Tìm hiểu phần cứng và vấn đề điều hành bảo dưỡng tổng đài AXE 810

muốn xây dựng để chúng ta có cái nhìn cụ thể hơn về cấu trúc phần cứng từng khối chức năng và qui trình vận hành ,khai thác, bảo dưỡng tổng đài AXE 810- một tổng đài thế hệ mới của Ericsson

LỜI CẢM ƠN !

šO›

Sau 5 năm học tập và nghiên cứu tại Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông,

em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô đã tận tình chỉ dẫn, truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quí báu, làm nền tảng cho công việc sau này

Em cũng xin chân thành cảm ơn các anh, chị ở Đài viễn thông Phú Lâm, tỉnh Phú Yên đặc biệt là các anh chị ở tổ đài đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về tài liệu cũng như là về quan sát thực tiễn sinh động, giúp em có được những hiểu biết thực tế, mở mang kiến thức

Em xin chân thành cảm ơn thầy Đoàn Nhựt Vình, người đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài, giúp đỡ em từ tài liệu cho đến phương pháp nghiên cứu, cách viết luận văn Đây là những kinh nghiệm vô cùng quý giá đối với em

Xin chân thành cảm ơn những người bạn, những người đã sát cánh cùng em trong suốt quãng đường đại học

Phú lâm, Ngày 17 Tháng 12 Năm 2007 Sinh viên :Dương Hữu Luân

LỜI NÓI ĐẦU

có tài liệu hướng dẫn khai thác kèm theo, nhưng đa số các thông tin trong tài liệu

được trình bày trên quan điểm khái quát hóa Chính vì lẽ đó mà luận văn “ Tìm hiểu phần cứng và vấn đề điều hành bảo dưỡng tổng đài AXE 810” muốn xây dựng để

chúng ta có cái nhìn cụ thể hơn về cấu trúc phần cứng từng khối chức năng và qui trình vận hành ,khai thác, bảo dưỡng tổng đài AXE 810- một tổng đài thế hệ mới của Ericsson

Luận văn “ Tìm hiểu phần cứng và vấn đề điều hành bảo dưỡng tổng đài AXE 810” này là kết quả của quá trình học tập và nghiên cứu tại Học Viện Công Nghệ

Bưu Chính Viễn Thông II, và thời gian thực tập tốt nghiệp tại tổng đài Bưu Điện tỉnh Phú Yên Luận văn này trình bày các nội dung sau:

· Nghiên cứu cấu trúc tổng quát của đài AXE 810, thấy được một số ưu điểm nổi bật của đài AXE 810

· Nghiên cứu cấu trúc phần cứng tổng đài AXE 810 qua các khối chức năng : điều khiển, xuất nhập, chuyển mạch và giao tiếp

· Nghiên cứu các công việc liên quan đến vấn đề điều hành bảo dưỡng tổng đài

Trong quá trình thực hiện luận văn dưới sự giúp đỡ tận tình của thầy Đoàn Nhựt Vinh, cùng với các bạn trong lớp đã góp ý xây dựng Đến nay tuy luận văn đã hoàn

thành nhưng vì thời gian có hạn và trình độ còn nhiều mặt hạn chế nên luận văn khó tránh khỏi những sai sót Do vậy rất mong sự góp ý và thông cảm của quý thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô giáo trường Học Viện Công Nghệ

Bưu Chính Viễn Thông Đặc biệt là thầy Đoàn Nhựt Vinh đã chỉ bảo tận tình cho em

trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp Cảm ơn các bạn trong lớp đã góp ý thêm để hoàn thành luận văn.

MỤC LỤC

š & ›

Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT

1.1.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG AXE 1

1.2.ỨNG DỤNG CỦA TỔNG ĐÀI AXE 2

1.3.CẤU TRÚC TỔNG QUÁT 4

1.3.1.Cấu trúc chung của hệ thống AXE 4

1.3.2.Cấu trúc hệ thống tổng đài AXE 810 6

1.4.NHỮNG TIẾN BỘ CỦA AXE 810 SO VỚI ĐÀI THẾ HỆ TRƯỚC 8

Chương 2: PHẦN CỨNG TỔNG ĐÀI AXE 810 2.1.KHỐI ĐIỀU KHIỂN APZ 11

2.1.1 Phân cấp xử lý trong AXE 11

2.1.2.Khối xử lý trung tâm CPS 12

2.1.2.1.SPU (Signal Processor Unit): 13

2.1.2.2.IPU (Instruction Processor Unit): 13

2.1.2.3.Bộ phận điều khiển Bus xử lý vùng (RPH) 14

2.1.2.4.Đơn vị bảo dưỡng (MAU) 15

2.1.2.5.MAI (Maintenance Unit Interface) 15

2.1.2.6.Khối nguồn (POWC) 15

2.1.2.7.CP BUS 15

2.1.2.8.CP-RP Comunication (RBB-S) 15

2.1.2.9.Nguyên lý hoạt động của bộ xử lý trung tâm CPU 16

2.1.3 Bộ xử lý vùng RP (Regional Processor ) 17

2.1.3.1Các chức năng của RP 17

2.1.3.2.Cấu trúc của RP 17

2.1.4 Bộ điều khiển thiết bị (DP: Device processor) 19

2.2.KHỐI XUẤT NHẬP IOG 20C 21

2.2.1.Các chức năng của khối IOG 20 C 21

2.2.2 Cấu trúc phần cứng chính: 21

2.2.3.Các phân hệ trong IOG 20C 22

2.2.3.1.SPS (hệ thống xử lý hỗ trợ): 22

2.2.3.2.MCS (hệ thống giao tiếp người và máy): 24

2.2.3.3.FMS (hệ thống quản lý File): 24

2.2.3.4.DCS (hệ thống giao tiếp dữ liệu): 24

2.2.4.Giao tiếp cảnh báo hệ thống 26

4.1.3 Nguyên lý khôi phục lỗi hệ thống 27

2.3.KHỐI CHUYỂN MẠCH APT 28

2.3.1 Chức năng cơ bản của khối chuyển mạch 28

2.3.2.Cấu trúc chuyển mạch 28

2.3.2.1.Nguyên lý chuyển mạch thời gian TSM 28

2.3.2.2.Nguyên lý chuyển mạch không gian (SPM) 30

2.3.2.3.Chuyển mạch nhóm GSS 31

2.3.2.4.Sự an toàn của chuyển mạch 32

2.3.3.Mô tả phần cứng của bộ chuyển mạch trong tổng đài AXE 810 33

2.3.3.1.Chức năng của GEM: 33

2.3.3.2.Chức năng từng card trong GEM: 34

2.3.3.2.a.Card SCB-RP (Support and Connection Board): 34

2.3.3.2.b.Card CGB (Clock Generation Board): 34

2.3.3.2.c.Card IRB (Incoming Reference Board): 35

2.3.3.2.d.Card DLEB (Digital Link Extension Board): 35

2.3.3.2.e.Card CDB (Clock Distribution Board): 35

2.3.3.2.f.Card XDB (Swiching Distribution Board): 35

2.3.4 Ma trận chuyển mạch 36

2.4.KHỐI TRUNG KẾ VÀ BÁO HIỆU TSS 40

2.4.1.Các chức năng của TSS : 40

2.4.2.Cấu trúc phần cứng và các khối chức năng của TSS: 40

2.4.2.1Các giao tiếp trong GMD: 40

2.4.2.2.Cấu trúc phần cứng các khối chức năng của TSS: 41

2.4.2.2.a.DLHB(Digital Link Multiplexer Half Height Board): 41

2.4.2.2.b.ETC(Exchange Terminal Circuit): 42

2.4.2.2.c.PDSPL(Pooled Digital Signalling Processor, Low capacity platform board): 42

