Tổng đài điện tử số spc và hệ thống báo hiệu số 7 trong mạng thoại công cộng pstn

 Đồ án tốt nghiệp Viện đại học Mở Hà Nội LỜI GIỚI THIỆU Công nghệ viễn thông mục tiêu hàng đầu quốc gia giới Nó coi kết cấu sở hạ tầng kinh tế quốc dân Dịch vụ điện thoại quốc tế trước coi xa xỉ ngày trở nên thơng dụng với hầu hết người Công nghệ kỹ thuật đại viễn thông ngày phát triển áp dụng rộng rãi hầu Mạng điện thoại trước sử dụng tổng đài diều khiển nhân công với kỹ thuật truyền dẫn tương tự chuyển sang sử dụng tổng đài điện tử SPC (Stored Program Controled) với kỹ thuật truyền dẫn số Từ kỹ thuật truyền dẫn số đời thay hoàn toàn kỹ thuật tương tự tính ưu việt việc chuyển mạch, xử lý, truyền dẫn, với việc phát triển hoàn thiện kỹ thuật thơng tin số mạng thơng tin tồn cầu việc đưa vào sử dụng thay tồn tổng đài điện tử số bước nhảy vọt hệ thống mạng điện thoại quốc tế Đặc biệt việc sử dụng hệ thống báo hiệu số (Hệ thống báo hiệu kênh chung) có tốc độ cao, dung lương lớn, độ tin cậy cao, tính kinh tế, tính mềm dẻo thay tồn hệ thống báo hiệu cũ hệ thống báo hiệu R2 (Hệ thống báo hiệu kênh riêng) nhằm đáp ứng đầy đủ nhu cầu loại hình dịch vụ tương lai mạng thoại công cộng PSTN, mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN, mạng trí tuệ IN, mạng thông tin di động số PLMN Trong thời gian làm đồ án với nhiệm vụ: “TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SỐ SPC VÀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ TRONG MẠNG THOẠI CƠNG CỘNG PSTN” Em trình bày thành hai phần là: GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh  Đồ án tốt nghiệp Viện đại học Mở Hà Nội Phần I: Tổng quát tổng đài điện tử số SPC Phần II: Hệ thống báo hiệu số mạng thoại công cộng PSTN Do điều kiện thời gian kiến thức thân có hạn nên đồ án tốt nghiệp khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận giúp đỡ thầy cô để đồ án tốt nghiệp em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình, bảo ban chu đáo của: thầy giáo: Nguyễn Vũ Sơn - khoa điện tử - viễn thông - Trường đại học Mở Hà Nội giành nhiều thời gian quý báu hướng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thành nhiệm vụ GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh  Đồ án tốt nghiệp Viện đại học Mở Hà Nội PHẦN I TỔNG QUÁT VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SỐ SPC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SỐ SPC I KHÁI QUÁT CHUNG Để khắc phục hạn chế nhược điểm các loại tổng đài điện thoại nhân công Các nhà chế tạo cho đời loại tổng đài tự động điện bước hoàn thiện chúng Năm 1892 tổng đài tự động điều khiển trực tiếp chế tạo có nhiều nhược điểm Năm 1926 Thuỵ Điển xuất số tổng đài ngang dọc Tổng đài dùng trình chuyển mạch sử dụng nối dây ngang dọc Năm 1965 tổng đài điện thoại điện tử theo nguyên lý chuyển mạch không gian tương tự đưa vào khai thác nước Mỹ Tổng đài loại khơng có khả tiếp thơng hồn tồn dựa vào phương pháp thiết lập tổng đài tiếp thơng hồn tồn không tổn thất Năm 1970 tổng đài điện thoại số sản xuất lắp đặt đưa vào khai thác Pháp Sự đời tổng đài điện tử Năm 1965 tổng đài điện tử lắp đặt có nhiều thay đổi lĩnh vực công nghệ Đây loại tổng đài tương tự làm việc theo nguyên lý SPC (Stored Program Controled) tổng đài nội hạt Trường chuyển mạch trường chuyển mạch điện dung lượng từ 10000 đến 60000 thuê bao Nó lưu hoạt lượng tải 600 Erlangs thiết lập 30 nối 1s GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh  Đồ án tốt nghiệp Viện đại học Mở Hà Nội - Năm đầu thập kỷ 70 Mỹ hoàn thiện tổng đài số dùng cho liên lạc chuyển tiếp, mục tiêu đặt tăng tốc độ truyền dẫn tổng đài nhờ phương thức số - Tháng 