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

TỔNG QUÁT VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SỐ SPC

Phần II: Hệ thống báo hiệu số 7 trong mạng thoại công cộng PSTN.

Do điều kiện thời gian cũng như kiến thức bản thân có hạn nên đồ án tốt nghiệp này không tránh khỏi những thiếu sót Em mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn sự 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 đã giành nhiều thời gian quý báu hướng dẫn và tạo điều kiện cho em hoàn thành nhiệm vụ của mình.

GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh

TỔNG QUÁT VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SỐ SPC.

TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SỐ SPC

KHÁI QUÁT CHUNG

Để khắc phục những hạn chế và nhược điểm của các các loại tổng đài điện thoại nhân công Các nhà chế tạo đã cho ra đời các loại tổng đài tự động cơ điện và từng bước hoàn thiện chúng Năm 1892 tổng đài tự động đầu tiên điều khiển trực tiếp được chế tạo nhưng có rất nhiều nhược điểm. Năm 1926 ở Thuỵ Điển đã xuất hiện một số tổng đài ngang dọc Tổng đài này dùng quá trình chuyển mạch sử dụng các bộ nối dây ngang dọc Năm

1965 tổng đài điện thoại điện tử đầu tiên theo nguyên lý chuyển mạch không gian tương tự đã được đưa vào khai thác ở nước Mỹ Tổng đài loại này không có khả năng tiếp thông hoàn toàn dựa vào phương pháp này có thể thiết lập tổng đài tiếp thông hoàn toàn và không tổn thất Năm 1970 tổng đài điện thoại số đầu tiên đã được sản xuất lắp đặt và đưa vào khai thác ở Pháp.

1 Sự ra đời của tổng đài điện tử

Năm 1965 khi tổng đài điện tử đầu tiên được lắp đặt đã có nhiều thay đổi trong lĩnh vực công nghệ này Đây là loại tổng đài tương tự làm việc theo nguyên lý SPC (Stored Program Controled) và là tổng đài nội hạt.Trường chuyển mạch của nó là trường chuyển mạch cơ điện dung lượng của nó từ 10000 đến 60000 thuê bao Nó có thể lưu hoạt lượng tải là 600Erlangs và có thể thiết lập 30 cuộc nối trong 1s.

- Năm đầu thập kỷ 70 ở Mỹ hoàn thiện một tổng đài số dùng cho liên lạc chuyển tiếp, mục tiêu đặt ra là tăng tốc độ truyền dẫn giữa các tổng đài nhờ phương thức số

- Tháng 1/1976 tổng đài chuyển tiếp theo phương thức chuyển mạch số mang tính chất thương mại đầu tiên trên thế giới được lắp đặt có dung lượng 107000 kênh và mạch nghiệp vụ Khả năng truyền tải 47500 Erlangs và khả năng chuyển mạch cho 150 cuộc gọi mỗi giây.

- Giai đoạn từ 1974 - 1976 là giai đoạn phát triển nhanh nhất và hiệu quả của kỹ nghệ tổng đài số.

2 Các chức năng của hệ thống tổng đài

- Nhận dạng thuê bao chủ gọi Xác định khi thuê bao nhấc ống nghe và sau đó cuộc gọi được nối với mạch điều khiển.

- Tiếp nhận số được quay

- Chuyển thông tin điều khiển.

- Kết nối chuyển mạch (trung chuyển).

- Kết nối tại trạm cuối

- Truyền tín hiệu báo bận.

3 Các loại tổng đài trong mạng viễn thông

Trong mạng liên lạc viễn thông gồm một hệ thống các tổng đài, trong đó có thể chia ra làm hai loại chính:

- Loại thứ nhất: bao gồm những tổng đài có thuê bao nối trực tiếp với nó (PABX và Local).

- Loại thứ hai: bao gồm những tổng đài không có thuê bao nối trực tiếp với chúng (Transit).

GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh a Tổng đài cơ quan:

Tổng đài cơ quan PABX (Private Automatic Branch Exchange) được sử dụng rộng rãi trong các văn phòng khách sạn Chức năng cơ bản của nó là: đối những cuộc gọi bên trong tổng đài thì nó không chiếm đường ở mạng bên ngoài, nó cho phép rút ngắn việc quay số và thực hiện một cuộc đàm thoại hội nghị một cách dễ dàng. b Tổng đài nội hạt

Tổng đài nội hạt (Local) là những tổng đài có thuê bao nối trực tiếp với chúng Chức năng chính là tạo tuyến nối cho các cặp thuê bao trong cùng một tổng đài, tạo tuyến nối cho các đường dây thuê bao của tổng đài tới các đường trung kế dẫn tới các tổng đài khác và tạo tuyến nối cho các đường trung kế từ các tổng đài khác tới các đường dây thuê bao của tổng đài. c Tổng đài quá giang

Tổng đài quá giang (Transit) được thiết kế để xử lý lưu lượng giữa các tổng đài với nhau Loại tổng đài này không có thuê bao nối trực tiếp với chúng Tổng đài này có chức năng để tạo tuyến nối cho các đường trung kế vào từ một tổng đài tới các đường trung kế ra tới một tổng đài khác d Tổng đài quốc tế (Gateway)

Tổng đài Gateway là một tổng đài quá giang Nó thực hiện các chức năng chuyển luồng giữa mạng viễn thông quốc gia và mạng viễn thông quốc tế.

TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SỐ SPC

Tổng đài SPC là tổng đài điện tử sử dụng phương pháp điều khiển bằng chường trình ghi sẵn trong bộ nhớ Người ta sử dụng các bộ xử lý giống như ở máy tính để điều khiển hoạt động của tổng đài Các chương trình và số liệu ghi trong bộ nhớ có thể thay đổi khi cần thiết nhờ vậy người quản lý có thể linh hoạt trong việc điều hành tổng đài.

Kỹ thuật này cho phép thực hiện quá trình xử lý cuộc gọi phức tạp với chi phí thấp hiệu quả kinh tế cao nhờ sử dụng các mạch tích hợp với mật độ siêu cao VLSI (Very Large Scale Intergration) Bộ xử lý có khả năng xử lý hàng chục ngàn tới hàng triệu lệnh mỗi giây vì vậy khi sử dụng nó vào trong tổng đài ngoài việc điều khiển chức năng chuyển mạch thì cùng một bộ xử lý có thể điều khiển các chức năng khác Các chương trình có thể thay đổi dễ dàng mang tính tức thời.

Hệ thống chuyển mạch bao gồm các khối chức năng cho phép nó giao tiếp với các đường truyền dẫn tới từ thuê bao của các đường trung kế tới từ các tổng đài khác Các đường dây truyền dẫn từ ngoài vào sẽ được đưa vào giá đấu dây rồi tới các khối giao tiếp đường dây (thuê bao và trung kế) Khối này có nhiệm vụ chuyển tín hiệu từ dây dẫn thành tín hiệu dạng phù hợp với các khối chuyển mạch Tổng đài cung cấp các đường nối các cuộc gọi thích hợp bằng cách dịch địa chỉ nhận được từ thuê bao yêu cầu gọi thành mã yêu cầu thuê bao hay đường trung kế tương ứng Tổng đài đồng thời cũng cung cấp quá trình quản lý cuôc gọi.

CHỨC NĂNG CỦA TỔNG ĐÀI SPC

- Thiết lập các đường nối tạm thời giữa các đường truyền dẫn phù hợp yêu cầu của thuê bao

- Xác định loại dịch vụ của thuê bao gọi bằng cách xác định số của thuê bao

- Xác định số của thuê bao bị gọi bằng cách xác định số mà thuê bao gọi phát đến.

- Thiết lập cuộc gọi nội hạt: xác định xem thuê bao bị gọi có phải được nối với một tổng đài khác hay không Nếu có thì xác định tuyến trung kế và cách báo hiệu trên đường trung kế.

