Lêi nãi ®Çu 1 Tr êng §HBK Hµ Néi Khoa §iÖn Tö ViÔn Th«ng Lêi nãi ®Çu §Ó xo¸ bá bïng næ d©n sè trªn thÕ giíi vµ híng tíi sù ph¸t triÓn hoµn mü vÒ mäi mÆt kinh tÕ chÝnh trÞ ngo¹i giao tõ c¬ së h¹ tÇng ®[.]
Trờng ĐHBK-Hà Nội Khoa Điện Tử - Viễn Thông Lời nói đầu Để xoá bỏ bùng nổ dân số giới hớng tới phát triển hoàn mỹ mặt - kinh tế - trị - ngoại giao từ sở hạ tầng đến kiến trúc thợng tầng toàn nhân loại giới Do toàn nhân loại phải có cải tiến kỹ thuật, công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc Cùng với phát triển nhanh chóng nghành khoa học công nghệ điện tử - nghành khoa học công nghệ thông tin không ngừng phát triển phát huy tài Nó đóng vai trò quan trọng lĩnh vực xà hội Để hoà nhịp với phát triển nhanh nghành điện tử viển thông đòi hỏi phải phát triển vợt bậc để phục vụ tốt cho nhu cầu thông tin toàn nhân loại Nó động thúc đẩy phát triển tất nghành khoa học Vì thông tin liên lạc nhu cầu thiếu đời sống kinh tế, trị đất nớc Nghành kinh tế phát triển nhu cầu thông tin phải đáp øng víi nhu cÇu cđa x· héi Song song víi phát triển công nghệ thông tin nói chung nghành viển thông bu điện nói riêng kết cấu hạ tầng sở kinh tế quốc dân Vì vậy, nghành bu điện phải có bớc phát triển nhảy vọt để tạo đà phát triển cho nghành kinh tế khác phải đòi hỏi cải tạo thực công nghệ-kỹ thuật Song song với phát triển mạng lới viễn thông công nghệ vi mạch điện tử đời đáp ứng phần không nhỏ cho mạng viễn thông Trong năm gần đây, để hoà nhịp với phát triển nhân loại công đổi toàn đất nớc nghành bu viễn thông việt nam đà có nhiều cố gắng công đại hoá mạng viễn thông, tiếp nhận công nghệ viễn thông tân tiến nhiều nớc giới Hiện mạng viễn thông việt nam sử dụng nhiều loại tổng đài số nh: TDX- 1B triều tiên, ALCATL 1000, E10, NEX- 61 Th× tỉng NEX- 61E cđa nhËt đợc hình thành đa vào hoạt động từ mục tiêu loại tổng đài có dung lợng lớn, thích ứng với loại hình khí hậu Trong trình học tập nghiên cứu đợc hớng dẫn bảo nhiệt tình thầy PHạM VĂN TUÂN- Khoa Điện tử Viễn thông Trrờng Đại học Bách Khoa với học hỏi cố gắng thân, em đà tiếp thu đợc kiến thức định tổng đài điện tử số Trong đề tài tốt nghiệp em nghiên cøu ba phÇn: PhÇn I : Tỉng quan vỊ tỉng đài SPC Phần II : Tổng quan tổng đài nex - 61e Phần III : Đi sâu nghiên cứu phân hệ ứng dụng Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK-Hà Nội Khoa Điện Tử - Viễn Thông Em xin bầy tỏ lòng biết ơn chân thành thầy Phạm Văn Tuân thầy cô giáo khoa Điện tử viễn thông đà giúp em hoàn thành đồ án Do trình độ hiểu biết thời gian có hạn nên báo cáo em không tránh khỏi thiếu sót Vậy em kính mong đợc tham gia góp ý phê bình thầy hớng dẫn- thầy cô giáo hội đồng ban giám khảo để báo cáo em đợc hoàn thiện Hà Nội, ngày tháng năm 2001 Sinh viên thực Phần I Tổng quan tổng đài SPC ChơngI: Giới thiệu chung I Sơ lợc lịch sử phát triển tổng đài SPC Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK-Hà Nội Khoa Điện Tử - Viễn Thông Để khắc phục hạn chế nhợc điểm loại