1/1976 tổng đài chuyển phương thức chuyển mạch số mang tính chất thương mại giới lắp đặt có dung lượng 107000 kênh mạch nghiệp vụ Khả truyền tải 47500 Erlangs khả chuyển mạch cho 150 gọi giây - Giai đoạn từ 1974 - 1976 giai đoạn phát triển nhanh hiệu kỹ nghệ tổng đài số Các chức hệ thống tổng đài - Nhận dạng thuê bao chủ gọi Xác định thuê bao nhấc ống nghe sau gọi nối với mạch điều khiển - Tiếp nhận số quay - Kết nối gọi - Chuyển thông tin điều khiển - Kết nối chuyển mạch (trung chuyển) - Kết nối trạm cuối - Truyền tín hiệu chng - Tính cước - Truyền tín hiệu báo bận - Hồi phục hệ thống Các loại tổng đài mạng viễn thông Trong mạng liên lạc viễn thông gồm hệ thống tổng đài, chia làm hai loại chính: - Loại thứ nhất: bao gồm tổng đài có thuê bao nối trực tiếp với (PABX Local) - Loại thứ hai: bao gồm tổng đài khơng có th bao nối trực tiếp với chúng (Transit) GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh  Đồ án tốt nghiệp Viện đại học Mở Hà Nội a Tổng đài quan: Tổng đài quan PABX (Private Automatic Branch Exchange) sử dụng rộng rãi văn phòng khách sạn Chức là: đối gọi bên tổng đài khơng chiếm đường mạng bên ngồi, cho phép rút ngắn việc quay số thực đàm thoại hội nghị cách dễ dàng b Tổng đài nội hạt Tổng đài nội hạt (Local) tổng đài có thuê bao nối trực tiếp với chúng Chức tạo tuyến nối cho cặp thuê bao tổng đài, tạo tuyến nối cho đường dây thuê bao tổng đài tới đường trung kế dẫn tới tổng đài khác tạo tuyến nối cho đường trung kế từ tổng đài khác tới đường dây thuê bao tổng đài c Tổng đài giang Tổng đài giang (Transit) thiết kế để xử lý lưu lượng tổng đài với Loại tổng đài khơng có th bao nối trực tiếp với chúng Tổng đài có chức để tạo tuyến nối cho đường trung kế vào từ tổng đài tới đường trung kế tới tổng đài khác d Tổng đài quốc tế (Gateway) Tổng đài Gateway tổng đài giang Nó thực chức chuyển luồng mạng viễn thông quốc gia mạng viễn thông quốc tế II TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SỐ SPC Tổng đài SPC tổng đài điện tử sử dụng phương pháp điều khiển chường trình ghi sẵn nhớ Người ta sử dụng xử lý giống máy tính để điều khiển hoạt động tổng đài Các chương trình số liệu ghi nhớ thay đổi cần thiết nhờ người quản lý linh hoạt việc điều hành tổng đài GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh  Đồ án tốt nghiệp Viện đại học Mở Hà Nội Kỹ thuật cho phép thực trình xử lý gọi phức tạp với chi phí thấp hiệu kinh tế cao nhờ sử dụng mạch tích hợp với mật độ siêu cao VLSI (Very Large Scale Intergration) Bộ xử lý có khả xử lý hàng chục ngàn tới hàng triệu lệnh giây sử dụng vào tổng đài việc điều khiển chức chuyển mạch xử lý điều khiển chức khác Các chương trình thay đổi dễ dàng mang tính tức thời Hệ thống chuyển mạch bao gồm khối chức cho phép giao tiếp với đường truyền dẫn tới từ thuê bao đường trung kế tới từ tổng đài khác Các đường dây truyền dẫn từ vào đưa vào giá đấu dây tới khối giao tiếp đường dây (thuê bao trung kế) Khối có nhiệm vụ chuyển tín hiệu từ dây dẫn thành tín hiệu dạng phù hợp với khối chuyển mạch Tổng đài cung cấp đường nối gọi thích hợp cách dịch địa nhận từ thuê bao yêu cầu gọi thành mã yêu cầu thuê bao hay đường trung kế tương ứng Tổng đài đồng thời cung cấp trình quản lý cuôc gọi III CHỨC NĂNG CỦA TỔNG ĐÀI SPC Thiết lập gọi: - Thiết lập đường nối tạm thời đường truyền dẫn phù hợp yêu cầu thuê bao - Xác định loại dịch vụ thuê bao gọi cách xác định số thuê bao - Xác định số thuê bao bị gọi cách xác định số mà thuê bao gọi phát đến - Thiết lập gọi nội hạt: xác định xem thuê bao bị gọi có phải nối với tổng đài khác hay khơng Nếu có xác định tuyến trung kế cách báo