Luận văn nghiên cứu ứng dụng tổng đài neax 61∑ luận văn tốt nghiệp đại học

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮTA Aligment of Frame Đồng bộ khung ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường thuê bao số Không đối xứng ATM Asynchronous Trasner Mode Chế độ truyền tải Không

Trờng đại học vinhKhoa điện tử viễn thông

đồ án

tốt nghiệp đại học

Đề tài:

NGHIÊN CứU ứNG DụNG TổNG ĐàI

Ngời hớng dẫn : PGS.TS Nguyễn Hoa

l Sinh viên thực hiện: Phan thị thanh hải Lớp : 47K - ĐTVT

Vinh, 2011

Trờng đại học vinhKhoa điện tử viễn thông

đồ án

tốt nghiệp đại học

Đề tài:

NGHIÊN CứU ứNG DụNG TổNG ĐàI

Ngời hớng dẫn : PGS.TS Nguyễn Hoa

l Sinh viên thực hiện: Phan thị thanh hải Lớp : 47K - ĐTVT

Vinh, 2011

LỜI NÓI ĐẦU

Với sự phát triển của ngành bưu chính Viễn thông quốc tế nói chung vàViệt Nam nói riêng, cùng với sự phát triển của ngành công nghệ như điện tử,tin học, quang học, đã đẩy mạnh sự phát triển của công nghệ thông tin Sựphát triển của hệ thống thông tin đã trở thành vấn đề bức thiết của tất cả cácquốc gia trên thế giới, để hỗ trợ cho nền kinh tế phát triển một cách thuận lợi

Ở Việt Nam để đáp ứng nhu cầu thông tin trong nước và quốc

tế ,ngành bưu chính viễn thông cũng đang chuẩn bị trang thiết bị và đội ngũcán bộ để vận hành các thiết bị Một trong những thiết bị quan trọng đó làtổng đài điện tử số, có rất nhiều hãng sản xuất như Alcatel, Nee, Siemens,LG

Trong đồ án nay em xin nghiên cứu ứng dụng tổng đài Neax 61 của NhậtBản sản xuất Nó có cấu hình gọn nhẹ với nhiều tính năng vượt trội sử dụngphần mềm kinh hoạt, mềm dẻo, nhiều tiện ích nổi bật

Nội dung đồ án gồm 3 chương:

Chương 1 Mạng viễn thông

Chương 2 Tìm hiểu tổng đài số SPC

Chương 3 Tổng đài NEAX 61 và ứng dụng tại Anh Sơn Nghệ AnQua đồ án này em xin cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa điện tử viễnthông đã truyền đạt kiến thức và luôn luôn dìu dắt chúng em trong thời gianhọc tập vừa qua đặc biệt là PGS.TS Nguyễn Hoa Lư đã trực tiếp hướng dẫn

em rất tận tình để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

Trong thời gian làm đề tài em đã cố gắng rất nhiều nhưng thời gianhạn hẹp và kiến thức còn hạn chế nên vẫn còn nhiều thiếu sót cần bổ xung vàphát triển, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùngcác bạn để tiếp tục phát triển hướng đồ án của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

Vinh, ngày 05/2011

Sinh viên thực hiệnhiện

Phan Thị Thanh Hải

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

DANH SÁCH HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU 3

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 4

CHƯƠNG I MẠNG VIỄN THÔNG 6

1.1 Lịch sử phát triển tổng đài 6

1.2 Khái niệm về mạng viễn thông 8

1.3 Đặc điểm của mạng viễn thông hiện nay 10

1.4 Mạng viễn thông Việt Nam 12

1.5 Nhiệm vụ của tổng đài số 14

CHƯƠNG II TÌM HIỂU TỔNG ĐÀI SỐ SPC 15

2.1 Cấu trúc tổng đài số SPC .15

2.2 Giao tiếp thuê bao, giao tiếp trung kế 15

2.3 Thiết bị chuyển mạch 19

2.3.1.Chuyển mạch T (chuyển mạch thời gian) 19

2.3.2.Chuyển mạch S(chuyển mạch không gian) 22

2.3.3.Các loại chuyển mạch kết hợp 24

2.3.4.Các thông số đánh giá trường chuyển mạch .25

2.4 Phân hệ điều khiển và xử lý .26

2.5 Thiết bị trao đổi người máy và báo hiệu trong mạng viễn thông 27

CHƯƠNG III TỔNG ĐÀI NEAX 61 VÀ ỨNG DỤNG TẠI ANH SƠN NGHỆ AN 29

3.1.Hệ thống chuyển mạch 29

3.2 Ứng dụng tổng đài NEAX 61 tại Anh Sơn Nghệ An 38

3.2.1 Tổng đài nội hạt .38

3.2.2 Tổng đài quá giang 47

KẾT LUẬN 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

DANH SÁCH HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU Hình 1.1 Các thành phần chính của mạng viễn thông 9

Hình 1.2 Cấu hình mạng cơ bản 10

Hình 1.3 Hệ thống báo hiệu Việt nam 13

Hình 2.1 Sơ đồ khối mạch giao tiếp thuê bao 16

Hình 2.2 Sơ đồ khối mạch giao tiếp trung kế số 18

Hình 2.3 Sơ đồ khối bộ chuyển mạch thời gian 20

Hình 2.4 Sơ đồ khối bộ chuyển mạch không gian 22

Hình 2.5 Sơ đồ khối trường CM T-S-T 4 tuyến PCM 24

Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống tổng đài NEAX 61∑ 29

Hình 3.2 Cấu hình mẫu của phân hệ ứng dụng 32

Hình 3.3 Cấu hình mạng chuyển mạch 34

Hình 3.4 Sơ đồ khối của phân hệ xư lý 35

Bảng 3.5.Thông số của bộ xử lý 37

Hình 3.6 Mô hình kết nối PSTN 40

Hình 3.7 Mô hình của NEAX về NGN 41

Hình 3.8 Sơ đồ kết nối tới GSM 42

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

A Aligment of Frame Đồng bộ khung

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường thuê bao số Không đối xứng