- Định tuyến: Tổng đài sau khi xác định tuyến nối sẽ phát những tín hiệu tương ứng về phía tuyến nối đến.

- Dịch vụ của thuê bao gọi: Tổng đài cung cấp những xử lý phù hợp với dạng dịch vụ của thuê bao bị gọi.

Là chức năng giám sát cuộc gọi và những chức năng điều khiển tạo ra những thông tin thống kê cần thiết.

- Tính cước cuộc gọi: Tạo ra những dữ liệu để tính cước.

- Xử lý cuộc gọi: Giám sát quá trình diễn ra cuộc gọi.

- Các âm báo hiêu trở về: Tạo ra các âm báo hiệu cho thuê bao

- Ghi nhận lỗi: Ghi nhận những chức năng bị sai lạc.

- Xóa đường liên kết: Xoá bỏ đường truyền dẫn trong tổng đài khi cuộc gọi kết thúc.

Khối giao tiếp thuê bao

Khối giao tiếp trung kế tương tự

Khối giao tiếp trung kế số

CHUYỂN BỊ MẠCH Đường dây thuê bao

Thiết bị báo hiệu kênh chung

Thiết bị báo hiệu kênh riêng

Thiết bị phân phối báo hiệu

Thiết bị điều khiển đấu nối

Thiết bị trao đổi người máy

Bộ xử lý trung tâm

SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG ĐÀI SPC

Hình 1: Sơ đồ khối tổng đài số SPC

Tổng đài SPC được chia thành 7 khối chính:

- Khối thiết bị ngoại vi kết cuối và tập trung bao: gồm các mạch điện thuê bao, mạch trung kế, thiết bị tập trung và xử lý tín hiệu

- Khối chuyển mạch: bao gồm các tầng chuyển mạch thời gian không gian hoặc ghép hợp

- Khối báo hiệu: bao gồm thiết bị báo hiệu kênh chung và 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 các 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 các bộ xử lý trung tâm cùng với các bộ nhớ của nó tạo thành bộ điều khiển trung tâm.

- Khối trao đổi thông tin người máy.

- Khối nguồn cung cấp: bao gồm các mạch điện cung cấp nguồn cho tổng đài.

KỸ THUẬT PCM (ĐIỀU CHẾ XUNG MÃ)

I NGUYÊN LÝ CỦA KĨ THUẬT PCM.

PCM là phương pháp chuyển đổi các tín hiệu tương tự sang tín hiệu số trong đó các thông tin chứa trong các mẫu của tín hiệu tương tự được biểu diễn bằng một từ mã dưới dạng một chuỗi bit Trước tiên tín hiệu vào được lấy mẫu một cách tuần tự sau đó được lượng tử hóa trên trục biên độ. Các mức lượng tử này được đưa tới mạch mã hóa để tạo ra các dạng mã thích hợp tuỳ theo đặc tính của đường truyền dẫn và gửi tới các thiết bị đầu cuối qua đường truyền Quá trình này được gọi là quá trình biến đổi A/ D hay gọi là điều chế Ở đầu thu để khôi phục lại dạng tín hiệu ban đầu người ta tiến hành thực hiện các bước biến đổi ngược lại với quá trình điều chế. Quá trình này gọi là biến đổi D/A hay là dải điều chế. Ưu điểm của loại truyền dẫn này là chất lượng truyền dẫn hầu như không phụ thuộc vào khoảng cách, mạng số rẻ, thích hợp trong các môi trường truyền dẫn, có thể truyền tiếng nói, dữ liệu, fax, telex, các tín hiệu tin tức truyền hình Vì là tín hiệu số, tín hiệu rời rạc nên nó chống được sự tích lũy nhiều trên đường truyền Do sử dụng những bộ lặp tái tạo trên đường truyền vì vậy chất lượng thu của nó là tuyệt hảo.

II CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN CỦA KĨ THUẬT PCM.

Lấy mẫu là quá trình biến đổi chuỗi tín hiệu liên tục thành các xung PAM có chu kỳ xác định và biên độ thay đổi Đây là bước đầu tiên của kỹ thuật biến đổi tín hiệu liên tục thành không liên tục Kỹ thuật này phải theo một quy luật sao cho tín hiệu rời rạc phải mang đầy đủ tin tức của tín hiệu tương tự để có thể tái tạo một cách trung thực ở đầu thu.

GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh m(t)

Theo thuyết của Shannon các tín hiệu ban đầu có thể được khôi phục khi tiến hành lấy mẫu trên các phần tử tín hiệu được truyền đi ở chu kỳ hai lần nhanh hơn tần số cao nhất.

Quá trình lấy mẫu được nhà bác học người Nga Kachenhicop phát biểu thành định luật như sau:

Một tín hiệu X (t) liên tục trong thời gian t có phổ hữu hạn là F được hoàn toàn xác định bời những giá trị rời rạc của X (K  t)

K = 0, 1, 2, 3, , n và khoảng cách  t không vượt quá một nửa chu kỳ của tần số cao nhất của tín hiệu lấy mẫu

Hình2 : Quá trình lấy mẫu

Trong kỹ thuật điện thoại tần số được xác định là từ 0,3  3,4 KHz là đảm bảo Nhưng thực tế tiếng nói con người có phổ từ vài chục Hz đến cao hơn nhiều Vì vậy trước khi lấy mẫu phải cho tín hiệu qua bộ lọc thông thấp để hạn chế phổ tiếng nói dưới 3,4 KHz Đây là tần số Fmax Theo định luật lấy mẫu thì tần số lấy mẫu phải lớn hơn hoặc bằng 2 lần Fmax Nó được quy chuẩn là 8 KHz.

- Tần số lẫy mẫu được gọi là f s: fs  2 Fmax

Chu kỳ lấy mẫu được gọi là Ts: Ts = 1/f s

Theo quy chuẩn này tín hiệu ở đầu thu sẽ được khôi phục như dạng

Nếu fs  2Fmax thì sẽ xảy ra hiện tượng chồng phổ khi đó phổ gốc bị méo đi tín hiệu khôi phục sẽ không giống tín hiệu gốc

* Mạch lấy mẫu thực tế:

Quá trình lấy mẫu được mô tả qua bốn giai đoạn:

- Giai đoạn 1: giai đoạn chuẩn bị Khóa K1, K2 hở mạch, điện áp trên tụ C = 0 Thời gian chuẩn bị là T1.

- Giai đoạn 2: khóa K1 đóng, K2 hở tụ, C được nạp điện tới giá trị của

X (t) Thời gian giai đoạn lấy mẫu là T2

- Giai đoạn 3: giai đoạn giữ mẫu Khóa K1, K2 đều hở, điện áp trên tụ

C chính là giá trị của mẫu Thời gian giai đoạn giữ mẫu là T3.

- Giai đoạn 4: giai đoạn giải phóng mẫu Khóa K1 hở, K 2 đóng, tụ C phóng điện qua K2 để chuẩn bị nạp mẫu mới Thời gian giải phóng mẫu là T4.

Hình 5: Các giai đoạn lấy mẫu

Trong quá trình lượng tử phạm vi thay đổi liên tục của biên độ xung PAM được quy về thành một số hữu hạn các giá trị biên độ Giải biên độ được chia thành nhiều khoảng Tất cả các xung có biên độ nằm cùng một khoảng thì nhận được một giá trị như nhau Mỗi khoảng biên độ được đặc trưng bởi một mức lượng tử Độ rộng giữa hai mức lượng tử được gọi là bước lượng tử Mức lượng tử nằm giữa hai bước lượng tử.

