giới thiệu chung về mạng viễn thông

trình bày về giới thiệu chung về mạng viễn thông

Phần một : Tổng quan về tổng đài SPC

Chương 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 người, việc phát minh ra ngôn ngữ là cuộc cách mạng

truyền thông lớn nhất đầu tiên Đầu tiên con người đã truyền thông tin với nhau

bằng các tín hiệu như lửa thư tín và rồi khả năng truyền thông tin của con

người không còn bị giới hạn bởi thời gian và không gian Đồng thời việc phát

minh này đã đưa ra các dịch vụ đưa thư và thông báo thông qua hệ thống thông

tin đường bộ trong toàn quốc

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

đã được phát triển và bắt đầu được dùng rộng khắp Đài phát thanh và truyền

hình được phát minh vào thời gian này đã làm thay đổi thế giới của chúng ta rất

nhiều Lần lượt 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 đưa ra công thức phương 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 trường 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 đường cáp đầu tiên xuyên qua Đại Tây Dương để đánh

điện tín được lắp đặt James Clerk Maxwell đã đưa ra học thuyết điện từ trường

bằng các công thức toán học vào năm 1870 Căn cứ vào học thuyết này, Henrich

Hertz đã truyền đi và nhận được sóng vô tuyến thành công bằng cách dùng điện

trường lần đầu tiên trong lịch sử Tổng đài điện thoại đầu tiên được 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 tương đối, đã viết rất nhiều tài liệu quan trọng về vật lý chất rắn,

thống kê học, điện từ trường, và cơ học lượng 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 được và Lede Forest trở thành người khởi xướng

trong lĩnh vực vi mạch điện tử thông qua phát minh của ông ta về một ống chân

không ba cực Việc này được tiếp theo bằng phát minh một hệ thống tổng đài

tương 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 lượng 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

được 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 - phương tiện truyền dẫn có hiệu quả hơn các

loại dây đồng bình thường, đã được 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 lượng

thông tin tối đa mà một hệ thống viễn thông có thể xử lý vào một thời điểm đã

định Học thuyết này đã được phát triển thành học thuyết truyền thông số Đồng

thời rađa đã được 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 thước 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 lưu giữ chương trình PCBs được đưa vào những năm 50, đã làm cho việc

tích hợp các mạch điện tử có thể thực hiện được Cùng trong năm đó, RCA đã

phóng thành công vệ tinh nhân tạo vào không trung và Laze dùng cho truyền

điện toán mini có bộ nhớ kiểu bong bóng, cáp quang và máy phân chia thời gian

được phát triển và thương mại hoá một cách thành công vào các năm 70, các

loại CATVs hai hướng, đĩa Video, máy điện toán đồ hoạ, truyền ảnh qua vệ tinh,

và các hệ thống tổng đài điện tử hoá toàn bộ được đưa ra

Với sự phát triển của xã hội định hướng 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 được phát triển một cách đáng kể, và các mạng thông tin đã được 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 thượng sử dụng) Tổng đài số có các mạch bán dẫn mật độ cao, thực hiện

chuyển mạch các tín hiệu âm thanh tương tự đã được số hoá dưới 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 phương tiện thông tin truyền thông vốn đã sơ khai hơn một thế kỷ

trước Ngày nay các phương tiện viễn thông điện tử được xem như là một

phương tiện kinh tế nhất có được để trao đổi tin tức và các số liệu Ngoài ra song

song với tăng trưởng về xã hội kinh tế, việc hình thành các phương tiện cần thiết

cho viễn thông điện tử đã trở nên phức tạp hơn và có khuynh hướng kỹ thuật cao

nhằm đáp ứng nhu cầu gia tăng về các dịch vụ có chất lượng cao và dịch vụ viễn

thông tiên tiến hơn; mặc dù vậy các thiết bị có thể được hình thành theo các cách

khác nhau và có các mức độ phức tạp khác nhau theo các yêu cầu của người sử

dung, nhưng về cơ bản thì chúng được mô phỏng như sau (Hình 1.1):

TT: Thông tin

TH: Tín hiệu

Vẽ sơ đồ (Hình 1.1)

+ Nguồn thông tin:

Con người hay máy để phát ra thông tin cần truyền đi, thông tin phát ra được

phân loại thành tiếng nói, mã và hình ảnh (ký tự, ký hiệu và hình ảnh)

+ Thiết bị truyền:

Bộ phận hay thiết vị để truyền thông tin phát ra thành các tín hiệu để được

truyền đi qua đường truyền dẫn

+ Đường truyền dẫn:

Một phương tiện để truyền các tín hiệu từ thiết bị truyền dẫn đến thiết bị nhận;

các loại cáp đồng trục, cáp quang, không gian, và các hướng sóng được dùng

rộng rãi trong mục đích này Các tín hiệu được gửi đi qua đường truyền bị nhiễu

bởi các yếu tố như tiếng ồn

+ Thiết bị nhận:

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

các tín hiệu ban đầu

+ Người sử dụng:

Là con người hay máy nhận thông tin đã được phục hồi từ thiết bị nhận

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

điện thoại, trong đó con người là nguồn thông tin cũng là người 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 như nguồn thông tin và con người như là

người sử dụng có nhu cầu cao Ngoài ra, việc giao tiếp giữa máy và máy như

việc trao đổi số liệu cũng đang hoạt động, các quá trình trao đổi thông qua giao

diện giữa người với máy và giữa máy với máy như trong trường hợp các phương

pháp thông thường, 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

thuê bao điện tín, một số các phương tiện có độ phức tạp cao và rất mạnh ngày

càng tăng lên như các phương 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 được lắp đặt và

vận hành, đang cách mạng hoá cuộc sống của chúng ta

Dịch vụ phi điện thoại được đưa ra hiện nay yêu cầu các thiết bị và phương 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 như các

phương tiện phổ thông chủ yêu cầu các đường dùng tín hiệu 4 KHz cho các loại

dịch vụ, các dải tần 1 - 4 MHz, 12 - 240 KHz đang được sử dụng một cách

tương 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 được sử dụng để có kết quả tối ưu, theo đó, việc thiết lập nhiều

mạng lưới 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 lưới viễn thông với dung lượng có thể giao tiếp