ATM Asynchronous Trasner Mode Chế độ truyền tải Không đồng bộ

B Battery Cấp nguồn

C Code Mã hóa

CC Central Bộ điều khiển tập

trung CCS Common Chanel Singnaling Giao tiếp báo hiệu Kênh chung

G Gerieration of Frame Tạo khung

GSM Glabol System For Mobile Telecom Mạng cung cấp dịch

Vụ thoại

GW Gateway Tổng đài quốc tếHLE Host Local Exchange Tổng đài nội hạt I/OP Input/output Proessor Bộ xử lý ra vàoISDN Intergrated Service Digital Network Mạng số tích hợp Dịch vụ

LM Line Module module đường dây

O Over Voltage Bảo vệ quá áp

MM Main memory Bộ nhớ chính POST Plane Old Telephone Service Mạng điện thoại công Cộng

PSTN Publish Sưitching Telephone Network Mạng chuyển mạch

Thoại công cộng

S Supervisi on Giám sát trạng thái

ST Service Trunk Giao tiếp trung kế Dịch vụ

SBP System Bus Processor Bộ xử lý bus hệ thống SPI Speech Path Interface Bộ giao tiếp điện thoại SSP System Service Proessor Bộ xử lý dịch vụ hệ SUB Subcriber Thuê bao

SPC Store Program Controller Tổng đài điện tử số

ST Service Trunk Giao tiếp trung kế Dịch vụ

SMDX Secondary Multipleter Bộ ghép kênh thứ cấpSDMUX Secondary De Multiplet Bộ tách kênh thứ cấp

R Ringing Rung chuông RLE Remote Local Exchange Tổng đài vệ tinh

CHƯƠNG 1 MẠNG VIỄN THÔNG

và do đó được gọi là hệ thống gọi từng nấc

Sau chiến tranh thế giới thứ 2, nhu cầu về các tổng đài có khả năng xử

lý các cuộc gọi tự động nhanh chóng tăng lên Để có loại hệ thống tổng đàinày, yêu cầu phải có sự tiếp cận mới hoàn toàn, do đó cần phải giải quyết cácvấn đề phức tạp về tính cước và đối với việc xuất hiện một cuộc gọi mới đòihỏi phải xử lý nhiều tiến trình

Hãng Ericssion của Thụy Điển đã có khả năng xử lý vấn đề này bằngcách phát triển thành công hệ thống tổng đài có thanh ngang dọch (Crossbar).- Năm 1965, tổng đài điện tử có dung lựng lớn gọi là ESS N01 được lắpđặt và đưa vào khai thác thành công ở Mỹ, từ đó mở ra một kỷ nguyên mớicho thế hệ tổng đài điện tử SPC

Hệ thống ESS N0 1 là hệ tổng đài sử dụng các mạch điện tử, bao gồm các

vi mạch xử lý và các bộ nhớ để lưu trữ các chương trình cho quá trình xử lýcuộc gọi và khai thác bảo dưỡng Nhờ đó đã tăng được tốc độ xử lý cuộc gọi,dung lượng tổng đài được tăng lên đáng kể, chi phí cho khai thác, bảo dưỡng

đã giảm đi rất nhiều.

Ngoài ra, hệ tổng đài điện tử mới còn tạo được nhiều dịch vụ mới cungcấp người sử dụng Đồng thời, để vận hành và bảo dưỡng tốt hơn, tổng đàinày được trang bị chức năng tự chuẩn đoán Tầm quan trọng của việc trao đổithông tin và số liệu một cách kịp thời và có hiệu quả đang trở nên quan trọnghơn cho xã hội tiến tới thế kỉ 21 Để đáp ứng đầy đủ một phạm vi rộng cácnhu cầu của con người sống trong giai đoạn đầu của kỉ nguyên thông tin, cácdịch vụ mới như dịch vụ truyền số liệu, dịch vụ truyền hình bao gồm cả dịch

vụ điện thoại truyền hình, các dịch vụ truyền thông di động đang được pháttriển và thực hiện

Nhằm thực hiện có hiệu quả các dịch vụ này, IDN(mạng số tích hợp) cókhả năng kết hợp công nghệ chuyển mạch và truyền dẫn thông qua quy trình

xử lý 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 thốngchuyển mạch để thực hiện việc chuyển mạch số Dựa vào công nghệ PCM,một mạng đa dịch vụ số (ISDN ) có thể xử lý nhiều luồng các dịch vụ khácnhau đang được phát triển hiện nay

Tổng đài điện tử số SPC (Store Program Controller ) là tổng đài được điềukhiển theo chương trình ghi sẵn trong bộ nhớ Người ta sử dụng các bộ xử lýgiống như máy tính để điều khiển hoạt động của tổng đài.Tất cả các chứcnăng điều khiển được đặc trưng bởi một loạt các lệnh đã ghi sẵn trong các bộnhớ

Ngoài ra các số liệu trực thuộc tổng đài như các số liệu về thuê bao, cácbản phiên dịch, địa chỉ, các thông tin về tạo tuyến, tính cước, thống kê… cũngđược ghi sẵn trong các bộ nhớ số liệu Qua mỗi bước xử lý gọi sẽ nhận đượcmột sự quyết định tương ứng với mỗi loại nghiệp vụ, số liệu đã ghi để đưa tớithiết bị xử lý nghiệp vụ đó Nguyên lý chuyển mạch như vậy gọi là chuyểnmạch điều khiển theo chương trình ghi sẵn SPC

Các chương trình và số liệu ghi trong các bộ nhớ có thể thay đổi đượckhi cần thay đổi nguyên tắc điều khiển hay tính năng của hệ thống Nhờ vậyngười quản lý có thể linh hoạt trong quá trình điều hành tổng đài.