Người ta thực hiện lượng tử hóa xung PAM bằng một mạch đặc biệt trong các mạch này người ta so sánh các giá trị của xung PAM với các mức chuẩn cho trước tương ứng với các mức lượng tử để quyết định đưa vào mức này hay mức khác Căn cứ vào bước lượng tử hóa người ta có thể phân biệt được lượng tử tuyến tính hay lượng tử phi tuyến. a Lượng tử hóa tuyến tính

Lượng tử hóa tuyến tính còn gọi là lượng tử hóa đều có nghĩa là bước lượng tử bằng hằng số.

Dạng sóng đã lượng tử Dạng sóng ban đầu

Hình 6: Lượng tử hoá tuyến tính

Do việc làm tròn biên độ mẫu xung nên không tránh khỏi sai số Sai số này được gọi là tạp âm lượng tử.

Lượng tử hóa tuyến tính thường chỉ dùng khi tín hiệu có sự biến đổi về mức không lớn, còn đối với tín hiệu có sự thay đổi về mức lớn từ rất thấp đến rất cao nếu áp dụng lượng tử hóa tuyến tính thì sẽ có tỷ số tín hiệu trên tạp âm lớn Muốn giảm tạp âm lượng tử thì ta phải giảm bớt bước lượng tử khi đó mức lượng tử tăng lên dẫn đến tăng kênh truyền và tốc độ. b Lượng tử hoá không đều

Dựa trên nguyên tắc khi biên độ tín hiệu càng lớn thì bước lượng tử càng lớn Trong các thiết bị ghép kênh chỉ dùng lượng tử hoá không đều.

Hình 7: Lượng tử hoá không đều tín hiệu

GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh y x

1 đặc tính bộ dãn đặc tính bộ nén

Biên độ được chia làm 4 khoảng, ký hiệu 1, 2, 3, 4 các khoảng này gọi là bước lượng tử Như vậy 1< 2 < 3 ,4 các vạch song song vơí trục hoành gọi là các mức lượng tử Đánh số 0 trở đi.

Các xung lấy mẫu tại các chu kỳ n x Tm( trong đó n = 1,2,3) được lấy tròn đến mức lượng tử gần nhất

Muốn lượng tử hóa không đều có thể sử dụng 1 trong 2 phương pháp:

- Nén Analog và nén dãn số:

Bộ nén Analog đặt ở nhánh phát của thiết bị trong miền tín hiệu thoại Analog và bộ dãn Analog đặt ở nhanh thu của thiết bị ghép kênh cùng trong miền tín hiệu Analog đi qua.

Trong thiết bị ghép kênh số chế tạo theo tiêu chuẩn phân cấp truyền dẫn số của châu Âu sử dụng bộ nén dãn theo luật A còn theo tiêu chuẩn của Bắc Mỹ và Nhật lại theo luật .

Theo luật A và luật  xây dựng được các đường cong thể hiện đặc tính bộ nén A và  Đặc tính bộ dãn phải đối xứng với các đặc tính bộ nén để không gây méo tín hiệu.

Bộ nén dãn Analog có nhược điểm khó có thể tạo ra đặc tính bộ nén và dãn đối xứng qua đường phân giác góc một phần tư thứ nhất và thứ ba vì vậy tín hiệu thu bị méo Để khắc phục nhược điểm này cần sử dụng kỹ thuật nén-dãn số.

+ Nén dãn số. Đặc tính nén và dãn số dựa trên cơ sở của bộ nén Analog và bộ dãn

Analog bằng cách gần đúng hóa các đặc tính nén logarit luật A và  bằng các đoạn thẳng gẫy khúc.

Hình 9: Đường cong luật nén A và gần đúng hóa bằng các đoạn thẳng

Qua hình vẽ ta thấy trong cùng một đoạn tín hiệu không bị nén còn khi chuyển từ đoạn nọ sang đoạn kia thì tín hiệu bị nén và biên độ càng lớn bị nén càng nhiều.

Nói tóm lại khi chưa nén thì tín hiệu thoại được chia thành 2048 mức sau khi nén (nếu dùng bộ nén A = 87,6/13) thì chỉ còn lại 128 mức tức là số bít trong một từ mã đã giảm từ 11 xuống còn 7.

BỘ GHI DỊCH (NRE) SH

3 Mã hóa và giải mã a Mã hóa đều

GHÉP KÊNH TRONG TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SỐ SPC

Sau khi thực hiện A/D thì chúng ta phải truyền dẫn các tín hiệu từ điểm này đến điểm khác Để tăng hiệu quả của truyền dẫn thì phải ghép kênh, dồn kênh Tín hiệu PCM có chu kỳ truyền đi là Ts với thoại Ts 125s thời gian giữa hai mẫu liên tiếp của một tín hiệu PCM là trống có thể ghép vào các mẫu của các tín hiệu PCM khác Phương pháp này gọi là ghép kênh theo thời gian TDM.

I GHÉP KÊNH THEO THỜI GIAN TDM:

Trong ghép kênh theo thời gian thì tín hiệu của các kênh được truyền tại các thời điểm nhất định.

1 Sơ đồ khối hệ thống TDM 4 kênh

Hình 12: sơ đồ đơn giản ghép kênh theo thời gian giả thiết là ghép 4 tín hiệu thoại của 4 kênh thuê bao để truyền trên tuyến truyền dẫn Sơ đồ này chỉ thể hiện truyền dẫn theo một hướng

GVHD: Nguyễn Vũ Sơn SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Ánh u F F F

- Phía phát có bộ chuyển mạch phía thu có bộ phân phối hai bộ này quay với tốc độ như nhau nhưng ngược chiều nhau Vị trí của chổi phải đặt lên trên cùng một tiếp điểm như gốc thời gian được tính khi chổi lên tiếp điểm thứ năm để truyền qua hệ thống gọi là xung đồng bộ khung Khung ở đây chính là thời gian chổi quay hết đúng một vòng = 125 s sau khi phát xung đồng bộ khung là đến xung kênh 1 Cuối khung là xung kênh 4 và tiếp tục lặp lại khung khác

- Phía thu trước tiên tách xung đồng bộ khung tiếp đến chổi của bộ phân phối tiếp xúc với tiếp điểm kênh 1 Cuối kênh 4 nhờ quay đồng bộ cả về thời gian và về pha của chổi bộ chuyển mạch và bộ phân phối nên tín hiệu kênh nào được đi vào thuê bao bị gọi tương ứng kênh ấy

Hình ảnh truyền xung các kênh như hình dạng sóng.

F: Xung đồng bộ khung đây cũng là thời điểm bắt đầu của khung và là thời điểm kết thúc của khung liền trước Khoảng cách giữa hai xung F kề nhau = chu kỳ lấy mẫu Tm = 125 s.

Bộ lọc lấy thấp phía phát hạn chế băng tần 3,4 Khf.

Bộ lọc lấy thấp phía thu lọc tín hiệu thoại từ xung điều biên PAM. Trong thông tin số các dãy xung PAM được mã hóa rồi mới truyền đi với các từ mã lên đường dây.

Sai động Đồng hồ phát Đồng hồ thu Điều biên xung PAM Điều biên xung PAM Điều biên xung PAM Điều biên xung PAM

II GHÉP KÊNH CƠ SỞ PCM (SƠ CẤP).

Hệ thống ghép kênh gồm xử lý tín hiệu tương tự đầu vào thành dạng PAM và ghép các xung đó Thiết bị để chuyển đổi luồng bít hợp thành một luồng bít PCM có tốc độ bít số nhất định

1 Sơ đồ khối ghép N kênh

Hình 14: Thiết bị đầu cuối ghép PCM điển hình

Bộ sai động tách tiếng nói thành mạch phát và thu ở mạch phát trước hết hạn chế băng tần đến 3400 Hz nhờ bộ lọc thông thấp đầu ra bộ lọc nối đến mạch lấy mẫu (bộ điều biên xung PAM).