2.4.2.2.d.PCD-D(Pulse Code Modulation Device-Digital): 42

2.4.2.3.Các khối phần mềm chức năng thực hiện nhiệm vụ báo hiệu 43

2.4.3.TSS và báo hiệu kênh riêng CAS: 44

2.4.4 TSS và báo hiệu kênh chung C7: 45

2.5 KHỐI GIAO TIẾP THUÊ BAO SSS 47

2.5.1 Các chức năng cơ bản 47

2.5.2 Thông tin giữa EMRP (RSS) và bộ xử lý trung tâm (CP) của tổng đài 48

2.5.3 Khối giao tiếp thuê bao gần(CSS) 50

2.5.4 Tổng quát khối giao tiếp thuê bao EAR 50

2.5.4.1.Cấu trúc phần cứng của EAR 910 51

2.5.4.1.a.TAU (Test, Maintenance and Administration Unit) 51

2.5.4.1.b.AUS (Access Unit Switch) 54

2.5.4.1.c.AU (Access Units) 56

Khối giao tiếp thuê bao tương tự AU PSTN 56

Khối giao tiếp thuê bao số AU ISDN BA 58

Khối giao tiếp thuê bao số AU ISDN PRA 59

2.6.NGUYÊN LÝ THIẾT LẬP CUỘC GỌI 60

2.7.GHI NHẬN VIỆC LẮP ĐẶT PHẦN CỨNG TỔNG ĐÀI AXE 810 63

2.7.1.Cấu trúc phần cứng cơ bản của đài AXE 810 63

2.7.1.1.Cabinets( Tủ thiết bị) 63

2.7.1.2.Subracks (Ngăn thiết bị) 65

2.7.1.3 Cooling (Hệ thống làm mát) 66

2.7.1.4.Đấu nối cáp 67

2.7.1.4.Phân phối nguồn 67

2.7.1.5.Cáp 68

2.7.2.Sơ đồ lắp đặt tổng đài AXE 810 dung lượng 32 Kmup 69

2.7.3 Miêu tả chi tiết từng tủ phần cứng chức năng 70

2.7.3.1.Tủ APZ 70

2.7.3.1.a.IOG 20C 70

2.7.3.1.b.APZ 212 33C 70

2.7.3.2.Tủ APT 71

2.7.3.3.Tủ ETC 71

2.7.3.4.Tủ RPG 72

2.7.3.5.Tủ ASM 72

Chương 3: ĐIỀU HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG TỔNG ĐÀI AXE 810 3.1.KHÁI QUÁT CÔNG TÁC ĐIỀU HÀNH BẢO DƯỠNG 75

