Thiết kế và thi công tổng đài

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Trải qua thời gian thưc hiện đề

tài, em có dịp ôn lại những kiến thức

cũ đồng thời học được những kiến thức

mới Những kiến thức có được ngày hôm

nay là nhờ thầy cô trong trường đã

truyền thụ cho em

Trong quá trình thực hiện đề tài em

gặp không ít những khó khăn trong việc

đo thử và kiểm tra mạch Tuy nhiên với

sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn

Ngô Lâm đã giúp em hoàn thành được đồ

án đúng thời hạn Em xin gởi lời cám ơn

đến thầy Nguyễn Ngô Lâm đã tận tình

hướng dẫn trong quá trình thực hiện đề

tài

Em xin chân thành gởi lời cám ơn

đến ban giám hiệu trường và quý thầy cô

trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM

đã chỉ dẫn em trong những năm tháng học

tại trường

Em xin gởi lời cám ơn đến cha mẹ,

gia đình và bạn bè đã động viên, giúp

đỡ về vật chất lẫn tinh thần trong

những năm tháng học tại trường

Trang 4



QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI

Họ và tên sinh viên:

1 Phạm Ngọc Duy MSSV: 06117011

2 Nguyễn Hải MSSV: 06117021

Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông

Tên đề tài: THIẾT KẾ & THI CÔNG TỔNG ĐÀI

1) Cơ sở ban đầu:

2) Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

3) Các bản vẽ:

4) Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Ngô Lâm

5) Ngày giao nhiệm vụ:

6) Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TP HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Giáo viên hướng dẫn

Th.S Nguyễn Ngô Lâm

Ngày … tháng … năm 2011 Chủ nhiệm bộ môn

Trang 5

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN



Ngày … tháng … năm 2011

Giáo viên hướng dẫn

Th.S Nguyễn Ngô Lâm

Trang 6

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN



Giáo viên phản biện 2

Giáo viên phản biện 1

Trang 7

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay công nghệ thông tin điện thoại trên thế giới đã phát triển đến đỉnh

cao, người ta không còn gặp những tổng đài nhân công, những tổng đài tự động cơ

điện, họa chăng là rất ít Trên thị trường hiện nay chỉ xuất hiện những tổng đài điện

tử analog và digital Nhìn lại Việt Nam, tuy đã số hóa hoàn toàn mạng viễn thông

nhưng những công nghệ ấy hầu hết do nước ngoài cung cấp Đội ngũ kỹ thuật viên

lành nghề của chúng ta còn ít, chính vì vậy chúng em chọn đề tài ―THIẾT KẾ -

THI CÔNG TỔNG ĐÀI‖ để tìm hiểu thêm về kỹ thuật tổng đài Với hy vọng có

thể góp phần vào công cuộc nghiên cứu phát triển tổng đài ở Việt Nam

Khả năng ứng dụng thực tiễn của đề tài là rất lớn Hiện nay trong mỗi công

ty, xí nghiệp, và thậm chí các hộ gia đình có điều kiện đều muốn công ty hay nhà

mình có một mạng điện thoại riêng Với tổng đài mà chúng em nghiên cứu có thể

phát triển thêm thuê bao và trung kế để đáp ứng theo nhu cầu của từng trường hợp

Ngoài ra tổng đài này có thể sử dụng vào mục đích giúp các sinh viên có thể thực

hành viết các dịch vụ cho tổng đài, sau đó nạp và chạy thử trực tiếp trên tổng đài

Ngày nay, kỹ thuật công nghệ về tổng đài mặc dầu đã rất phát triển Tuy

nhiên do nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan nên đề tài vẫn còn một số hạn

chế sau: số lượng thuê bao còn hạn chế, phần cứng còn rất phức tạp

Cấu trúc đề tài gồm có 3 phần:

Phần A: Giới thiệu

Phần B: Nội dung

Chương 1: Cơ sở lý luận

Chương 2: Điều chế xung mã và hệ thống ghép kênh số PCM

Chương 3: Thiết kế phần cứng tổng đài

Chương 4: Lưu đồ giải thuật và chương trình điều khiển

Chương 5: Kết quả thi công mạch

Phần C: Phụ lục và tài liệu tham khảo

Tuy nhiên với những hạn chế về khả năng trong lúc nghiên cứu, chúng em

cũng có những thiếu sót Rất mong sự góp ý tận tình của thầy cô và các bạn

Trang 8

MỤC LỤC

Phần A: Giới thiệu i

Lời cảm ơn ii

Quyết định giao đề tài iii

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn iv

Nhận xét của giáo viên phản biện v

Lời nói đầu vi

Mục lục vii

Liệt kê bảng xiv

Liệt kê hình xiv

Phần B:Nội dung 1

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN 2

1 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TỔNG ĐÀI 2

2 GIỚI THIỆU 3

2.1 Định nghĩa 3

2.2 Phân loại 3

2.2.1 Tổng đài nhân công 3

2.2.2 Tổng đài tự động 3

2.2.3 Tổng đài cơ điện 4

2.2.4 Tổng đài điện tử 4

3 SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI 5

3.1 Chức năng 5

3.2 Yêu cầu 5

3.3 Cấu tạo 5

3.4 Khối báo hiệu 5

3.4.1 Chức năng 5

3.4.2 Yêu cầu 6

3.5 Khối Điều Khiển 6

3.5.2 Yêu cầu 6

3.5.3 Cấu trúc 7

Trang 9

3.6 Giao tiếp thuê bao, trung kế 7

3.6.2 Yêu cầu 7

3.6.3 Cấu trúc 7

4 CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH ĐIỆN TỬ 7

4.1 Chuyển mạch không gian (space switch) 7

4.2 Chuyển mạch nhiều tầng 8

4.3 Chuyển mạch thời gian 10

5 BÁO HIỆU TRONG TỔNG ĐÀI 11

5.1 Định nghĩa 11

5.2 Phân loại hệ thống báo hiệu 11

5.3 Các hệ thống báo hiệu 11

Chương 2: ĐIỀU CHẾ MÃ XUNG VÀ HỆ THỐNG GHÉP KÊNH SỐ PCM 13

1 ĐIỀU BIÊN XUNG PAM (PULSE AMPLITUDE MODULATION) 13

1.1 Điều biên xung PAM 13

1.2 Định lý lấy mẫu 13

2 ĐIỀU CHẾ MÃ XUNG PCM 14

2.1 Nguyên lý PCM (Pulse Code Modulation) 14

2.2 Quá trình lượng tử hóa 15

2.3 Mã hóa 16

2.4 Tái lượng tử và giải mã 16

2.5 Độ rộng băng tần 17

2.6 Ưu và nhược điểm của PCM 17

3 HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN SỐ PCM 18

3.1 Cơ sở ghép kênh theo thời gian TDM 18

3.2 Các hệ thống PCM cơ bản 19

3.2.1 Hệ thống ghép PCM cấp một 30 kênh 19

3.2.2 Bộ ghép 24 kênh PCM 21

3.3 Hệ thống PCM cấp 2 22

3.4 Phân cấp hệ thống truyền dẫn số 23

Trang 10

Chương 3 : THIẾT KẾ PHẦN CỨNG TỔNG ĐÀI 24

1 YÊU CẦU THIẾT KẾ TỔNG ĐÀI PCM 24

2 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA TỔNG ĐÀI 24

3 KHỐI GIAO TIẾP THUÊ BAO 25

3.1 Chức năng 25

3.2 Sơ đồ khối 25

3.3 Thiết kế mạch 26

3.3.1 Mạch cấp nguồn dòng 26

3.3.2 Mạch cảm biến trạng thái thuê bao 27

3.3.3 Mạch điều khiển cấp chuông 29

3.3.4 Mạch bảo vệ quá áp 31

3.3.5 Mạch Hybrid 31

3.3.6 Sơ đồ mạch giao tiếp thuê bao 34

3.3.7 Nguyên lý hoạt động 36

4 KHỐI GIAO TIẾP TRUNG KẾ 36

4.1 Chức năng 36

4.3.1 Mạch cảm biến trạng thái 38

4.3.2 Mạch điều khiển Relay 40

4.3.3 Mạch tải giả thuê bao 41

4.3.4 Mạch Hybrid 42

4.4 Sơ đồ mạch giao tiếp trung kế 42

4.5 Nguyên lý hoạt động 44

5 KHỐI TẠO ÂM HIỆU 44

5.1 Chức năng 44

5.2 Phương án thiết kế 44

5.4 Thiết kế 45

5.5 Mạch điều khiển tín hiệu âm hiệu 47

6 KHỐI TẠO CHUÔNG 47

6.1 Chức năng 47

6.2 Mạch tạo chuông 48

6.2.1 Mạch tạo sóng sin 48

Trang 11

6.2.2 Mạch khuếch đại công suất 50

6.2.3 Mạch điều khiển tín hiệu chuông 51

6.3 Sơ đồ mạch tạo chuông và âm hiệu 52

7 KHỐI ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM 54

7.1 Chức năng 54

7.3.1 Vi mạch 8952 (CPU) 55

7.3.2 Tạo Data bus, Address bus 55

7.3.3 Mạch giải mã địa chỉ 55

7.3.4 Mạch đọc trạng thái HSO và xuất RL 56

7.3.5 Khối báo hiệu 57

7.4 Khối thu DTMF 57

7.4.1 Nhiệm vụ 57

7.4.2 Sơ đồ khối 57

7.4.3 Sơ đồ mạch thu DTMF 58

7.4.4 Nguyên lý hoạt động và thiết kế mạch 59

7.5 Sơ đồ mạch trung tâm 60

8 KHỐI CHUYỂN MẠCH TSI 62

8.1 Nhiệm vụ 62

8.3 Thiết kế 63

8.3.1 Phương án thiết kế 63

8.3.2 Thiết kế bộ chuyển mạch TSI 63

8.3.3 Mạch CODEC và bộ ghép tách kênh 66

8.3.4 Bộ SIPO (Serial In Parallel Out) 67

8.3.5 Bộ PISO (Parallel In Serial Out) 68

8.4 Sơ đồ mạch chuyển mạch TSI 69

8.6 Giản đồ xung điều khiển mạch TSI 71

9 KHỐI TẠO XUNG 73

9.1 Nhiệm vụ 73

10 Mạch chuyển mạch không gian 73

Trang 12

10.1 Giới thiệu IC CD22100 73

10.2 Chức năng 74

10.4 Sơ đồ mạch 74

11 Mạch giao tiếp máy tính 76

11.1 Chức năng 76

11.3 Sơ đồ mạch giao tiếp máy tính 76

Chương 4 : LƯU ĐỒ VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỔNG ĐÀI 77

1 Ý TƯỞNG XÂY DỰNG PHẦN MỀM 77

2 TÓM TẮT Ý TƯỞNG XÂY DỰNG PHẦN MỀM 77

2.1 Điều khiển cuộc gọi nội đài 77

2.2 Điều khiển cuộc gọi ra ngoài 78

2.3 Điều khiển cuộc gọi từ ngoài vào 78

3 TỔ CHỨC VÙNG RAM, NGOẠI VI VÀ CÁC QUY ĐỊNH VỀ GIÁ TRỊ BIẾN TRẠNG THÁI 79

3.1 Tổ chức vùng RAM hệ thống 79

3.2 Phân vùng ngoại vi 80

3.3 Quy định giá trị biến trạng thái 80

4 LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỔNG ĐÀI 81

4.1 Chương trình khởi động hệ thống 81

4.2 Chương trình giao tiếp giữa máy tính và tổng đài 81

4.3 Chương trình xử lý ngắt /INT1 82

4.4 Chương trình xử lý nhấn số 82

4.5 Chương trình xử lý ngắt Timer 0 83

4.6 Chương trình xử lý nhấc máy 86

4.6.1 Chương trình NM_ST00 87

4.6.2 Chương trình báo bận 87

Trang 13

4.6.9 Chương trình NM_ST08|09 91

4.6.10 Chương trình NM_ST0A 91

4.6.11 Chương trình NM_ST0B 92

4.7 Chương trình xử lý gác máy 92

4.7.1 Chương trình GM_ST01 93

4.7.9 Chương trình GM_ST0A 96

4.7.10 Chương trình GM_ST0B 96

4.8 Chương trình xử lý trung kế 97

Chương 5: KẾT QUẢ THI CÔNG MẠCH 98

1 MẠCH GIAO TIẾP THUÊ BAO 98

2 MẠCH GIAO TIẾP TRUNG KẾ 98

3 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM 99

4 MẠCH CHUYỂN MẠCH TSI 101

5 MẠCH CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN VÀ GIAO TIẾP MÁY TÍNH 103

6 MẠCH TẠO CHUÔNG VÀ ÂM HIỆU 103

7 MẠCH TẠO DAO ĐỘNG 106

8 MẠCH CẤP NGUỒN 110

HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 112

Phần C: Phụ lục và tài liệu tham khảo 113

PHỤ LỤC 114

1 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 114

1.1 Chương trình điều khiển tổng đài PCM 114

Trang 14

1.2 Chương trình điều khiển tổng đài chuyển mạch không gian 140

2 CHƯƠNG TRÌNH GIAO TIẾP MÁY TÍNH BĂNG C# 172

2.1 Chương trình test mạch điều khiển trung tâm 172

2.2 Chương trình giao tiếp tổng đài và máy tính 173

2.2.1 Status 173

2.2.2 Thuê bao cáo 3 trạng thái là gác máy, busy và thông thoại 173

2.2.3 Âm hiệu cũng có 3 trạng thái là Ringing, ringback và busy 173

2.2.4 Bấm sai số 173

2.2.5 Time: 174

2.2.6 No.call 174

2.2.7 Time call 174

2.2.8 Clear 174

2.2.9 Rảnh 174

TÀI LIỆU THAM KHẢO 175

Trang 15

LIỆT KÊ BẢNG

Bảng 1 1 Bảng so sánh số tiếp điểm chuyển mạch đơn tầng và 3 tầng 9

Bảng 2 1 Bảng phân cấp hệ thống truyền dẫn số 23

Bảng 3 1 Bảng phân vùng địa chỉ bộ nhớ ngoài 56

Bảng 3 2 Bảng sự thật IC CD22100 75

Bảng 4 1 Tổ chức vùng RAM hệ thống 79

Bảng 4 2 Bảng địa chỉ vung RAM ngoại vi 80

Bảng 4 3 Các trạng thái thuê bao khi nhấc máy 80

Bảng 4 4 Các trạng thái thuê bao khi gác máy 86

LIỆT KÊ HÌNH Hình 1 1 Sơ đồ khối tổng đài điện thoại 5

Hình 1 2 Cấu trúc mạng chuyển mạch tiếp thông hoàn toàn 8

Hình 1 3 Cấu trúc mạng chuyển mạch tiếp thông không hoàn toàn 8

Hình 1 4 Cấu trúc mạng chuyển mạch không gian 3 tầng 9

Hình 1 5 Sơ đồ tổng quan hệ thống báo hiệu tổng đài 11

Hình 2 1 Sơ đồ tổng quan hệ thống PCM 15

Hình 2 2 Cấu trúc khung và đa khung PCM 30 20

Hình 2 3 Cấu trúc đa khung và mã đồng bộ của PCM 24 22

Hình 2 4 Cấu trúc tổng quan hệ thống ghép kênh số PCM 23

Hình 3 1 Sơ đồ khối tổng đài chuyển mạch TSI 24

Hình 3 2 Sơ đồ khối khối giao tiếp thuê bao 26

Hình 3 3 Sơ đồ mạch cấp nguồn dòng 26

Hình 3 4 Sơ đồ mạch cảm biến trạng thái thuê bao 28

Hình 3 5 Mạch điều khiển cấp chuông 30

Hình 3 6 Mạch bảo vệ quá áp 31

Hình 3 7 Mạch khuếch đại đảo ngõ thu 32

Hình 3 8 Mạch triệt tiếng dội 33

Trang 16

Hình 3 9 Mạch triệt tiếng dội từ ngõ thu về 34

Hình 3 10 Sơ đồ mạch giao tiếp thuê bao 35

Hình 3 11 Sơ đồ khối mạch giao tiếp trung kế 37

Hình 3 12 Mạch cảm biến trạng thái trung kế 38

Hình 3 13 Mạch điều khiển RELAY 40

Hình 3 14 Mạch tải giả thuê bao 41

Hình 3 15 Sơ đồ mạch giao tiếp trung kế 43

Hình 3 16 Mạch tạo âm hiệu 45

Hình 3 17 Mạch điều khiển tín hiệu BUSY TONE 47

Hình 3 18 Mạch điều khiển tín hiệu RINGBACK TONE 47

Hình 3 19 Sơ đồ mạch tạo tín hiệu chuông 48

Hình 3 20 Mạch khuếch đại công suất tín hiệu chuông 50

Hình 3 21 Mạch điều khiển tín hiệu chuông 52

Hình 3 22 Mạch tạo chuông và âm hiệu 53

Hình 3 23 Sơ đồ khối mạch điều khiển trung tâm 54

Hình 3 26 Sơ đồ khối mạch thu DTMF 58

Hình 3 27 Sơ đồ mạch DTMF 59

Hình 3 28 Sơ đồ mạch trung tâm 61

Hình 3 29 Sơ đồ khối khối chuyển mạch TSI 62

Hình 3 30 Giản đồ khe thời gian 63

Hình 3 31 Tạo xung điều khiển RAM 1 64

Hình 3 32 Tạo xung điều khiển RAM 2 65

Hình 3 33 Giản đồ xung điều khiển RAM 2 65

Hình 3 34 Mạch chuyển nối tiếp sang song song (SIPO) 67

Hình 3 35 Mạch chuyển song song sang nối tiếp (PISO) 68

Hình 3 36 Sơ đồ mạch tạo xung /LDPISO 69

Hình 3 37 Sơ đồ mạch TSI 70

Hình 3 38 Giản đồ xung điều khiển mạch TSI 72

Hình 3 39 Sơ đồ mạch tạo dao động cho hệ thống 73

Trang 17

Hình 3 40 Sơ đồ chân và ma trận chuyển mạch IC CD22100 74

Hình 3 41 Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển mạch không gian 75

