BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CỒNG NGHỆ TP.HƠ CHÍ MINH KHOA : ĐIỆN - ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP BỀ TÀI: BÁO CHÁY YÀ ĐIỀU KHIỂN THIET BỊ QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI 0, & GVHD SVTH MSSV LỚP : : : : TRƯƠNG NGỌC BẢO NGUYỄN VĂN XUÂN 00ĐĐT148 00ĐĐT02 TP.HCM Tháng 01/2005 T R urâẽ úhLv - Ị A ' CNi M MỤC LỤC Lời cảm n Mục lụ c Lời mở đ ầu Phần LÝ THUYẾT .1 Chương TỔNG QUAN VỀ TổNG ĐÀI 1.1 Định nghĩa 1.2 Chức tổng đ i 1.3 Các âm hiệu 1.4 Phương thức chuyển mạch tổng đài điện tử Chương GIỚI THIỆU TổNG QUAN VE MẠNG ĐIỆN THOẠI 2.1 Các thông số tổng đài 2.2 Các hoạt động mạng điện thoại 2.3 Quay số .4 2.4 Kết nối thuê bao 2.5 Tín hiệu ngưng thoại 2.6 Tín hiệu thoại 2.7 Phương thức hoạt động tổng đài thuê bao Chương 3.1 KHẢO SÁT CÁC IC QUAN TRỌNG Giới thiệu khái quát họ IC MCS-51™ 3.1.1 Giới thiệu 3.1.2 Những đặc trưng AT89C51 3.1.3 Tổ chức nhớ 13 3.1.4 Bảo vệ nhớ 20 3.1.5 Hoạt động port nối tiếp 21 3.1.6 Các chế độ hoạt động 23 3.1.7 Khởi động truy xuất ghi cổng nối tiếp 27 ' 3.2 Giới thiệu IC DTMF8880 31 3.2.1 Mô tả chức 31 3.2.2 Cấu hình ngõ vào 31 3.2.3 Cách truy cập gh i 35 3.2.4 Sơ đồ chân 37 2.5 Ý nghĩa chân 38 Phần THIẾT K Ế 39 Chương THIẾT KẾ v t ín h t o n m c h 40 1.1 Sơ đồ khối 40 1.2 Sơ đồ chi tiế t 40 1.3 Thiết kế mạch 43 1.3.1 Mạch cảm biến chuông 43 1.3.2 Mạch đóng tải giả 44 1.3.3 Mạch điều khiển relay 47 1.3.4 Mạch thu phát tín hiệu DTMF 47 1.3.5 Khối xử lý trung tâm .49 1.3.6 Khối xử lý tiếng nói 30 1.3.7 Khối bá o động chỗ 31 1.3.8 Khối khuếch đại 31 1.3.9 Khối ngắt tả i 32 1.3.10 Khối đảo cực 53 1.3.11 Khối điều khiển cảm biến thiết b ị 53 1.3.12 Khối cảm biến cháy 54 Chương THIẾT KẾ PHAN MEM 57 2.1 Giải thuật chương trình 57 2.2 Giải thuật chương trình báo cháy 58 2.3 Giải thuật cảm biến chuông 59 2.4 Giải thuật ngắt điều khiển thiết bị 60 2.5 Giải thuật điều khiển thiết bị 61 2.6 Giải thuật chương trình thay đổi password 62 2.7 Giải thuật chương trình đổi số điện thoại 63 2.8 Giải thuật chương trình ngắt báo cháy 64 2.9 Giải thuật ph át 65 Phần ĐÁNH GIÁ KET q u ả t h i c ô n g v h n g p h t t r ie n đ ề TÀL 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 Phần PHỤ LỤC 68 í ị r l ĩ í í D : ^niđnạ Qlg&e ^Bào- J ln ậ n n tết nghiệp PHẦN LÝ THUYẾT SVTH: Nguyễn V ăn Xn ^ ÍƯ JỠ T )ỉ ^rựtítiụ Qlạ&c (Bầ& M uậit ÓM tết nghitp Chương TỔNG QUAN VỀ TổNG ĐÀI 1.1 Định nghĩa Tổng đài hệ thống chuyển mạch kết nối có hệ thống liên lạc thuê bao với nhau, vổi sô" lượng thuê bao lớn hay nhỏ tùy thuộc vào loại tong đài, khu vực 1.2 Chức tổng đài Tổng đài điện thoại có khả : ❖ Nhận biết thuê bao có nhu cầu xuất phát gọi ♦♦♦ Thông báo cho thuê bao biết sẩn sàng tiếp nhận yêu cầu th bao ❖ Xử lí thơng tin từ th bao chủ gọi để điều khiển kết nối theo yêu cầu ❖ Báo cho thuê bao bị gọi biết có người cần muôn liên lạc ❖ Giám sát thời gian tình trạng thuê bao để ghi cước giải tỏa ♦> Giao tiếp với tổng đài khác để phối hợp điều khiển 1.3 Các âm hiệu ♦>Tín hiệu mời quay sô": Khi thuê bao nhấc tổ hợp để xuất phát gọi nghe âm hiệu mời quay số tổng đài cấp cho thuê bao gọi, tín hiệu hình sin có tần số 425 ± 25 Hz liên tục ❖ Tín hiệu báo bận : Tín hiệu báo cho người sử dụng biết thuê bao bị gọi tình trạng bận trường hợp thuê bao nhấc máy lâu mà không quay sơ" tổng đài gởi âm hiệu báo bận Tín hiệu báo bận tín hiệu hình sin có tần sơ" 425 ± 25 Hz, ngắt qng 0.5s có 0.5s khơng ♦> Tín hiệu chng : Tín hiệu chuông tổng đài cung cấp cho thuê bao bị gọi, tín hiệu hình sin có tần sơ" 25 Hz điện áp 