Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu kỹ thuật chuyển mạch trong tổng đài giới thiệu trường chuyển mạch số của tổng đài alcatel1000 e10

0()0 Đồ án Tốt nghiệp Đề Tài: Tổng Đài SPC: nghiên cứu kỹ thuật chuyển mạch Tổng Đài giới thiệu trờng chuyển mạch số tổng đài alcatel1000-e10 Hà Nội :Ngày tháng Năm2005 Lời nói đầu Nh đà biết thập niên vừa qua ngời ý thức đợc tầm quan trọng khoa học kỹ thuật nên đà đặt mục tiêu để hớng tới nh: thăm dò vũ trụ để đa ngời đến hành trình mớivà tồn đợc ỏ ngày với phát triển không ngừng kinh tế, xà hội ,khoa học kỹ thuật, ngành công nghệ thông tin đà ®ang më mét kû nguyªn míi- kû nguyªn cđa công nghệ thông tin Và đà sử dụng thành công kü tht xư lý tÝn hiƯu sè, kü tht chun mạch số, kỹ thuật truyền dẫn số, ghép kênh số đáp Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông ứng nhu cầu trao đổi thông tin ngời sử dụng vào lĩnh vực đời sốngvà áp dụng vào mạng viễn thông Trong hệ thống chuyển mạch có nhiều cải tiến tiến bộ, nhờ mà chất lợng phục vụ đợc nâng lên rõ rệt mở đợc nhiều dịch vụ Các tổng đài nớc nay, hầu hết tổng đài điện tử số điều khiển theo chơng trình lu trữ SPC, có tính linh hoạt cao, dung lợng lín, cÊu tróc gän nhĐ theo tõng modul, sư dơng linh kiện, công nghệ tiên tiến thuận tiện cho việc quản lý, khai thác, vận hành, bảo dỡng tổng đài có hiệu Ví dụ nh tổng đài Alcatel-1000E10 Pháp sản xuất Năm 1876 Ông bell ngời mỹ đà sáng chế máy điện thoại thiết bị dùng để trao đổi thông tin tiếng nói tín hiệu điện, mở đầu thời kỳ míi ngêi biÕt sư dơng tÝn hiƯu ®iƯn ®Ĩ trao đổi thông tin tiếng nói bắt đâù đời hệ thống viễn thông , hƯ thèng trao ®ỉi dïng ®Ĩ trao ®ỉi tin tøc tín hiệu điện Thời kỳ đầu mạng thông tin điện thoại mạng đơn giản , máy điện thoại đợc nối trực tiếp với đôi dây kim loại gọi dây điện thoại hay gọi dây thuê bao Do số đôi dây tăng nhanh số máy tăng lên số đôi dây sử dụng nhiều , hiệu sử dụng đôi dây thấp , đặc biệt số máy tăng việc tổ chức mạng đấu nối phức tạp Năm 1878 tổng đài đời để khắc phục nhợc điểm Ngày khoa học kỹ thuật phát triển nên đà áp dụng nhiều tiến vào công nghệ thông tin Đặc biệt tổng đài điện tử kỹ thuật số , đợc điều khiển nhớ đợc lập trình sẵn : Ngành bu điện Việt Nam , ngành có vai trò quan trọng kết cấu hạ tầng sở kinh tế quốc dân , phát triển mạnh mẽ , với nhiều chiến lợc thẳng vào kỹ thuật Vậy: kỹ thuật chuyển mạch số, ghép kênh số, tổng đài số cụ thể nh nào? đồ án Này, giúp phần mang lại kiến thức đề tài Tổng Đài thiết bị kết nối máy điện thoại để trao đổi thông tin ,hiện Nay sử dụng rộng rÃi chủ yếu tổng đài SPC tổng đài tự động điều khiển theo chơng trình ghi săn tông đài đợc ®iỊu khiĨn b»ng mét bé Vi xư lý theo c¸c lệnh từ nhớ Đề tài gồm sáu chơng ChơngI: Kỹ thuật điều xung mà (PCM); ChơngII: Chuyển mạch số Tổng Đài Chơng III: Cấu trúc ghép Kênh Số 30/32; Chơng IV: Tổng đài điện tử SPC Chơng V: Báo hiệu Chơng VI: Tổng đài ANCATEL 1000-E10 Để hoàn thành đợc đồ án này, nỗ lực thân, chúng em đà nhận đợc giúp đỡ hớng dẫn tận tình thầy: Dơng Thanh Phơng Vũ Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông Văn Quyết, toàn thể thầy, cô trung tâm ĐT-TH-VT-Trờng ĐHBK-HN Mặc dù đà cố gắng để hoàn thiện đồ án nhng trình làm không tránh khỏi thiếu sót định, chúng em mong đợc góp ý từ phía thầy cô, toàn thể bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn! Chơng I: kỹ thuật điều chế xung mÃ-pcm I Giới thiệu chung: Hiện giới đà sử dụng kỹ thuật