Các nhóm 24, 30, 96 hoặc 120 kênh thoại đề đã được biến đổi thành dạng điều biên xung (PAM) được đưa lần lượt vào tuyến ghép hoặc BUS PAM dưới sự điều khiển của đồng hồ phát, đồng hồ này tạo ra xung lấy mẫu cho tín hiệu PAM và điều khiển thông tin vào BUS PAM Đầu vào bộ mã hóa chỉ có một tín hiệu PAM dưới sự điều khiển của hệ thống hoặc đồng hồ phát, lượng tử hóa xung này tạo ra từ mã thích hợp Đầu ra bộ mã hóa là luồng bít số có tốc độ bít của hệ thống đó xung đồng bộ khung được ghép vào khe thời gian tương ứng cùng tin tức báo hiệu và toàn bộ gói tin xuất hiện ở đầu ra phía thu của bộ ghép PCM tiếp nhận số liệu đến, tái tạo tín hiệu này và tách thông tin đồng bộ trong tín hiệu đó Đồng hồ thu sử dụng thông tin đồng bộ này cho các thao tác của mạch tách kênh.

Bộ giải mã dưới sự điều khiển của đồng hồ thu giải mã các từ mã tương ứng của từng kênh thành tín hiệu PAM và đưa đến BUS PAM để phân phối theo thứ tự chính xác cho các bộ lọc băng tương ứng Đầu ra bộ lọc hình thành các tín hiệu tương tự nguyên thuỷ, các xung cổng từ đồng hồ thu cũng cho phép tách các bít báo hiệu từ tín hiệu vào và phân phối cho các khối báo hiệu kênh tương ứng nằm trong sai động để nhận được một động tác phù hợp.

III GHÉP KÊNH THỨ CẤP HỆ THỐNG PCM CẤP HAI.

Hệ thống PCM cơ sở chỉ dùng cho các tuyến thông tin ngắn, ở mạng thông tin cự ly trung bình và xa đòi hỏi dung lượng kênh lớn thì việc ghép nhóm cho một số lượng lớn kênh PCM vào một đường truyền chung để tạo ra các hệ thống PCM cấp cao hơn là hiệu quả và thực tế hơn.

Các phương pháp ghép thứ cấp

Tạo ra một tín hiệu số từ các tín hiệu tương tự và ngược lại phương pháp này áp dụng cho phương pháp sơ cấp

Ghép kênh PCM sơ cấpGhép kênh số cấp 2 Ghép kênh số cấp 2 Ghép kênh PCM sơ cấp

Tạo ra một tín hiệu số bằng cách kết hợp một số các tín hiệu số lại và ngược lại thông qua phương pháp ghép TDM Nguyên lý đường truyền tín hiệu số truyền các tín hiệu số giữa các thiết bị ghép kênh Chúng được thiết kế để truyền dẫn tín hiệu số có tốc độ xác định nhưng không phụ thuộc vào loại tín hiệu gốc mà các tín hiệu số đó thể hiện có hai loại hệ thống cấp II được CCITT khuyến nghị các hệ thống này làm việc theo phương thức ghép kênh số và dựa trên cơ sở của một trong hai hệ thống ghép cơ sở Cả hai hệ thống này ghép 4 luồng tín hiệu PCM cơ sở thành một tín hiệu số. Các tín hiệu được ghép theo kiểu chèn bít.

Hình 15: Ghép kênh số cấp II: a Hệ thống CEPT b Hệ thống ST&T a N = 30 2048 Kbit/s 8448 Kbit/s 2048 Kbit/s N = 30. b N = 24 1554 Kbit/s 6312 Kbit/s 1544 Kbit/s N = 24.

IV GHÉP KÊNH CẤP CAO.

Các hệ thống truyền dẫn số có thể liên kết với nhau theo từng cấp tạo nên một hệ thống ghép kênh số nhiều cấp Hệ thống này dựa trên cơ sở hệ thống ghép PCM 30 sơ đồ khối hệ thống ghép kênh cấp cao.

Hệ thống ghép kênh cấp cao không chỉ cho truyền dẫn tiếng nói điều xung mã mà cho các dạng thông tin khác như số liệu điện thoại truyền hình, nhóm ghép kênh theo tần số FDM, truyền hình quảng bá.

Ghép kênh PCM sơ cấp

Ghép kênh theo tần số

Ghép kênh số cấp 3 Ghép kênh số cấp 4

2,048 Mbit/s 8,448 Mbit/s 34,368 Mbit/s139,264 Mbit/s556 Mbit/s

Hệ thống ghép kênh số nhiều cấp dựa trên cơ sở hệ thống ghép PCM

Hình 16 : hệ thống ghép kênh nhiều cấp dựa trên cơ sở hệ thống ghép

HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH

I KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH SỐ.

Phương thức này còn gọi là chuyển mạch PCM (Pulse Code Modulation): Đây cũng là một loại của phương thức chuyển mạch thời gian Ở hệ thống chuyển mạch loại này một tuyến vật lý được sử dụng chung cho một số cuộc gọi trên cơ sở phân chia theo thời gian sử dụng nó Mỗi cuộc gọi được sử dụng tuyến này trong một khoảng thời gian xác định và theo chu kỳ với một tốc độ lặp thích hợp.

Hệ thống chuyển mạch số là một hệ thống chuyển mạch trong đó tín hiệu truyền dẫn qua trường chuyển mạch ở dạng số Các tín hiệu được ghép theo thời gian vào một đường truyền dẫn qua hệ thống chuyển mạch Có hai phương pháp thực hiện chuyển mạch các tổ hợp mã hóa theo hai hướng chuyển mạch thời gian và không gian Nói chung một hệ thống chuyển mạch số phục vụ một số nguồn tín hiệu đã dược ghép kênh theo thời gian. Các kênh tín hiệu PCM này được truyền trên các truyền dẫn PCM Để thực hiện chuyển mạch cho các cuộc gọi, đòi hỏi phải sắp xếp các tín hiệu số từ

1 khe thời gian ở 1 bộ ghép sang cùng 1 khe thời gian hoặc 1 khe thời gian khác của 1 bộ ghép hay tuyến PCM khác Việc trao đổi các khe thời gian tức là chuyển mạch tín hiệu số thực hiện theo hai phương pháp phối hợp với nhau hoặc tách biệt:

Tuyến dẫn ra PCM 1 Tuyến dẫn ra PCM 2

Hình 17: Sơ đồ khối bộ chuyển mạch số.

Chuyển mạch PCM có thể nối, thông khe thời gian bất kỳ ở luồng số đầu vào của tuyến dẫn PCM tới 1 khe thời gian bất kỳ của luồng số ra của tuyến dẫn PCM ra.

Chức năng của phân hệ này là tạo ra sự kết nối giữa các kênh đầu vào và đầu ra để hình thành các cuộc nói chuyện giữa các thuê bao và các trung kế hoặc giữa các trung kế với nhau Hệ thống này có thể được cấu tạo bởi những tầng chuyển mạch thời gian hoặc không gian tuỳ theo nhu cầu về dung lượng của tổng đài Ngoài ra nó còn thực hiện chức năng truyền dẫn tiếng nói và tín hiệu báo hiệu.

Luồng PCM ra Luồng PCM vào

II HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH SỐ

1 Nguyên lý chuyển mạch thời gian:

Hình 18: Sơ đồ khối chuyển mạch thời gian

Chuyển mạch thời gian là chuyển mạch có khả năng chuyển 1 từ mã nhị phân PCM 8 bit nào từ các xa lộ đi vào đến bất kỳ khe thời gian nào trên xa lộ đi ra.

