Su ket hop giua linh vuc may tinh va linh vuc 60455

Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Mở đầu Sơ lợc lịch sử phát triển tổng đài Năm 1876, việc truyền tiếng nói qua khoảng cách xa sợi cáp đồng trở thành thực Alecxander Graham Bell phát minh máy điện thoại Hệ thống tổng đài dùng nhân công gọi tổng đài điện thoại đợc xây dựng New Haven Mỹ năm 1878 tổng đài thơng mại thành công giới Để đáp ứng nhu cầu ngày tăng dịch vụ điện thoại cách thoả đáng, để kết nối nhanh cho gọi mục đích an toàn cho nói chuyện, hệ thống tổng đài tự động đợc A.B Strowger Mỹ phát minh năm 1889 Version cải tiến mô hình này, gọi hệ thống tổng đài kiểu Strowger trở thành phổ biến vào năm 20 Trong hệ thống Strowger, gọi đợc kết nối liên tiếp tuỳ theo số điện thoại hệ thập phân đợc gọi hệ thống tổng đài nấc Sau chiến tranh giới lần II, nhu cầu tổng đài có khả xử lý gọi tự động nhanh chống tăng lên Để phát triển hệ thống tổng đài yêu cầu phải có tiếp cận hoàn toàn, cần phải giải vấn đề phức tạp tính cớc việc xuất gọi đòi hỏi phải xử lý nhiều tiến trình HÃng Ericssion Thụy Điển đà có khả xử lý vấn đề cách phát triển thành công hệ hệ tổng đài có ngang dọc (Cross bar) Hệ tổng đài có ngang dọc đợc đặc trng việc tách biệt hoàn toàn chuyển mạch gọi mạch điều khiển Đối với mạch chun m¹ch ngang däc, lo¹i ngang däc kiĨu më/ đóng đợc sử dụng, cách sử dụng loại chuyển mạch có phận mở/ đóng có sử dụng rơle điện tử Chất lợng gọi đợc cải thiện nhiều Ngoài ngời ta sư dơng mét hƯ ®iỊu khiĨn chung ®Ĩ ®iỊu khiĨn đồng thời số trờng chuyển mạch Khi xung quay số đợc lu trữ vào mạch nhớ sau thuật toán đợc xác định trớc, thông tin địa thuê bao bị gọi đợc phân tích để lựa chọn, thiết lập tuyến nối tới thuê bao bị gọi Năm 1965, tổng đài điện tử có dung lợng lớn gọi ESS No1 đợc lắp đặt đa vào hai thác thành công Mỹ, từ mở kỷ nguyên cho hệ tổng đài điện tử SPC, Hệ thống ESS No1 hệ tổng đài sử dụng mạch điện tử, bao gồm vi mạch xử lý nhớ để lu trữ chơng trình cho trình xử lý gọi khai thác bảo dỡng Nhờ đà tăng đợc tốc độ xử lý gọi, dung lợng tổng đài đợc tăng lên đáng kể, chi phí cho khai thác, bảo dỡng đà giảm nhiều Ngoài ra, hệ tổng đài điện tử tạo đợc nhiều dịch vụ cung cấp cho ngời sử dụng Đồng thời, để vận hành bảo dỡng tốt hơn, tổng đài đợc trang bị chức tự chuẩn đoán Tầm quan trọng việc trao đổi thông tin số GV HD: GS.TS Hå Anh T -1- SVTH:: Ngun Träng Phóc Trêng Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp liệu cách kịp thời có hiệu trở nên quan trọng xà hội tiến xu phát triển công nghệ cao Để đáp ứng đầy đủ phạm vi rộng nhu cầu ngời sống giai đoạn đầu kỷ nguyên thông tin, dịch vụ nh dịch vụ truyền số liệu, dịch vụ truyền hình bao gồm dịch vụ điện thoại truyền hình, dịch vụ truyền thông di động đợc phát triển thực Nhằm thực có kết dịch vụ này, IDN (mạng số tích hợp) có khả kết hợp công nghệ chuyển mạch truyền dẫn thônh qua qui trình xử lý số điều kiện tiên Ngoài ra, việc điều chế xung mà PCM đợc dùng hệ thống truyền dẫn đà đợc áp dụng cho hệ thống chuyển mạch để thực việc chuyển mạch số Dựa vào công nghệ PCM, mạng đa dịch vơ sè (ISDN) cã thĨ xư lý nhiỊu lng víi dịch vụ khác đợc phát triển Bảng dới giới thiệu số thời điểm đời hệ thống tổng đài 1876 1889 1919 1965 1970 Graham Bell phát minh máy điện thoại Tổng đài điện thoại nhân công (tổng đài từ thạch) Tổng ®µi tù ®éng tõng nÊc A.B Strowger Tỉng ®µi tù ®éng ngang däc (Crossbar) Tỉng ®µi ®iƯn tư SPC - ESS No1 Tổng đài điện tử nội hạt GV HD: GS.TS Hå Anh T -2- SVTH:: Ngun Träng Phóc Trêng Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Chơng Cấu trúc tổng quan tổng đài điện tử số Sơ đồ khối tổng đài điện thoại Giao tiếp thuê bao Giao tiếp trung kế Các đờng trung kế Các đờng thê bao Chuyển mạch Báo hiệu thuê bao Báo hiệu trung kế Điều khiển 1.1.1 Khối chuyển mạch a Chức Chức chủ yếu khối thực thiết lập tuyến nối đầu vào với đầu Đối với hệ thống chuyển mạch số để thiết lập tuyến đàm thoại hai thuê bao cần phải thiết lập tuyến nối cho hai hớng : hớng hớng (chuyển mạch dây) b Yêu cầu Khối chuyển mạch phải đảm bảo khả đấu nối đầu vào với đầu Nói cách khác, khối chuyển mạch phải có độ tiếp thông hoàn toàn (non blocking) GV HD: GS.TS Hồ Anh Tuý -3SVTH:: Nguyễn Trọng Phúc Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp c Cấu tạo Bao gồm chuyển mạch điện (Chuyển mạch nấc, chun m¹ch ngang däc ), chun m¹ch analog, digital Trờng chuyển mạch số trờng chuyển mạch mà tín hiệu chuyển mạch qua dạng số (Digital) Trờng chuyển mạch số Có cấu trúc khác tuỳ theo dung lợng tổng đài nhà sản xuất tổng đài : Trờng chuyển mạch có nhiều loại cấu trúc khác nh : Trờng chuyển mạch thời gian tín hiệu số T, trờng chuyển mạch không gian tín hiệu số S, trờng chuyển mạch kết hợp chuyển mạch không gian tín hiệu số chyển mạch thời gian tÝn hiÖu sè nh:T-S, S -T, T-S-T, T-S-S-T 1.1.2 Khối báo hiệu a Chức Thực trao đổi thông tin báo hiệu thuê bao, thông tin báo hiệu đờng trung kế liên đài để phục vụ cho trình thiết lập, giải phóng gọi Các thông tin đợc trao đổi với hệ thống điều khiển để thực trình xử lý goi (quá trình tìm chọn thiết lập, giải phóng tuyến nối cho gọi) Báo hiệu thuê bao - tổng đài: Bao gồn thông tin báo hiệu đặc trng cho trạng thái: Nhấc tổ hợp (hook - off), đặt tổ hợp (hook- on) thuê bao, thuê bao phát xung thập phân, thuê bao phát xung đa tần DTMF, thuê bao ấn phím Flash (chập nhả nhanh tiếp điểm tổ hợp) thực khai thác số dịch vụ đặc biệt Báo hiệu tổng đài - thuê bao : Đó thông tin báo hiệu âm báo nh : âm mời quay số, âm báo bận, âm báo tắc ngẽn, hồi âm chuông, xung tính cớc 12 Khz, 16 Khz từ tổng đài đa tới Ngoài tin thông báo khác dòng điện chuông 25 Hz, 75-90 V từ tổng đài da tới thuê bao thuê bao bị gọi Báo hiệu trung kế : Báo hiệu trung kế