được với nhau, có khả năng xử lý các loại dịch vụ khác nhau để có thể đưa ra sử

dụng trong tương lai gần Với mục đích này, các nhà nghiên cứu và kỹ sư tham

gia vào lĩnh vực này đang cố gắng kết hợp các mạng lưới viễn thông hiện nay

một cách có hệ thống và có hiệu quả

Xu hướng gần đây có đặc điểm là tăng nhu cầu đối với mạng lưới số Phương

pháp PCM-24 đã được thương mại hoá một cách thành công, vì vậy chứng minh

rằng truyền dẫn số là kinh tế hơn nhiều so với phương pháp truyền dẫn tương tự

Kể từ đó, các hệ thống tổng đài số sử dụng hệ thống truyền dẫn số đã được lắp

đặt và vận hành một cách rộng rãi

 Những ưu điểm của mạng lưới viễn thông số là:

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

bộ giải mã được sử dụng cho các dịch vụ thoại để biến đổi các tín hiệu ngược lại

thành tiếng nói tại thời điểm chuyển mạch

- Khi sử dụng hệ thống tổng đài số và đường 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

được đấu nối ở mức ghép kênh Một ưu điểm của việc sử dụng hệ thống tổng đài

số là nó làm tăng chất lượng truyền dẫn Trong mạng lưới điện thoại số, các tín

hiệu đã được mã hoá tại tổng đài chủ gọi được giải mã, sau đó được mã hoá tại

tổng đài trung chuyển và cuối cùng được gửi đến tổng đài bị gọi Do đó, bằng

cách sử dụng phương pháp này, có thể tránh được việc tăng tiếng ồn phát ra khi

chuyển các tín hiệu tương tự thành các tín hiệụ số Ngoài ra, do đường truyền

dẫn số trải qua ít thay đổi về mức hơn là đường truyền dẫn tương tự, hiện tượng

mất đường truyền sẽ có thể đạt nhỏ hơn Để thực hiện mục đích này, nếu sử

dụng một đường truyền dẫn số giữa hai tổng đài, thì sự mất đường truyền có thể

giảm bớt từ 10dB xuống còn 6 dB Đồng thời, trong mạng điện thoại số, đối với

một đường điện thoại 64 kbps (kilo bit per second) được dùng như tốc độ bit cơ

sở; các số liệu, fax, và thông tin video có tốc độ nhỏ hơn mức bit này có thể

được gửi đi một cách tương đối dễ dàng hơn thông qua mạng điện thoại số Như

đã nêu, các thiết bị có thể được chia sẻ theo các yêu cầu dịch vụ và vì thế có thể

được sử dụng một cách linh hoạt để ứng dụng cho các loại dịch vụ hiện đang tồn

tại cũng như các dịch vụ mới

Các nhà nghiên cứu và các kỹ sư ở các nước tiên tiến đang cố gắng phát triển

loại mạng truyền thông số này Tiến trình thực hiện được trong công nghệ số

được giải thích ở hình 1.3 Một đường truyền số được sử dụng giữa hai tổng đài

trong mạng lưới tích hợp số được mô phỏng trong sơ đồ Đồng thời mạng ISDN

(Integrated Services Digital Network - Mạng số đa dịch vụ) cũng được phát

triển, trong đó các dịch vụ tích hợp được cung cấp với các thiết bị đầu cuối được

số hoá Ngoài ra, do các loại dịch vụ viễn thông đưa 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 lưới viễn thông, chủ yếu là thiết bị đầu cuối, đường truyền dẫn và

các thiết bị tổng đài, hiện nay được sử dụng rộng rãi Hầu hết các thiết bị đầu

cuối công cộng hiện nay đều được 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, được

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 đích đó cũng sữ được thực hiện

vẽ sơ đồ (Hình 1.3)

1.3- Mạng và dịch vụ viễn thông

1.3.1- Mạng viễn thông

a Định nghĩa:

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 tượng 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 tượng có nhu cầu trong mạng

* Mạng truyền dẫn thông tin:

Được 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 được gọi là đường dây thuê bao (ở đây thuê

bao có cả thuê bao cá nhân và mạng thuê bao địa phương), nhưng hiệu suất sử

dụng thường là thấp (được tính theo thời gian sử dụng trên một khoảng thời gian

xét) Đường nối giữa các trung tâm thông tin với nhau được gọi là các đường

trung kế)

Thuê bao: (Hình 1.4)

Vẽ sơ đồ hình 1.4 ; 1.5

* Phần mềm của mạng (Kỹ thuật mạng):

Mô tả sự liên kết 3 nhóm thiết bị trên theo kiều nào Bao gồm các hệ thống báo

hiệu, các giao thức mạng, các quy chuẩn để 3 nhóm thiết bị trên hoạt động có

hiệu quả

1.3.2- Dịch vụ viễn thông

a Định nghĩa:

Là phương tiện để liên kết thông tin với nhau diễn ra dưới 3 dạng (Tiếng nói,

chữ viết, hình ảnh) được biến đổi thành tín hiệu điện để truyền đi và gọi là thông

- Phục vụ trao đổi thông tin bằng hình ảnh được gọi là mạng truyền hình ảnh

Ngoài ra còn có mạng Điện báo TELEX, mạng in ấn từ xa

Tất cả đều được gọi chung là dịch vụ viễn thông và được chuẩn hoá chất lượng

QOS (Quality of Service - Chất lượng của dịch vụ)

b Đặc điểm của dịch vụ viễn thông:

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

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

gian nào đó hay còn gọi là thông tin quảng bá

*Thông tin có tính một chiều: Như thông tin sử dụng để thông báo, thông tin

quảng bá,

* Thông tin có tính hai chiều: Như 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 phương 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 tượng sử dụng

Chương II Tổng đài số và mạng lưới giữa các tổng đài 2.1- Tổng đài số

2.1.1- Sơ đồ khối:

Về cơ bản, tổng đài số gồm có một mạng chuyển mạch, thiết bị báo hiệu, bộ

phối ghép, khối bảo dưỡng và một bộ điều khiển (Hình 2.1)

vẽ sơ đồ (Hình 2.1)

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 người (có nghĩa là tổng

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

Tổng đài tương tự chuyển mạch các tín hiệu âm thanh tương tự, như dạng vốn

có của nó và tự sử dụng các chuyển mạch điện cơ như 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 như các

LSI Do vậy, các chuyển mạch số sử dụng các phần tử chuyển mạch như 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 được nâng cấp rất nhiều từ khi có được phát minh

ra các chức năng cơ bản của nó như 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 như vẫn như 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 đường dây bị gọi vào ổ cắm của đường

dây chủ gọi để thiết lập cuộc gọi với phía bên kia Khi cuộc gọi đã hoàn thành

người vận hành rút dây nối ra và đưa về trạng thái ban đầu Hệ tổng đài dùng

nhân công được 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 được gửi tới người thao tác viên bằng

cách sử dụng từ trường Đối với hệ dùng ắc quy chung, cuộc gọi được đơn giản

chuyển đến người thao tác viên thông qua các đèn báo hiệu

Trong hệ tổng đài tự động, các cuộc gọi được phát ra và hình thành thông qua

các bước (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 được nối với mạch

điều khiển

 Tiếp nhận số được quay:

Khi đã được 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 được quay ghi lại, thuê bao bị gọi đã được xác định, thì hệ tổng đài sẽ

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

chọn một đường rỗi trong số thuê bao đó Khi thuê bao bị gọi nằm trong tổng đài

nội hạt, thì một đường gọi nội hạt được sử dụng

 Chuyển thông tin điều khiển:

Khi được 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 như số thuê bao bị gọi

 Kết nối trung chuyển:

Trong trường hợp được nối đến là tổng đài trung chuyển Kết nối cuộc gọi và

chuyển thông tin điều khiển được nối đến trạm chố và sau đó thông tin như số

thuê bao bị gọi được truyền đi

 Kết nối trạm cuối:

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

truyền đi, thì bộ điều khiển trạng thái máy bận của thuê bao gọi được tiến hành

Nếu máy không ở trạng thái máy bận, thì một đường nối được nối với các đường

trung kế được chọn để kết nối cuộc gọi

 Truyền tín hiệu chuông:

Để kết nối cuộc gọi tín hiệu chuông được 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 được chuyển

thành trạng thái máy bận

 Tính cước:

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

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

gọi

 Truyền tín hiệu báo bận:

Khi tất cả các đường trung kế đều bị chiếm giữ theo các bước trên đây hoặc thuê

bao bị gọi bận thì tín hiệu bận sẽ được truyền đến thuê cho bao chủ gọi

 Hồi phục hệ thống:

Trạng thái này được xác định khi cuộc gọi kết thúc Sau đó tất cả các đường nối

đều được giải phóng

Để cho tổng đài có ưu điểm hơn thì khi thiết kế cần phải xét đến các điểm cơ

bản sau đây:

- 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 lượng gọi phải được 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 đường

truyền dẫn nhằm bảo đảm chất lượng kết nối tốt Nhằm mục đích này, một mạng

lưới tuyến thích hợp có khả năng xử lý đường thông có hiệu quả với tỉ lệ cuộc

gọi bị mất ít nhất phải được lập ra

- Độ tin cậy:

Các thao tác điều khiển phải được 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 được chức năng sửa

chữa và bảo dưỡng hữu hiệu bao gồm việc chẩn đoán lỗi, tìm và sửa chữa

- Độ linh hoạt:

Số lượng 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 được

- 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 lượng cao

Căn cứ vào các xem xét trên đây, một số loại tổng đài tự động đã được triển khai

và lắp đặt kể từ khi nó được đưa vào lần đầu tiên

2.2- Mạng lưới 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 lưới: (Hình 2.1)

vẽ hình

- Ưu điểm: Ghép lưới thường 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 hưởng đến các

tổng đài khác ở trong mạng

- Nhược điểm: Trong trường hợp số lượng nút mạng (n) nhiều thì số nhóm kênh

cũng tăng tỉ với n.n {Số nhóm kênh : N = n(n - 1)/2}

c Ghép hỗn hợp: (Hình 2.3)

Trong thực tế thì mạng hỗn hợp này được ứng dụng nhiều hơn, các tổng đài lớn

sẽ được nối với nhau rồi bức xạ ra các tổng đài nhỏ hơn

vẽ hình

2.2.2- Các cấp của mạng lưới và tổng đài:

Tuỳ vào mạng và lĩnh vực sử dụng của tổng đài mà ta chia tổng đàu ra các cấp

khác nhau Thường được chia ra 3 cấp:

+ Cấp quốc tế

+ Cấp quốc gia

+ Cấp nội hạt

a Mạng liên lạc quốc tế:

Là mạng nối giữa các tổng đài quốc tế hoặc giữa các cổng liên lạc quốc tế giữa

các quốc gia với nhau

b Mạng liên lạc quốc gia:

Một mạng quốc gia bao gồm một phân cấp của các mạng, vì vậy sự liên kết cần

được cung cấp một chiến lược 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 được

