Giới thiệu tổng đài Điện thoại kỹ thuật số SPC
Giới thiệu
Các tổng đài SPC hiện đại dùng kỹ thuật chuyển mạch số và có vị trí chắc chắn trong mạng viễn thông quốc tế Dù đợc xem nh thành phần của các mạng chuyển mạch và truyền dẫn số tích hợp hay sự thay thế cho các đơn vị chuyển mạch nh vậy đều có nhiều u điểm Công tác quản lý viễn thông tiết kiệm đợc chi phí và thu đợc các đặc trng sẵn có từ các hệ thống này, nhất là trong bối cảnh thuê bao đòi hỏi chất lợng ngày càng cao cũng nh hàng loạt các dịch vụ và tiện ích khác mới ra đời Nhằm cung cấp một cái nhìn tổng thể cho các phần còn lại về chuyển mạch kênh, chơng này sẽ giới thiệu các tổng đài điện thoại SPC với các u điểm, các dịch vụ và tiện ích mà nó có thể cung cấp.
Sự phát triển của các tổng đài SPC
Các tổng đài điện tử số hoàn hảo là biểu hiện sự kết hợp thành công giữa kỹ thuật điện tử-máy tính với kỹ thuật điện thoại Các dấu hiệu thành công xuất hiện từ những năm 60 của thế kỷ 20 Sau hai thập kỷ phát triển, các thế hệ của tổng đài điện tử số chứa đựng nhiều thành tựu từ sự phát triển của kỹ thuật điện tử Sừ phát triển này đợc thúc đẩy bởi nhu cầu gia tăng chất lợng, cải thiện giá cả, tính duy trì và linh hoạt của các tổng đài cơ, và nhờ vào khai thác các u điểm tuyệt đối về tốc độ trong kỹ thuật điện tử hay máy tính. ứng dụng đầu tiên của các thiết bị điện tử vào các tổng đài diện thoại thuộc về lĩnh vực điều khiển: strred-program control Tổng đài SPC công cộng đầu tiên là IESS đợc phát triển bởi các phòng thí nghiệm của AT & T Bell, đợc giới thiệu tại Succasunna, New Jersey, USA vào tháng 5 năm
1965 Sự kkiện lịc sử này khởi đầu sự quan tâm của toàn thế giới vào SPC, kết quả trong những năm 70, một số các hệ thống tổng đài mới dùng kỹ thuật điều khiển máy tính với các mức độ khác nhau ra đời Tuy nhiên, các hệ thống đầu tiên này tất cả dùng thiết bị chuyển mạch cơ vì vấp phải các vấn đề trong việc phát triển các dãy chuyển mạch bán dẫn phù hợp với các ứng dụng điện thoại công cộng.
Có hai trở ngại cản trở việc dùng các chuyển mạch bàn dẫn cho tổng đài điện thoại Trớc tiên là khó chế tạo một ma trận chuyển mạch bàn dẫn lớn với các đặc tính xuyên nhiễu thấp Các chuyển mạch hình thành nên các ma trận nh vậy yêu cầu trở kháng ngõ nhập rất cao nếu muốn các nhiễu bị loại trừ Làm việc trong chế độ tơng tự (analog), các chuyển mạch bán dẫn không thể so bì đợc với các đặc điểm truyền tuyến tính và trở kháng ngõ nhập gần nh vô hạn của các chuyển mạch cơ Trở ngại thứ hai, các thiết bị bán dẫn không chịu đợc các mức điện áp cao cũng nh dòng điện chuông theo chuẩn điện thoại.
Cần phải ghi nhận rằng một vài PABXs đã đợc chế tạo thành công với các chuyển mạch điện tử analog (dùng kỹ thuật PAM/TDM Kích thớc nhỏ của chúng, thờng có tối đa 200 mạch kết cuối, cho phép các xuyên nhiễu đ- ợc giữ ở mức thấp cần thiết, trong khi trở ngại về điện thế đợc giảm thiểu bằng cách dùng các điện thoại đặc biệt Rõ ràng, các điều kiện nh vậy không thể tồn tại trong các mạng chuyển mạch điện thoại công cộng Các ứng dụng của các thiết bị bán dẫn vào chuyển mạch công cộng phải đợi tới khi sử dụng kỹ thuật số Hớng đến kỹ thuật số và khắc phục hai trở ngại đợc thực hiện bằng cách dùng truyền dẫn số vào mạng điện thoại công cộng và sự phát triển các vi mạch tích hợp (IC-integrated circuit).
Nhiều quốc gia bắt đầu ứng dụng truyền dẫn số, dới dạng điều chế xung mã (PCM pulse -code modulation), vào các mạng của họ từ những năm 60 Các hệ thống PCM đợc dùng có nguồn gốc từ các mạng hợp nối, mở rộng khả năng của các cáp audo-pair nhờ hoạt động ghép kênh 30 hay
24 ứng dụng của truyền dẫn số vào các tuyến đờng dài chỉ bắt đầu từ những năm 70, khi các hệ thống có khả năng to lớn hơn, ghép kênh từ các nhóm 24 hay 30 kênh, đợc dùng trên cáp xoắn Ngày Nay, cacs hệ thống truyền dẫn số dùng cáp quang viba cũng đang đợc phát triển. ứng dụng đầu tiên của kỹ thuật số vào hệ thống tổng đài là vai trò chuyển mạch trung gian giữa các tuyến hợp nôí PCM Qua đó khắc phục vấn đề xuyễn nhiễu vì các tín hiệu số có khả năng kháng nhiễu rất tốt Do đó, các ma trận chuyển mạch bán dẫn lớn có thể đợc dùng Rõ ràng các tổng đài trung gian không bị ảnh hởng bởi trở ngại thứ hai vì không có đờng dây thuê bao nào nối trực tiếp đến nó và không có các mức điện áp cao hoặc các dòng điện chuông Với khả năng này mà một tổng đài hợp nối số đã từng đợc lắp đặt tại London bởi công ty điện thoại Anh vào năm 1986.CIT-Alcated dẫn đầu với hệ thống tổng đài số công cộng đầu tiên có tên là
E10 vào năm 1970 tại lannion (Pháp) ở Mỹ Bell đã đợc giới thiệu các tổng đài điện tử số công cộng dùng hệ thống 4ESS từ tháng 1 năm 1976.
Một u điểm rất quan trọng của chuyển mạch số là bỏ các thiết bị ghép kênh thông thờng liên quan đến các hệ thống truyền dẫn PCM kết cuối tổng đài Do đó, một trong những động lực chính cho việc ứng dụng chuyển mạch số vào mạng điện thoại công cộng là khả năng bỏ các thiết bị chuyển đổi analog sang digital tổng các mạng trung kế cũng nh mạng hợp nối.
Tuy vậy, ứng dụng kỹ thuật bán dẫn số vào mạng nội hạt có thành công hay không phụ thuộc vào một giải pháp cho điều trở ngại thứ hai, đó là kiểm soát tất cả các đờng dẫn một chiều và điện áp cao theo yêu cầu của các đờng dây thuê bao trong các đơn vị giao tiếp ngoại vi của tổng đài Điều này cho phép các chuyển mạch điện tử đợc phát triển mà không bị ngăn cản bởi các yêu cầu từ thuê bao.
