Báo cáo kỹ thuật chuyển mạch

Phân hệ ứng dụng APS bao gồm các mạch giao tiếp đường dây thuê bao SLICSubscribers Line Interface Circuitvà các mạch trung kế tương tự ATanalog Trunk Interface Circuit.Mỗi đường thuê bao

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI MỞ ĐẦU 2

I.Cấu trúc chức năng của tổng đài số 3

1.Cấu trúc 3

2 Chức năng .6

II Điều khiển tổng đài .6

1 Cấu trúc phần cứng của hệ thống điều khiển tổng đài SPC 6

2 Cấu trúc phần mềm của hệ thống diều khiển 13

III Điều hành và khai thác tổng đài SPC 15

1 Điều hành trang thiết bị tổng đài 15

2 Quản lý mạng thuê bao .15

3 Quản lý số liệu,phiên dich và tao tuyến 15

4 Quản lý số liệu cước .16

5 Giám sát,đo thử tải và lưu lượng .16

IV Bảo dưỡng tổng đài 17

1 Bảo dưỡng đường dây thuê bao .17

2 Bảo dưỡng đường dây trung kế .17

3 Bảo dưỡng trường chuyển mạch 17

4 Bảo dưỡng dung hệ thống điều khiển .17

5 Các phương sách bảo dưỡng 17

LỜI MỞ ĐẦU

Vào khoảng thập niên 60 của thế kỷ 20, xuất hiện thế hệ tổng đài điện tử số là

sự kết hợp giữa công nghệ điện tử với kỹ thuật máy tính Tổng đài điện tử số đầu tiên điều khiển theo chương trình ghi sẵn được giới thiệu tại Mỹ vào năm 1965 Sau đó, hàng loạt các tổng đài điện tử số thương mại ra đời Các thế hệ tổng đài đầu tiên sử dụng hệ thống chuyển mạch số, song các mạch giao tiếp thuê bao vẫn là Analog Sau

đó hầu hết các hệ thống chuyển mạch số đều đưa ra các cấu hình hỗ trợ cho các dịch

vụ mới như ISDN, dịch vụ cho mạng thông minh, và các tính năng mới tương thích với sự phát triển của mạng lưới

Ngày nay, sự bùng nổ của mạng Internet đã tác động mạnh mẽ đến công nghiệp viễn thông và xu hướng hội tụ các mạng máy tính và truyền thông đã trở thành một bài toán mang tính thời sự Một mạng có thể cho phép truyền thông băng rộng với các loại hình dịch vụ thoại và phi thoại.Tốc độ cao và đảm bảo chất lượng phục vụ (QoS) đã trở thành những vấn đề cấp thiết cần phải giải quyết Các hệ thống chuyển mạch điện tử số cũng phải dần thay đổi theo hướng này cùng với các chỉ tiêu

kỹ thuật và giao thức mới

I.Cấu trúc chức năng của tổng đài số

1.Cấu trúc

Toàn bộ tổng đài số được chia thành các phân hệ chức năng.đó là:phân hệ ứng

dụng APS-Application subsystem,phân hệ chuyển mạch SwNS-switching network

subsystem,phân hệ xử lý trung tâm CPS-Central Processing subsystem,phân hệ

báo hiệu SiGS-Signaling subsystem,phân hệ ngoại vi điều khiển PCS-peripheral

control subsystem,và phân hệ điều hành quản lý bảo dưỡng OA&MS-Operation, Administration & maintenance subsystem

Hình 1.1:Sơ đồ tổng quan tổng đài số

Phân hệ ứng dụng APS bao gồm các mạch giao tiếp đường dây thuê bao

SLIC(Subscribers Line Interface Circuit)và các mạch trung kế tương tự AT(analog Trunk Interface Circuit).Mỗi đường thuê bao được kết cuối tai tổng đài bang một mạch SLIC riêng qua giá phối dây chính MDF(Main Distribution Frame).Các thuê bao được chia thành từng nhóm,mỗi nhóm dược điều khiển bởi bộ điều khiển vùngLOC(locak Controller),một bộ phân phối các tín hiệu định thời TSAC(Time Slot Assignment Circuit )cần để gán các khe thời gian phát,thu cho từng ,mạch SLIC phục vụ chúc năng chuyển mạch tập chung tải thuê bao và chuyển mạch tín hiệu phục

vụ từ bộ tạo tín hiệu âm tần dang số DLCD (Digital Line Concentration Device) thực hiện chức năng chuyển mạch tập chung tải thuê bao và chuyển mạch tín hiwwuj phục

vụ tư bộ tạo tín hiệu âm tần dạng số DTG (Digital Tone Gểnator), chuyển mạch đường dây tới bộ thu tín hiệu chọn số đa tần MF (Multi Frequency Rêciver)

Mỗi đường dây trung kế tương tự cũng được kết cuối tại tổng đài bằng mạch ATIC (Analog Trunk Interface Circuit) chúng cũng được tổ chức thành từng nhóm và

do bộ điều khiển Mỗi nhóm có một bộ tách và ghép kênh MUX/DEMUX (Muntiplexer va Demuntiplexer) để ghép tín hiệu từ các mạch ATIC theo hướng vào

và tách tín hiệu theo hướng ra để đưa tới từng mạch ATIC

Các tuyến tín hiệu số PCM giữa phân hệ ứng dụng và phân hệ chuyển mạch được đưa qua quá giá phân phối tín hiệu số DDF(Digital Distribution Frame),mỗi tuyến qua một mạch giao tiếp truyền dẫn số DTIC.Các giao tiếp này thực hiện các chức năng GAPZACHO phục vụ cho việc xác đinh khung,khe theo hướng vào và tổ chức khung khe theo hướng ra,chuyển đổi mã truyền dẫn phù hợp,tái tạo xung nhịp

và đồng bộ…

Phân hệ chuyển mạch SwNS bao gồm các thiết bị của mạng chuyển mạch

SwN-Switching Network và các thiết bị phục vụ khác.Mạng chuyển mạch của tổng đài có cấu trúc phụ thuộc vào dung lượng của từng loại tổng đài và thiết kế riêng của từng hãng sản suất,Tuy nhiên,đa số chúng là mạng chuyển mạch phân chia thơi gian (Time Division Switching Network),chúng thường có cấu trúc T, TS, ST, TST,và TSST Các chuyển mạch đó đều làm viecj theo nguyên lý phân khe thời gian vì vậy mạng chuyển mạch của tổng đài số còn gọi là mạng phân thời TDNw (Time Division Network).Ngoài mạng chuyển mạch trong phân hệ này phải có module đồng hồ

chuẩn BT-Base Time,thường la bộ giao động có độ ổn định cao về tần số và các bộ chia tạo tín hiệu nhịp cung cấp cho hoạt động của các bộ chuyển mạch số,các thiết bị truyền dẫn tín hiệu số và các bộ phân phối thời gian TSAC của hệ ứng dụng

Phân hệ báo hiệu SiGS đảm nhận chức năng sử lý và phân phối báo hiệu

,điều khiển quá trình chèn ,tách báo hiệu.Đối với tín hiệu báo hiệu CAS(Channel Associated Signaling)khi qua chuyển mạch số cũng được chuyển thành dạng số giống các tín hiệu tin tức khác và được phối hợp với hai phía của mạng chuyển mạch bằng các bộ thích nghi báo hiệu CCS(Common Channel Signaling)dung để trao đổi giữa các hệ thống DSS với nhau.Các báo hiệu đường dây thuê bao hoặc sẽ được thu và xử

lý sơ bộ tại phân hệ ứng dụng sau đó mới gửi tới phân hệ ngoại vi diều khiển

PCS-peripheral Control subsystem hoặc là được nhận trực tiếp tại bộ quét trạng thái

(Scanner),các bản tin điều khiển từ bộ xử lý trung tâm được chuyển qua bộ phân phối Distributor.Nhiệm vụ của bọ điều khiển chuyển mạch Mảker là đệm bản tin điều khiển từ phân hệ xử lý trung tâm CPS để chuyển thành những số liệu điều khiển chuyển mạch

Phan hệ xử lý trung tâm CPS đảm nhận chức năng điều khiển hoạt động của

toàn bộ tổng đài.Tùy thuộc vào dung lượng và cấu hình tổng đài mà phân hệ này có cấu trúc kiểu một bộ xử lý hay nhiều bộ xử lý,trong cấu trúc nhiều bộ xử lý thuơngf

xử lý theo kiểu phân cấp ,một bộ xử lý cao nhất quản lý hoạt động toàn bộ các bộ xử

lý tháp hơn ,một số bộ xử ký quản lý cuộc gọi và phân chia tải theo khu vục.mỗi bộ

xử lý thường có bộ nhớ chính để lưu chương trình và ccs kết quả xử ký và có khả năng truy cập tới bộ nhớ chung để nhận them dữ liệu thuêu bao và bảng định tuyến hoặc tài nguyên cần thiết

