Mang vien thong voi cac trung tam chuyen mach cac 203851

Đồ án tốt nghiệp Phí Hoàng Quân mục lục Đồ án tốt nghiệp Phí Hoàng Quân Lời nói đầu Phát triển đại thông tin yêu cầu xúc nớc ta Để tiến tới phát triển công nghệ thông tin đa dạng, phong phú bật mạng số đa dịch vụ ISDV (Intergrated Service Digital Network) Thông tin số đóng vai trò quan trọng mạng viễn thống Trong năm gần với phát triển mạng viễn thông giới ngành Bu Chính Viễn Thông Việt Nam Hoà chung với nhịp phát triển giới, bớc chung xa lộ thông tin Trong hệ thống chuyển mạch số đóng vai trò quan trọng mạng viễn thông Trên sở đó, đồ án em xin đợc đề cập tới nội dung nh sau: Tổng quan tổng đài SPC Phân tích phân hệ ứng dụng Đợc hớng dẫn tận tình thầy giáo Hoàng Mạnh Thắng với thầy cô môn điện tử tin học với cố gắng thân em đà hoàn thành đồ án Vì điều kiện thời gian trình độ có hạn đồ án em không tránh khỏi thiếu xót mong bảo đóng góp ý kiến thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Hoàng Mạnh Thắng Xin cảm ơn khoa Điện tử - Viễn thông trờng đại học Bách Khoa Hà Nội Hà Nội, ngày tháng năm 2002 Sinh viên thực Phí Hoàng Quân Đồ án tốt nghiệp Phí Hoàng Quân phần I Giới thiệu tổng quan tổng đài Spc I-Hệ thống tổng đài số Khái niệm tổng đài số Mạng lới viễn thông đợc thiết lập để chuyển tải tín hiệu thông tin từ nới đến nơi khác Những phận chủ yếu mạng lới nút(node), trung tâm chuyển mạch đờng truyền dẫn Tính phức tạp mạng viễn thông nhiệm vụ truyền tải khối lợng lớn lu thoại viễn thông số nút mạng số đờng truyền dẫn Vì vậy, mạng viễn thông đà thay đổi từ chỗ đơn giản đến mức độ vô phức tạp Chức quan trọng mạng viễn thông cung cấp dịch vụ điện thoại Cho nên, đề cập đến mạng viễn thông với trung tâm chuyển mạch(các tổng đài) tuyến truyền dẫn xem nh đề cập đến mạng điện thoại nói chung với loại hình dịch vụ Mạng điện thoại cung cấp phơng tiện cho th«ng tin tiÕng nãi nh tõ nã míi xt hiện, cách hàng trăm năm với mạng nội nhỏ Ngày mạng điện thoại đà phát triển mạnh mẽ với phát triển khoa học kỹ thuật công nghệ Các mạng nội đà trở thành mạng quốc gia đà hình thành mạng quốc gia liên kết để cung cấp dịch vụ toàn giới Mạng viễn thông quốc tế cho phép kÕt nèi thuª bao bÊt kú trªn thÕ giíi với cung cấp đợc nhiều dịch vụ với tiêu chuẩn tơng thích cao Các trung tâm chuyển mạch tổng đài điện thoại-là nút mạng lới viễn thông, chúng làm nhiệm vụ chuyển mạch- kết nối gọi cho thuê bao mạng Do nhu cầu ngày lớn chất lợng, dịch vụ dung lợng mạng, nên trung tâm chuyển mạch đợc mở rộng phát triển để đáp ứng cho nhu cầu đo Ngày hệ thống tổng đài điện thoại số đà dần thay cho tổng đài cũ, mở thời kỹ cho ứng dụng dịch vụ viễn thông vào sống Một tổng đài điện thoại đại, với việc ứng dụng công nghệ chuyển mạch số, đà tạo nên tác động chủ yếu vào mạng viễn thông giới, đem lại nhiều lợi đặc trng kỹ thuật nhiều lợi ích kinh tế Ngoài ra, tổng đài điện tử số đợc xây dựng từ kết hợp công nghệ máy tính, công nghệ điện tử với kỹ thuạt điện thoại, cho nên, mặt công nghệ kỹ thuật ứng dụng cho tổng đài điện thoại số không ngừng phát triển Sự phát triển đợc thúc đẩy mong muốn cải thiện chất lợng, tăng cờng khả trì hoạt động, tính mềm dẻo giảm giá thành Đồ án tốt nghiệp Phí Hoàng Quân hệ thống tổng đài nhờ việc khai thác u điểm bật tiến hoá nhanh chóng công nghệ điện tử máy tính ứng dụng trứơc tiên thiết bị điện tử tổng đài số lĩnh vực chuyển mạch số điều khiển Trong hệ thống tổng đài đà sử dụng ma trận chuyển mạch bán dẫn số, dung lợng lớn tốc độ cao Các giao tiếp đờng dây thuê bao với khả kiểm soát điện áp cao dòng chuông lớn đợc sử dụng linh kiện bán dẫn Hệ thống điều khiển tổng đài kết hợp mức độ khác công nghệ điều khiển máy tính Các chíp vi xử lý đà đợc sử dụng hệ thống điều khiẻn tổng đài hệ thống hoạt động theo chơng trình lu trữ sẵn(SPC) Nh vậy, số tổng đài số đà đợc sử dụng vào trình điều khiển tạo nên tính mềm dẻo cao cho cho cấu trúc phần cứng nh cho hoạt động tổng đài Nhờ tính mềm dẻo cao mà tổng đài điện tử số có khả biến đổi tình trạng thiết bị việc thay đổi giữ liệu để đáp ứng cách nhanh chóng điều kiện thực tế mạng lói chẳng hạn nh, phơng án định tiến thay đổi để gọi chọn tuyến vòng tránh đợc nghẽn mạch mạng lới Mặt khác, tính mềm dẻo cao tổng đài khả để tổng đài đà đợc thiết lập đợc mở rộng mà không làm ngng trệ phục vụ Điều cho phép phơng tiện lực công nghệ không đợc biết không đợc xác định trớc đợc đa vào sử dụng đời hệ thống tổng đài Một vài nâng cấp đạt đợc cách đơn kết hợp phần mềm mới,một số nâng cấp khác lại đạt đợc việc thêm vào phần cứng Về tổng đài số gồm mạng chuyển mạch, thiết bị báo hiệu điều khiển hình Mạch đầu vào Chuyển mạch thời gian Thiết bị báo hiệu Mạch đầu Thiết bị báo hiệu Bộ điều khiển Hình 1: Để điều khiển tổng đài số ngời ta sử dụng nguyên lý điều khiển chơng trình lu trữ sẵn (SPC-Stored Program control) tổng đài số hoạt động theo nguyên lý điều khiển đợc gọi tổng đài điện thoại số SPC (SPC-Digital Telephone Exchange) Đồ án tốt nghiệp Phí Hoàng Quân Trong số tổng đài điện thoại số SPC Một máy tính đợc sử dụng làm điều khiển việc vận hành chuyển mạch đợc thực chơng trình số liệu lu nhớ Với tiến công nghệ bán dẫn, chức tổng đài điện thoại số SPC đà đợc phát triển điều khiển đợc chế tạo gọn hoạt động với tốc độ cao Tuy nhiên, theo yêu cầu phát triển đa dạng dịch vụ, chơng trình tổng đài ngày trở nên lớn mạnh Mạch đầu vào Chuyển mạch thời gian Mạch đầu Thiết bị báo hiệu Thiết bị báo hiệu SPC Hình 2: Hiện nay, tất tổng đài số đợc sử dụng mạng viễn thông nói chung đặc biệt mạng viễn thông Việt Nam hầu hết hoạt động theo nguyên lý tổng đài điện thoại số SPC Cho nên, nói đến tổng đài điện thoại số nói đến tổng đài điện thoại số SPC Do phần tổng quan hệ thống chuyển mạch đề cập đến tổng đài điện thoại số SPC Cấu hình gồm có: Phân hệ điều khiển trung tâm(Phân hệ CP), phân hệ chuyển mạch nhóm (phân hệ SP), tầng giao tiếp đầu cuối thuê bao- trung kế thiết bị đồng mạng II-tổng quan tổng đài spc II-I Đặc điểm tổng đài SPC tổng đài làm việc theo nguyên lý điều khiển theo chơng trình ghi sẵn (Stored Program Controled SPC)Ngời ta sử dơng c¸c bé sư lý gièng nh c¸c m¸y tÝnh để điều khiển hoạt động tổng đài Tất chức điều khiển đợc đặc trng loạt lệnh đà ghi sẵn nhớ Ngoài số liệu trực thuộc tổng đài nh số liệu thuê bao, bảng phiên dịch địa chỉ, thông tin tạo tuyến, tính cớc, thống kê, đợc ghi sẵn nhớ số liệu.Qua bớc sử lý gọi nhận đợc định tơng ứng với loại nghiệp vụ đó.Nguyên lý chuyển mạch nh gọi chuyến mạch điều khiển theo chơng trình ghi sẵn SPC Đồ án tốt nghiệp Phí Hoàng Quân Các chơng trình số liệu ghi nhớ thay đổi đợc cần thay đổi nguyên tắc điều khiển hay tính hệ thống.Nhờ ngời quản lý linh hoạt trình điều hành tổng đài Nh ta đà biết máy tính hay sử lý số có lực sử lý hàng chục ngàn tới hàng triệu lệnh giây.Vì ta sử dụng vào chức điều khiển tổng đài công việc điều khiển chức chuyển mạch sử lý điều hành chức khác.Vì chơng trình điều khiển sè liƯu ghi c¸c bé nhí cã thĨ thay đổi dễ dàng, mang tính tức thời nên công việc điều hành để đáp ứng nhu cầu thuê bao trở nên dễ dàng công việc đa vào dịch vụ cho thuê bao thay đổi dịch vụ cũ dễ dàng thực thông qua lệnh trao đổi ngời máy.Chẳng hạn nh cần khôi phục lại nghiệp vụ cho thuê bao hạn toán cớc thay đổi từ phơng thức chọn số đa tần ta việc đa vào hồ sơ thuê bao số liệu thích hợp thông qua thiết bị vào dùng bàn phím Khả điều hành để đáp ứng nhanh có hiệu yêu cầu thuê bao đà thực trở nên quan trọng tơng lai.Tổng đài điện tử SPC đáp ứng đầy đủ yêu cầu số dịch vụ đặc biệt thuê bao thực đợc thao tác từ máy thuê bao nh yêu cầu gọi chuyển chon số địa ngắn báo thức Công tác điều hành bảo dỡng cụm tổng đài SPC vùng mạng quan trọng.Nhờ có trung tâm điều hành bảo dỡng đợc trang bị thiết bị trao đổi ngời máy với hệ thống sử lý mà công việc đợc thực dễ dàng Ngoài công việc điều hành bảo dỡng tổng đài Trung tâm bao quát công việc quản lý mạng nh lu lợng tuyến và sử lý đờng vòng Tại nhận đợc thông tin cớc, hỏng hóc, cố, từ tổng đài khu vực từ phép đo kiểm đợc thực tổng đài nhờ phát lệnh Tơng tự nh thay đổi dịch vụ đợc tạo nhờ trung tâm sử lý tín hiệu Nhờ công tác điều hành mạng lới trở nên có hiệu Vì sử lý có khả hoàn thành công việc tốc độ cao nên có đủ thời gian để chạy chơng trình th vòng để phát rỗi tự động.Vì không cần chi phí thời gian nhân lực phục vụ phép đo thử II-2 Xu hớng sử dụng sử lý II-2-1 Điều khiển tập trung số tổng đài SPC tất thiết bị ®iỊu khiĨn cã thĨ thay thÕ b»ng mét bé xư lý.Vì xử lý phải có công suất đủ lớn để xử lý hàng trăm gọi giây, phải hoàn thành công việc điều hành bảo dỡng khác, từ việc tập trung hóa hoàn toàn chức điều khiển có nhợc điểm phần mềm sử lý trung tâm cồng kềnh phức tạp khó có độ tin cậy cao Hơn Đồ án tốt nghiệp Phí Hoàng Quân đảm bảo độ an toàn cho hệ thống bị ¶nh hëng lín bé sư lý x¶y sù cố.Điều hạn chế đợc khắc phục nhờ phơng thức điều khiển phân tán II-2-2.Điều khiển phân tán phơng thức điều khiển phân tán số chức sử lý gọi nh đo thử đờng dây thuê bao phân phối báo hiệu.Điều khiển đầu nối giao cho xử lý ngoại vi có nhiệm vụ riêng thờng đợc điều khiển xử lý trung tâm.Vì xử lý ngoại vi thực chức nên chơng trình đơn giản ảnh hởng từ nhân tố khác so với nằm sử lý trung tâm.Vì nhớ chơng trình có liên quan không cần thay đổi (Có thể sử dụng nhớ ROM) Thêm vào phơng thức điều khiển phân tán dễ dàng tạo hƯ thèng theo kiĨu cÊu tróc module CÊu tróc nµy tạo điều kiện dễ dàng phát triển dung lợng hệ thống Phần II: nguyên lý cấu tạo tổng đài SPC II-1: Sơ đồ cấu tạo Tuy có khác nhiều tổng đài điện tử sử dụng giới.Nhng tất hệ thống giống nhau, cấu phân bố khối chức Sơ đồ khối đơn giản tổng đài SPC nh mô tả hình -Thiết bị kết cuối: bao gồm mạch điện thuê bao, mạch trung kế, thiết bị tập trung sử lý tín hiệu -Thiết bị chuyển mạch: bao gồm tầng chuyển mạch thời gian không gian ghép hợp -Thiết bị ngoại vi kênh riêng hợp thành thiết bị ngoại vi báo hiệu kênh chung để xử lý thông tin báo hiệu liên tổng đài theo mạng lới báo hiệu kênh chung.Còn thiết bị báo hiệu kênh riêng để xử lý thông tin báo hiệu kênh riêng -Ngoại vi chuyển mạch thiết bị phân phối báo hiệu, thiết bị dò thử, thiết bị điều khiển nối hợp thành thiết bị ngoại vi chuyển mạch.Đây thiết bị ngoại vi cho hệ thống điều khiển -Thiết bị điều khiển trung tâm:Bộ xử lý trung tâm với nhớ tạo thành điều khiển trung tâm -Thiết bị trao đổi ngời máy loại máy hình có bàn phím, máy in để trao đổi thông tin vào ra, ghi lại tin cần thiết phục vụ công tác điều hành bảo dỡng tổng đài Đồ án tốt nghiệp Phí Hoàng Quân Ngoài tổng đài khu vực mạng công cộng, tổng đài chuyển tiếp giang tổng đài quốc tế có khối chức khác, thống kê, đồng mang, trung tâm xử lý tin, thiết bị giao tiếp thuê bao xa II-2.Nhiệm vụ khối chức II-2-1.thiết bị đầu cuối gồm mạch kết cuối thuê bao, kết cuối chung kế tơng tự kết cuối chung kế số Khối mạch kết cuối thuê bao gồm: -Mạch điện đờng dây thuê bao lµm nhiƯm vơ Borsht.Tøc lµ nhiƯm cÊp ngn cho đờng dây thuê bao (battery)bảo vệ áp cho thiết bị (over voltage protection)cấp tín hiệu chuông(Ring), giám sát trạng thái(Supervision), sai động(Hybrid)và đo thử (test) -Khối mạch tập trung thuê bao để làm vi tập trung tải cho nhóm đờng thuê bao Có thể sử dụng mạch tập chung tơng tự mạch tập trung số (cho tổng đài số ) Ngoài ra, tổng đài số mạch điện thuê bao làm nhiệm vụ biến đổi qua l¹i A-D (analog-Digital)cho tÝn hiƯu tiÕng nãi ë khèi mạch kết cuối thuê bao đợc trang bị mạch điện nghiệp vụ nh mạch phối hợp báo hiệu, mạch thu phát xung địa dạng mà thập phân đa tần.Các loại mà địa đợc tËp chung vµ xư lý ë mét sè bé thu phát mà dùng chung cho nhóm thuê bao để tăng hiệu kinh tế Mạch điện đờng dây Thiết bị kết cuối đdtb A-D tktt A-D Thiết bị chuyển mạch Trung kế số Thiết bị báo hiệu kênh chung Thiết bị báo hiệu kênh bị trao Thiết riêng đổi ngời máy Thiết bị báo hiệu Bus chung phân phối Thiết bị dò thử Bộ xử lý trung tâm Thiết bị điều khiển đầu nối Các nhớ Đồ án tốt nghiệp Phí Hoàng Quân Hình 3:Sơ đồ khối tổng Đài Spc Khối mạch kết cuối trung kế tơng tự.Khối mạch chứa mạch điện trung kế dùng cho gọi ra.Gọi vào gọi chuyển tiếp chúng làm nhiệm vụ cấp nguồn, giám sát gọi,phối hợp baó hiệu.Khối mạch không làm nhiệm vụ tập trung tải nhng thực biến đổi A-D tổng đài số Khối mạch kết cuối chung kế số Nhiệm vụ khối mạch thực chức Gazpacho,bao gồm: -Tạo khung (Gerieration of Frame)tức nhận dạng tín đồng khung để phân biệt khung tuyến số liệu PCM đa từ tổng đài khác tới -Đồng khung (Aligment of frame)để xắp xếp khung số liệu phù hợp với hệ thống PCM -Nếu dây bít 0:vì dây tín hiệu PCM cã nhiỊu qu·ng chøa nhiỊu bÝt “0”sÏ khã phơc hồi tín hiệu đồng phía thu nên nhiệm vụ thực nên quÃng tín hiệu có nhiều bít 0liên tiếp phía phát -Đảo định cực(Polar conversion):Nhiệm vụ nhằm biến đổi dây tín hiệu đơn cực từ hệ thống đa thành dÃy tín hiệu lỡng cực đờng dây ngợc lại -Xử lý cảnh báo (alarm processing) Để xử lý cảnh báo từ đờng chuyền PCM -Phục hồi dÃy xung nhịp (clock recovery) NhiƯm vơ nµy thùc hiƯn phơc håi d·y xung nhịp từ dÃy tín hiệu thu -Tách thông tin đồng (Hunt during reframe) Nhiệm vụ thực tách thông tin đồng từ tín hiệu thu -Báo hiệu (office signalling) Nhiệm vụ thực chức giao tiếp báo hiệu để phối hợp loại báo hiệu tổng đài xem xét tổng đài khác qua đờng trung kế II-2-2.Thiết bị chuyển mạch tổng đài điện tử, thiết bị chuyển mạch phận chủ yếu có kích thớc lớn Nó có chức sau: -Chức chuyển mạch Thực chức để thiết lập tuyến nối hay nhiều thuê bao tổng đài tổng đài với tổng đài khác -Chức truyền dẫn Đồ án tốt nghiệp Phí Hoàng Quân Trên sở tuyến nối đà thiết lập, thiết bị chuyển mạch thực truyền dẫn tín hiệu tiếng nói tín hiệu báo hiệu thuê bao với độ tin cậy xác cần thiết Có loại hệ thống chuyển mạch a-Hệ thống chuyển mạch tơng tự Loại chuyển mạch đợc chia thành loại: -Phơng thức chuyển mạch không gian (space division switching mode) phơng thức chuyển mạch ®èi víi mét cc gäi mét tun vËt lý ®ỵc thiết lập đầu vào đầu trờng chuyển mạch.Tuyến riêng biệt cho nối trì suốt thời gian tiến hành gọi Các tuyến nối cho gọi độc lập với Ngay sau tuyến nối đợc đấu nối, tín hiệu đợc trao đổi hai thuê bao Trờng chuyển mạch theo phơng thức sử dụng tiếp điểm điện tử hay điện nh loại rơ le ống kính (Gekin)hoặc nối dây ngang dọc kiểu mini -Phơng thức chuyển mạch thời gian Phơng thức chuyển mạch gọi chuyển mạch PAM(Pulse amplutude modielation),tức chuyển mạch theo phơng thức điều biên xung b-Hệ thống chuyển mạch số (digital switching) Phơng thức chuyển mạch gọi chuyển mạch PCM(pulse code modulation).Đây loại của phơng thức chuyển mạch thời gian.ở hệ thống chuyển mạch loại tuyến vật lý đợc sử dụng chung cho số gọi sở phân chia theo thời gian xử dụng Mỗi gọi đợc sử dụng tuyến khoảng thời gian xác định theo chu kỳ với tốc độ lặp thích hợp Đối với tín hiệu thoại tốc độ lặp 8Khz, tức 125s lại truyền tiếng nói lần Tiếng nói lần chuyển gọi mẫu đợc mà hóa theo phơng thức PCM Một tuyến nối vật lý đợc ghép mét sè mÉu tiÕng nãi cđa nhiỊu cc gäi ®Ĩ tạo đờng dẫn cho đồng thời nhiều tuyến tiếng nói Tín hiệu PCM thích hợp cho tất truyền dẫn lẫn chuyển mạch II-2-3 Bộ điều khiển trung tâm Bộ ®iỊu khiĨn trung t©m gåm mét bé xư lý cã công suất lớn nhớ trực thuộc.Bộ xử lý đợc thiết kế tối u để xử lý gọi công việc liên quan tổng đài Nó phải hoàn thành nhiệm vụ kịp thời hay gọi xử lý thời gian thực công việc nh -Nhập xung hay mà chọn số (các chữ số địa chỉ) -Chuyển tín hiệu địa trờng chuyển tiếp gọi -Trao đổi loại báo hiệu cho thuê bao hay tổng đài kh¸c