số chức điều khiển chuyển mạch báo hiệu tổng đài điện thoại liên kết truyền dẫn gi÷a chóng Mét u tè quan träng cđa sù thay đổi xu hớng phát triển phơng pháp vận chuyển tín hiệu thoại kỹ thuật chuỷên đổi tơng tự thành tín hiệu số Phơng pháp đợc phát minh REE ves năm 1937 nhng dùng kỹ thuật bán dẫn cho phép ứng dơng c¸c hƯ thèng trun dÉn sè thùc tÕ mạng điện thoại từ thập niên 60 Hiện phơng pháp thông dụng để số hoá tiếng nói kỹ thuật điều chế xung mà PCM Kỹ thuật điều chế xung mà đợc dùng để biến đổi tín hiệu thoại từ tơng tự thành tín hiệu số, đợc biểu diễn thành tổ hợp nhóm xung nhị phân gồm xung gọi từ m· bÝt, chu kú 125 s kü thuËt PCM đợc sử dụng hệ thống thông tin số đợc dùng để truyền tín hiệu không liên tục, theo thời gian Tín hiệu đợc biến đổi thành tín hiệu nhị phân có hai giá trị 0và 1tơng ứng với hai giá trị có xung xung Tín hiệu thoại, tín hiệu hình tín hiệu liên tục theo thời gian để truyền dẫn xử lý đợc hệ thống thông tin số việc phải biến đổi từ tín hiệu tơng tù thµnh tÝn hiƯu sè Gäi chung lµ kü tht biến đổi tơng tự thành số ký hiệu là:A/D Trong viễn thông để biến đổi A/D ta dùng kỹ thuật điều chế PCMquá trình điều chế xung mà PCM đợc chia thành giai đoạn: lấy mẫu, lợng tử m· hãa II LÊy mÉu PCM - LÊy mÉu trình rời rạc chia nhỏ tín hiệu theo thời gian Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông - Cơ sở lấy mẫu dựa định lý kachenhihcop Nội dung định lý đợc phát biĨu nh sau: mét tÝn hiƯu liªn tơc theo thêi gian có giải tần xác định từ f đến fmax đợc biểu diễn điểm (các giá trị )rời rạc theo thời gian có chu kỳ TS thoả mÃn điều kiện:fs =2fmax Trong đó: f max tần số cao tín hiệu liên tục Fs tần số lấy mẫu Ví dụ : tín hiệu thoại f max=4 khz -Quá trình lấy mẫu đợc mô tả sơ đồ sau : w Upam X(t) TS t t+ TS t+2TS t t+3TS H×nh 1: sơ đồ trình lấy mẫu X(t): tín hiệu liên tục theo thời gian có giải tần xác định từ f đến f max đợc lấy mẫu điểm: t , t + T S, ;t+2TS ; t+3TS có chu kỳ TS thoả mÃn điều kiƯn: fs=1/TS = f max KÕt qu¶: sau lÊy mẫu ta nhận đợc dÃy xung có biên độ thay đổi theo x(t) gọi dÃy xung điều biên ký hiƯu Upam (pulse amplitude Modulation) - ë m¸y thu phải khôi phục lại tín hiệu liên tục ban đầu x(t) từ dÃy xung điều biên Upam Phân tích phổ dÃy xung điều biên U pam (phổ đồ thị phân bố lợng theo trục tần số ) - Phổ dÃy xung điều biên có dÃy nh sau: mét chiỊu Läc thÊp f max Biªn trªn fs- fmax Biên duơí fs fs +f max f Hình 2: Phổ dẵy xung điều biên Phổ dÃy xung điều biên Upam gồm có thành phần sau: Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông - Thành phần chiều thành phần không mang tin, không ¶nh hëng ®Õn tÝn hiƯu - Tõ ®Õn fmax phổ tín hiệu x(t) thành phần phải khôi phục lại , - f s phổ tần số lấy mẫu không mang tin - Thành phần giải biên USB (từ fs đến fs +f max biên )và LSB(từ fs-f max đến fs biên dới ) thành phần thành phần tổ hợp không cần phải khôi phục -Từ đồ thị phổ nhận thấy để khôi phục lại tín hiệu liên tục X(t) từ dÃy xung điều biên UPAM cần sử dụng bọ lọc thấp thoả mÃn điều kiện :f max = flọc=fs- fmax Giả bất phơng trình ta đợc: fs = fmax Nếu không thoả mÃn điều kiện tức f s< fmax xảy tợng chồng phổ khôi phục lại tín hiệu liên tục X(t) Khi đồ thị có dạng fs-fmax fmax fs fs+ fmax f Hình 3: Đồ thị tợng chồng phổ Kết luận: lấy mẫu phải thoả mÃn điều kiện f s= fmax để khôi phuc lại tín hiệu không bị méo chồng phỉ xÐt víi tÝn hiƯu tho¹i cã fmax = 4khz theo công thức tổng quát tính đợc tần số lấy