90V hiệu dụng, ngắt quãng tùy thuộc vào tổng đài, thường 2s có 4s khơng ♦> Tín hiệu hồi chng : Tín hiệu hồi chuông tổng đài cấp cho thuê bao gọi, tín hiệu hình sin có tần sơ" 425 ± 25 Hz, hai tín hiệu ngắt quãng tương ứng nhịp chng 2s có, 4s khơng 1.4 Phương thức chuyển mạch tổng đài điện tử ❖ Tổng đài điện tử có phương thức chuyển mạch sau : > Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch không gian (SDM : Space Devision Multiplexing) > Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch thời gian (TDM: Time Devision Multiplexing), có loại: ■ Chuyển mạch bus TMD (TDM Bus Switching) SVTH: N guyễn V ăn Xuân tr n g Jguậ n án t ế t n h íê ft (Bảo- ■ Chuyển đổi khe thời gian TSI (Time- slot Interchange) ■ Chuyển mạch ghép kênh thời gian TMS(Time Multiplex Switching) • Phương thức ghép kênh tương tự theo thời gian (Analog TDM) gồm có : > Ghép kênh phương thức truyền đạt cộng hưởng > Ghép kênh PAM (PAM : Pulse Amplitude Modulation) • Trong kỹ thuật ghép kênh PCM chia loại : điều chế Delta điêu chê PCM • Ngồi ra, đối vổi tổng đài có dung lượng lổn lớn (dung lượng lên đến cỡ vài chục ngàn số) người ta phối hợp hai phương thức chuyển mạch SDM TDM thành T - s - T, T - S , S - T - S • Ưu điểm phương thức kết hợp tận dụng tối đa số link trông giảm bớt số link trống không cần thiết, làm cho kết câu toàn tổng đài trở nên đơn giản Bởi vì, phương thức ghép kênh TDM ln ln tạo khả tồn thơng, mà thơng thường tổng đài có dung lượng lớn, việc dư link khơng cân thiêt Người ta tính thơng thường có tơi đa 10% th bao có u cầu lúc, nên số link trống cần đạt 10% tổng số thuê bao đủ SVTH: N guyễn V ăn Xuân ĩ 4£fư3ỠT): (JntđtiỊj Qlạ&e (Bảa JlitiLtL n tết nụh ìè fL Chương GIỚI THIỆU TổN G QUÁT VE MẠNG ĐIỆN THOẠI 2.1 Các thông số' tổng đài ❖ Tổng đài nối với thuê bao qua đường truyền TIP RING Thông qua đường dây thông tin từ tổng đài đến thuê bao cấp nguồn dịng từ 25 mA đến 40 mA (trung bình chọn 35 mA) ❖ Tổng trở DC gác máy lớn 20 KQ ❖ Tổng trở AC gác máy từ 4KQ đến 10KQ ❖ Tổng trở DC nhấc máy nhỏ 1KQ (từ 0,2KQ -ỉ- 0,6KQ) 2.2 Các hoạt động mạng điện thoại Tổng đài nhận biết hạng thái nhấc máy thuê bao hay gác máy cách sử dụng nguồn chiều 48Vdc«ỉ* Khi gác máy tổng trở DC 20KQ lớn xem hỏ mạch ♦ĩ* Khi nhấc máy, tổng trở DC giảm xuông nhỏ 1KQ tong đài nhận biêt trạng thái thơng qua dịng DC xuất đường dây Sau đó, tong đài câp tín hiệu mời gọi lên đường dây đến thuê bao 2.3 Quay số Người gọi thơng báo số muốn gọi cho tổng đài biết cách gởi số máy điện thoại muốn gọi đến cho tổng đài Có hai cách gởi số đến tổng đ i: > Quay số xung (Pulse —D ialing): Được thực cách thay đoi tong trở DC mạch thuê bao tạo nên xung dòng với số xung tương đương với số muốn quay Bảng quay số kiểu Pulse - Dialing SVTH: N guyễn V ăn X uân Số quay Sô" xung 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 éịíO^Ỡ^D: ^Ịtựetnụ Qlạ&e Oiẵa M uộn án tất nạhiệp >• Quay số Tone (Tone —D ialing): Máy điện thoại phát lúc hai tín hiệu với tần số dao động khác tương ứng với số muôn quay (DTMF : Dual Tone Multi Frequence) theo bảng sau : Bảng phân loại tần số tín hiệu Tone _ Tần số thấp (Hz) Tần số cao (Hz) 697 ± 1,5% 1209 ± 1,5% 697 ± 1,5% 1336± 1,5% 697 ± 1,5% 1477 ± 1,5% 770 ± 1,5% 1209 ± 1,5% 770 ±1,5% 1336 ± 1,5% 770 ± 1,5% 1477 ± 1,5% 852 ± 1,5% 1209 ± 1,5% 852 ± 1,5% 1336 ± 1,5% 852 ± 1,5% 1477± 1,5% * 941 ± 1,5% 1209 ± 1,5% 941 ± 1,5% 1336 ±1,5% # 941 ± 1,5% 1477 ± 1,5% Phím 2.4 Kết nốì thuê bao Tổng đài nhận số liệu xem x é t: > Nếu đường dây nối thơng thoại bị bận tổng đài cấp tín hiệu báo