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 được dùng tuỳ vào diện tích của các quốc gia và chiến lược định

tuyến được dùng

c Mạng liên lạc nội hạt:

Là cấp thấp nhất trong mạng lưới viễn thông được sử dụng cho mục đích đấu nối

và cung cấp dịch vụ cho các thuê bao trong phạm vi gần nhất

Chương III Tổng quan về tổng đài SPC 3.1- Giới thiệu chung

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

Trước đây, các tổng đài cơ điện đã sử dụng phương 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 dưới sự khống chế của hệ thống

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

thức đã định trước Các số liệu của tổng đài như: Các dịch vụ thuê bao, phiên

dịch và tạo tuyến, các loại tín hiệu đặc trưng được tạo ra bằng các kiểu mạch tổ

hợp lôgíc kiểu rơle đã được đấu nối cố định Vì thế mà khi cần thay đổi các số

liệu để đưa vào các dịch vụ mới cho các cấu trúc đã được 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 như dung lượng 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 như sự phát triển xã hội hiện nay

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

tác động to lớn đến các mạng viễn thông trên thế giới Tổng đài SPC được đưa

vào sử dụng như là các phần của truyền dẫn số tích hợp và có thể thay thế hẳn

các đơn vị chuyển mạch tương 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 được 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 đường dây riêng rẽ

Hoạt động theo phương thức này có tổn thất và không có khả năng chế tạo một

tổng đài tiếp thống hoàn toàn Từ đó người ta đã hướng công việc vào phương

thức chuyển mạch hoạt động theo nguyên lý phân theo thời gian Theo cách này

gian Phương 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 được 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 hướng số hoá và hợp nhất đa

dịch vụ

Các tổng đài nội hạt hiện nay có dung lượng từ 1.000 đến hàng trăm nghìn thuê

bao, khả năng lưu 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 lượng 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 được nâng cấp và phát

triển một cách rõ Và hiện nay, với kỹ thuật phát triển ngày càng cao, người ta

đã hướng 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 ưu điểm của tổng đài SPC

 Tính linh động :

Tổng đài SPC được điều khiển bằng chương 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 chương trình được tạo ra cho phép hệ thống chuyển mạch cung cấp

nhiều khả năng và tiện ích cho công tác quản lý như đánh số, tính cước, lập

tuyến, quản lý thuê bao Các tổng đài đã được 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 được 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 ưu điểm bổ sung của công nghệ số:

Việc sử dụng các chuyển mạch số trong phạm vi tổng đài SPC sẽ được bổ sung

thêm các đặc tính sau:

- Tốc độ thiết lập cuộc gọi nhanh

- Tiết kiệm diện tích lắp đặt

- Dễ dàng trong bảo dưỡng

- Chất lượng cuộc nối cao

- Có nhiều tiềm năng cho các dịch vụ phi thoại

- Hệ thống SPC kinh tế hơn so với tổng đài tương tự tương đương

- Thời gian lắp đặt nhanh hơn so với tổng đài tương 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 chương trình ghi sẵn

loạt các lệnh đã ghi sẵn ở trong các bộ nhớ Ngoài ra, các số liệu trực thuộc về

tổng đài như số liệu về thuê bao, các bản phiên dịch địa chỉ, các thông tin về tạo

tuyến, tính cước, thống kê cũng được ghi sẵn vào bộ nhớ số liệu Qua mỗi

bước xử lý gọi sẽ nhận được một sự quyết định tương ứng với mọi loại dịch vụ,

số liệu đã ghi sẵn để đưa tới thiết bị xử lý dịch vụ đó Nguyên lý chuyển mạch

như vậy gọi là chuyển mạch điều khiển theo chương trình ghi sẵn - SPC

Các chương trình và các số liệu ghi trong các bộ nhớ có thể thay đổi được khi

cần thay đổi nguyên tắc điều khiển hay tính năng của hệ thống Như vậy, người

quản lý có thể linh hoạt trong quá trình điều hành tổng đài Như 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 chương 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 đưa vào dịch

vụ mới cho thuê bao và thay đổi các dịch vụ cũ thông qua các lệnh trao đổi

người - máy Chẳng hạn như nhu cầu khôi phục lại dịch vụ cho thuê bao quá hạn

thanh toán cước hoặc thay đổi từ phương thức chọn số xung thập phân sang

phương thức chọn số đa tần ta chỉ việc đưa vào hồ sơ thuê bao các số liệu

thích hợp thông qua thiết bị vào ra dùng bàn phím

Trước 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 Nhưng 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 được bằng các thao tác từ máy thuê bao như: 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 dưỡng cụm tổng đài SPC trong một vùng rất quan

trọng Nhờ có trung tâm vận hành và bảo dưỡng được các trang thiết bị trao đổi

người - máy cùng với hệ thống xử lý mà công việc này được thực hiện dễ dàng

Ngoài việc vận hành và bảo dưỡng, các tổng đài trung tâm còn bao quát cả việc

quản lý mạng như lưu lượng của tuyến và xử lý đường vòng Tại đây, cũng nhận

được các thông báo hỏng hóc về cước, sự cố từ các tổng đài khu vực Cũng tại

đây các phép đo cũng được thực hiện nhờ phát đi các lệnh Tương tự như vậy,

những sự thay đổi về dịch vụ cũng có thể được 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

chương 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

3.2- Nguyên lý tổng đài SPC

3.2.1- Phân loại:

Nhiệm vụ quan trọng nhất của tổng đài là cung cấp một đường truyền tạm thời

để truyền dẫn tiếng nói đồng thời theo hai hướng giữa các loại đường thuê bao,

từ đó ta có các loại mạch

 Chuyển mạch nội hạt:

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

khác

 Chuyển mạch gọi ra:

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

khác

 Chuyển mạch gọi vào:

Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho các đường trung kế từ các tổng đài khác

tới đường dây thuê bao của tổng đài

 Tổng đài chuyển tiếp:

Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho các đường trung kế ra tới một tổng đài

khác Các nhiệm vụ của tổng đài được 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 được

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 (thường 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 nước 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 đường 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 được các thông tin từ các đường dây thuê

bao và trung kế, xử lý các thông tin này và đưa ra các thông tin điều khiển hoặc

cấp báo đến các đường 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 cước:

Tạo ra các số liệu cước phù hợp với từng loại cuộc gọi sau khi mỗi cuộc gọi kết

thúc Số liệu cước này sẽ được xử lý tạo thành các bản cước phục vụ cho công

tác thanh toán cước Tất cả các nhiệm vụ trên được 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 nhưng 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 tương tự và

kết cuối số

 Mạch kết cuối thuê bao:

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

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

- Mạch kết cuối trung kế tương 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 nhưng thực hiện chuyển đổi A/D ở các

tổng đài

- Trung kế tương 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 đưa 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 đưa ra thành dãy

tín hiệu lưỡng cực trên đường dẫn và ngược lại

5 Xử lý cảnh báo: Xử lý cảnh báo từ đường 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 đường

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 được 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

Có hai loại hệ thống chuyển mạch:

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

+ Phương thức chuyển mạch không gian (Space Division Switching Mode):

Trường chuyển mạch theo phương thức này có thể sử dụng tiếp điểm điện tử hay

cơ điện như loại rơle

+ Phương thức chuyển mạch thời gian (Time Division Switching Mode):

Chuyển mạch PAM (Pulse Amplitude Modulation), tức là chuyển mạch theo

phương 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

phương thức chuyển mạch thời gian

c B ộ điều khiển trung tâm:

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

này được thiết kế tối ưu 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 chương

trình, số liệu và phiên dịch cùng với thiết bị vào ra làm nhiệm vụ phối hợp để

đưa 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 chương trình:

Để ghi lại các chương trình điều khiển các thao tác chuyển mạch các chương

trình này được 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 như

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

 Bộ nhớ phiên dịch:

Chứa các thông tin về loại đường dây thuê bao hay trung kế, chủ gọi và bị gọi,

mã tạo tuyến, thông tin cước

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

các bộ nhớ bán cố định Số liệu hay chương 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 trường 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 trường chuyển mạch

d Thiết bị ngoại vi và chuyển mạch:

Các thiết bị đo thử ở đường 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 đường 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 đường 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 đường 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 đường dây hay mạch nghiệp vụ dưới

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

trường chuyển mạch từ bộ xử lý trung tâm Các tuyến vật lý này chỉ được 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 trường hợp này đóng vai trò là bộ xử lý điều khiển liên

lạc Thông tin tạo tuyến gọi trong các bộ nhớ được lưu trữ cho tới khi tuyến nối

được 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 được 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 người ta đã đưa 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 được xét đến ở chương sau

f Thiết bị trao đổi người - máy:

Trong tất cả các tổng đài SPC, người ta đã sử dụng thiết bị trao đổi người – máy

để vận hành, quản lý và bảo dưỡng 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 đường dây và mạch thuê bao Chúng được dùng để đưa các

lệnh quản lý và bảo dưỡng vào thiết bị xử lý thao tác và bảo dưỡng tổng đài

(trong trường 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 được thực hiện và kết quả

được đưa từ hệ thống xử lý ra, hiện lên màn hình và in giấy trong trường 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 người 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 lượng lớn và cũng dễ nạp phần

mềm vào các loại bộ nhớ của các loại bộ nhớ xử lý các thông tin cước, thống

kê

Chương IV Cấu trúc và chức năng của các phân hệ

trong tổng đài 4.1- Phân hệ chuyển mạch

Mạng chuyển mạch là một hệ thống mà trong đó các tín hiệu yêu cầu đều phải

truyền qua môi trường của nó, môi trường này còn gọi là môi trường chuyển

mạch Các tín hiệu trên có thể mang thông tin tiếng nói hoặc số liệu Nhiều tín

hiệu của các kênh (như kênh tiếng nói) được số hoá và ghép theo thời gian vào

một đường truyền dẫn rồi chuyển qua môi trường chuyển mạch

Trong trường chuyển mạch có các kênh dẫn sau:

 Kênh cố định (kênh thường trực): Được ứng dụng để trao đổi thông tin

giữa các bộ phận tổng đài như 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 như đưa ra thông

báo cho người sử dụng khi có yêu cầu

 Kênh tạm thời: Cấp cho người sử dụng để trao đổi thông tin như kênh nối

giữa 2 cuộc gọi

Như vậy, mạng chuyển mạch tạo ra kênh dẫn cấp cho người sử dụng cũng như

các đối tượng 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 được sử dụng trong các tổng đài Chúng có thể được 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

được 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 tương tự như 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 được 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 được sử dụng

Loại chuyển mạch cơ kiểu mở/đóng đã được 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 được thực hiện theo giả thiết là mạch gọi và mạch điều khiển

là hoàn toàn tách riêng nhau Loại này hiện nay đang được 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 được mô tả ở trên, thì thao tác mở/đóng được 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 được lựa chọn theo hướng của luồng

điện trong cuộn dây của rơle Vì thế các thao tác cơ học cũng như việc mở/đóng

các tiếp điểm có thể được 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 nhược điểm là không

tương thích với các phương pháp cũ, sự mất tín hiệu cuộc gọi và nhiễu xuyên âm

còn chiếm tỉ lệ cao nên hiện nay loại này chưa được sử dụng rộng rãi, nhưng

trong tương lai thì loại này có thể được sử dụng rộng rãi hơn bởi tính tích hợp

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

b Chuyển mạch ghép:

Các loại chuyển mạch được vận hành trên cơ sở truyền tải tập trung được 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 phương 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 Phương pháp phân chia

tần số được là có các vấn đề kỹ thuật như là việc phát sinh các tần số khác nhau,

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

thời nó không kinh tế Phương pháp này được nghiên cứu rộng rãi trong thời kỳ

đầu nhưng chưa được đưa vào sử dụng cho hệ tổng đài phân tải Một phương

pháp chuyển mạch có ưu điểm hơn nhiều so với phương pháp chuyển mạch trên

dố là phương pháp chuyển mạch phân chia thời gian, phương pháp này được

đưa vào thời kỳ đầu từ khi xuất hiện tổng đài điện tử và cũng đang được 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 được đưa ra, do thiết kế đơn giản của nó, chuyển mạch PAM được

sử dụng cho hệ tổng đài có dung lượng loại vừa Phương thức thông minh PAM

là miền khởi của thông tin số (PCM), khi mới phát minh ra phương thức ghép

kênh theo thời gian trên cơ sở lý thuyết lấy mẫu Người ta đã áp dụng nó trong

hệ thống truyền dẫn như trong quá trình xử lý PCM, tín hiệu PAM là bán sản

phẩm của quá trình xử lý tương tự theo phương thức PCM Tín hiệu PAM chức

các thông tin cần truyền đi ở giá trị tức thời của biên độ lấy mẫu Vì nó chưa phù

hợp cho các tổng đài có dung lượng lớn với những vấn đề của nó về các đặc

điểm thoại như tạp 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 phương pháp này sử dụng mạch số, nó được dự định sẽ vi

mạch hoá các chuyển mạch trong tương lai gần đây Khi sử dụng loại chuyển

mạch này, việc chuyển mạch được tiến hành trong giai đoạn dồn kênh theo các

đặc tính thoại ổn định của PCM Phương thức chuyển mạch PCM có thể hỗ trợ

cho chuyển mạch rơle nhiều mức hoạt động dễ dàng hơn Như đã trình bày,

phương pháp chuyển mạch này sẽ được sử dụng rộng rãi trong tương 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 phương pháp truyền biên

độ của PAM sau khi đã được lượng tử hoá nó và sau đó biến đổi nó thành các

mã nhị phân Do đó, việc tái mã hoá có thể được tiến hành dễ dàng vì nó có thể

phân biệt được với các tín hiệu khác ngay cả khi có tạp âm và nhiễu xuyên âm

trên đường 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 đường dây thuê bao,

các mạch hợp nối, mạch trung kế và quốc tế

Trong các tổng đài Analog, chuyển mạch được chia theo không gian Một đường

dẫn chuyển mạch dành riêng được 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 được thực hiện bằng cách mở hay đóng thường

xuyên các cổng logic theo từng khoảng thời gian, cho phép các tín hiệu điện

dưới dạng các chữ số nhị phân đi qua các đường dẫn vật lý Bằng cách này một

số các cuộc gọi được chia sẻ thời gian để sử dụng cùng một đường dẫn chuyển

mạch Các tín hiệu của nó không được truyền một cách liên tục nhưng được

truyền trong các khe thời gian được chọn dưới dạng một chuỗi xung tổng hợp

a Chuyển mạch thời gian:

Một chuyển mạch bao gồm các bộ nhớ bán dẫn được gọi là chuyển mạch thời

mạch thời gian sử dụng các bộ nhớ bán dẫn như các bộ nhớ MOS hoặc các bộ

nhớ hai cực Chuyển mạch thời gian có chức năng lưu các tín hiệu âm thanh và

các tín hiệu khác đã được mã hoá theo kỹ thuật số trên luồng cao và nó có dung

lượng chuyển mạch tương đương với số lượng khe thời gian được ghép Số

lượng khe thời gian được ghép mà chuyển mạch T có thể chuyển mạch được

cũng chính là mức ghép trên luồng cao, nên dung lượng của bộ nhớ chuyển

mạch T cũng bị hạn chế

 Nguyên lý ghép theo thời gian:

Các tín hiệu âm thanh (tín hiệu tương tự) trên các mạch vào a, b và n được mã

hoá bằng một bộ Mã hoá - Giải mã được 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 125µs tốc độ truyền dẫn 64 kbit/s (Hình 4.2)

Vẽ hình

Các tín hiệu số được mã hoá bằng CODEC được lưu tạm thời trong bộ nhớ gồm

các mạch bán dẫn tích hợp như LSI để ghép kênh, ghép kênh theo thời gian sẽ

không thể thực hiện được nếu các tín hiệu A,B và N chiếm toàn bộ chu kỳ

125µs Do đó, khi có n tín hiệu cần ghép, chúng sẽ được đọc ra tại từng khoảng

thời gian là 125µs/n và được chuyển vào luồng tốc độ cao Đường chung trên

đó truyền tín hiệu được ghép gọi là đường tốc độ cao

Lấy khoảng thời gian đọc từ bộ nhớ là 125µs/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)

Vẽ hình

Ghép kênh theo thời gian được thực hiện bằng việc dịch chuyển thời gian bằng

125µs khi đọc tín hiệu ra khỏi bộ nhớ Từng tín hiệu được đọc ra khỏi bộ nhớ

theo tín hiệu “đọc” do bộ điều khiển đọc gửi đến (Hình 3.4b)

vẽ hình

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

n kênh được sắp xếp một cách tuần tự tại các thời điểm tương ứng t1, t2 tn Vì

các thời điểm này của các tín hiệu t1,t2, , tn được xác định bằng các thời điểm

mà tại đó các tín hiệu “đọc” được gửi đến các bộ nhớ của từng mạch vào, có thể

cho rằng các mạch vào độc lập này tương ứng với các thời điểm trên luồng tốc

độ cao (Hình 4.4)