Máy tính hay bộ xử lý có năng lực xử lý hàng chục nghìn tới hàng triệulệnh mỗi giây Vì vậy khi ta sử dụng nó vào chức năng điều khiển tổng đàithì ngoài công việc điều khiển chức năng chuyển mạch thì cùng một bộ xử lý

có thể điều hành các chức năng khác Vì các chương trình điều khiển và sốliệu ghi trong các bộ nhớ có thể thay đổi dễ dàng, mang tính tức thời nên côngviệc điều hành để đáp ứng các nhu cầu thuê bao trở nên dễ dàng Cả công việcđưa vào dịch vụ mới cho thuê bao và thay đổi các dịch vụ cũ đều dễ dàngthực hiện thông qua các lệnh trao đổi người - máy Chẳng hạn như cần khôiphục lại nghiệp vụ cho thuê bao quá hạn thanh toán cước hoặc thay đổiphương thức chọn số xung thập phân sang phương thức chọn số đa tần…tachỉ việc đưa vào hồ sơ thuê bao các số liệu thích hợp thông qua thuê bao vào

ra bằng bàn phím

Khả năng điều hành để đáp ứng nhanh và có hiệu quả đối với các yêu cầucủa thuê bao đã thực sự trở nên quan trọng trong hiện tại và tương lai Tổngđài điện tử SPC đáp ứng đầy đủ các yêu cầu này Một số dịch vụ đặc biệtthuê bao có thể thực hiện được bằng các thao tác từ máy thuê bao như yêu cầugọi chuyển địa chỉ ngắn, báo thức, khoá máy không cho gọi đi…

Công tác điều hành và bảo dưỡng cụm tổng đài SPC trong một vùng mạngrất quan trọng Nhờ có trung tâm điều hành và bảo dưỡng trang bị các thuêbao tra đổi người - máy cùng với hệ thống xỷ lý mà công việc này được thựchiện dễ dàng

1.2 Khái niệm về mạng viễn thông

Mạng viễn thông là phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tớiđầu thu Mạng có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ cho khách hàng

Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính: thiết bị chuyển mạch,thiết bị truyền dẫn, môi trường truyền dẫn và thiết bị đầu cuối

Hình 1.1 Các thành phần chính của mạng viễn thôngThiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt và tổng đài quá giang.Các thuê bao được nối vào tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt được nối vàotổng đài quá giang Nhờ các thiết bị chuyển mạch mà đường truyền dẫn đượcdùng chung và mạng có thể được sử dụng một cách kinh tế.

Thiết bị truyền dẫn dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài hay giữacác tổng đài để thực hiện việc truyền đưa tín hiệu thông tin Thiết bị truyềndẫn chia làm hai loại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao và thiết bị truyền dẫngiữa các tổng đài Thiết bị truyền dẫn thuê bao thường là cáp kim loại tuynhiên trong một số trường hợ có thể là cáp quang hoặc vô tuyến Thiết bịtruyền dẫn giữa các tổng đài thường là cáp quang đôi khi dùng cáp đồng trục,cáp xoán đôi hay viba…

Môi trường truyền dẫn bao gồm truyền dẫn vô tuyến và truyền dẫn hữutuyến Truyền dẫn hữu tuyến bao gồm dùng các cáp kim loại, cáp quang … đểtruyền tín hiệu Truyền dẫn vô tuyến bao gồm viba và vệ tinh

Thiết bị đầu cuối cho mạng truyền thông gồm máy điện máy Fax, máytính, tổng đài PABX

Một cách khác có thể định nghĩa mạng viễn thông là một hệ thống gồm các nút chuyển mạch được nối với nhau bằng các đường truyền dẫn Nút được

phân thành nhiều cấp và kết hợp với các đường truyền dẫn tạo thành các cấp mạng khác nhau.

Hình 1.2 Cấu hình mạng cơ bản

Mạng viễn thông hiện nay có cấu trúc khác nhau như: mạng lưới, mạngsao, mạng tổng hợp, mạng vòng hay mạng thang Các loại mạng này đều cónhược điểm và ưu điểm riêng phù hợp với từng vùng địa lý và lưu lượng Về

cơ bản mạng viễn thông được chia thành năm cấp nhưng trong từng trườnghợp riêng có thể chỉ là bốn cấp, xu thế hiện nay cũng là giảm số cấp để quản

lý thuận tiện và hiệu quả hơn

1.3 Đặc điểm mạng viễn thông hiện nay

Các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cáchriêng lẻ, ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễnthông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó

Hiện tại có một số mạng truyền thống đang được khai thác như: mạngTelex, mạng điện thoại công cộng POTS (plane old telephone service), mạngtruyền hình, mạng truyền số liệu, trong phạm vi cơ quan tổ chức hay văn

phòng thì có mạng cục bộ LAN… Mỗi mạng được thiết kế cho các dịch vụriêng biệt và không thể sử dụng cho các mục đích khác.

Một số mạng điển hình đang khai thác :

PSTN (Publish Switching Telephone Network) là mạng chuyển mạch

thoại công cộng PSTN phục vụ thoại bao gồm các tổng đài tương ứng vớitừng cấp Hiện mạng này đang được nâng cấp ở các tổng đài trung tâm cũngnhư phía đầu cuối khách hàng … để có thể khai thác thêm một số dịch vụ giátrị gia tăng trên mạng này Đây là một mạng rất phức tạp, rất cũ và rất rộngnhưng đóng vai trò rất lớn trong viễn thông

ISDN (Intergrated Service Digital Network) là mạng số tích hợp dịch

vụ. ISDN cung cấp nhiều loại ứng dụng thoại và phi thoại trong cùng mộtmạng Nó có nhiều cấu hình khác nhau tuỳ thuộc vào hiện trạng mạng viễnthông từng nơi ISDN cung cấp nhiều kiểu kết nối với các tốc độ đáp ứngkhác nhau do vậy có thể triển khai thêm một số dịch vụ mới so với PSTN tuynhiên mạng này cũng không đủ khả năng thích ứng với sự phát triển của cácloại hình dịch vụ ngày nay

Mạng di động GSM (Glabol System For Mobile Telecom) là mạng cungcấp dịch vụ thoại như PSTN nhưng thông qua đường truy nhập vô tuyến.Mạng này chuyển mạch dựa trên công nghệ ghép kênh theo thời gian và côngnghệ ghép kênh phân chia theo tần số

