Đó án tìm hiểu phân hệ chuyển mạch

Giới thiệu tổng quan về tổng đài SPC

Giới thiệu chung về tổng đài SPC

Tổng đài điện tử SPC (Store Program Controller ) là tổng đài đợc điều khiển theo ch- ơng trình ghi sẵn trong bộ nhớ chơng trình điều khiển lu trữ Ngời ta dùng bộ vi xử lý để điều khiển một lợng lớn công việc một cách nhanh chóng bằng phần mềm xử lý đã đợc cài sẵn trong bộ nhớ chơng trình Phần dữ liệu của tổng đài - nh số liệu thuê bao, bảng phiên dịch, xử lý địa chỉ thuê bao, thông tin định tuyến, tính cớc - đợc ghi sẵn trong bộ nhớ số liệu. Nguyên lý chuyển mạch nh trên gọi là chuyển mạch đợc điều khiển theo chơng trình ghi sẵn SPC.

Tổng đài SPC vận hành rất linh hoạt, dễ bổ sung và sửa chữa Do đó các chơng trình và số liệu đợc ghi trong bộ nhớ có thể thay đổi theo yêu cầu của ngời quản lí mạng Với tính năng nh vậy, tổng đài SPC dễ dàng điều hành hoạt động nhanh thoả mãn theo nhu cầu của thuê bao, cung cấp cho thuê bao nhiều dịch vụ.

Trong tổng đài điện tử số công việc đo thử trạng thái làm việc của các thiết bị bên trong cũng nh các tham số đờng dây thuê bao và trung kế đợc tiến hành tự động và thờng kì Các kết quả đo thử và phát hiện sự cố đợc in ra tức thời hoặc hẹn giờ nên thuận lợi cho công việc bảo dỡng định kỳ.

Thiết bị chuyển mạch của tổng đài SPC làm việc theo phơng thức tiếp thông từng phần. Điều này dẫn đến tồn tại các trờng chuyển mạch đợc cấu tạo theo phơng thức tiếp thông nên hoàn toàn không gây ra tổn thất dẫn đến quá trình khai thác cũng không tổn thất.

Tổng đài điện tử số xử lý đơn giản với các sự cố vì chúng có cấu trúc theo các phiến mạch in liên kết kiểu cắm Khi một phiến mạch in có lỗi thì nó đợc tự động phát hiện nhờ chơng trình bảo dỡng và chuẩn đoán.

1 Nhiệm vụ của tổng đài điện tử số

 Báo hiệu : Trao đổi báo hiệu với mạng bên ngoài, bao gồm mạng các đờng dây thuê bao và mạng các đờng dây trung kế đấu nối với các tổng đài khác

 Xử lý báo hiệu và điều khiển các thao tác chuyển mạch : Có nhiệm vụ nhận thông tin báo hiệu từ mạng đờng dây thuê bao và các đờng trung kế để xử lý, phát ra các thông tin điều khiển để điều khiển thiết bị chuyển mạch và các thiết bị phụ trợ khác để tạo tuyến kết nối, cấp các đờng báo hiệu đến thuê bao.

 Tính cớc : Chức năng này tính cớc cho phù hợp với từng loại cuộc gọi, cự ly sau khi cuộc gọi kết thúc.

2 Các dịch vụ dành cho thuê bao

 Quay số tắt : các số của thuê bao đợc gọi tắt bằng 2 hay 3 số đặc biệt.

 ấn định cuộc gọi một cách tự động : Một cuộc gọi có thể đợc thiết lập giữa một bên chủ gọi và một bên bị gọi vào một thời gian định trớc.

 Gọi vắng mặt : Bản tin đã đợc kích hoạt khi thuê bao bị gọi vắng mặt.

 Hạn chế gọi đến : chỉ những thuê bao đặc biệt mới đợc gọi đến.

 Chuyển thoại : Một cuộc gọi đến sẽ đợc chuyển tới một máy điện thoại khác.

 Tự động chuyển tới một số mới : Dùng khi thay đổi số điện thoại.

 Chọn lựa số đại diện.

 Nối số đại diện phụ : một cuộc gọi đợc tự động chuyển tới số tiếp theo khi không có trả lời của số đại diện đã quay.

 Báo có cuộc gọi đến khi đang bận (Báo trớc cuộc gọi).

 Gọi hội ghị : 3 hay nhiều máy có thể tham gia gọi cùng một lúc.

 Giữ máy : Thuê bao có thể gọi tới bên thứ 3 sau khi giữ máy với ngời đang gọi.

 Đặt gọi tất cả : Gọi tới tất cả hay một số máy điện thoại trong tổng đài cùng một lúc để thông báo.

 Báo thức : Tín hiệu báo thức vào giờ định trớc.

 Dịch vụ bắt giữ cuộc gọi : Có thể tìm ra số máy chủ gọi.

 Dịch vụ hiển thị số gọi đi và đến

Ngoài ra còn có rất nhiều dịch vụ khác dành cho thuê bao số.

Thiết bị báo hiệu kênh chung

Giao tiếp thuê bao Giao tiếp trung kế t ơng tự

ThiÕt bị báo hiệu kênh riêng

ThiÕt bị ®iÒu khiÓn ®Çu nèi

ThiÕt bị ph©n phối báo hiệu

Giao tiÕp trung kÕ sè

Mạch điện đ ờng dây thuê bao

Bộ xử lý trung t©mCác bộ nhớ

Tổng đài số SPC

Sơ đồ khối tổng đàI SPC

Hình 1: Sơ đồ khối tổng đài SPC Cấu trúc của tổng đài SPC nói chung nh ở hình 1 Ngoài ra tổng đài quốc tế còn có các khối : tính cớc, thống kê, đồng bộ mạng, trung tâm xử lý thông tin, thiết bị giao tiếp thuê bao xa.

Sau đây là nhiệm vụ của từng khối chức năng trong tổng đài.

Giao tiếp thuê bao, giao tiếp trung kế

1 Giao tiếp thuê bao Để hiểu đợc chức năng mạch giao tiếp thuê bao đờng dây, ta phải nghiên cứu vị trí của nó trong mối quan hệ với thiết bị tập trung đờng dây thuê bao, thiết bị chuyển mạch, các thiết bị điều khiển liên quan và các thiết bị báo hiệu ngoại vi.

Thiết bị giao tiếp thuê bao gồm các mạch điện kết cuối cho các loại : thuê bao thờng, thuê bao bỏ tiền, thuê bao PABX (Private automatic brand exchange) Đối với thuê bao thờng nó nối đợc với 512 hoặc 256 thuê bao; đối với thuê bao PABX kết cuối đợc với 128 hoặc 256 thuê bao.

Ngoài ra thiết bị giao tiếp thuê bao đờng dây còn giao tiếp với thiết bị đo thử ngoài, đo thử trong, thiết bị cảnh báo và thiết bị nguồn.

Slip Codec and filter Thuê bao

Mỗi thuê bao đều có mạch thuê bao riêng để giao tiếp với đờng dây thuê bao và thiết bị tổng đài Nh vậy mạch giao tiếp đờng dây thuê bao có 7 chức năng đợc viết tắt là BORSCHT

Hình 2 : Sơ đồ khối của mạch giao tiếp thuê bao

B : Cấp nguồn (Battery) : Dùng bộ chỉnh lu tạo các mức điện áp theo yêu cầu phù hợp với thuê bao từ điện áp xoay chiều Ví dụ cung cấp điện gọi cho từng máy điện thoại thuê bao đồng thời truyền tín hiệu nh nhấc máy, xung quay số.

O (Over voltage - protecting) : Bảo vệ chống quá áp cho tổng đài và các thiết bị do nguồn điện áp cao xuất hiện từ đờng dây nh sấm sét, điện công nghiệp hoặc chập đờng dây thuê bao Ngỡng điện áp bảo vệ 75V.

R : Cấp chuông (Ringing) : Chức năng này có nhiệm vụ cấp dòng chuông 25Hz, điện áp 75-90 volts cho thuê bao bị gọi Đối với máy điện thoại quay số dòng chuông này đợc cung cấp trực tiếp cho chuông điện cơ để tạo ra âm chuông Còn đối với máy ấn phím dòng tín hiệu chuông này đợc đa qua mạch nắn dòng chuông thành dòng một chiều cấp cho IC tạo âm chuông Tại kết cuối thuê bao có trang bị mạch điện xác định khi thuê bao nhấc máy trả lời phải cắt ngang dòng chuông gửi tới để tránh gây h hỏng các thiết bị điện tử của thuê bao.

S : Giám sát (Supervisor) : Giám sát thay đổi mạch vòng thuê bao, xử lý thuê bao nhận dạng bắt đầu hoặc kết thúc cuộc gọi và phát tín hiệu nhấc máy, đặt máy từ thuê bao hoặc các tín hiệu phát xung quay số.

C : Mã hoá và giải mã ( Code / Decode) : Chức năng này để mã hoá tín hiệu t ơng tự thành tín hiệu số và ngợc lại.

H : Chuyển đổi 2 dây / 4 dây (Hybrid) : Chức năng chính của hybrid là chức năng chuyển đổi 2 dây từ phía đờng dây thuê bao thành 4 dây ở phía tổng đài.

T: Đo thử (Test) : là thiết bị kiểm tra tự động để phát hiện các lỗi nh là : đờng dây thuê bao bị hỏng do ngập nớc, chập mạch với đờng điện hay bị đứt bằng cách theo dõi đờng dây thuê bao thờng xuyên có chu kỳ Thiết bị này đợc nối vào đờng dây bằng phơng pháp tơng tự để kiểm tra và đo thử.

Hình 2 là sơ đồ khối tổng quát của mạch giao tiếp thuê bao, trong đó:

Khối mạch Slip : Làm chức năng cấp nguồn cho đờng dây thuê bao, chuyển đổi 2 dây - 4 dây và chức năng giám sát mạch vòng thuê bao Mạch cấp nguồn ở tổng đài số đợc sử dụng phơng pháp mạch điện tử thông qua các mạch khuếch đại thuật toán có trở kháng cao cùng với mạch điều chỉnh dòng để đảm bảo dòng cấp cho thuê bao là không đổi.

Khối mạch lọc và Codec :

 Mạch lọc hạn chế phổ cho tín hiệu thoại phát đi trong phạm vi (0,3  3,4) kHz, đồng thời trên hớng thu làm chức năng khôi phục dãy xung PAM ở đầu ra mạch Codec.

 Codec làm nhiêm vụ chuyển đổi A-D và ngợc lại cho tín hiệu theo 2 hớng thu và phát của đờng thoại.

Ngoài ra đối với giao tiếp thuê bao của máy bỏ tiền hoặc PABX thì ngoài chức năng trên còn có các mạch có chức năng đổi cực cấp cho nguồn thuê bao, truyền dẫn xung cớc.

 Giao tiếp trung kế t ơng tự : Khối này chứa các mạch trung kế dùng cho các mạch gọi ra và gọi vào chuyển tiếp Nó có chức năng cấp nguồn giám sát cuộc gọi, phối hợp báo hiệu Khối này không có nhiệm vụ tập trung tải nhng có nhiệm vụ biển đổi A-D ở tổng đài số.

 Giao tiếp trung kế số : Thiết bị giao tiếp số phải đợc trang bị chức năng báo lỗi 2 cực phát ra số lần định lại khung và trợt quá độ gọi tắt là GAZPACHO.

* G (Generation of frame) :Phát mã khung nhận dạng tín hiệu đồng bộ khung để phân biệt từng khung của tuyến số liệu PCM đa từ tổng đài tới.

* A (Aligment of frame) : Sắp xếp khung số liệu phù hợp với hệ thống PCM.

* Z (Zero string suppression) : Khử dãy số “0” liên tiếp Do dãy tín hiệu PCM có nhiều quãng chứa nhiều bít “0” nên phía thu khó khôi phục tín hiệu đồng hồ Vì vậy nhiệm vụ này thực hiện khử các dãy bit “0” ở phía phát.

* P (Polar conversion) : Có nhiệm vụ biến đổi dãy tín hiệu đơn cực từ hệ thống thành l- ỡng cực đờng dây và ngợc lại.

* A (Alarm processing) : Xử lý cảnh báo đờng truyền PCM.

* C (Clock recovery) : Khôi phục xung đồng hồ, thực hiện phục hồi dãy xung nhịp từ dãy tín hiệu thu đợc.

* H (Hunt during reframe) : Tìm trong khi định lại khung tức là tách thông tin đồng bộ từ dãy tín hiệu thu.

Phân hệ chuyển mạch

Chuyển mạch PCM

ở tổng đài điện tử, hệ thống chuyển mạch là một bộ phận cốt yếu Nó có những chức n¨ng sau

 Chuyển mạch : Thiết lập tuyến nối giữa hai thuê bao trong tổng đài với nhau hay giữa các tổng đài với nhau.

 Truyền dẫn : Dựa trên cơ sở tuyến nối đợc thiết lập, thiết bị chuyển mạch thực hiện chức năng truyền dẫn tín hiệu tiếng nói, số liệu và tín hiệu báo hiệu giữa các thuê bao với nhau với chất lợng cao.

Chuyển mạch S (Chuyển mạch không gian kỹ thuật số)

1 Sơ lợc về kỹ thuật:

Trờng chuyển mạch không gian số là trờng có khả năng thay đổi toạ độ không gian giữa đầu vào và đầu ra.Một chuyển mạch không gian số bao gồm một ma trận TDM với các hệ thống PCM nhập và xuất Do đó, để truyền bất kỳ khe thời gian nào trong hệ thống PCM đến khe thời gian tơng ứng( cùng chỉ số TS) của một hệ thống PCM ngõ ra, toạ độ thích hợp của ma trận chuyển mạch không gian phải đợc kích hoạt trong suốt thời gian của khe TS này, và bất cứ khi nào khe thời gian này xuất hiện ( mỗi lần trên một khung) trong xuốt thời gian của cuộc gọi Trong các khoảng thời gian khác, toạ độ này có thể dùng để chuyển mạch thông tin giữa các khe thời gian liên hệ với các cuộc gọi khác Ngoài ra, các toạ độ còn lại trong ma trận có thể đợc dùng trong các cuộc nối khác Nh vậy, chuyển mạch không gian số chính là sự thiết lập nhịp nhàng một tập các kết nối xuyên qua ma trận, mỗi kết nối kéo dài trong thời gian của một khe Vì một cuộc gọi bình thờng kéo dài trong khoảng thời gian của nhiều khung, thờng là khoảng thời gian một triệu khung, nên cần phải có vài phơng phát điều khiển mẫu kết nối theo chu kỳ đơn giản Điều này đợc thực hiện bởi các “ bộ nhớ kết nối” cục bộ liên kết với chuyển mạch không gian.

Hình 2 trình bày nguyên lý của chuyển mạch không gian số TDM Chuyển mạch bao gồm một ma trận vuông, kích thớc n x n, các hàng của nó nối với hệ thống PCM đến và các cột nối với các PCM ngõ ra Các toạ độ trong mỗi cột đợc điều khiển bởi một bộ nhớ kết nối ( CM), nó lu giữ w từ ( word) bằng số khe thời gian có trong một khung Mỗi địa chỉ dới dạng nhị phân duy nhất đợc gán vào tạo độ trong mỗi cột Sau đó, địa chỉ thichá hợp đợc dùng để chọn toạ độ đợc yêu cầu đợc thiết lập một cuộc nối giữa các bus xuất và nhập Các địa chỉ đợc chọn này đợc lu trữ trong CM theo thứ tự khe thời gian, tuỳ thuộc vào lập lịch kết nối hiện hành Đối với cột 1, địa chỉ của toạ độ đợc đóng trong khoảng thời gian TS1.

Tọa độ Khối chuyển mạch

Bus địa chỉ Các bộ nhớ kết nối

Hình 5: Chuyển mạch không gian TDM kỹ thuật số đợc lu trong vị trí 1 của CM trong cột 1, địa chỉ toạ độ đợc đóng trong thời gian TS2 đợc lu giữ trong vị trí số 2 và cứ thế.

Kích thớc từ ( word) của CM phải chứa đủ một địa chỉ nhị phân cho mỗi toạ độ trong n toạ độ, cộng một địa chỉ giữ tất cả các toạ độ ở trạng thái mở( không kết nối) Do đó (n + 1) địa chỉ đ- ợc nhận dạng bởi một số nhị phân có log2(n + 1) bit Khi các CM đợc nạp các địa chỉ toạ độ cho các cột của nó, quá trình điều khiển chuyển mạch bao gồm đọc các nội dung của mỗi vị trí CM trong thời gian của khe thích hợp và dùng địa chỉ này để chọn một toạ độ mà nó đ ợc giữ ở trạng thái tích cực trong xuốt thời gian của khe thời gian này Quá trình này tiếp tục cho đến khi mỗi vị trí trong CM đã đợc đọc và toạ độ thích hợp đã đợc kích hoạt thủ tục này sau đó đợc lặp lại, bắt đầu với vị trí đầu tiên của chuyển mạch Mỗi chu kỳ chiếm khoảng thời gian của một khung, trong thời gian này một từ mã PCM trong mỗi khe thời gian ở ngõ vào có thể đợc chuyển mạch đến khe thời gian tơng ứng ở ngõ ra.