3.1.1.Việc vận hành khai thác liên quan đến các mảng công việc như: 75

3.1.2 Các công tác bảo dưỡng 75

3.1.2.1 Bảo dưỡng phòng ngừa (Preventive Maintenance) 76

3.1.2.2 Bảo dưỡng sửa chữa (Corrective Maintenance) 76

3.1.2.3 Bảo dưỡng tự động (Controlled Corrective Maintenance (CCM)) 76

3.2 phần mềm giao tiếp với đài 77

3.2.1.Cài đặt phần mềm WINFIOL 77

3.2.2.Giới thiệu phần mềm tra cứu thư viện tổng đài (ALEX): 77

3.2.3 Ngôn ngữ người – máy: 79

3.2.4.Các lệnh thường dùng trong tổng đài AXE 86

3.3 MỘT SỐ QUI TRÌNH KHAI THÁC TỔNG ĐÀI 95

3.3.1Qui trình đấu nối thuê bao mới 95

3.3.2.Cài đặt một số dịch vụ thuê bao tiêu biểu 95

3.3.3.Qui trình đấu nối trung kế 101

3.3.4.Qui trình đấu nối và định tuyến báo hiệu số 7 102

3.3.6.Qui trình định nghĩa Annoucement Route ( route thông báo): 110

3.3.7.Qui trình đo lưu lượng (Traffic Measent): 111

3.3.8.Qui trình đặt cấu hình File truy xuất dữ liệu đo thống kê : 112

3.3.9.Qui trình truy xuất dữ liệu đo thống kê : 113

3.3.10.Qui trình truy xuất dữ liệu cước 113

3.4 MỘT SỐ QUI TRÌNH BẢO DƯỠNG TỔNG ĐÀI AXE 810 .114

3.4.1.Các công việc giám sát định kỳ 114

3.4.2.Qui trình xử lý sự cố thuê bao .116

3.4.3.Giám sát ROUTE (Ruote Supervision): 117

3.4.4.Kiểm tra và xử lý trung kế: 118

3.4.5.Qui trình xử lý sự cố CP, RP, EM và EMG: 118

3.4.6.Qui trình xử lý hiện tượng treo kết nối trong hệ thống: 119

3.4.7.Qui trình thay thế bo mạch 119

3.4.8.Qui trình xử lý khẩn cấp bằng công tắc reset trên tủ IOG: 121

3.4.9.Vệ sinh công nghiệp phòng máy, thiết bị 122

DANH MỤC HÌNH

š & ›

Hình 1.1: Một ví dụ về sự tăng khả năng xử lý qua các đời APZ 212 2

Hình 1.2: Khả năng ứng dụng của đài AXE 3

Hình 1.3: Phân cấp AXE – các mức chức năng 5

Hình 1.4: Cấu trúc phần cứng của đài AXE 810 6

Hình 1.5: Cấu trúc tổng quát của đài AXE 810 8

Hình 1.6: Một số ưu điểm của đài AXE 810 so với thế hệ trước 9

Hình 1.7 : Khả năng xử lý của CP giữa các hệ 10

Hình 1.8: Khả năng chuyển mạch của hệ thống qua các thế hệ 10

Hình 2.1: Phân cấp xử lý 11

Hình 2.2: Cấu trúc của APZ 212 33 C .12

Hình 2.3: Bus nối tiếp RPH 14

Hình 2.4: Sơ đồ kết nối giữa RPH và CPU 14

Hình 2.5: Nguyên lý phát hiện và sửa lỗi hệ thống 16

Hình 2.6: Thông tin giữa CP-RP-EM 18

Hình 2.7: Sơ đồ khối của RP .19

Hình 2.8: Quan hệ giữa EMRP và DP 19

Hình 2.9: Cấu trúc phần cứng của IOG 20 C .22

Hình 2.10: Các hệ thống con của IOG 20C 23

Hình 2.11: Các cổng truy xuất của card LUM .25

Hình 2.12: Mô tả bảng cảnh báo đài AXE 810 26

Hình 2.13: Nguyên lý phục hồi hệ thống khi lỗi xảy ra 27

Hình 2.14: Nguyên lý chuyển mạch ba tầng T-S-T 28

Hình 2.15: Các bộ nhớ thoại và bộ nhớ điều khiển trong TSM 29

Hình 2.16: Cách bố trí các bộ nhớ thoại và điều khiển 29

Hình 2.17: Điểm kết cuối mạng chuyển mạch (SNTP) 30

Hình 2.18: Module chuyển mạch không gian, SPM 30

Hình 2.19: Mô tả các device kết nối tới 32

Hình 2.21 : Subrack GEM 33

Hình 2.22: GEM và phần giao tiếp 34

Hình 2.23 : Mạch tạo xung đồng hồ 35

Hình 2.24: Các cổng của card XDB 36

Hình 2.25: Ma trận chuyển mạch 32 GEM 36

Hình 2.26: Cách nối các phần tử trong mạng chuyển mạch 32 GEM 37

Hình 2.27: Đấu nối CDB với XDB trong cấu hình <=128 KMup 38

Hình 2.28: Cấu hình subrack CDM 39

Hình 2.29: Subrack GDM 40

Hình 2.30: Các giao tiếp trong GDM 41

Hình 2.31: Các khối chức năng của TSS 41

Hình 2.32: Các khối phần mềm thực hiện nhiệm vụ báo hiệu số 7 43

Hình 2.33: Ví dụ về thiết lập cuộc gọi sử dụng MFC 45

Hình 2.34: Phần cứng cần thiết cho kết nối báo hiệu kênh chung 45

Hình 2.35: phần cứng và phần mềm cho cuộc gọi sử dụng C7 46

Hình 2.36: Vị trí của khối giao tiếp thuê bao trong đài 48

Hình 2.37: Thông tin giữa CP – EMRP 48

Hình 2.38: Bộ phận điều khiển của SSS 49

Hình 2.39: Kết nối EAR 910 với AXE 50

Hình 2.40: TAU trong EAR 910 52

Hình 2.41: Cấu trúc phần cứng chi tiết của TAU 53

Hình 2.42: Phần cứng của AUS 54

Hình 2.43: khối giao tiếp thuê bao PSTN 56

Hình 44: Sơ đồ mạch của card LIC30 57

Hình 2.45: Sơ đồ khối mạch AU ISDN 59

Hình 2.46: Kết nối của thuê bao ISDN PRA đến AUS .59

Hình 2.47: Phần cứng và phần mềm đảm nhiệm chức năng thiết lấp cuộc gọi 60

Hình 2.48: Kích thước tủ thiết bị 64

Hình 2.49: Cách lắp đặt tủ trong tổng đài 64

Hình 2.50: Minh họa cách đánh số dãy tủ và số tủ 65

Hình 2.51: Kích thước vật lý subrack .66

Hình 2.52: Lắp đặt quạt thông gió trong tủ 66

Hình 2.53: Ngăn cáp nhìn từ trên xuống 67

Hình 2.54: Cáp được nối từ kệ cáp 67

Hình 2.55: Sơ đồ phân phối nguồn 68

Hình 2.56: Phân phối nguồn đến từng subrack 68

Hình 2.57: Sơ đồ lắp đặt tổng đài AXE 810 lượng chuyển mạch 32KMup 69

Hình 2.58: Subrack IOG 20C 70

Hình 2.59: Subrack APZ 212 33C 70

Hình 2.60: Surack GEM 71

Hình 2.61: Subrack GDM 72

Hình 3.1: Bảo dưỡng phòng ngừa và sửa chữa 76

Hình 3.2: Bảo dưỡng tự động 76

Hình 3.3: Giao diện phần mềm tra cứu thư viện tổng đài ALEX 78

Hình 3.4: Ví dụ khi cảnh báo xuất ra 81

Hình 3.5: Quá trình phân tích số B 106

Hình 3.6: Ví dụ một mạng đơn giản có 6 tổng đài 107

Hình 3.7: Bảng B- Number của ví dụ trên 108

Hình 3.8: Các lệnh phân tích RC (Routing Cases) 109

Hình 3.9: Các lệnh phân tích bảng B 110

Hình 3.10: Hệ thống quạt thông gió………123

TỪ VIẾT TẮT

š & ›

A

ALB Analogue Line Board

ALD Alarm Display Panels

ALI Alarm Interface

AMB Automatic Maintenance Bus

AMU Automatic Maintenance Unit

AN Access Network

ANT ABC class for System/subsystem

APT Telephony part of AXE

APZ Control part of AXE

ASD Auxiliary service device

AST Announcement Service Terminal

ATM Asynchronous Transfer Mode

AUS-C AUS Connection board

AUS-EP AUS connection board for Equipment Protection

B

BA Basic Access

BHCA Busy Hour Call Attempts

BN Block Number

BNAM Bus Network Adaptor Magazine

BSC Base Station Controller

BT Bothway Trunk

C

C7DR CCS7 Distribution and Routing

C7LABT CCS7 Label Translation

C7ST CCS7 Signalling Terminal

CA Charging analysis

CAS Channel Associated Signalling

CCD Conference Call Device

CCM Controlled Corrective Maintenance

CCS Common Channel Signalling Subsystem

CDU Control and Display Unit

CHS Charging Subsystem

CIS Clock interrupt signal

CJ Combined Junctor

CJU Combined junctor unit

CLCOF Call Supervision and Coordination of Functions CLM Clock Module

CLT Clock Pulse Generating and Timing

CP Central Processor

CPG Central Processor Group

CPS Central Processor Subsystem

CPT Central Processor Test

CPU Central Processor Unit

CPUM Central Processor Unit Magazine

CR Code receiver

CRT ABC class for Set of Parts

CS Code sender

CS Control store

CSR Code Sender Receiver

CSR-D Code Sender Receiver-Digital

CSS Central Subscriber Switch

CTB Central Processor Test Bus

D

DBS Database Management Subsystem

DCS Data Communication Subsystem

DDF Digital Distribution Frame

DIAMUX Digital Analog Multiplexer

DIP Digital Path

DIPST Digital Path Supervision and Test

DLB Digital Line Board

DLB2U Digital Line Board for U interface

DP Device Processor

DPC Display and Power Controller

DRS Data Reference Store

DRSB Data Reference Store Bus

DS Data Store

DSU Data Store Unit

DTMS Dual Tone Multi-Frequency

DTS Data Transmission Subsystem

DU2 Distribution Unit

E

EM Extension Module

EMB Extension Module Bus

EMG Extension Module Group

EMRP Extension Module Regional Processor

EMRPB Extension Module Regional Processor Bus

EMRPD Extension Module Regional Processor Digital EMC ElectroMagnetic Compatibility

EPS Equipment Protection Switching

ESS Extended Switching Subsystem

ET Exchange Termination

ETB Exchange Terminal Board

ETC Exchange Terminal Circuit

ETP Exchange Terminal for Primary Rate Access

F

FDM Frequency division multiplex

FMS File Management Subsystem

G

GSM Group Switch Maintenance

GSR Regional Software in GSS

GSS Group Switching Subsystem

GSU Central Software in GSS

H

HD Hard Disk

HLR Home Location Register

HLP High Level Packaging

HDLC High Level Data Link Control

HRS Home Location Register Subsystem

HWM Hardware Modernization Program

IOG Input Output Group

IOIM Input Output Interface Magazine

IPU Instruction Processor Uni

IRPHB Inter Regional Processor Handler Bus

ISDN Integrated Services Digital Network

ISPABX Integrated Services Private Automatic Branch Exchange ISUP ISDN User Part

KR2 Keyset Code Receiver

KRC Keyset Code Receiver Circuit

KRR Regional Software for KR

KRU Central Software for KR

L

LAN Local Area Network

LAPB Link Access Procedure Balanced

LAPD Link Access Procedure D-channel

LED Light Emitting Diode

LHS Link Handling Subsystem

LI2 Line Interface

LIB Line Interface Board

LIC Line Interface Circuit

LIR Regional Software for LI2

LIU Central Software for LI2

LSM Line Switch Module

LSMBA LSM for Basic Access

LSMPRA LSM for Primary Rate Access

LU Line Unit

LVD Low Voltage Directive

M

MA Multiple Access

MACCG Multiple Access Group

MAE Match Error

MAI Maintenance Interface

MAS Maintenance Subsystem

MAU Maintenance Unit

MCS Man-Machine Communication Subsystem

MDF Main Distribution Frame

MIA Manual Intervention Allowed

MML Man-Machine Language

MPS Management Platform Subsystem

MSU Message Signal Unit

MTP Message Transfer Protocol

MUM Maintenance Unit Magazine

MUX Multiplexer

N

NMAS Network Management System

NMC Network Management Central

NMS Network Management Subsystem

NRANA Number Analysis

NS Network Synchronisation

NT Network Terminal

O

OCS Open Communication Subsystem

ODM Optical Disk Magazine

OMAP Operation Maintenance Administration Part OMC Operation and Maintenance Central

OMS Operation and Maintenance Subsystem OPAX Operation Exchange

OPC Originating Point Code

OPI Operational Instruction

OPS Operation Subsystem

OSI Open Systems Interconnection

OTN Operation Terminal Network

P

PABX Private Automatic Branch Exchange

PAE Parity Error

PBA Printed Board Assembly

PCB Printed Circuit Board

PCD Pulse Code Division (Analogue)

PCD-D Pulse Code Division Digital

PCM Pulse Code Modulation

PCM Pulse Code Modulation

PCSI Power Controller and Status Indicator PEB Processor extension Bus

PIU Plug In Unit

PHC Program Handling Check

PHCI Program Handling Check Inhibit

PLMN Public Land Mobile Network

POU Power Unit

POUCB Power Unit Control Bus

PSB Program Store Bus

PSTN Public Switched Telephone Network

PTB Processor Test Bus

PULSI Plug in Unit to L-board Serial Interface

R

RBS Radio Base Station

RCM Referent Clock Module

RCS Radio Control Subsystem

REU Ringing Generator Unit

RMP Resource Module Platform

RMS Remote Measurement Subsystem

RMSM Remote Measurement Subsystem Magazine ROS Radio Operations Subsystem

RP Regional Processor

RPB Regional Processor Bus

RPB-P Regional Processor Bus, Parallel

RPB-S Regional Processor Bus, Serial

RPIRS Regional Processor Interface

RPH Regional Processor Handler

RPH-I Regional Processor Handler Interface RPH-SI Regional Processor Handler Serial Interface RPHB Regional Processor Handler Bus

RPIO Regional Processor Input Output

RPS Regional Processor Subsystem

RS Reference Store

RSS Remote Subscriber Switch

RSU Reference Store Unit

S

SAF Stand Alone Function

SAE Size Alteration Event

SAM Subsequence Address Message

SB-HA Standby Halted

SB-UP Standby Updating

SB-SE Standby Separated

SB-WO Standby Working

SC Server Centre

SC Subscriber Catelogies

SCP Service Control Point

SCS Subscriber Control Subsystem

SDL Signaling Data Link

SE Special Equipment

SEBU Semi-permanent Connection

SES Service Provisioning Subscriber

SIF Signaling Information Field

SLCT Subscriber Line Circuit Tester

SLIC Subscriber Line Interface Circuit

SLQCT Subscriber Line Quality Circuit Tester

SLS Signaling Link Selection

SMAS Server Management Subsystem

SNT Switching Network Terminal

SNTP Switching Network Terminal Point

SP Support Processor

SPG Support Processor Group

SPS Support Processor Subsystem

SPU Support Processor Unit

SRPBI Serial Regional Processor Bus Interface

SRT Subscriber Radio Terminal

SSA Speech Store A

SSCP Service Switching and Control Point

SSF Service Switching Function

SSP Service Switching Point

SSS Subscriber Switch Subsystem

STP Signalling Transfer Points

ST Signaling Terminal

ST-7 Signaling Terminal for CCS7

STUD Storage Unit Data

STUP Storage Unit Program

STR Signalling Terminal Regional

T

TA Terminal Adaptor

TAS Transceiver Administration Subsystem

TAU Test and Administration Unit

TAU-C Test and Administration Unit Connection board TCD Transceiver Control Device