tổng đài điện thoại nhân công Các nhà chế tạo tổng đài đà cho đời loại tổng đài điện bớc hoàn thiện chúng Tổng đài tự động nấc điều khiển trực tiếp đà đợc chế tạo vào năm 1892 Nó đợc hoàn thiện tổng đài nhân công, sông vẩn có nhiều nhợc điểm nh chứa nhiều phận khí, khả tính toán linh hoạt bị hạn chế, kích thớc cồng kềnh Năm 1982 hÃng Ericsson thuỵ điển đà cho đời loại tổng đài chéo tổng đài đựoc sản xuất dựa sở nghiên cứu kỹ thuật chuyển mạch hoàn thiện phận chức tổng đài nấc, chủ yếu chuyển mạch chÐo Sau ®ã nhiỊu sù thay ®ỉi cã ý nghĩa cách mạngtrong lĩnh vực điện tử đà tạo nhiêu điều kiện tốt để hoàn thiện tổng đài ngang - dọc Và nhiều khối chức điều khiển: ghi phát đấu nối phiên dịch trớc đợc chế tạo sở rơ le điện đà đợc thay máy tính đơn giản chế tạo dạng khối Điều dẫn đến kích thớc tổng đài đợc thu nhỏ hơn, thể tích trọng lợng thiết bị giảm , tổng đài làm việc nhanh, tin cậy cao , dễ vận hành bÃo dỡng Sau công nghệ điện tử phát triển nhanh , đặc biệt kỹ nghệ chế tạo loại mạch tổ hợp mật độ trung bình lớn đà đời tạo điều kiện cho may tính tổng đài điện tử phát triển Tổng đài điện tử số đợc chế tạo khai thác vào năm 1965 tổng đài tơng tự làm việc theo nguyên lý SPC ( Điều khiển theo chơng trình ghi sẵn ) tổng đài nội hạt Tổng đài có nhÃn hiệu ESSN 01 h·ng Bell System chÕ t¹o ë Mü, dïng trêng chuyển mạch điện, có dung lợng từ 10000 đến 60000 thuê bao Nó lu loát lợng tải 600 erlangs thiết lập 30 gọi/ giây Từ năm 1974 - 1976 giai đoạn phát triển hng thịnh có hiệu công nghệ tổng đài số Hiện nay, công nghệ chế tạo tổng đài định hớng vào phong thức chuyển mạch số áp dụng cho chuyển mạch mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN mạng số liên kết đa dịch vụ băng rộng B - ISDN đợc xúc tiến đáp ứng cho mạng thông tin số đại tơng lai II Đặc điểm tổng đài SPC Tổng đài điện tử số SPC làm việc theo nguyên lý điều khiển theo chơng trình ghi s½n ( SPC: Stored Program Control ) Ngêi ta dïng xử lý giống nh máy tính để điều khiển tổng đài loạt lệnh ghi sẵn nhớ Các chơng trình nhớ thay đổi đợc cần thay đổi nguyên tắc điều khiển hay tính hệ thống Nhờ có trung tâm bảo dỡng đợc trang bị trang thiết bị trao đổi ngời - máy với hệ thống xử lý mà công việc đợc Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK-Hà Nội Khoa Điện Tử - Viễn Thông thực dễ dàng Trung tâm bao quát công việc quản lý mạng nh lu lợng tuyến xử lý đờng vòng v.v Tại nhận đợc thông tin cố hỏng hóc tính cớc v.v từ tổng đài khu vực Nhờ mà công tác điều hành bảo dỡng trở nên đơn giản , thuận lợi có hiệu SPC III Nhiệm vụ chung tổng đài SPC Nhiệm vụ báo hiệu Đây nhiệm vụ trao đổi báo hiệu với mạng bao gồm đờng dây thuê bao trung kế , xư lý ®Êu nèi tíi NhiƯm vơ xư lý thông tin báo hiệu điều khiển chuyển mạch Thiết bị điều kiển chuyển mạch nhận thông tin báo hiệu từ đờng dây thuê bao hay trung kế , xử lý thông tin đa thông tin điều khiển để cấp báo tín hiệu tới đờng dây thuê bao hay trung kế điều khiển thiết bị chuyển mạch thiết bị phụ trợ để tạo tuyến nối Nhiệm vụ tính cớc Là tạo số liệu phù hợp với loại cớc sau gọi kết thúc Nhiệm vụ thiết lập gọi Mặc dù hệ thống tổng đài đà đợc nâng cao nhiều từ đợc phát minh , chức nh xác định gọi sau tiến hành phục hồi lại sau gọi hoàn thành Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK-Hà Nội Khoa Điện Tử - Viễn Thông IV Sơ đồ khối tổng đài SPC Đờng dây thuê bao Thiết bị chuyển mạch trung kế tơng tự Trung kế số Thiết bị báo hiệu kênh chung Thiết bị báo hiệu kênh riêng Thiết bị phân phối Thiết bị điều khiển đầu nối Thiết bị đo thử Bus chung Thiết bị trao đổi ngời - máy Bộ xử lý trung tâm Các nhớ Nguồn nuôi Hình 1: Sơ đồ khối tổng đài SPC Chơng II: Khối giao tiếp Khối giao tiÕp gåm giao tiÕp thuª bao, giao tiÕp trung kÕ, mạch thuê bao , mạch trung kế, thiết bị tập trung xử lý 1.Giao tiếp thuê bao Mạch giao tiếp thuê bao bao gồm chức Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK-Hà Nội Bảo vệ áp Khoa Điện Tử - Viễn Thông Mạch cấp chuông SLIC Codec lọc PCM PCM vào Hình 2: Sơ đồ tổng quát mạch giao tiếp thuê bao Chức B :Cấp nguồn chiều cho thuê bao ®ång thêi dïng ®Ĩ trun c¸c tÝn hiƯu nh nhÊc máy quay số Chức O : Bảo vệ áp cho tổng đài Chức S : Báo hiệu giám sát Chức R : Cấp tín hiệu chuông cho thuê bao bị gọi Chức C : Thực biến đổi A/D , D/A Chức H : Chức biến đổi 2/4 dây Chức T : Chức kiểm tra mạch điện đờng dây Giao tiÕp trung kÕ Bao gåm giao tiÕp trung kế tơng tự trung kế số : - Giao tiếp trung kế tơng tự : Khối chứa mạch điện trung kế dùng cho mạch điện gọi ra, gäi vµo vµ gäi chun tiÕp Chóng lµm nhiƯm vơ cÊp ngn gi¸m s¸t cc gäi , phèi hợp báo hiệu Khối mạch không làm nhiệm vụ tập trung tải nhng thực biến đổi A/D tổng đài số - Giao tiếp trung kế số : Chức khối GAZPACHO G : Tại mà khung tức nhận dạng tín hiệu đồng hồ khung để phân biệt khung truyền số liệu PCM đa từ tổng đài tới A : Sắp xếp khung số liệu phù hợp với hƯ thèng PCM Z : Khư d·y sè “0” liªn tiếp P : Đảo cực tức biến đổi tín hiệu đơn cực thành lỡng cực đờng dây A : Xử lý cảnh báo từ đờng truyền PCM C : Phơc håi d·y xung nhÞp tõ d·y tÝn hiƯu thu đợc H : Tách thông tin đồng O : báo hiệu liên tổng đài Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK-Hà Nội Khoa Điện Tử - Viễn Thông Từ thiết bị điều khiển tới Trung kế Mà hoá đờng dây Triệt Chèn báo hiệu vào Đến thiết bị chuyển mạch Trung kếGiải đến mà khôi phục CLK đệm đồng Nhận dạng cảnh báo điều khiển đồng Tách báo hiệu Hình 3: Sơ đồ khối giao tiếp chung Chơng III: Trờng chuyển mạch Trong tổng đài điện tử, thiết bị chuyển mạch phận chủ yếu có kích thớc lớn Quá trình phát triển tổng đài gắn liền với phát triển chuyển mạch Nếu ta coi điều khiển trung tâm khối óc tổng đài chuyển mạch đóng vai trò trái tim hệ thống Tại mạch thông tin đợc tạo lập toả đến thuê bao Thiết bị chuyển mạch có chức sau : - Chức chuyển mạch : Là nối kênh đầu vào với kênh đầu để tạo tuyến nối cho gọi thuê bao, thuê báo trung kế trung kế với - Chức truyền dẫn : Trên sở tuyến nối đà thiết lập, thiết bị chun m¹ch thùc hiƯn trun dÉn tÝn hiƯu tiÕng nãi tín hiệu báo hiệu thuê bao Hệ thống chuyển mạch tơng tự chia làm loại : Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK-Hà Nội Khoa Điện Tử - Viễn Thông Chuyển mạch thời gian Phơng thức gọi chuyển mạch PAM ( Pulse Amplitude Modulation ) đợc chuyển cạch theo phơng pháp điều biên xung Các số liệu đa vào đợc nạp vào khe thời gian đợc giữ từ bên đầu vào mạng chuyển mạch đến phía đầu Mỗi đờng thoại đợc định hình với khe thêi gian thĨ XX Khe thời gian đầu vào Luồng khe thời gian đầu vào Luồng khe thời gian đầu ra4 X Y X 2 X Hình 4: Quy trình chuyển mạch theo thời gian Hình mô tả quy trình chuyển mạch theo khe thời gian Khe thời gian đa vào đợc ghi lại tạm thời nhớ đệm Nh hình vẽ dới khe thời gian đầu vào đợc lu giữ địa đến địa X khung thể luồng đầu vào Số liệu khe thêi gian thø 1, thø vµ khe thø X tơng ứng Chức chuyển mạch khe thời gian liên quan đến việc chuyển mạch từ khe thời gian đợc đa vào đến khe thời gian đợc chọn ngẫu nhiên đa Ví dụ : Nếu chuyến mạch từ khe thời gian thứ luòng đầu vào đến khe thứ x luồng đầu Thông tin từ thuê bao đợc ghi khe thời gian đa vào số2 dợc gửi đến thuê bao đợc thị khe thời gian thứ X đầu 2.Chuyển mạch không gian phơng pháp chuyển mạch không gian Khe thời gian tơng ứng tuyến PCM vào khác đợc trao đổi cho Mỗi mẫu tín hiệu PCM khe thời gian định trớc tuyến PCM vào, chẳng hạn nh tuyến PCM vào số O đợc chuyển đến khe thêi gian cïng thø tù cđa tun PCM kh¸c nh tuyÕn sè Nh vËy, kh«ng cã sù chËm trƠ trun dÉn cho mÉu tÝn hiƯu chun m¹ch từ tuyến PCM vào đến tuyến PCM khác Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK-Hà Nội Khoa §iƯn Tư - ViƠn Th«ng n 1 Bé nhí ®iỊu khiĨn F F 1 n n Hình 5: Sơ đồ khối chuyển mạch không gian Cấu tạo tổng quát chuyển mạch không gian tín hiệu số gồm có ma trận tiếp điểm đợc kết nối theo kiểu hàng cột Các đầu vào tiếp điểm chuyển mạch đợc gắn vớu tuyến PCM vào Các cột đầu tiếp điểm chuỷên mạch đợc gắn với tuyến PCM Các tiếp điểm chuyển mạch cửa logíc AND “ Cïng tiÕp ®iĨm cã thĨ dïng để đấu nối cho kênh khác Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐHBK-Hà Nội Khoa Điện Tử - Viễn Thông Chơng IV: Đồng bộ, điều khiển xử lý SPC I Đồng Sơ đồ nguyên lý hệ thống đồng tổng đài SPC Bộ chọn nhóm số Kết cuối đKết ờng dây cuối tổng đài PCM Kết cuối tổng Kếtđài cuối đờng dây PCM Chọn đồng hồ Bộ bù Hình 6: Sơ đồ nguyên lý hệ thống đồng tổng đài SPC 2.Sự cần thiết phải đồng Tại tổng đài để thao tác chuyển mạch đợc xác yêu cầu ta phải đồng tốc độ thiết bị chuyển mạch với tốc độ luồng tín hiệu số từ hệ thống khác tới Nghĩa phải đồng khung, khe thời gian hệ tổng đài hệ truyền dẫn số khác Để đồng đợc nh thiết bị luồng số phải đồng theo phơng thức chủ tớ II Điều khiển tổng đài SPC Trong tổng đài SPC nhiệm vụ điều khiển xử lý thực , để tạo tuyến cho gọi nh công việc hành bảo dỡng khác Các công việc đợc thực nhờ trình trao đổi báo hiệu Thông tin báo Đồ án tốt nghiệp