Các số liệu đưa vào được nạp vào các khe thời gian trong một khung nhờ bộ dồn kênh Mux Để kết nối một đường thoại thông tin ở các khe thời gian trên luồng đầu vào được gửi tới phía đầu ra qua mạch chuyển mạch. Mỗi đường thoại được định hình cụ thể trong một khe thời gian của luồng số liệu theo đó mạch chuyển mạch thay đổi khe thời gian của luồng đi vào đến khe thời gian của luồng số liệu đi ra Quá trình này được gọi là quá trình thay đổi khe thời gian Để thực hiện được điều này các từ mã nhị phân đi vào được viết vào bộ nhớ số liệu một cách tuần hoàn hoặc ngẫu nhiên Theo đặc trưng của yêu cầu cuộc gọi được lưu trong bộ nhớ điều khiển các từ mã lại được đọc ra

Có hai phương pháp thực hiện chuyển mạch;

Tuyến PCM vào Tuyến PCM ra

Bộ đếm khe thời gian Bộ điều khiển chuyển mạch

+ Phương pháp dùng bộ trễ.

+ Phương pháp dùng bộ nhớ đệm BM (Buffer Memory).

- Việc ghi đọc ở bộ nhớ đệm có thể là:

+ Ghi tuần tự, đọc ra ngẫu nhiêm.

+ Ghi vào ngẫu nhiên, đọc ra tuần tự.

Tuỳ theo vào sự điều khiển đâù ra hay đầu vào. a Chuyển mạch điều khiển đầu vào:

Hình 19: Nguyên lý chuyển mạch thời gian điều khiển đầu vào

Cấu tạo: Bộ chuyển mạch thời gian tín hiệu số bao gồm 2 bộ nhớ: Bộ nhớ tiếng nói và bộ nhớ điều khiển.

Bộ nhớ tiếng nói: có số lượng các ô nhớ bằng số lượng khe thời gian được ghép trong khung của tuyến dẫn PCM đưa vào bộ nhớ tiếng nói mỗi ô nhớ có 8 bit nhớ để ghi lại 8 bit thông tin của mỗi từ mã PCM đại diện cho một mẫu tín hiệu tiếng nói.

Bộ nhớ điều khiển: có số lượng ô nhớ bằng bộ nhớ tiếng nói nhưng mỗi ô nhớ của nó có số lượng bit nhớ tuỳ thuộc số lượng khe thời gian của các tuyến ghép PCM Chúng có quan hệ với nhau theo hệ thức 2 r = C. r: Số bít nhớ của một ô nhớ ở bộ nhớ điều khiển.

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

Hai bộ nhớ tiếng nói và điều khiển liên kết với nhau thông qua hệ thống Bus địa chỉ và chịu sự điều khiển của bộ điều khiển chuyển mạch trực tiếp qua bộ đếm khe thời gian.

Theo phương thức chuyển mạch thời gian điều khiển đầu vào các mẫu tín hiệu PCM từ đầu vào đưa tới được ghi vào bộ nhớ theo phương pháp có điều khiển Tức là trình tự ghi các xung mẫu PCM ở các khe thời gian của tuyến dẫn PCM đầu vào vào các ô nhớ nào cuả bộ nhớ tiếng nói được quyết định bởi bộ nhớ điều khiển Còn quá trình đọc các mẫu tín hiệu mã hóa PCM từ bộ nhớ tiéng nói vào các khe thời gian của tuyến ghép PCM ra được tiến hành theo trình tự tự nhiên Mỗi ô nhớ của bộ nhớ điều khiển được liên kết chặt chẽ với khe thời gian tương ứng của tuyến PCM ra. b Chuyển mạch điều khiển đầu ra:

Về cấu tạo thì một bộ chuyển mạch thời gian tín hiệu số điều khiển đầu ra cũng gồm có hai bộ nhớ có cấu tạo giống như phương thức điều khiển đầu vào.

Luồng PCM ra Luồng PCM vào

* Nguyên lý làm việc: Ở phương thức chuyển mạch thời gian điều khiển đầu ra thì mẫu tín hiệu PCM ở tuyến dẫn PCM vào cần được ghi vào các ô nhớ của bộ nhớ tiếng nói theo trình tự tự nhiên Khi đọc các nội dung ghi ở các ô nhớ này vào khe thời gian của tuyến ghép PCM ra thì phải thực hiện có điều khiển để mẫu tín hiệu PCM ở một khe thời gian nào đó ở đầu vào cần phải được chuyển tới một khe thời gian định trước của tuyến PCM ra.

2 Nguyên lý chuyển mạch không gian: a Sơ đồ khối chuyển mạch không gian:

Hình 20: Sơ đồ khối bộ chuyển mạch không gian

Chuyển mạch không gian là chuyển mạch có khả năng chuyển bất kỳ một mã nhị phân PCM 8 bit nào từ các xa lộ đi vào đến bất kỳ xa lộ đi ra nào mà khong có sự thay đổi khe thời gian Nó tạo ra một sự tiếp thông đầy và tránh tình trạng vướng nội tâm.

Việc kết nối thông được thực hiện nhờ các chuyển mạch điện tử cổng VÀ tuần tự chính xác mà theo đó các cổng VÀ được mở hoặc tắt được chỉ thị trong bộ nhớ điều khiển Ứng với mỗi khe thời gian cổng VÀ lại được chuyển trạng thái. Để điều khiển thao tác chuyển mạch cần có bộ nhớ điều khiển Bộ nhớ này gồm các cột nhớ hoặc các hàng nhớ Nếu bộ chuyển mạch làm

HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 TRONG MẠNG THOẠI CÔNG CỘNG PSTN

KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG VÀ CẤU TRÚC MẠNG BÁO HIỆU SỐ 7

I KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7

1 Điểm báo hiệu SP (Signalling Point) a Điểm báo hiệu sản phẩm là nút chuyển mạch hoặc nút xử lý trong mạng báo hiệu, thực hiện các chức năng của hệ thống báo hiệu số 7.

Một tổng đài điện thoại được xem như là một điểm báo hiệu (Signalling Point) phải là tổng đài SPC vì báo hiệu số 7 là dạng thông tin số liệu giữa các bộ vi xử lý.

- Tất cả các điểm báo hiệu SP trong mạng báo hiệu số 7 được nhận dạng bằng một mã duy nhất 14 bit, được gọi là mã điểm báo hiệu SPC (Signal Point Code). b Các kiểu của điểm báo hiệu.

- Điểm báo hiệu nguồn OP (Oringnating Point) là nơi mà thông tin báo hiệu được tạo ra và được truyền đi Nó có mã điểm báo hiệu là OPC (Originating point Code).

- Điểm báo hiệu đích DP (Destination Point) là nơi thông tin báo hiệu đi đến và được xử lý Nó có mã điểm báo hiệu được đặt tên là DPC(Desination Point Code).

OPC DPC Điểm Báo hiệu A Điểm Báo hiệu B

Nhóm mạch thoại (Circuit Group) Kênh báo hiệu (Signalling Link)

- Điểm chuyển giao báo hiệu STP (Signalling Transfer Point) là nơi mà thông tin báo hiệu thuộc được trên một kênh báo hiệu và sau đó được chuyển đi tiếp mà không xử lý nội dung của bản tin. Ở phương thức báo hiệu bán liên kết (Quasi - Associated) bản tin được chuyển qua một hoặc nhiều SP trên đường từ điểm nguồn tới điểm đích.

Hình 28: Mô tả điểm báo hiệu và các kiểu của điểm báo hiệu

2 Kênh báo hiệu và chùm kênh báo hiệu (Signalling Link, Link Set)

- Hệ thống báo hiệu kênh chung sử dụng các kênh báo hiệu để chuyển tải thông tin báo hiệu giữa hai điểm báo hiệu SP Về vật lý, kênh báo hiệu bao gồm kết cuối báo hiệu ở mỗi đầu của kênh và vài loại môi trường truyền dẫn (thường là khe thời gian ở đường truyền dẫn PCM) đầu nối hai đầu cuối báo hiệu.