Hình 3 42 Sơ đồ mạch giao máy tính 76

Hình 4 1 Lưu đồ chương trình giao tiếp máy tính 81

Hình 4 2 Lưu đồ chương trình ngắt /INT1 82

Hình 4 3 Lưu đồ chương trình xử lý nhấn số 83

Hình 4 4 Lưu đồ chương trình ngắt Timer 0 85

Hình 4 5 Lưu đồ chương trình xử lý nhấc máy 86

Hình 4 6 Lưu đồ chương trình NM_ST00 87

Hình 4 7 Lưu đồ chương trình báo bận 87

Hình 4 14 Lưu đồ chương trình NM_ST08|09 91

Hình 4 15 Lưu đồ chương trình NM_ST0A 92

Hình 4 16 Lưu đồ chương trình xử lý gác máy 93

Hình 4 17 Lưu đồ chương trình GM_ST01 93

Hình 4 25 Lưu đồ chương trình GM_ST0B 96

Hình 4 26 Lưu đồ chương trình xử lý trung kế 97

Trang 18

Hình 5 1 Mạch giao tiếp thuê bao đã thi công 98

Hình 5 2 Mạch giao tiếp trung kế đã thi công 99

Hình 5 3 Mạch điều khiển trung tâm đã thi công 101

Hình 5 4 Mạch chuyển mạch TSI đã thi công 102

Hình 5 5 Mạch chuyển mạch không gian và giao tiếp máy tính đã thi công 103

Hình 5 6 Mạch tạo chuông và âm hiệu đã thi công 104

Hình 5 7 Tần số tín hiệu chuông 105

Hình 5 8 Tần số tín hiệu âm hiệu 105

Hình 5 9 Tín hiệu điều khiển BUSY TONE 106

Hình 5 10 Tín hiệu điều khiển RINGBACK TONE 106

Hình 5 11 Tần số đúng 2000KHz chia từ thạch anh 4000KHz 107

Hình 5 16 Tần số đúng 62.5KHz chia từ thạch anh 4000KHz 109

Hình 5 17 Tần số 500KHz và /500KHz 110

Hình 5 18 Tần số 62.5KHz và /62.5KHz 110

Hình 5 19 Mạch nguồn đã thi công 111

Hình A Giao diện chương trình test mạch điều khiển trung tâm 172

Hình B Gíao diện chương trình giao tiếp tổng đài 173

Trang 20

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN

1 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TỔNG ĐÀI

Năm 1876 việc truyền tiếng nói qua khoảng cách xa bằng sợi cáp đồng trở

thành hiện thực khi Alexander Graham Bell phát minh ra máy điện thọai Hệ thống

tổng đài nhân công được gọi là tổng đài cơ điện được xây dựng ở New Haven của

Mỹ năm 1878 là tổng đài thương mại đầu tiên trên thế giới Để đáp ứng nhu cầu

ngày càng tăng về các dịch vụ điện thoại một cách thỏa đáng, hệ thống tổng đài tự

động được A.B Strowger của Mỹ phát minh năm 1889 Phiên bản cải tiến mô hình

này gọi là hệ thống tổng đài kiểu Strowger trở thành phổ biến vào các năm 20, trong

hệ thống Strowger, các cuộc gọi được kết nối liên tiếp tùy theo các số điện thoại

trong hệ thập phân và do đó được gọi là hệ thống từng nấc

Sau chiến tranh thế giới lần thứ II, nhu cầu về các tổng đài có khả năng xử lí

các cuộc gọi tự động nhanh chóng tăng lên Để phát triển loại hệ thống tổng đài này

yêu cầu phải có sự tiếp cận mới hoàn toàn, do cần phải giải quyết các vấn đề phức

tạp về tính cước và đối với việc xuất hiện một cuộc gọi mới đòi hỏi phải xử lý nhiều

tiến trình Hệ tổng đài với các thanh ngang dọc được ra đời

Hệ tổng đài với các thanh ngang dọc được đặc trưng bởi việc tách biệt hoàn

toàn chuyển mạch cuộc gọi và các mạch điều khiển Đối với chuyển mạch ngang

dọc, loại thanh ngang dọc kiểu mở đóng được sử dụng, bằng cách sử dụng loại

chuyển mạch này có một bộ phận mở đóng có sử dụng rờ-le điện từ Chất luợng của

cuộc gọi được cải thiện rất nhiều Ngoài ra người ta còn sử dụng một hệ diều khiển

chung để điều khiển đồng thời một số trường chuyển mạch khi đó là các xung quay

số được lưu trữ vào các mạch nhớ và sau đó bằng một thuật toán được xác định

trước, các thông tin địa chỉ thuê bao bị gọi sẽ được phân tích để lựa chọn, thiết lập

tuyến nối tới thuê bao bị gọi

Năm 1965 tổng đài điện tử có dung luợng lớn được gọi là ESS No.1 được lắp

đặt và đưa vào khai thác thành công ở Mỹ Từ đó mở ra một kỉ nguyên mới cho hệ

thống tổng đài điện tử Hệ thống ESS No.1 là một hệ tổng đài sử dụng các mạch

điện tử, bao gồm các vi mạch xử lí và các bộ nhớ để lưu trữ chương trình cho quá

trình xử lí cuộc gọi và khai thác bảo dưỡng Nhờ đó đã tăng được tốc độ xử lí cuộc

gọi, dung lượng tổng đài được tăng lên đáng kể Ngoài ra hệ tổng đài điện tử còn tạo

được nhiều dịch vụ mới cung cấp cho người sử dụng, đồng thời để vận hành và bảo

dưỡng tốt hơn, tổng đài này được trang bị chức năng tự chẩn đoán Tầm quan trọng

của việc trao đổi thông tin và số liệu một cách kịp thời có hiệu quả đang trở nên

quan trọng hơn khi xã hội tiến đến thế kỉ thứ 21 Để đáp ứng một phạm vi rộng các

nhu cầu của con người sống trong giai đoạn đầu của kỉ nguyên thông tin, các dịch vụ

mới như dịch vụ truyền số liệu, dịch vụ truyền hình bao gồm cả dịch vụ điện thoại

truyền hình, các dịch vụ thông tin di động đang được phát triển và thực hiện Nhằm

thực hiện có kết quả các dịch vụ này, IDN (mạng số tích hợp) có khả năng kết hợp

công nghệ chuyển mạch và truyền dẫn thông tin qua quá trình xử lí số là một điều

kiện tiên quyết Ngoài ra việc điều chế xung mã PCM được dùng trong các hệ thống

truyền dẫn đã được áp dụng cho các hệ thống chuyển mạch để thực hiện việc chuyển

Trang 21

mạch số Dựa vào công nghệ PCM, một mạng đa dịch vụ số (ISDN) có thể xử lí

nhiều luồng với các dịch vụ khác nhau đang được phát triển hiện nay.Hiện nay công

nghệ mới NGN đang được triển khai tại nhiều tỉnh thành ở Việt Nam

2 GIỚI THIỆU

2.1 Định nghĩa

Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ kết nối các cuộc liên

lạc từ thiết bị đầu cuối chủ gọi (calling side) đến thiết bị đầu cuối bị gọi (called

side)

2.2 Phân loại

2.2.1 Tổng đài nhân công

Tổng đài nhân công ra đời từ khi mới bắt đầu hình thành hệ thống thông tin

điện thoại Trong tổng đài này, việc định hướng thông tin được thực hiện bởi sức

người Nói cách khác việc kết nối thông thoại cho các thuê bao được thực hiện bởi

các thao tác trực tiếp của con người Người thực hiện các thao tác này được gọi là

điện thoại viên Nhiệm vụ của điện thoại viên trong tổng đài này bao gồm:

Nhận biết nhu cầu của thuê bao gọi bằng các tín hiệu đèn báo hoặc chuông

kêu, đồng thời định vị được thuê bao gọi Trực tiếp hỏi thuê bao gọi xem có nhu cầu

thông thoại với thuê bao bị gọi nào

Trực tiếp cấp chuông cho thuê bao bị gọi bằng cách đóng bộ chuyển mạch

cung cấp dòng điện AC đến thuê bao bị gọi nếu thuê bao này không bận Trong

trường hợp thuê bao bị gọi bận, điện thoại viên sẽ trả lời cho thuê bao gọi biết

Khi thuê bao bị gọi nghe được âm hiệu chuông và nhấc máy, điện thoại viên

nhận biết điều này và ngắt dòng chuông, kết nối hai thuê bao cho phép đàm thoại

Nếu một trong hai thuê bao gác máy (thể hiện qua đèn hoặc chuông), điện

thoại viên nhận biết điều này và tiến hành giải tỏa cuộc gọi, báo cho thuê bao còn lại

biết cuộc đàm thoại đã chấm dứt

Như vậy những tổng đài nhân công đầu tiên, các cuộc đàm thoại đều được

thiết lập bởi điện thoại viên nối dây bằng phích cắm hay khóa di chuyển Tại tổng

đài phải có một máy điện thoại và các nguồn điện DC, AC để cung cấp cho cuộc

đàm thoại, đổ chuông

Nhược điểm của tổng đài nhân công là thời gian kết nối lâu, dễ bị nhầm lẫn

do thao tác bằng tay Với dung lượng lớn, kết cấu thiết bị tổng đài phức tạp nên cần

có nhiều điện thoại viên làm việc cùng một lúc mới đảm bảo thông thoại cho các

thuê bao một cách liên tục

2.2.2 Tổng đài tự động

Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nhất là kỹ thuật điện tử, tổng đài

điện thoại đã chuyển sang một phương thức hoạt động hoàn toàn mới, phương thức

kết nối thông thoại tự động

Trang 22

2.2.3 Tổng đài cơ điện

Kỹ thuật chuyển mạch chủ yếu nhờ vào các chuyển mạch bằng cơ khí được

điều khiển bằng các mạch điện tử

Trong tổng đài cơ điện việc nhận dạng thuê bao gọi, xác định thuê bao bị gọi,

cấp các âm hiệu, kết nối thông thoại… đều được thực hiện một cách tự động nhờ

vào các mạch điều khiển bằng điện tử cùng với các bộ thao tác chuyển mạch bằng

cơ khí

So với tổng đài nhân công, tổng đài cơ điện có các ưu điểm lớn sau:

 Thời gian kết nối thông thoại nhanh hơn

 Dung lượng tổng đài có thể tăng lên nhiều

 Giảm nhẹ công việc của điện thoại viên

Tuy nhiên buổi đầu ra đời nó vẫn còn tồn tại một số nhược điểm:

 Thiết bị khá cồng kềnh

 Tiêu tốn nhiều năng lượng

 Giá thành các bộ chuyển đổi bằng cơ khí khá cao, tuổi thọ kém

 Điều khiển kết nối phức tạp

Các nhược điểm càng thể hiện rõ khi dung lượng tổng đài càng lớn

2.2.4 Tổng đài điện tử

Cùng với sự phát triển của linh kiện bán dẫn, các thiết bị ngày càng trở nên

thông minh hơn, giá thành ngày càng giảm Nó lần lượt thay thế phần cơ khí còn lại

của tổng đài cơ điện Việc thay thế này làm cho tổng đài gọn nhẹ rất nhiều, thời gian

kết nối thông thoại nhanh hơn, năng lượng tiêu tán ít hơn Dung lượng tổng đài tăng

lên đáng kể Công tác sửa chữa bảo trì, phát hiện hư hỏng cũng dễ dàng hơn Chính

vì vậy tổng đài điện tử hiện nay đã hầu như thay thế hoàn toàn tổng đài nhân công

và tổng đài cơ điện trên thế giới

Hiện nay trên mạng viễn thông Việt Nam có 5 loại tổng đài sau :

 Tổng đài cơ quan PABX: được sử dụng trong các cơ quan, khách sạn

và thường sử dụng trung kế CO-Line (central office)

 Tổng đài nông thôn (Rural Exchange): được sử dụng ở các xã, khu dân

cư đông, chợ và có thể sử dụng tất cả các loại trung kế

 Tổng đài nội hạt LE (Local Exchange): được đặt ở trung tâm huyện

tỉnh và sử dụng tất cả các loại trung kế

 Tổng đài đường dài TE (Toll Exchange): dùng để kết nối các tổng đài

nội hạt ở các tỉnh với nhau, chuyển mạch các cuộc gọi đường dài trong nước

 Tổng đài cửa ngõ quốc tế (Gateway Exchange): tổng đài này dùng để

chọn hướng và chuyển mạch các cuộc gọi vào mạng quốc tế để nối các quốc gia với nhau, có thể chuyển tải cuộc gọi quá giang

Trang 23

3 SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI

Hình 1 1 Sơ đồ khối tổng đài điện thoại

3.1 Chức năng

Chức năng chủ yếu của khối này là thực hiện thiết lập tuyến nối giữa một đầu

vào bất kì với một đầu ra bất kì Đối với hệ thống chuyển mạch số, để thiết lập tuyến

đàm thoại giữa hai thuê bao cần phải thiết lập tuyến nối cho cả 2 hướng: đi và về

3.2 Yêu cầu

Khối chuyển mạch phải đảm bảo được khả năng đấu nối giữa một đầu vào bất

kì với một đầu ra bất kì, nói cách khác khối chuyển mạch phải có độ tiếp thông hoàn

toàn (chuyển mạch không nghẽn – non blocking)

3.3 Cấu tạo

Bao gồm chuyển mạch điện cơ (chuyển mạch từng nấc, chuyển mạch ngang

dọc), chuyển mạch điện tử analog, digital… Trong tổng đài số trường chuyển mạch

số là trường chuyển mạch mà tín hiệu chuyển mạch qua đó dạng số (digital) Trường

chuyển mạch số có các cấu trúc khác nhau tùy theo dung lượng tổng đài và các nhà

sản xuất tổng đài mà các trường chuyển mạch có các loại cấu trúc khác nhau

3.4 Khối báo hiệu

3.4.1 Chức năng

Thực hiện việc trao đổi thông tin báo hiệu thuê bao, thông tin báo hiệu đường

trung kế liên đài đề phục vụ cho quá trình thiết lập, giải phóng các cuộc gọi Các

KHỐI CHUYỂN MẠCH

Trang 24

thông tin này được trao đổi với các hệ thống điều khiển để thực hiện quá trình xử lý

cuộc gọi (quá trình tìm chọn và thiết lập, giải phóng tuyến nối cho cuộc gọi)

 Báo hiệu thuê bao  tổng đài: báo gồm những thông tin đặc trưng báo

hiệu cho các trạng thái:

 Nhấc máy – hook off

 Gác máy – hook on

 Thuê bao phát xung thập phân

 Thuê bao phát xung đa tần DTMF

 Thuê bao ấn phím Flash (chập nhả nhanh phím tổ hợp)

 Báo hiệu tổng đài  thuê bao: đó là các thông tin báo hiệu về các âm báo

như sau:

 Âm mời quay số

 Âm báo bận

 Âm báo tắc nghẽn

 Hồi âm chuông

 Báo hiệu trung kế: là quá trình trao đổi thông tin về các đường trung kế

giữa hai hay nhiều tổng đài với nhau Trong mạng hợp nhất IDN có 2

phương pháp báo hiệu trung kế được sử dụng:

 Báo hiệu kênh riêng CAS

 Báo hiệu kênh chung CCS

3.4.2 Yêu cầu

Hệ thống báo hiệu của tổng đài phải có khả năng tương thích với các hệ thống

báo hiệu của các tổng đài khác nhau trong mạng viễn thông thống nhất, thuận tiện

cho sử dụng, dễ dàng thay đổi theo yêu cầu của mạng lưới

3.5 Khối Điều Khiển

Phân tích xử lí các thông tin từ khối báo hiệu đưa tới để thiết lập hoặc giải

phóng cuộc gọi Các cuộc gọi có thể là cuộc gọi nội hạt, cuộc gọi ra, cuộc gọi vào,

cuộc gọi chuyển tiếp… Thực hiện tính cước cho các cuộc gọi, thực hiện chức năng

giao tiếp người- máy, cập nhật dữ liệu

Ngoài ra khối điều khiển còn có chức năng thuộc về khai thác bảo dưỡng hệ

thống để đảm bảo cho hệ thống hoạt động tin cậy

3.5.2 Yêu cầu

Có độ tin cậy cao, có khả năng phát hiện và định vị hư hỏng nhanh chóng,

chính xác, thủ tục khai thác bảo dưỡng linh hoạt, thuận tiện cho người sử dụng, khả

năng phát triển dung lượng thuận tiện…

Trang 25

3.5.3 Cấu trúc

Bao gồm tập hợp các bộ xử lý, bộ nhớ (cơ sở dữ liệu), các ma trận chuyển

mạch, các thiết bị ngoại vi: băng từ, đĩa cứng, màn hình, máy in… hệ thống điều

khiển có cấu trúc tập trung, phân tán và cấu trúc điều khiển giữa cấu trúc tập trung

và phân tán Các thiết bị điều khiển phải được trang bị dự phòng để đảm bảo độ tin

cậy hệ thống

3.6 Giao tiếp thuê bao, trung kế

Thực hiện chức năng giao tiếp giữa các đường dây thuê bao, các đường trung

kế với khối chuyển mạch Thuê bao được trang bị có thể là thuê bao Analog, Digital

tùy theo cấu trúc mạng tổng đài Trung kế được trang bị có thể là trung kế Analog,

Digital

3.6.2 Yêu cầu

Có khả năng đấu nối các loại thuê bao, trung kế khác nhau: như thuê bao

analog thông thường, thuê bao số… đường trung kế analog, đường trung kế

digital… có trang bị các thiết bị phụ trợ để phục vụ cho quá trình xử lý cuộc gọi (tạo

các loại âm báo, thu phát xung, bản tin thông báo, đo thử…)

3.6.3 Cấu trúc

Ngoại vi thuê bao thường có cấu trúc là bộ tập trung thuê bao để thực hiện tập

trung lưu lượng trên các đường dây thuê bao thành một số ít đường PCM nội bộ có

mật độ lưu thoại rất nhiều để đưa tới trường chuyển mạch thực hiện điều khiển đổi

nối thiết lập tuyến đàm thoại (đối với cuộc gọi ra)

Ngoại vi trung kế thực hiện sự phối hợp về tốc độ, pha, tổ chức các kênh

thoại trên tuyến PCM giữa đường PCM đấu nối liên đài và đường PCM đấu nối nội

bộ trong tổng đài

4 CÁC KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH ĐIỆN TỬ

4.1 Chuyển mạch không gian (space switch)

Chuyển mạch không gian thường được sử dụng cho chuyển mạch tương tự

Ngoài ra còn được sử dụng kết hợp với chuyển mạch thời gian trong các hệ chuyển

mạch TST, STS, TSTS…

Cấu tạo chung của chuyển mạch không gian là các ma trận tiếp điểm N đầu

vào và M đầu ra Mỗi đầu vào bầt kì trong các đầu vào có thể được nối với bất kì

đầu ra nào trong M đầu ra Có 2 loại chuyển mạch không gian là: chuyển mạch

không gian tiếp thông hoàn toàn (non-blocking) và chuyển mạch không gian tiếp

thông không hoàn toàn (blocking)

 Chuyển mạch tiếp thông hoàn toàn: số đầu vào N và số đầu ra M bằng

nhau Khả năng thông thoại là 100%

Trang 26

Hình 1 2 Cấu trúc mạng chuyển mạch tiếp thông hoàn toàn

 Chuyển mạch tiếp thông không hoàn toàn: số đầu vào N lớn hơn số đầu

ra M

Hình 1 3 Cấu trúc mạng chuyển mạch tiếp thông không hoàn toàn

4.2 Chuyển mạch nhiều tầng

Hệ thống chuyển mạch một tầng dùng ma trận tiếp điểm vuông hay chữ nhật

có nhược điểm là: khi muốn kết nối một thuê bao với một âm hiệu hay một thuê bao

khác thì phải đóng một tiếp duy nhất tương ứng Do đó nếu tiếp điểm này hỏng thì

thuê bao đó sẽ bị cô lập Hơn nữa số tiếp điểm tăng theo lũy thừa bậc 2 với số thuê

bao nên phần cứng của tổng đài sẽ phức tạp và không có tính kinh tế khi tổng đài có

dung lượng lớn Để giảm số tiếp điểm trong khi vẫn cần phải tăng dung lượng thuê

bao, người ta dùng phương pháp chuyển mạch nhiều tầng N đầu vào được chia

thành N/n nhóm, mỗi nhóm gồm n kênh Các nhóm này là ma trận cấp thứ nhất Các

đầu ra của nó thành đầu vào các ma trận cấp thứ hai và cứ như vậy cuối cùng có N

đầu ra Các thiết bị nối đầu vào của nó với cấp 1, đầu ra với cấp cuối cùng

Hình sau đây minh họa chuyển mạch 3 tầng:

Trang 27

Hình 1 4 Cấu trúc mạng chuyển mạch không gian 3 tầng

Có k ma trận cấp 2 Mỗi ma trận cấp 1 có n đầu vào và k đầu ra nối vào ma

trận cấp 2 Mỗi ma trận cấp 2 có N/n đầu vào và N/n đầu ra

Tổng số tiếp điểm của hệ thống chuyển mạch:

( )

Để không xảy ra nghẽn thì k=2n-1

Để số chuyển mạch là nhỏ nhất √

Như vậy: (√ -1)

Ta có bảng so sánh số tiếp điểm của chuyển mạch không gian đơn tầng và

chuyển mạch không gian 3 tầng:

Bảng 1 1 Bảng so sánh số tiếp điểm chuyển mạch đơn tầng và 3 tầng

16384

622144 4.2*106 6.7*107

Ưu và khuyết điểm của chuyển mạch không gian:

 Mạng chuyển mạch không gian là 1 loại chuyển mạch đầu tiên trong

kỹ thuật chuyển mạch Thế hệ thứ 1 là việc điều khiển kết nối các ma trận chuyển mạch thực hiện bởi con người Với sự phát triển của kỹ thuật điện tử các tổng đài này dần dần được điện tử hóa

 Ưu điểm của phương thức kết nối này là kết cấu đơn giản, chất lượng

thông thoại cao vì tín hiệu được truyền trực tiếp mà không đi qua một phương thức điều chế nào cả

Trang 28

 Tuy nhiên chuyển mạch không gian ngày nay ít được sử dụng do các

nguyên nhân sau: nếu dung lượng tổng đài lớn thì kết cấu rất phức tạp, không thể phát triển theo đà số hóa của tín hiệu

4.3 Chuyển mạch thời gian

 Phương thức ghép kênh PAM (Pulse Amplitude Modulation):

Để giảm bớt ảnh hưởng của nhiễu trên đường truyền người ta tiến hành rời

rạc hóa tín hiệu liên tục theo thời gian thành các xung rời rạc Quá trình đó được gọi

là quá trình lấy mẫu tín hiệu analog Theo định lý Shannon thì tần số lấy mẫu phải

lớn hơn tối thiểu 2fmax (với f là tần số tín hiệu lấy mẫu) thì mới có khả năng phục hồi

lại dạng tín hiệu analog ban đầu Điều này cho phép khi truyền tín hiệu, không nhất

thiết phải truyền toàn bộ tín hiệu đó, chỉ cần truyền những giá trị đã lấy mẫu từ tín

hiệu Ở đầu thu có thể phục hồi lại nguyên dạng tín hiệu ban đầu

Khảo sát tín hiệu thoại, người ta nhận thấy phổ tín hiệu thoại phần lớn nằm

trong dải tần từ 300Hz đến 3400 Hz Như vậy chỉ cần tần số lấy mẫu tín hiệu thoại

f = 2*3.4 = 6.8 Khz là đủ phục hồi lại dạng tín hiệu ban đầu ở đầu thu Trong thực tế

do đáp ứng của bộ lọc trong quá trình khôi phục lại dạng tín hiệu không được lý

tưởng, nên người ta dùng tần số lấy mẫu là 8KHz cao hơn tần số lấy mẫu tính toán

một ít Quá trình lấy mẫu chính là quá trình điều biên xung PAM Các xung được tạo

ra trong quá trình lấy mẫu được truyền đi trên kênh truyền

Nhược điểm của tổng đài PAM là tín hiệu sau khi phục hồi sẽ bị méo dạng so

với tín hiệu ban đầu Mặt khác nếu các khe thời gian không được định thời chính xác

sẽ dễ trùng lắp nhau gây nên hiện tượng nhiễu xuyên kênh Để tránh hiện tượng này

thì giữa 2 kênh cần có khoảng bảo vệ Khi dung lượng tăng lên thì khoảng bảo vệ

hẹp lại và hiện tượng nhiễu này càng dễ xảy ra Do đó ghép kênh PAM không thích

hợp với tổng đài có dung lượng lớn

 Phương pháp ghép kênh PCM (Pulse Code Modulation):

PCM là hệ thống số có thể mô tả như một phương pháp chuyển đổi thông tin

tương tự thành số Hệ thống xử lý và biến đổi tín hiệu tương tự thành PCM dựa trên

2 nguyên tắc lý thuyết sau:

 Lý thuyết về rời rạc hóa của Shannon

 Lý thuyết về tín hiệu số nhị phân

Từ chuỗi xung PAM người ta nhận thấy khi truyền các xung này biên độ các

xung sẽ suy giảm không đều nhau do tác động của nhiễu ngẫu nhiên trên kênh

truyền Do vậy để tránh tình trạng này người ta thực hiện việc mã hóa biên độ các

xung sau khi lấy mẫu bằng một chuỗi nhị phân rồi mới đưa lên kênh truyền Do quy

luật biến đổi của tin tức tín hiệu thoại có tính ngẫu nhiên nên tập các giá trị xung

PAM vô cùng lớn, để đơn giản hơn và gần đúng thì các xung PAM được qua bộ

lượng tử hóa Dạng tín hiệu được lượng tử hóa này đưa vào bộ mã hóa để chuyển độ

lớn biên độ các xung sang dạng một cụm bit nhị phân biễu diễn biên độ này Đây là

tín hiệu truyền trên kênh truyền PCM Ở đầu thu tín hiệu được phục hồi, sửa sai và

đưa vào bộ giải mã để phục hồi lại tín hiệu thoại

Trang 29

5 BÁO HIỆU TRONG TỔNG ĐÀI

5.1 Định nghĩa

Trong mạng viễn thông báo hiệu được coi như là một phương tiện để trao đổi

thông tin và các lệnh từ điểm này đến điểm khác, các thông tin và các lệnh này liên

quan đến quá trình thiết lập, giám sát và giải phóng cuộc gọi

5.2 Phân loại hệ thống báo hiệu

Thông thường hệ thống báo hiệu tổng đài được chia làm 2 loại đó là:

 Báo hiệu thuê bao: là báo hiệu giữa thiết bị đầu cuối với tổng đài,

thường thiết bị đầu cuối là máy điện thoại

 Báo hiệu trung kế: là quá trình báo hiệu giữa các tổng đài với nhau

Ta có sơ đồ tổng quan về hệ thống báo hiệu như sau:

Hình 1 5 Sơ đồ tổng quan hệ thống báo hiệu tổng đài

Báo hiệu trung kế gồm 2 loại:

 Báo hiệu kênh kết hợp CAS (báo hiệu kênh riêng): là hệ thống báo

hiệu mà trong đó thông tin báo hiệu nằm trong kênh thoại hoặc trong kênh có liên quan chặt chẽ với kênh thoại

 Báo hiệu kênh chung CCS: là hệ thống báo hiệu mà trong đó thông

tin báo hiệu nằm trong một kênh tách biệt với các kênh thoại, kênh báo hiệu này được sử dụng chung để báo hiệu cho một số lớn các kênh thoại

5.3 Các hệ thống báo hiệu

Tín hiệu nhấc máy: để thực hiện một cuộc gọi, thuê bao chủ gọi nhấc máy,

động tác này sẽ tạo ra một tín hiệu gửi đến tổng thông báo rằng thuê bao cần thiết

lập cuộc gọi

Tín hiệu quay số: khi thuê bao nghe được âm mời quay số (dial tone), thuê

bao thực hiện phát thông tin địa chỉ tới tổng đài bằng cách quay số hoặc ấn phím số

Trang 30

Các thông tin địa chỉ có thể là xung thập phân hoặc xung đa tần DTMF Tại tổng đài

sẽ có thiết bị thu tương ứng để thu các thông tin địa chỉ này

Tín hiệu Flash (chập nhả nhanh tiếp điểm tổ hợp): trong quá trình đàm thoại

thuê bao có thể sử dụng một số dịch vụ đặc biệt bằng cách ấn phím Flash, khi đó

mạch vòng đường dây thuê bao sẽ bị cắt mạch trong một khoảng thời gian nhất định,

tổng đài xác nhận được trạng thái này biết rằng thuê bao sử dụng dịch vụ đặc biệt

Thông tin báo hiệu theo hướng từ tổng đài tới thuê bao có một số loại như sau:

 Dòng chuông 25Hz, 75-110V: dòng chuông được cung cấp tới thuê bao bị

gọi để thông báo cho thuê bao bị gọi biết có cuộc gọi đến

 Các loại âm báo:

 Âm mời quay số: là âm liên tục để thông báo với thuê bao chủ gọi là

thuê bao chủ gọi có quyền thiết lập liên lạc, lúc này thuê bao có thể bắt

đầu quay số, khi thuê bao quay con số đầu tiên tổng đài sẽ cắt mạch điện

cấp âm mời quay số

 Hồi âm chuông: để thông báo cho thuê bao chủ gọi biết là thuê bao bị gọi

đang đổ chuông, tổng đài phải gửi một loại âm báo đặc biệt gọi là hồi âm

chuông Khi thuê bao bị gọi nhấc máy trả lời, tổng đài sẽ cắt mạch điện

cấp hồi âm chuông

 Âm báo bận: thuê bao chủ gọi sẽ nghe được một loại âm báo đó là loại

âm báo ngắt quãng theo nhịp nhanh, để thông báo rằng thuê bao bị gọi

đang bận hoặc bị hỏng không có khả năng nối tới được

Ngoài ra tổng đài còn cung cấp cho thuê bao một số âm báo và bản tin thông

báo khác

Trang 31

CHƯƠNG 2 ĐIỀU CHẾ MÃ XUNG VÀ

HỆ THỐNG GHÉP KÊNH SỐ PCM

1 ĐIỀU BIÊN XUNG PAM (PULSE AMPLITUDE MODULATION)

1.1 Điều biên xung PAM

Để giảm bớt của nhiễu trên đường truyền, người ta rời rạc hóa tín hiệu liên

tục theo thời gian thành những xung rời rạc tức thời Các xung rời rạc này gọi là các

mẫu Các mẫu rời rạc mang những giá trị có biên độ bất kỳ, biên độ mỗi xung là

điện áp tức thời của tín hiệu tương tự ngõ vào

Trong khi đó, ở phương pháp điều chế thời hạn xung PDM (pulse duration

moduration) thì tín hiệu tương tự ở đầu vào qua bộ lọc thông thấp và được lấy mẫu

ở tần số lớn gấp đôi tần số cao nhất của tín hiệu này Tại thời điểm lấy mẫu mỗi

xung có độ rộng tỉ lệ với biên độ tức thời của tín hiệu đầu vào tại thời điểm đó Còn

biên độ xung PDM là một hằng số, vì vậy đã có sự biến đổi thông tin biên độ thành

độ rộng xung hoặc thời hạn xung Một cách gọi khác của PDM là điều chế độ rộng

xung (PWM) và điều chế độ dài xung (PLM)

Còn ở phương pháp điều chế vị trí xung (PPM) thì các xung được hình thành

từ tín hiệu tương tự ở đầu vào có biên độ và độ rộng là hằng số nhưng vị trí của

xung liên quan với thời điểm lấy mẫu xác định hoặc chuẩn thời gian được điều

chỉnh tương ứng với biên độ tín hiệu được lấy mẫu

Cả hai dạng điều chế PDM và PPM đều thuộc điều chế xung thời gian có

nhiều ưu điểm hơn điều biên khi có ảnh hưởng của tạp âm Những ưu điểm này có

được là do chiều cao của xung là hằng số và không chứa tin tức và khi biên độ xung

thay đổi sẽ ít bị ảnh hưởng hơn

Quá trình lấy mẫu là quá trình rời rạc hóa tín hiệu theo thời gian Quá trình

phát và thu các mẫu tuần hoàn của một tín hiệu gọi là điều biên xung

1.2 Định lý lấy mẫu

Độ rộng xung nhỏ hơn nhiều so với chu kỳ của tín hiệu được lấy mẫu Do đó

việc lấy mẫu phải đảm bảo ở nơi thu có thể khôi phục lại chính xác dạng sóng ban

đầu của nó

Theo lý thuyết Shanon, định lý lấy mẫu được phát biểu như sau:

Một tín hiệu liên tục x(t) có phổ giới hạn trong từ 0 ÷ fmax có thể được xác

định hoàn toàn bằng các mẫu cách đều nhau, tần số fs sao cho:

Fs ≥ 2* fmax

Trang 32

Nhờ việc lấy mẫu, người ta chỉ truyền đi các điểm mẫu lấy ra từ tín hiệu mà

không cần phải truyền toàn bộ tín hiệu đó Khoảng cách giữa các trị số lấy mẫu này

không được vượt quá nửa chu kỳ tần số cao nhất của tín hiệu:

Tsmax = Ta/2 = ½ fa

Với : fa là tần số cao nhất của tín hiệu

fs là tần số lấy mẫu

Tsmax là khoảng thời gian dài nhất dùng để lấy mẫu tín hiệu, có băng tần hạn

chế để bảo đảm khôi phục tín hiệu không bị méo Việc méo tín hiệu là do chu kỳ lấy

mẫu, băng tần hạn chế

Đối với tín hiệu tiếng nói có băng tần giới hạn từ 0.3KHz ÷ 3.4 KHz thì tần

số lấy mẫu fs = 2*3.4 KHz = 6.8 KHz Thông thường chọn fs = 8KHz hay tốc độ lấy

các mẫu là 8000 mẫu/s Do đó chu kỳ lấy mẫu là 125 µs

2 ĐIỀU CHẾ MÃ XUNG PCM

2.1 Nguyên lý PCM (Pulse Code Modulation)

PCM là một hệ thống được mô tả là một phương pháp chuyển đổi thông tin

tương tự thành dạng số Hệ thống này dựa trên 2 thuyết sau:

 Lý thuyết rời rạc của Shannon

 Lý thuyết số hóa nhị phân

PCM được đặc trưng bởi 3 quá trình, đó là: lấy mẫu, lượng tử hóa và mã hóa

 Lấy mẫu là khai triển có chu kỳ tín hiệu tương tự để thu được biên độ

có tác dụng tức thời Giới hạn dứơi của tần số lấy mẫu được xác định theo nguyên lý Nyquist

 Lượng tử hóa là chuyển một xung lấy mẫu thành một xung có biên

độ bằng mức lượng tử gần nhất Kết hợp hoạt động lấy mẫu và lượng

tử hóa tạo ra điều chề biên độ xung lượng tử PAM Biên độ các xung này được hạn chế với một giá trị rời rạc

 Mã hóa là thay thế mỗi mức cố định thành một dãy nhị phân gọi là từ

mã, tất cả các từ mã đều chứa một số xung nhị phân nhất định và được truyền trong khoảng thời gian giữa 2 thời điểm cạnh nhau Kết hợp hoạt động của một bộ lượng tử và một bộ mã hóa thường được gọi là biến đổi tương tự thành số (A/D)

Các từ mã PCM này sẽ được truyền đi, và để hạn chế các xung bị biến dạng

nhiều gây mất tín hiệu người ta sử dụng các bộ phận tái tạo xung trên đường truyền

Hệ thống PCM gồm có 2 phần chủ yếu: phần phát tín hiệu số và phần phục

hồi tín hiệu thu

Trang 33

Tái tạo

từ mã

Giải mã

Bộ lọc

Tín hiệu

tương tự

Tín hiệu tương tự

Kênh truyền

Hình 2 1 Sơ đồ tổng quan hệ thống PCM

Do quy luật biến đổi của tín hiệu thoại có tính ngẫu nhiên nên giá trị của

xung PAM này có giá trị vô cùng lớn Do đó các xung này được đưa qua bộ lượng

tử và nén hạn biên để hình thành các xung có biên độ bằng mức lượng tử gần nhất,

tầm quan trọng của bộ lượng tử hóa là gần đúng các xung PAM có biên độ xuất

hiện quanh mức chuẩn PAM0, theo công thức sau:

PAM0 =PAM ± x , x: sai số lượng tử Sau đó tín hiệu này được đưa vào bộ biến đổi A/D, tại đây tín hiệu được

lượng tử hóa, lượng tử hóa là chuyển một xung lấy mẫu thành một xung có biên độ

bằng mức lượng tử gần nhất Kết hợp hoạt động lấy mẫu và lượng tử hóa tạo ra điều

chế biên độ xung lượng tử PAM biên độ của các xung này được hạn chế với một số

giá trị rời rạc

Sau khi lượng tử hóa tín hiệu lượng tử được mã hóa thành tín hiệu số Mã

hóa là thay thế mỗi mức cố định bằng một dãy nhị phân gọi là từ mã Trên đường

truyền các từ mã này bị nhiễu chen vào do đó tín hiệu đến nơi thu sẽ bị méo dạng

xung Vì vậy trước khi giải mã xung bao giờ ta cũng tái tạo từ mã lại Tái tạo từ mã

là quá trình sửa và phục hồi dạng xung, sau đó tín hiệu này được đưa qua bộ giải mã

để phục hồi lại tín hiệu thoại Kết hợp hoạt động của bộ tái tạo từ mã và bộ giải mã

là bộ biến đổi D/A, sau đó đi qua bộ lọc để cho tín hiệu thu như tín hiệu ban đầu

2.2 Quá trình lượng tử hóa

Lượng tử hóa là quá trình biến đổi tín hiệu liên tục theo thời gian thành tín

hiệu biên độ rời rạc Tín hiệu lượng tử hóa trước khi truyền dẫn phải được lấy mẫu,

ưu điểm của việc này là giảm được ảnh hưởng của tạp âm trong hệ thống

Các loại lượng tử:

 Lượng tử đều: các mức lượng từ được lấy mẫu bằng nhau

 Lượng tử không đều: bước lượng thay đổi phụ thuộc vào biên độ tín hiệu ngõ vào Lượng tử không đều hay lượng tử phi tuyến còn được gọi là lượng tử logarit

Luật lượng tử logarit được dùng trong nén và dãn, trong đó biến đầu vào x

được chuyển thành biến y theo quan hệ Y= log X, quan hệ ngược lại dùng để khôi

phục biến đầu vào tại đầu ra nhờ bộ dãn Mối quan hệ này cho phép tăng các mức

trong vùng tín hiệu mức thấp và mở rộng bước lượng tử tỷ lệ với mức tăng tín hiệu

vào

Trang 34

Có 2 luật nén logarit thông dụng là µ và A :

)]

