Nghiên cứu các hệ thống báo hiệu trong mạng viễn thông việt nam 1

Lời nói đầu Trong năm gần đây, với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, ngành " Điện tử - Viễn thông - Tin học " đà có bớc tiến nhảy vọt, đóng góp tích cực vào phát triển tất lĩnh vực kinh tế, văn hoá, xà hội toàn giới Đặc biệt viễn thông ngành mũi nhọn đóng vai trò vô quan trọng Theo xu thế giới với sách mở cửa phủ, viễn thông Việt Nam giai đoạn tăng tốc đạt đợc thành tựu đáng kể Ngành viễn thông Việt Nam đà đóng góp tích cực vào trình công nghiệp hoá đại hoá đất nớc Trong mạng viễn thông, hệ thống báo hiệu phơng tiện quan trọng để truyền dẫn thông tin Hệ thống báo hiệu hoàn thiện thông tin truyền mạng nhanh chóng, xác, đảm bảo chất lợng cho kết nối Việc ứng dụng hệ thống báo hiệu kênh riêng báo hiệu chung cho mạng quốc tế mạng quốc gia đợc mở rộng không ngừng nhằm cung cấp báo hiệu cho dịch vụ quản lý mạng Nh với tầm quan trọng hệ thống báo hiệu, em đợc phân công thực đồ án tốt nghiệp với đề tài " Nghiên cứu hệ thống báo hiệu mạng viễn thông Việt Nam " Đồ án tốt nghiệp bao gồm nội dung sau: - Chơng I: Tổng quan hệ thống báo hiệu - Chơng II: Hệ thống báo hiệu mà R2 - Chơng III: Hệ thống báo hiệu kênh chung số Đợc giúp đỡ tận tình thầy giáo, thạc sĩ Mai Văn Quý, em đà hoàn thành đồ án Tuy nhiên thời gian có hạn, khối lợng kiến thức rộng nên đồ án chắn nhiều thiếu sót Em mong đợc giúp đỡ, bảo thầy cô Cuối em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo khoa Điện tử - Viễn thông, đặc biệt thầy giáo, thạc sĩ Mai Văn Quý đà giúp đỡ tạo nhiều điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Chơng I tổng quan hệ thống báo hiệu I Khái quát Trong mạng viễn thông, báo hiệu việc trao đổi thông tin thành phần tham gia vào nối để thiết lập, giám sát giải phóng gọi Đồng thời báo hiệu đợc dùng để vận hành quản lý mạng viễn thông Thông thờng báo hiệu đợc chia thành dạng chính: - Báo hiệu đờng dây thuê bao (Subscriber Loop Signalling) - Báo hiệu liên tổng đài (Inter - Exchange Signalling) Hiện nay, báo hiệu liên tổng đài có dạng chính: + Báo hiệu kênh liên kết CAS (Channel Associated Signalling) + Báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signalling) Báo hiệu Báo hiệu đờng dây thuê bao Báo hiệu liên tổng đài Báo hiệu kênh liên kết Báo hiệu kênh chung Hình Phân loại báo hiệu mạng viễn thông Ii Báo hiệu đờng dây thuê bao Là báo hiệu đợc thực thuê bao với tổng đài hay tổng đài với thuê bao Để thiết lập gọi thuê bao nhấc tổ hợp máy Trạng thái nhấc tổ hợp đợc tổng đài phát gửi tín hiệu mời quay số đến thuê bao Lúc thuê bao quay số thuê bao cần gọi Khi quay số xong thuê bao nhận đợc số tín hiệu tổng đài tơng ứng với trạng thái nh tín hiệu hồi âm chuông, tín hiệu báo bận hay số tín hiệu đặc biệt khác Thuê bao gọi Tổng đài Thuê bao bị gọi Nhấc tổ hợp Âm mời quay số Số hiệu thuê bao bị gọi Tín hiệu chuông Tín hiệu hồi âm chuông Tín hiệu trả lời Đàm thoại Đặt tổ hợp Đặt tổ hợp Hình Ví dụ báo hiệu đờng dây thuê bao IIi Báo hiệu liên tổng đài Là báo hiệu đợc thực tổng đài với Các loại tín hiệu báo hiệu liên tổng đài là: tín hiƯu