Hình 29: Mô tả kênh báo hiệu

- Chùm kênh báo hiệu LS: Bao gồm các kênh báo hiệu song song đầu nối trực tiếp hai điểm báo hiệu với nhau Một chùm kênh báo hiệu gồm

Mỗi kênh báo hiệu trong mạng báo hiệu có khả năng xử lý 4096 mạch thoại, vì lý do an toàn hệ thống để đề phòng sự cố lỗi của đường báo hiệu thì ta sử dụng hai đường báo hiệu mắc song song (hoặc nhiều hơn).

Chùm kênh báo hiệu (Signalling Link Sets)

Hình 30: Mô tả chùm kênh báo hiệu.

3 Tuyến báo hiệu, chùm tuyển báo hiệu (Signalling Route - Signalling Route Set)

- Tuyến báo hiệu SR (Signalling Route) là một tuyến đường đã được xác định trước để các bản tin đi qua mạng báo hiệu giữa điểm báo hiệu nguồn và điểm báo hiệu đích Tuyến báo hiệu bao gồm một chuỗi SP và STP, được đấu nối với nhau bằng các kênh báo hiệu hoặc các chùm kênh báo hiệu.

- Chùm tuyến báo hiệu RS (Route Set) là tất cả các tuyến báo hiệu có thể sử dụng để truyền các thông tin báo hiệu đi qua mạng báo hiệu giữa một điểm báo hiệu nguồn và điểm báo hiệu đích Một chùm tuyến báo hiệu có thể có 1 đến 16 tuyến báo hiệu.

Tuyến báo hiệu 2 (Signalling Route 2)

Chùm kênh báo hiệu CChùm kênh báo hiệu C Chùm kênh báo hiệu B

Nhóm mạch thoại (Circuit Group) Mối liên hệ báo hiệu (Signalling Relation)

Hình 31: Mô tả tuyến báo hiệu và chùm tuyến báo hiệu

4 Các phương thức báo hiệu (Sinalling Mode)

Phương thức báo hiệu là sự kết hợp giữa đường truyền thông tin báo hiệu và đường thoại (hoặc đường số liệu) mà các thông tin báo hiệu có liên quan tới.

- Phương thức báo hiệu kết hợp (CAS) các thông tin báo hiệu liên quan đến cuộc gọi đi theo cùng đường truyền với tín hiệu thoại giữa 2 điểm báo hiệu kề nhau.

Hình 32: Phương thức báo hiệu liên kết (associated)

- Phương thức báo hiệu bán liên kết (Quasi - associated) các thông tin báo hiệu liên quan đến cuộc gọi được chuyển trên hai hoặc nhiều chùm keenh báo hiệu ở các tổng đài quá giang và đi qua một hoặc nhiều điểm báo hiệu khác tới điểm báo hiệu đích của thông tin báo hiệu Trong trường hợp

Nhóm mạch thoại với phương thức báo hiệu bán liên kết A-C-B

Mối liên hệ báo hiệu

Nhóm mạch thoại với phương thức báo hiệu bán liên kết A-CNhóm mạch thoại với phương thức báo hiệu bán liên kết A-C này các thông tin báo hiệu được chuyển trên tuyến thông tin khác với tuyến thông tin thoại.

Hình 33 Phương thức báo hiệu bán liên kết

III CẤU TRÚC MẠNG BÁO HIỆU SỐ 7

1 Mục tiêu quy hoạch mạng

Các tham số chính trong việc quy hoạch mạng báo hiệu là:

- Cấu trúc mạng phải đơn giản (Simple Network Structure) thường đạt được bằng cách sắp xếp mạng theo một số mức phân cấp (Hierarchical Levels) Ưu điểm của cấu trúc phân cấp này là tính linh động sự phát triển tương lai và tương đối đơn giản cho việc quản lý mạng.

CẤU TẠO CÁC THÀNH PHẦN CHỨC NĂNG CHÍNH

CẤU TẠO CÁC THÀNH PHẦN CHỨC NĂNG CHÍNH TRONG HỆ

THỐNG BÁO HIỆU SỐ 7 (MAIN FUNCTION BLOCKS)

Hệ thống báo hiệu số 7 theo khuyến nghị của CCITT bao gồm các khối chức năng:

Hình 37: Cấu trúc cơ bản của hệ thống báo hiệu số 7

- Phần chuyển giao bản in MTP (Message Transfer Part) được xem như là một hệ thống vận chuyển chung để chuyển giao các bản tin báo hiệu một cách chính đáng tin cậy giữa các điểm báo hiệu Nhiệm vụ của MTP là chuyển các bản tin báo hiệu từ user này đến user khác một cách đáng tin cậy như chính xác, đúng trình tự, không mất mát hoặc trùng lặp.

- Phần các user (user Part - UP) các user tạo ra và phân tích và xử lý các bản tin báo hiệu, chúng sử dụng MTP như là bộ phận truyền tải để mang thông tin báo hiệu tới các user khác cùng loại.

Trong mạng viễn thông chúng ta thường có các user sau:

+ TUP (Telephone user Part ) bộ phận sử dụng là các tổng đài chuyển mạch điện thoại.

+ ISUP (ISDN user Part ) bộ phận sử dụng là các tổng đài chuyển mạch ISDN.

+ MTUP (Mobile Telephone user part) bộ phận sử dụng là các tổng đài chuyển mạch điện thoại di động.

+ DUP (Data user part) bộ phận sử dụng là các thiết bị truyền số liệu

I CẤU TRÚC PHẦN CHUYỂN GIAO BẢN TIN MTP

MTP được phân chia thành 2 phần chính:

- Phần thực hiện các chứa năng kênh dữ liệu trên kênh báo hiệu dùng để kết nối với các điểm báo hiệu khác.

- Hệ thống thực hiện các chức năng điều khiển việc truyền đưa các bản tin qua mạng báo hiệu.

60 Điểm báo hiệu Điểm chuyển giao báo hiệu Điểm báo hiệu

Phần điều khiển đấu Nối Báo hiệu

Hệ thống điều khiển việc truyền đưa các bản tinHệ thống điều khiển việc truyền đưa các bản tinHệ thống điều khiển việc truyền đưa các bản tin

Kênh số liệu báo hiệu Kênh số liệu báo hiệu

Hình 38: Cấu trúc tổng quát của MTP

- Trong phần này chia làm 2 phần chính:

+ Phần các chức năng xử lý kênh báo hiệu là giám sát kênh số liệu báo hiệu để phát hiện các bản tin lỗi và điều khiển sao cho việc nhận gửi các bản tin đúng trình tự và không có lỗi hoặc bị trùng lặp.

+ Phần các chức năng mạng báo hiệu bao gồm các chức năng để xử lý các bản tin và các chức năng quản lý mạng báo hiệu Trong mỗi phần đó lại được chia thành nhiều chức năng khác nhau và chia làm 3 mức trong hệ thống chuyển giao bản tin MTP, như trong hình vẽ số 51.

Quản lý Lưu lượng LEVEL 3

Phân biệt bản tin Định tuyến bản tin

Chức năng quản lý mạng Chức năng xử lý bản tin

Bộ điều khiển trạng thái

Bộ điều khiển gửi Bộ điều khiển

Kênh số liệu báo hiệu

LSSU: Đơn vị bản tin báo hiệu

Về tình trạng kênh báo hiệu

MSU: Đơn vị bản tin mạng thông tin báo hiệu

: Hướng đi của các bản tin báo hiệu : Hướng chỉ thị và điều khiển

Hình 39: cấu trúc tổng thể các khối chức năng của MTP Đầu cuối báo hiệu

(ST)Khối tách ghép kênh

(ET) Kết cuối Tổng đài

(MUX)Đầu cuối báo hiệu

1 Cấu tạo chức năng kênh số liệu thông tin báo hiệu Mức 1(Signalling Data Link - Level 1).

1 kênh số liệu báo hiệu là 1 đường thông truyền dẫn hai chiều dành cho báo hiệu gồm 2 kênh số liêụ hoạt động với nhau trên hai hướng ngược nhau và có cùng tốc độ truyền dẫn.