(x/xµ1ln[

)µ1ln(

)]

(x/xµ1ln[

max max

y

Y

Trong đó xmax là điện áp cực đại của tín hiệu vào, x/ xmax là biên độ điện áp

tín hiệu vào được chuẩn hóa, µ là tham số thừơng có giá trị bằng 100, nhưng có thể

bằng 255 đối với một số hệ thống (hệ thống USD có µ=100, hệ thống D2 có

µ=255), ymax là trị số cực đại của tín hiệu ra đi đến bộ lựơng tử đều, y là tín hiệu đầu

ra của bộ nén đi đến bộ lượng tử đều Khi µ=0 không nén thì tín hiệu ra liên hệ trực

tiếp tín hiệu vào

)]

(x/x ln 1

1 ln

)]

(x/x

max max

A

A y

A

A y

Thông thường A chọn là 87,6 theo khuyến nghị của CCITT đối với hệ thống

30 kênh

2.3 Mã hóa

Trong lượng tử đều, số lượng các mức lượng tử Q =2b, trong đó b là số lượng

bit biểu thị cho Q mức lượng tử riêng biệt, nên mỗi mức có 1 từ mã riêng biệt Các

từ mã này thay thế cho tín hiệu tương tự đó là tín hiệu số

Tín hiệu số có thể truyền trực tiếp hoặc điều chế sóng mang trước khi truyền

đi Trong hệ thống PCM theo tiêu chuẩn CCITT khuyến khích tín hiệu vào có từ mã

8 bit do đó có 8

2 = 256 mức lượng tử

2.4 Tái lượng tử và giải mã

Bộ tái lượng tử sẽ tách tín hiệu tạp âm bằng cách bộ lấy mẫu sẽ quy định

digit thu được là mức logic 1 hay 0 Dãy bit số này sau khi khôi phục sẽ đưa đến bộ

giải mã, tại đây bộ biến đổi D/A sẽ chuyển từ mã thành các mức lượng tử rời rạc

Đầu ra bộ giải mã là các xung lấy mẫu nhiều mức lượng tử đặc trưng cho tín hiệu

PAM lượng tử Sau đó tín hiệu này được dùng để khử các tần số nằm ngoài băng

thoại, kết quả lọc cho ta tín hiệu giống tín hiệu tương tự ở bên phát

Trang 35

2.5 Độ rộng băng tần

Trong hệ thống PCM, khó khăn trong việc chuyển đổi hệ thống tương tự

sang PCM là băng tần cần thiết của đường truyền để mang tín hiệu Theo định lý

Nyquist, băng tần truyền dẫn cực tiểu định nghĩa:

Độ rộng băng tần B ≥ tốc độ truyền các ký hiệu Trong hệ thống PCM, tốc độ truyền các ký hiệu được tính bằng số lượng các

bit (ký hiệu là b) trong một từ mã nhân với tần số lấy mẫu fs, đơn vị tính bằng bit/s

Ta có biểu thức sau: Tốc độ truyền ký hiệu: rs = b* fs

Mà b = log2Q Do đó độ rộng băng tần B của hệ thống PCM là:

B ≥ ( fs/2)* log2Q KHz, trong đó fs tính bằng KHz

Hệ thống PCM 8 bit có 256 mức lượng tử và tần số lấy mẫu là 8 KHz Do tín

hiệu thoại có băng tần là 0.3 ÷ 3.4 KHz nên băng tần cực tiểu là B = 32 KHz Trong

khi ở phương pháp tương tự, để truyền một băng tần thoại thì cần băng tần là 4

KHz

2.6 Ưu và nhược điểm của PCM

Sau đây sẽ thống kê ưu và nhược điểm của PCM so với hệ thống tương tự

 Ưu điểm:

 Vì tín hiệu tương tự được chuyển thành một từ mã nhị phân chứa các

bit logarit nên việc tái tạo bit tin tức có trạng thái thấp hoặc cao là vấn

đề không khó khăn Khả năng tái tạo tín hiệu hoàn hảo hoặc tách và ghép theo thời gian các tín hiệu thành phần là ưu điểm của các hệ thống có nhiều trạm lặp Điều này đã tránh được tích lũy tạp âm dọc theo hệ thống điện thoại cự li dài

 Hệ thống PCM thiết kế để trưyền tín hiệu tương tự có thể đáp ứng cho

các tín hiệu số, giúp ta sử dụng hệ thống một cách linh hoạt

 Trong các hệ thống truyền dẫn băng gốc PCM kỹ thuật mã hóa có thể

được sử dụng để giảm bớt ảnh hưởng của tạp âm và đảm bảo an toàn

 Khi tỷ số tín hiệu/ tạp âm đầu vào thấp thì tỉ số tín hiệu tạp âm đầu ra

của các hệ thống PCM tốt hơn so với hệ thống tương tự

 Khi cho tỉ số độ rộng băng tần truyền dẫn/ độ rộng băng tần tín hiệu (tỉ

số nén hoặc dãn độ rộng băng tần) với BER nhỏ hơn 4

10 thì PCM vượt mọi dạng điều xung khác

 Khi băng tần truyền dẫn tăng thì phải giảm công suất thu, sự thay đổi

này của băng tần truyền dẫn theo công suất dễ dàng thực hiện trong các hệ thống PCM Nhưng cần chú ý rằng công suất tín hiệu không thể tăng vô hạn

Trang 36

 Nhược điểm:

 Mạch điện của hệ thống PCM phức tạp hơn so với hệ thống có dạng

điều chế khác, nhưng không thay đổi khi số lượng kênh tăng Như vậy tính phức tạp này phù hợp khi nhu cầu số kênh sử dụng lớn, vì trong các dạng điều chế khác tính phức tạp tăng khi số lượng kênh tăng

 Độ rộng băng tần lớn hơn các hệ thống tương tự (khoảng 32KHz so

với 4KHz của kênh âm tần tương tự), ngoài ra còn có nhược điểm riêng của nó như là hiện tượng trôi…

3 HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN SỐ PCM

3.1 Cơ sở ghép kênh theo thời gian TDM

Khi có hai tín hiệu được truyền dẫn trên một kênh thông tin, ta thường sử

dụng một trong hai cách nhằm liên kết hai tín hiệu riêng rẽ này

 Cách thứ nhất:

Các tín hiệu được xử lý để chiếm các khoảng tần số riêng trong dãi tần,

nhưng chúng đều được truyền trên cùng một thời gian Nói cách khác, tín hiệu

truyền đi đồng thời nhưng tần số đã chuyển đổi Đây chính là ghép kênh theo tần số

 Cách thứ hai:

Tất cả các tín hiệu đều có cùng một tần số, nhưng chiếm khoảng thời gian

khác nhau Trong trường hợp này mỗi băng tần đều như nhau Đây chính là ghép

kênh theo thời gian

Theo cách ghép kênh theo thời gian thì mỗi băng tần, chẳng hạn như tiếng

nói đều như nhau nhưng truyền trên kênh thông tin vào các thời điểm khác nhau Để

thực hiện điều này thì mỗi tín hiệu tương tự được lấy mẫu tại các thời điểm khác

nhau và xung lấy mẫu mang thông tin về biên độ của mỗi tín hiệu riêng được phát

lên đường dây

Kết quả một dãy xung PAM được ghép lại, trong đó mỗi xung điều biên tuần

hoàn bắt nguồn từ một tín hiệu khác nhau Giả sử mỗi tín hiệu tương tự có băng tần

là B(Hz), khi có n tín hiệu PAM được ghép lại thì tốc độ truyền xung bằng Bn

xung/s Do đó băng tần của bộ lọc lý tưởng là nB Ở phía thu, các mẫu của các kênh

riêng biệt được tách ra Sau đó các mẫu của mỗi kênh được lọc để tách và tạo tín

hiệu tương tự ban đầu

Bộ chuyển mạch của máy phát và máy thu được đồng bộ chặt chẽ Đồng bộ

là chỉ tiêu đầu tiên của mọi quá trình ghép kênh theo thời gian Đồng bộ xung cần

thiết để xác định một cách chính xác điểm bắt đầu của một nhóm xung mẫu và

đồng bộ bit cần thiết để phân biệt một cách chính xác các xung mẫu trong mỗi

khung Quá trình đồng bộ cũng cho phép đồng bộ đầu cuối phát và thu khi các tín

hiệu thời gian trong hai thiết bị đầu cuối có cùng tốc độ

Trang 37

3.2 Các hệ thống PCM cơ bản

Trong điện thoại, CCITT khuyến nghị hai hệ thống PCM cơ sở còn gọi là hệ

thống PCM cấp1 hay PCM sơ cấp: hệ thống 30 kênh do CEPT đề xuất và hệ thống

24 kênh do AT&T đề xuất

3.2.1 Hệ thống ghép PCM cấp một 30 kênh

Thiết bị ghép PCM cấp 1– 30 kênh của CCITT hoạt động với tốc độ 2048

Kbit/s Mã hóa được sử dụng là luật A – khuyến nghị G711 với A = 87,6 và số mức

lượng tử bằng 256

Mỗi khung dài 125 µs được chia thành 32 khe thời gian đánh số từ 0 đến 31

Mỗi khe thời gian dài 3,9 µs gồm một từ mã 8 bit, hoặc thời gian bit dài 488 ns

Do đó, tốc độ bit tổng cộng của hệ thống = tốc độ lấy mẫu 8000 xung/ s * 32

khe thời gian * 8 bit/khe thời gian = 2048 Kbit/s

Mỗi khung PCM có 32 khe thời gian, khe số 0 được dùng để thực hiện việc

đồng bộ khung, khe số 16 được dùng để truyền tín hiệu báo hiệu đường dây, còn 30

khe còn lại được dùng để truyền đi thông tin chính của dịch vụ thoại hay số liệu

Mỗi khe thời gian có cấu trúc giống nhau là 8 bit vì số tín hiệu báo hiệu

không quá 16 nên khe 16 có thể được chia làm 2 phần, mỗi phần 4 bit mang nội

dung thông tin báo hiệu đường dây

Để dành riêng kênh báo cho 30 kênh thông tin thoại hay số liệu trong một

khung truyền dẫn, người ta thành lập một đơn vị đa khung gồm 16 khung truyền

dẫn thế nào để có được 16 khe thời gian Trong đó khe thời gian 16 của khung thứ

nhất được dùng để đồng bộ đa khung còn lại 15 khe thời gian số 16 tách đôi để

thành 30 đơn vị thông tin tín hiệu phục vụ cho 30 kênh tin tức (thoại, số liệu) trên