Phân hệ điều hành,quản lý và bảo dưỡng OA&MS thường bao gồm các

thiết bị tự động theo dõi hoạt động của hệ thống,dieu khiển các qua trình chuyển đổi

dự phòng ,cảnh báo khi có sự cố ,các thiết bị hiển thị âm thanh cảnh báo để người điều hành điều khiển và vận hành theo dõi hoạt động của hệ thống,một số tài nguyên

để lưu trữ số liệu lâu dài và chương trình gốc,cung cấp khả năng điều khiển từ xa và bảo dưỡng từ xa tập trung tại trung tâm bảo dưỡng

2 Chức năng

Bỏo hiệu:Trao đổi bỏo hiệu với mạng bờn ngoài,bao gồm mạng cỏc đường dõy thuờ bao và mạng cỏc đường dõy trung kế đấu nối với cỏc tổng đài khỏc

Xử lý bỏo hiệu và điều khiển cỏc thao tỏc chuyển mạch:Cú nhiệm vụ nhận thụng tin bỏo hiệu từ mạng đường dõy thuờ bao và cỏc đường dõy trung kế để xử lý,phỏt ra cỏc thụng tin điều khiển để điều khiển thiết bị chuyển mạch và cỏc thiết bị phụ trợ khỏc để tạo tuyến kết nối,cấp cỏc đường bỏo hiệu tới cỏc thuờ bao

Tớnh cước:Chức năng này tớnh cước cho phự hợp với từng loại cuộc gọi,cự ly…sau khi cuộc gọi kết thỳc

II Điều khiển tổng đài

Hệ thống điều khiển là bộ nóo của tổng đài,nú chứa đựng cỏc khả năng logic

để quyết định cỏc hoạt động cần thiết nhằm thực hiện và truyền tớn hiệu cần thiết để khởi động.Trong tổng đài số điều khiển được thực hiện bởi cỏc bộ xử lý thưc hiện theo cỏc chương trinh đó được ghi sẵn

Trong các tổng đμi SPC thế hệ đầu vμ các tổng đμi điện tử dung lượng nhỏ

hiện nay vẫn áp dụng cấu trúc hệ thống điều khiển một bộ xử lý Đây lμ bộ xử lý

điều khiển mọi công việc như quản lý trạng thái, xử lý báo hiệu, xử lý cuộc gọi,

điều khiển chuyển mạch, xử lý cảnh báo Hệ thống điều khiển loại nμy tận dụng

được hiệu suất của bộ xử lý nhưng độ an toμn công tác của hệ thống không cao,

không có khả năng module hoá cho việc chế tạo các khối chức năng, do đó không tạo được sự linh hoạt cho phát triển dung lượng

Hệ thống điều khiển của các tổng đμi dung lượng vừa vμ lớn hiện nay

thường được xây dựng trên cơ sở nhiều bộ xử lý Trong các hệ thống kiểu một

cấp, các bộ xử lý có thể được tổ chức theo chức năng hoặc theo giai đoạn phát

triển dung lượng

1 Cấu trỳc phần cứng của hệ thống điều khiển tổng đài SPC

Cỏc tổng đài SPC cú cấu trỳc chung như sau:

.Bộ phân phối lệnh:

Phân phối lệnh thích hợp để thực thi trên cơ sở các loại thiết bị ngoại vi chuyển mạch,thứ tự ưu tiên của chúng và thông tin đưa ra đưa vào.nó đua tới bộ nhớ chương trình địa chỉ lệnh cần thiết phải xử lý theo nguyên tắc “gói đệm “tức là trong thời gian thực thi lênh này thì địa chỉ tiếp theo đã được ghi tới bộ nhớ chương trình.Ngoài ra,các só liệu cần thiết lien quan tới từng lệnh cũng được gởi di từ đây đến bộ nhớ số liệu và phiên dịch

.Bộ ghi phát lệnh:

Làm nhiệm vụ ghi đệm các lệnh cần thực hiện

.Bộ nhớ chương trình:

Nhiệm vụ ghi lại tất cả các chương trình cần thiết phục vụ cho quá trình thực hiện lệnh.Ngoài những số liệu như thuê bao,trung kế… ở các hệ thống xử lý trong tổng đài điện tử như xử lý điều hành và bảo dưỡng (OMP)có bộ nhớ số liệu phục vụ công việc điều hành và bảo dưỡng,bộ xử lý chuyển mạch thì có các bộ nhớ số liệu phiên dịch,tạo tuyến để ghi lại bảng các trang thái tuyến nối,hồ sơ thuê bao…dưới dạng bán cố định.Ngoài các bộ nhớ này,còn có các bộ nhớ tam thời,nó ghi lại các số liệu cần thiết cho quá trình xử lý gọi.Ví dụ:về địa chỉ thuê bao,số liệu về trang thái thuê bao bận hay rỗi.Các số liệu này thay đổi trong qua trình xử lý cuộc gọi

BỘ PHÂN PHỐI LỆNH

Ghi phát lệnh

Ghi phát thao tác

Bộ nhớ chương

trình

Bộ nhớ số liệu và phiên dịch Thiết bị giao tiếp vào ra

.Bộ ghi phát thao tác:

Làm nhiệm vụ thực thi các thapo tác logic và số học theo các lệnh và số liệu thích hợp để đưa các lệnh điều khiển tương ứng,qua thiết bị giao tiếp vào ra tới ngoại

vi điều khiển nếu lệnh này chỉ thị tới kết quả công việc.Trong trường hợp các lệnh sau khi thực thi ở đay cần phai thực hiện các lệnh tiếp theođể phục vụ một công việc thì bộ ghi phát thao tác chuyển yêu cầu xử lý tiếp theo tới bộ phân phối lệnh và chuyển kết quả tới bộ nhớ số liệu nếu cần thiết

.Thiết bị vào ra:

Làm nhiện vụ đẹm và chuyển các thông tin từ thiết bị ngoại vi vào bộ nhớ điều khiển và chuyển lệnh từ bộ nhớ điều khiển tới thiết bi ngoại vi

Nguyên lý làm viêc:

Để thực hiện một thao tác điều khiển,thiết bị điều khiển nhạn thông tin từ thiết

bị ngoại vi tới bộ phân phối lệnh.Căn cứ vào từng công việc cụ thể và mức ưu tiên của nó mà bộ phân phối lệnh đưa địa chỉ cần thiết tới bộ nhớ chương trình.Tại đây,chương trình cần thực hiện gọi ra từ bộ ghi phát đệm.Thông thường khi một lệnh được gọi ra từ bộ ghi phát đệm thì địa chỉ lệnh tiếp theo đã được chuyển tới bộ ghi nhớ chương trình.khi lệnh lưu ở bộ ghi phát lệnh chuyển tới bộ ghi phát thao tác thì lệnh ứng với địa chỉ vừa lưu sẽ đưa totis bộ ghi phát lệnh và địa chỉ của lệnh tiếp theo lai được đưa tới bộ nhớ chương trình

Đồng thời với việc đưa địa chỉ tới bộ nhớ chương trình,bộ phân phối lệnh cũng đưa địa chỉ số liệu kèm theo cho lệnh đó tới bộ nhớ số liệu.khi lệnh từ bộ ghi lệnh đươc đưa sang bộ ghi phát thao tác thì số liệu tương ứng cũng được đưa tới đây.Tại đây lệnh được thực thi và kết quả là thông số điều khiển được đưa ra.thông số logic này nếu là kết quả của một công việc xử lý thì nó được chuyển tới bộ ngoại vi thực hiện công việc.nếu chưa phải thì nó được ghi lại ở bộ nhớ số liệu cho lệnh sau và đồng thời nó gửi thông tin về bộ phân phối lệnh.Bộ phân phối lệnh sẽ quyết định tiếp tục thực hiện lệnh tiệp theo để hoàn thành công việc hay tạm dung vì chưa đủ số liệu cần thiết