Quá trình chuyển mạch không gian số có thể đợc trình bày rõ hơn ở hình 6 Chuyển mạch không gian này có ma trận 4 x 4

A/TS1 E/TS1 B/TS2 F/TS1 A/TS2 F/TS1 B/TS2 E/TS2 B/TS3 H/TS3 Địa chỉ tọa độ điểm nèi = 011

Hình 6: Hoạt động chuyển mạch không gian kỹ thuật số

Các bus nhập A đến D đợc kết nối đến các hàng của ma trận và các bus xuất từ E đến H đợc kết nối đến các cột Trong ví dụ này, mỗi hệ thống PCM (1/ mỗi bus) dợc giả sử chỉ có 3 khe thời gian Do đó có 3 vị trí trong mỗi CM Cho ma trận 4x4, kích thớc 1 từ của CM chỉ cần 3 bit {log2 (4+1)} để chứă địa chỉ của toạ độ Hình 3 minh hoạ địa chỉ nhị phân 011 đợc áp dụng bởi CM- H trong thời gian TS3 đến bus địa chỉ 3 đờng để đóng toạ độ tại vị trí hàng

B và cột H Biểu diễn logic giải mã địa chỉ tại mỗi địa chỉ bao gồm 1 cổng AND 4 ngõ nhập, với các bộ đảo trên các ngõ nhập khi cần để mỗi bit trên bus địa chỉ chỉ có thể biểu diễn 1 Tổ hợp logic giải mã khác nhau đợc yêu cầu tại mỗi toạ độ để chỉ có một toạ độ địa chỉ thích hợp cung cấp đén cổng AND của toạ độ đợc chọn Trong sự cung cấp này, trạng thái 1 trên hàng nhập B chuyển qua toạ độ đợc hình thành bởi cổng AND đến bus xuất H; trạng thái 0 đợc truyền tơng tự Một địa chỉ 000 trên bus địa chỉ làm cho tất cả các toạ độ trong cột duy trì ở trạng thái không tích cực (mở).

Xét ví dụ hình 6, khe thời gian 1 của bus nhập A (A/TS1) đợc kết nối đến khe thời gian

1 của bus xuất E (E/TS1) Các kết nối khác đợc thực hiện là B/ TS1 nối F/TS1, A/TS2 nối F/TS2, B/TS2 nối E/TS2 và B/TS3 nối H/TS3 Khi các bộ nhớ kết nối CM-Khe thời gian và

CM-F đã đợc nạp với các toạ độ thích hợp liên hệ với các khe thời gian 1 và 2, tuần tự xảy ra nh sau:

_ ở trong thời gian TS1 toạ độ A, E đợc đóng kết nối A/TS1 với E/TS1, chỉ trên vòng tròn số

1 trên hình Toạ độ B,F đợc đóng kết nối B/TS1 với F/TS1, chỉ trên hình vuông số 1 trên hình vuông số 1 Tất cả các toạ độ khác mở, mặc dù các toạ độ trong các cột G và H có thể đ ợc dùng cho các kết nối đến các hàng C và D.

_ Trong khe thời gian TS2 toạ độ A,F đợc đóng kết nối A/TS2 với F/ TS2 chỉ trên vòng tròn số

2 Toạ độ B,E đợc đóng kết nối B/TS2 với E/TS2 đợc chỉ ra trên hình vuông số 2 Tất cả các toạ độ khác đợc mở, mặc dù các toạ độ trong các cột G và H có thể đợc dùng cho các kết nối đến các hàng C và D.

_ Trong khe thời gian TS3, Toạ độ B,H đợc đóng kết nối B/TS3 với H/TS3 địa chỉ 011 đợc cấp cho logic giải mã Tất cả các kết nối khác đợc mở.

Tuần tự hoạt động này đợc lặp lại trong mỗi khung cho đến khi nội dung trong CM đợc thay đổi để cho phép một cuộc gọi đợc khởi động hay bị xoá Các kết nối mới xuyên qua chuyển mạch không gian số đợc thiết lập hay kết nối đang tồn tại bị xoá, lần lợt bởi sự chèn vào hay huỷ bỏ các địa chỉ toạ độ trong các vị trí CM thích hợp Trong thời gian mỗi khe, khi toạ độ đ - ợc đóng, 8 bit của mỗi từ mã PCM đợc chuyển một cách lần lợt từ ngõ nhập ra ngõ xuất Điều dễ thấy là vì các toạ độ và các đờng truyền chi sẻ thời gian nên số toạ độ yêu cầu ít hơn so với ma trận chi sẻ không gian (trong trờng hợp không dùng TDM).

2.Các chuyển mạch không gian kỹ thuật số thực tế a Sự định hớng điều khiển bộ nhớ và thực hiện nối toạ độ

Cấu hình này đợc miêu tả trên hình 4 dới đây dùng các bộ ghép kênh và phân giải kênh luận lý kỹ thuật số Là một thiết bị thờng có dạng một mạch tích hợp (IC) thực hiện kết nối ngõ ra đơn của nó với một trong n ngõ nhỏ vào của nó, tuỳ thuộc vào một địa chỉ nhị phân đặt vào các đờng điều khiển Một bộ phân giải kênh luận lý số thực hiện một kết nối giữa ngõ nhập đơn và một trong ngõ ra của nó đợc định bởi một địa chỉ nhị phân đặt ở tuyến điều khiÓn.

Với điều khiển theo cột, ma trận chuyển mạch không gian NxN đợc chế tạo bởi một hàng gồm N bộ ghép kênh mà ngõ ra của chúng hình thành nên N đầu vào của ma trận (hình 7-a) Các ngõ nhập N vào ma trận đợc đặt vào các ngõ nhập tơng ứng của mỗi bộ ghép kênh.

Bộ nhớ kết nối đợc chọn các hàng nhập nào đợc kết nối đến các cột ra Với điều khiển theo hàng, ma trận bao gồm N bộ phân giải kênh luận lý số mà các ngõ ra đợc nhập chúng lại hình thành N ngõ ra của khối chuyển mạch (hình7-b) Bộ nhớ kết nối chọn các cột ngõ ra vào đợc nối đến các hàng ngõ vào.

Sự lựa chọn hớng điều khiển phụ thuộc vào cấu hình khối chuyển mạch và mức độ phối hợp điều khiển với các tầng chuyển mạch thời gian sau đó.

Hình 7-a Cấu trúc trờng chuyển mạch không gian điều khiển đầu vào( định theo cột)

Hình 7-b: Cấu trúc trờng chuyển mạch không gian tín hiệu số điều khiển đầu ra( định theo hàng)

Hình 7: Cấu trúc chuyển mạch không gian thực tế b Ghép kênh mở rộng

Chuyển mạch T (Chuyển mạch thời gian)

Chuyển mạch T hay chuyển mạch thời gian là chuyển mạch trên nguyên lý trao đổi vị trí khe thời gian của tín hiệu PCM vào với tuyến PCM ra của bộ chuyển mạch thời gian

1.Sơ lợc về kỹ thuật

Chuyển mạch thời gian đợc định nghĩa nh là sự vận chuyển nội dung trong một khe thời gian này đến khe thời gian khác, không nhất thiết phải trùng chỉ số Quá trình liên quan đến sự xuất hiện một thời gian trễ thích hợp trong một chuyển mạch thời gian Do đó, ví dụ để chuyển giữa TS3 trên bus nhập và TS8 trên bus ra thì thời gian trễ phải là 5 khe thời gian Hình 8 d ới đây mô tả quá trình chuyển mạch thời gian bằng cách xem xét quan hệ của các khe thời gian trong khung PCM

Hình 8: Trao đổi khe thời gian

Trong trờng hợp chuyển mạch ở hình 8.a nội dung của TS3 và TS8 đợc trình bày trong 2 khung phối hợp, đờng ở trên trình bày tuần tự nhập của khung và đờng dới trình bày tuần tự xuất Vì TS8 trễ hơn TS3 nên mỗi nội dung trong kênh nhập và kênh xuất đợc giữ trong cùng khung thời gian Tuy nhiên, khi chuyển mạch thời gian là giữa một khe và một khe sớm hơn trong khung, thì thời gian trễ cần thiết có nghĩa là nội dung của khe thời gian nhập đợc trì hoãn cho đến khi khe thời gian tiếp nhận trên khung kế tiếp đến Do đó, trong trờng hợp này sự nguyên vẹn của một khung là không thể chấp nhận Hình 5.bô tả trờng hợp chuyển mạch thời gian nội dung TS8 đến TS3 ở đây các kênh nhập phải đợc trì hoãn cho đến khi TS3 xuất hiện trong khung kế tiếp : đó là thời gian trễ bằng ( 32- 8) + 3 = 27 khe, giả sử khung có 32 khe thêi gian.

Hệ thống truyền dẫn số theo tự nhiên là 4 dây, có nghĩa là các chuyển mạch số cũng phải là 4 dây với các đờng truyền và nhận tách biệt Hình 5.c trình bày sự bố trí khe thời gian và trì hoãn cho một kết nối 4 dây thông thờng thông qua một chuyển mạch thời gian số Một cuộc gọi đợc mô tả là chuyển mạch gia các TS3 trên hai hớng truyền nhận của hệ thống PCM

A, vận chuyển lần lợt trên bus AT và AR, và các TS8 của hai hớng truyền và nhận trên hệ thống PCM B, đợc vận chuyển lần lợt trên các bus BT và BR.

Chuyển mạch thời gian bao gồm một bộ nhớ lu thoại ( Speech Memory _ SM), ở đó một từ PCM của các khe thời gian nhập đợc lu trữ và do đó đợc trì hoãn theo thời gian yêu cầu. Vì một thời gian trì hoãn kéo dài một khung không tạo nên sự dịch thực sự các khe thời gian, nên các thời gian trễ đợc yêu cầu trong dải từ thời gian của một khe cho đến khoảng thời gian cuả một khung bớt đi một khe Sự ghi các từ PCM từ các khe thời gian đến vào bộ nhớ SM là tuần tự và đợc điều khiển bởi một bộ nhớ đơn giản Do đó nội dung của khe thời gian TS1 đợc ghi vào vị trí số 1 của SM, nội dung của TS2 đợc ghi vào vị trí số 2 Hoạt động đọc ra từ SM đ- ợc định hớng bởi bộ nhớ kết nối(chuyển mạch) Giống nh chuyển mạch không gian số, CM này cũng có số vị trí bằng số khe thời gian có trong một khung, trong thời gian cua rmỗ khe nó định hớng đọc một chuyển mạch Thời gian trễ có hiệu quả khác nhau trong các khe thời gian ghi vào và đọc ra ở ngăn nhớ SM Cần chú ý rằng chuyển mạch thời gian thông thờng không phải là phân chia thời gian Vì một vị trí trong SM đợc dùng riêng bởi cuộc gọi đơn trong xuốt thời gian của nó Do đó, một tổng đài kỹ thuật số có một điều nghịch lý là: các chuyển mạch không gian thì đợc chia sẻ thời gian, trong khi chuyển mạch thời gian lại chia sẻ không gian.

Hình 9.a duới đây mô tả nguyên lý chuyển mạch thời gian kiểu lu trữ, với một hệ thống ví dụ đơn giản có 4 khe thời gian.

1-4 Địa chỉ ghi a – Hệ thống Bộ nhớ kết nối CM

Ghi Đọc Ghi Đọc Ghi Đọc Ghi Đọc

Khe Thêi gian b – Phân bố thời gian đọc ghi

Hình 9: Nguyên lý chuyển mạch thời gian bộ nhớ

Nh đặc trng của chuyển mạch thời gian, hệ thống ví dụ này có một bus nhập và một bus xuất Sự ghi vào SM theo thứ tự khe thời gian , dới sự điều khiển của một bộ đếm vòng 4 tầng.

Do đó, nội dung của ngõ nhập TS1, đó là từ mã PCM A đợc viết vào SM tại vị trí số 1 tơng tự nội dung cuả từ mã TS2 là từ mã PCM B ghi vào vị trí số 2 của bộ nhớ, và cứ thế Các địa chỉ đọc đợc lu trữ trong CM theo thứ tự của tuần tự ngõ ra đợc yêu cầu Trong ví dụ này, nội dung của SM tại vị trí số 3 đợc đọc trong mỗi thời gian TS1, do đó địa chỉ 3 đợc lu trong vị trí đầu tiên của chuyển mạch Vị trí thứ hai trong chuyển mạch chứa địa chỉ 4 chỉ ra vị trí trong SM sẽ đợc đọc trong thời gian của TS2 Tơng tự, các vị trí 3 và 4 của CM lần lợt chứa địa chỉ 2 và 1. Trong quá trình làm việc, trong mỗi khoảng thời gian TS1 trong khói chuyển mạch nội dung của TS1 trên bus nhập đó là từ mã PCM A đợc ghi vào vị trí số 1 của SM, sử dụng địa chỉ từ bộ đếm Đồng thời trong khoảng thời gian TS1 nội dung của vị trí số 3 đó là từ mã PCM C đợc đọc vào bus xuất, dùng địa chỉ từ CM Tơng tự, trong khoảng thời gian của các khe 2,3 và 4 các từ mã PCM D,B và A lần lợt đọc ra khỏi SM Nhờ vậy, nội dung của TS1nhập là từ mãPCM A trải qua 4-1=3 khe thời gian trễ, TS2 nhập trải qua thời gian trễ là 3-2=1 khe thời gian.TS3 nhập chuyển đến TS1 xuất phải chịu khoảng thời gian TS3 đến TS4 đến TS1= 2 khe thời gian , TS4 nhập là từ mã PCM D chuyển đến TS2, chịu thời gian trễ TS4 đến TS2=2 khe thời gian Tuần tự trao đổi khe thời gian này lặp lại trên mỗi khung đến, cho đến khi nội dung của

CM đợc thay đổi bởi hệ thống chuyển mạch.

Trong sự mô tả chuyển mạch ở trên, mỗi vị trí trên SM đợc ghi vào, đọc ra một cách t- ơng ứng với mỗi khung Khi thời gian trễ đợc yêu cầu, các hoạt động ghi và đọc trên mỗi vị trí sảy ra trong khoảng thời gian của các khe thời gian khác nhau Tuy nhiên, khi yêu cầu chỉ số khe thời gian trùng nhau, có thể sảy ra đụng độ giữa đọc và ghi tại vị trí của SM Khả năng sảy ra các tranh chấp này có thể tránh bằng cách bố trí tất cả các hoạt động ghi sảy ra vào nửa đầu thời gian của mỗi khe và tất cả các hoạt động đọc tiến hành vào nửa thời gian còn lạicủa mỗi khe Vấn đề này đợc trình bày trong hình 9.b.

2.Cấu trúc của trờng chuyển mạch thời gian

Để thực hiện đợc quá trình trao đổi khe thời gian tín hiệu số ngời ta sử dụng vị mạch nhớ RAM Vi mạch nhớ này, tuỳ theo phơng pháp điều khiển có thể ghi vào đọc ra theo thời điểm xác định Trờng chuyển mạch thời gian tín hiệu số gồm hai vi mạch nhớ RAM: Ram tin (SM) và RAM địa chỉ (CM).

RAM tin có chức năng để lu tạm thời các thông tin thoại, số lợng ngăn nhớ của RAM tin bằng số khe thời gian của tuyến PCM đầu vào Số lợng ô nhớ trong một ngăn nhớ của RAM tin bằng số bit của một kênh thoại ( Một khe thời gian tín hiệu số).

RAM địa chỉ thực hiện lu trữ các thông tin địa chỉ về các ngăn nhớ của RAM tin phục vụ cho muc đích ghi vào hoặc đọc ra tại RAM tin( quá trình ghi vào hoặc đọc ra của RAM tin phụ thuộc vào phơng pháp điều khiển trờng chuyển mạch thời gian tín hiệu số) Số lợng ngăn nhớ tại RAM địa chỉ bằng 2 n , trong đó n là số ô nhớ của một ngăn nhớ và bằng số lợng ngăn nhớ tại RAM tin Số ô nhớ trong một ngăn nhớ của RAM địa chỉ bằng số ngăn nhớ tại RAM tin.

Ngoài ra, cấu trúc của trờng chuyển mạch thời gian tín hiệu số còn có bộ đếm khe thời gian để đếm các khe thời gian tín hiệu số.

3 Phơng pháp điều khiển đầu ra ( Ghi tuần tự - Đọc có điều khiển – SWRR) SWRR)

Khi nhận đợc yêu cầu thiết lập tuyến nối giữa một đầu vào với một đầu ra ví dụ giữa TS3 và TS8 Bộ điều khiển trung tâm thực hiện:

_ Ghi thông tin địa chỉ vào RAM địa chỉ: tại ngăn nhớ số 8 của RAM địa chỉ Bộ điều khiển trung tâm ghi thông tin địa chỉ là 3.

_ Quá trình ghi thông tin thoại vào RAM tin: Chịu sự điều khiển của điều khiển trung tâm, cụ thể là điều khiển trung tâm sẽ ghi lần lợt vào RAM tin ( đồng bộ với tuyến PCM đầu vào) Vì vậy, tại thời điểm của khe thời gian đầu vào TS3 việc ghi vào RAM tin đợc thực hiện tại ngăn nhớ 3 của RAM tin.

_ Quá trình đọc thông tin thoại từ RAM tin: Điều khiển trung tâm điều khiển việc đọc thông tin thoại từ RAM tin chịu sự điều khiển của điều khiển trung tâm ( đồng bộ với tuyến

Tuyến PCM vào Tuyến PCM ra

Bé ®iÒu khiÓn chuyÓn mạch

Bộ đếm khe thêi gian

các thông số đánh giá trờng chuyển mạch

* Các thông số cơ bản:

1 Dung lợng trờng chuyển mạch đợc xác định bằng số đờng PCM đợc đấu nối hoặc số khe thời gian đợc chuyển mạch hoăcj có thể đợc xác địnhđợc bằng tải thoại qua trờng chuyển mạch.

2 .Độ tiếp thông trờng chuyển mạch đợc xác định bởi hệ số tổn thất các tuyến nối quá trình chuyển mạch Trờng chuyển mạch có độ tổn thất nội rất nhỏ gọi là trờng chuyển mạch không vớng.

3 Khả năng phát triển dung lợng chuyển mạch đề cập đến sự linh hoạt khi có nhu cầu phát triển dung lợng của tổng đài Việc này kéo theo sự cần thiết phải mở rộng trờng chuyển mạch Một tổng đài có trờng chuyển mạch đợc coi là có khả năng phát triển dung lợng khi việc phát triển đó đợc thực hiện dễ dàng và không gây gián đoạn hệ thống đang hoạt động.

4 Thời gian chuyển mạch (tốc độ chuyển mạch ) : thời gian chuyển mạch cho một tuyến nối càng ngắn càng tốt hay tốc độ càng nhanh càng tốt.

5 Độ phức tạp trong điều khiển trờng chuyển mạch: Đối với cấu trúc trờng chuyển mạch của một hệ thống khác nhau sự điều khiển của trờng chuyển mạch đó cũng khác nhau.Qua đó cũng có thể nhận xét về u nhợc điểm của từng cấu trúc điều khiển của trờng chuyển mạch.

Trờng chuyển mạch số cấp T; S; TS; TST; STS

Trờng chuyển mạch số cấp T; S; TS; TST; STS

Giới thiệu chung về chuyển mạch số

Các vấn đề xung quanh thoại

Thông tin thoại ngày nay đã phát triển ở một trình độ cao, ngày càng đáp ứng mạnh mẽ nhu cầu trao đổi thông tin của loài ngời và nó đã đạt đến trình độ liên kết thông tin toàn cầu. Không những nó đáp ứng cho các ứng dụng thoại mà đã phát triển lan rộng thành mạng thông tin đa dịch vụ, đây là một tập hợp các trang thiết bị kỹ thuật thống nhất để cung cấp các loại dịch vụ viễn thông cho ngời sử dụng.

Thông tin thoại từ khi mới ra đời cho đến nay ngời ta đã phải dựa vào công nghệ phát triển của các thế hệ thiết bị công nghệ điện tử Để đảm bảo cho một đối tợng có thể trao đổi thoại với nhiều đối tợng khác bất kỳ có trong mạng( bao gồm cả thông tin một chiều, thông tin hai chiều, thông tin có địa chỉ hoặc không có địa chỉ) và ngợc lại thì đòi hỏi thông tin phải có chất lợng cao sao cho việc kết nối thông tin đợc tiến hành nhanh nhất và có chất lợng cao đồng thời cũng phải xem xét đến việc giảm giá thành thiết bị. Để có đợc tốc độ thông tin nhanh nh hiện nay, cụ thể là thông tin thoại của các tổng đài kết nối đã qua bao lần cải tiến song việc quan trọng nhất là do nó đã chuyển sang làm việc ở tín hiệu số Kỹ thuật số không phải là vấn đề mới trong lĩnh vực viễn thông mà điều chủ yếu là việc sử dụng các tín hiệu số để truyền tiếng nói trong điện thoại( hay còn gọi là vấn đề biến tiếng nói thành dạng số) Trong đó công nghệ chuyển mạch trong các tổng đài đợc dùng hầu hết là chuyển mạch số.

III.Vấn đề biến tiếng nói thành dạng số:

Nh ta đã biết thông tin thoại là thông tin mà tín hiệu tại đầu nói (Micrô) và tai nghe là tín hiệu tơng tự Về quan điểm toán học thì nó là một hàm liên tục biến đổi theo thời gian. Còn xét về quan điểm thông tin thì thông tin thoại là phơng thức trao đổi song công Tín hiệu trao đổi là ở dạng tơng tự(analog) tại ống nói và tai nghe xuất hiện ngẫu nhiên (nội dung) dải tần trong dải tiếng nói. Để đáp ứng trong tổng đài số tín hiệu thoại phải đợc số hoá trở thành các tín hiệu số mà vẫn phải đảm bảo nội dung thông tin không đợc thay đổi Do đó phải biến đổi tiếng nói thành dạng số Tiếng nói (tín hiệu âm tần) theo vật lý về tần số có tần số (130Hz-2000Hz), nh- ng một tín hiệu có độ trung thực cao mới cần trong khoảng phổ đó Trong thực tế điện thoại, tin tin

T = 125S ngời ta không cần độ trung thực cao nh vậy mà chỉ cần đảm bảo thông tin có độ trung thực vừa phải Hai đối tợng chỉ cần phải phân biệt đợc đối tợng gọi hay nhận đợc tiếng nói thôi mà vẫn đạt đợc nội dung khi kết nối thông tin Sau khi nghiên cứu ngời ta đa ra khoảng tần số âm tần cần trao đổi (chuẩn hoá theo CCITT) là (0,33,4kHz).

* Cụ thể vấn đề số hoá thông tin đ ợc tiến hành nh sau:

Bớc đầu tiên khi biến đổi là việc rời rạc hoá tín hiệu theo chu kỳ Trong các tín hiệu rời rạc chứa toàn bộ thông tin cần thiết để phục hồi tín hiệu tín hiệu ban đầu tại đầu thu, nếu các tín hiệu đợc rời rạc hoá với tần số 8kHz.

Bớc thứ hai trong quá trình biến đổi là lợng tử hoá, tức là xác định giá trị của tín hiệu rời rạc sẽ rơi vào mức biên độ nào trong số các mức biên độ đã phân, thực chất , trong quá trình lợng tử hoá biên độ của mỗi tín hiệu rời rạc mà tín hiệu liên tục có thể có, đợc thay bằng một giá trị rời rạc nằm ở giữa bớc lợng tử tơng ứng bởi vì các tín hiệu rời rạc đã lợng tử hoá có các mức rời rạc nên chúng là tín hiệu số có nhiều mức. Để truyền dẫn, các tín hiệu rời rạc sẽ đợc lợng tử theo biên độ đã đợc biến đổi thành các tổ hợp mã nhị phân Các tổ hợp mã nhị phân sau đó đợc truyền dới dạng các xung nhị phân Tại đầu thu dòng các tín hiệu số nhị phân đợc khôi phục và tái tạo lại các giá trị của tín hiệu rời rạc lợng tử hoá Sau đó để biến đổi các giá trị tín hiệu rời rạc và phục hồi tín hiệu ban đầu ngời ta sử dụng bộ lọc tần thấp Nếu không có lỗi trong truyền dẫn thì tín hiệu trên đầu ra giống hệt tín hiệu đầu vào, với độ méo không lớn do việc lợng tử hoá: sự khác nhau giữa giá trị của tín hiệu rời rạc và mức lợng tử của nó Khi số bớc lợng tử lớn (và nh vậy khi số bit trong tổ hợp mã để biểu thị nó lớn) thì bớc lợng tử có thể đủ nhỏ để giảm bớt một cách rõ rệt méo lợng tử.

Tuy nhiên từ đây phát sinh ra một vấn đề là hai đối tợng thông tin thoại cho nhau không phải tại tất cả các thời điểm khi đã số hoá tín hiệu mà chỉ thông tin cho nhau ở những thời điểm đợc xác định chu kỳ là 125S 1 lần.

0 3,9S 3,9S gọi là khe thời gian của 1 kênh

7 6 5 4 32 1 0 Điều đó cho thấy là trong khoảng 125S chỉ có hai thời điểm đợc dùng để thông tin còn lại là không dùng đến.

Kỹ thuật ghép kênh theo thời gian và sự phát sinh của chuyển mạch thời gian (T): 34

Từ vấn đề trên ngời ta chia 125S thành 32 khoảng đều nhau và 32 thông tin đợc ghép trong một khung, đó là kỹ thuật ghép kênh theo thời gian Trong đó 30 khe thời gian dùng cho các kênh tiếng nói PCM và hai kênh còn lại dùng cho đồng bộ và báo hiệu Lúc này mỗi kênh chiếm một khoảng thời gian (hay còn gọi là độ rộng thời gian) là 3,9S gọi là khe thời gian của 1 kênh.

Theo tiêu chuẩn của CCITT đa ra để phù hợp với qui ớc mã mỗi mẫu thông tin sau khi lợng tử hoá đợc mã hoá bởi 8bit thông tin số và đợc mô tả nh sau:

Các giá trị bit (07) là nội dung của một mẫu Nh vậy trong lần một có tốc độ thông tin kênh thoại là 8bit/125S = 64Kb/s Vấn đề mấu chốt là ở chỗ 8 thông tin thoại này không phân biệt giá trị (chỉ có giá trị 1 hoặc 0) mà phân bố cục bộ tại  = 3,9S.

Từ nguyên lý trên ta phát hiện thấy hai đối tợng sẽ thông tin cho nhau khi hai thiết bị thông tin đợc mở cùng một thời điểm chu kỳ 125S Nếu hai đối tợng khác khe thời gian thì không thể trao đổi thông tin cho nhau đợc nhng nếu thực tế yêu cầu nh vậy thì cách giải quyết là ta phải chuyển khe thời gian sao cho hai đối tợng có cùng chu kỳ lấy mẫu để có thể thông tin đợc cho nhau Do đó nó đòi hỏi trong kỹ thuật thông tin thoại số phải có một công nghệ kèm theo đó là chuyển mạch và đồng bộ Điều đó có ý nghĩa là: Việc ứng dụng các máy tính số đợc dễ dàng, sự phát triển của công nghệ vi điện tử kèm theo, sự ra đời và phát triển của các kỹ thuật truyền dẫn mới và việc này đồng nghĩa với việc xuất hiện trờng chuyển mạch số Trờng chuyển mạch số sẽ thực hiện việc ghép nối hai đối tợng bất kỳ trong mạng đợc thông tin cho nhau Nó mang hai tính chất không gian và thời gian (T&S).

V ý nghĩa của việc sử dụng trờng chuyển mạch số:

Việc đầu tiên là nó có khả năng đảm bảo tính chống nhiễu cao cự ly thông tin gần nh không còn là vấn đề nhiễu và cự ly tuyến dẫn Thứ hai là đảm bảo một đối tợng thông tin với nhiều đối tợng khác, đảm bảo liên kết các dịch vụ với nhau trên cùng một đờng truyền dẫn đó là : Telex (đã đợc số hoá), thoại, fax, video Sở dĩ liên kết này có đợc là do các tín hiệu này đã đợc số hoá hoàn toàn trên đờng truyền dẫn.

Thứ ba là đảm bảo độ tin cậy cao trong trao đổi thông tin (chính xác, tốc độ, bí mật, ) và thời gian kết nối ngắn.

Thứ t là đảm bảo dung lợng cao giảm nhiễu so với các phơng thức khác, cự ly xa và gần không còn là vấn đề nảy sinh trong kỹ thuật đó chỉ là vấn đề giá thành.

Chuyển mạch thời gian T (time)

Đặt vấn đề

Giả sử có hai đối tợng có cùng thông tin trên một đờng truyền dẫn PCM (trong một khung) tại 2 cấp khe thời gian tuỳ ý cho phép mà cần trao đổi thoại với nhau Vậy phải làm thế nào để hai đối tợng thực hiện thoả mãn yêu cầu trong khi hai khe thời gian khác nhau.

Ví dụ: Có A và B cần trao đổi thông tin thoại, với A cấp Ts0, B cấp Ts30.

* Cách giải quyết yêu cầu:

Nh ví dụ trên tại TS0 A phải nhận đợc thông tin của B gửi tới, tại Ts30 B phải nhận đợc thông tin của A gửi đến Nghĩa là ta phải thực hiện việc đổi chỗ nội dung thông tin cho nhau tại hai khe thời gian Để giải quyết vấn đề này ngời ta thực hiện một cấp chuyển mạch gọi là chuyển mạch T (Time): Đó là cấp chuyển mạch thực hiện chuyển mạch các khe thời gian khác nhau trên cùng một đờng truyền dẫn PCM (2Mbit/s).

II Chuyển mạch thời gian T (time):

Chuyển mạch thời gian gồm có một bộ nhớ tiếng nói, các từ trong đờng PCM đợc làm trễ một số khe thời gian (tuỳ ý ít hơn tổng số khe của một khung) Bộ nhớ tiếng nói đ ợc điều

Khe thêi gian ®Çu ra

Khe thêi gian ®Çu vào

Luồng khe thời gian đầu vào

Luồng khe thời gian đầu ra khiển bởi bộ nhớ điều khiển Việc viết tin của các khe thời gian tới vào bộ nhớ tiếng nói có thể là liên tục và đợc điều khiển bởi một bộ đếm đơn giản: khe thời gian số 1 vào tế bào số 1, khe thời gian số 2 vào tế bào số 2, trong khi đó việc đọc tiếng nói trong bộ nhớ đợc điều khiển bởi một bộ đếm điều khiển Bộ nhớ này có số tế bào bằng số khe thời gian và tại mỗi khe thời gian, nó ra lệnh đọc 1 tế bào nhất định trong bộ nhớ tiếng nói Độ trì hoãn hiệu quả, chuyển mạch kịp thời chính là hiệu số thời gian giữa viết và đọc tiếng nói ra từ bộ nhớ.

Các số liệu đa vào đợc nạp vào các khe thời gian của một khung Để kết nối với một đ ờng thoại, thông tin ở các khe thời gian đợc gửi từ bên đầu vào của mạch chuyển mạch đến phía đầu ra Mỗi một đờng thoại đợc định hìnhvới một khe thời gian cụ thể trong một luồng số liệu cụ thể đến khe thời gian của một luồng số liệu khác Quá trình này gọi là quá trình trao đổi khe thời gian đợc mô tả khái quát nh sau: Đó là việc trao đổi nội dung thông tin 4  1

Từ yêu cầu kỹ thuật đặt ra để giải quyết yêu cầu đó ngời ta đa ra các phơng pháp thực hiện sau Từ các phơng pháp này ta sẽ rút ra kết luận dùng phơng pháp nào là u việt hơn cả.

Các phơng pháp sử dụng

1 Phơng pháp làm trễ khe thời gian:

Phơng pháp này sử dụng các đơn vị trễ có thời gian trễ bằng một khe thời gian đặt trên đờng truyền dẫn Giả sử khung có R khe thời gian cần trao đổi thông tin giữa khe thời gian A và B cách nhau N khe Ta cho MA đi qua R-N bộ trễ thì đầu ra MA sẽ nằm vào khe thời gian của B Tơng tự nh vậy cho MB đi qua N bộ trễ thì đầu ra nội dung của MB đặt trong A.

Việc thực hiện trễ: Mạch đơn giản chỉ bao gồm các phần tử trễ song cần rất nhiều mạch trễ cồng kềnh không tiện lợi làm chậm tín hiệu gây khó chịu trong trao đổi thông tin, tiềm năng phát triển không xa.

2 Phơng pháp dùng bộ nhớ đệm:

Phơng pháp này đợc phát sinh do tín hiệu đã đợc mã hoá dới dạng tín hiệu số hoá nên việc sử dụng các bộ nhớ số đơn giản sẽ dễ dàng điều khiển hơn so với tín hiệu t ơng tự Việc ứng dụng máy tính điện tử số vào điều khiển đợc ứng dụng để tăng tốc độ chuyển mạch đợc dễ dàng Nhng bên cạnh đó cũng xuất hiện một yếu tố là vấn đề đồng bộ thời gian.

Nội dung của các khe thời gian đợc đa vào ghi tạm thời trong bộ nhớ đệm, nội dung của từng khe đợc ghi vào các địa chỉ phân biệt sau đó đợc đa ra Tuỳ theo thiết kế mà việc đọc/ghi và nội dung của các khe đợc phân loại theo:

- Bộ chọn thời gian điều khiển từ phía trớc.

- Bộ chọn thời gian điều khiển từ phía sau.

Việc đọc và ghi đợc điều khiển và kiểm soát bởi bộ nhớ điều khiển.

Chuyển mạch thời gian (T) và nguyên lý điều khiển đầu vào

Các mẫu PCM từ đầu vào đa tới đợc ghi vào bộ nhớ Trình tự ghi các xung mẫu PCM ở các khe thời gian của tuyến PCM đầu vào các ô nhớ nào của bộ nhớ tiếng nói đợc quyết định bởi bộ nhớ điều khiển Còn qui trình đọc các mẫu tín hiệu mã hoá PCM ra đ ợc tiến hành một cách tuần tự tự nhiên Mỗi ô nhớ của bộ nhớ điều khiển đợc liên kết chặt chẽ với khe thời gian tơng ứng của tuyến PCM vào và địa chỉ của khe thời gian cần đấu nối ở tuyến PCM ra.

Giả thiết cần nối Ts4 của tuyến PCM vào tới Ts6 của tuyến PCM ra thì ô số 4 của bộ nhớ điều khiển đợc liên kết với Ts4 của tuyến PCM vào Khi đó địa chỉ của ô nhớ tiếng nói sẽ đợc sử dụng để ghi từ mã PCM mang mẫu tiếng nói ở Ts4 để từ mã này đợc đọc vào Ts6 của tuyến PCM ra thì tổ hợp mã ở Ts4 phải đợc ghi vào ô nhớ số 6 của bộ nhớ tiếng nói Còn địa chỉ của ô nhớ này đợc bộ điều khiển chuyển mạch ghi vào ô số 4 của bộ nhớ điều khiển.

Tuyến PCM vào Tuyến PCM ra

Bé ®iÒu khiÓn chuyÓn mạch

Bộ đếm khe thêi gian

Bộ nhớ tiếng nói Ghi nội dung thông tin

Hình 6 Sơ đồ cấu trúc chung của chuyển mạch thời gian(T:Time)

Quá trình làm việc của bộ nhớ đệm (Buffer memory BM) tại một khe thời gian bao gồm ghi và đọc.

Nếu ở Ts4 thì 1/2Ts4 đầu nội dung của Ts4 ghi vào ô nhớ hay thanh ghi số 6 và 1/2Ts4 đọc nội dung ô nhớ hay thanh ghi số 4 ra.

Nếu ở Ts6 thì 1/2Ts6 đầu nội dung của Ts6 ghi vào ô nhớ hay thanh ghi số 4 và 1/2Ts6 đọc nội dung ô nhớ hay thanh ghi số 6 ra.

Sau khi tiến hành ghi các từ mã ở các khe thời gian của tuyến PCM vào theo phơng thức có điều khiển nhờ bộ nhớ điều khiển, nội dung ô nhớ này đợc đa ra tuần tự theo thứ tự.

Quá trình điều khiển ghi đ ợc thực hiện nh sau:

Bộ nhớ điều khiển chuyển mạch quét đọc lần lợt nội dung các ô nhớ của bộ nhớ điều khiển theo thứ tự 00,01, ,31 đồng bộ với thứ tự các khe thời gian của tuyến PCM vào.

- Khi đọc tới ô số 4, đúng lúc này Ts4 xuất hiện ở đầu vào bộ nhớ tiếng nói và nội dung

00110 ở ô số 4 của bộ nhớ địa chỉ đợc đọc ra Qua BUS địa chỉ lệnh ghi đợc đa tới cửa điều khiển mở ô nhớ số 6 của BM Kết quả 8bit mẫu tiếng nói ở Ts4 của PCM vào đợc ghi vào 8bit nhớ của ô này Khi đọc ra 8bit này đợc đọc vào Ts6 của tuyến PCM ra.

- Khi đọc tới ô số 6 đúng lúc này Ts6 xuất hiện ở đầu vào bộ nhớ BM, nội dung 00100 ở ô số nhớ số 6 của bộ nhớ địa chỉ đợc đọc ra Cũng qua BUS địa chỉ lệnh ghi đợc đa tới cửa điều

Tuyến PCM vào Tuyến PCM ra

Bé ®iÒu khiÓn chuyÓn mạch

Bộ đếm khe thêi gian

Ghi nội dung thông tin

TS3 1 TS0 khiển mở ô nhớ số 4 của BM Nh vậy 8bit nhớ của ô số 4 của BM khi đọc ra 8bit đợc đọc vào

Ts4 của tuyến PCM ra.

Quá trình điều khiển ghi đợc mô tả trên Hình vẽ 7.

Hình 7 Sơ đồ miêu tả quá trình điều khiển ghi.

Nguyên lý chuyển mạch điều khiển đầu ra

Mẫu tín hiệu PCM ở tuyến PCM đợc ghi vào các ô nhớ của bộ nhớ tiếng nói theo trình tự tự nhiên Tức là các mẫu ở Ts0 ghi vào ô nhớ 00, mẫu Ts1 ghi vào ô nhớ 01 của bộ nhớ tiếng nãi,

Khi đọc nội dung ghi ở các ô nhớ này vào các khe thời gian của tuyến PCM ra phải thực hiện có điều khiển, để mẫu tín hiệu PCM ở khe thời gian nào đó ở đầu vào cần phải đợc chuyển tới một khe thời gian định trớc của tuyến PCM ra Để thực hiện công việc này mỗi khe thời gian của tuyến PCM ra liên kết chặt chẽ với một ô nhớ của bộ nhớ điều khiển theo thứ tự tự nhiên Nội dung của ô nhớ này đợc bộ điều khiển chuyển mạch ghi địa chỉ của khe thời gian đầu vào cần đợc chuyển tới khe thời gian ra tơng ứng.

Cũng ví dụ trên: Khi nối Ts4 của tuyến PCM vào tới Ts6 của tuyến PCM ra theo phơng thức điều khiển đầu ra thì căn cứ vào thông tin địa chỉ bộ điều khiển chuyển mạch ghi địa chỉ số 4 (00100) vào ô nhớ số 6 của bộ nhớ điều khiển Các mẫu PCM đầu vào ở các khe thời gian đợc ghi thứ tự lần lợt vào các ô nhớ của bộ nhớ tiếng nói, bộ điều khiển chuyển mạch quét đọc lần lợt vào các ô nhớ của bộ nhớ CM đồng bộ với tuyến PCM ra Khi đọc ô nhớ số 6 thì nội dung 4 đợc đa ra và từ mã PCM của Ts4 ghi ở ô số 4 của bộ nhớ tiếng nói đợc đọc vào Ts6 của tuyến PCM ra Nh vậy khe thời gian Ts4 đợc đấu nối tới đầu ra.

Dung lợng của trờng chuyển mạch cấp T

Cơ sở của nó là việc trong một chu kỳ PCM thời gian là 125S đọc ra và ghi vào để cuộc thoại trao đổi các khe thời gian liên tục.

Gồm hai bộ nhớ: một bộ nhớ tiếng nói hay bộ nhớ đệm (buffer memory) và bộ nhớ ®iÒu khiÓn (control memory).

- Bộ nhớ tiếng nói có số lợng ô nhớ bằng số lợng khe thời gian đợc ghép trong khung truyền dẫn PCM đa vào Trong thực tế các tuyến PCM này thờng có 2561024 khe ở bộ nhớ tiếng nói mỗi ô nhớ có 8bit nhớ để ghi lại 8bit mang tin của mỗi từ mã PCM.

- Bộ nhớ điều khiển có số lợng thanh ghi bằng số lợng thanh ghi bộ nhớ tiếng nói Mỗi thanh ghi có số lợng bit nhớ theo công thức:

Trong đó: r: Số bit nhớ của một ô nhớ ở bộ nhớ điều khiển. c: Số thanh ghi của bộ nhớ đệm.

Ví dụ: Bộ nhớ đệm BM có 128 ô nhớ thì bộ nhớ chuyển mạch có 128 ô nhớ.

Mỗi ô nhớ có số bit nhớ là r = 7 (vì theo công thức trên ta có : 2 r = 128  r=7).

Nó sẽ định 128 địa chỉ tại BM bắt đầu từ 0000000(b) cho đến 1111111(b).

Bộ đếm khe thời gian: Điểu khiển đọc và ghi vào BM theo những nguyên tắc khác nhau.

Bộ điều khiển chuyển mạch: Số liệu từ việc gọi tìm địa chỉ từ các thuê bao sau khi qua phân tích đợc đa vào bộ điều khiển chuyển mạch để điều khiển chuyển mạch thực hiện kết nối cuộc gọi.

Tốc độ truy nhập bộ nhớ quyết định dung lợng tổng đài Tốc độ không thể tăng lên vô hạn vì tốc độ đọc viết của RAM (Random Access Memory: Bộ nhớ truy nhập ngẫu nhiên) có hạn:

Ngời ta đa ra tham số đảm bảo độ tin cậy R: số khe thời gian (R chỉ hợp lý 512 số).Do có các chức năng nh vậy nên trong bất kỳ tổng đài nào đều phải sử dụng ít nhất một cấp T và nó đợc sử dụng trong khối tập trung thuê bao.

Chuyển mạch không gian S (Space)

Vấn đề phát sinh ra chuyển mạch không gian S

Một khung 125S ngời ta chia ra làm 32 khe Trong đó 1 kênh dành cho kênh đồng bộ và 1 kênh dành cho báo hiệu Nhng nếu tăng dung lợng của PCM cao quá cũng không đợc vợt quá 512 khe.

Giải pháp đa ra: Để tăng dung lợng của hệ thống bằng việc trao đổi các khe thời gian trong một luồng khe thời gian của một luồng khác bằng cách đấu nối qua lại các nhóm chuyển mạch khe thời gian với cổng lôgic. Đây là công nghệ chuyển mạch phân chia không gian Nh vậy, chuyển mạch không gian là chuyển nội dung giữa hai khe thời gian có cùng 1 số thứ tự nhng ở hai luồng PCM khác nhau.

Ví dụ: Nếu PCM1 có Ts3 và PCM2 có Ts3 và hai khe thời gian này cần trao đổi với nhau. Để thực hiện việc đó cấp trờng chuyển mạch S sẽ thực hiện yêu cầu này.

PCM4 ra PCM3 ra PCM1 ra

Hình 8 Cấu trúc tổng quát của chuyển mạch không gian (S:Space)

Cấu trúc trờng chuyển mạch không gian

Cấu trúc bộ chuyển mạch không gian tín hiệu bao gồm:

- Một ma trận tiếp điểm (nx n), ở đó có thể các điểm nối gồm có các cổng điện tử, số. Mỗi cột điểm nối đợc gắn với một cột bộ nhớ điều khiển, cột này có nhiều cột từ F từ, bằng số khe thời gian Dạng tiêu biểu của F là từ 32 đến 1024 Trong mỗi khe thời gian riêng, ma trận điểm nối có tính năng nh một ma trận phân theo không gian bình thờng, phục vụ đầy đủ các yêu cầu về kết nối giữa các BUS vào và ra.

- Các bộ nhớ điều khiển ma trận chuyển mạch đợc điều khiển bởi bộ vi xử lý Các điểm nối đợc điều khiển bởi các tế bào nhất định trong bộ nhớ điều khiển Ngay lúc chuyển dịch giữa hai khe thời gian, bộ nhớ điều khiển chuyển một bớc và tại khe thời gian mới, một bộ điểm nối hoàn toàn khác đợc đa vào hoạt động Quá trình này tiếp tục theo chu kỳ của các bớc

F Cách phân theo thời gian này làm gia tăng hiệu suất của các điểm nối lên từ 32 đến 1024 lần so với các chuyển mạch không gian bình thờng.

Cấu trúc này sẽ đợc mô tả trong Hình vẽ 9

PCM1 vàoPCM1 vàoPCM1 vào PCM1 ra PCM2 ra PCM3 ra

Hình 9 Sơ đồ nguyên lý của trờng chuyển mạch không gian S

Cấu tạo chuyển mạch S nh ví dụ trên là 1 ma trận tiếp điểm chuyển mạch kết nối theo kiểu hàng và cột.

Các hàng đầu vào các điểm chuyển mạch đợc gắn với tuyến PCM vào các tuyến này đều đợc địa chỉ hoá cụ thể nh X1, X2, X3 Còn các cột đầu ra các tiếp điểm chuyển mạch tạo thành các tuyến PCM dẫn ra đợc ký hiệu địa chỉ Y1, Y2, Y3 Các tiếp điểm chuyển mạch cấu tạo thực tế là các cổng lôgic.

M ®Çu ra Để điều khiển chuyển mạch các tiếp điểm cần có bộ nhớ điều khiển, bộ nhớ này gồm các từ nhớ Số lợng các từ nhớ trong một cột nhớ hay 1SCM bằng số khe thời gian của mỗi tuyến PCM đầu vào, độ dài của mỗi từ nhớ phải đảm bảo sao cho:

Nếu: : Số bit nhớ của mỗi từ nhớ.

N: Số lợng tuyến PCM đầu vào.

M: Số lợng tuyến PCM đầu ra Thì phải đảm bảo đủ điều kiện 1 tuyến PCM đầu vào phải nối đợc với từ 1M tuyến PCM đầu ra Nghĩa là:

Ví dụ: Ta có 128PCMvào ; 1PCM với tiêu chuẩn 32 khe Ts; 128PCMra thì suy ra phải có 128 bộ nhớ SCM (0127), mỗi một SCM điều khiển một PCM.

Số lợng từ nhớ trong 1PCM là 32 từ (132).

Số lợng bit nhớ trong mỗi từ nhớ là : 2  = 128   = 7(bit).

Nguyên lý chuyển mạch

Hoạt động của tiếp điểm chuyển mạch sẽ đấu nối một kênh nào đó của một tuyến PCM vào tới cùng kênh có địa chỉ đó của một tuyến PCM trong khoảng một khe thời gian Khe thời gian này xuât hiện ở mỗi khung một lần Trong khoảng thời gian của các khe thời gian khác, cùng một tiếp điểm có thể đợc dùng để đấu nối cho các kênh khác Ma trận tiếp điểm loại này làm việc nh một ma trận chuyển mạch không gian tiếp thông hoàn toàn giữa các tuyến PCM vào và PCM ra trong khoảng mỗi khe thời gian.

Hình 10: Sơ đồ chuyển mạch tiếp thông hoàn toàn dạng chữ nhật

Sơ đồ chuyển mạch này có thể đợc sử dụng để nối thông một đầu vào bất kỳ nào trong số N đầu vào với một đầu ra bất kỳ trong số M đầu ra Nếu nối tới các đầu vào và đầu ra là các mạch hai dây thì trên mỗi đầu nối chỉ đòi hỏi một điểm chuyển mạch “thực chất là cứ hai (đôi khi là ba) tiếp điểm chuyển mạch tơng ứng với một điểm chuyển mạch của sơ đồ chuyển mạch hai dây Vì thông thờng những tiếp điểm này là một phần của thiết bị thống nhất nào đó và hoạt động phối hợp, nên ợc xem xét nh một điểm chuyển mạch”.

Hình 11 Sơ đồ tiếp điểm không gian

Trong hình vẽ (Hình 11) mô tả mỗi hàng tiếp điểm đều đợc gắn vào bộ nhớ điều khiển. Mỗi tiếp điểm chuyển mạch của một hàng đợc gắn với một tổ hợp mã địa chỉ nhị phân để đảm bảo chỉ một tiếp điểm trong mỗi hàng đợc gắn với một tổ hợp mã địa chỉ nhị phân để đảm bảo chỉ một tiếp điểm trong mỗi hàng đợc thông mạch trong khoảng một khe thời gian (Ts) Mỗi một từ mã địa chỉ nào đó đợc đọc ra từ bộ nhớ điều khiển trong khoảng thời gian của mỗi khe thời gian Công việc này đợc tiến hành theo chu trình Mỗi một từ mã đợc đọc ra trong khoảng khe thời gian tơng ứng của nó, tức là từ mã ô thứ 00 ứng với khe thời gian Ts0 tiếp theo là từ mã ô thứ 01 ứng với khe thời gian Ts1

Cứ nh vậy hết một khung PCM thì tròn một chu kỳ quét củaviệc đọc theo chu kỳ, bắt đầu sang chu kỳ tiếp theo Nội dung của từ mã đợc chuyển đi theo tuyến BUS địa chỉ (sau khi giải mã) trong khoảng mỗi khe thời gian Vì vậy tiếp điểm tơng ứng với địa chỉ vừa đọc ra sẽ tác động chỉ trong một khe thời gian xuất hiện ở đầu vào tại các khung kế tiếp nhau tiếp điểm lại tác động một lần Mỗi khe thời gian trôi qua một trong các tiếp điểm lại nối thông một lần(trờng hợp khe thời gian bị chiếm) thì cột lại đợc đọc ra, qua giải mã lại tạo ra một lệnh điều khiển một tiếp điểm khác nối thông phục vụ cho một cuộc gọi khác đa tới từ một tuyến PCM đầu vào.

Vì vậy ngời ta có thể gọi đủ nghĩa của chuyển mạch S là chuyển mạch không gian theo thời gian Có đủ hai yếu tố không gian và thời gian gọi là một trờng S.

Ví dụ: Cụ thể muốn Ts3 thì PCM1 vào đa ra Ts3 đến PCM3 ra.

Thời gian đóng mạch từ mã đi qua 3,9 s

Từ mã Đầu vào( ®Çu ra) Đầu vào( ®Çu ra) a Dạng hình vuông b Dạng tam giác (vòng) a b

Lúc này SCM1 điều khiển trờng PCM1 vào tại từ nhớ thứ 03 của SCM1 chứa địa chỉ của (1-3) điều khiển (1-3) đóng mạch trong thời gian có từ mã đó đi qua sang PCM3 ra. Để thiết lập các cuộc nối bên trong nhóm, tức là để thực hiện chuyển mạch “dây-dây” cần thiết sao cho mỗi một đờng dây của nhóm có thể đợc nối với đờng dây khác bất kỳ của nhóm này Nh vậy để thực hiện những cuộc nối này cần đảm bảo thực hiện điều kiện tiếp thông hoàn toàn của đầu ra bất kỳ với đầu vào bất kỳ của sơ đồ chuyển mạch.

Trên Hình 12 đa ra hai cấu trúc chuyển mạch có thể sử dụng để thiết lập tất cả các cuộc nối tơng hỗ có thể có của các đờng dây hai dây Những đờng nét đứt trên hình vẽ cho thấy các đầu vào và ra tơng ứng của sơ đồ chuyển mạch dùng để chuyển mạch đờng dây hai dây thực sự đợc nối với nhau nh thế nào để đảm bảo đợc thông tin hai dây theo các mạch hai dây Tuy vậy để thuận lợi, khi thuyết minh hoạt động của các sơ đồ chuyển mạch ngời ta xét các đầu vào và ra của các sơ đồ chuyển mạch hai dây nh là các điểm cực riêng biệt.

Cả hai cấu trúc trên Hình 12 cho phép thiết lập cuộc nối bất kỳ bằng cách chọn một điểm chuyển mạch Nhng đối với sơ đồ chuyển mạch dạng hình vuông, mà còn gọi là sơ đồ hai chiều, cho phép một cuộc nối bất kỳ đợc thiết lập bằng hai đờng Ví dụ nếu yêu cầu nối dây vào i với dây vào j thì có thể chọn điểm chuyển mạch tơng ứng hoặc là ở điểm cắt của đầu vào i với đầu ra j hoặc là ở điểm cắt của đầu vào j với đầu ra i. Để đơn giản điểm chuyển mạch ta sẽ ký hiệu tơng ứng là (i,j) và (j,i) Thông thờng điểm chuyển mạch (i,j) đợc đóng nếu đầu vào i yêu cầu phục vụ, còn điểm (j,i) đợc đóng nếu đầu vào j yêu cầu phục vụ.

Trên sơ đồ chuyển mạch dạng tam giác (Hình 12.b) tất cả các điểm chuyển mạch thừa đều bị loại trừ Tuy vậy, việc giảm số điểm chuyển mạch nhng sự phức tạp lại tăng Trớc khi thiết lập cuộc nối giữa đầu vào i của thiết bị chuyển mạch với đầu vào j, phần tử điều khiển của thiết bị chuyển mạch cần phải xác định cái nào lớn hơn về trị số, i hay j Nếu i lớn hơn, thì chọn điểm chuyển mạch (i,j) Nếu i nhỏ hơn thì cần chọn điểm chuyển mạch (j,i) Khi sử dụng máy tính điện tử để điều khiển quá trình chuyển mạch, việc so sánh các số của đờng dây không sinh ra phụ tải lớn tới tải chung của máy Nhng trong các hệ thống thiết bị chuyển mạch cũ có thiết bị điều khiển chuyển mạch điện cơ thì sự phức tạp phụ thêm vào của thiết bị điều khiển rất đáng kể.

Các hệ thống chuyển mạch 4 dây yêu cầu thiết lập các cuộc nối cách biệt cho các nhánh mạch truyền dẫn thuận và ngợc Nh vậy khi phục vụ mỗi yêu cầu cần thiết lập hai cuộc nối khác nhau Trên Hình 13 trình bày cấu trúc sơ đồ chuyển mạch đợc sử dụng để thiết lập cả hai cuéc nèi.

Cấu trúc này đồng nhất với cấu trúc của ma trận hình vuông trên Hình 12 cho trờng hợp chuyển mạch các mạch hai dây, nhng khác biệt ở chỗ là các đầu vào và các đầu ra tơng ứng không đợc nối với đầu vào hai dây chung. Đầu vào bất kỳ của sơ đồ chuyển mạch 4 dây đợc nối với đôi dây dẫn tạo thành hớng truyền dẫn vào, còn đầu ra bất kỳ đợc nối với đôi dây dẫn tạo ra hớng truyền dẫn ra Khi thiết lập cuộc nối giữa các mạch 4 dây i và j trong sơ đồ chuyển mạch trên Hình 13 cần phải đóng cả hai điểm chuyển mạch: (i,j) và (j,i) Khi hệ thống làm việc thực tế thì hai điểm chuyển mạch đó có thể đợc đóng phối hợp, vì vậy có thể thực hiện chúng ở dạng module thống nhất nào đó. §Çu ra

0 1 2 3 4 5 6 7 Địa chỉ này t ơng ứng với TS 20 , nó quy định sẽ nối với một trong 8 PCMra nên chỉ cần đọc số bit địa chỉ 3 bit sẽ phân biệt đ ợc đ ờng PCMvào nào sẽ nối với PCMra nào đó.

Pcm ra điều khiển chuyển mạch

Hình 13 Sơ đồ chuyển mạch 4 dây

Hình 14 Nguyên lý điều khiển chuyển mạch

So sánh chuyển mạch T và S

Nh đã phân tích, chuyển mạch T chỉ thực hiện chuyển đổi giữa hai khe thời gian khác nhau trên một khung (1PCM sơ cấp) còn chuyển mạch S chuyển mạch giữa hai khe thời gian cùng thứ tự trên hai đờng PCM khác nhau.

- Thời gian chuyển đổi là nh nhau đêu chuyển tải 1 từ mã PCM.

- Chuyển mạch T thực hiện trao đổi thông tin cho hai đối tợng.

- Chuyển mạch S cha thực hiện trao đổi thông tin cho hai đối tợng nếu 2 đối tợng có số khe thời gian khác nhau.

- Cả hai chuyển mạch đều nhằm nối kết thông tin song vị trí nằm trong trờng chuyển mạch gắn bó với nhau để tăng dung lợng kênh thông tin của hệ thống.

Chuyển mạch T-S (nguyên lý nhớ T-S)

Cơ sở lý thuyết và nguyên lý làm việc

Nếu có hai đối tợng A và B cần trao đổi thông tin cho nhau: A đợc cấp khe thời gian TS

A của PCM1, B đợc cấp khe thời gian TS B của PCM2.

Nếu thực hiện một cấp chuyển mạch T hoặc S đều không thể ghép nối hoàn chỉnh để hai đối tợng thông tin cho nhau đợc, bởi vậy phải thực hiện một cấp chuyển mạch gồm kết nối

Pcm vào T S Điều khiển chuyển mạch

PCM1vào TS0 TS10 TS31

PCM1 ra TS0 TS10 TS31 cả hai cấp chuyển mạch T và S Vấn đề nảy sinh ra chuyển mạch S để tăng dung lợng kênh thông tin do vậy ngời ta phải thực hiện việc ghép phức hợp cấp chuyển mạch T & S để tăng dung lợng thông tin cho nhau.

Hình15 Sơ đồ khái quát chuyển mạch T-S

2.Cơ sở lý thuyết chuyển mạch T-S:

Với vấn đề đã đặt ra nh trên, hai đối tợng A và B cần trao đổi thông tin và cả hai đối t- ợng đợc cấp các tham số của tổng đài sau: A tại PCM1-TS0 và B tại PCM2-TS10 Vậy nếu dùng chuyển mạch T-S thì phải làm nh thế nào?

Cách giải quyết đ ợc đ a ra là:

PCM1 vào_TS0  PCM2 ra_TS10

PCM 2 vào_TS10  PCM1 ra_TS0

Cụ thể là PCM1 vào_TS0  PCM2 ra_TS10 và để thực hiện việc đó cấp chuyển mạch T sẽ thực hiện việc chuyển thông tin tại cấp T: PCM1 vào_TS0  PCM2 ra_TS10

Sau cấp chuyển mạch T ta đợc PCM1ra_TS10 tới cấp chuyển mạch S sẽ thực hiện việc hoán chuyển đờng PCM trên cùng một số thứ tự tại khe thơì gian:

PCM1 ra_TS10  PCM2 ra_TS10 và trờng hợp sau tơng tự ta có: PCM2 vào_TS10  PCM1 ra_TS0.

Tại cấp T: PCM2 vào_TS10  PCM1 ra_TS0.

Tại cấp S: PCM2 ra_TS0  PCM1 ra_TS0.

3 Nguyên lý làm việc: a) Cấu trúc tổng quát của chuyển mạch T-S: Có N đờng PCM, mỗi đờng có R kênh.

- Bộ nhớ đệm BM (Buffer memory): Lu giữ và chuyển thông tin.

- Bộ nhớ điều khiển chuyển mạch SCM (Switch Control memory) : Gồm có R bộ nhớ bằng tổng số khe thời gian trên đờng PCM, mỗi một ô nhớ có N từ nhớ bằng số lợng đờng PCM vào. Ô nhớ 0 của R0 dùng để điều khiển từ nhớ TS0 - PCM0. Ô nhớ 1 của R0 dùng để điều khiển từ nhớ TS0 - PCM0.

Ô nhớ N của R0 dùng để điều khiển từ nhớ TS0 - PCMR-1.

Hình 15 Sơ đồ nguyên lý làm việc của chuyển mạch T-S b) CÊu tróc 1 tõ nhí ®iÒu khiÓn:

Gồm có hai ngăn nhớ trong đó ngăn nhớ thứ nhất chỉ ra đờng PCMra và ngăn nhớ thứ hai chỉ ra khe thời gian ra (thực chất là địa chỉ ra).

Ví dụ: Muốn trao đổi thông tin giữa hai kênh TS7-PCM0 với TS28 - PCM1. Địa chỉ của đờng ra TS7 -PCM0 tại TS27 nó đợc lu giữ tại bộ nhớ chuyển mạch tại R7 từ nhớ nhỏ nhất, điạ chỉ của đờng ra TS28-PCM1 là TS7-PCM0.

Trong hình là sự kết nối giữa lối vào A tại khe thời gian số 7 và lối ra B tại khe thời gian ra số 31 Từ PCM ở ngõ A đợc viết vào tế bào nhớ số 7 của bộ nhớ tiếng nói tại khe thời gian nhập số 7 Nó đợc chứa ở đây đến khi khe thời gian nội bộ số 1 của khe thời gian ra số 31 đến Tại khe thời gian nội bộ này, từ PCM đợc tiếp tục chuyển đến B qua một thanh ghi ra, thanh ghi này làm việc nh một bộ đệm chỉnh lại đồng hồ (Reclocking buffer) Đờng quay về từ B đến A đợc thực hiện tại khe thời gian ra số7 và khe thời gian nội bộ số 0.

NhËn xÐt

Giả sử bộ chuyển mạch gồm 32 BUS vào/ra, mỗi BUS chứa 32 khe thời gian Tốc độ bit nội bộ đợc chọn nh thế nào để 32x3224 khe thời gian nội bộ Bộ nhớ điều khiển đợc chọn loại có 32 ô, mỗi ô có 32 tế bào, nghĩa là tổng cộng có 1024 tế bào Nh vậy số khe thời gian nội bộ và số tế bào vừa đúng với yêu cầu kết nối của bộ chuyển mạch.

Hoạt động của bộ chuyển mạch dự vào một quan hệ nhất định giữa các tế bào của bộ nhớ điều khiển và các lối ra 32 ô tế bào trong bộ nhớ tơng ứng với 32 khe thời gian ra, trong khi đó 32 tế bào của mỗi ô nhớ tơng ứng với 32 lối ra của bộ chuyển mạch Bộ nhớ điều khiển đợc quét liên tục Tại khe thời gian ra thứ nhất mang số 0, 32 tế bào của ô thứ nhất đ ợc quét sao cho từ PCM đang chuyển đợc chuyển về hớng ra số 0 đã đợc nối tại khe thời gian nội bộ số 0 dới sự điều khiển của tế bào nhớ số 0; từ về phía lối ra số 1 tại khe thời gian nội bộ số 1 dới sự điều khiển của tế bào số 1, Quá trình tơng tự đợc lặp lại tại khe thời gian xuất số 2. Chỉ khác là lúc bấy giờ ô nhớ thứ 2 đợc quét thay vì ô nhớ thứ nhất Các quá trình tiếp diễn cho đến khi tất cả 32 khe thời gian xuất và 1024 khe thời gian nội bộ đã đi qua, một quá trình mới tơng tự sau đó đợc bắt đầu.

Bộ chuyển mạch này rõ ràng là không bao giờ tắt mạch chuyển mạch Nó luôn luôn tìm đợc một đờng rỗi ở lối ra dẫn đến một ngõ xuất rỗi Việc tìm đờng ra nối là tức thời vì có một quan hệ cố định giữa ngõ ra và bộ nhớ điều khiển Tuy nhiên có một điểm bất lợi là tốc độ bit nội bộ tỷ lệ với dung lợng của bộ chuyển mạch Một bộ chuyển mạch có dung lợng lớn sẽ làm cho tốc độ bit nội bộ cao đòi hỏi phải có các bộ nhớ thời gian l u thoát rất nhanh Với kỹ thuật hiện nay đã cho phép đạt đến dung lợng chuyển mạch tối đa là 1500-2000Erlang.Cấu trúc TS đợc dùng cho các tổng đài có dung lợng nhỏ hơn 5000 số.

Chuyển mạch T-S-T (time-space-time) và S-T-S (space-time-space)

Chuyển mạch T-S-T

Một mẫu hệ thống T-S-T có 3BUS vào và 3BUS ra Mỗi BUS chứa 32 khe thời gian. Trong thực tế số khe thời gian sẽ cao hơn có thể ví dụ nh 256 hoặc 512 khe có đợc sau khi ghép kênh và hoán chuyển nối tiếp/song song ở đầu cuối của tổng đài, nhng việc này không làm ảnh hởng đến nguyên tắc hoạt động của bộ chuyển mạch Con số cao hơn chỉ có nghĩa là phải tăng dung lợng và tối u hoá giá cả cho bộ chuyển mạch để minh hoạ hoạt động của bộ chuyển mạch.

Ta giả sử hệ thống điều khiển ra lệnh kết nối giữa đầu vào A gắn khe thời gian vào số 2 đến BUS vào số 1 và thanh B gắn khe thời gian số 31 lên BUS ra số 3 Để làm đ ợc việc này cần phải tìm ra một đờng rỗi trên mạng Điều này bao gồm việc tìm chọn 1 khe thời gian nội bộ đang rỗi ở phía vào A cũng nh về phía ra B trong ma trận không gian Việc tìm chọn đợc thực hiện bởi bộ điều khiển trung tâm.Khi khe thời gian nội bộ trống đầu tiên (ví dụ khe số 7) đợc tìm thấy thì số này và các địa chỉ cần thiết (2, 31 và 1) đợc chuyển đến từ bộ nhớ điều khiển CM-A, CM-B, CM-C Các địa chỉ này đợc chứa trong tế bào số 7 của các bộ nhớ này.

Từ PCM của A đợc viết vào tế bào số 2 của SM-A trong khoảng khe thời gian số 2 Nó đ ợc chứa ở đây cho đến khi khe thời gian nội bộ số 7 đến Vì số các khe thời gian vào có thể sẽ không trùng hết lên các khe thời gian nội bộ nên thời gian chứa này có thể ở bất kỳ trong khoảng khe thời gian từ 031 Tại khe thời gian nội bộ số 7 địa chỉ ở tế bào nhớ số 2 đợc cung cấp từ CM-A và từ PCM đọc ở phía ma trận không gian Cùng lúc đó địa chỉ ở điểm nối thích hợp số 1 đợc lấy ra trên CM-C và tiêu từ PCM đợc chuyển qua bộ SM-B cần thiết Tại đây nó đợc chứa trong tế bào số 31 với sự hỗ trợ của SM-B Sau cùng khi khe thời gian số 31 đến từ PCM đợc phát về phía B.

Trình tự này đợc lặp đi lặp lại mỗi lần qua mỗi khung thời gian tạo nên một đờng từ A

 B Tuy nhiên vẫn không có đờng từ BA Để tổ chức đợc việc này cần phải dùng đến 2 ph- ơng thức Hoặc đờng thứ hai đợc thiết lập độc lập hoàn toàn với đờng thứ nhất hoặc 2 đờng đ- ợc thiết lập liên kết với nhau Phơng thức thứ nhất có thể tạo nên hệ thống mềm dẻo hơn trong khi phơng thức thứ hai tạo điều kiện tiết kiệm phần cứng nhờ tính đối xứng của bộ chuyển mạch Với phơng thức thứ hai việc tìm chọn cho cả hai đờng đợc thực hiện qua một lần, trong lúc đó phơng thức thứ nhất cần phải thực hiện 2 lần tìm chọn.

Tầng chuyển mạch không gian

Các đầu vào ph ©n kênh thời gian

Thiết bị nhớ ®Çu ra

Thiết bị nhớ đầu vào

Các ®Çu ra ph ©n kênh thời gian

Có một phơng thức điều khiển 2 đờng dây liên lạc này, đờng đi và đờng quay về, là ph- ơng thức đảo pha: Nếu một đờng rỗi đợc tìm ra từ A đến B tại một khe thời gian nhất định thì đờng quay đảm bảo tại nửa khung khe thời gian sau áp dụng vào ví dụ trên, ta có đờng “đi” tại khe số 7 và do đó đờng “về” phải thực hiện ở khe thời gian số (7+32/2) = 23 Bộ nhớ điều khiển giảm đi theo phơng thức kết hợp. Để kết thúc cuộc gọi, bộ điều khiển trung tâm ra lệnh xoá các từ tơng ứng trong các bộ nhớ điều khiển Sự cố tắt mạch tạo nên bởi TST rõ ràng tuỳ thuộc vào khả năng có thể tìm ra một cặp khe thời gian trống cho đờng truyền giữa hai chuyển mạch thời gian.

2 Sơ đồ và hoạt động của chuyển mạch TST:

Hình 16 Cấu trúc của sơ đồ chuyển mạch TST Đây là sơ đồ chuyển mạch đợc gọi là sơ đồ thời gian-không gian-thời gian Thông tin đi tới kênh của tuyến vào với phân kênh theo thời gian đợc giữ lại ở tầng vào của chuyển mạch thời gian cho đến khi còn cha tìm thấy đờng rỗi tơng ứng qua tầng chuyển mạch không gian Trong thời điểm đó thông tin sẽ đợc truyền qua tầng chuyển mạch không gian tới tầng ra tơng ứng của chuyển mạch thời gian-nơi nó sẽ đợc giữ cho đến khi cha bắt đầu khoảng thời gian mà trong đó yêu cầu thực hiện việc truyền thông tin đã cho Khi giả thiết rằng độ tiếp thông hoàn toàn đợc đảm bảo trên các tầng chuyển mạch thời gian (tức là tất cả các kênh vào có thể đợc nối nối với tất cả các kênh ra), thì khi thiết lập các cuộc nối trên tầng chuyển mạch không gian có thể sử dụng khoảng thời gian bất kỳ Trong ý nghĩa hoạt động thì tầng chuyển mạch không gian nh là lập lại một lần đối với mỗi khoảng thời gian bên trong. Đặc điểm quan trọng của sơ đồ chuyển mạch TST là tầng chuyển mạch không gian làm việc với sự phân chia theo thời gian một cách độc lập với các tuyến phân kênh theo thời gian bên ngoài Về thực chất, số khoảng thời gian làm việc của tầng chuyển mạch không gian l không cần trùng với số khoảng thời gian C của các tuyến phân kênh thời gian bên ngoài nó.

3 Xác suất phong toả của tầng chuyển mạch TST:

Nếu tầng chuyển mạch không gian là sơ đồ chuyển mạch không phong toả thì sự phong toả trong sơ đồ TST có thể xuất hiện trong các trờng hợp, khi không có các khoảng thời gian rỗi bên trong tầng chuyển mạch không gian mà trong suốt các khoảng đó đờng dây nối trung gian đi từ tầng vào của chuyển mạch thời gian và đờng dây nối trung gian đi tới tầng ra của chuyển mạch thời gian cũng rỗi đồng thời.

Nh vậy xác suất phong toả sẽ là cực tiểu nếu số khoảng thời gian của tầng chuyển mạch không gian l sẽ đợc chọn đủ lớn Thực sự khi dẫn tơng tự trực tiếp với các sơ đồ chuyển mạch không gian ba tầng có thể coi sơ đồ TST là không phong toả nếu l = 2C -1 ( l: số khoảng thời gian làm việc của tầng chuyển mạch không gian; C: số khoảng thời gian làm việc của các tuyến phân kênh thời gian).

Biểu thức chung để tính xác suất phong toả cho sơ đồ chuyển mạch TST mà các tầng riêng biệt của nó là không phong toả sẽ có dạng nh sau:

Trong đó : q1 = 1-p1= 1-p/,  là hệ số mở rộng thời gian ( = l/C).

Chuyển mạch S-T-S

Dựa vào phơng thức đợc sử dụng trong việc thiết lập đờng đi và đờng quay về, hệ thống STS ra đời với một ít khác biệt Nguyên lý làm việc của nó đợc thực hiện nh sau: Tại khe thời gian TA các điểm kết nối TA đã chỉ định đợc đa vào hoạt động, từ PCM ở lối vào A đợc viết vào một tế bào nhất định trong chuyển mạch thời gian Từ PCM này chứa ở đó cho đến khi khe thời gian TB đến Lúc bấy giờ các điểm kết nối TB đã chỉ định đợc tác động và từ ở ngõ A đợc đọc ở lối ra B, sau đó từ PCM từ lối vào B đợc viết vào tế bào nhớ Tại khe thời gian TA sang từ ở ngõ B này đợc đọc về lối ra A Việc tắt mạch của hệ thống S-T-S tuỳ thuộc vào khả năng tìm ra một tế bào nhớ rỗi ở một trong những chuyển mạch thời gian, chuyển mạch nào cũng đợc Càng có nhiều chuyển mạch thời gian càng giảm khả năng tắt mạch Một hệ thống hoàn toàn không tắt mạch đợc thực hiện khi số chuyển mạch thời gian gấp đôi số lối vào và lối ra trừ đi 1.

Trờng hợp (1) rất ít khi áp dụng vì nó không đảm bảo chất lợng, độ tin cậy và không kinh tÕ.

Trờng hợp (2) áp dụng cho thuê bao xa bằng máy thu phát vô tuyến (liên lạc giữa máy mẹ và máy con, máy mẹ liên lạc trực tiếp với tổng đài) Phơng thức này hiện nay đợc sử dụng rất rộng rãi đối với các máy trong gia đình, cự ly thông tin có thể từ vài trăm mét đến vài chục km (tuỳ thuộc vào công suất máy phát) Phơng pháp này có tính chất áp dụng cho cá nhân.

Trờng hợp (3) áp dụng cho nhóm thuê bao ở xa cần nối đến tổng đài nh ng không thể nối tổng đài bằng đôi dây đợc cho nên đờng dẫn ở dây thờng là viba hay cáp quang hoặc vệ tinh tuỳ thuộc vào khoảng cách và số lợng mà chọn loại đờng dẫn với kỹ thuật chủ yếu là PCM.

2 Xác suất phong toả của tầng chuyển mạch STS:

Sơ đồ chuyển mạch STS trình bầy trên Hình 17 giả sử rằng mỗi sơ đồ chuyển mạch không gian là sơ đồ của một tầng và không phong toả Đối với các sơ đồ chuyển mạch dung l- ợng lớn ta mong muốn thực hiện chuyển mạch không gian ở dạng những sơ đồ nhiều tầng Sự thiết lập đờng nối qua sơ đồ chuyển mạch STS đòi hỏi phải tìm đợc khối chuyển mạch không gian mà trong đó có sự tiếp cận tới kênh ghi trong giai đoạn của khoảng thời gian (vào), khi thông tin có thể tới cũng nh sự tiếp cận tới kênh đọc trong giai đoạn của khoảng thời gian đợc yêu cầu (ra), khi thông tin sẽ đợc đọc từ bộ nhớ Nếu mỗi tầng riêng biệt của sơ đồ STS là tầng không phong toả thì nó sẽ hoạt động tơng đơng với sơ đồ không gian ba tầng Một cách tơng ứng xác suất phong toả của sơ đồ STS sẽ là :

Trong đó: q’=1-p’=1-p/; ( = k/N); k là số khối chuyển mạch thời gian của tầng trung tâm trong sơ đồ.

N ®Çu ra ph ân kênh thời gian

N đầu vào ph ân kênh thời gian

Tầng chuyển mạch không gian

Tầng chuyển mạch không gian

Tầng chuyển mạch thêi gian

Hình 17: Sơ đồ cấu trúc S-T-S

So sánh giữa TST và STS

Đối với các tổng đài có dung lợng vợt quá 2000Erlang hay khoảng 2500 đờng vào cộng với 2500 đờng ra, ngời ta cần phải xem xét chọn lựa giữa hai cấu trúc TST và STS mà cụ thể là so sánh chúng trên các phơng diện sau đây: Về độ tin cậy, giá thành, kỹ thuật chọn đờng, độ phức tạp, đồng bộ, và dung lợng Ta sẽ so sánh chúng lần lợt theo các vấn đề trên.

Nếu một thiết kế không thích hợp đợc đem ra sử dụng thì một sự cố xảy ra trong mạng chuyển mạch phân theo thời gian có thể gây nên các ảnh hởng rất nghiêm trọng Trong trờng hợp phân đờng theo không gian ta có thể thực hiện đợc một số đờng nối luân phiên Còn trong trờng hợp phân đờng theo thời gian cũng vậy chỉ khác ở một điều quan trọng là đờng nối luân phiên đợc thực hiện theo kiểu thời gian; một sự cố của thiết bị do đó có thể ảnh hởng nhiều đến nhiều đờng nối luân phiên.

So sánh hai hệ thống TST và STS ta thấy rằng số đờng nối luân phiên theo không gian giữa một ngõ vào nhất định và một ngõ ra nhất định ở hệ thống STS lớn hơn Đó là vì bất kỳ chuyển mạch thời gian nào đều có thể đợc sử dụng để kết nối và nh vậy về cơ bản mà nói thì hệ thống STS đáng tin cậy hơn Hơn nữa ta đã biết là đối với thiết kế chuyển mạch này thì độ tin cậy phải d và việc đó có thể đợc thực hiện bằng cách tăng nhiều lần chuyển mạch đầu vào, tăng đôi một phần hay toàn bộ mạng, Về phơng diện này u điểm đó của hệ thống STS coi nh có thể loại ra và hai hệ thống có thể xem nh bằng nhau về mức độ tin cậy.

2 Giá thành: Đối với các tổng đài nhỏ và có tốc độ bit nội bộ cao, giá thành cho một hệ thống TST cao hơn hệ thống STS vì cần phải có nhiều bộ nhớ hơn Đối với tổng đài lớn hơn và tốc độ bit thấp hơn thì giá thành lại ngợc lại Đó là do giá thành của các ma trận điểm nối tăng lên theo luỹ thừa 2 của số cửa ngõ vào/ra Qui mô của mạng lới tuỳ thuộc vào quan hệ giá cả giữa các bộ nhớ và các điểm nối.

Cho dù các mạng có đợc chế tạo theo kiểu không tắt mạch hay không thì chúng cũng cần phải có một công đoạn nhất định để tìm ra các đờng rỗi Công đoạn này rất hạn hẹp đối với hệ thống TST Nh đã nói, vấn đề chỉ là việc tìm đợc một khe thời gian trống ở cả hai phía của ma trận điểm nối Mạng STS có một hình thái hoạt động giống một mạng 3 cấp quy ớc với nhiều nguyên tắc chọn đờng phức tạp hơn.

Sự phát triển của công nghệ nhớ đã đạt trình độ cao với các bộ nhớ LSI đã cho ra các bộ nhớ LSI tiên tiến, trong khi đó các ma trận điểm nối lại khó tích hợp vì có nhiều đ ờng nối.

Do đó rất tiện lợi nếu chúng ta giảm nhiều số điểm nối tại các bộ nhớ đắt tiền Hệ thống TST rất thuận lợi về phơng diện này.

Trong hệ thống TST, chuyển mạch thời gian ở các ngõ vào có thể đợc thiết kế để làm việc trong mạng lới số áp dụng kỹ thuật đồng bộ lẫn cận đồng bộ Một hệ thống STS làm việc trong môi trờng không đồng bộ độc lập phải đợc trang bị các bộ đệm ngõ vào có số bộ nhớ ở các chuyển mạch thời gian của hệ TST Tổng hợp các phân tích trên, ta có thể thấy rằng lợi thế về đồng bộ nghiêng về phía kỹ thuật TST.

Chuyển mạch TST có u điểm đợc thể hiện rõ ràng so với chuyển mạch STS ở vùng sử dụng các kênh có giá trị lớn Đối với các sơ đồ chuyển mạch dung lợng nhỏ thì cấu trúc STS thuận tiện hơn Có thể có khả năng là việc chọn kiến trúc cụ thể ở mức độ lớn đáng kể phụ thuộc vào các yếu tố khác nh: tính module, đơn giản cho các tổ chức thử nghiệm, dễ dàng tăng dung lợng Một u điểm nữa của cất trúc STS là những yêu cầu tơng đối đơn giản hơn cho việc tổ chức điều khiển chúng so với TST Đối với các trạm có dung lợng lớn có tải lớn thì sự cần thiết của việc sử dụng u việt cấu trúc TST là điều rất rõ ràng Chứng minh cho điều này là hệ thống N 0 4ESS với cấu trúc TST cho đến nay vẫn là sơ đồ chuyển mạch lớn nhất về dung l- ợng đã đợc xây dựng.

Chuyển mạch TST sử dụng độ tập trung hoá về thời gian, còn trong sơ đồ STS sử dụng tập trung hoá về không gian Khi mức độ sử dụng các đờng dây nối vào càng tăng thì mức độ tập trung có thể sẽ càng giảm Nếu lợng tải các kênh vào đủ cao thì để giữ vững giá trị xác suất phong toả nhất định trong các sơ đồ chuyển mạch TST và STS cần phải tiến hành sự mở rộng tơng ứng, đối với trờng hợp thứ nhất là mở rộng thời gian, còn với trờng hợp thứ hai là mở rộng về không gian Vì việc thực hiện mở rộng thời gian hạ hơn đáng kể so với mở rộng không gian nên khi có mức độ ứng dụng các kênh cao thì chuyển mạch TST kinh tế hơn so với chuyển mạch STS.

Tổng quan hệ thống Alcatel 1000 E10

Vị trí và các ứng dụng của Alcatel E10

- Hệ thống OCB 283 là hệ thống chuyển mạch hoàn toàn số đợc phát triển gần đây nhất từ tổng đài Alcatel E 10 (OCB 181) bởi CIT Với tính đa năng Alcatel 1000 E10 có thể đảm đơng các chức năng của 1 tổng đài hoàn chỉnh, từ tổng đài thuê bao dung lợng nhỏ tới tổng đài chuyển tiếp hay cửa ngõ quốc tế dung lợng lớn.

- Thích hợp với mọi loại hình mật độ dân số, các mã báo hiệu và các môi trờng khí hậu, nó tạo ra những lợi nhuận cao cho tất cả các dịch vụ thông tin hiện đại nh : Điện thoại thông thờng, ISDN, các dịch vụ nghiệp vụ, điện thoại vô tuyến tế bào ( điện thoại di động) và các ứng dụng mạng thông minh.

- Đợc thiết kế với cấu trúc mở, nó gồm 3 phân hệ chức năng độc lập (đợc liên kết với nhau bởi các giao tiếp chuẩn):

1) Phân hệ truy nhập thuê bao, nó đấu nối các đờng dây thuê bao tơng tự và số,

2) Phân hệ điều khiển và đấu nối có nhiệm vụ quản lý chuyển mạch kênh phân chia theo thời gian và các chức năng xử lý cuộc gọi,

3) Phân hệ điều hành và bảo dỡng, nó quản lý tất cả các chức năng cho phép ngời điều hành hệ thống sử dụng hệ thống và bảo dỡng nó theo trình tự các công việc thích hợp.

- Trong mỗi phân hệ chức năng, nguyên tắc cơ bản là phân phối các chức năng giữa các môdun phần cứng và phần mềm Nguyên tắc này tạo ra những thuận lợi sau:

 Đáp ứng nhu cầu về đầu t trong giai đoạn lắp đặt ban đầu,

 Phát triển dần năng lực xử lý và đấu nối,

 Tối u độ an toàn hoạt động.

 Nâng cấp công nghệ dễ dàng và độc lập đối với các phần khác nhau của hệ thống.

- Đợc lắp đặt ở nhiều nớc, E 10 có thể thâm nhập vào mạng viễn thông rộng khắp (mạng quốc gia và mạng quốc tế):

 Các mạng điện thoại: tơng tự và/ hoặc số, đồng bộ hay không đồng bộ.

 Các mạng báo hiệu số 7 CCITT ( đây là cơ sở của mạng thông minh).

 Mạng bổ sung giá trị (đó là các dịch vụ cung cấp cho ngời sử dụng mạng và có khả năng xâm nhập qua mạng Ví dụ: Th điện tử, videotex và các dịch vụ thông báo chung vv ).

 Các mạng điều hành và bảo dỡng.

2 Các ứng dụng hệ thống:

- Khối truy nhập thuê bao xa (Tổng đài vệ tinh).

- Tổng đài chuyển tiếp (gồm cả nội hạt, trung kế hay cửa ngõ quốc tế).

- Tổng đài nội hạt / chuyển tiếp.

3 Mạng toàn cầu (Global Network)

Sự phát triển của Alcatel là chìa khoá để mở ra một viễn cảnh về mạng toàn cầu Mạng toàn cầu đề cập tới tất cả các dịch vụ mà khách hàng yêu cầu trong tơng lai.

Mạng toàn cầu của Alcatel gồm mạng thoại ISDN, các mạng số liệu và mạng bổ sung giá trị (Đặc biệt trong mạng bổ sung giá trị là mạng xử lý văn bản và Videotext), các mạng thông minh, các hệ thống thông tin di động, các mạng điều hành và bảo dỡng và cuối cùng là mạng ISDN băng rộng sử dụng kỹ thuật truyền dẫn không đồng bộ ATM.

Các dịch vụ mạng bổ xung giá trị

Visio Confere Ph ơng thức truyÒn dÉn cËn đồng Bộ băng rộng ATM

TMN Mạng quảnlý viễn thông

Hình 3.1.1: Tổng đài Alcatel 1000 E10 đặt tại trung tâm mạng toàn cầu

Hình 3.1.2 : Vị trí của A1000E10 trong mạng thoại

S : Bộ tập trung thuê bao xa.

TR : Tổng đài chuyển tiếp.

CID : Tổng đài Quốc tế gọi ra.

CIA : Tổng đài Quốc tế gọi vào.

CTI : Tổng đài chuyển tiếp Quốc tế

4 Các tham số cơ bản của tổng đài ocb 283

Dung lợng xử lý cực đại của hệ thống là: 280CA/s ( cuộc gọi /1giây ) tức là 1.000.000 BHCA ( cuộc gọi /1 giờ ).

- Dung lợng đấu nối cực đại của ma trận chuyển mạch chính 2048 x 2048 cho phép:

+ Có thể đấu nối cực đại 200.000 thuê bao.

+ Có thể đấu nối cực đại 60.000 trung kế.

Ngoài ra hệ thống còn sử dụng kỹ thuật tự điều chỉnh để tránh sự cố khi quá tải, kỹ thuật này đợc phân bố tại từng mức của hệ thống, dựa vào sự đo đạc số lợng các cuộc gọi có nhu cầu và số lợng các cuộc gọi đợc xử lý.

Dung lợng của các đơn vị xâm nhập thuê bao ( CSNL, CSND ) cực đại là 5000 thuê bao/1 đơn vị. các dịch vụ của tổng đài OCB 283.

* OCB - 283 xử lý các cuộc gọi điện thoại vào/ra mạng chuyển mạch quốc gia và quốc tế Nó còn truyền số liệu giữa các thuê bao ISDN mà nó quản lý cũng nh truyền số liệu vào/ra mạng chuyển mạch gói

OCB - 283 cã thÓ phôc vô cho:

- Các cuộc gọi nội hạt: t nhân, công cộng.

- Các cuộc gọi trong vùng: Ra, vào, chuyển tiếp.

- Các cuộc gọi quốc gia: Ra, vào, chuyển tiếp.

- Các cuộc gọi quốc tế: Ra, vào, chuyển tiếp.

- Các cuộc gọi thông qua điện thoại viên.

- Các cuộc gọi đến các dịch vụ đặc biệt.

- Các cuộc gọi đo kiểm.

* Các thuộc tính của thuê bao. a Các thuộc tính của thuê bao analog.

- Dịch vụ hạn chế cuộc gọi đi, đến.

- Dịch vụ đờng dây nóng.

- Dịch vụ đờng dây không tính cớc.

- Dịch vụ đờng dây tạo tuyến tức thời.

- Dịch vụ tính cớc tức thời.

- Dịch vụ tính cớc thông thờng.

- Dịch vụ nhóm các đờng dây thuê bao:

+ Đờng gọi ra, gọi vào, hai chiều, u tiên.

+ Đờng quay số vào trực tiếp DDI.

+ Đờng riêng t nhân trong một nhóm.

- Dịch vụ đờng dây u tiên VIP.

- Đờng lập hoá đơn chi tiết.

- Dịch vụ bắt giữ thuê bao đối phơng.

- Dịch vụ thoại hội nghị/thoại 3 hớng.

- Dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi.

- Dịch vụ quay số tắt.

- Dịch vụ thông báo vắng mặt.

- Dịch vụ gọi lại tự động nếu bận.

- Dịch vụ tạm cấm gọi ra. b Các thuộc tính của thuê bao số.

Các thuê bao số có thể sử dụng mọi dịch vụ nh với thuê bao Analog, ngoài ra nó còn có mét sè thuéc tÝnh sau ®©y:

+ Chuyển mạch kênh ( CCBT ) 64Kb/s giữa các thuê bao số ( thuê bao số gọi là USER ).

+ Chuyển mạch kênh trong dải tần cơ sở ( 300 - 3400 )Hz.

+ Teletex với Modem cho kênh B hoặc X25 để phối hợp với kênh B( Kênh B tốc độ 64 Kb/s ).

+ 64 Kb/s Audio Graphy. c.Các dịch vụ phụ trợ.

+ Mạng tổ hợp trong khi gọi.

+ Quay số vào trực tiếp con số phân nhiệm.

+ Tăng giá thành cuộc gọi.

+ Liệt kê các cuộc gọi không trả lời.

+ Tạo tuyến cuộc gọi offering.

+ Hiển thị con số chủ gọi.

+ Dấu con số chủ gọi.

+ Báo hiệu từ ngời này đến ngời kia ( Tên các bên gọi, khoá xâm nhập, mật khẩu ). + Quản trị dịch vụ khung.

5 Chức năng chuyển mạch dịch vụ

Trong trờng hợp cuộc gọi giữa mạng thoại và mạng dịch vụ đợc mạng trí tuệ xử lý thì phần áp dụng của điểm chuyển mạch dịch vụ SSP của Alcatel 1000 E10 cho phép xâm nhập vào điểm điều khiển báo hiệu ( SPC ) của mạng trí tuệ.

Bằng một mã số cài đặt dịch vụ, SSP gọi SCP để thiết lập cuộc gọi giữa mạng thoại và mạng dịch vụ ( Sử dụng kênh báo hiệu số 7 của CCITT ) giao tiếp đợc sử dụng gọi là giao thức xâm nhập mạng trí tuệ ( INAP ).

SCP quản lý quá trình xử lý gọi.

Trong quá trình xử lý gọi SCP quản lý SSP.

Alcatel 1000E10 OCB283 có sử dụng hệ thống đấu nối với ngời điều hành là SYSOPE, đó là:

- Một modul mềm dẻo, có thể đợc sử dụng để quản lý từ vài hệ thống nội hạt đến vài trăm hệ thống nội hạt hoặc ở xa ở trong một vùng hoặc nhiều vùng khác nhau.

Mạng điều hành và bảo d ỡng

Mạng bổ sung dịch vụ

Mạng điện thoại sử dụng báo hiệu kênh riêng

- Hoạtđộng với độ tin cậy cao, phần mềm của nó có cấu trúc phân cấp, có thể thay đổi dễ dàng tại bất kỳ thời điểm nàovà nó đề cập đến nhiều chức năng: Các nhóm lu lợng, hoá đơn tính toán đo lờng tải và lu lợng.

7 Các chức năng vận hành và bảo dỡng

- Quản trị/giám sát các sự cố, quản trị theo khiếu nại, tự động đo kiểm đờng thuê bao, trung kế, hiển thị cảnh báo, xác định vị trí lỗi, thống kê các cuộc gọi, vận hành thiết bị đầu cuối thông minh.

- Giám sát vận hành: Thuê bao, nhóm, thêm dịch vụ, thiết bị thuê bao, lệnh trao đổi, phiên dịch, tạo tuyến, tính cớc, báo hiệu số 7.

- Quản trị cớc: LAMA - tính cớc tại chỗ CAMA tính cớc tập trung, lập hoá đơn chi tiét, thoại công cộng, các vùng theo tời gian.

- Quản trị sự hoạt động của tổng đài: Đo lờng ( lu lợng, các đờng thuê bao, xung tính c- ớc, phiên dịch, đếm thời gian gọi ).

- Bảo an dùng mã khoá ( PASSWORD ) cho trạm vận hành và cho ngời điều hành để tránh xâm nhập không đợc phép.

8 Các giao tiếp ngoai vi

 Thuê bao chế độ 2, 3 hoặc 4 dây.

 Truy nhập ISDN cơ sở tốc độ 144 Kb/s (2B + D).

 Truy nhập ISDN tốc độ cơ bản 2.048 Mb/s (30 B + D).

, Tuyến PCM tiêu chuẩn 2 Mb/s, 32 kênh, CCITT G732.

, Tuyến số liệu tơng tự hoặc số 64 Kb/s hoặc PCM tiêu chuẩn.

 Đờng số liệu 64 Kb/s (Giao thức X.25) hoặc đờng tơng tự với tốc độ < 19.200 baud/s.

Hình I.1.3: Giao tiếp Alcatel E10 với các mạng ngoại vi

Mạng báo hiệu số 7 CCITT

Mạng điện thoại Mạng bổ sung

Phân hệ truy nhËp thuê bao

Phân hệ ®iÒu khiÓn và đấu nối

Phân hệ Điều hành' và bảo d ỡng

Mạng điều hành và Bảo d ỡng

PABX : Tổng đài nhánh tự động riêng ( Tổng đài cơ quan)

Hình I.2.1: Alcatel E10 và các mạng thông tin.

Cấu trúc chức năng

I cấu trúc chức năng tổng thể

Alcatel E10 gồm 3 khối chức năng riêng biệt đó là :

- Phân hệ truy nhập thuê bao : Để đấu nối các đờng thuê bao tơng tự và thuê bao số.

- Phân hệ điều khiển và đấu nối : Thực hiện chức năng đấu nối và xử lý gọi.

- Phân hệ điều hành và bảo dỡng : Hỗ trợ mọi chức năng cần thiết cho điều hành và bảo dìng.

Mỗi khối chức năng có phần mềm riêng phù hợp với chức năng mà nó đảm nhiệm.

II các giao tiếp chuẩn của các phân hệ.

- Trao đổi thông tin giữa phân hệ truy nhập thuê bao và phân hệ điều khiển và đấu nối sử dụng báo hiệu số 7 CCITT Các phân hệ đợc đấu nối bởi các đờng ma trận LR 1 hoặc các đờng PCM.

- Phân hệ điều khiển và đấu nối đợc nối tới phân hệ điều hành bảo dỡng thông qua vòng ghép thông tin MIS (Token ring).

Ma trËn chuyển mạch chÝnh

Các trung kế CSED và các thiết bị thông báo ghi sẵn

III cấu trúc chức năng

Hình I.2.2 Cấu trúc chức năng (và phần mềm) của OCB 283

1 Khối cơ sở thời gian (BT)

Khối cơ sở thời gian BT chịu trách nhiệm phân phối thời gian và đồng bộ cho các đờng

LR và PCM và cho các thiết bị nằm ngoài tổng đài.

Bộ phân phối thời gian là bội ba (3 đơn vị cơ sở thời gian).Để đồng bộ, tổng đài có thể lấy đồng hồ bên ngoài hay sử dụng chính đồng hồ của nó (khối BT).

2 Ma trận chuyển mạch chính (mcx)

- MCX là ma trận vuông với 1 tầng chuyển mạch thời gian T, nó có cấu trúc hoàn toàn kép, cho phép đấu nối tới 2048 đờng mạng (LR)

LR là tuyến 32 khe thời gian, mỗi khe 16 bít.

- MCX có thể thực hiện các kiểu đấu nối sau:

1 Đấu nối đơn hớng giữa bất kỳ 1 kênh vào nào với bất kỳ 1 kênh ra nào Có thể thực hiện đồng thời đấu nối số lợng cuộc nối bằng số lợng kênh ra.

2 Đấu nối bất kỳ 1 kênh vào nào với M kênh ra.

3 Đấu nối N kênh vào tới bất kỳ N kênh ra nào có cùng cấu trúc khung Chức năng này đề cập tới đấu nối Nx64 Kb/s.

- MCX do COM điều khiển (COM là bộ điều khiển chuyển mạch ma trận) COM có nhiệm vụ sau :

 Thiết lập và giải phóng đấu nối Điều khiển ở đây sử dụng phơng pháp điều khiÓn ®Çu ra.

 Phòng vệ đấu nối, bảo đảm đấu nối chính xác.

3 Khèi ®iÒu khiÓn trung kÕ PCM (urm)

URM cung cấp chức năng giao tiếp giữa các PCM bên ngoài và OCB 283

Các PCM này có thể đến từ:

- Đơn vị truy nhập thuê bao xa (CSND) hoặc từ bộ tập trung thuê bao điện tử xa CSED (ở đây thuê bao điện tử hiểu là các thuê bao tơng tự và các thiết bị đấu nối ở đây không phải là sè)

- Từ các tổng đài khác, sử dụng báo hiệu kênh kết hợp hoặc báo hiệu số 7.

-Từ các thiết bị thông báo ghi sẵn

Thực tế URM thực hiện các chức năng sau đây:

 Biến đổi mã HDB3 thành mã nhị phân (biến đổi từ trung kế PCM sang đờng mạng LR)

 Biến đổi mã nhị phân thành HDB3 (chuyển đổi từ LR sang PCM)

 Tách và xử lý báo hiệu kênh kết hợp trong TS 16 ( từ trung kế PCM vào OCB)

 Chèn báo hiệu kênh kết hợp vào TS 16 (từ OCB ra trung kế PCM).

4 Khối quản lý thiết bị phụ trợ (ETA)

ETA trợ giúp các chức năng sau ;

- Thu phát tín hiệu đa tần (RGF)

- Cung cấp đồng hồ cho tổng đài (CLOCK)

Hình I.2.3 Chức năng của ETA.

5 Khối điều khiển giao thức báo hiệu số 7 (PUPE) và khối quản lý báo hiệu số 7 (PC)

Việc đấu nối cho các kênh báo hiệu 64 Kb/s tới thiết bị xử lý giao thức báo hiệu số 7 (PUPE) đợc thiết lập qua tuyến nối bán cố định của ma trận chuyển mạch.

- PUPE thực hiện các chức năng sau:

 Xử lý mức 2 (mức kênh số liệu báo hiệu)

 Tạo tuyến bản tin (1 phần trong mức 3)

- PC thực hiện các chức năng sau:

 Quản lý mạng báo hiệu (1 phần của mức 3)

 Các chức năng giám sát khác.

6 Khối xử lý gọi ( MR)

- Khối xử lý gọi MR có trách nhiệm thiết lập và giải toả các thông tin.

- MR đa ra những quyết định cần thiết để xử lý các cuộc thông tin với các danh mục báo hiệu nhận đợc và sau khi tham khảo bộ quản lý cơ sở dữ liệu thuê bao và phân tích (TR).

Bộ xử lý gọi (MR) xử lý các cuộc gọi mới và các hoạt động đặt máy, giải toả thiết bị, điều khiển việc đóng, mở chuyển mạch vv

Ngoài ra, bộ xử lý gọi có trách nhiệm thực hiện các nhiệm vụ quản lý khác (quản lý việc đo thử các mạch trung kế, các giám sát lặt vặt).

7 Khối quản lý cơ sở dữ liệu phân tích và cơ sở dữ liệu thuê bao ( TR )

- Chức năng của TR là thực hiện quản lý việc phân tích, quản lý cơ sở dữ liệu các nhóm mạch trung kế và thuê bao.

- TR cung cấp cho bộ xử lý gọi (MR) các đặc tính thuê bao và trung kế theo yêu cầu của

MR cần thiết để thiết lập và giải toả các cuộc thông tin TR cũng đảm bảo sự phù hợp giữa các số (dial) nhận đợc với các địa chỉ của các nhóm trung kế hoặc thuê bao (Tiền phân tích, phân tích, các chức năng phiên dịch).

8 Khối đo lờng lu lợng và tính cớc cuộc gọi (TX)

Chức năng của TX là thực hiện việc tính cớc thông tin.

- Tính toán khoản cớc phí cho mỗi cuộc thông tin.

- Lu giữ khoản cớc phí của mỗi thuê bao đợc phục vụ bởi trung tâm chuyển mạch ( Bởi tổng đài).

- Cung cấp các thông tin cần thiết đa tới OM để phục vụ cho việc lập hoá đơn chi tiết. Ngoài ra, TX thực hiện các nhiệm vụ giám sát trung kế và thuê bao.

9 Khối quản lý ma trận chuyển mạch (GX)

GX chịu trách nhiệm xử lý và bảo vệ các đấu nối khi nhận đợc :

- các yêu cầu về đấu nối và ngắt đấu nối tới từ bộ xử lý gọi (MR) hoặc khối chức năng phân phối bản tin (MQ).

- các lỗi đấu nối đợc chuyển từ khối chức năng điều khiển ma trận chuyển mạch (COM).

Ngoài ra, GX thực thi việc giám sát các tuyến nhất định của phân hệ đấu nối của tổng đài ( nh các tuyến thâm nhập LA và các tuyến liên kết nội bộ tới ma trận chuyển mạch chính LCXE), theo định kỳ hoặc theo yêu cầu từ các tuyến nào đó.

10 khối phân phối bản tin (MQ)

MQ có trách nhiệm phân phối và tạo dạng các bản tin nội bộ nhất định nhng trớc tiên nó thực hiện:

- Giám sát các tuyến nối bán cố định ( các tuyến số liệu báo hiệu).

- Xử lý các bản tin từ ETA và GX tới và phát các bản tin tới ETA và GX.

Ngoài ra, các trạm trợ giúp MQ hoạt động nh cổng cho các bản tin giữa các vòng ghép thông tin.

11 Vòng ghép thông tin (Token ring)

1 tới 5 vòng ghép thông tin đợc sử dụng để truyền các bản tin từ 1 trạm này tới 1 trạm khác. Việc trao đổi các bản tin này đợc thực hiện bởi duy nhất 1 kiểu môi trờng, đó là mạch vòng thông tin TOKEN RING, sử dụng 1 giao thức duy nhất và giao thức này đợc xử lý phù hợp với tiêu chuẩn IEEE 802.5.

Vòng ghép đơn ( Cấu hình rút gọn).

 Vòng ghép này là Vòng ghép liên trạm (MIS)

 1 Vòng ghép liên trạm (MIS) dành cho trao đổi lẫn nhau giữa các chức năng điều khiển hoặc giữa các chức năng điều khiển với phần mềm điều hành và bảo dỡng (OM).

 Từ 1 tới 4 vòng ghép thâm nhập trạm (MAS) để trao đổi giữa các chức năng đấu nối (URM, COM, PUPE) và các chức năng điều khiển.

12 Chức năng điều hành và bảo dỡng (OM)

Các chức năng của phân hệ điều hành và bảo dỡng đợc thực hiện bởi phần mềm điều hành và bảo dỡng (OM).

Chuyên viên điều hành thâm nhập vào tất cả thiết bị phần cứng và phần mềm của hệ thống Alcatel 1000 E10 thông qua các máy tính thuộc về phân hệ điều hành và bảo dỡng nh: các bàn điều khiển, môi trờng từ tính, đầu cuối thông minh Các chức năng này có thể đợc nhóm thành 2 loại:

- Điều hành các ứng dụng điện thoại.

- Điều hành và bảo dỡng của hệ thống.

Ngoài ra, phân hệ điều hành và bảo dỡng thực hiện:

- Nạp các phần mềm và số liệu cho các khối điều khiển và đấu nối và cho các khối truy nhập (Digital) thuê bao CSN.

- Dự phòng tạm thời các thông tin tạo lập hoá đơn cớc chi tiết.

- Tập trung số liệu cảnh báo từ các trạm điều khiển và đấu nối thông qua các mạch vòng cảnh báo.

- Bảo vệ trung tâm của hệ thống.

Cuối cùng, phân hệ điều hành và bảo dỡng cho phép thông tin 2 hớng với các mạng điều hành và bảo dỡng, ở mức vùng và quốc gia (TMN).

Các khái niệm chính

- Thiết bị phần cứng của chuyển mạch OCB 283 gồm 1 tập hợp các trạm điều khiển (Trạm đa xử lý) (SM) Các trạm này trao đổi thông tin với nhau thông qua 1 hay một số vòng ghép thông tin (MIS hoặc MAS).

- Trạm điều khiển gồm : 1 hay nhiều bộ xử lý, 1 hay nhiều bộ nối thông minh (đó là các bộ điều khiển giao tiếp) đợc đấu nối với nhau thông qua 1 bus và trao đổi số liệu thông qua

- Có 5 kiểu trạm điều khiển, phù hợp với chức năng mà nó đảm nhiệm:

 SMC : Trạm điều khiển chính.

 SMA : Trạm điều khiển các thiết bị phụ trợ

 SMT : Trạm điều khiển trung kế PCM

 SMX : Trạm điều khiển ma trận chuyển mạch

 SMM: Trạm điều khiển bảo dỡng

2 Phần mềm trên trạm ML (đặt trên trạm)

- 1 trạm cung cấp 1 số các tập hợp phần mềm con đợc gọi là phần mềm trạm (ML) Chúng đợc chia làm phần mềm "chức năng" và phần mềm "trạm".

- Phần mềm chức năng đợc phân công cho các ứng dụng điện thoại của hệ thống OCB 283 nh : Điều khiển cuộc gọi (ML MR), tính cớc cuộc gọi (ML TX), quản lý cơ sở dữ liệu thuê bao và phân tích (ML TR), điều khiển tuyến PCM (ML URM), vv Các phần mềm chức năng này về mặt vật lý có thể đợc định vị với mức độ linh hoạt cao Chúng có quan hệ với cấu trúc chức năng của hệ thống.

- 1 phần mềm "trạm " (ML SM) gồm các bộ phần mềm cố định cho phép trạm đó hoạt động đợc nh : Phần mềm hệ thống, thông tin, khởi tạo và bảo vệ.

3 Thông tin qua vòng thông tin (hay còn đợc gọi là vòng chuyển dấu) token ring

Tất cả các trạm thông tin với nhau thông qua duy nhất 1 loại môi trờng: đó là mạch vòng thông tin (Token ring), phù hợp với tiêu chuẩn IEEE 802.5 Hệ thống thông tin này cho phép 1 phần mềm chức năng thông tin với 1 phần mềm khác mà không cần biết vị trí của nã.

4 Hệ thống ma trận chuyển mạch kép

Hệ thống ma trận chuyển mạch (CCX) có cấu trúc kép, dới dạng 2 nhánh A và B.

Khái niệm về hệ thống ma trận chuyển mạch liên quan tới 3 thành phần :

1) Ma trận chuyển mạch chính kép (MCX) - Đây là phần cốt lõi của hệ thống,

1) Các thiết bị khuếch đại và lựa chọn nhánh (SAB) đợc đặt trong các trạm hay các đơn vị đấu nối (SMT, SMA, CSNL), tạo thành các giao tiếp giữa các đơn vị này và MCX,

1) Các đờng ma trận đấu nối MCX với SAB.

Các thiết bị SAB cung cấp chức năng bảo vệ ma trận chuyển mạch chính (MCX) mà ma trận chuyển mạch chính độc lập với các trạm hay các đơn vị đấu nối (SMT, SMA, CSNL).

Hình vẽ sau đây trình bày cấu trúc phần cứng của hệ thống trong trờng hợp tổng quát.Trong cấu hình rút gọn, không có MAS, và khi đó các trạm SMT, SMA và SMX đợc đấu nèi tíi MIS.

Phân hệ truy nhập thuê bao

Phân hệ khai thác và bảo d ỡng

Phân hệ ®iÒu khiÓn và đấu nối

Ma trËn chuyển mạch chÝnh

S PGS Trạm giám sát Toàn hệ thèng REM

Hình I.3.1: Cấu trúc phần cứng của OCB 283

CSED : Bộ tập trung thuê bao điện tử xa ( Bộ tập trung thuê bao tơng tự ).

CSND : Khối truy nhập (Digital) thuê bao xa

CSNL : Khối truy nhập (Digital) thuê bao gần.

MAS : Vòng ghép thâm nhập trạm điều khiển chính.

MIS : Vòng ghép liên trạm.

REM : Mạng quản lý viễn thông.

SMA : Trạm điều khiển thiết bị phụ trợ.

SMC : Trạm điều khiển chính SMM : Trạm bảo dỡng.

SMT : Trạm điều khiển trung kế.

SMX : Trạm điều khiển ma trận chuyển mạch.

STS : Trạm cơ sở thời gian và đồng bộ.

5 Điều hành và bảo dỡng cục bộ (tại đài)

Các chức năng điều hành và bảo dỡng đợc thực hiện bởi 1 trạm chuyên dụng - SMM - Trạm này đợc đặt trong cùng phòng với phân hệ điều khiển và đấu nối Điều này cho phép đơn giản trong thiết kế và cung cấp hệ thống bảo vệ trung tâm với mức độ sẵn sàng cao. SMM có 1 đĩa chuyên dụng đợc sử dụng để nạp phần mềm và số liệu và để ghi thông tin nh số liệu hoá đơn chi tiết.

Mở rộng dung lợng tổng đài không đòi hỏi việc sắp xếp lại phần cứng nhng lại liên quan tới việc tính cớc hoặc bổ sung bảng mạch; việc nâng cấp chức năng đợc thực hiện bởi phần mềm có thể nạp vào.

Lựa chọn kỹ thuật chính

- Sử dụng các bộ xử lý tiêu chuẩn họ nhà 680 xx.

- Ma trận chuyển mạch chính có các đặc điểm sau:

 Đấu nối với 2048 đờng ma trận LR,

 Cấu trúc kép hoàn toàn, chuyển mạch thời gian không nghẽn với 1 tầng chuyển mạch đơn,

- Các tuyến thông tin giữa các trạm SM đợc tiêu chuẩn hoá (Vòng chuyển dấu -Token ring).

- Tất cả các bảng mạch có cùng 1 khuôn dạng.

- Cấu trúc giá máy đợc tiêu chuẩn hoá.

- Ngôn ngữ chủ yếu là CHILL (có sử dụng một chút ngôn ngữ máy - ASSEMBLER).

- Cấu trúc phần mềm đợc tiêu chuẩn hoá trong các trạm (phần mềm trạm) : Phần mềm hệ thống, thông tin, khởi tạo và bảo vệ.

- Phần mềm và phần cứng riêng rẽ ( Khái niệm về phần mềm và trạm dự phòng).

- Phần mềm ứng dụng của phân hệ đấu nối và điều khiển trớc đây của OCB 181 vẫn đợc duy tr×.

Hệ thống ma trận chuyển mạch SMX - LR – SWRR) SAB của Alcatel 1000E10

Hệ thống ma trận chuyển mạch ( CCX)

Hệ thống ma trận chuyển mạch thiết lập đấu nối các kênh miền thời gian (các khe thời gian) cho các đơn vị truy nhập thuê bao gần (CSNL) và các trạm điều khiển thiết bị phụ trợ (SMA) và các trạm điều khiển trung kế (SMT).

Nói chung, hệ thống điều khiển ma trận thực hiện :

- Đấu nối đơn hớng giữa bất kỳ kênh đầu vào nào (VE) tới bất kỳ kênh đầu ra nào (VS) Càng có nhiều cuộc nối đồng thời thì càng có nhiều kênh đầu ra,

- Đấu nối giữa bất kỳ 1 kênh đầu vào nào tới M kênh đầu ra,

- Đấu nối N kênh đầu vào thuộc về cùng 1 cấu trúc khung của bất kỳ khung ghép nào tới N kênh ra thuộc về cùng cấu trúc khung, tuân theo liên kết và sắp xếp trình tự các khung thu đ - ợc Chức năng này đợc nói đến nh là đấu nối N64 Kbít/s.

1 cuộc nối song hớng giữa đầu cuối A ( phía gọi ) và đầu cuối B (phía bị gọi ) diễn ra ở dạng 2 cuộc nối đơn hớng.

Hệ thống ma trận chuyển mạch bảo đảm :

- Chuyển mạch giữa thiết bị phụ trợ và các kênh thoại cho các hoạt động báo hiệu tần số âm thanh,

- Phân phối đồng thời các âm báo và các thông báo ghi sẵn cho từ 1 kênh ra trở lên,

- Chuyển mạch cố định cho các kênh mà các kênh này cung cấp các tuyến số liệu hay các tuyến báo hiệu số 7 giữa trung kế và trung kế hoặc giữa trung kế và trạm điều khiển thiết bị phụ trợ (SMA).

2.Tổ chức hệ thống ma trận chuyển mạch (CCX)

Hệ thống ma trận chuyển mạch gồm:

- Ma trận chuyển mạch chính:

 chuyển mạch 16 bít, gồm 3 bít dự phòng,

 ma trận chuyển mạch 2048  2048 đờng ma trận với 1 tầng chuyển mạch thời gian,

 modun chuyển mạch 64 đờng ma trận

- Chức năng lựa chọn nhánh:

 Giao tiếp các trạm đấu nối (CSNL, SMT, SMA )

 Giao tiÕp ph©n phèi thêi gian,

Tất cả đợc cấu trúc kép hoàn toàn.

Hệ thống ma trận chuyên mạch (CCX)

Ma trËn chuyÓn CSNL mạch chính

Hình 3.1: Tổ chức tổng quát của CCX

3 Hoạt động của hệ thống ma trận chuyển mạch

- Các đấu nối đợc thực hiện ở cả 2 nhánh,

- Lựa chọn nhánh hoạt động cho khe thời gian (TS) đợc thực hiện bằng cách so sánh các khe thời gian ra của mỗi nhánh.

- 3 bít điều khiển cho phép các chức năng sau đối với mỗi nhánh:

 Mang bít chẵn lẻ của khe thời gian, từ khối lựa chọn nhánh (SAB) vào tới SAB ra,

 Thiết lập, qua đờng ma trận, lựa chọn nhánh hoạt động,

 Giám sát đấu nối theo yêu cầu.

 Đo lờng chất lợng truyền dẫn theo yêu cầu.

- Việc giám sát hệ thống ma trận chuyển mạch đợc thực hiện nhờ phần mềm quản lý đấu nối ( chức năng quản lý hệ thống ma trận GX ).

- 5 bít trong số 8 bít thêm vào sẵn sàng cho sử dụng chuyển mạch ngoài băng vídụ : truyền các tín hiệu liên quan tới các tuyến chuyên dụng trong B-ISDN (Sroadb ISDN_Mạng số đa tích hơp băng rộng).

Lựa chọn và khuếch đại của khối lựa chọn nhánh (SAB)

1 Vai trò và vị trí của bộ chọn lựa và khếch đại nhánh

SAB đợc đặt trong các giá mà các giá của các đơn vị đầu nối UR, có các thành phần đợc nối tới hệ thống ma trận chuyển mạch Các thành phần này là các đơn vị truy nhập thuê bao

LRS A gần, các trạm điều khiển trung kế và các trạm điều khiển thiết bị phụ trợ, đợc nói đến dới cái tên chung " Các đơn vị đấu nối" hay " UR".

Chức năng chính của đơn vị này (SAB) là thực hiện giao tiếp giữa UR và 2 nhánh, ma trận chuyển mạch chính A và B.

SAB thu và phát các tuyến thâm nhập (LA) tới từ các UR và tạo ra các tuyến LR (LR A cho ma trận chuyển mạch chính nhánh A và LR B cho ma trận chuyển mạch chính nhánh B).

Các hoạt động xử lý đợc thực hiện bởi SAB là:

1) khuếch đại các đờng ma trận trên hớng phát và hớng thu,

2) Thích nghi 8/16 bits, giữ nguyên 8 bít / 1 kênh,

3) xử lý 3 bít điều khiển,

4) lựa chọn nhánh chuyển mạch.

5) giao tiếp phân phối thời gian giữa các UR(đơn vị đầu nối) và MCX(ma trận chuyển mạch chÝnh).

6) giao tiếp tuyến thâm nhập trên hớng phát và hớng thu.

Mô đun thiết bị cho thực thể này là:

- 16 đờng LR cho SMT 2G và CSN,

- 8 đờng LR cho SMA, và SMT1G.

Hình 3.2 : Chọn lựa và khuếch đại nhánh SAB

2 Đấu nối với các trạm điều khiển thiết bị phụ trợ a) §Çu nèi víi SMA

Hình 3.3.a : Đấu nối với các trạm điều khiển thiết bị phụ trợ (từ SMA tới MCX).

Hình 3.3.b : Đấu nối với các trạm điều khiển thiết bị phụ trợ (từ SMA tới MCX)

Mỗi bảng mạch in ICID xử lý 8 LR (1 GLR + 1 DT) từ cùng một nhánh của MCX.

DT :đồng hồ 4 MHz và đồng hồ 8 MHz.

SDT : đồng hồ đồng bộ 8 KHz. b) §Çu nèi víi SMT.

H×nh 3.4.a :§Çu nèi víi trËm ®iÒu khiÓn trung kÕ(SMT)

H×nh 3.4.b :§Çu nèi víi trËm ®iÒu khiÓn trung kÕ(SMT).

Ma trận chuyển mạch chính gồm 2 nhánh, nhánh A và nhánh B, và theo quan điểm phần cứng nó gồm các trạm điều khiển chính (SMX).

Hình vẽ dới đây, trình bày 1 nhánh của MCX, trạm SMX và ma trận chuyển mạch phân thời gian 2048 đờng vào và 256 đờng ra của SMX (hay ma trận 2048  2 56)

1 nhánh của MCX đợc trình bày trong hình vẽ dới đây Trong cấu hình cực đại có 2048 đ- ờng vào LRE và 2048 đờng ra LRS - gồm tới 8 SMX Mỗi SMX tiếp nhận các tín hiệu thời gian bội ba ( 8 Mhz và đồng bộ khung ) từ đơn vị cơ sở thời gian STS, và sau khi lựa chọn mức logic chính, sẽ phân phát thông tin thời gian và đồng bộ khung tới chuyển mạch và các giao tiếp đờng ma trận ILR.

Mỗi trong số 8 SMX xử lý 256 LRE (đờng ma trận đầu vào) và 256 đờng ma trận đầu ra LRS ( Trong cấu hình rút gọn, 48 LRE và 48 LRS ) trong các giao tiếp đờng ma trận (ILR) ở lối ra của ILR phía vào, các đờng LCXE có các chỉ số giống nhau đợc ghép vào cùng vị trí của tất cả các SMX Mỗi ma trận phân thời gian có khả năng chuyển mạch bất kỳ khe thời gian nào trong số 2048 LRE tới bất kỳ khe thời gian nào trong số 256 LRS của nó ( trong cấu hình rút gọn, bất kỳ khe thời gian nào trong số 48 LRE tới bất kỳ khe thời gian nào trong số

Các bớc mô dun phần cứng là nh sau:

- 64 LR cho ma trËn ph©n thêi gian,

- 16 LR cho các giao tiếp đờng ma trận.

Chó ý : Đây là bớc modun nội tại Nó cần phải đợc phân biệt với các modun thiết bị thực tế mà phụ thuộc vào thông số kỹ thuật của hệ thống mà nó không đợc đề cập tới trong phần này.

Hình 3.5: Cấu trúc 1 nhánh cấu hình cực đại của Ma trận chuyển mạch chính

- 1 bộ nối ghép chính (CMP) cho phép thông tin 2 hớng trên vòng ghép thâm nhập trạm điều khiển chính (MAS) và thực hiện các chức năng của "bộ xử lý" cho xử lý phần mềm điều khiển chuyển mạch ma trận (ML COM),

- 1 bộ nối cho giao tiếp với ma trận chuyển mạch phân thời gian,

- các giao tiếp đờng ma trận (ILR) cho tốiđa 256 LRE và 256 LRS ( cấu hình rút gọn là 48 LRE và 48 LRS),

- 1 ma trận phân thời gian với dung lợng tối đa 2048 LRE (đầu vào) và 256 LRS (đầu ra)

* Ma trận phân thời gian của SMX

Bé nèi ghÐp chÝnh (CMP)

Ma trËn ph©n thêi gian

Giao tiÕp ® êng ma trËn (ILR)

Giao tiÕp ® êng ma trËn (ILR)

Lên tới 1792 LCXE tíi tõ SMX khác

BSM : Bus trạm điều khiển (đa xử lý) LCXE : Liên kết nội bộ tới MCX và đấu nối tới 2 SMX.

LRE : Đ ờng ma trận vào ( theo quan điểm của MCX) LRS : các đ ờng ma trận ra ( theo quan điểm của MCX)

Ma trận phân thời gian của SMX gồm chuyển mạch phân thời gian vuông 64 đờng LR vào LRE và 64 LR ra LRS đợc gọi là " các khối cơ bản " Việc xắp xếp 32 cột của 4 khối cơ bản cung cấp cho ma trận phân thời gian SMX có dung lợng tối đa là 2048 LRE cho ra 256 LRS.

Tất cả các đấu nối khe thời gian lẫn nhau thực hiện thông qua 1 khối cơ bản đơn và thời gian truyền trung bình là thời gian 1 khung (125 s).

Hình 3.6: Tổ chức tổng quát của SMX

SMM gồm các phân hệ sau đây:

- Hai trạm đa xử lý đồng nhất (SM), mỗi một nớc trạm đợc xây dựng xung quanh một hệ thống xử lý và một bộ nhớ riêng do hệ thống A8300 cung cấp và đợc đấu nối với MIS.

- Một bộ nhớ thứ cấp đợc đấu nối với các bus giao tiếp máy tính nhỏ (SCCI) Nó đợc SMMA hoặc SMMB xâm nhập.

- Các giao tiếp ngoại vi do trạm hoạt động đảm nhiệm.

Trong cấu hình kép SMM gồm 2 trạm điều khiển hoàn toàn đồng nhất về cấu trúc vật lý và đợc phân định là SMMA và SMMB Một trạm trạng thái hoạt động còn trạm kia ở trạng thái dự phòng Mỗi phân hệ này gồm các thiết bị sau đây và các bus của chúng:

- 1 đơn vị xử lý chính (PUP).

- 1 đầu nối ghép chính (CMP) cho các đờng tơng tự đi vào MIS.

- 2 đầu nối ghép kênh dùng riêng (Telecom) để cung cấp đờng nối cho bus thông tin.

- 1 đầu nối quản lý dành riêng (Diplex) điều khiển chế độ chủ/tớ.

Bốn BUS-SCSI thực hiện chức năng giao tiếp với 2 bán hệ xử lý cho phép các thiết bị l u giữ số liệu đợc kết nối (nh ổ đĩa, steamer, băng từ, ) BUS thông tin (mỗi BUS cho một bán hệ) cho phép 3 loại đấu nối truyền dẫn đợc kết nối 3 loại đấu nối đó là:

- Đấu nối đờng không đồng bộ (tất cả các loại đầu cuối).

- Đấu nối cảnh báo trung tâm (CCAL) chọn địa điểm cho chuông cảnh báo.

* Các thiết bị l u giữ số liệu: Chúng bao gồm ổ đĩa, cờ (streamer) và một hoặc hai đơn vị b¨ng tõ

- Các ổ đĩa: ổ đĩa đợc sử dụng để lu trữ tất cả các chơng trình phần mềm và số liệu trong hệ thống Chúng hoạt động ở chế độ “đợc phản chiếu” tức là thông tin đợc viết ra song song trên

2 đĩa bởi các bán hệ xử lý (SMMA hoặc SMMB).

- Cờ (Streamer): Cờ 1/4 inch về cơ bản đợc dùng để nạp số liệu ban đầu và để bảo vệ nội dung các đĩa.

- Các thông tin ở trạng thái bình thờng đợc chứa trong đĩa Băng từ đợc sử dụng để đa thông tin vào hay mang thông tin ra ngoài Các thông tin này đợc truyền trên các File hoặc trên các băng từ tới trung tâm xử lý (ví dụ: thông tin tính cớc).

* Môi tr ờng thông tin trong SMM: Các đầu nối truyền dẫn đợc sử dụng tuỳ theo vị trí đợc đòi hỏi nh sau: Đầu nối đờng không đồng bộ (8 đờng/1 đầu); các đầu nối giao nhau của đờng 64Kb/s và các đầu nối cảnh báo trung tâm.

Các đầu nối khai thác và bảo dỡng gồm: Các màn hình, các máy in đầu cuối thông minh.

Sơ đồ tổ chức của SMM đợc miêu tả trên Hình vẽ 4. a.PhÇn mÒm SMM

SMM bao gồm các phần mềm sau:

* Phần mềm hệ thống cơ sở RTOS (hệ điều hành thời gian thực) thực hiện các chức năng sau:

- Quản lý hoạt động kép nh cập nhật số liệu, chuyển đổi SNM.

- Quản lý các nguồn phần mềm và phần cứng.

* Phần mềm ứng dụng RTOS: Nó bao gồm các phần mềm sau:

+ Phần mềm ELAES: Đây là phần mềm áp dụng RTOS thực hiện chức năng vận hành trạm SMM Sử dụng tổ hợp phần mềm này ngời điều hành có thể quản lý trạm bằng xâm nhập lệnh vào PC, WAM (Hỏi, định vị, đo kiểm các bảng mạch in của SMM, ).

+ Phần mềm ELIAS: Đây là phần mềm áp dụng hệ thống RTOS có nhiệm vụ quản trị các cảnh báo phần mềm và phần cứng Trong đó:

- IAS nhận các chỉ dẫn cảnh báo từ “EL”.