chiÕm, tÝn hiƯu c«ng nhËn chiÕm (hay tÝn hiƯu xác nhận chiếm), số hiệu thuê bao bị gọi, tình trạng tắc nghẽn, xoá thuận, xoá ngợc Thuê bao gọi Tổng đài Tổng đài Tín hiệu chiếm Tín hiệu xác nhận chiếm Số hiệu máy bị gọi Tín hiệu trả lời Đàm thoại Tín hiệu xoá hớng Thuê bao bị gọi Hình Ví dụ báo hiệu liên tổng đài Tín hiệu báo hiệu liên tổng đài bao gåm: - C¸c tÝn hiƯu b¸o hiƯu ghi (Register Signals): đợc sử dụng thời gian thiết lập gọi để chuyển giao địa thông tin thể loại thuê bao - Các tín hiệu báo hiệu đờng dây (Line Signals): đợc sử dụng toàn thời gian gọi để giám sát trạng thái đờng dây Báo hiệu liên tổng đài ngày có phơng pháp đợc sử dụng là: báo hiệu kênh liên kết (CAS) báo hiệu kênh chung (CCS) III.1 Báo hiệu kênh liên kết (Channel Associated Signalling) a) Khái quát báo hiệu kênh liên kết: Là báo hiệu liên tổng đài mà tín hiệu báo hiệu đợc truyền với trung kế tiếng Đặc trng loại báo hiệu kênh thoại có đờng tín hiệu báo hiệu xác định không rõ ràng Điều có nghĩa là: - Tín hiệu báo hiệu chuyển giao kênh thoại sử dụng tín hiệu báo hiệu băng tần thoại - Tín hiệu báo hiệu đợc chuyển giao kênh báo hiệu riêng biệt nh xếp đa khung PCM, tín hiệu báo hiệu đờng dây đợc chuyển giao khe thêi gian TS16 b) C¸c hƯ thèng b¸o hiệu kênh liên kết: * Hệ thống báo hiệu CCITT 1: Đây hệ thống báo hiệu lâu đời ngày không đợc sử dụng Hệ thống báo hiệu sử dụng tần số 500Hz, ngắt quÃng 20Hz * Hệ thống báo hiệu CCITT 2: Đây hệ thống báo hiệu sử dụng tần số 600Hz, ngắt quÃng 750Hz Hệ thống ngày đợc sử dụng Australia, New Zealand Nam Mỹ * Hệ thống báo hiệu CCITT 3: Đây hệ thống báo hiệu băng sử dụng tần số 2280Hz cho báo hiệu đờng dây báo hiệu ghi Ngày hệ thống đợc sử dụng Pháp, áo, Phần Lan Hungary * Hệ thống báo hiệu CCITT 4: Đây biến thĨ cđa hƯ thèng b¸o hiƯu CCITT nhng sư dụng tần số 2040Hz 2400Hz cho báo hiệu đờng dây báo hiệu ghi * Hệ thống báo hiệu CCITT 5: Đây hệ thống báo hiệu đợc sử dụng rộng rÃi với báo hiệu đờng dây sử dụng tần số 2400Hz 2600Hz, báo hiệu ghi sử dụng tổ hợp tần số 700Hz, 900Hz, 1100Hz, 1300Hz, 1500Hz vµ 1700Hz * HƯ thèng báo hiệu R1: Đây hệ thống báo hiệu gần gièng víi hƯ thèng b¸o hiƯu sè 5, nhng chØ sử dụng tần số 2600Hz cho báo hiệu đờng dây Báo hiệu ghi giống nh báo hiệu số * Hệ thống báo hiệu R2: Đây hệ thống báo hiệu sử dụng tần số 3825Hz cho báo hiệu đờng dây (với phiên analog) tÇn sè 540Hz tíi 1140Hz cho híng vỊ, tÇn sè từ 1380Hz đến 1980Hz cho hớng với bớc tần số 120Hz c) u điểm nhợc điểm báo hiệu kênh liên kết: * u điểm: Do báo hiệu kênh liên kết tơng đối độc lập với nên có cố kênh báo hiệu kênh lại bị ảnh hởng * Nhợc điểm: - Thời gian thiết lập gọi lâu tốc độ trao đổi thông tin báo hiệu chậm - Dung lợng báo hiệu kênh liên kết nhỏ có số đờng dây trung kế giới hạn - Độ tin cậy báo hiệu kênh liên kết không cao đờng dây trung kế dự phòng III.2 Báo hiệu kênh chung (Common Channel Signalling) a) Khái quát báo hiệu kênh chung: Là báo hiệu liên tổng đài mà tín hiệu báo hiệu đợc truyền đờng số liệu tốc độ cao độc lập với trung kế tiếng Báo hiệu đợc thực hớng, với kênh báo hiệu cho hớng Thông tin báo hiệu