Khoảng thời gian chiếm kênh trên luồng cao được gọi là một khe thời gian

Trong trường hợp ghép n kênh, một khe thời gian tương ứng với (125µs)

 Trao đổi khe thời gian:

Nhóm tín hiệu ghép thời gian trong chu kỳ 125µs được gọi là một khung

Các tín hiệu số đã được ghép kênh trên luồng cao được đưa 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 được 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 được gọi là trao đổi khe thời gian Trao đổi khe thời gian

được thực hiện bằng việc lưu tạm thời các tín hiệu được truyền trên luồng cao

vào các bộ nhớ của chuyển mạch thời gian (ghi) và sau đó đọc các tín hiệu đã

được lưu này bằng thứ tự khác với khi viết vào

Chuyển mạch thời gian được mô tả ở hình 4.5 bao gồm hệ thống ghép kênh tín

hiệu theo thời gian, trao đổi các khe thời gian dưới 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 được ghép theo thời

gian được chuyển từ luồng cao phía trái đến chuyển mạch thời gian, sau khi trao

đổi khe thời gian chúng được gửi đến luồng cao ở phía phải

vẽ hình 4.5

Để thực hiện được 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 tương ứng với một khe thời gian được chia làm hai nửa: một nửa được sử

dụng cho ghi và nửa còn lại cho đọc

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

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

 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 được 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 được 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 được 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 phương pháp trong đó các địa chỉ trong chuyển mạch

thời gian không tương ứng với thứ tự của các khe thời gian T1, ., Tn nhưng

chúng được phân nhiệm từ trước theo việc ghi vào và đọc ra của chuyển mạch

thời gian

Trong điều khiển ngẫu nhiên một bộ nhớ được 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 được chọn trước

Khi ghi vào chuyển mạch thời gian được 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 được phân nhiệm trước, đó là điều

khiển ngẫu nhiên

Mặt khác, phương pháp điều khiển trao đổi khe thời gian trong đó việc ghi vào

các bộ nhớ được thực hiện bằng điều khiển ngẫu nhiên và việc đọc từ các bộ nhớ

được thực hiện theo kiểu tuần tự được gọi là điều khiển ghi ngẫu nghiên/ đọc

tuần tự

Hoạt động của các phương pháp này (cụ thể như ở hình 4.5 là phương pháp ghi

tuần tự/đọc ngẫu nhiên): Bộ đếm khe thời gian được phân nhiệm cho luồng cao

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

được 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 được

hiển thị trong bộ đếm khe thời gian được sắp xếp giống như 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 được 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 được tăng lên

bằng việc mở/đóng các cổng với tín hiệu 8 bit song song như trong trường 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 được 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 tương 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 lượng lớn có thể được thiết lập bằng cách kết

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 trường 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 đường

chéo của chuyển mạch không gian

 Cấu trúc S - T - S

vẽ hình 4.8.b

Phương pháp S - T - S, quá trình cũng tương tự như T - S - T Trên hình 4.8b

việc lựa chọn khe thời gian đầu vào/đầu ra được xác định bằng đường giao tiếp

theo yêu cầu Do bộ biến đổi khe thời gian có thể được bằng cách dùng 2 chuyển

mạch không gian, độ linh hoạt của đầu nối được cải thiệu

Trong mạng kiểu T - S - T số lượng các đường có thể được 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

được phân bố giữa chúng đạt tỉ lệ 1: 1

4.2- Phân hệ xử lý và điều khiển

Điều khiển là phương thức nhận thông tin của người 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 người sử dụng

4.2.1- Phân loại phương pháp điều khiển

Mặc dù có nhiều loại hệ thống tổng đài đang có hiện nay, tất cả các hệ thống đó

có thể được phân loại theo phương pháp điều khiển mở/đóng của chuyển mạch

cuộc gọi thành phương pháp điều khiển độc lập, phương pháp điều khiển chung,

và phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu trữ

Phương pháp điều khiển độc lập còn được gọi là phương pháp điều khiển đơn

chiếc Đây là phương pháp lựa chọn các đường nối khi mỗi chuyoển mạch tiến

hành một cách độc lập việc điều khiển lựa chọn vì mỗi chuyển mạch được trang

bị bằng một mạch điều khiển Bởi vì tính đơn giản của mỗi mạch phương pháp

này được sử dụng rộng rãi cùng với phương pháp từng bước trong các hệ thống

tổng đài đầu tiên được phát triển Tuy nhiên, việc chọn lựa chọn đường 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

Phương pháp điều khiển chung là phương 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

đường nối Khi sử dụng phương pháp này, các mạch điều khiển được tập trung

để chia sẻ số lượng 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 được tiến hành một cách

kinh tế Hầu hết các tổng đài cơ học đều sử dụng phương pháp này

Phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu trữ là một trong các loại phương

pháp điều khiển chung, chúng được tập trung khá cao độ về chức năng như 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 phương pháp này Các đầu

vào điều khiển trực tiếp cho một hệ tổng đài là các xung quay số được 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