trình trao đổi cá thông tin đờng trung kế (rỗi, bận, giải phóng, thông tin địa chỉ, thông tin cớc, quản trị mạng ) hai nhièu tổng đài với Trong mạng tổ hợp IDN có hai phơng pháp báo hiệu trung kế đợc sử dụng : Báo hiệu kênh kết hợp CAS (Channel Associated Signaling : Báo hiệu kênh riêng), báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signaling) Báo hiệu kênh riêng bao gồm hai tiến trình : báo hiệu đờng (Line Signalling), báo hiệu ghi phát (Register Signalling) Báo hiệu đờng để trao đổi báo hiệu trạng thái đờng trung kế, chiếm dùng, xác định chiếm dùng giải toả tuyÕn nèi Cßn GV HD: GS.TS Hå Anh Tuý -4- SVTH:: Nguyễn Trọng Phúc Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp báo hiệu ghi phát để báo hiệu thông tin địa chỉ, đặc tính thuê bao, yêu cầu phát thông tin địa chỉ, thay đổi nhóm báo hiệu, trạng thái thuê bao b Yêu cầu Hệ thống báo hiệu tổng đài phải có khả tơng thích với hệ thống báo hiệu tổng đài khác mạng viƠn th«ng thèng nhÊt, thn tiƯn cho ngêi sư dơng, dễ dàng thay đổi theo yêu cầu mạng lới 1.1.3 Khối điều khiển a Chức : Phân tích, xử lý thông tin từ khối báo hiệu đa tới để thiết lập giải phóng gọi Các gọi gọi nọi hạt,cuọc gọi ra, gäi vµo, gäi chun tiÕp Thùc hiƯn tÝnh cíc cho gọi, thực chức giao tiếp ngời- máy, cập nhật liệu Ngoài khối điều khiển có chức thuộc khai thác bảo dỡng hệ thống để đảm bảo cho hệ thống hoạt động tin cậy thời gian dài b Yêu cầu: Có độ tin cậy cao, có khả phát định vị h hỏng nhanh chóng, xác, thủ tục khai thác bảo dỡng linh hoạt, thuận tiện cho ngời sử dụng, khả phát triển dung lỵng thn tiƯn c CÊu tróc : Bao gåm tËp hợp xử lý, Các nhớ (cơ sở liệu), thiết bị ngoại vi : băng từ, đĩa cứng, hình, máy in Hệ thống điều khiển có cấu trúc tập trung, phân tán cấu trúc điều khiển kết hợp tập trung phân tán Các thiết bị điều khiển phải đợc trang bị dự phòng để đảm bảo độ tin cậy cho hệ thống 1.1.3 Ngoại vi thuê bao, trung kế a Chức : Thực chức giao tiếp đờng dây thuê bao, đờng trung kế với khối chuyển mạch Thuê bao đợc trang bị thuª bao analog, thuª bao digital t theo cÊu tróc mạng tổng đài Trung kế đợc trang bị trung kế analog, trung kế digital b Yêu cầu : Có khả đấu nối thuê bao, trung kế khác : nh thuê bao analog thông thờng, thuê bao số Đờng trung kế analog, đờng trung kế digital Có trang bị thiết bị phụ trợ để phục vụ cho trình xử lý gọi (tạo loại âm báo, thu phát xung, tin thông báo, đo thử ) c Cấu trúc : GV HD: GS.TS Hå Anh Tuý -5- SVTH:: NguyÔn Träng Phúc Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Ngoại vi thuê bao thờng có cấu trúc tập trung thuê bao để thực tập trung lu lợng đờng dây thuê bao thành mét sè Ýt ®êng PCM néi bé cã mËt ®é lu lợng thoại lớn nhiều để đa tới trờng chuyển mạch thực điều khiển đấu nối thiết lập tuyến đàm thoại (đối với gọi ra) Ngoại vi trung kế thực phối hợp tốc độ, pha, tổ chức kênh thoại tuyến PCM đờng PCM đấu nối liên đài đơng PCM đấu nối nội tổng đài 1.2 Các khối chức tống đài điện tử số SPC 1.2.1 Sơ đồ khối chức Trung kế tơng tự Kết cuối trung kế tơng tự Khối tập trung thuê bao Trung kế sè TËp trung thuª bao KÕt cuèi thuª bao M Thiết bị thu xung đa tầnmạch nhóm U Chuyển Thiết bị thu xung đa tần X Bộ tạo âm báo CAS CCS Bộ điều khiển đờng thuê bao Khối chuyển mạch nhóm Hệ thống điều khiển tổng đài Hệ thống khaiđờng thác, bảo ỡng khối 1.2.2 Vai trò, cấu trúc khối chức năng, đấudnối chức Hình Sơ đồ khối chức bao năng- BTB) tổng :đài điện tư sè a KÕt ci thuª1.2.1 bao analog (Bé thuª Kết cuối thuê bao thực vai trò thiết bị giao tiếp thuê bao tổng đài, thuê bao đợc nối với tổng đài đợc đấu nối víi mét kÕt ci thuª bao KÕt ci thuª bao thực chức sau : BORSCHT Cấp nguồn cho thuê bao (Battery), bảo vệ áp cho thiết bị (Over Voltage Protection), cấp tín hiệu chuông (Ring), giám sát trang thái (Supervision), mà hoá giải mà (Codec), sai động (Hybrid), kiểm tra (Test) b Khối ghép kênh MUX : GV HD: GS.TS Hå Anh Tuý -6- SVTH:: Nguyễn Trọng Phúc Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Để nâng cao hiệu xuất sử dụng đờng PCM đấu nối kết cuối thuê bao đấu tới tập trung thuê bao, tập trung thuê bao đờng chuyển mạch trung tâm, ngời ta sử dụng thiết bị ghép kênh MUX Nh đầu ghép kênh MUX ta có luồng PCM có mật độ lu lợng kênh thoại lớn nhiều lần so với đầu vào ghép kênh MUX Trong nhiều tổng đài, thực tế thờng ngời ta tổ chức ngăn thuê bao có khả trang bị tối đa 256 thuê bao, thuê bao ngăn đợc đấu chung với vài thiết bị ghép kênh MUX để đa hay nhiỊu ®êng PCM néi bé ®Êu tíi bé tËp trung thuê bao tuỳ theo cấu trúc loại tổng đài c Bộ tập trung thuê bao (TTTB) : Bộ tập trung thuê bao thực chức tập trung c¸c lng tÝn hiƯu sè (PSHW: Pre - SubHigh Way) có mật độ lu lợng thoại thấp đầu vào (từ thuê bao tới) thành số luồng tín hiệu số PCM có mật độ lu lơng thoại cao đầu (SHW: SubHigh Way) nhằm mục đích nâng cao hiệu xuất sử dụng đờng PCM đấu nối tập trung thuê bao đờng chuyển mạch trung tâm (đờng SHW) Trong nhiều tổng đài, tập trung thuê bao thực chức thiết lập tuyến nối thiết bị phụ trợ : cấp âm báo, thu xung đa tần với thuê bao để phục vụ cho trình thiết lập tuyến nối Để thực đợc chức cấu trúc tập trung thuê bao gồm trờng chuyển mạch, ghép/tách kªnh (MUX/DMUX), bé suy hao víi hƯ sè suy hao âm d Thiết bị tạo âm báo : Thiết bị thờng đợc cấu tạo vi mạch nhớ EPROM, vùng nhớ chứa thông tin định âm báo đà đợc số hoá, nh âm mời quay số, âm báo bận, hồi âm chuông, âm báo tình trạng tắc nghẽn Đờng nối thiết bị âm báo tập trung thuê bao đờng tín hiệu số PSHW(Pre- SubHigh Way) Theo xắp xếp từ trớc, diều khiển cần điều khiển đọc ngăn nhớ thích hợp vào thời điểm định trớc, đờng PCM nội đợc đấu thiết bị tạo âm báo tập trung thuê bao có khe thời gian khác mà có chữa thông tin âm báo đà đợc số hoá Trong trình xử lý gọi, cần cấp âm báo cho thuê bao Bộ điều khiển cần điều khiển trình thiết lập tuyến nối khe thời gian dành cho thuê bao khe thời gian có chứa âm báo cần thiết qua đờng chuyển mạch tập trung thuê bao e Thiết bị thu xung ®a tÇn (MF Sig.): GV HD: GS.TS Hå Anh Tuý -7- SVTH:: Nguyễn Trọng Phúc Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Thiết bị đợc ®Êu nèi víi bé tËp trung thuª bao qua ®êng PCM nội bộ, thực chức thu xung đa tần từ thuê bao đa tới sau chuyển thông tin địa thu đợc cho điều khiển trung tâm để xử lý gọi Số lợng thu xung đa tần phải đợc tính toán cho đáp ứng đợc nhu cầu sử dụng thuê bao f Khối chuyển mạch nhóm: Khối chuyển mạch nhóm đợc gọi khối chuyển mạch trung tâm Khối chuyển mạch nhóm thực chức thiết lËp c¸c tuyÕn nèi kh¸c g Khèi tËp trung trung kÕ sè: Khèi tËp trung trung kÕ sè thùc chức tập trung tất đờng trung kế đợc nối với tổng đài (đầu vào khối tập trung trung kÕ sè) ®Ĩ ®a lng tÝn hiƯu số tơng đơng (đờng SHW) đa tới trờng chuyển mạch trung tâm Các khối báo hiệu kênh riêng, kênh chung đợc đấu nối với khối tập trung trung kế sè VỊ cÊu tróc khèi tËp trung trung kÕ sè cịng bao gåm mét trêng chun m¹ch thêi gian T, thiết bị ghép kênh/tách kênh để thực chức tập trung đờng trung kế h Thiết bị thu ph¸t b¸o hiƯu R2, B¸o hiƯu CCS7: T theo số chức báo hiệu mạng viễn thông Việt Nam mà tổng đài đợc trang bị huy đông trang thiết bị báo hiệu số Các thiết bị báo hiệu thực chức thu/phát thông tin báo hiệu hai tổng đài thông tin báo hiệu hệ thống điều khiển trung tâm để xử lý i Đờng nối ghép kênh tập trung thuê bao (PSHW): Đờng PSHW đờng PCM sở tốc độ 2,048Mbps Nh phần thuê bao đà trình bày, trình thực đấu nối A/D, D/A đợc thực thuê bao, hay nói cách khác đầu thuê bao tín hiệu tín hiệu số Để thực đợc điều điều khiển mạch điện thuê bao phải thực việc xắp xếp khe thời gian đờng PCM dùng chung (đờng PSHW) cho thuê bao trạng thái nhấc tổ hợp Điều có nghĩa thuê bao trạng thái rỗi mạch điện thuê bao không đợc xếp khe thời gian đờng PSHW Vì đờng PSHW mật độ lu lợng thoại không cao nhu cầu sử dụng điện thoại thuê bao liên tục (phụ thuộc vào thời gian ngày, ngày tháng, tháng năm ), nói cách khác đờng PSHW trờng hợp xảy trờng hợp 30 kênh thoại bị chiếm cho gọi Đó lý ngời ta gọi đờng lµ PSHW GV HD: GS.TS Hå Anh Tuý -8- SVTH:: Nguyễn Trọng Phúc Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp j Đờng nối tập trung thuê bao khối chuyển mạch nhóm (SHW) Đờng SHW đờng PCM sở tốc độ 2,048Mbps (tiêu chuÈn CEPT : European Conference of Postal and Telecommunications Administration), đờng PCM đợc đấu nối tập trung thuê bao với khối chuyển mạch nhóm (chuyển mạch trung tâm) Do tập trung thuê bao đà thực tập trung đờng PSHW có mật độ lu lợng thoại thấp thành số tí đờng PCM có mật độ lu lợng thoại cao gọi SHW Trên đờng số khe thời gian có mang thông tin thoại, thông tin số liệu nhiều so với đờng PSHW k Đờng nối tập trung trung kế khối chuyển mạch nhóm SHW Về tơng tự nh trờng hợp vừa đề cập Chỉ có khác khối tập trung trung kế số tập trung 1:1, tức số đờng PCM vào tập trung trung kế số đờng PCM khái bé tËp trung trung kÕ lµ nh l Hệ thống điều khiển tổng đài (điều khiển trung tâm) Hiện tồn nhiều cấu trúc điều khiển tổng đài khác Nhng tất cấu trúc điều khiển tổng đài sử dụng cấu trúc điều khiển xử lý (còn gọi cấu trúc điều khiển ®a xư lý) Víi cÊu tróc nhiỊu bé xư lý viƯc bè trÝ c¸c bé xư lý cịng nh viƯc tổ chức phần mềm cho vi xử lý mà cấu trúc hệ thống điều khiển tổng đài có cấu trúc điều khiển tập trung, điều khiển phân tán có u khuyết điểm riêng, nhà sản xuất tổng đài thờng kết hợp hai cấu trúc điều khiển để xây dựng cấu trúc điều khiển có khả xử lý cao hơn, độ tin cậy cao Tuy nhiên hệ thống chuyển mạch cấu trúc điều khiển lại có phơng thức kết hợp điều khiển tập trung điều khiển phân tán khác Trong tổ chức điều khiển tổng đài, phần cứng, phần mềm đợc trang bị cấu trúc dự phòng, cấu trúc dự phòng phân tải m Điều khiển mạch thuê bao : Chúng ta biết tổng đài thờng tập trung thuê bao định thành ngăn máy (khoảng 256 thuê bao/ngăn), tai ngăn đợc trang bị điều khiển mạch điện thuê bao, điều khiển có chức giám sát trạng thái thuê bao(chơng trình quét thuê bao), điều khiển mạch điện cấp dòng chuông cho thuê bao, trao đổi thông tin cần thiết với điều khiển cÊp cao h¬n GV HD: GS.TS Hå Anh Tuý -9- SVTH:: Nguyễn Trọng Phúc Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Chơng Cấu trúc tổng đài NEAX-61E 2.1 Giới thiệu vài nét công ty NEC Hệ thống tổng đài NEAX-61E sản phẩm công ty NEC Nhật Bản xản xuất Công ty NEC đơc thành lập năm 1899 với hoạt động sản xuất xuất thiết bị thông tin Với gần 100 năm kinh nghiệm NEC đà ngày phát triển tiến vào lĩnh vực mới, có thiết bị tổng đài đóng vai trò quan trọng công ty NEC Ngày nay, NEC công ty điện tử quốc tế sản xuất 15000 loại sản phẩm khác dang đợc sử dụng 159 nớc giới NEC có phối hợp cân lĩnh vực chủ yếu sau : Thông tin Máy tính Các thiết bị điện tử Điện tử gia dụng Quan điểm C&C (Computer And Communication) lần đợc NEC đa áp dụng năm 1977, đề cập đến kết hợp lĩnh vực máy tính lĩnh vực thông tin với tiến vi điện tử NEC công ty giới đà thành công việc cung cấp phạm vi rộng lớn thiết bị điện tử lĩnh vực đợc đề cập Điều đà tạo cho công ty NEC vị trí độc khẳng định kết tinh thành tựu công nghệ đà đạt đợc sản phẩm công ty 2.2 Giới thiệu chung hệ thống tổng đài NEAX-61E Mạng theo nguyên tắc phân chia thời gian (Time Division) đợc điều khiển chơng trình cài đặt sẵn (Stored Program Controlled) Hệ thống đáp ứng đợc phạm vi rông lớn ứng dụng tao giải pháp mạng phù hợp với nhu cầu thông tin đa dịch vụ Sự lịnh hoạt cho phép lựa chọn tối u thiết bị, để đáp ứng đợc mặt kinh tế kỹ thuật GV HD: GS.TS Hồ Anh T - 10 - SVTH:: Ngun Träng Phóc