Các giao thức ở lớp 1 này xác định tính chất về điện, vật lý và các đặc điểm chức năng của kênh số liệu báo hiệu Những đặc điểm này được mô tả chi tiết ở các khuyến nghị G 703, G 732 và G 734 của CCITT.

Hình 40: Kênh số liệu báo hiệu

Kênh số liệu báo hiệu có thể thuộc dạng số hay dạng Analog.

1 kênh số liệu báo hiệu dạng số được thiết lập bằng các kênh truyền dẫn số và chuyển mạch số Tốc độ chuẩn của một kênh truyền dẫn số là 56 Kb/s hoặc 64Kb/s, mặc dù tốc độ tối thiểu cho điều khiển các ứng dụng là 4,8 Khz.

(ST) Kết cuối báo hiệu

Thiết bị kết cuối trung kế số

(DCE)Thiết bị kết cuối trung kế số

(DCE) Kênh truyền dẫn số

Hình 41: Kênh số liệu báo hiệu số

2 Cấu tạo chức năng xử lý kênh báo hiệu lớp 2 (Signalling link - Level 2)

Các chức năng xử lý kênh báo hiệu, cùng với kênh số liệu báo hiệu đóng vai trò như là bộ điều khiển nhận và gửi các bản tin báo hiêụ giữa 2 điểm báo hiệu được kết nối trực tiếp một cách đáng tin cậy Nó bao gồm các chức năng cụ thể sau:

- Đồng bộ các cờ hiệu và định dạng giới hạn các đơn vị bản tin

- Phát hiện các bản tin lỗi

- Điều khiển ngưng hoạt động bộ xử lý khi xảy ra sự cố hư hỏng

- Biểu thị nghẽn lớp 3 nếu có trường hợp quá tải xảy ra Đường số liệu báo hiệu

(ST)Khối tách ghép kênh

(ET) Kết cuối Tổng đài

(MUX)Đầu cuối báo hiệu

(ST) Kênh số liệu báo hiệu

Hình 42: Kênh báo hiệu mức 2

Mỗi bản tin được truyền đi đều được ghép vào một đơn vị bản tin báo hiệu MSU ( Message Signal Unit) các bản tin này có chiều dài thay đổi tuỳ theo số lượng thông tin được truyền đi, mỗi MSU trước khi truyền đi được thêm vào một số thông tin điều khiển (Các trường điều khiển) Để hiểu rõ được các chức năng xử lý kênh báo hiệ chúng ta cần xem xét sơ lược qua các cấu trúc của các bản tin. a Khái niệm về các loại bản tin cơ bản dùng trong hệ thống báo hiệu số 7

Bít đầu tiên được truyền

Hình 43: Cấu trúc các loại bản tin cơ bản dùng trong báo hiệu số

- Đơn vị bản tin mang thông tin báo hiệu MSU (Message Signal Unit) chứa các bản tin báo hiệu được trao đổi giữa các user hoặc giữa các khối xử lý chức năng quản lý mạng báo hiệu ở hai điểm báo hiệu với nhau.

- Đơn vị bản tin mạng thông tin về tình trạng kênh báo hiệu LSSU

(Link Status Signal Unit) Chứa đựng các thông tin liên quan đến hoạt động của kênh báo hiệu như đồng bộ LSSU chỉ được trao đổi giữa các lớp 2 của MTP và nó chỉ được trao đổi trong trường hợp kênh báo hiệu ở trong tình trạng không sẵn sàng truyền đưa các bản tin hoặc ở trong tình trạng không thể sử dụng được cho việc truyền bản tin nữa.

- Đơn vị bản tin làm đầy FISU (Fill - In Signalling Unit) được sử dụng để phát hiện lỗi đường truyền trên các kênh báo hiệu trong trươngf hợp không còn bản tin MSU nào để trao đổi với phía đối phương Bản tin FISU

66 b Ý nghĩa tổng quát của các trường trong các loại đơn vị bản tin.

Các trường điều khiển dùng để đảm bảo việc truyền được các bản tin qua mạng báo hiệu không có lỗi thì hoàn toàn giống nhau cho cả 3 loại đơn vị bản tin.

Trường chỉ thị chiều dài bản tin LI cho phép nhận dạng các loại của các đơn vị bản tin nhận được.

- Số thứ tự bản tin trên hướng về BSN (Backward Sequence Number)

Nó mang các thông tin trả lời xác nhận các thủ tục giám sát sửa lỗi các bản tin số thứ tự của các bản tin trên hướng về cũng có thể được sử dụng để trả lời xác nhận cho một trình tự của các đơn vị báo hiệu.

- Cờ hiệu F (Flag) vì các đơn vị báo hiệu có một chiều dài thay đổi để giới hạn chiều dài phạm vi các đơn vị bản tin, mỗi đơn vị báo hiệu được bắt đầu và kết thức bởi 1 cờ hiệu Flag cờ kết thúc của đơn vị bản tin này cũng là cơ bắt đầu của đơn vị bản tin kế tiếp Trong trường hợp quá tải về báo hiệu các cờ sẽ được truyền liên tiếp nhau Các cờ cũng được sử dụng cho mục đích đồng bộ Cờ được đặc trưng bằng từ mã 8 bít duy nhất 01111110.

LEVEL 3 LEVEL 2 trường hợp ngược lại bản tin sẽ được chuyển tới chức năng tạo tuyến để chuyển bản tin đó tới đích của nó. c Chức năng phân phối bản tin báo hiệu

Chức năng phân phối bản tin được sử dụng tại điểm báo hiệu SP để chuyển bản tin nhận được tới.

- Phần người sử dụng User

- Phần điều khiển đấu nối báo hiệu của MTP

- Phần quản lý điều hành mạng báo hiệu của MTP

Phân phối bản tin Đây có phải là SP

Không Nếu không phải, gửi bản tin đến phần tạo tuyến bản tin

Nếu đúng, gửi bản tin đến phần phân phối bản tin Để chuyển đến đúng SP thu bản tin

Hình 47: Octet thông tin dịch vụ SIO

Có thể biểu thị các chức năng trên bằng sơ đồ:

Hình 48: Thủ tục phân phối bản tin đến mã điểm thu báo hiệu

* Chức năng quản lý mạng báo hiệu (Signalling Network Management)

Mục đích của các chức năng này là cung cấp khả năng lập lại cấu hình của mạng báo hiệu trong trường hợp có sự cố hư hỏng và khả năng điều khiển lưu lượng trong trường hợp có nghẽn mạch xảy ra việc lập lại cấu hình của mạng báo hiệu một cách có hiệu quả nhờ vào việc sử dụng các thủ tục thích hợp để thay đổi định tuyến lưu lượng báo hiệu để bỏ qua các kênh báo hiệu có sự cố hoặc các điểm báo hiệu liên quan đến việc xảy ra sự cố này.

Chức năng quản lý mạng báo hiệu (Signalling Network Management)

Quản lý lưu lượng báo hiệu

Quản lý kênh báo hiệu

Quản lý tuyến báo hiệu

Hình 49: Chức năng quản lý mạng báo hiệu

Các chức năng quản lý điều hành mạng báo hiệu được chia thành các chức năng nhóm chính

- Quản lý lưu lượng báo hiệu

- Quản lý kênh báo hiệu

- Quản lý tuyến báo hiệu

Các chức năng này được sử dụng trong khi có các sự kiện (như là hư hỏng của kênh báo hiệu hoặc điểm báo hiệu, việc phục hồi kênh báo hiệu bị hư ) xảy ra trên mạng báo hiệu.