Hiện nay các nhà cung cấp dịch vụ thu được lợi nhuận phần lớn từ cácdịch vụ như Leased Line, Frame relay, ATM và các dịch vụ kết nối cơ bản.Tuy nhiên trong tương lai sẽ khác, lợi nhuận từ các dịch vụ trên sẽ giảm vàđòi hỏi các nhà cung cấp dịch vụ phải tìm ra các dịch vụ mới để khai thác vàđảm bảo lợi nhuận Trên con đường đó thì việc khai thác các dịch vụ dựa trên

IP là một hướng đi đúng đắn và đã chứng tỏ rõ sự phù hợp qua một số dịch vụmới được khai thác như dịch vụ mạng riêng ảo VPN…

1.4 Mạng viễn thông Việt Nam

Nước ta hiện nay ngoài mạng chuyển mạch công cộng còn có các mạngcủa một số dịch vụ khác Riêng mạng Telex là không kết nối vào mạng thoạicủa VNPT, các mạng khác đều kết nối vào mạng thoại của VNPT thông quacác đường trung kế các bộ tập chung các kênh thuê bao thông thường … Xét

về khía cạnh hệ thống, mạng viễn thông Việt Nam gồm: mạng chuyển mạch,mạng truyền dẫn, mạng truy nhập và các mạng chức năng

Hệ thống chuyển mạch: Với cấu trúc mạng hiện nay thì mạng chuyển

mạch của VNPT chia làm 4 cấp dựa trên các tổng đài chuyển tiếp quốc tế,chuyển tiếp quốc gia, nội tỉnh và nội hạt Các tổng đài chuyển tiếp quốc tếđược đặt tại ba trung tâm là Hà Nội, Tp HCM và Đà Nẵng, các tỉnh thànhkhác nhau có các cấu trúc mạng khác nhau với nhiều tổng đài Host Các tổngđài hiện có phổ biến trên mạng viễn thông Việt Nam là: các tổng đài VKXliên doanh giữa Việt Nam và Hàn Quốc, A1000E của Alcatel, NEAX61∑ củaNEC, AXE10 của Ericsson, EWSD của Siemens Các công nghệ chuyển

mạch đang sử dụng là chuyển mạch kênh cho mạng PSTN, X.25 cho mạng

Frame relay và ATM cho truyền số liệu

Nhìn chung mạng chuyển mạch hiện nay còn nhiều cấp và việc điềukhiển bị phân tán trong mạng (điều khiển nằm tại các tổng đài)

Hệ thống truyền dẫn: Mạng truyền dẫn của Việt Nam hiện nay sử

dụng cả vô tuyến và hữu tuyến Về vô tuyến có các hệ thống viba sử dụngcông nghệ PDH bên cạnh đó còn có các đường truyền qua vệ tinh đi quốc tế.Trong truyền dẫn hữu tuyến thì phổ biến là cáp quang tuy vậy vẫn có nhữngđoạn dùng các loại cáp khác Về truyền dẫn quang thì Việt Nam đang khaithác các thiết bị của nhiều hãng khác nhau cho từng hệ thống Các hệ thống

truyền dẫn quang chủ yếu sử dụng

- Liên kết các thành phần trên với nhau

- Truyền dẫn là phần nối các node chuyển mạch vời nhau huặc nodechuyển mạch với thuê bao để truyền thông tin giữa chúng

- Người ta sử dụng các phương tiện truyền dẫn khác nhau như: thôngtin dây trần, thông tin cáp quang, thông tin vệ tinh công nghệ SDH với cáccấp độ ghép các nhau như STM-4, STM-16 hay STM – 64 cho các tuyến liêntỉnh còn trong tỉnh có thể là STM-1 hay STM-4 tùy vào nhu cầu dung lượngthực tế và tương lai Vừa qua VNPT đã đưa vào khai thác hệ thống truyền dẫnBackbone Bắc – Nam 20Gbit/s dựa trên công nghệ ghép kênh phân chia theobước sóng DWDM sử dung thiết bị của Nortel.

Hệ thống báo hiệu: Hiện tại mạng viễn thông Việt Nam sử dụng cả hai

loại báo hiệu là R2 và SS7 Mạng báo hiệu SS7 đã và đang thay thế dần báohiệu R2 trong từng công đoạn báo hiệu, tuy vậy với mạng thoại thì báo hiệuR2MFC vẫn được sử dụng phổ biến Hệ thống SS7 đã được triển khai với mộtcấp STP (điểm chuyển giao báo hiệu) tại ba trung tâm Hà Nội,Tp HCM và ĐàNẵng.

Hình 1.3 Hệ thống báo hiệu Việt nam

Hệ thống truy nhập: Hiện tại trên mạng có nhiều loại truy nhập

khác nhau tuỳ thuộc vào từng loại mạng với từng loại dịch vụ Trong di động,truyền hình ta có truy nhập vô tuyến với nhiều công nghệ khác nhau nhưMMDS, LMDS, GPRS, CDMA, FDAM…Gần đây còn có thêm truy nhậpWLAN cũng được triển khai tại một số địa điểm Về truy nhập hữu tuyến ta

có truy nhập bằng thoại truyền thống, ADSL, truy nhập qua đường cáp truyềnhình, qua đường điện lực và công nghệ mong đợi sẽ là truy nhập quang tớitừng hộ gia đình…

1.5 Nhiệm vụ của tổng đài số

Nhiệm vụ báo hiệu: Đây là nhiệm vụ trao đổi với mạng bên ngoài bao

gồm các đường dây thuê bao và trung kế đấu nối tới các máy thuê bao hay cáctổng đài khác

Nhiệm vụ xử lý thông tin báo hiệu và điều khiển thao tác chuyểnmạch: Thiết bị điều khiển chuyển mạch nhận các thông tin báo hiệu từ cácdây thuê bao và trung kế, xử lý các thông tin này và đưa ra các thông tin điềukhiển để hoặc cấp báo hiệu tới các đường dây thuê bao hay trung kế hoặc đểđiều khiển thiết bị chuyển mạch và các thiết bị phụ trợ tạo tuyến nối

Tính cước: Nhiệm vụ này là tạo ra các số liệu cước phù hợp với từng

loại cuộc gọi sau khi cuộc gọi kết thúc Số liệu cước này sẽ được xử lý thànhcác bản tin cước phục vụ công tác thanh toán cước