TCDNI Test Connection Interface

TCH Traffic Channel

TCS Traffic Control Subsystem

TCU Terminal Correction Unit

TE Transit Exchange

TECA Telecommunications Service Analysis

TGI Tone Generator

TIA Telecommunication Industry Association

TIM Translator Interface Module

TMOS Telecommunication Management and Operations Systems TOM Trunk Offering Module functions

TPU Test and Processor Unit

TRS Transceiver Subsystem

TRU Tone Receiving Unit

TSB Time Switch Bus

TSM Time Switch Module

TSS Trunk and Signaling Subsystem

UMB Updating and Matching Bus

UMB-I Updating and Matching Bus, IPU

UMB-S Updating and Matching Bus, SPU

VLR Visitor Location Register

VPN Virtual Private Network

Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT

1.1.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG AXE

AXE là tên của tổng đài điện tử số do hãng Ericsson, Thụy Điển chế tạo Nó được phát triển rất sớm từ đầu thập niên 70 của thế kỷ trước Và sẽ tiếp tục phát triển trong tương lai, hứa hẹn sự đóng góp to lớn cho nền viễn thông trên toàn thế giới Các cột mốc phát triển quan trọng của hệ thống AXE:

· Năm 1975, tổng đài nội hạt AXE được điều khiển bằng máy tính lần đầu tiên

được giới thiệu ra thị trường thế giới

· Năm 1977, tổng đài AXE chính thức xâm nhập thị trường tổng đài thế giới và

thu được một số thành quả đáng khích lệ

· Năm 1982, lần đầu tiên tổng đài chuyển mạch số AXE được lắp đặt ở Phần

Lan

· Năm 1985, AXE đã lắp đặt tại 63 quốc gia và được 22 mạng di động sử dụng

· Năm 1986, tổng đài AXE bắt đầu xâm nhập vào thị trường Bắc Mỹ

· Năm 1991, Ericssion lắp đặt hệ thống GSM đầu tiên dùng tổng đài AXE

· Năm 1992, AXE được lắp đặt tại 101 quốc gia

· Năm 1995, có 14,5 triệu đường dây kết nối vào hệ thống AXE nâng tổng số

thuê bao lên con số 105 triệu Mạng di động sử dụng đài AXE được lắp đặt tại 74 quốc gia với 34 triệu thuê bao

· Năm 1998, có 134 triệu thuê bao và 125 quốc gia có mạng di động sử dụng đài

AXE

· Năm 2000, hơn 200 triệu thuê bao di động

· Năm 2001, tổng đài AXE 810 lần đầu tiên được tung ra thị trường thế giới và

được đón nhận tại nhiều quốc gia

Ericsson không ngừng cải tiến hệ thống đài AXE cho phù hợp với tình hình phát triển của nền viễn thông thế giới AXE luôn được phát triển về công nghệ cả về phần cứng lẫn phần mềm Điển hình nhất là sự phát triển của bộ xử lý trung tâm APZ

Năm 1977, hệ thống chuyển mạch thử nghiệm với cấu hình điều khiển của bộ APZ 210 03 có dung lượng tối đa 16000 thuê bao Hệ thống chuyển mạch này sử dụng

kỹ thuật chuyển mạch không gian (SPM)

Năm 1981, sự ra đời APZ 210 06 với khả năng xử lý tới 144000 BHCA

Năm 1984, phát triển lên thế hệ APZ211 với dung lượng lên tới 40000 thuê bao

Mức độ xử lý: APZ 211 02/150000 BHCA(1984), APZ 211 10/450000 BHCA (1989), APZ 211 11/1000000 BHCA (1992)

Cùng lúc đó hãng ERICSSON cho ra đời cấu hình lớn hơn là APZ 212 với dung lượng mở rộng lên đến 200000 thuê bao

Mức độ xử lý: APZ 212 01/800000 BHCA (1984), APZ 212 02/800000 BHCA (1988), APZ 212 03/1500000 BHCA (1989), APZ 212 10/1600000 BHCA (1992), APZ 212 11/3000000 BHCA (1992) APZ 213 11/11000 BHCA cho các tổng đài nhỏ, dung lượng cao nhất là 2000 thuê bao

Trong các năm sau đó, để đáp ứng nhu cầu phát triển của nền viễn thông thế giới, Ericsson không ngừng nghiên cứu chế tạo được rất nhiều bộ xử lý với tốc độ và khả năng xử lý tăng lên rất lớn Với rất nhiều đời là APZ 212-12, APZ 212-20, APZ 212-

25, APZ 212-30, APZ 212-33, APZ 212-33C, APZ 212-40

Trong đó: APZ 212-11, APZ 212-12, APZ 212-20 chú trọng phát triển về dung lượng; APZ 212-25 dung lượng nhỏ hơn ½ so với APZ 212-20 nhưng tốc độ xử lý cao hơn; APZ 212-30, APZ 212-33, APZ 212-33C, APZ 212-40 thì vừa tăng về dung lượng vừa tăng tốc độ xử lý đặc biệt là APZ 212-33C, APZ 212-40

Hình 1.1: Một ví dụ về sự tăng khả năng xử lý qua các đời APZ 212

1.2.ỨNG DỤNG CỦA TỔNG ĐÀI AXE

AXE là hệ thống tổng đài vượt trội về nhiều tính năng, giá thành hạ, có khả năng tương thích với thế hệ 3G

AXE phát triển hầu như khắp nơi trên toàn thế giới và đáp ứng mọi nhu cầu của khách hàng, Ericsson liên tục được củng cố và phát triển dựa trên một nền tảng vững chắc, chiếm một vị trí quan trọng, có một hệ thống nhà cung cấp thiết bị toàn cầu Hiện nay, tổng đài AXE được lắp đặt tại hơn 130 quốc gia AXE là tổng đài chuyển mạch số bán chạy nhất trên thế giới, với thị phần khổng lồ :

Với thị trường hữu tuyến: Chiếm 45% tổng đài cổng quốc tế, 30% tổng đài quá

giang, 10% tổng đài nội hạt

Với thị trường vô tuyến: Chiếm 50% tổng đài MSC, 40% tổng đài BSC, và

30% làm thanh ghi định vị thường trú HRL

Tổng đài AXE có thể đảm nhiệm nhiều chức năng khác nhau (xem hình sau):

Hình 1.2: Khả năng ứng dụng của đài AXE

Sở dĩ tổng đài AXE có khả năng đáp ứng nhiều loại dịch vụ như vậy vì cấu trúc theo kiểu module:

Hệ thống AXE được thiết kế phù hợp với mọi kỹ thuật công nghệ hiện đại nhất, tương thích với sự phát triển vượt bậc của công nghệ viễn thông, bởi vì Ericsson luôn tìm cách thay đổi nhanh chóng để đáp ứng đầy đủ nhu cầu của khách hàng, do đó cấu trúc hệ thống phải là cấu trúc mở, một cách gọi khác là cấu trúc hệ thống theo kiểu Module

Cấu trúc hệ thống AXE theo kiểu module và đây là khái niệm ứng dụng của Ericsson Khái niệm Module này có rất nhiều ý nghĩa bởi phù hợp với sự phát triển của hệ thống ở hiện tại và cả tương lai Nói chung cấu trúc Module có rất nhiều ưu việt: tương thích hệ thống mở, thời gian đáp ứng nhanh cho thị trường, dễ dàng tương thích với sự phát triển của nhiều kiến trúc mạng khác nhau

Ý nghĩa Module là linh hoạt cả về phần cứng lẫn phần mềm, đáp ứng tương thích với các loại hình dịch vụ viễn thông cả trong hiện tại và tương lai: thoại, dữ liệu, hình ảnh, internet, và truyền thông đa phương tiện, đồng thời giá thành hạ

Cấu trúc phần mềm của AXE về cơ bản tương đối giống nhau trong mỗi Module hoặc mỗi mục đích công việc hoạt động tùy thuộc vào cơ sở dữ liệu của chúng, bao

gồm các module phần mềm sau: Module phần mềm trong bộ xử lý vùng (RP: Regional Processors), bộ xử lý trung tâm (CP: Central Processors), hay bộ xử lý phụ trợ (AP/SP: Adjunct or Support Processor)

Giao tiếp vận hành và bảo dưỡng được phát triển rất mạnh trên nền tảng quản lý của nhiều ứng dụng cơ bản theo chuẩn thiết kế riêng của Ericsson Một ứng dụng quan trọng nhất là hệ thống nhập xuất AXE ( I/O : Input/Output)

Thêm vào đó, giải pháp giao tiếp quản lý mở hiện đại nhất , được xem là những điểm tham chiếu tích hợp IRP (Integration Reference Points) Mục đích của các IRP liên kết giữa các phần tử mạng và hệ thống quản lý đa công nghệ, nhiều nhà cung cấp