hiệu đường trung kế - Định tuyến: Tổng đài sau xác định tuyến nối phát tín hiệu tương ứng phía tuyến nối đến GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh  Đồ án tốt nghiệp Viện đại học Mở Hà Nội - Dịch vụ thuê bao gọi: Tổng đài cung cấp xử lý phù hợp với dạng dịch vụ thuê bao bị gọi Quản lý gọi: Là chức giám sát gọi chức điều khiển tạo thông tin thống kê cần thiết - Tính cước gọi: Tạo liệu để tính cước - Xử lý gọi: Giám sát trình diễn gọi - Các âm báo hiêu trở về: Tạo âm báo hiệu cho thuê bao - Ghi nhận lỗi: Ghi nhận chức bị sai lạc - Xóa đường liên kết: Xố bỏ đường truyền dẫn tổng đài gọi kết thúc GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh  Đồ án tốt nghiệp Viện đại học Mở Hà Nội IV SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG ĐÀI SPC Mạng điện Đường dây Đường dây thuê bao Thiết bị kết cuối THIẾT Khối giao tiếp thuê bao Trung kế tương tự Khối giao tiếp trung kế tương tự Trung kế số Thiết bị báo hiệu kênh chung BỊ CHUYỂN MẠCH Khối giao tiếp trung kế số Thiết bị báo hiệu kênh riêng Thiết bị phân phối báo hiệu Thiết bị đo thử Thiết bị điều khiển đấu nối BUS CHUNG Thiết bị trao đổi người máy Bộ xử lý trung tâm Các nhớ Nguồn cung cấp Hình 1: Sơ đồ khối tổng đài số SPC GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh  Đồ án tốt nghiệp Viện đại học Mở Hà Nội Tổng đài SPC chia thành khối chính: - Khối thiết bị ngoại vi kết cuối tập trung bao: gồm mạch điện thuê bao, mạch trung kế, thiết bị tập trung xử lý tín hiệu - Khối chuyển mạch: bao gồm tầng chuyển mạch thời gian không gian ghép hợp - Khối báo hiệu: bao gồm thiết bị báo hiệu kênh chung thiết bị báo hiệu kênh riêng Thiết bị báo hiệu kênh chung để xử lý thông tin báo hiệu liên tổng đài theo mạng báo hiệu kênh chung Thiết bị báo hiệu kênh riêng xử lý thông tin báo hiệu kênh riêng - Khối xử lý gọi: bao gồm thiết bị phân phối báo hiệu thiết bị đo thử, thiết bị điều khiển đấu nối hợp thành - Khối điều khiển trung tâm: bao gồm xử lý trung tâm với nhớ tạo thành điều khiển trung tâm - Khối trao đổi thông tin người máy - Khối nguồn cung cấp: bao gồm mạch điện cung cấp nguồn cho tổng đài GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh  Đồ án tốt nghiệp Viện đại học Mở Hà Nội CHƯƠNG KỸ THUẬT PCM (ĐIỀU CHẾ XUNG MÃ) I NGUYÊN LÝ CỦA KĨ THUẬT PCM PCM phương pháp chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số thơng tin chứa mẫu tín hiệu tương tự biểu diễn từ mã dạng chuỗi bit Trước tiên tín hiệu vào lấy mẫu cách sau lượng tử hóa trục biên độ Các mức lượng tử đưa tới mạch mã hóa để tạo dạng mã thích hợp tuỳ theo đặc tính đường truyền dẫn gửi tới thiết bị đầu cuối qua đường truyền Quá trình gọi trình biến đổi A/ D hay gọi điều chế Ở đầu thu để khôi phục lại dạng tín hiệu ban đầu người ta tiến hành thực bước biến đổi ngược lại với trình điều chế Quá trình gọi biến đổi D/A dải điều chế Ưu điểm loại truyền dẫn chất lượng truyền dẫn không phụ thuộc vào khoảng cách, mạng số rẻ, thích hợp mơi trường truyền dẫn, truyền tiếng nói, liệu, fax, telex, tín hiệu tin tức truyền hình Vì tín hiệu số, tín hiệu rời rạc nên chống tích lũy nhiều đường truyền Do sử dụng lặp tái tạo đường truyền chất lượng thu tuyệt hảo II CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN CỦA KĨ THUẬT PCM Lấy mẫu Lấy mẫu trình biến đổi chuỗi tín hiệu liên tục thành xung PAM có chu kỳ xác định biên độ thay đổi Đây bước kỹ thuật biến đổi tín hiệu liên tục thành khơng liên tục Kỹ thuật phải theo quy luật cho tín hiệu rời rạc phải mang đầy đủ tin tức tín hiệu tương tự để tái tạo cách trung thực đầu thu GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh