Khai quat ve tong dai neax 61e 6584

Mục Lục Trang Lời nói đầu Phần I : Tổng quan tổng đài điện tử số SPC Chơng I : Kỹ thuật PCM 1.1 Đặc điểm kỹ thuật PCM 1.2 Lấy mẫu 1.3 Lợng tử hoá 1.4 Mà hoá 1.5 Ghép kênh phân chia theo thời gian 1.5.1 Ghép kênh sơ cấp 1.5.2 Ghép kênh cấp cao Chơng II : Tổng đài điện tử số SPC 2.1 Đặc điểm tổng đài điện tử số SPC 2.2 Nguyên lý cấu tạo tổng đài điện tử số SPC 2.3 Nhiệm vụ khối chức Phần II : Tổng đài NEAX 61E Chơng I : Khái quát tổng đài NEAX 61E 1.1 Đặc điểm 1.2 Dung lợng tổng đài 1.3 Các tính thuê bao 1.4 Đặc tính phần cứng phần mềm Chơng II : Cấu trúc phần cứng 2.1 Tổng quát 2.2 Phân hệ ứng dụng 2.3 Phân hệ chuyển mạch 2.4 Phân hệ xử lý 2.5 Phân hệ vận hành bảo dỡng Phần III : Nghiên cứu khối giao tiếp đờng dây thuê bao tơng tự tổng đài NEAX 61E Ch¬ng I : tỉng quan vỊ khèi giao tiÕp thuê bao 1.1 Vị trí 1.2 Chức 1.3 Hoạt động LM 1.4 Bảo dỡng Chơng II : Đờng dây thuê bao 2.1 Chức đờng dây thuê bao 2.2 Cấu hình phần cứng 2.3 Hoạt động đờng dây thuê bao 2.4 Hệ thống báo hiệu đờng dây thuê bao Analog 4 8 9 13 15 15 16 16 36 35 35 35 36 37 43 43 45 63 68 71 74 74 74 74 75 78 81 81 83 84 96 Lời nói đầu Năm 2002 Bộ bu viễn thông Việt năm đợc thành lập mà tiền thân Tổng công ty bu Viễn thông , điều chứng tỏ thông tin Viễn thông đà đợc Chính phủ coi vấn đề quan tâm hàng đầu để thúc đẩy phát triển đất nớc Hiện đại hoá mạng lới Bu Viễn thông , song song với việc lắp đặt tuyến trun dÉn : Vi ba sè, trun dÉn c¸p quang Các hệ thống Các hệ thống tổng đài điện tử số SPC đà đợc đa vào sử dụng đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày cao ngời Đồ án tốt nghiệp em cung cấp sở khoa học thông tin t liệu mang tính tảng , hệ thống nhng tơng đối hoàn thiện dễ hiểu Tổng đài điện tử số (SPC) nói chung hệ thống tổng đài NEAX 61E nói riêng Cấu trúc nội dung đồ án đợc trình bầy quan điểm logic từ tổng quan đến chi tiết từ ý tởng khoa học công nghệ đến giải pháp kỹ thuật cụ thể , nhờ ®ã viƯc tiÕp cËn võa dƠ , nhanh vµ toµn diện cụ thể : Phần I : Tổng quan tổng đài điện tử số SPC Phần II : Tổng đài NEAX 61E Phần III: Nghiên cứu khối giao tiếp đờng dây thuê bao Phần I: Tổng quan tổng đài điện tử số SPC Chơng I: Kỹ thuật PCM 1.1 Đặc điểm kỹ thuật PCM Trên quan điểm kỹ thuật ngời ta phân biệt hai loại tín hiệu : Tín hiệu tơng tự tín hiệu số Tín hiệu tơng tự (Analog): đại lợng vật lý biến thiên liên tơc theo thêi gian vµ mang tin TÝn hiƯu số (Digital): hàm rời rạc theo thời gian, đại lợng vật lý mang tin nhận hai giá trị đợc mà hoá i(t) s(t) 01 t (a) tÝn hiƯu H×nh : TÝn hiÖu (b) tÝn hiÖu Analog Digital TÝn hiÖu Analog rÊt đa dạng , trình xử lý để hợp mạng viễn thông môi trờng thống phức tạp , đắt tiền mà tách hoàn toàn can nhiễu Trong tín hiệu số xử lý tín hiệu nhị phân làm đơn giản hoá việc hợp dịch vụ viễn thông khác vào mạng đồng Ngày phơng pháp phổ biến dùng để số hoá tín hiệu thoại (hay biến đổi tín hiệu tơng tự thành dạng số) kỹ thuật PCM (Pulse Code Modulation) t Đầu vào Tơng tự Lấy Phần phátMà hoá mẫu TáiTáitạotạovàvà truyền trễ Giải mà Phần thuLọc Đầu Tơng tự Tín hiệu PCM đợc tạo cách thực ba trình là: Lấy mẫu , lHình : Cấu hình PCM ợng tử hoá mà hoá 1.2 Lấy mẫu Lấy mẫu trình rút phần tử thông tin cách từ tín hiệu tơng tự theo định lý lấy mẫu Kachennhicôp : “ Mét tÝn hiƯu x(t) liªn tơc theo thời gian có phổ hữu hạn hoàn toàn đợc xác định dòng giá trị tức thời lấy cách khoảng T = TLM f max TLM : Chu kú lÊy mÉu fmax : Thành phần tần số bậc cao tín hiệu Ví dụ : Tín hiệu thoại có băng tần (0,3 ÷ 3,4) Khz Fmax = 3,4 Khz FLM ≥ f max = *3,4 = 6,8 chän fLM =8 Khz TLM = 125 µs V = bÝt / mÉu * 8000 mÉu = 64 kb/s m(t) ) i(t) s(t) Thiết bị nhân t m(t) ) (a) s(t) *m(t) t (c) (b) s(t) (a) TÝn hiƯu t¬ng tự (b) Xung lấy mẫu (c) Chức lấy mẫu (d) TÝn hiƯu PAM ®· lÊy mÉu Mơc (d) đích công tviệc lấy mẫu thay truyền toàn tín hiệu x(t) liên tục ta truyền số giá trị tức thời Cã hai kiĨu lÊy mÉu t theo ®Ønh ®é rộng xung : Lấy mẫu tự nhiên lấy mẫu đỉnh phẳng Hình 3: Quá trình lấy mẫu Lấy mẫu tự nhiên đợc tiến hành cách lý tởng phổ tần số sau lấy mẫu trùng với phổ tín hiệu ban đầu Tuy nhiên điều có đợc Khi tiến hành lấy mẫu đỉnh phằng tín hiệu ứng biên độ lấy mẫu làm xuất méo X(ej w)   (a) : Phỉ cđa tÝn hiƯu t¬ng tù ω w)   ω (b) : FLM = 2Fmax X(ej w) • • • •  ω (c) : FLM ≥ 2Fmax H×nh 4: Phổ trớc sau trình lấy mẫu Khi FLM 2Fmax dễ dàng tách để lấy lại phổ tín hiệu ban đầu phía thu Nếu FLM < Fmax gây tợng chồng phổ nên tách để lấy để lấy đợc phổ gốc ban đầu không thu đợc tín hiệu tơng tự ban đầu trớc lấy mẫu X(ej w)  0  H×nh 5(d) : HiƯn tợng 2< chồng phổ :2FLM Ngoài , tín hiệu Fmaxđầu vào vợt độ rộng dải tần xuất nén nếp gấp Vì phải lọc băng rộng tín hiệu ầu vào trớc lấy mẫu 1.3 Lợng tử hoá Lợng tử hoá thực chất việc gán xấp xỉ mẫu PAM cho mức lợng tử với quy ớc tất mẫu phạm vi hai mức lợng tử có giá trị Ngỡng trªn Ngìng díi   2 Hình : Lợng tử hoá tín hiệu Quá trình lợng tử hoá đà làm tròn gây tạp âm lợng tử làm sai số cho mức tín hiệu Tạp âm lợng tử NQ = Q S tồn dạng sóng ban đầu (S) dạng sóng đà lợng tử (Q) Tạp âm tạo biên độ tín hiệu đầu vào vợt dẫy lợng tử gọi tạp âm tải hay tạp âm bÃo hoà S / NQ đợc sử dụng nh đơn vị để đánh giá u nhợc điểm phơng pháp PCM Dạng sóng ban đầu Dạng sóng đà lợng tử Bớc lợng tử Tạp âm lợng tử NQ= Q-S Hình 7: Tạp âm lợng tử theo biên độ Khi bớc lợng tử số , S/ NQ thay ®ỉi theo møc tÝn hiƯu ChÊt lỵng gäi trë nên xấu mức tín hiệu thấp mức tín hiệu thấp, bớc lợng tử đợc giảm tín hiệu mức cao đợc tăng để nhiều cân S / NQ đầu vào Những vấn đề đợc tiến hành cách nén biên độ Một cách lý tởng tín hiệu mức thấp , đờng cong nén giÃn tuyến tính Đối với tín hiệu mức cao chúng đợc đặc trng đờng cong đại số Hiện có hai luật nén giÃn luật (à = 225) với phơng pháp 15 đoạn luật A (A = 87,6) phơng pháp 13 đoạn Sử dụng công nghệ nén kết hợp với phơng pháp mà hoá , đặc tính tạp âm đợc giảm tới mức tối đa 1.4 Mà hoá Mà hoá trình biến đổi mẫu tín hiệu nhận đợc lợng tử hoá thành mà nhị phân Để biểu diễn 256 mức , tổ hợp bít hay gọi tín hiệu PCM đợc mà hoá nh sau : Bít phân cực = { 0,1 } Bít phân đoạn = { 000, 001 Các hệ thống Các hệ thống 111} Bít phân bớc = { 0000 , 0001 ,… C¸c hƯ thèng 1111} 1.5 Ghép kênh phân chia theo thời gian Ghép kênh trình biến đổi số tín hiệu số thành tín hiệu số tốc độ cao 1.5.1 Ghép kênh sơ cấp A Sơ đồ khối SĐ Lấy mÉ u Chän xung kªnh M· hoá Ghép kênh Lập mà đờng Đầu Bộ tạo xung phát XĐB báo hiệu Lấy Bộ tạo mẫ Tách xung thu XĐB Sơ đồ ghépu N kênh thoại , kênh đồng kênh báo hiệu thành luồng bit Đôi dây âm tần đợc nối vào máy đầu cuối thuê bao nh máy điện thoại thiết bị Đầu vào truyền số liệu Các hệ thốngChọn Tách Giải xung Hình 8: Bộ ghép Giải nhánh mà đờng PCM- N (N riêng = 24 Bộ sai động biệt 30) Tại phát có mà thu phát kênh kênhSĐ tách tín hiệu thoại n SĐ lọc thông thấp để hạn chế băng tần tiếng nói từ (300 ữ 3400) Hz , mạch lấy mẫu chuyển mạch điện tử đóng mở theo chu kỳ 125às , mà hoá biến đổi xung lấy mẫu thành bít khối ghép kênh ghép tín hiệu thoại , tín hiệu đồng báo hiệu thành khungcó thời hạn 125às Đầu mạch lấy mẫu đấu song song với , xung lấy mẫu kênh đợc ghép theo thời gian lần lợt đa đến mà hoá Trong bé ghÐp PCM –24 dïng bé m· ho¸ - nÐn số = 255 đặc tính biên độ có 15 đoạn Trong ghép PCM- 30 dùng mà hoá nén số A = 87,6 đặc tính biên độ có 13 đoạn DÃy xung 2048kb/s đầu tạo xung phát PCM 30 1544Kb/s PCM- 24 qua chia để tạo xung điều khiển mạch lấy mẫu 8Kbps , điều khiển c¸c bé m· ho¸ … C¸c hƯ thèng B¸o hiƯu từ thuê bao đợc đa tới khối xử lý báo hiệu Tại báo hiệu đợc chuyển đổi thành bit để ghép vào khung DÃy bit hai mức đầu khối ghép kênh qua khối lập mà đờng chuyển thành dÃy bit ba mức Tại nhánh thu , dÃy bit ba mức từ vào khối giải mà đờng để chuyển dÃy bit hai mức Khối tách kênh tách luồng bit đầu vào thành n kênh thoại , kênh đồng kênh báo hiệu Khối báo hiệu chuyển bit báo hiệu thành tín hiệu báo hiệu ban đầu Xung đồng đa tới chia xung tạo khe thời gian động bé víi phÝa ph¸t C¸c tõ m· bit n kênh thoại đa tới giải mà để chuyển thành xung lợng tử , qua chọn kênh lọc thông thấp tách tín hiệu thoại Analog qua sai động vào máy điện thoại B Cấu trúc khung đa khung ghép PCM- 24 Khung có thời hạn 125às , gồm bit F"đứng đầu 24 khe thời gian đợc đánh số thứ tự từ TS1 đến TS24 , khe thời gian ghép bit Nh khung có 1+8 *24 = 193 bit Tốc độ bit PCM 24 đợc tính theo biểu thức sau đây: V(PCM-24) = 193 bit/ khung * * 103 khung / s = 1544*103 bit/s Mét ®a khung ghÐp tõ 12 khung 10 11 12 Mét khung 125µ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 khung 25µs A 193 Khe thêi gian sè 5,18µs B khung 8và đa khung 12 khung cđa bé ghÐp PCM-24 H×nh 9: CÊu tróc Mét khe thời gian số 648 ns Bit đứng đầu khung đợc sử dụng để tạo từ mà đồng khung , từ mà đồng đa khung bit cảnh báo xa đồng , 24 khe thời gian dành để ghép tín hiệu số kênh thoại Báo hiệu đợc truyền bít thứ khe thời gian thuộc khung khung 12 (ký hiệu A B) Đa khung 12 khung đợc hình thành lý sau Để tránh tạo từ mà đồng ảnh hởng tạp nhiễu từ mà phải có nhiều bit Trong đa khung 12 khung lấy bit F khung lẻ để tạo thành từ mà động khung 101010 , lấy bit F khung chẵn để tạo thành từ mà đồng đa khung 00111 bít S có logic trạng thái bình thờng logic động khung đa khung Tóm lại phải truyền báo hiệu tín hiệu đồng nên phải có đa khung 12 khung Nh vây khe thêi gian khung vµ khung 12 chØ chøa bit tÝn hiƯu tho¹i , bit thø có trọng số bé không đợc truyền Các mà hóa kênh có cấu tạo đặc biệt để giảm méo lợng tử C Cấu trúc khung đa khung ghép PCM- 30 Một đa khung ghép từ 16 khung T= 125às* 16 = 3ms 10 11 12 13 14 15 T = 125µs Khung 10 11 1213 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 10 11 1213 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Các khung chẵn Hình 10: cấu trúc khung đa khung Khungcủa F0 ghép PCM- 30 Si 0 1 1 Ts : khe thêi gian B1 B2 B3 B4 B5 B6 Các khung Khung cólẻthời hạn 125às đợc chia thành đánh CHnhau : kênh B7 B8 32 khe thời gian b»ng Si A S S S S sè thứ tự từ TSo đến TS31 Mỗi khung gồm 0cã 256 0 bit S vµ A Schu S kỳ lặp lại khung S 800 Hz Mỗi đa khung kéo dài 2ms chứa 16 khung Các khung đợc đánh số thứ tự từ F0 ®Õn F15 , ®ã khung mang chØ số chẵn khung lại mang số lẻ Các khe TSo đứng đầu khung chẵn gồm bit Si đợc sử dụng cho Quốc tế (nếu không dùng cài đặt một) bit lại từ mà đồng khung 0011011 Các khe TSo đứng đầu khung lẻ gồm bit thø nhÊt Si dïng cho m¹ng Quèc tÕ , nÕu không sử dụng đặt Si= 1, bit thứ hai có logic để tránh tạo từ mà đồng khung , bit thứ ba dùng cho cảnh báo xa đồng khung, bit lại dùng cho mạng quốc gia Khi trạm đầu xa không thu đợc từ mà khung đặt A = truyền trạm gốc Các khe thời gian TS16 cđa khung F1 ®Õn khung F15 dïng ®Ĩ truyền báo hiệu Báo hiệu kênh thoại đợc mà hoá thành bit a,b,c,d, ghép vào nửa khe thời gian TS16 Nửa bên trái truyền báo hiệu kênh thoại thứ đến 15 nửa trái truyền báo hiệu kênh thoại thứ 16 ®Õn 30 Nh vËy ph¶i cã 16 khe thêi gian TS16 mét ®a khung míi ®đ ®Ĩ trun báo hiệu đồng đa khung Đó lý đa khung chứa 16 khung Nếu bit a,b,c,d, không dùng cho báo hiệu đặt b =1, c =o d =1 Ngoài cần la ý cấm sử dụng tổ hợp 000 để truyền báo hiệu trùng với từ mà đồng khung 1.5.2 Ghép kênh cấp cao Để nâng cao tốc độ truyền dẫn phải ghép khung khung tín hiệu số để tạo thành luồng số tốc độ cao cách ghép kênh cận đồng PDH (plesiochronous Digital Hierarchy) ghép kênh đồng SDH (Synchronous Digital Hierarchy) Trong ghép kênh SDH bit đợc xen theo thứ tự để ghép kênh tất đầu vào đà đợc đồng hoá , ghép PDH việc đồng đợc tiến hành để ghép kênh cách chèn xung tất đầu vào bị dị hoá Việc chèn xung nh chỉnh Nó đề xuất chỉnh dơng, âm dơng âm Trong việc đồng hoá việc chèn xung , định thời đợc thiết lập cách cho nhanh tất tín hiệu vào chút Khi chúng khác byte , xung chèn đợc đa vào vị trí thời gian đà đợc định trớc Sau tín hiệu đà đợc đồng hóa đợc ghép kênh đơn vị bit 2048 Kbps X4 8448 Kbps X4 X5 1544 Kbps 34368 Kbps 32064 Kbps 139264 X4 Kbps X3 97728 Kbps 564992 X4 Kbps Châu Âu X4 400362 Kbps 6312 Hình11: Quy định møc trun dÉn PDH X4 Kbps X6 244716 B¾c Mỹ 44736 A Tiêu chuẩn Châu Âu Kbps Kbps NhËt