Phương pháp điều khiển trực tiếp là phương pháp trong đó các xung nhận được

trực tiếp kích hoạt các mạch điều khiển nhằm để chọn các đường nối một cách

liên tiếp, áp dụng phương pháp này việc vận hành có thể được tiến hành một

cách đơn giản, tuy nhiên cấu hình mạng lưới tuyến và số quay là đường nối Do

vậy, cấu hình mạng là ít kích hoạt và có khả năng thấp hơn Phương pháp này là

không phù hợp với hệ thống tổng đài có dung lượng lớn và có khả năng xử lý

các cuộc gọi đường dài

Phương pháp điều khiển gián tiếp là phương pháp tập trung các xung quay số

vào một mạch nhớ, đọc tất cả các số và sau đó lựa chọn đường nối cuộc gọi

thông qua việc đánh giá tổng hợp Theo đó, với phương pháp này được đặc tính

hoá bởi dung lượng xử lý đường thông cao và có khả năng biến đổi các số gọi

tương đương, các số gọi và các đường nối có thể được xác định độc lập để lập

nên mạng lưới tuyến linh hoạt Tốc độ vận hành của các mạch điều khiển trong

nhanh hơn nhiều so với phương pháp quay số Do đó, các số được quay được 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 được 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 phương

pháp điều khiển chung và điều khiển bằng chương trình lưu trữ đều dùng

phương pháp điều khiển gián tiếp

Trong phần này ta chỉ xét đến phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu

trữ, bởi mó là phương pháp điều khiển hiện đại nhất hiện nay

4.2.2- Phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu trữ

Việc điều khiển các hệ thống trong tổng đài có thể được thực hiện thông qua

một hệ thống điều khiển, mà hệ thống điều khiển càng hiện đại thì chất lượng

kết nối chuyển mạch càng được 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 Như khi nhận được các tín hiẹu truy cập, hệ thống điều khiển

tìm một vùng nhớ trống để lưu 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 đường

dây nội bộ) Khi nhận được các chữ số, hệ thống điều khiển dịch chúng, xác

định mạch đầu ra nào cuộc gọi sẽ phải dùng, và chọn một đường dẫn chuyển

mạch thích hợp xuyên qua tổng đài Khi có tín hiệu xoá đến, hệ thống điều khiển

sẽ giải phóng đường 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 đưa ra bộ điều khiển

bằng chương trình lưu trữ hay còn gọi là tổng đài SPC, ở đây một máy tính đơn

sẽ đảm nhận chức năng điều khiển mà con người đã định sẵn bằng cách ghi vào

bộ nhớ máy tính những phần mềm điều khiển được tạo ra bởi các chuyên gia lập

trình Như vậy, điều khiển bằng chương trình lưu trữ của hệ thống tổng đài điện

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

và đọc số liệu một cách tự do Bộ nhớ tạm thời được dùng để nhớ trạng thái của

từng thiết bị đầu cuối và các cuộc gọi được 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 được thực hiện theo kiể phân

tán hơn là tập trung

vẽ sơ đồ

T: Chuyển mạch thời gian

S: Chuyển mạch không gian

ĐK: Điều khiển

CM: Chuyển mạch

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 như 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

Các kênh nối qua chuyển mạch thông thường là kênh hai chiều Tuy vậy, đôi khi

các kênh một chiều có thể được thiết lập để truyền các thông tin giám sát, điều

khiển hoặc cảnh báo như đã nêu qua trong phần “phân hệ chuyển mạch” Chẳng

hạn như 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 được lựa chọn bởi vì hoạt động

xử lý cuộc gọi rất phức tạp được thực hiện tại hệ thống điều khiển trung tâm,

trong khi đó hoạt động quản lý kênh của các khối chuyển mạch cụ thể được 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, nhưng 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 được 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 như 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 dưỡng

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 được công việc, cấu trúc phần mềm có hệ thống,

tốc độ xử lý cao

- Nhược điểm: Khối lượng 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 lượng 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 đường trung kế trong hướng 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 thường được truyền dưới dạng bản tin mức cao sao cho đạt

được 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 như việc định dạng bản tin của lệnh

điều khiển)

Mặc dù việc định dạng bản tin có thể được thực hiện theo nhiều kiều khác nhau

tuỳ thuộc vào cấu hình đựoc thiết kế, song chúng cũng luôn phải được thoả mãn

các trường số liệu sau:

1 Mã toán tác: Số liệu này yêu cầu kênh nối sẽ được 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 dưới 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 nhưng nó nhận dạng cả hai khe thời gian thu và phát tại đầu vào của

tầng chuyển mạch Kích thước của hai trường số liệu đầu tiên phụ thuộc

vào số lượng tầng chuyển mạch đầu vào vàosố lượng luồng PCM trong

tầng chuyển mạch tương ứng Trường số liệu mã số khe thời gian có dung

lượng 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 tương tự như 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 như 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 được 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 như 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 được 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 trường hợp yêu

cầu thiết lập kênh bộ điều khiển khối chuyển mạch số sẽ thực hiện các thủ

tục tìm đường và chọn một kênh nối qua trường chuyển mạch Hệ thống

điều khiển trung tâm sau đó sẽ phải đưa ra thông báo về việc đường nối đã

tìm được Tương tự như vậy, các bản tin cần phải chỉ thị rằng kênh nối đã

được giải phóng hay chuẩn bị sẵn sàng Các bản tin ngược lại từ hệ

thống điều khiển trung tâm tới bộ điều khiển khối chuyển mạch cần phải

chứ các trường 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 Trường thông tin: Nhóm số liệu này chứa các thông tin sẽ được

gửi tớihệ thống điều khiển trung tâm để xử lý và truyền

Trong trường hợp thiết lập kênh nối phục vụ cuộc gọi Bộ điều khiển khối

chuyển mạch sẽ cần phải xác định được các địa chỉ cần thiết mà chúng sẽ được

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 được 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 được

lựa chọn sao cho nó là rỗi ở cả hai phía của tầng chuyển mạch Trạng thái

bận/rỗi được biểu thị bằng các bit trong các ô nhớ tương ứng của các bộ nhớ

điều khiển Phương 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 đường nối được thực hiện trong phạm vi bộ điều khiển khối chuyển

mạch mà nó thường được 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 người sử dụng ứng dụng được

để trao đổi thông tin Để phối ghép giữa các đối tượng 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 người sử dụng nôí với các trung tâm điều khiển để đưa 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 được cấp dòng như