· Đa chức năng: Hệ thống AXE được sử dụng cho rất nhiều ứng dụng khác

nhau, từ những tổng đài nội hạt cỡ nhỏ đến tổng đài quốc tế , trung tâm chuyển mạch

di động, truyền thông thương mại, ISDN, thuê bao di động và kể cả mạng thông minh (IN) , phục vụ cho những vùng nông thôn, thành thị, ngoại ô đến trung tâm thành

phố…

· Module ứng dụng : Để dễ dàng kết hợp nhiều ứng dụng khác nhau trong cùng

một điểm, AXE dựa trên khái niệm Modul ứng dụng của Ericsson ( AM: Ericsson’s Application Modularity) Module ứng dụng này cho phép sử dụng lại những phần mềm có sẵn, đôi khi có thể không cần thay đổi những chức năng giữa các dòng sản phẩm khác nhau của AXE

· Module chức năng: AXE cho phép cung cấp nhiều chức năng khác nhau,

những chức năng này có thể sửa đổi, bổ sung mà không làm thay đổi cấu hình chung

của hệ thống

· Module phần mềm: Những module phần mềm được lập trình một cách độc

lập, nhưng được liên kết với nhau bằng các hiệu lệnh đã được định nghĩa trước Khi một lỗi xảy ra trong một module phần mềm nào thì nó sẽ không làm ảnh hưởng đến dữ liệu của module phần mềm khác, do đó nó có tính năng an toàn tuyệt đối

· Module phần cứng: Thiết bị phần cứng được chuẩn hóa theo từng module, do

đó rất dễ dàng cho việc thiết kế, chế tạo, kiểm tra, lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng Vì phần cứng được thiết kế theo module do đó phù hợp với mọi cấu hình lắp đặt

1.3.CẤU TRÚC TỔNG QUÁT

1.3.1.Cấu trúc chung của hệ thống AXE

AXE là một tổng đài SPC (Stored Progam Control), tức là chương trình phần mềm đã lưu trong một máy tính điều khiển sự hoạt động của thiết bị chuyển mạch AXE có cấu trúc phân cấp thành một số các lớp chức năng (xem hình sau)

Hình 1.3: Phân cấp AXE – các mức chức năng

Tại lớp cao nhất AXE được chia thành hai phần:

Ø APT _ bộ phận chuyển mạch: xử lý tất cả các chức năng chuyển mạch

Ø APZ _ bộ phận điều khiển: chứa các chương trình phần mềm để điều khiển sự vận hành của bộ phận chuyển mạch

APT và APZ được chia thành các phân hệ, mỗi phân hệ có một chức năng đặc biệt Mỗi phân hệ được thiết kế với độ tự quản cao và được kết nối với các phân hệ khác qua các giao diện chuẩn

Tên của mỗi phân hệ phản ánh chức năng của nó Ví dụ: phân hệ trung kế và báo hiệu (TSS) chịu trách nhiệm báo hiệu và giám sát các kết nối (trung kế) giữa các tổng đài

Mỗi phân hệ được chia thành các khối chức năng Sự phân chia này cũng có quan

hệ về chức năng, với tên của khối chức năng phản ánh chức năng của nó Ví dụ: BT là khối chức năng trung kế hai chiều, nó xử lý một đường trung kế mang lưu lượng trên

cả hai hướng giữa các tổng đài

Ở mức chức năng thấp nhất, khối chức năng được chia thành các đơn vị chức năng Một đơn vị chức năng có thể là phần cứng hoặc phần mềm

· Khối điều khiển APZ gồm có:

Ø CPS(Central Processor Subsystem): phân hệ điều khiển trung tâm

Ø RPS(Region Processor Subsystem): phân hệ điều khiển vùng

Ø DPS(Device Processor Subsystem): phân hệ điều khiển thiết bị

CPU

CP-A Hardware

CP-B Hardware

System Level 1

System Level 2 Subsystem Level

Function Block Level

Function Unit Level (Software or

Hardware)

· Khối chuyển mạch APT:

Ø GSS(Group Switch Subsystem):phân hệ chuyển mạch nhóm

Ø TSS(Trunk Signalling Subsystem): phân hệ báo hiệu và trung kế (khối

giao tiếp trung kế)

Ø SSS (Subscriber Switch Subsystem): phân hệ chuyển mạch thuê bao

(khối giao tiếp thuê bao)

· Ngoài ra AXE còn có một số phân hệ hỗ trợ khác như:

Ø OM(Operation and Maintenance) bảo dưỡng điều hành

Ø CHS(Charging Subsystem) phân hệ tính cước

Ø SUS(Subscriber Services Subsystem ) phân hệ dịch vụ thuê bao

Ø FMS(File Management Subsystem) phân hệ quản lý tập tin

Ø TCS(Traffic Control Subsystem) phân hệ điều khiển lưu lượng

Ø …

1.3.2.Cấu trúc hệ thống tổng đài AXE 810

Hình 1.4: Cấu trúc phần cứng của đài AXE 810

· Hệ thống Bus ( RPB: Regional Processor Bus): Mục đích chính của RPB là

RP RP

ET

CP

AST ECP

RP ET

CP

AST ECP

lý vùng ( RP : Regional Processor ) RPB có thể lắp đặt riêng lẻ trên một subrack hoặc cùng subrack với RP, do đó sẽ giảm thiểu thiết bị và cáp kết nối RPB có khả năng truyền tốc độ tối đa là 10 Mbit/s trên một bus RPB được trang bị ghép đôi kết nối đến các RP, do đó thuận tiện trong việc lắp đặt, mở rộng và sửa chữa

· Bus Module mở rộng ( EMB : Extension Module Bus) : Phần cứng chuyển

mạch có thể được phân thành nhóm và được gọi là các khối mở rộng EM Mỗi EM kết nối đến bộ xử lý vùng RP trên một bus thông qua backplane trong cùng một subrack

· Nhóm xử lý phụ trợ ( APG:Adjunct Processor Group): APG là nền tảng

phần cứng cho các bộ xử lý phụ trợ APG 33 và APG 40 rất tinh gọn và kinh tế, có khả năng thực hiện yêu cầu xử lý cao và thay thế cho thế hệ SPG đời trước ( SPG : Support Processor Group)

· Mạng chuyển mạch (GS : Group switch): GS có chức năng chọn lựa, kết nối

và giải tỏa các đường thoại và đường báo hiệu Thêm vào đó, GS còn có chức năng giám sát các đường PCM, thực hiện chức năng đồng bộ với mạng bên ngoài Mạng chuyển mạch GS 890 là hệ thống chuyển mạch mới nhất của tổng đài AXE 810

· Đường kết nối số (DL :Digital Link ): DL giao tiếp giữa GS và các thiết bị kết

cuối, phiên bản mới nhất của tổng đài AXE 810 là giao diện DL34, với khả năng tối đa

là 2688 time slots 64kb/s (bao gồm cả time slots báo hiệu)

· Thiết bị kết cuối tổng đài (ET:Exchange Terminals): bao gồm các E1/T1

được lắp đặt trong subrack GDM, kết cuối có tốc độ cao nhất hiện nay là ET155-1 với

63 luồng E1 đáp ứng cho mạng truyền dẫn tốc độ cao

· Card PDSPL (PDSPL :Pooled Digital Signaling Platform - Loadable):

Thực hiện các chức năng cấp Tone và báo hiệu

· Card TRA (TRA:Transcoders): Dùng cho mạng GSM và TDMA, không sử

dụng cho mạng cố định Loại card TRA R6 dùng cho mạng GSM, trong khi mạng TDMA dùng card TRAB4, nhưng cả hai loại card trên đều có chung cấu hình phần cứng, mỗi card TRA cung cấp tối đa 192 kênh thoại

· Card ECP (ECP:Echo Cancellers): Sử dụng cho tính năng triệt tiếng dội,

ECP5 vẫn sử dụng cấu hình phần cứng của card TRA, nhưng có khả năng cung cấp đến 128 kênh thoại

· Card AST (AST:Announcement Service Terminals): Cung cấp các câu thông báo đã được lưu trữ sẵn, mục đích phục vụ khách hàng khi cần thiết

· Giao tiếp ATM (ALI: ATM Link Interface): Cung cấp giao tiếp quang đầu

vào tốc độ cao 155 Mb/s ETSI STM-1 và dựa trên cơ sở card RPP

Sau đây chúng ta tham khảo sơ đồ các phần cứng trong tổng đài AXE-810:

Hình 1.5: Cấu trúc tổng quát của đài AXE 810

1.4.NHỮNG TIẾN BỘ CỦA AXE 810 SO VỚI ĐÀI THẾ HỆ TRƯỚC

Các tiện ích chính của phần mềm và phần cứng mới của đài AXE 810 là:

· Tăng dung lượng: Khả năng chuyển mạch tăng, giá thành hạ và phù hợp với

mọi đối tượng khách hàng

· Phần cứng tích hợp và được sử dụng cho nhiều tính năng khác nhau do đó sẽ

giảm được nguồn tiêu thụ, lượng nhiệt tỏa ra ít sẽ giảm được điều hòa nhiệt độ, kích thước nhỏ dẫn đến giảm được không gian lắp đặt, tóm lại là mọi thứ đều giảm, dẫn đến giá thành hạ

· Chất lượng dịch vụ tăng, tương thích thế hệ 3G: Đó là vấn đề nằm trong tầm

tay đối với hệ thống AXE 810 chỉ bằng cách cập nhật thêm cấu hình phần cứng

· Thời gian lắp đặt giảm: Cấu hình phần cứng giảm, tinh gọn và theo chuẩn do

đó rút ngắn được thời gian cung cấp cho thị trường và thời gian lắp đặt

· Giảm không gian lắp đặt: Hệ thống AXE 810 giảm 50% diện tích lắp đặt so

với thế hệ trước như BYB 501

· Giảm nguồn tiêu thụ: Vì board mạch của tổng đài nhỏ và tinh gọn hơn dẫn

đến nguồn tiêu thụ giảm khoảng 30% so với hệ trước

· Giảm số loại board mạch: Loại board mạch trong tổng đài AXE 810 giảm so

với thế hệ trước (vì một số card phần cứng giống nhau hoàn toàn, chỉ khác nhau về tính năng sử dụng, hay nói cách khác là sử dụng chung phần cứng), do đó sẽ giảm giá thành sản phẩm khi sản xuất

Hình 1.6: Một số ưu điểm của đài AXE 810 so với thế hệ trước

· Tăng khả năng xử lý: Sử dụng các bộ vi xử lý hiện tại có trên thị trường, do

đó khả năng xử lý của các vi xử lý tăng đáng kể

Hình 1.7 : Khả năng xử lý của CP giữa các hệ

· Khả năng mạng chuyển mạch: Khả năng chuyển mạch tối đa của hệ BYB 501

là 128K (131.072 channel 64kbit/s), trong khi đó khả năng chuyển mạch tối đa của hệ

AXE 810 là 512 K (524288 channel 64 kbit/s)

Hình 1.8: Khả năng chuyển mạch của hệ thống qua các thế hệ

APZ 212 20 APZ 212 25 APZ 212 30 APZ 212 33 APZ 212 40

Old GS,

64 kbit/s

Old GS, Subrate

AXE 810,

64 kbit/s

AXE 810, Subrate

AXE 810

Chương 2: PHẦN CỨNG TỔNG ĐÀI AXE 810

2.1.KHỐI ĐIỀU KHIỂN APZ

Hệ thống điều khiển APZ là một phần rất quan trọng trong cấu trúc hệ thống tổng đài AXE, bao gồm hai phần: điều khiển trung tâm và điều khiển phân tán, đảm bảo độ tin cậy cao và xử lý cuộc gọi hiệu quả nhất

APZ là trái tim của hệ thống, nó không ngừng được nâng cấp và phát triển qua

nhiều năm liền nhằm cung cấp một hệ thống điều khiển cực mạnh và vô cùng linh động với nhiều ứng dụng rộng rãi Những ưu điểm trong các thế hệ trước được ưu tiên

giữ lại, cập nhật và phát triển để sử dụng cho các thế hệ sau APZ hoạt động tin cậy

cao và rất dễ quản lý

2.1.1 Phân cấp xử lý trong AXE

Hình 2.1: Phân cấp xử lý

CP (Central Processor: Khối xử lý trung tâm):

Là cấp xử lý cao nhất, thực hiện những nhiệm vụ phức tạp, chủ yếu là phân tích

và quản lý Tổng đài AXE 810 sử dụng bộ điều khiển APZ 212 33C với tính năng rất mạnh là đầu não của tổng đài

Bộ xử lý trung tâm CP được ghép đôi, một làm việc ở chế độ Active và một làm việc ở chế độ Standby, khi một trong hai CP bị sự cố lỗi xảy ra thì CP còn lại vẫn đảm bảo công việc mà không làm ảnh hưởng đến khả năng xử lý lưu thoại của hệ thống

RP (Regional Processor: Khối xử lý vùng):

Thực hiện các nhiệm vụ định tuyến đơn giản CP và các RP thông tin với nhau qua bus RP (RPB), mỗi RPB có thể có 32 RPs kết nối đến nó.Các RP điều khiển phần cứng chuyển mạch (EM)

EM (Extension Modules: các module mở rộng):

Regional Processors

Central Processor with Maintenance Unit (MAU)

EM ở dưới dạng các khung chứa các board mạch in (PCB: Printed Circuit Boards), và nó được kết nối đến RP qua một bus EM (EMB: Extension Module

Bus).Phần cứng bộ điều khiển thiết bị là (DP: Device processor)

Sau đây ta sẽ tìm hiểu cấu trúc phần cứng cụ thể các khối trên

2.1.2.Khối xử lý trung tâm CPS

Khối xử lý trung tâm CPS của tổng đài AXE 810 sử dụng bộ điều khiển APZ 212 33C Bộ xử lý trung tâm APZ có tốc độ cao phù hợp cho nhiều ứng dụng cả hai mạng

cố định và di động So sánh với APZ 212 30 thì khả năng xử lý tăng từ 1.7 đến 2 lần, phần cứng tối ưu hơn, tần số tăng đến 160 MHz

Hình 2.2: Cấu trúc của APZ 212 33 C

Hệ thống xử lý có hai mặt gọi là Side A (CP-A) và Side B (CP-B), xử lý dữ liệu

ở chế độ đồng bộ song song (song công và dự phòng nóng) Tùy theo trạng thái hoạt động của hệ thống mà một trong hai mặt ở chế độ executive, mặt kia là active stand-

by

Đơn vị xử lý trung tâm (CPU) trong mỗi mặt được đưa ra hai đơn vị xử lý: Đơn

2.1.2.1.SPU (Signal Processor Unit):

Xử lý các công việc được định trước và xử lý ưu tiên, ngoài ra còn định thời gian

và điều khiển RPH SPU đáp ứng tất cả các công việc được xử lý trong CPU SPU xử

lý và chuyển thông tin điều khiển đến các RP đồng thời xếp hàng, xử lý các yêu cầu từ

RP theo thứ tự ưu tiên Công việc trao đổi thông tin giữa SPU-IPU được ưu tiên hàng đầu, bao gồm các công việc liên quan đến báo hiệu, quản lý ngắt quãng Công việc giữa SPU-RPH ưu tiên thứ cấp, các công việc liên quan đến báo hiệu, các chỉ thị ngõ vào có thể lưu trong bộ nhớ tạm

2.1.2.2.IPU (Instruction Processor Unit):

Thực thi các chương trình IPU trong APZ 212 33C cùng nguyên lý và cấu trúc như APZ 212 30, chỉ có tốc hoạt động của CPU là được nâng cấp lên 1.7 lần so với APZ 212 30 (tốc độ CPU trong APZ 212 33C là 160 MHz) IPU nhận những công việc mới từ SPU, nếu SPU xác định là việc này có mức ưu tiên cao hơn công việc đang thực hiện trong IPU thì ngay lập tức, IPU tạm dừng công việc hiện tại và thực hiện công việc có mức ưu tiên cao hơn đó IPU có 4 khối chức năng chính là:

· Instruction Processor Circuit (IPC): khối thực thi các lệnh, đây là chức

năng mới của IPU, mục đích là điều khiển xếp hàng các lệnh nếu tại một thời điểm các chỉ thị lệnh không thực hiện cùng lúc được

· Update and Match Circuit (UBC): khối so sánh cập nhật UBC thực hiện

chức năng so sánh và cập nhật giữa IPU trong CPU-A và IPU trong CPU-B

· Program and Reference Store (PRS): bộ nhớ tham chiếu, bộ nhớ chương

trình.Có hai phấn:

Ø PS (Program Store): Lưu trữ tất cả các chương trình của hệ thống

Ø RS (Reference Store): Lưu trữ tất cả các đặc tính của các khối chương

trình, ngoài ra còn lưu trữ một vài dữ liệu tổng quan về hệ thống

Về mặt vật lý, cả RS và PS được lưu trữ riêng biệt tại hai bộ nhớ DRAM khác nhau, PS có dung lượng 96 MW16, RS có dung lượng 32 MW16 Ngoài ra PRS còn được bổ sung thêm bộ nhớ SRAM 8 MW16, các khối PS đã được thực hiện thì được lưu trữ trong bộ nhớ này bằng việc sao chép một cách tuần tự theo khoảng thời gian

đã được định trước bởi hệ thống

· Data store (DS): bộ nhớ dữ liệu Được định nghĩa một vùng nhớ cố định (Data

Store Cache Memory, DSCM, (SSRAM, 8 MW16)) trong IPU với hai loại bộ nhớ:

Ø SRAM (Static Random Access Memory): Tốc độ truy xuất theo thực tế

Ø DRAM (Dynamic Random Access Memory):Tốc độ truy xuất theo

chuẩn

2.1.2.3.Bộ phận điều khiển Bus xử lý vùng (RPH):

Điều khiển sự trao đổi thông tin giữa hệ thống xử lý trung tâm (CPS) và hệ thống xử lý vùng (RPS) Chức năng chính của RPH là nhận các tín hiệu RP từ CPU (SPU), định dạng lại và truyền tín hiệu này đến các RP được chỉ định trước theo giao thức bus RP Ngược lại RPH cũng thực hiện quét kiểm tra và tập hợp các tín hiệu yêu cầu từ các RP để chuyển về CPU (SPU)

RPH đáp ứng được cả 2 loại bus RP (nối tiếp và song song) Tại một thời điểm, RPH cũng có thể cho phép kết nối 2 loại RP bus trên đến CP Tối đa 1024 RPs được kết nối đến CP thông qua sự điều khiển của RP bus

Signal processor

Serial ring bus RPHB

Signal processor

Serial ring bus RPHB

SPU

RPH

Hình 2.3: Bus nối tiếp RPH

Hai mặt của CP cùng được kết nối đến hai RPH (RPH cũng hoạt động ở chế độ

dự phòng nóng), trong trường hợp bình thường thì CP hoạt động luôn kết nối đến cả 2 RPH, khi có sự cố xảy ra trên một mặt nào đó của RPH thì mặt còn lại lập tức gánh vác công việc mà không làm ảnh hưởng gì đến hoạt động của CP

MEM

U P B B

U P B B

R P H M I

R P H M I

U P B B

R P H M I

R P H M I

MEM

2.1.2.4.Đơn vị bảo dưỡng (MAU):

Giám sát sự hoạt động của hai mặt CP, so sánh dữ liệu của hai mặt và quyết định mặt nào ở trạng thái Executive.Khi có một mặt bị lỗi nó sẽ tự động chuyển trạng thái hoạt động chính sang mặt kia MAU giao tiếp đến CPT (Central Processor Test) ở IOG 20C, ngoài ra MAU còn giám sát quạt làm mát cho phần cứng CP

2.1.2.5.MAI (Maintenance Unit Interface):

MAI trong APZ 212 33C cũng tương tự như trong APZ 212 30, mục đích nhằm

để thiết lập giao tiếp bảo dưỡng giữa hai mặt của CP và được sự điều khiển bởi MAU như: điều khiển phân phối đồng bộ, khởi động nguồn, trạng thái làm việc và trạng thái lỗi của báo hiệu MAI nằm trong card POWC

2.1.2.6.Khối nguồn (POWC):

Điều khiển quạt, lấy nguồn DC -48V phân phối đến các bộ phận trong CP, điều khiển bản hiển thị CDU (CP control and Display Unit ).Các chức năng chính:

· Ghi nhận và báo lỗi đến MAU

· Tạo Clock và những chức năng chuyển mạch clock

· Sự giám sát chương trình và những chức năng reset

· Tạo nguyên lý cho việc gửi tín hiệu giữa MAU và SPU

· Tạo nguyên lý cho sự điều khiển ngắt từ CPT đến MAU

· Tạo nguyên lý cho hỗ trợ việc truy cập bộ nhớ trực tiếp trong MAU

· Giám sát trạng thái hoạt động của quạt và nguồn

2.1.2.7.CP BUS

SPU được kết nối đến RPH qua bus nối tiếp RPH

SPU và IPU trong mặt A được kết nối SPU và IPU mặt B qua các đường mạch in board lưng gọi là bus UMB (Updating and Matching Bus)

SPU và IPU cũng được kết nối đến card MAU (Maintenance Unit) qua đường CTB (Central Processor Test Bus), CTB sẽ nối kết hai mặt CP đến hệ thống CPT đơn

vị xử lý trung tâm trong IOG và AMB (Automatic Maintenance Bus), AMB truyền tín hiệu báo hiệu lỗi giữa MAU và hai mặt CP

2.1.2.8.CP-RP Comunication (RBB-S)

Mỗi RPB có thể nối kết đến 32 RP, ở cấu hình này ta có 3 card RPB, mỗi card có

30 Bus như vậy sẽ nối kết được 960 RP

Tín hiệu từ CP gửi đến RP trong trạng thái hoạt động bình thường sẽ gửi trên một Bus, dĩ nhiên Bus này cũng được nối đến CP SB-WO

Có 3 vị trí card RPBI-S, mỗi card kết nối với 10 bus nhánh serial RP

2.1.2.9.Nguyên lý hoạt động của bộ xử lý trung tâm CPU

Bộ xử lý trung tâm CP được thiết kế theo kiểu kép, gồm hai mặt A&B Khi hoạt động ở trạng thái bình thường, CP-A ở trạng thái điều khiển và CP-B ở trạng thái làm việc dự phòng CP dự phòng làm việc hoàn toàn giống CP điều khiển nhưng chỉ khác

là tín hiệu điều khiển không được nhận bởi các bộ xử lý phân bố RP Dữ liệu của hai mặt CP luôn được so sánh với nhau để phát hiện lỗi kịp thời Khi có bất kì lỗi nào xảy

ra quá trình chẩn đoán lỗi và khôi phục hệ thống sẽ tự động diễn ra dưới sự điều phối của khối bảo dưỡng hệ thống MAU

Hình 2.5: Nguyên lý phát hiện và sửa lỗi hệ thống

Ngoài trạng thái trên chú ý rằng một mặt luôn luôn ở trạng thái Excutive mặt kia

có trạng thái Standby như sau:

· Standby Halted (SB-HA): Nếu hệ thống phát hiện 1 lỗi xảy ra liên tục trong

CP hoặc số lỗi tạm thời thường xuyên vượt qua ngưỡng thì mặt CP đó bị Halt (bị treo)

· Standby Updating (SB-UP): Khi một mặt CP bị Halted (SB-HA) hoặc không giao tiếp với mặt CP kia thì dữ liệu ở hai mặt khác nhau Để khôi phục hệ thống cùng làm việc song công thì trước tiên CP bị Halted hoặc Separated phải được Updated với

dữ liệu đúng, tức là dữ liệu ở mặt CP (EX) sẽ truyền qua mặt SB-UP.Nếu update thành công, nghĩa là không có lỗi phần cứng ở bên standby thì nó chuyển sang trạng thái SB-

WO

· Standby Separated (SB-SE): Một số trường hợp cần thiết (nâng cấp hoặc thay đổi phần mềm) phải tách một mặt CP ra độc lập (SB-SE), CP này chạy nhưng không giao tiếp với các RP

Trạng thái hoạt động của CP có thể được thay đổi bằng lệnh đánh vào và sẽ được

đề cập ở phần sau

2.1.3 Bộ xử lý vùng RP (Regional Processor )

Bộ xử lý vùng RP, thực hiện lặp đi lặp lại công việc xử lý và xử lý ở mức cao ví

dụ như loại bỏ những lớp giao tiếp ở mức thấp hơn

Gần đây nhất các bộ xử lý vùng có nền tảng là xử lý mở, nó có thể chạy trên các phần mềm ứng dụng dùng trong các ngôn ngữ lập trình theo chuẩn công nghệ như ngôn ngữ C hoặc C++ Nền tảng AXE được dùng nhiều trong việc hỗ trợ cả 2 cổng dữ liệu và các ứng dụng của chuyển mạch gói, ví dụ như PCI - RPP, Ethernet Packet Switch Board (EPSB)

Mục đích của RPP là để cung cấp cổng dữ liệu liên quan đến các ứng dụng truyền thông RPP cho phép một dãy giao tiếp phần cứng mở, một dãy ứng dụng phần mềm Một trong những ứng dụng đầu tiên sử dụng RPP/EPSB là PCU(Packet Control Unit) trong BSC(Base Station Controller) dùng trong mạng di động, cho phép thực hiện chức năng GPRS

2.1.3.1Các chức năng của RP

RP lưu trữ và thực thi các phần mềm vùng liên quan đến hệ thống chuyển mạch

APT và hệ thống điều khiển APZ RP gồm hai chức năng chính:

Chức năng hỗ trợ: tải (load), chuyển đổi chức năng, kiểm tra

Chức năng bảo dưỡng: trực tiếp điều khiển sự hoạt động của thiết bị thoại và mạng chuyển mạch, phát hiện sự thay đổi trạng thái của các thiết bị và thông báo tới

CP, giao tiếp hệ thống vào ra các CP

2.1.3.2.Cấu trúc của RP

Các bộ xử lý vùng RP được nối tới CP thông qua bus xử lý vùng RPB (RP Bus)