từng khung của đa khung

Trang 38

F4 F5 F6 F7

TS14 TS15 TS0 TS1 TS2 TS16 TS17 TS18 TS29 TS30 TS31

S i : sử dụng cho quốc tế Y=0: có đồng bộ đa khung Y=1: mất đồng bộ đa khung

S n , x: sử dụng cho quốc gia

a, b, c, d: 4 bit báo hiệu

Hình 2 2 Cấu trúc khung và đa khung PCM 30

 Đồng bộ đa khung

Khi báo hiệu kênh liên kết thì từ mã đồng bộ đa khung là 0000 và chiếm bit

1 đến bit 4 của khe thời gian 16 khung 0 Các vị trí bit còn lại từ 5 đến 8 của khe

thời gian thứ 16 của khung 0 gồm các bit riêng biệt 5, 7 và 8 là bit 1 nếu không sử

dụng, bit 6 sử dụng cho chỉ thị khi mất đồng bộ đa khung bằng 1

Đồng bộ đa khung xem như mất khi thu hai tín hiệu đồng bộ đa khung liên

tiếp có một lỗi và khi trong chu kỳ 1 hoặc 2 đa khung của tất cả các bit trong khe

thứ 16 đều ở trạng thái 0 Điều kiện thứ 2 này tránh được đồng bộ đa khung giả

Đồng bộ đa khung được phục hồi ngay khi tín hiệu đa khung chính xác đầu tiên

được phát hiện và khi ít nhất một bit trong khe thời gian 16 có mức logíc 1 đứng

trước tín hiệu đa khung được phát hiện lần đầu

 Đồng bộ khung

Tín hiệu đồng bộ khung chiếm khe thời gian 0 của khung chẵn, nghĩa là các

khung 0, 2, 4, … 15 Ở khe thời gian 0, bit 2 và bit 8 đứng đầu và cuối từ mã của

đồng bộ khung Bit 1 không nằm trong từ mã của đồng bộ khung mà dành cho sử

dụng quốc tế

Đối với khung lẻ không có tín hiệu đồng bộ khung từ bit 2 đến bit 8, bit 1

được sử dụng để kiểm tra độ dư chu kỳ nếu cần, hoặc dành cho sử dụng quốc tế

Nếu không sử dụng thì bit 1 của khe thời gian 0 trong các khung chẵn và lẻ khác ấn

định là 1 Bit 2 luôn cố định bằng 1 để đề phòng sự phỏng tạo đồng bộ khung Bit

thứ 3 chỉ thị cảnh báo xa, trong trạng thái bình thường bit này bằng 0, trái lại ở trạng

thái cảnh báo nó chuyển thành 1 Các bit 4 đến bit 8 sẽ bằng 1 là các bit dự trữ cho

sử dụng quốc gia và không sử dụng trên các mạch quốc tế Khi hệ thống sử dụng

trên các mạch quốc tế, bit 4 đến bit 8 bằng 1

Trang 39

Nếu bit 1 không sử dụng thì có thể dùng trên các kênh quốc gia cùng với bit

4 đến bit 8 cho bất kỳ mục đích gì Đồng bộ khung xem như bị mất khi thu ba hoặc

4 tín hiệu đồng bộ khung liên tiếp có lỗi

3.2.2 Bộ ghép 24 kênh PCM

Hệ thống này được thiết kế chủ yếu cho cự ly ngắn và sử dụng cho các vùng

đô thị Cự ly cực đại của hệ thống hạn chế ở cự ly 90Km đến 100Km với khoảng

lặp khoảng 1,5Km Theo khuyến nghị hệ thống sử dụng từ mã 8 bit và µ = 255 Tốc

độ bit của hệ thống 24 kênh này là 1544Kbit/s và có thể sử dụng như luồng bit đầu

vào của các luồng bit ghép cấp cao hơn

Hệ thống này có cấu trúc khác so với hệ thống 30 kênh Tốc độ lấy mẫu bằng

8000 mẫu/s Điều này có nghĩa khoảng cách giữa các xung lấy của cùng 1 kênh âm

tần bằng 125 µs, hay đó chính là độ dài của một khung và có 24*8 = 192 bit tin tức

Để cung cấp tín hiệu đồng bộ khung cần thêm 1 bit vào chuỗi 192 bits Bit đồng bộ

luôn là bit 1 trong khung Các bit từ 2 193 là các bit tin tức ghép thành cụm 8

bits Tốc độ bit của hệ thống là 8000 khung/s*193 bits = 1544 Kbits/s

 Đồng bộ khung và đồng bộ đa khung

Giả thiết do một lỗi truyền dẫn mà đồng bộ khung đột nhiên bị mất thì mạch

phát hiện phải thực hiện hai bước Đó là, thứ nhất, phát hiện mất đồng bộ khung và

thứ hai tái đồng bộ khung hệ thống Khi phát hiện mất đồng bộ, từ mã đồng bộ

khung được kiểm tra, nếu kiểm tra liên tiếp mà thiết bị không phát hiện được sự có

mặt của từ mã thì mạch thay đổi chế độ, từ chế độ khóa sang chế độ tìm kiếm Sau

một số lần thử không thành để tìm dãy chính xác của từ mã thì mạch này phát cảnh

báo mất đồng bộ khung

Việc tạo lập cấu trúc đồng bộ đa khung cũng nảy sinh các vấn đề của riêng

nó khi xảy ra mất đồng bộ khung, bởi vì khi đó cũng mất đồng bộ đa khung Để

khắc phục điều này từ mã đồng bộ đa khung cũng được tạo ra Để phối hợp từ mã

đồng bộ đa khung và từ mã đồng bộ khung và vẫn giữ nguyên điều kiện chỉ bit đầu

tiên của khung bất kỳ được sử dụng cho đồng bộ, nghĩa là các bit của hai loại đổng

bộ này sẽ được đặt xen kẽ giữa các trung kế tiếp nhau

Ở đây ta xét bộ ghép PCM 24 kênh 12 khung, trong đó từ mã đồng bộ khung

là 101010 đặt trong các khung lẻ và từ mã đồng bộ đa khung là 00111S đặt ở các

khung chẵn trong cấu trúc đa khung Trong đó S = 0 là bình thường, S= 1 sử dụng

khi báo hiệu cảnh báo

Trang 40

Các khung lẻ tạo thành mã đồng bộ khung: 101010

Các khung chẵn tạo thành mã đồng bộ đa khung: 00111S

Hình 2 3 Cấu trúc đa khung và mã đồng bộ của PCM 24

3.3 Hệ thống PCM cấp 2

Hệ thống PCM cơ sở chỉ sử dụng cho các tuyến thông tin ngắn Ở mạng

thông tin trung bình và xa đòi hỏi dung lượng kênh lớn thì việc ghép nhóm một số

lượng lớn kênh PCM vào một đường truyền chung để tạo ra các hệ thống PCM cấp

cao hơn là hiệu quả và thực tế hơn

Có hai cách ghép: ghép kênh PCM và ghép kênh số

 Ghép kênh PCM: tạo ra một tín hiệu số từ một tín hiệu tương tự và

ngược lại, nhờ sự kết hợp điều chế xung mã và ghép kênh the thời gian

 Ghép kênh số: tạo ra một tín hiệu số bằng cách kết hợp một số với

các tín hiệu số thông qua các phương pháp ghép kênh theo thời gian theo thứ tự các nhánh vào và ghép đồng bộ Ví dụ, luồng số có tốc độ bit 8448 Kbits/s được tạo ra từ nhóm vào, mỗi nhánh là 2048 Kbit/s

Trong khi đó ở bộ ghép PCM 120 kênh cũng có tốc độ là 8448 Kbits/s

Đường truyền tín hiệu số truyền các tín hiệu giữa các thiết bị ghép kênh

Chúng được thiết kế để truyền dẫn tín hiệu số có tốc độ xác định nhưng không phụ

thuộc vào tín hiệu gốc mà các tín hiệu đó thể hiện Nghĩa là một đường truyền có

thể được dùng cho cả phương thức ghép số và phương thức ghép PCM Nếu chúng

có cùng một tốc độ với các tín hiệu đầu ra

Có hai loại hệ thống cấp hai được CCITT khuyến nghị: hệ thống Bắc Mỹ

(AT&T) ghép 96 kênh tương tự thành 6312 Kbits/s và hệ thống châu Âu (CEPT) có

tốc độ bit 8448 Kbits/s ghép 132 khe thời gian, trong đó 128 khe được dùng cho

kênh tiếng nói, hai khe dùng cho đồng bộ và hai khe còn lại dùng cho báo hiệu Các

hệ thống này làm việc cho phương thức ghép kênh số và dựa trên cơ sở của một

trong hai hệ thống ghép cơ sở

Định dạng
Số trang	193
Dung lượng	4,3 MB