bận r* Nêu đường dây nơi thơng thoại khơng bị bận tổng đài câp cho người bị gọi tín hiệu chng người gọi tín hiệu hồi chuông Khi người gọi nhấc máy, tong đài nhận biết trạng thái này, tổng đài ngưng cấp tín hiệu chng để khơng làm hư mạch thoại thực việc thơng thoại Tín hiệu đường dây đến máy điện thoại tương ứng với tín hiệu thoại cộng với giá trị khoảng 300 mV đỉnh —đỉnh Tín hiệu khỏi máy điện thoại chịu sụy hao đường dây với mát công suất khoảng 10 dB -ỉ- 25 dB Giả sử suy hao 20 dB, suy tín hiệu khỏi máy điện thoại có giá trị khoảng V đỉnh - đỉnh 2.5 Tín hiệu ngưng thoại Khi thuê bao gác máy, tổng đài nhận biết ưạng thái này, cắt thông thoại cho máy đồng thời cấp tín hiệu báo bận cho máy cịn lại SVTH: Nguyễn V ăn X uân 4gfU7ứ7>: trư ơng, Qlạ&e (Bảo- M u ô n n tết nạhỉép 2.6 Tín hiệu thoại Tín hiệu thoại hên đường dây tín hiệu điện mang thơng tin có nguồn gốc từ âm trình trao đổi thuê bao Trong đó, âm tạo dao động học, truyền mơi trường dẫn âm Khi truyền mạng điện thoại, tín hiệu thường bị méo dạng lý do: nhiễu, suy hao tín hiệu đường dây xạ sóng đường dây với tần số khác Để đảm bảo tín hiệu điện thoại nghe rõ trung thực, ngày mạng điện thoại người ta sử dụng tín hiệu thoại có tần số từ 300 Hz -ỉ- 3400 Hz 2.7 Phương thức hoạt động tổng đài thuê bao Tổng đài nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy thông qua thay đổi tổng trở mạch vịng đường dây th bao Bình thường thuê bao vị trí gác máy điện trở mạch vòng lớn Khi thuê bao nhấc máy, điện trở mạch vòng thuê bao giảm xuống khoảng từ 150Q đến 1500Q Tổng đài nhận biết thay đổi tổng trở mạch vòng (tức thay đổi trạng thái thuê bao) thông qua cảm biên trạng thái Tổng đài cấp âm hiệu mời quay số (Dial Tone) cho thuê bao Dial Tone tín hiệu mời quay số hình sin có tần số 425 ± 25 Hz Khi thuê bao nhận biêt tín hiệu Dial Tone, người gọi hiểu phép quay số Người gọi bắt đầu tiến hành gửi xung quay sô" thông qua việc quay số nhấn nút chọn số Tổng đài nhận biết số quay nhờ vào chuỗi xung quay số phát từ thuê bao gọi Thực chât xung quay số trạng thái nhấc máy gác máy thuê bao Nếu đường kết nôi thông thoại bị bận thuê bao gọi bị bận tổng đài phát tín hiệu báo bận cho thuê bao Ẩm hiệu có tần số f = 425 ± 25 Hz ngắt nhịp 0.5s co', 0.5s không Tổng đài nhận biết số thuê bao gọi đến nhận x é t : > Nếu số đầu nằm tập thuê bao tổng đài phục vụ gọi nội đài > Nếu số đầu số qui ước gọi tổng đài phục vụ gọi liên đài qua trung k ế gửi toàn phần định vị sô" quay sang tổng đài đôi phương đe giải mã > Nếu số đầu mã gọi chức đặc biệt, tổng đài thực chức theo u cầu th bao Thơng thường, loại tổng đài nội có dung lượng nhỏ từ vài chục đến vài trăm sơ", có thêm nhiều chức đặc biệt làm cho chương trình phục vụ thuê bao thêm phong phú, tiện lợi, đa dạng, hiệu cho người sử dụng, làm tăng khả khai thác hiệu suất sử dụng tổng đài > Nêu thuê bao gọi rãnh, tổng đài cấp tín hiệu chuông cho thuê bao với điện áp 90Vrms (AC), f = 25 Hz, chu kì 3s có 4s khơng Đồng thời, cấp âm hiệu hồi chuông (Ring Back Tone) cho thuê bao gọi, âm hiệu tín hiệu sin f = 425 -r 25 Hz chu kì nhịp với tín hiệu chng gởi cho th bao gọi > Khi thuê bao gọi nhấc máy, tổng đài nhận biết trạng thái máy tiến hành cắt dịng chng cho th bao bị gọi kịp thời tránh hư hỏng đáng tiếc cho thuê bao Đồng thời, tiến hành cắt âm hiệu Ring Back Tone cho thuê bao gọi tiến hành kết nối thông thoại cho th bao SVTH: Nguyễn V ăn Xn Thơng tín báo hiệu cho kênh truyền kênh Có kiểu CAS: • Register Sig n a llin g: truyền tín hiệu điều khiển Vd: MFC (M u lti Frequency Compelled) • Line Signalling: dùng giai đoạn gọi Có hai phương thức: • Inband: tín hiệu thoại tín hiệu báo hiệu hồn tồn dùng chung băng tần • Out of band: sử dụng đoạn băng tần nhỏ phạm vi KHz mà tín hiệu thoại khơng chiếm hết để truyền tín hiệu điều khiển 1.4 Các thơng số truyền dẫn Hình 0.21 Các nguồn nhiễu suy hao Để thấy chất lượng đặc điểm môi trường truyền cần phải xác định thơng số Từ thơng sơ ta có thê tinh toan, so sanh VƠI moi trường truyền khác xác định tín hiệu nào, đặc điểm thích hợp với mơi trường hay có hiệu bất lợi đơi với mơi trường khác Tuy theo moi trương truyền dẫn mà ta có thơng số liên quan đến mạng liên đài hay liên quan đên mạng liên đài lẫn th bao Ngồi cịn có tham số ảnh hưởng nhiều đến mạng số mạng tương tự ngược lại Sau tham số cần tìm hiểu: • Độ rộng băng tần • Độ suy hao • Nhiễu • TỉsốS/N • Méo • Biên âm • Tiếng dội 1.4.1 Độ rộng băng tần Là khoảng tần số sử dụng truyền dẫn, tín hiệu có phổ tần lọt vào băng tần không bị thông tin truyền Băng tân có the sư dụng cho nhiều kênh tín hiệu Trong truyền thoại, băng tần từ 300 -r 3400Hz, đảm bảo cho người nghe nghe, hiểu nhận giọng người đối thoại Chính tham số định thiết bị truyền dẫn mạng thuê bao hay mạng liên đài phải tuân thủ theo yêu cầu dải tần Với kênh thoại analog, độ rộng băng tân cần thiết 3.1 KHZ, kể khoảng phòng vệ 4KHz Đối với việc ghép đa kênh có yêu cầu khác độ rộng băng tần: Ví dụ: Ghép FDM 12 kênh, độ rộng băng tần 48KHz (60 -T 108KHz) Ghép FDM 900 kênh, độ rộng băng tần 13,188MHz (0.8 4- 14MHz) Ghép TDM lại cần dải tần rộng hơn, theo lí thuyết, để truyền xung vng mà khơng gây méo dạng dải tần phải rộng vô cực (điều không thực tê) Ta thây việc sư dụng ghép kênh FDM TDM số kênh tỉ lệ với độ rộng băng tần kết nối 1.4.2 Độ suy hao Trong thực tế, đường dây truyền dẫn phải có suy hao khơng nhiều Và điều dễ thấy, đường dây dài, suy hao tăng, số điểm kết nối toàn trục tăng, làm tăng độ suy hao Vì vậy, để đặc tníhg cho suy hao này, ta xem kết nơi hai thuê bao chuỗi điện trở măc nôi tiêp dọc theo đường dây R R R w — w - ^ V V -w w R - w R R Hình 0.22 Suy hao chuỗi điện trở Ngồi dây dẫn đặt gần chúng xuất điện dung ký sinh Độ suy hao khả ảnh hưởng quan trọng sử dụng cho tín hiệu xoay chiều -3- A / v ^ - A V ^ M / ^ R R R Hình 0.23 Suy hao điện trở điện dung ký sinh Khi truyền tần số cao, đường dây khơng điện trở R mà trở thành R nôi tiếp cuộn cảm L Vì vậy, sơ đồ tương đương đơn vị chiều dài dây dẫn sau: R L R — w R J— V V ' - L L — L R Hình 0.24 Suy hao điện trở, điện dung ký sinh cảm kháng Ta thấy đường dây lọc cộng hưởng, nghĩa suy hao đường dây tuỳ thuộc vào tần số tín hiệu, suy hao đạt cực tieu tân sơ cộng hương Vì vậy, ta mắc thêm cuộn cảm Lc vào đường dây ứng với mơi loại tín hiệu (mơi tân so) để giảm suy hao Nêu tần sô truyền dẫn cao gây hiệu ứng da làm tăng suy hao, giảm Chat lượng truyền dẫn, làm hẹp dải tần Với mạng th bao xem suy hao đồng dải tần Phương pháp mắc thêm cuộn dây áp dụng mạng liên đài phần analog mà thơi Ngồi ra, người ta dùng Repeater để bù suy hao đường truyên 1.4.3 Nhiễu Nhiễu định nghĩa loại tín hiệu kênh, cho thơng tin khơng liên quan khơng có ý nghĩa nơi thu Có nhiều loại nhiễu: • Nhiễu (Background noise): nhiễu tồn khơng có tín hiệu mang thơng tin • Nhiễu ghép ký sinh: loại nhiễu ảnh hưởng khơng mong mn tín hiệu mang thơng tin từ kênh gần Nếu truyền thoại nhiễu xuyên âm Nhiễu xuyên âm có hình thức sau: > Nhiễu xun âm đầu gần: phần tín hiệu truyền từ thuê bao A sang thuê bao B lọt vào thuê bao c đặt gần thuê bao A, xảy hai đôi dây truyền dân đặt ngược chiều > Nhiễu xuyên âm đầu xa: giông thuê bao c đặt gần thuê bao B (xảy hai đôi dây truyền dẫn thuận chiều nhau) Nhiễu xuyên âm đầu gần gây tác hại tín hiệu gây nhiễu nằm ngõ tái tạo có cường độ mạnh tín hiệu thu đầu vào tái tạo yếu Xuyên âm chia làm hai loại: > Xuyên âm hiểu được: nghe ta hiểu nội dung thoại xuyên nhiễu Xuyên nhiễu hiểu ảnh hưởng đến tính bảo mật dịch vụ viên thông CCITT khuyến nghị mức sai biệt âm hiệu thử mức xuyên âm 58dB > Xuyên âm không hiểu được: ta nghe âm nhiễu mà không hieu nội dụng hội thoại • Nhiễu tác nhân ngồi hệ thống như: sấm sét, tia lửa điện, nhiễu vũ trụ Tóm lại, tượng nhiễu xảy đường truyền Analog Digital, không xảy dây sợi cáp, mà xảy môi trường truyền dẫn khác, ke tổng đài Do đó, phải tránh ảnh hưởng nhiễu nhiều tot khơi phục tín hiệu bị ảnh hưởng nhiễu 1.4.4 Tỉ SỐ'S/N (Signal to Noise Ratio) Tỉ lệ cho thấy chất lượng đường truyền độ ảnh hưởng nhiễu lên tín hiệu Đối với tín hiệu Analog, nhiễu khuếch đại đồng thời với tín hiệu repeater; gây ảnh hưởng đến chất lượng đường truyền Đối với tín hiệu digital, tái tạo có nhiệm vụ sửa dạng xung, nhiễu bị khử, kết tín hiệu đầu thu có chất lượng tương đương đầu phát Các tiêu chuẩn S/N loại kênh thơng tin: • Thoại (BW = 3.1 KHz): S/N □ 50dB • Am nhạc (BW = 15KHz): S/N □ 47dB • Hình (BW = 5KHz): S/N □ 52dB 1.4.5 Méo Méo tín hiệu đầu thu sai khác so với đầu phát biên độ hay pha Ta chia thành loại sau: ❖ Méo phi tuyến: Méo phi tuyến xảy trường hợp mơi trường truyền dẫn có hàm truyền phi tuyến suy hao thay đổi theo biên độ tín hiệu Do hàm truyền phi tuyến nên đầu phát có thành phần sine tần số f, đầu thu xuất thêm hài bậc cao 2f, 3f gây trộn tần số Một phần tần sô" trộn lọc được, sô" lại rơi vào băng thơng tín hiệu chính, tạo thành nhiễu trộn tần làm méo tín hiệu ❖ Méo thời gian trễ truyền dẫn: Thời gian truyền dẫn thời gian cần thiết để truyền tín hiệu từ máy phát đến máy thu Khi tín hiệu gồm tổ hợp nhiều tần sơ" thời gian khác tần sô" khác Điều gây méo tín hiệu tái tạo tín hiệu đầu thu Đương nhiên, đường dây dài méo thời gian trễ rõ nét, để khắc phục, người ta dùng cân thời gian để trì hỗn không dài làm tăng thời gian chiếm dụng đường truyền thành phần tần sô" cao vốn truyền nhanh ❖ Méo lượng tử: Méo lượng tử méo xảy châ"t việc lượng tử hoá Mỗi lần lượng tử với thời gian lấy mẫu T ta lây giá trị trung bình tín hiệu khoảng thời gian (t, t+T) làm giá trị việc lượng tử, gây sai sô" dẫn đến méo Trong hệ thơng chưa hồn tồn sơ" hố, có thiết bị Analog thiết bị Digital, tín hiệu chuyển từ Analog sang Digital ngược lại phải qua lần A/D hay D/A, hẳn gây méo Méo khơng triệt tiêu hồn tồn, giảm cách giảm T (tăng tần sô" lấy mẫu) Méo lượng tử đo qd (Quanteriãng distortion) Một qd méo sau lần biến đổi A/D CCITT khuyến nghị tối đa 14qd cho lưu thoại quốc tế Do đó, để thoả mãn yêu cầu méo lượng tử mạng quốc nội khơng vượt q 5qd ERROR Hình 0.25 Lượng tử hố nhiễu 1.4.6 Biên âm Khi nói điện thoại, người ta muốn nghe giọng nói ống nghe Am gọi biên âm Nếu âm lượng biên âm lớn tiếng ồn chung quanh át đàm thoại, tiếng nói gây khó chịu đàm thoại Do đó, máy điện thoại cịn có mạch cân biên âm mà sở tổng trở đường dây thuê bao 1.4.7 Tiếng dội Tiếng dội xảy đường truyền loại dây Khi mạch Hybrid không tuyệt đối cân Một phần tín hiệu đàm thoại hồi tiếp tạo thành tiếng dội Để khắc phục, mạch Hybrid, người ta dùng triệt tiếng dội đặt cuối đường truyền Nguyên lý triệt tiếng dội dùng lượng hướng kiểm soát mức suy hao lượng hướng Tiếng dội gây bất ổn mạng nếu: • Tín hiệu sau hai lần phản xạ có mức cơng suất lớn mức tín hiệu • Pha tín hiệu phản xạ nghịch pha với pha tín hiệu Hiện tượng bất ổn rết nguy hiểm cần phải loại trừ cách: độ lợi khuếch đại phải bù vừa với độ suy hao dọc đường dây suy hao Hybrid Nhưng thực tế để an toàn, độ lớn giảm xuống thấp vài dB 1.5 Mạng cáp nội hạt 1.5.1 Kết nối thuê bao Là việc kết nối thuê baó tổng đài đảm bảo chúng giao tiếp với đôi dây Thường nhiều đôi dây nhiều thuê bao đặt vào chung dây cáp Vì mạng cáp gọi mạng tiếp cận thuê bao Sau sơ đồ mạng điện thoại cho thấy kết nối thuê bao tổng đài Hình 0.26 Mạng điện thoại vùng có khu dân cư Hình 0.27 Mạng điện thoại vùng có hai khu dân CƯ Hình 0.28 Mạng điện thoại vùng có ba khu dân cư Nếu mạng điện thoại vươn toàn quốc hay tồn cầu mạng đề cập phải mạng phân cấp khơng dùng mơ 1.5.2 Phân cấp mạng điện thoại Hình 0.29 Câu trúc mạng hình Hình 0.30 Câu trúc mạng hình mắt iưổi 1.5.3 Phân cấp mạng theo tiêu chuẩn CCITT IC Tong dài 4|uếc tế Tổng đài cấp IVỈBgđài cấp TểngdãHlnícấi» Tổng đài cấp Tống đil nội h*t Hình 0.31 Phân cấp mạng theo tiêu chuẩn CCITT 1.5.4 Mạng đường dây thuê bao Mỗi thuê bao đến tổng đài đôi dây, tất đôi dây tập trung tập điểm DP (Distributing Point) Đây nơi nối cáp đường dây thuê bao Telephone Hình 0.32 Mạng đường dây thuê bao DP Sau đó, tất cáp tập trung hợp phân phối cáp CCP (Cross Connection point) X 50 đôi X 50 đ ô i X 300 đôi Tổng đài X 50 đơi Hình 0.33 Mạng đường dây th bao CCP Một hệ thống CCP tạo thành mạng thứ cấp mạng thứ cấp nối vào mạng sơ cấp Mạng sơ câp mạng nôi từ MDF (Main Distributing Frame) tổng đài đến hộp phân phối cáp CCP 1.6 Phương thức làm việc tổng đài thuê bao Bất mạng Viễn thơng để hoạt động tốt có hiệu phải có bắt tay phận với thơng qua tín hiệu điều khiển Tín hiệu phương tiện để điều hành mạng nhờ mà thiết lập giải tỏa gọi, biết trạng thái đối phương Giữa thuê bao tổng đài, tổng đài trung tâm điều hành phải trao đổi thông tin lẫn để quản lý gọi tồn mạng Tiến trình thiết lập gọi chia làm ba giai đoạn: thiết lập, giám sát giải tỏa Để dễ hiểu, ta xét quy trình thiết lập gọi hai thuê bao điện thoại thông qua trung tâm 1.6.1 Quy trình thiết lập gọi Trước thực gọi thuê bao gọi nhấc máy tổng đài nhận biết qua cảm biến Ngược lại, tổng đài phát trở lại cho thuê bao gọi tín hiệu mời quay sơ" (Dial Tone) Người gọi quay số truyền đến trung tâm chuyển mạch Trung tâm chuyển mạch kiểm tra trạng thái nơi bị gọi: > Nếu thuê bao bị gọi bận tổng đài cấp tín hiệu báo bận (Busytone) cho thuê bao gọi > Nếu th bao bị gọi khơng bận tổng đài sẽ: •S Cấp tín hiệu chng làm rung chng bên bị gọi S Cấp tín hiệu hồi âm chng (Ringbacktone) cho bên gọi báo cho biết bên bị gọi gác máy > Nếu tổng đài không thực gọi, tổng đài gửi cho người gọi thông điệp mời gọi lại Khi thuê bao bị gọi nhấc máy, tổng đài tự động nhận biết nhờ cảm biến Tổng đài tắt tín hiệu chng, tín hiệu Ringbacktone hai bên thiết lập đường thông thoại hai thuê bao Khi hai thuê bao gác máy, đường liên lạc giải tỏa Th bao cịn lại cấp tín hiệu báo bận Trong trường hợp thuê bao bị gọi nằm trạm chuyển mạch khác phải có kết nôi tổng đài trung kế sau: thuê bao gọi chiếm đường trung kế thơng qua chuyển mạch Thường việc muốn chiếm trung kế tổng đài nhận biết thông qua số số gọi Ví dụ gọi liên tỉnh Đồng Nai là: (Mã quốc gia), 61 (Mã tỉnh) Và trung kế xem thuê bao bị gọi có bận hay khơng Nếu bận báo cho bên gọi, ngược lại chiếm trung kế, trung kế thuê bao nhấc máy (tổng đài điều khiển trung kế giả nhấc máy), báo cho tổng đài bên gọi yêu cầu ghi sơ" đầu kia, cho địa truyền Tổng đài đầu cuối gửi tín hiệu “chớp lây” Điều báo ghi trạng thái sấn sàng Tổng đài nơi phát gửi sô" địa đến cho tổng đài nơi thu Khi hai thuê bao gác máy, trung kê" điều khiển gác máy báo bận cho thuê bao lại Cụ thể theo mười tầng sau: Tín hiệu nhấc máy (off-hook): thuê bao muốn thực gọi trước hết phải nhấc ống nghe Thủ tục cần thiết phát tín hiệu nhấc máy cịn gọi tín hiệu truy cập đường truyền, thơng báo với tổng đài để chuẩn bị điều khiển gọi Việc nhấc ống nghe làm giải phóng tiếp điểm, điều tạo thành mạch vòng tổng đài điện thoại Khi mạch hình thành, thiết bị bên tổng đài kích hoạt loạt tín hiệu hướng đến phần thích hợp tổng đài khởi phát Khi ống nghe đặt xuống trạng thái rảnh rỗi, tiếp điểm bị ấn xuống tín hiệu truy cập gửi đến tổng đài khơng cịn nữa, mạch vịng bị cắt gọi khơng cịn thực thi, nhờ tiết kiệm lượng Năng lượng đường dây thuê bao cấp nguồn pin tổng đài, u cầu dịng chiều Nguồn pin sạc bỡi nguồn điện xoay chiều thông qua chỉnh lưu nguồn trì cung cấp điện cho tổng đài thời gian xác định nguồn điện bị hư Sự nhận dạng thuê bao gọi: gọi phát đơn vị kết cuối đường thuê bao thực gọi (SLTU) tổng đài, đơn vị quy định số thiết bị (EN - Equipment Number) Chỉ số cần dịch sang số thư mục thuê bao (DN - Directory Number) Do đó, cần phải dùng bảng dịch Trong tổng đài cơ, chúng giữ dây nối luận lý Trong tổng đài SPC (tổng đài chuyển mạch kỹ thuật số), chúng giữ nhớ máy tính Hệ thống điều khiển cần phải nhận dạng thuê bao gọi hai lí Thứ nhất, th bao gọi cần phải trả cước cho gọi Thứ hai, cần phải tiến hành thỏ tục kiểm tra xem thuê bao có phép thực gọi đường dài hay không Thông tin cần thiết lưu trữ Record mô tả chủng loại dịch vụ thuê bao Sự phân phối nhớ kết nối thiết bị dùng chung: chức thuộc nguyên lý bên tổng đài điều khiển Một vài yếu tố luận lý cần làm sáng tỏ kiện trình thực thi gọi, đưa định hành động cần thiết khởi động hoạt động khác Khi tổng đài nhận tín hiệu truy cập (off-hook signal), hệ thống điều khiển phải phân phối thiết bị dùng chung cho gọi cung cấp đường dẫn cho đường dây gọi Điều hình thành nên nhóm thiết bị bị chiếm dụng lâu, thiết bị cần thiết suốt gọi loại thiết bị sử dụng ngắn hạn cần giai đoạn thiết lập gọi mà Trong tổng đài analog, cầu truyền dẫn phân tách đường mang tín hiệu xoay chiều với thành phần chiều xuyên qua tổng đài ví dụ loại thiết bị thứ Trong tổng đài SPC record gọi, vùng nhớ bị chiếm giữ suốt tiến trình gọi Loại thiết bị thứ hai bao gồm thu lưu trữ chữ số cấu thành địa thuê bao bị gọi Các chữ số nhận dạng thuê bao bị gọi mà cịn cung cấp thơng tin cần thiết để định tuyến gọi xuyên qua mạng Trong tổng đài cơ, chữ số lưu trữ register tổng đài SPC lưu giữ nhớ Khi nhớ phân phối, âm hiệu mời quay số (Dialtone) gửi đến thuê bao gọi để báo tổng đài sẵn sàng tiếp nhận chữ số địa Vì tổng đài thiết kế với thiết bị lưu trữ sở dự báo lưu lượng gọi đến thay cho lưu lượng tổng công tối đa thuê bao thực đồng loạt gọi, có lúc thiếu nhớ Tuy nhiên, thuê bao thông báo điều qua kiện (tạm thời) khơng có âm hiệu mời quay sốđược gửi từ tổng đài Trong tổng đài SPC, khả giảm thiểu cách gia tăng kích thước nhớ, điều có ích lực xử lý bắt kịp với gia tăng tốc độ gọi đến Các chữ số địa chỉ: sau nhận âm hiệu mời quay số, thuê bao nhập chữ sô" địa cách quay số Các chữ số gửi dạng tín hiệu đến tổng đài lưu trữ Hoạt động báo hiệu khía cạnh quan trọng hệ thống điện thoại Phân tích chữ sơ": hệ thống điều khiển phải phân tích chữ số để xác định tuyến từ tổng đài cho gọi Nếu gọi hướng đến thuê bao thuộc tổng đài nội có mạch định tuyến đường dây thuê bao bị gọi Nếu đường dây làm việc với đàm thoại khác gọi khơng thể thực tín hiệu bận gửi đến cho thuê bao gọi Mặt khác gọi hướng tới thuê bao thuộc tổng đài xa, phân phối mạch tuyến thích hợp khỏi tổng đài gốc, việc phân phối bao gồm tuyến dự phòng Nếu tất mạch bận, tín hiệu báo bận gửi đến thuê bao gọi bị từ chối Nếu mạch thích hợp rảnh, bắt lấy khơng thể sử dụng cho gọi khác Trong tổng đài điện, việc chiếm giữ tác động điều kiện mức điện vào thiết bị kết cuối mạch thường xem thao tác đánh dấu (marking) Điều tương tự tổng đài SPC Tuy nhiên, thông tin mạch thường lưu giữ bảng dạng phần mềm, trường hợp mã định vùng liệu cho trước trạng thái mạch Thiết lập đường dẫn chuyển mạch: lúc hệ thông chuyển mạch biết danh định mạch nhập mạch xuất Nhiệm vụ kê" tiếp chọn đường dẫn chúng thông qua chuyển mạch tổng đài Bên hệ thống chuyển mạch có giải thuật chọn đường dẫn chuyển mạch thích hợp Mỗi điểm chuyển mạch đường dẫn chọn phải kiểm tra để đảm bảo khơng trạng thái phục vụ cho gọi khác chiếm lấy rảnh Một lần nữa, điều thực tổng đài điện cách kiểm tra điều kiện, tổng đài SPC cách dò chèn entry bảng xếp Trong tổng đài điện, register (được dùng để nhận lưu trữ chữ sô") phải kết nối đường dẫn thiết lập Dịng chng âm hiệu chng: tín hiệu phải gửi đến đầu xa để tiến hành gọi Nếu thuê bao bị gọi cục bộ, điều thực thơng qua việc gửi dịng điện chng đến kích hoạt chng ữong máy điện thoại bị gọi Nếu th bao khơng phải cục bộ, tín hiệu truy cập phải gửi đến tổng đài nhằm kích họt tiến hành thao tác riêng Các thao tác tương tự mô tả Khi tất kết nối thiết lập cho phép gọi tiến hành mạng nội hạt mạng hợp nối trung kê", dịng điện chng gửi đến th bao đầu xa âm hiệu chuông gửi đến thuê bao gọi Tín hiệu trả lời: tín hiệu trả lời nhận từ thuê bao đầu xa (trong trường hợp tín hiệu truy cập) hay từ tổng đài khác, nhận biết hệ thống điều khiển tổng đài cục Sự truyền phải chấp thuận đường dẫn chuyển mạch chọn xuyên qua tổng đài Dịng điện chng âm hiệu chng phải xoá đường dây thuê bao đầu xa thuê bao gọi Sau hai phần nơi với cơng việc tính cước gọi thuê bao gọi khởi động Giám sát: gọi tiến hành, cơng việc giám sát thực thi để tính cước phát tín hiệu xố gọi Cơng việc giám sát thực quét tất dây kết cuối tổng đài để phát tín hiệu truy cập gọi 10 Tín hiệu xố kết nối: nhận tín hiệu xố kết nối (được phát thuê bao gọi thuê bao bị gọi), thiết bị tổng đài hay nhớ dùng kết nối phải giải phóng sẩn sàng sử dụng cho gọi khác Trong mạng quản lý bảo trì có hiệu quả, hệ thống giám sát yêu cầu thu thập liệu gọi Khi gọi thất bại thiết bị hỏng mạch hay thiết bị không đủ để đáp ứng, thông tin yêu cầu cho cơng tác bảo trì quản lý hoạch định mạng Dữ liệu gọi thành công dùng để tính cước Vì cơng tác quản lý giám sát có ý nghĩa mạng điện thoại Trong tổng đài điện, điều chịu ảnh hưởng kết nối dây thành phần thiết bị riêng điểm giám sát Trong tổng đài SPC, điều khiển thực máy tính nên liệu thu thập lưu giữ phần mềm Việc xử lý sau thực máy tính bên ngồi tổng đài Ọ _ _ 021 ^ w N t r o || - -33 H •0? -1O ‘ -0*X]-0T3Tj-O-0*D ứ wỘ5wỘ5c3 SC)UI AO)' ặ O p l |f *0 *0 "Ọ *ạ TJ "0 X K GND Ít ' K H ÿ G Z Vsi b» U» A w N>^ Ö _vcc EA/VPP -O-Ç-OTDTITJ^,^, -Ọ TJ " rorƠNj w o N rõ rro MUT) i O EU 40 31 o o o o o o o o itk o> ro r -0 *-io>y»£jwNï-*ô ^brbi^wror0? ? 5 ÿ I O tv i^ ù M ^ o Ổ1^ wfo-kOs Ỗ Nooogooog û W m ¡W k [> 30 ■< h O L“ i CD Ơ )enXvCJN)- ẽ Ö H h3 H w Z O Z O Iỗ5l 19 ro O l w° ỵ ° s '^ N W KS THIET ĐI rộ rõ M21- - O C ễO _o > ^ - —— —nN> © Ư H O w Z O X g O Z O NJ G H O æ Ơ > G > O MO r o K ■ 'Ih S r* ị # T ' g g Z O H > « O O Ư >L