Tất cả các nhiệm vụ trên được thực hiện có hiệu quả nhờ sử dụng máytính điều khiển tổng đài

Kết luận chương: Trong chương 1 này em đã trình bày tình hình

chung vễ mạng viễn thông của Việt Nam Cùng với đó là sơ lược lịch sử pháttriển của tổng đài số nhằm nêu lên nhiệm vụ của tổng đài số SPC và của tổngđài NEAX61

CHƯƠNG II TÌM HIỂU TỔNG ĐÀI SỐ SPC

2.1 Cấu trúc của tổng đài SPC

- Giao tiếp thuê bao, giao tiếp trung kế

- Thiết bị ngoại vi, báo hiệu

- Thiết bị ngoại vi chuyển mạch

- Thiết bị điều khiển trung tâm

- Thiết bị giao tiếp người máy

Cấu trúc của tổng đài SPC nói chung như ở hình 1.1 Ngoài ra tổng đàiquốc tế còn có các khối : tính cước, thống kê, đồng bộ mạng, trung tâm xử lýthông tin, thiết bị giao tiếp thuê bao xa…

2.2 Giao tiếp thuê bao, giao tiếp trung kế

2.2.1 Giao tiếp thuê bao

Thiết bị giao tiếp thuê bao gồm các mạch điện kết cuối cho các loại :thuê bao thường, thuê bao bỏ tiền, thuê bao PABX (Private automatic brandexchange)

Đối với thuê bao thường nó nối được với 512 hoặc 256 thuê bao

Đối với thuê bao PABX kết cuối được với 128 hoặc 256 thuê bao

Ngoài ra thiết bị giao tiếp thuê bao đường dây còn giao tiếp với thiết bị

đo thử ngoài, đo thử trong, thiết bị cảnh báo và thiết bị nguồn

Mỗi thuê bao đều có mạch thuê bao riêng để giao tiếp với đường dâythuê bao và thiết bị tổng đài Như vậy mạch giao tiếp đường dây thuê bao có

7 chức năng được viết tắt là BORSCHT :

B: Cấp nguồn ( Battery ) : Dùng bộ chỉnh lưu tạo các mức điện áp theo

yêu cầu phù hợp với thuê bao từ điện áp xoay chiều Ví dụ: cung cấp điện gọicho từng máy điện thoại thuê bao đồng thời truyền tín hiệu như nhấc máy,xung quay số

O: Bảo vệ quá áp cho thiết bị ( Over voltage – protecting ) : Bảo vệ

chống quá áp cho tổng đài và các thiết bị do nguồn điện cao áp xuất hiện trên

đường dây thuê bao như sấm sét, điện công nghiệp, hoặc do chập đường dâythuê bao Ngưỡng điện áp bảo vệ 75v.

R: Rung chuông (Ringing) : Chức năng này có nhiệm vụ cấp dòng

chuông 25Hz, điện áp 75-90 volts cho thuê bao bị gọi

S: Giám sát trạng thái (Supervision) : Giám sát thay đổi mạch vòng

thuê bao, xử lý thuê bao nhận dạng bắt đầu hoặc kết thúc cuộc gọi và phát tínhiệu nhấc máy, đặt máy từ thuê bao hoặc các tín hiệu phát xung quay số

C: Mã hoá và giải mã ( Code / Decode ) : Chức năng này để mã hoá tín

hiệu tương tự thành tín hiệu số và ngược lại

H: Chuyển đổi 2 dây / 4 dây (Hybrid) : Chức năng chính của hybrid là

chức năng chuyển đổi 2 dây từ phía đường dây thuê bao thành 4 dây ở phíatổng đài

T: Đo thử (Test) : là thiết bị kiểm tra tự động để phát hiện các lỗi như

là : đường dây thuê bao bị hỏng do ngập nước, chập mạch với đường điệnlưới hay bị đứt bằng cách theo dõi đường dây thuê bao thường xuyên có chu

kỳ Thiết bị này được nối vào đường dây bằng phương pháp tương tự để kiểmtra và đo thử

Hình 2.1 Sơ đồ khối của mạch giao tiếp thuê bao

Khối mạch Slip: Làm chức năng cấp nguồn cho đường dây thuê bao,

chuyển đổi 2 dây - 4 dây và chức năng giám sát mạch vòng thuê bao Mạchcấp nguồn ở tổng đài số được sử dụng phương pháp mạch điện tử thông quacác mạch khuếch đại thuật toán có trở kháng cao cùng với mạch điều chỉnhdòng để đảm bảo dòng cấp cho thuê bao là không đổi

Bảo vệ quá áp

Mạch cấp chuông

lọc Thuê bao

PCM ra PCM vào

Khối mạch lọc và Codec: Mạch lọc hạn chế phổ cho tín hiệu thoại

phát đi trong phạm vi (0,3  3,4) kHz, đồng thời trên hướng thu làm chứcnăng khôi phục dãy xung PAM ở đầu ra mạch Codec

Codec làm nhiêm vụ chuyển đổi A-D và ngược lại cho tín hiệu theo 2hướng thu và phát của đường thoại

Ngoài ra đối với giao tiếp thuê bao của máy bỏ tiền hoặc PABX thìngoài chức năng trên còn có các mạch có chức năng đổi cực cấp cho nguồnthuê bao, truyền dẫn xung cước

2.2.2 Giao tiếp trung kế

Giao tiếp trung kế tương tự: Khối mạch này chứa các mạch điện

trung kế dùng cho các cuộc gọi ra, gọi vào và gọi chuyển tiếp Chúng làm cácnhiệm vụ cấp nguồn, giám sát cuộc gọi, phân phối báo hiệu Khối mạch nàykhông làm nhiệm vụ tập trung tải nhưng thực hiện biển đổi A/D ở các tổngđài số

Giao tiếp trung kế số: Nhiệm vụ cơ bản của khối này là thực hiện các

chức năng GAZPACHO, bao gồm :

G: Tạo khung (Gerieration of frame) : Tức là nhận dạng tín hiệu đồng

bộ khung để phân biệt từng khung của tuyến số liệu PCM đưa từ các tổng đàikhác tới