4 Ví dụ về trường hợp xử lý hư hỏng của kênh báo hiệu từ SP - STP

- Bước 1: Tình trạng hư hỏng của kênh báo hiệu được phát hiện bởi bộ điều khiển trạng thái kênh báo hiệu LSC (Link Stale Control) và LSC sẽ gửi một chỉ thị đến bộ phận quản lý kênh báo hiệu SLM.

- Bước 2: Bộ phận quản lý kênh báo hiệu sẽ thông báo cho bộ phận quản lý lưu thoại báo hiệu STM, bộ quản lý này sẽ lưu chứa các thông tin trên kênh báo hiệu trong một chùm kênh báo hiệu (kênh báo hiệu dự phòng nếu có).

- Bước 3: Bộ phận quản lý lưu thoại sẽ ra lệnh bộ phận định tuyến bản tin (Message Routing) để thay đổi bảng định tuyến bản tin báo hiệu trongMRO để cho phép chuyển đổi lưu lượng báo hiệu đến kênh báo hiệu dự

LEVEL 3 LEVEL 2 Định tuyến Bản tin

Quản lý lưu lượng báo hiệu

Quản lý tuyến báo hiệuQuản lý kênh báo hiệu

Bộ điều khiển trạng thái kênh báo hiệu

- Bước 4: Bộ phận quản lý lưu thoại báo hiệu sẽ yêu cầu bộ điều khiển trạng thái kênh báo hiệu gửi các lệnh chuyển đổi kênh báo hiệu.

- Bước 5: Bộ điều khiển trạng thái kênh báo hiệu sẽ gửi các bản tin về chuyển đổi này trên kênh báo hiệu dự phòng Các bản tin có chứa mã điểm báo hiệu đích đến DPC mã điểm báo hiệu xuất phát OPC, mã chọn lựa kênh báo hiệu SLS và cũng biểu thị số thứ tự bản tin hướng đi của bản tin cuối cùng mà nó nhận được.

- Bước 6: Bộ điều khiển trạng thái kênh báo hiệu nhận được bản tin xác nhận chuyển đổi kênh báo hiệu từ điểm báo hiệu đầu xa.

- Bước 7: Bộ phận quản lý kênh báo hiệu SLM ra lệnh cho bộ điều khiển trạng thái kênh báo hiệu LSC gửi lệnh yêu cầu đồng bộ trên kênh báo hiệu bị hư hỏng để cố gắng khắc phục kênh báo hiệu này Nếu thành công bộ phận quản lý lưu lượng báo hiệu STM sẽ kích hoạt thủ tục chuyển đổi phục hồi (Change Back) của dòng lưu lượng báo hiệu vừa mới chuyển đổi.

Hình 50: Mô tả quá trình xử lý hư hỏng của kênh báo hiệu

Thông tin của các USER Nhãn

II PHẦN NGƯỜI SỬ DỤNG ĐIỆN THOẠI TUP (TELEPHONE

Hiện tại và trong tương lai mạng báo hiệu kênh chung số 7 có rất nhiều loại User Telephone User là bộ phận quản lý điều khiển việc thiết lập các cuộc gọi trong các tổng đài điện thoại bằng cách trao đổi các tín hiệu báo hiệu với các tổng đài điện thoại khác Bất kỳ tín hiệu điều khiển cuộc gọi nào được gửi đi cũng đều liên quan đến một kênh thoại đặc biệt nào đó trong mạng điện thoại.

1 Cấu trúc cơ bản của các tin báo hiệu (Basic format of messace)

Các thông tin báo hiệu xuất phát từ Telephone User (TUP) được truyền đi trên kênh báo hiệu dưới dạng các đơn vị bản tin báo hiệu MSU

Hình 51: Cấu trúc cơ bản của bản tin báo hiệu dành cho TUP

Mạng Quốc tế 1 Mạng Quốc gia 0 Mạng Quốc gia 1

Nhóm bản tin Tên của bản tin Trường phân dịch vụChỉ thị dịch vụ

0010 Đơn vị bản tin báo hiệu dành cho phần sử dụng điện thoại có SIO = 4

Bắt đầu và kết thúc của mỗi bản tin được nhận biết bởi một cờ hiệu F gồm 8 bít có giá trị duy nhất là 011111110, các trường SIO, LI, các trường dành cho sửa lỗi, phát hiện lỗi cũng đã được đề cập ở phần chuyển giao bản tin MTP.

Các tín hiệu báo hiệu điện thoại được truyền đưa trong mạng báo hiệu kênh chung số 7 dưới dạng các bản tin MSU và nội dung các thông tin báo hiệu thực sự được chứa trong trường SIF (Signalling Information Field) của

Trường thông tin SIF được xem như là phần thông tin được phát ra từ các User.

2 Cấu trúc tổng quát trong SIF trong bản tin báo hiệu dành cho TUP

Trong trường SIF gồm có 3 phần chính:

Phần thông tin thực sự của User (Tup User - Data)

Hình 52: Cấu trúc tổng quát trường SIF a/ Phần nhãn định tuyến gồm 4 trường khác nhau

- Mã điểm báo hiệu đích đến (Destination Point Code) xác định một điểm báo hiệu trên mạng báo hiệu nơi bản tin MSU sẽ được chuyển đến.

- Mã điểm báo hiệu đích xuất phát OPC xác định duy nhất một điểm báo hiẹu trên mạng báo hiệu nơi mà bản tin MSU đã được tạo ra và được chuyển đi.

- Mã nhận dạng kênh mạch thoại CIC xác định duy nhất một kênh mạch thoại hoặc dữ liệu giữa điểm báo hiệu xuất phát và điểm bảo hiệu đích đến.

- Mã chọn lựa kênh báo hiệu SLS là 4 bít trong số thấp nhất trong trường CIC, bốn bít SLS được sử dụng để chọn lựa một kênh báo hiệu từ chùm kênh báo hiệu theo thủ tục hoạt động chia tải. b/ Phần các Heading Phần Heading này định nghĩa đặc tính của các bản tin (đối với các User) và được phân chia thành 2 trườn hợp mỗi trường 4 bít.

- Trường Ho (Heading Code.0) dùng để biểu thị nhóm các bản tin Nó nhóm các bản tin có các chức năng gần giống nhau lại thành một nhóm tổng quát cho một công việc chung nào đó.

- Trường H1 (Heading Code 1) xác định chi tiết loại của từng bản tin trong một nhóm tổng quát nào đó. bản tin Nhóm

0000 Dự trữ phục vụ cho người sử dụng

FAM 0001 IAM IAI SAM SAO

FSM 0010 CXL CLU COT CCF CPI

BSM 0011 CIR CPR EOS MSC

CSM 0110 ANS CBK CLF RAN FRL CH

CCM 0111 RLG BLQ BLA UBL UBA RSC

1000 Dự trữ phục vụ cho quốc tế và cơ sở sử dụng Quốc gia

1100 Dự trữ phục vụ cho sử dụng Quốc gia

Bảng 53: Bảng mô tả tóm tắt các ý nghĩa của các bản tin được xác định theo các giá trị của Heading

Tiêu đề	Tổng Đài Điện Tử Số SPC Và Hệ Thống Báo Hiệu Số 7 Trong Mạng Thoại Công Cộng PSTN
Tác giả	Nguyễn Thị Ngọc Ánh
Người hướng dẫn	Nguyễn Vũ Sơn - Khoa Điện Tử - Viễn Thông
Trường học	Viện Đại Học Mở Hà Nội
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp

Định dạng
Số trang	102
Dung lượng	191,37 KB