mẫu fs = khz Nếu tần số fs lớn khôi phục lại tiín hiệu x¸c, nhng thùc tÕ chän: fs =8 khz =8000 hz chọn điều kiện méo chấp nhận đợc Trong thực tế chọn fs = khz tần số lấy mẫu thấp để không bị méo chồng phỉ ®ã chu kú lÊy mÉu lín nhÊt: Ts = 1/8 103 = 0,125.106s =125 s ghép đợc nhiều kênh thoại ghép kênh theo thời gian Tần số lấy mẫu tín hiệu thoại fs =8000 hz nghÜa lµ 1s cã 8000 xung pam, mà hoá có 8000 từ mà tốc độ mà hoá chu kỳ lấy mẫu 125s ghép kênh theo thời gian 1s có 8000 khung ghép 125 s III/ Lợng tử hoá - Lợng tử hoá trình rời rác chia nhỏ tín hiệu theo độ lớn (biên độ) - Sau lấy mẫu ta nhận đợc dÃy xung pam Vì trình xử lý truyền dẫn bị tạp âm tác động mạnh vào biên độ cảu dÃy xung thay đổi gây điều biên ký sinh Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông - Phải biến đổi Upam thành tín hiệu số thành tín hiệu nhị phân có hai trạng thái (có xung xung)rồi tiến hành xử lý truyền dẫn.Quá trình biến đổi gọi mà hoá.Mỗi gia trị biên độ U pam đợc mà hoá từ mà tín hiệu thoại đại lợng ngẫu nhiên nên Upam cung đại lợng ngẫu nhiên nên giá trị biên độ không xác định.Vì mà hoá đợc - Để mà hoá đợc phải hạn chế giá trị biên độ Upam giá trị định gọi lợng tử hoá - Thực chất lợng tử hoá trình hạn chế giá trị biên độ U pam giá trị định để tiến hành Có hai phơng pháp lợng tử hoá là: 1/ Lợng tử hoá đều: Toàn giả động tín hiệu đợc chia thành khoảng ký hiệu là:= Xmax/n = const Trong đó: tín hiƯu X thay ®ỉi tõ:-X max ®Õn +X max 2Xmax gọi giả động n:là mức lợng tử hoá Tơng ứng với mức lợng tử hoá có mức lợng tử hoá : - Sau chia dải tín hiệu biên độ thành nhứng đoạn bàng sé tiến hành làm tròn , lấy gần đúng.Gán cho Upam mức gần với sai số /2 t t+Ts t+2Ts t+3Ts t+4Ts t+5Ts t Hình 5: Đồ thị dải động tín hiệu sau lâý gần VD: xung Pam thứ là:3,45 làm tròn Xung Pam thứ hai :2,9 làm tròn - Sau lợng tử hoá giá trịn biên độ U pam đà đợc hạn chế số mức định - Do trình lợng tử hoá ta đà thực phép tính làm tròn lấy gần nên có sai số.Vì đầu thu khôi phục tín hiệu không hoàn toàn giống tín hiệu ban đầu Gọi méo lợng tử hoá (tạp âm) - Tính đợc công suất tạp âm lợng tử hoá là:N=2/12 Để giảm lợng tạp âm lợng tử hoá ta phải giảm Nhng mức lợng tử hoá tăng (b(chữ số thập phân)=log2n).n tăng làm cho số nhị phân tăng, từ mà dài dẫn đến số kênh ghép không thẻ giảm tạp âm lợng tử hoá Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông cách giảm bớc lợng tử hoá .Do tạp âm lợng tử hoá không phụ thuộc vào tín hiệu nên tỉ số n/s Kconst phụ thuọc vào S nên chọn đợc (S/N) tối u =  cho tríc ngêi ta ®· chøng minh r»ng: S/N= 6xb (b số bit mà hoá mức) Yêu cầu ®èi víi tÝn hiƯu PCM tèi thiĨu lµ : S/N = 65 dB Để đảm bảo số trên: b=65/6=11 bit +1 bit m· ho¸ dÊu Tõ m· gåm 12 bit: mà hoá gồm 12 bit dài, tốc độ nhanh ghép đợc kênh.Nếu giảm số bit tỉ số tín hiệu tạp âm giảm phải có biện pháp khắc phục nhợc điểm lợng tử hoá = lợng tử hoá không 2/ Lợng tử hoá không Chia bớc lợng tử hoá tỷ lệ với tín hiệu X(t) X =kxX - Trong đó: X tÝn hiƯu k lµ hƯ sè tû lƯ(hƯ sè gãc) X phụ thuộc vào X(t) Ưu điểm lợng tử hoá có tỉ số S/N=const chọn đợc giá trị S/N tối u Thực lợng tử hoá không đều: tìm hàm y=f(x) với X lợng tử hoá không đều: X =kxX với hàm y lợng tử hoá Y =2Ymax/n Lập tỷ số: Y/X=dy/dx =2Ymax/nkx  dy=(2Ymax/nxk)xdx/X (y thay ®ỉi tõ –YmaxI+Ymax) LÊy tÝch phân hai vế: Y= 1/C1(knx+C0) 1/C1=2Ymax/nk C0: Là số tÝch ph©n Chän C1=C0=1+lnA Y= 1/1+lnA(lnA+lnX+1)= (1+lnAX)/(1+lnA) Y= (1+AX)/(1+lnA) (0