* Các loại cấu trúc điều khiển

a Cấu trúc đơn xử lý

Toàn bộ hoạt động của tổng đài được điều khiển bằng một bộ xử lý duy nhất.Do đó khi bộ xử lý này bị hỏng sẽ dẫn tới sự ngừng làm việc của hệ thống.để nâng cao độ tin cậy thì cần phải có hệ thống dự phòng.Bộ xử lý lien lạc với thiết bị ngoại vi thông qua bus thông tin và bus điều khiển.Bus điều khiển bao gồm bus địa chỉ và bus điều khiển thông báo.Bộ xử lý can thiệp vào mọi giai đoạn thiết lập cuộc gọi và mỗi cuộc gọi phải xử lý qua nó nhiều lần trước khi kết thúc

.Ưu đểm:

Đơn giản,can thiệp vào tổng đài chỉ ở một vị trí,thực hiện chức năng cố định trong suổt thời gian hoạt động của tổng đài

.Nhược điểm:

Phần mềm phức tạp,phải dung nhiều lệnh ngắt,không có khả năng mở rông dung lượng tổng đài,chỉ thích hợp với tổng đài nhỏ

Hình:Cấu trúc đơn xử lý

b Cấu trúc đa xử lý

Phần lớn các tổng đài dung lượng lớn ngày nay đều sử dụng cấu trúc đa xử lý.Nó khắc phục những nhược điểm của đơn xử lý,tuy vậy việc tương thích giữa các

bộ xử lý là gặp khó khăn.Xét về mặt vị trí có thể phân loại thành các loại sau:

.Điều khiển tập trung:

Các bộ xử lý có cùng cấp độ,vai trò của chúng là như nhau.Hoạt động của các

bộ xử lý được điều khiển bởi bộ điều khiển phối hợp hoạt động.Mỗi bộ xử lý có bộ nhớ riêng.Các bộ xử lý làm việc theo kiểu phân chia tải động,nghĩa là lưu lượng của

mỗi bộxử lý không cố định và mỗi bộ xử lý đảm nhiệm toàn bộ quá trình của các cuộc gọi do no xử lý.Do vậy nên việc điều khiển toàn bộ của tổng đài phụ thuộc yếu

tố thời gian

.Ưu điểm:

-Tạn dụng hết năng suất

-Trao đổi giữa các bộ xử lý là nhỏ nhất

.Nhược điểm:

-Mỗi bộ xử ký làm việc hết công việc của tổng đài,nên cần rất nhiều lệnh ngắt

và trong bộ nhớ lưu trữ các loại phần mềm cho bộ xử lý.Do đó nó rất ít được áp dụng trong thực tế

Hình:Điều khiển tập trung

.Điều khiển phân tán:

Hình:Điều khiển phân tán

Trong điều khiển phân tán luôn tồn tại một bộ xử lý trung tâm gọi la Master,giải quyết những nhiệm vụ có tính chất chung của hệ thống và ủy nhiệm 1 số nhiệm vụ có tính chất bộ phận cho xử lý sơ bộ.Độ phức tạp và tải điều khiển trung tâm có thể được cải thiện nếu không cần xử lý những vấn đề đơn giản hoặc không yêu cầu về thời gian mà chúng được cung cấp những số liệu đã được xử lý sơ bộ.Việc

xử lý sơ bộ thực hiện theo nhiều cấp.Các bộ xử lý thực hiện những chức năng đơn giản hoặc không quan trọng vấn đè thời gian thì được đặt ở mức thấp nhất của cấu trúc.Chúng có nhiệm vụ chuyển thông tin cần thiết sử dụng cho việc xử lý ở cấp cao hơn.Vị trí cao nhất là đơn vị xử lý trung tâm

So với điều khiển tập trung phần giao tiếp của hệ thống có tư duy mạnh hơn và

có tính module.Master giữ vai trò điều khiển hệ thống và mọi thông tin giữa các slaver.Có thể nói master là giao điểm của mọi lưu lượng ,do đó đây cũng là điểm yếu của điều khiển này.Việc xử lý quá nhiều quá trình song song mà phải đảm bảo quá trình đồng bộ và tránh va chạm là khó khăn.Tuy nhiên,do có tính module cao nên việc thay thế ,mở rộng cà phối hợp với công nghệ phần cứng là thuận tiện.Do vậy ta

có thể phân chia các bọ xử lý tháp hơn theo chức năng hoặc theo module

+).Phân theo chức năng:

Mỗi một chức năng của hệ thống được giao cho một nhóm xử lý.Các bộ xử lý này đến lược chúng lại và làm việc theo chia tải

Ví dụ:

P1:Bộ xử lý cuộc gọi.Đảm nhiệm khâu giám sát thuê bao