cần gửi đợc nhóm thành nhng gói liệu Bên cạnh thông tin dành cho việc báo hiệu, cần có thêm số thông tin nhận dạng kênh thoại mà báo hiệu cho, thông tin địa (nhÃn) thông tin để điều chỉnh lỗi Các tổng đài điều khiển chơng trình lu trữ (SPC) với kênh báo hiệu tạo thành mạng báo hiệu Chuyển mạch gói b) Các hệ thống báo hiệu kênh chung: * Hệ thống báo hiệu CCITT 6: đời đầu năm 1968, đợc sử dụng dành cho đờng dây Analog cho lu thoại quốc tế * Hệ thống báo hiệu CCITT 7: đời vào năm 1979 - 1980 dành cho mạng chuyển mạch số nớc qc tÕ, hƯ thèng trun dÉn sè tèc ®é cao (64Kb/s) c) Ưu điểm hệ thống báo hiệu kênh chung: - Thêi gian thiÕt lËp cuéc gäi nhanh sư dơng ®êng trun sè liƯu tèc ®é cao Trong hầu hết trờng hợp, thời gian thiết lập gọi giảm dới giây - Dung lợng báo hiệu kênh chung lớn kênh báo hiệu xử lý tín hiệu báo hiệu cho vài nghìn gọi lúc - Độ tin cậy báo hiệu kênh chung cao nhờ sử dụng tuyến báo hiệu linh động - Báo hiệu kênh chung có độ linh hoạt cao hệ thống mang thông tin nhiều loại tín hiệu khác nhau, sử dụng cho nhiều mục đích, không phục vụ cho riêng thoại IV chức báo hiệu Báo hiệu mạng viễn thông bao gồm ba chức bản; - Chức giám sát - Chức tìm chọn - Chức vận hành quản lý mạng IV.1 Chức giám sát Chức đợc sử dụng để giám sát phát thay đổi trạng thái phần tử (đờng dây thuê bao, đờng dây trung kế) để đ) để đa định xử lý xác kịp thời IV.2 Chức tìm chọn Chức liên quan đến thủ tục thiết lập gọi, việc truyền số liệu thuê bao bị gọi tìm tuyến nối tối u tới thuê bao bị gọi Điều phụ thuộc vào kiểu báo hiệu phơng pháp truyền báo hiệu Yêu cầu đặt với chức tìm chọn cho tổng đài phải có tính hiệu quả, độ tin cậy cao để thực xác chức chuyển mạch, thiết lập gọi thành công, giảm thời gian trễ quay số IV.3 Chức vận hành quản lý mạng Khác với hai chức trên, chức vận hành quản lý mạng giúp cho việc sử dụng mạng cách có hiệu tối u Nó thu thập thông tin báo cảnh, tín hiệu đo lờng kiểm tra để thờng xuyên thông báo tình hình thiết bị, phần tử hệ thống để có định xử lý Chơng II Hệ thống báo hiƯu m· R2 I Kh¸i qu¸t HƯ thèng b¸o hiƯu mà R2 hệ thống báo hiệu kênh riêng, đợc thiết kế để phục vụ cho chức trao đổi thông tin tồng đài mạng viễn thông Hệ thống báo hiệu đợc sử dụng cho mạng quốc gia mạng quốc tế Hệ thống báo hiệu R2 thích hợp cho phơng thức tự động bán tự động Đồng thời áp dụng cho đờng trung kế tơng tự (Analog) hay trung kÕ sè (Digital) HƯ thèng b¸o hiƯu R2 đợc phân thành hai loại: - Báo hiệu đờng dây - Báo hiệu ghi II Phơng thức truyền tÝn hiƯu cđa b¸o hiƯu R2 HƯ thèng b¸o hiƯu R2 đợc thực theo giao thức bắt buộc Điều thể chỗ tín hiệu hớng đợc gửi liên tục nhận đợc tín hiệu hớng từ tổng đài đầu Việc báo hiệu đợc thực truyền mà CS (Code Sender) vµ bé nhËn m· CR (Code Receiver) Trong bé truyền mà CS, thiết bị truyền để truyền tín hiệu, báo hiệu có thiết bị nhận ®Ĩ nhËn tÝn hiƯu ®iỊu khiĨn T¬ng tù nh vËy, nhận mà CR có thiết bị nhận thiết bị truyền tín hiệu Quá trình truyền bắt buộc báo hiệu R2 đợc thực nh sau: CS CR S R R S a b c d e f g a Tín hiệu đợc truyền liên tục dới dạng mà đa tần từ CS đến CR Hình Báo hiệu bắt buộc 10