Tong dai dien tu spc 1 131265

Trờng đại học bách khoa Hà nội tổng đài điện tử SPC LờI NóI ĐầU Công nghệ viễn thông điện tử đà có bớc phát triển vợt bậc kể từ có phát minh điện tín điện thoại đến mức đà cách mạng hoá phơng tiện thông tin truyền thông khoảng kỷ trớc Ngày hệ thống viễn thông điện tử đợc coi nh phơng tiện kinh tế có đợc để trao đổi tin tức số liệu Ngoài song song với tăng trởng kinh tế xà hội, việc hình thành phơng tiện cần thiết cho thông tin điện tử đà trở nên phức tạp khuynh hớng phát triển cao nhằm đáp ứng nhu cầu tăng dịch vụ có chất lợng cao dịch vụ viễn thông tiên tiến Mạng viễn thông Việt Nam phát triển nhanh đa dạng chủng loại nh dung lợng hệ thống Cùng với phát triển mạnh mẽ đòi hỏi chất lợng, dịch vụ ngày cần đợc phát triển Hiện Việt Nam có hệ thống truyền dẫn tổng đài khác nh: AXE Thụy Điển, E10 Pháp, NEAX61 Nhật Trong phạm vi thiết kế tốt nghiệp mục tiêu nghiên cứu chung tổng đà điện tử SPC nghiên cứu ph©n tÝch Card trung kÕ sè Do thêi gian trình độ hạn chế nên thiết kế tốt nhiệp thiếu sót hạn chế, mong đợc góp ý thầy cô Tôi xin chân thành cảm Khoa Điện tử - Viễn thông, thầy giáo Kiều Vĩnh Khánh đà tận tình hớng đẫn giúp đỡ hoàn thành tốt nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp PHầN I chơng i Giới thiệu chung tổng đài điện điện tử SPC i hệ thống tổng đài Trong mạng viễn thông, hệ thống tổng đài thực việc giao tiếp (b»ng tiÕng nãi hc b»ng sè liƯu) nh»m phơc vơ nhu cầu dịch vụ viễn thông cho ngời khoảng cách xa liên lạc hệ thống máy móc (ngoài kết nối tất đối tợng với nhau), điều đợc diễn tả nh: Trờng đại học bách khoa Hà nội tổng đài điện tử SPC a Hệ thống tổng đài chọn bên nhận thông tin chọn đờng giao tiếp Các loại tổng đài truyền tin bao gồm hệ thống tổng đài điện tử chủ yếu dùng cho dịch vụ điện thoại hệ chuyển mạch số liệu dùng để truyền số liệu b Các hệ truyền dẫn đợc dùng để truyền thông tin mức chất lợng chấp nhận đợc không cần kể đến khoảng cách cần phải đợc đảm bảo Các loại hệ thống tuyền dẫn đợc sử dụng là: truyền dẫn dây (cáp đồng trần, cáp đồng trục, cáp quang) hệ thống truyền dẫn vô tuyến (sóng viba) c Các mạng lới truyền tin phải đợc thiết lập có xem xét đến việc bố trí hệ thống tổng đài đờng truyền dẫn, mạng lới tuyến đợc lập ra, phân phối đờng truyền, kề hoạch đánh số, vấn đề báo hiệu, vấn đề liên quan đến tính cớc phải đợc thiết kế theo nhu cầu ngời sử dụng Các hệ thống tổng đài đợc nâng cấp mét c¸ch nhanh chãng kĨ tõ ph¸t minh hệ thống điện thoại cách gần 100 năm Về bản, tất hệ thống điện cần máy điện thoại để chuyển tín hiệu tiếng nói thành tín hiệu điện ngợc lại nh hệ thống truyền dẫn để truyền tín hiệu điện Một mạng lới truyền tin đợc xây dựng cách nối trực tiếp thuê bao cung cấp nhận thông tin qua mạng lới số liệu thuê bao cha phải nhiều Nh hình 1.1a cần phải sử dụng hệ thống tổng đài với chức giao tiếp thuê bao (hình 1.1b), số đờng điện thoại cần thiết số thuê bao đăng kÝ hÖ thèng (a) GhÐp nèi trùc tiÕp Tổng đài trung tâm Trờng đại học bách khoa Hà nội tổng đài điện tử SPC (b) Ghép nối qua tổng đài Hình 1.1 C¸c c¸ch ghÐp nèi II Sù ph¸t triĨn cđa tỉng đài điện tử Các tổng dài điện tử hoàn hảo biểu kết hợp thành công kỹ thuật điện tử-máy tính với kỹ thuật điện thoại Các dấu hiệu thành công xuất từ năm 60 cđa thÕ kû 20 Sau hai thËp kû ph¸t triĨn, hệ tổng đài điện tử chứa đựng nhiều thành tựu từ phát triển kỹ thuật điện tử Sự phát triển đợc thúc đẩy nhu cầu gia tăng chất lợng, cải thiện giá cả, tính trì linh hoạt tổng đài điện ,và nhờ vào khai thác u điểm tuyệt đối kỹ thuật điện tử máy tính ứng dụng thiết bị điện tử vào tổng đài điện thoại thuộc lĩnh vực điều khiển: stored-program control Tổng đài SPC công cộng IESS đợc phát triển phòng thí nghiệm AT&T Bell, đợc giới thiệu Succasunna, New Jersey, USA vào tháng năm 1965 Sự kiện lịch sử khởi đầu quan tâm toàn giới vào SPC, kết năm 70, số hệ thống tổng đài dùng kỹ thuật ®iỊu khiĨn m¸y tÝnh víi c¸c møc ®é kh¸c đời Tuy nhiên , hệ thống tất dùng thiết bị chuyển mạch vấp phải vấn đề việc phát triển dÃy chuyển mạch bán dẫn phù hợp với ứng dụng điện thoại công cộng Có hai trở ngại cản trở việc dùng chuyển mạch bán dẫn cho tổng đài điện thoại Trớc tiên khó chế tạo ma trận chuyển mạch bán dẫn lớn với đặc tính xuyên nhiễu thấp Các chuyển mạch hình thành nên ma trận nh yêu cầu trở kháng ngõ nhập cao muốn nhiễu bị loại trừ Làm việc chế độ tơng tự, chuyển mạch bán dẫn so bì đợc với đặc điểm truyền tuyến tính trở kháng ngõ nhập gần nh vô hạn chuyển mạch Trở ngại thứ hai, thiết bị bán dẫn không chịu đợc mức điện áp cao nh dòng điện chuông theo chuẩn điện thoại Một u điểm quan trọng chuyển mạch số bỏ thiết ghép kênh thông thờng liên quan đến hệ thống truyền dẫ PCM kết cuối tổng đài Do đó, động lực cho việc ứng dụng chuyển mạch số vào mạng điện thoại công cộng khả bỏ thiết bị chuyển đổi analog sang digital trung kế nh mạng hợp nối Cho đến năm đầu thập niên 80, mạch tích hợp đợc chế tạo rộng rÃi làm giảm giá thành chuyển đổi AD, cho phép giá mạch giao tiếp đờng dây thuê bao giảm xuống tạo điều kiện cho hệ thống dùng số hoàn toàn Trờng đại học bách khoa Hà nội tổng đài điện tử SPC cạnh tranh đợc với hệ thống lai analog-digital nói Các hệ thống tổng đài SPC gồm chuyển mạch điện tử điều khiển theo chơng trình Ngoài ngoại lệ ngoại lệ vài thành phần mạch giao tiếp thuê bao, tổng đài hoàn toàn dùng kỹ thuật số Tuy nhiên, tốc độ phát triển nhanh chóng kỹ thuật bán dẫn tiếp diễn đặt nhiều chọn lựa cho nhà thiết kế hệ thống tổng đài SPC Giai đoạn từ năm 1974 đến năm 1976 giai đoạn phát triển nhanh hiệu công nghệ điện tử số tổng đài điện tử Nhiều công ty, có công ty chuyển hớng sang lĩnh vực chuyển mạch điện thoại đà giới thiệu sản phẩm Bảng Giới thiệu số tổng đài điện tử phạm vi giới theo thứ tự thời gian bắt đầu sản xuất Bảng Một số tổng đài điện tử theo thứ tự thời gian sản xuất Tổng đài tơng tự Năm Ký hiệu Loại tổng đài HÃng sản xuất 1965 No1 ESS Nội hạt Bell Labs Mü 1969 No4AXBETS ChuyÓn tiÕp Bell Labs Mü 1972 D10 Nội hạt chuyển tiếp NEC - Nhật 1973 Metaconta Nội hạt LMT - Pháp 1974 No1 ESS Nội hạt chuyển tiếp Bell - Mỹ EWSO Nội hạt Siemens - Đức PRX - 205 Nội hạt Philips - Hà lan 1975 Droteo Nội hạt chuyển tiếp Proteo - Italy 1976 AXE néi h¹t PTT, L.M Ericsson Thụy điển Trờng đại học bách khoa Hà nội tổng đài điện tử SPC Tổng đài áp dụng kỹ thuật số Năm 1970 1976 1978 1981 NhÃn hiệu E10 - A No4 ESS AXE E10B E12 FETEX NEAX61 E10 Alcatel Loại tổng đài Nội hạt Chuyển tiếp Nội hạt Nội hạt chuyển tiếp Chuyển tiếp Nội hạt chuyển tiếp Nội hạt chuyển tiếp Nộ hạt chuyển tiếp Bảng Một số loại tổng đài điện đài dung lợng trung bình lớn) Loại nớc sản Dung lợng (nghìn xuất thuê bao hay trung kế) Thuê bao Trung kÕ Mü No1 ESS 10 - 65 No1 AESS 20 - 128 32 No4A XBESS 22,4 No4 ESS NhËt DA0 98 107 XE1 13 FETEX150 240 60 NEAX61 - 100 2,5 - 60 EWSO 30 EWSF 13 EWSD 10 - vài Vài chục trăm Anh TXE Italy 40 Proteo 15 Thụy điển 30 AXE 64 Hà lan HÃng sản xuất CI T CNET - Pháp Bell - Mü LM Ericsson - Thơy ®iĨn CI T Alcatel - Pháp CI T CNET - Pháp Fujisu - Nhật NEC - Nhật Alcatel - Pháp tử đặc trng kỹ thuật (các tổng Khả lu thoát tải Số lợng xử lý gọi (1979 1982) Tải Sè cuéc gäi (Erlangs) ®Êu nèi/s 6000 10000 6200 47500 30 65 35 150 1939 30(1978) 76 29 4400 2500 24000 27000 2000 5000 0,8er/T.B 30 250 5000 60 10000 35 194 194 11 - 16 70 - 280 2057(91) 10 2500 (1992) 80 Trờng đại học bách khoa Hà nội PRX205 Pháp E10B Metuconta E12 MT20 E10 Alcatel 10 30 10 - 60 200 65 64 60 tổng đài điện tử SPC 1000 10 - 15 60 2400 - 2600 10000 15000 20000 25000 25 83 - 100 86 83 - 100 200 300(1982 ) 20 (1981) 1 Đặc điểm tổng đài điện phơng thức chuyển mạch điện chức tổng đài đợc thực nhờ thao tác hay phục hồi rơ le hay tiếp điểm chuyển mạch kiểu nấc ngang dọc dới khống chế hệ thống điều khiển Các tiếp điểm đợc hàn nối chắn theo cách thức đà định trớc Các số hiệu tổng đài nh loại nghiệp vụ cho thuê bao, phiên dịch tạo tuyến, loại tín hiệu đặc trng đợc tạo mạch tổ hợp logic kiểu rơ le đợc đấu nối cố định Khi cần thay đổi dịch vụ cho thuê bao cần phải thay đổi cấu trúc phần cứng đà đấu nối chắn Những thay đổi thờng phức tạp, nhiều không thực đợc, nh tính limh hoạt cho công tác điều hành tổng đài gần nh Đặc điểm tổng đài SPC tổng đài điện tử làm việc theo nguyên lý điều khiển theo chơng trình ghi sẵn (Stored program controled SPC ) ngêi ta sư dơng c¸c bé xư lý gièng nh máy tính 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 dịa , thông tin tạo tuyến, tính cớc, thống kê đợc ghi sẵn nhớ số liệu Qua bớc xử lý gọi nhận đợc định tơng ứng với loại nghiệp vụ, số liệu đà ghi sẵn để đa tới thiết bị xử lý nghiệp vụ Nguyên lý chuyển mạch nh gọi chuyển mạch điều khiển theo chơng trình ghi sẵn SPC Các chơng trình số liệu ghi sẵn nhớ thay đổi đợc cần thay đổi nguyên tắc điều khiển hay tính hệ thống Nhờ ngời quản lý linh hoạt trình điều khiển tổng đài 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 cã thĨ thùc hiƯn b»ng c¸c thao t¸c tõ máy thuê bao nh yêu cầu gọi chuyển chọn số địa ngắn, báo thức Công tác điều hành bảo dỡng cum 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 xử lý mà công việc đợc Trờng đại học bách khoa Hà nội tổng đài điện tử SPC thực dễ dàng Ngoài công việc điều hành bảo dỡng tổng đài, trung tâm bao gồm công việc quản lý mạng nh lu lơng tuyến xử lý đờng vòng đay nhận đợc thông tin cớc, hỏng hóc, cố từ tổng đài khu vực Cũng từ phép đo kiểm đợc thực tổng đài nhờ phát lệnh Tơng tự nh thay đổi dịch vụ đợc tạo nhờ trung tâm xử lý tin kiểu Nhờ công tác điều hành mạng lới trở nên co hiệu Vì xử lý có khả hoàn thành công việc tốc ®é rÊt cao nªn nã cã ®đ thêi gian ®Ĩ chạy chơng trình thu vòng để phát lỗi tự động Vì không cần chi phí thời gian nhân lực phục vụ phếp đo thử IIi nhiệm vụ tổng đài spc Nhiệm vụ quan trọng tổng đài cung cấp ®êng trun dÉn t¹m thêi ®Ĩ trun dÉn tiÕng nãi đồng thời theo hai hớng loại đờng day thuê bao sau, từ ta có loại chuyển mạch - Chuyển mạch nội hạt: Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho cặp thuê bao tổng dài - Chuyển mạch gọi ra: Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho thuê bao tổng đài tới đờng trung kế dẫn tới tổng đài khác - Chuyển mạch gọi vào: Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho đờng trung kế từ tổng đài khác tới đờng dây thuê bao tổng đài - Chuyển mạch chuyển tiếp: Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho đờng trung kế vào từ tổng đài tới đờng trung kế tới tổng đài khác Các nhiệm vụ tổng đài đợc thiết bị chuyển mạch tổng đài thực thông qua trình trao đổi báo hiệu với mạng Một tổng đài thực ba loại chuyển mạch 1, 2, 3trên nên gọi tổng đài nội hạt Còn loại tổng thực thao tác chuyển mạch thứ nêu gọi tổng đài chuyển tiếp Ngoài loại tổng đài có tổng đài quan (PABX) tổng đài cửa quốc tế Tổng đài quan PABX dùng để tổ chức liên lạc điện thoại quan (liên lạc nội bộ) đấu nối cho thuê bao mạng công cộng Tổng đài cửa quốc tế (còn gọi tổng đài gateway) dùng để tạo tuyến cho gọi thuê bao nớc mạng quốc tế * Nhiệm vụ chung tổng đài: - Nhiệm vụ báo hiệu: Đây nhiệm vụ trao đổi báo hiệu với mạng thuê bao gồm đờng dây thuê bao trung kế đấu nối tới máy thuê bao hay tổng đài khác - Nhiệm vụ xử lý thông tin báo hiệu điều khiển thao tác chuyển mạch: Thiết bị điều khiển chuyển mạch nhận thông tin báo hiệu từ đờng dây thuê bao trung kế, xử lý thông tin đa thông tin điều khiển để cấp báo hiệu tới đờng dây thuê bao hay trung kế để điều khiển thiết bị chuyển mạch thiết bị phụ trợ để tạo tuyến nối Trờng đại học bách khoa Hà nội tổng đài điện tử SPC - Tính cớc: Nhiệm vụ tạo số liệu cớc phù hợp với loại gọi sau gọi kết thúc Số liệu cớc đợc xử lý thành tin cớc phục vụ công tác toán cớc Tất nhiệm vụ đợc thực có hiệu nhờ sử ụng máy tính điều khiển tổng đài IV Một số tiêu chuẩn tổng đài điện tử dung lợng lớn đợc áp dụng việt nam Độ tin cậy Vấn đề chung: Độ tin cậy tổng đài đại lợng quan trọng để đánh giá chất lợng tổng đài Các khái niệm độ tin cậy sử dụng đợc coi khả cung cấp tổng đài điều kiện hoạt động dúng với dẫn khai thác bảo dỡng nhà cung cấp thiết bị Cơ sở để tính toán độ tin cậy khả dụng sở thống kê Chất lợng tổng đài 2.1.Chất lợng tổng đài điều kiện bình thờng a.Tải chuẩn - Tải chuẩn A: Thể mức độ trung bình hoạt động mà nhà khai thác mong muốn cung cấp cho khách hàng tổng đài - Tải chuẩn B: Thể mức tăng mức hoạt động bình thờng dự kiến - Tải chuẩn kênh trung kế gọi vào: + Tải chuẩn A: 0,7E(Earlang) trung bình tất kênh trung kế gọi vào + Tải chuẩn B: 0,8 E trung bình tất kênh trung kế gọi vào, với số lợng gọi gấp 1,2 lần so với tải chuẩn A - Tải chuẩn dây thuê bao +Tải chuẩn A: Mật độ lu lợng trung b×nh BHCA trung b×nh 0,03E 1,2 0,06E 2,4 0,10 E 4,0 0,17E 6,8 - Tải chuẩn B: Mật độ lu lợng trung BHCA trung bình Số gói trung bình giây bình kênh B kênh B kênh B Trờng đại học bách khoa Hà nội 0,05 E 0,1 E 0,55 E tổng đài điện tử SPC 0,05 (Báo hiệu)+ Số gói liệu 0,1 (Báo hiệu)+ Số gói liệu 0,05 (Báo hiệu)+ Số gói liệu 2.1.1 Số lợng gọi không thoả đáng Xác suất xuất gọi sử lý không thoả đáng: Kiểu kết nối Cuộc gọi nội Tải chuẩn A 10-2 Tải chuẩn B 4x10-2 đài Khởi ph¸t 5x 10-3 3x10-2 KÕt ci 5x10-3 3x10-2 Chun tiÕp 10-3 10-2 2.1.2 Xác suất trễ môi trờng phi ISDN môi trờng hỗn hợp ISDN phi ISDN -Trễ trả lời đến Tải chuẩn A Giá trị trung bình 300 ms Xác xuất 95% không 400 ms vợt Tải chuẩn B Ê400 ms 600 ms Trễ yêu cầu gọi tổng đài nội hạt kết nối lu lợng nội đài lu lợng xuất phát: + Đối với thuê bao tơng tự Giá trị trung bình Xác xuất 95% không vợt + Đối với thuê bao số: Tải chuẩn A Ê400 ms 600 ms Tải chuẩn B Ê800ms 1000 ms Trễ yêu cầu gọi thuê bao số gửi Overlap Giá trị trung bình Xác suất 95% không vợt Tải chuÈn A £400 ms 600ms T¶i chuÈn B £800 ms 1000 ms Trờng đại học bách khoa Hà nội tổng đài điện tử SPC Trễ yêu cầu gọi thuê bao số gửi En-bloc Giá trị trung bình Xác suất 95% không vợt xuất phát Tải chuÈn A £600 ms 800 ms T¶i chuÈn B £900 ms 1200 ms TrÔ thiÕt lËp cuéc goi – kÕt nối lu lợng chuyển tiếp lu lợng + Đối với kết nối chuyển tiếp: Giá trị trung bình Xác suất 95% không vợt Tải chuẩn A Ê250 ms 300ms T¶i chuÈn B £400 ms 600 ms + Đối với lu lợng xuất phát Xuất phát từ thuê bao tơng tự: Giá trị trung bình Xác suất 95% không vợt Xuất phát từ thuê bao sè: T¶i chuÈn A £300 ms 400ms T¶i chuÈn B Ê500 ms 800 ms Thuê bao số gửi Overlap Giá trị trung bình Xác suất 95% không vợt Tải chuÈn A £400 ms 600ms T¶i chuÈn B £600 ms 1000 ms Thuê bao số gửi En-bloc Giá trị trung bình Xác suất 95% không vợt Tải chuẩn A £600 ms 800ms T¶i chuÈn B £800 ms 1200 ms - Trễ ngắt tín hiệu chuông Giá trị trung bình Xác suất 95% không vợt Tải chuẩn A Ê100 ms 150ms T¶i chuÈn B £150 ms 200 ms