bảo đảm nhiện vụ điều khiển chung mức cao cho tất cả các hoạt động của hệ thống chuyển mạch bao gồm các chức năng xử

lý cuộc gọi Trên hình 4.9 thực tế của cấu trúc này đợc thực hiện theo kiể phân tán hơn là tập trung

CC (Central control): Điều khiển trung tâm

Trong một hệ thống chuyển mạch có thể chỉ có một khối chuyển mạch hoặc

có nhiều khối chuyển mạch nh trong tổng đài nội hạt bao gồm một khối chuyển mạch trung tâm và một số khối chuyển mạch tập trung thuê bao Mỗi khối

chuyển mạch có một bộ điều khiển khối chuyển mạch riêng của nó và trong mỗi khối chuyển mạch, mỗi chuyển mạch tầng S/T lại có đơn vị điều khiển riêng cấu thành từ các bộ nhớ điều khiển liên kết với mạch logic điều khiển cục bộ.

Bộ điều khiển khối chuyển mạch có chức năng đảm bảo việc quản lý tất cả các khe thời gian qua khối chuyển mạch, bao gồm:

• Thiết lập kênh nối

• Giải phóng kênh

• Chuẩn bị kết nối

• Theo dõi kênh nối

• Kiểm tra kênh nối

• Hỏi trạng thái kênh (bận, rỗi)

Các kênh nối qua chuyển mạch thông thờng là kênh hai chiều Tuy vậy, đôi khi các kênh một chiều có thể đợc thiết lập để truyền các thông tin giám sát,

điều khiển hoặc cảnh báo nh đã nêu qua trong phần “phân hệ chuyển mạch” Chẳng hạn nh việc xử lý 6 công việc nêu trên đây có liên quan tới hai kiểu kên nối một chiều và hai chiều Thành phần điều khiển khối chuyển mạch chỉ liên quan tới nhiệm vụ quản lý các khe thời gian qua khối chuyển mạch số mà không liên quan đến toàn bộ quá trình cuộc nối Điều này đợc lựa chọn bởi vì hoạt động

xử lý cuộc gọi rất phức tạp đợc thực hiện tại hệ thống điều khiển trung tâm, trong khi đó hoạt động quản lý kênh của các khối chuyển mạch cụ thể đợc trao cho bộ điều khiển chuyển mạch

b Cấu trúc điều khiển.

• Đơn xử lý: Có cấu trúc phần cứng đơn giản, mọi công việc trong tổng đài

đều do một bộ xử lý làm việc, nhng tốc độ xử lý có hạn, có cấu trúc phần mềm lại phức tạp, bởi vì phần mềm này phải sử dụng nhiều lện ngắt Do vậy, loại này chỉ áp dụng cho các loại tổng đài nhỏ

• Đa xử lý: Có cấu trúc phần cứng phức tạp hơn bởi vì trong tổng đài có

nhiều bộ xử lý làm việc nên phải làm thế nào để có các bộ xử lý phải phối hợp làm việc đợc với nhau Việc phối hợp này phụ thuộc vào hai yếu tố cấu trúc điều khiển và tổ chức trao đổi tin giữa các bộ xử lý Do đó, các chức năng trong tổng

đài có thể nhóm thành các nhóm chính nh sau:

+ Nhóm chức năng chuyển phục vụ cho quét thuê bao

+ Nhóm chức năng chuyển phục vụ cho chuyển mạch

+ Nhóm chức năng chuyển phục vụ cho báo hiệu

+ Nhóm chức năng chuyển phục vụ cho khai thác và bảo dỡng.

Mỗi một chức năng giao cho một bộ xử lý làm việc nên cấu trúc này có các

đặc điểm sau:

- Ưu điểm: Chuyên môn hoá đợc công việc, cấu trúc phần mềm có hệ

thống, tốc độ xử lý cao

- Nhợc điểm: Khối lợng thông tin cần phải trao đổi với bộ xử lý là lớn, nếu

tổng đài nhỏ thì hiệu suất sử dụng thấp

Hầu hết các tổng đài có dung lợng lớn đều sử dụng hệ thống đa xử lý

Sự khởi đầu cho mọi yêu cầu của cuộc gọi về việc thiết lập kênh nối qua khối chuyển mạch số thuộc về hoạt động xử lý cuộc gọi xảy ra trong hệ thống

điều khiển trung tâm Một ví dụ cụ thể của loại chuyển mạch này là nhiệm vụ quét và xác định thuê bao chủ gọi với bộ thu xung mã âm tần thông qua khối tập trung thuê bao hoặc là yêu cầu điều khiển khối chuyển mạch trung tâm để tạo kênh nối giữa các đầu ra của bộ tập trung thuê bao với đờng trung kế trong hớng liên lạc, hoạt động xử lý này dựa trên cơ sở biên dịch các chữ số do thuê bao chủ gọi phát và các nguyên tắc định tuyến cuộc gọi, hệ thống điều khiển trung tâm sẽ lệnh cho các bộ điều khiển khối chuyển mạch liên quan để thiết lập, duy trì hay giải phóng kênh nối giữa các khe thời gian xác định của khối chuyển mạch số.Các lệnh điều khiển từ hệ thống điều khiển trung tâm tới bộ điều khiển khối chuyển mạch thông thờng đợc truyền dới dạng bản tin mức cao sao cho đạt đợc hiệu quả điều khiển cao và tối đa sử dụng các tính năng của các bộ xử lý trong

hệ thống điều khiển trung tâm (ví dụ nh việc định dạng bản tin của lệnh điều khiển)

Mặc dù việc định dạng bản tin có thể đợc thực hiện theo nhiều kiều khác nhau tuỳ thuộc vào cấu hình đựoc thiết kế, song chúng cũng luôn phải đợc thoả mãn các trờng số liệu sau:

1 Mã toán tác: Số liệu này yêu cầu kênh nối sẽ đợc thiết lập, chuẩn bị, giám

sát hay giải phóng

2 Số liệu khe thời gian đầu vào: Nhóm số liệu này chỉ rõ địa chỉ kênh vào

dới dạng mã số tầng chuyển mạch S/T, mã số luồng PCM và mã số khe thời gian trong luồng tín hiệu PCM Mặc dù là một địa chỉ đơn lẻ nhng nó nhận dạng cả hai khe thời gian thu và phát tại đầu vào của tầng chuyển mạch Kích thớc của hai trờng số liệu đầu tiên phụ thuộc vào số lợng tầng chuyển mạch đầu vào vàosố lợng luồng PCM trong tầng chuyển mạch t-

ơng ứng Trờng số liệu mã số khe thời gian có dung lợng 5 bit đối với các luồng PCM32 và PCM 24 kênh.

3 Số liệu khe thời gian đầu ra: Nhóm số liệu này chỉ rõ các địa chỉ khe thời

gian trong không dạng bản tin tơng tự nh nhóm số liệu khe thời gian đầu vào

4 Mã phát hiện và sửa lỗi: Nhóm số liệu này cho phép bộ điều khiển khối

chuyển mach phát hiện bất kỳ sự sai lỗi nào xảy ra trong bản tin mà nó gây ra trong quá trình truyền tin từ hệ thống điều khiển trung tâm đến bộ

điều khiển khối chuyển mạch Một kiểu mã nh vậy có thể đơn giản là kiểm tra chẵn lẻ hay phức tạp hơn là mã CRC (Cyclic Redundance Code - kiểm tra chồng chập theo chu kỳ)

5 Mã bản tin: Mỗi một bản tin cần đợc gắn một nhãn với mã số đơn giản để

đặc trung cho biệc xác định chuẩn chuôĩ liên tiếp các bản tin đã phát và xử

lý Việc sử dụng mã bản tin nh trên cho phép bộ điều khiển khối chuyển mạch có thể thông báo cho hệ thống điều khiển trung tâm biêtý có một bản tin cụ thể nào đó nhận đợc chữa sai lỗi và nhờ đó yêu cầu hệ thống

điều khiển trung tâm phát lại bản tin Khi thu một bản tin bộ điều khiển khối chuyển mạch thực thi các vi lệnh Trong trờng hợp yêu cầu thiết lập kênh bộ điều khiển khối chuyển mạch số sẽ thực hiện các thủ tục tìm đờng

và chọn một kênh nối qua trờng chuyển mạch Hệ thống điều khiển trung tâm sau đó sẽ phải đa ra thông báo về việc đờng nối đã tìm đợc Tơng tự

nh vậy, các bản tin cần phải chỉ thị rằng kênh nối đã đợc giải phóng hay chuẩn bị sẵn sàng Các bản tin ngợc lại từ hệ thống điều khiển trung tâm tới bộ điều khiển khối chuyển mạch cần phải chứ các trờng số liệu

6 Mã bản tin tham khảo: Nhóm số liệu này chứa mã nhận dạng của bản tin

từ hệ thống điều khiển trung tâm mà bản tin này sẽ có quan hệ với nó sau

đó

7 Trờng thông tin: Nhóm số liệu này chứa các thông tin sẽ đợc gửi tớihệ

thống điều khiển trung tâm để xử lý và truyền

Trong trờng hợp thiết lập kênh nối phục vụ cuộc gọi Bộ điều khiển khối chuyển mạch sẽ cần phải xác định đợc các địa chỉ cần thiết mà chúng sẽ đợc ghi vào trong từng bộ nhớ điều khiển (CM - Control Memory) của các tầng chuyển mạch sao cho các tầng chuyển mạch S/T sẽ đảm bảo cung cấp đợc các kênh theo yêu cầu, sau đó bộ điều khiển khối chuyển mạch sẽ nạp các số liệu yêu cầu cụ thể vào các địa chỉ ô nhớ cụ thể của các bộ nhớ điều khiển CM

c Thuật toán chọn kênh rỗi:

Thủ tục chọn kênh rỗi cho khối chuyển mạch bao gồm việc tìm khe thời gian trung gian rỗi cho mạng chuyển mạch Có nghĩa là khe thời gian đó phải đ-

ợc lựa chọn sao cho nó là rỗi ở cả hai phía của tầng chuyển mạch Trạng thái bận/rỗi đợc biểu thị bằng các bit trong các ô nhớ tơng ứng của các bộ nhớ điều khiển Phơng pháp chọn kênh rỗi sử dụng một cách đơn giản là xử lý tìm kiếm

sự trùng khớp khe thời gian rỗi nhờ việc kiểm tra các cặp bit bận/rỗi từ mạng chuyển mạch

Cơ chế chọn đờng nối đợc thực hiện trong phạm vi bộ điều khiển khối chuyển mạch mà nó thờng đợc xây dụng trên cơ sở kỹ thuật vi xử lý mà nó thực hiện việc tìm kiếm bằng cách tiến hành một số quá trình xử lý logic số

4.3- Phân hệ ứng dụng.

Phân hệ này tạo ra chức năng phối hợp giúp cho ngời sử dụng ứng dụng đợc

để trao đổi thông tin Để phối ghép giữa các đối tợng hay giữa các trung tâm với nhau thì cần phải có những kênh (tuyến) truyền dẫn

Ngoài việc giúp cho việc tạo ra chức năng phối ghép chuyển mạch thì còn giúp cho ngời sử dụng nôí với các trung tâm điều khiển để đa ra các yêu cầu và nhận những thông báo chỉ dẫn

4.3.1- Sơ đồ khối chức năng của phân hệ ứng dụng

vẽ hình 4.10

4.3.2- Chức năng của các khối trong phân hệ ứng dụng.

a Khối chức năng A: Thực hiện các chức năng BORSCHT.

• B (Bettery feed) - Cấp nguồn:

Cấp dòng điện một chiều 48V/40mA Bộ phận cấp nguồn phải có một bộ ổn

định dòng để cho các thuê bao ở các nơi khác nhau đều đợc cấp dòng nh nhau, phải có các bộ phận để phát hiện chập dây và kênh máy của thuê bao

• O (Overvoltage) - Bảo vệ quá áp:

Là chức năng chống quá áp nh bị chập điện lới 220V, bị sét đánh Tất cả các thông tin trớc khi đa vào tổng đài đều phải qua một bộ gọi là “Giá đấu dây”, tại “Giá đấu dây” ngời ta thực hiện việc chống quá áp bằng các biện pháp nh cầu chì, ống phóng điện, hạt nổ, Biện pháp này chỉ có hiệu quả cho các quá áp hàng trăm vôn trở lên Trờng hợp bị quá áp với điện áp thấp thì ngời ta tách dòng bằng các bộ phận hạn biên hay dùng các biến áp cách ly

• R (Ringing signal sending) - Cấp chuông:

Là chức năng rung chuông với điện áp 75V/(20 - 25Hz) để báo chuông cho thuê bao Hệ thống chuông bây giờ ngời ta thờng sử dụng là chuông âm tần

• S (Supervision of subcriber teminal) - Giám sát trạng thái:

Trong tổng đài thờng dùng điốt quang để giám sát việc nhấc đặt máy Khi nhấc máy thì có dòng điện qua và điốt quang sáng, đèn bán dẫn thông mạch Ng-

ợc lại, khi đặt máy thì không có dòng điện chạy qua, điốt quang không phát quang, đèn bán dẫn không thông mạch Các trạng thái thông mạch và không thông mạcho này tơng ứng với các mức điện áp 0 vôn và 5 vôn báo hiệu cho tổng

đài biết các trạng thái của thuê bao

• C (Coder and decoder) - Mã hoá và giải mã:

Công việc này đợc thực hiện thông qua 3 quá trình của phơng pháp PCM:

- Lấy mẫu

- Lợng tử hoá

- Mã hoá

• H (Hybrid) - Sai động 2 dây 4 dây:

Phơng pháp này dùng để triệt tiêu tín hiệu quay trở về đầu phát bằng cách

sử dụng nguyên lý cầu cân bằng

• T (Test access) - Đo thử:

Trong các chức năng của thuê bao ngời ta có thể kiểm tra bằng tổng đài nh:

IN TEST, OUT TEST

b Khối chức năng B (Chức năng trung gian):

Chức năng này chủ yếu là ghép tách kênh và tập trung thuê bao Tuỳ thuộc vào mức độ sử dụng (hay tính chất của thuê bao) mà lựa chọn hệ số tập trung cho thích hợp

Vẽ hình 4.11

Thông thờng thì N > M nên hệ số tập trung thuê vao : k = N/M >1 Lúc này

có thể sử dụng chuyển mạch đờng dây, khi có yêu cầu của thuê bao thì sẽ tìm một kênh rỗi cấp cho thuê bao đó

Trờng hợp k = 1 thì khối B chỉ đa ra MUX – DEMUX (sơ cấp)

c Khối chức năng thực hiện phối ghép với trờng chuyển mạch (khối C):

Chức năng này phụ thuộc vào khoảng cách tới trờng chuyển mạch Nếu khoảng cách gần (ở ngay trong tổng đài) thì truyền dẫn đơn giản, truyền trực tiếp