A: Đồng bộ khung (Aligment of Frame) : Để sắp xếp khung số liệu

mới phù hợp với hệ thống PCM

Z: Khử dãy số “ 0 ” liên tiếp (Zero string suppression) : Vì dãy tín hiệu

PCM có nhiều quãng chứa bit “ 0 ” sẽ khó phục hồi tín hiệu đồng bộ ở phíathu nên nhiệm vụ này là thực hiện nén các quãng tín hiệu có nhiều bit “ 0 ”liên tiếp ở phía phát

P: Đảo định cực (Polar conversion) : Nhiệm vụ này nhằm biến đổi dãy

tín hiệu đơn cực từ hệ thống đưa ra thành dãy tín hiệu lưỡng cực và ngược lại

A: Xử lý cảnh báo (Alarm processing) : Để xử lý cảnh báo từ đường

truyền PCM

C: Phục hồi dãy xung nhịp (Clock recovery) : Nhiệm vụ này thực hiện

phục hồi dãy xung nhịp từ dãy tín hiệu thu

H: Tách thông tin đồng bộ (Hunt during reframe) : Tách thông tin đồng

bộ từ dãy tín hiệu thu

O: Báo hiệu (Office signaling) : Thực hiện chức năng giao tiếp báo

hiệu để phối hợp các loại báo hiệu giữa tổng đài đang xem xét và các tổng đàikhác qua đường trung kế.

Hình 2.2 Sơ đồ khối giao tiếp trung kế số

Thiết bị nhánh thu gồm có :

Khối khôi phục đồng bộ: Nhiệm vụ kh«i phục xung đồng hồ

Khối đệm đồng hồ: Thiết lập đồng hồ giữa khung trong và khung ngoài Khối điều khiển đồng bộ: Điều khiển sự làm việc của khối đệm đồng hồ Khối tách báo hiệu: Tách thông tin báo hiệu từ dãy tín hiệu số chung

Thiết bị nhánh phát gồm có:

Khối cấy báo hiệu: Có nhiệm vụ đưa các dạng báo hiệu cần thiết vào dòng số

Khối triệt ‘0’: Tạo ra dạng tín hiệu không có nhiều số ‘0’ liêp tiếp nhau Khối mã hoá: Mã hoá tín hiệu nhị phân thành tín hiệu đường dây.

Hoạt động của mạch: Thông tin số từ đường trung kế được đưa vào

thiết bị chuyển mạch thông qua các thiết bị giao tiếp nhánh thu Dòng tín hiệu

số thu được được đưa tới mạch khôi phục xung đồng hồ, đồng thời dạng sóngcủa tín hiệu vào được chuyển đổi từ dạng lưỡng cực sang mức logic đơn cựctiêu chuẩn, mức tín hiệu đơn cực này là mã nhị phân Thông tin trước khi đưađến thiết bị chuyển mạch được lưu vào bộ đệm đồng bộ khung bởi nguồnđồng hồ vừa được khôi phục từ dãy tín hiệu số Sau đó tín hiệu lấy ra từ bộđệm đồng hồ đưa tới bộ chuyển mạch Dòng thông tin số lấy ra từ thiết bịchuyển mạch được cấy thông tin báo hiệu vào rồi đưa tới thiết bị triệt ‘0’ Cácdãy số ‘0’ liên tiếp trong dãy tín hệu số mang tin được khử tại khối chức năngnày để đảm bảo sự là việc của các bộ lặp trên tuyến truyền dẫn Nhiệm vụ đưabáo hiệu vào và tách báo hiệu ra được thực hiện ở hệ thống báo hiệu kênhriêng còn hệ thống sử dụng báo hiệu kênh chung thì không cần phải thực hiện

2.3.1 Chuyển Mạch T (chuyển mạch thời gian )

Chuyển mạch thời gian T là chuyển mạch dựa trên nguyên lý trao đổi khe thời gian của tín hiệu PCM vào với tuyến PCM ra của bộ chuyển mạch thời gian

Tín hiệu đầu vào được ghi vào bộ nhớ theo phương pháp có điều khiểntức là trình tự các mẫu tín hiệu ở tuyến PCM đầu vào ghi vào bộ nhớ thoại(BM) được quyết định bởi bộ nhớ điều khiển (CM); quá trình đọc các mẫu mãhoá tín hiệu PCM từ bộ nhớ thoại vào các khe thời gian của tuyến PCM thì lạiđược thực hiện theo trình tự lần lượt Mỗi ô nhớ của bộ nhớ CM được làm

việc chặt chẽ với khe thời gian tương ứng của tuyến PCM vào và nó chứa địachỉ của khe thời gian cần đấu nối của tuyến PCM ra Đây là kiểu ghi ngẫunhiên, đọc tuần tự

Chuyển mạch thời gian điều khiển đầu vào (ghi ngẫu nhiên đọc tuần

tự):

Hình 2.3 Sơ đồ khối bộ chuyển mạch thời gian PCM

Hình 2.4 mô tả sự chuyển đổi khe thời gian Ts0 và Ts1 từ tuyến PCMvào sang khe thời gian Ts5 và Ts6 trên tuyến PCM ra Để thực hiện việcchuyển đổi này thì ô thứ nhất và ô thứ hai của bộ nhớ CM phải liên kết chặtchẽ với khe Ts0 và Ts1 của tuyến PCM vào đồng thời 2 ô nhớ này phải chứađịa chỉ ô nhớ trong bộ nhớ BM mà được sử dụng để ghi từ mã PCM mangmẫu thoại của khe Ts0 và Ts1 Vì đọc ra tại Ts5 và Ts6 trên tuyến PCM ra nên

2 từ mã đó phải được đọc vào ô thứ 5 và ô thứ 6 của bộ nhớ BM Vậy ô thứnhất và ô thứ hai của bộ nhớ CM ghi các giá trị địa chỉ ô thứ 05 và ô thứ 06của bộ nhớ BM