Tương tự CP, RP cũng được dự phòng để đảm bảo an toàn.Tuy nhiên, khác với CP,

RP làm việc theo nguyên tắc chia tải : thông thường mỗi RP điều khiển một nữa số thiết bị, khi một trong hai RP có sự cố, RP còn lại sẽ cập nhật tất cả các thông tin của

RP bị hỏng sau đó sẽ đảm nhận toàn bộ trách nhiệm của RP bị hỏng

Các thiết bị do RP điều khiển nằm trong một nhóm gọi là module mở rộng EM

(Extension Module)

Hình 2.6: Thông tin giữa CP-RP-EM

Mỗi một cặp RP thông thường quản lý 16 EM được đánh số từ 0 đến 15, RP điều khiển EMG được gọi là EMRP Trong mỗi EM thường chỉ chứa một loại thiết bị Tuy nhiên có một số trường hợp ngoại lệ số lượng thiết bị chứa trong mỗi EM được quyết định bởi ba yếu tố :

Ø Kích thước vật lý của thiết bị

Ø Độ tin cậy của hệ thống

Ø Thời gian xử lý: Mỗi một RP thực hiện việc điều khiển các EM trên cơ sở phân chia thời gian Nếu thiết bị trong một EM đòi hỏi khả năng xử lý của RP nhiều thì số lượng thiết bị này trong EM sẽ giảm xuống

Do hạn chế bộ nhớ nên mỗi RP chỉ quản lý tối đa 7 loại thiết bị khác nhau

Phần cứng của RP được xây dựng xung quanh các mạch gọi là: “Gate Array” Mỗi mạch này chứa đựng nhiều cổng Các cổng này kết hợp với các thanh ghi và các mạch logic để tạo thành nhiều mạch chức năng khác nhau RP được xây dựng từ năm bảng mạch trình bày như hình 2.7

PRO(Processor): Có chức năng kích hoạt xử lý Có ba mạch “Gate-Array” nằm

trên bảng mạch Các mạch chức năng được gọi là ALU, AHC và DHC Bộ vi xử lý là các thanh ghi nằm trên bảng mạch

POW(Power): có chức năng biến đổi điện áp từ -48V sang +5V/20W cung cấp

cho RP

EM-0 EM-2

EM-3 EM-1

EM bus

RPB-A RPB-B

Hình 2.7: Sơ đồ khối của RP

MEU(Memory Unit): Bộ nhớ của RP, là bộ nhớ RAM với dung lượng 256 KB

Nó có bộ nhớ EPROM dùng cho khởi động chương trình Tại đây có các mạch chức năng BIC dùng cho trao đổi thông tin với EM bus cũng như RP bus BIC làm việc độc lập nhưng nó liên quan đến nhiều khối chức năng qua bus thông tin

RPBU(Regional Processor Bus Unit): Đơn vị bus xử lý vùng Có hai bảng mạch

loại này Một để kết nối từ RPB–A, một từ RPB–B

2.1.4 Bộ điều khiển thiết bị (DP: Device processor)

Hình 2.8: Quan hệ giữa EMRP và DP

Là bộ vi xử lý đặt trong các bộ phận phần cứng khác nhau Chức năng của nó là quét thường xuyên phần cứng

Chương trình trong DP không có các chức năng quyết định, mà nó chỉ có nhiệm

vụ thực thi và khai báo những thay đổi phần cứng đến EMRP (Xem hình trên)

Như trong hình thì mỗi EMRP xử lý cho một EM

Một EM thường là một khung được trang bị với một số các board mạch in, nhưng nó cũng có thể là một board mạch đơn Chẳng hạn:

Ø Đối với khối giao tiếp thuê bao thì một EM là một khung gồm 16 board giao tiếp đường dây thuê bao (mỗi board chứa 8 LIC, mỗi LIC kết nối đến một thuê bao))

và một số board khác như EMTS (Extension module time switch), KRC (key-set code reception circuit), EMRP (Extension module regional processor), ETB (Exchange terminal board), SLCT (Subscriber line circuit tester), RG (Ringing generator)

Ø Một TSM (chuyển mạch thời gian trong chuyển mạch nhóm) là một khung chứa 18 board mạch in Đây là một EM

Ø Một ETC (trung kế số) là một board trong một khung Đây cũng là một EM

Ø Thiết bị của một EM có thể được điều khiển bởi một số các bộ xử lý vùng (RP) qua một bus gọi là bus module mở rộng (EMB: Extension Module Bus)

Trong mỗi thiết bị sẽ có DP, nó sẽ điều khiển các chức năng trong thiết bị đó Chẳng hạn như chúng ta xét DP trong mạch LIB nó sẽ có các chức năng sau:

· Đóng các reley Test, Ring, đảo cực

· Khoá mạch (lockout)

· Cấp phát khe thời gian

2.2.KHỐI XUẤT NHẬP IOG 20C

2.2.1.Các chức năng của khối IOG 20 C

Điều khiển dữ liệu vào/ra bộ xử lý trung tâm CP Dữ liệu có thể là chữ và số chẳng hạn như lệnh, cảnh báo, thông tin in ra từ máy tính, dữ liệu tính cước và thống

kê, dữ liệu cũng có thể là nhị phân.IOG 20C xử lý 2 loại truyền dữ liệu:

· Alphanumeric transport: Được sử dụng cho thông tin người – máy Ví dụ: các lệnh và in ra Các thiết bị cho việc truyền dữ liệu Alphanumeric là các máy in và máy tính cá nhân

· Truyền file: Được sử dụng cho việc lưu trữ bên ngoài và xử lý số lượng lớn dữ liệu Ví dụ: lưu dữ liệu cước và dữ liệu nạp lại Các thiết bị cho việc truyền file bao gồm các băng từ, đĩa cứng, đĩa quang và đĩa mềm Liên kết dữ liệu được sử dụng cho việc truyền dữ liệu file từ xa

IOG được yêu cầu để cung cấp thông tin cảnh báo liên quan đến cảnh báo bên trong (từ APT, APZ, và cả IOG) cũng như cảnh báo ngoài (nhiệt độ, độ ẩm…) thông qua bảng cảnh báo hay máy tính Lưu giữ tập trung thông tin bằng đĩa cứng, đĩa quang hoặc đĩa mềm…

IOG có các phần cơ bản sau:

· Các Bus RP giao tiếp giữa IOG và CP

· Bộ xử lý với phần mềm cần thiết để điều khiển các bộ phận khác, chuẩn đoán lỗi và truyền tín hiệu đến CP

· Có các thiết bị nhớ ngoài

· Trao đổi dữ liệu trên đường data link (tốc độ thấp và cao) theo hai phương thức đồng bộ và bất đồng bộ

· Có thiết bị đầu cuối để giao tiếp người và máy

· Xuất cảnh báo ra thiết bị ngoài

· Board nguồn: Cung cấp nguồn cho tất cả các board mạch trong subrack bằng mặt sau với nguồn vào là 48V, nguồn ra là +5 và +/-12 V

Hình 2.9: Cấu trúc phần cứng của IOG 20 C

2.2.3.Các phân hệ trong IOG 20C

Trong IOG 20 C có thể phân ra các hệ thống nhỏ hơn như sau:

2.2.3.1.SPS (hệ thống xử lý hỗ trợ):

Phần cứng SPS gồm có các phần cơ bản sau:

Bộ xử lý hỗ trợ SP (Support Processor):Bộ xử lý hỗ trợ trong IOG 20 là bộ vi xử

lý Motorola 68060, được gọi là CPU60 với dung lượng nhớ 32 MB Trong IOG thì SP, môi trường File và phần giao tiếp với CP hình thành một node, hai node hình thành một SPG IOG 20 gồm hai SP được nối với nhau bằng bus liên kết ICB, đây là bus Ethernet, CPU60 giao tiếp với bus Ethernet bằng mặt trước, giao tiếp với bus SCSI-2,

gọi là một node, kết nối logic giữa CP và SP thông qua RPV(hoặc RPV2) CPU60 có hai cổng RS232 ở mặt trước để nối với đầu cuối vào ra, cổng này giao tiếp tốc độ 4800baud

RPV hay RPV2:là bộ phận giao tiếp giữa RP bus và SP Nó truyền và nhận bản

tin từ CP RPV chuyển đổi giao tiếp bus RP song song tới Bus VME (Versa Module Eurocard) RPV2 chuyển đổi giao tiếp bus RP nối tiếp tới Bus VME Board này giao tiếp với bus RP nối tiếp ở mặt trước và giao tiếp với bộ nguồn với bus VME ở mặt sau

VSA: VME to SCSI-2 Adapter là board chuyển đổi bus VME thành bus SCSI-2

riêng biệt dùng để giao tiếp với ổ đĩa quang

Hình 2.10: Các hệ thống con của IOG 20C

MCS Lệnh, cảnh báo

DCS Giao tiếp mạng

SPS Giám sát hệ thống

Cảnh báo ngoài

Bảng cảnh báo

SP

CP