Quá trình điều khiển: Bộ điều khiển chuyển mạch quét lần lượt nội

dung các ô nhớ của bộ nhớ CM theo thứ tự 00, 01, đồng bộ với thứ tự củakhe PCM đầu vào Khi đọc ô nhớ thứ nhất cũng là lúc khe thời gian thứ nhấtxuất hiện ở đầu vào bộ nhớ thoại, cùng lúc đó nội dung ô nhớ thứ nhất của

CM là địa chỉ của ô nhớ trong BM được đọc vào Qua bus địa chỉ, lệnh ghiđược đưa tới cửa điều khiển mở cho ô thứ 5 của bộ nhớ BM Giá trị ở khe Ts0

được ghi vào ô nhớ thứ 5 Bước tiếp theo cũng như vậy và 8 bit của khe Ts1

cũng được ghi vào ô thứ 6 của bộ nhớ BM Kết quả là khe thời gian Ts0 và Ts1

ở đầu vào tương ứng được chuyển mạch đến khe thời gian Ts5 và Ts6 ở đầu ra

Bộ nhớ thoại có số lượng các ô nhớ bằng số lượng khe thời gian đượcghép trong khung của tuyến dẫn PCM đưa vào Nếu các tuyến PCM đưa vào

có N khe thời gian thì các bộ nhớ thoại và điều khiển cũng sẽ có N ô nhớ

Ở bộ nhớ thoại mỗi ô nhớ có 8 bít nhớ để ghi lại 8 bit mang tin của mỗi từ mãPCM đại diện cho một mẫu tín hiệu tiếng nói

Bộ nhớ điều khiển có số lượng ô nhớ bằng bộ nhớ thoại nhưng mỗi ônhớ của nó số lượng bit nhớ tuỳ thuộc số lượng khe thời gian của các tuyếnghép PCM; chúng có quan hệ với nhau theo hệ thức:

2 r = c

Trong đó r: số bit nhớ của một ô nhớ ở bộ nhớ điều khiển.

C: số lượng khe thời gian của tuyến ghép PCM.

Thông thường số lượng khe thời gian của các tuyến ghép chuẩn trongcác hệ thống chuyển mạch là 256, 512,1024, lúc đó số lượng các bit nhớtrong bộ nhớ điều khiển là 8, 9, 10, bit

Chuyển mạch điều khiển đầu ra (ghi tuần tự đọc ngẫu nhiên)

Cấu tạo giống bộ chuyển mạch đầu vào nhưng nguyên lí hoạt động thìkhác, đó là ghi tuần tự đọc ngẫu nhiên Tín hiệu từ đường PCM vào được ghilần lượt trong bộ nhớ BM Điều đó có nghĩa là giá trị ở Ts0 được đọc vào ôthứ nhất, Ts1 vào ô thứ hai Khi đọc ra thì đọc theo địa chỉ ghi tương ứngtrong bộ nhớ CM Muốn chuyển mạch từ khe Ts ở đầu vào đến Ts ở đầu ra

thì ô nhớ thứ 5 của bộ nhớ CM phải có nội dung là 00 (địa thuê bao của tổngđài hoặc giữa tổng đài này với tổng đài khác.chỉ ô thứ nhất của BM) Khi bộđiều khiển đến ô thứ 5 của bộ nhớ CM thì 8 bit của ô 00 trong bộ nhớ BMđược đọc đúng vào khe Ts5 của tuyến PCM đầu ra.

Hình 2.4 sơ đồ khối bộ chuyển mạch thời gian

2.3.2 Chuyển mạch S (chuyển mạch không gian)

Cấu tạo của bộ chuyển mạch không gian gồm một ma trận tiếp điểmchuyển mạch kết nối theo khiểu hàng và cột Các hàng đầu vào các tiếp điểmchuyển mạch được gắn với tuyến PCM vào Các cột đầu ra của các tiếp điểmchuyển mạch tạo thành các tuyến PCM ra Ta có một ma trận chuyển mạchkhông gian có kích thước n x n, số tuyến PCM vào bằng số tuyến ra.

Nguyên lí chuyển mạch: Một tiếp điểm chuyển mạch đấu nối một kênh

để điều khiển thao tác chuyển mạch của các tiếp điểm cần có bộ nhớ điềukhiển Bộ nhớ này gồm các hàng nhớ hoặc các cột nhớ tuỳ theo phương thức

điều khiển đầu vào hay đầu ra Nếu bộ chuyển mạch làm việc theo nguyên lýđiều khiển đầu ra thì mỗi cột nối tới các đầu vào điều khiển của các tiếp điểmcủa các cột nhớ điều khiển Số lượng các ô nhớ ở mỗi cột nhớ điều khiểnbằng số khe thời gian của mỗi tuyến PCM đầu vào Trong thực tế ở các tuyếnghép PCM này có từ 256 đến 1024 khe thời gian tuỳ thuộc theo cấu trúc vàqui mô của bộ chuyển mạch Số lượng bit nhớ của mỗi ô nhớ có mối quan hệphụ thuộc vào các tuyến PCM dẫn vào theo hệ thức:

 = ldN hoặc 2  = N

Trong đó : số bit nhớ của mỗi ô nhớ

N: số lượng tuyến PCM vào.

Hình 2.5 Sơ đồ khối bộ chuyển mạch không gian

Điều khiển chuyển mạch không gian: Bộ nhớ điều khiển bao gồm

nhiều cột nhớ ghép song song Mỗi một cột đảm nhận một công việc đấu nốicho một tuyến PCM ra như đã chỉ ra ở hình vẽ Khi đến một khe thời gian,cột nhớ điều khiển đã nhảy đi một bước Dữ liệu ở ô nhớ được đọc và giải mãtạo thành lệnh điều khiển thông một tiếp điểm nối tuyến PCM ra đó với tuyếnPCM vào mà tuyến PCM vào này được nối với tiếp điểm đó

Đối với chuyển mạch không gian số điều khiển đầu ra thì nguyên tắcđấu nối cũng tương tự Tuy nhiên bộ nhớ điều khiển gồm các hàng nhớ Cáchàng nhớ này để cho biết mỗi tuyến PCM vào được phân phối tới tuyến PCM

nào trong 1 khe thời gian thông qua địa chỉ tiếp điểm ghi trong ô nhớ của khethời gian đó.

2.3.3 Các loại chuyển mạch kết hợp

Để khắc phục nhược điểm khi ứng dụng riêng rẽ hai trường chuyểnmạch T và S là tổng đài sẽ có dung lượng nhỏ, hiệu quả kinh tế không cao.Các nhà sản xuất đã nghiên cứu cách phối ghép các trường chuyển mạch T vàtrường chuyển mạch S để tạo nên một trường chuyển mạch có dung lượnglớn

Hình 2.6 Sơ đồ khối trường chuyển mạch T- S - T 4 tuyến PCM

Có nhiều cách phối ghép phù hợp cho mỗi loại tổng đài có dung lượnglớn, trung bình hay bé như : T - S , S - T , T - S - T , S - T - S , T - S - T - S

và T - S - S - T Tuy nhiên cấu hình T - S - T là được dùng phổ biến nhất Nóphù hợp với các tổng đài có dung lượng trung bình

Trường chuyển mạch T - S - T bao gồm hai trường chuyển mạch thời gian

ở hai phía và phân tích bởi một trường chuyển mạch không gian ở giữa.Trường chuyển mạch thời gian vào thực hiện chức năng trao đổi khe thờigian, trường chuyển mạch không gian làm nhiệm vụ trao đổi tuyến PCM

Ta xét trường chuyển mạch T - S - T có n tuyến PCM đầu vào và ntuyến PCM đầu ra Như vậy ở các trường đầu vào và đầu ra có n bộ chuyểnmạch thời gian Trường chuyển mạch không gian có một ma trận chuyểnmạch kích thước n x n Bộ nhớ thoại cũng như bộ nhớ điều khiển của mỗi bộchuyển mạch thời gian và một cột (hay hàng) nhớ điều khiển của bộ chuyểnmạch không gian có C ô nhớ, tương ứng với C khe thời gian của mỗi tuyếnPCM vào và ra Vì vậy có thể đấu nối bất kỳ khe thời gian nào của tuyếnPCM vào tới bất kỳ khe thời gian nào của tuyến PCM ra Ví dụ có 4 tuyếnPCM vào và ra trong trường chuyển mạch kết hợp T – S – T , như vậy chỉ có

4 bộ chuyển mạch thời gian ở mỗi trường chuyển mạch thời gian và trườngchuyển mạch không gian là một ma trận 4 x 4 (như hình 2.6)

Với cấu trúc này các module làm việc độc lập với nhau, do đó thuận lợicho việc mở rộng dung lượng cho tổng đài Bên cạnh những lợi ích đó lànhững hạn chế, khó khăn cho đường truyền và sự trễ không đồng đều Vì thếkhi người ta tách cấp S ra khỏi Module thì độ trễ các thanh dẫn gần như đồngđều Sự lựa chọn mở rộng dung lượng tổng đài hay không phụ thuộc vào hoàncảnh của từng địa phương Mở rộng tổng đài chỉ là một giải pháp nhất thời màthôi

2.3.4 Các thông số đánh giá trường chuyển mạch

Dung lượng trường chuyển mạch được xác định bằng số đường PCMđược đấu nối hoặc số khe thời gian được chuyển mạch hoặc có thể được xácđịnh được bằng tải thoại qua trường chuyển mạch.- Độ tiếp thông trườngchuyển mạch được xác định bởi hệ số tổn thất các tuyến nối quá trình chuyểnmạch Trường chuyển mạch có độ tổn thất nối rất nhỏ gọi là trường chuyểnmạch không vướng

Khả năng phát triển dung lượng chuyển mạch đề cập đến sự linh hoạtkhi có nhu cầu phát triển dung lượng của tổng đài Việc này kéo theo sự cầnthiết phải mở rộng trường chuyển mạch Một tổng đài có trường chuyển mạch

được coi là có khả năng phát triển dung lượng khi việc phát triển đó đượcthực hiện dễ dàng và không gây gián đoạn hệ thống đang hoạt động.

Thời gian chuyển mạch (tốc độ chuyển mạch ): Thời gian chuyển mạch

cho một tuyến nối càng ngắn càng tốt hay tốc độ càng nhanh càng tốt

Độ phức tạp trong điều khiển trường chuyển mạch: Đối với cấu trúc

trường chuyển mạch của một hệ thống khác nhau sự điều khiển của trườngchuyển mạch đó cũng khác nhau Qua đó cũng có thể nhận xét về ưu nhượcđiểm của từng cấu trúc điều khiển của trường chuyển mạch

2.4 Phân hệ điều khiển và xử lý

Điều khiển trong tổng đài SPC: Trong tổng đài SPC, các nhiệm vụ

điều khiển do các bộ xử lý thực hiện để tạo tuyến nối cho các cuộc gọi cũngnhư các công tác khai thác và bảo dưỡng khác Những công việc này đượcthực hiện nhờ quá trình trao đổi báo hiệu Các thông tin báo hiệu được tách ra

ở khối giao tiếp thuê bao hoặc giao tiếp trung kế Sau đó các thông tin nàyđược đưa dến thiết bị xác định báo hiệu Các mạch thu thông tin báo hiệu thuêbao và trung kế đảm nhận công việc này dưới điều khiển của cấp xử lý khuvực mạch giao tiếp thuê bao hoặc trung kế.

Để thực hiện các đấu nối thì bộ điều khiển trung tâm phải nhận đượccác thông tin báo hiệu từ các thiết bị ngoại vi Sau đó thông qua các thông tinbáo hiệu này để đưa ra các lệnh thích hợp Các lệnh này đưa đến các bộ điềukhiển chuyển mạch để điều khiển tạo tuyến nối hoặc đưa đến thiết bị phânphối báo hiệu để cung cấp các dạng báo hiệu cần thiết cho thuê bao hoặcmạch trung kế

Bộ điều khiển trung tâm gồm các bộ nhớ công suất lớn và các bộ nhớtrực thuộc Bộ xử lý này thiết kế tối ưu để xử lý cuộc gọi và các công việcliên quan trong một tổng đài Nó có các chức năng :

+ Nhận xung mã hay chọn số

+ Chuyển các tín hiệu địa chỉ trong trường hợp chuyển tiếp gọi

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