Do đó, ứng dụng thành công kỹ thuật bán dẫn đòi hỏi các thiết kinh tế của các giao tiép thuê bao Thành phần quyết định giá cả là thiết bị chuyển đổi từ analog sang digital Cho đến những năm đầu thập niên 80, giá cả của các giao tiếp thuê bao làm cho các chuyển mạch số không hấp dẫn so với các chuyển mạch tơng tự chuẩn có sẵn Dó đó, thế hệ đầu tiên của các tổng đài nội hạt số (Ví dụ: E10, system X, và AXE10), mỗi tổng đài gồm hai dạng hệ thống chuyển mạch Một hệ thống gồm các đơn vị reed-relay kết cuối thuê bao và tải của chúng đợc tập trung kế số hay hợp nối số bên ngoài Kiến trúc analog-digital này tránh đợc việc cấp các thiệt bị mã hoá PCM đắt tiền cho mỗi đờng dây thuê bao, đồng thời khai thách đợc đờng dây kim loại DC vốn có thờng xuyên qua các reed-relay để thực hiện các chức năng hỗ trợ thuê bao Một trờng hợp ngoại lệ của tiếp cận này là tổng đài đợc giới thiệu bởi Northern Telecom vào năm 1980, đây là hệ thống tổng đài nội hạt dùng toàn bộ là kỹ thuật số đầu tiên trên thế giới (DMS
100) Tổng đài này khai thác các bộ chuyển đổi analog - to- digital cải tiến cho hệ thống PABX số của nó.
Cho đến những năm đầu thập niên 80, các mạch tích hợp đợc chế tạo rộng rãi làm giảm giá thành các bộ chuyển đổi AD, cho phép giá cả của các mạch giao tiếp đờng dây thuê bao giảm xuống tạo điều kiện cho các hệ thống chuyển mạch dùng số hoàn toàn cạnh tranh đợc với các hệ thống lai analog- digital nói trên Các thế hệ tổng đài SPC hiện tại gồm chuyển mạch điện tử số và điều khiển theo chơng trình Ngoài các ngoại lệ trong một vài thành phần trong các mạch giao tiếp thuê bao, các tổng đài này hoàn toàn dùng kỹ thuật số.
Tuy nhiên, tốc độ phát triển nhanh chóng của kỹ thuật bán dẫn cứ tiếp diễn đặt ra nhiều chọn lựa cho các nhà thiết kế hệ thống tổng đài SPC Ví dụ hệ thống 5ESS của AT &T dùng các thiết bị bán dẫn analog cải tiến đặc biệt trong vài chức năng giao tiếp đờng dây thuê bao.
Ưu điểm của các tổng đài kỹ thuật số SPC
Tổng đài kỹ thuật số SPC có nhiều u điểm đối với sự quản trị và các thuê bao của nó Tuy nhiên, cần phải nói rằng các kết quả đều xuất phát từ các u thế của SPC, do đó các tổng đài SPC analog cũng sẽ có u điểm nh vậy Hơn nữa, toàn bộ các u điểm sẽ không phát huy cho đến khi các tổng đài kỹ thuật số SPC đợc dùng phối hợp với một môi trờng truyền dẫn số.
Trong chơng 2 đã mô tả phần cứng trong tổng đài SPC đợc điều khiển và dữ liệu đợc lu trữ trong các bộ nhớ nh thế nào Quá trình xử lý điều khiển này tạo ra tính linh hoạt ở mức cao trong việc điều khiển phần cứng. Tính linh hoạt có các khía cạnh về tác dụng lâu dài và ngắn hạn.
Tác dụng lâu dài đợc xem xét trớc tiên Trong giai đoạn phát triển hệ thống chuyển mạch, một loạt các chơng trình có thể đợc tạo ra cho phép một hệ thống chuyển mạch cơ bản hỗ trợ các khả năng và dịch vụ phù hợp với nhu cầu quản lý Sự hiệu chỉnh phần mềm này đáp ứng các đặc tính tổng quát của tổng đài cục bộ trong mạng, ví dụ nh đánh số, tính cớc, các luật định tuyến, các loại cuộc gọi đợc hỗ trợ, quản trị và các tiện ích thuê bao.
Một đặc trng quan trọng của các hệ thống SPC là khả năng một tổng đài có thể đợc nâng cấp mà không phá bỏ các dịch vụ sẵn có Điều này cho phép các khả năng và tiện ích mới đợc phối hợp trong hoạt động của hệ thống Một vài tăng cờng có thể đạt đợc chỉ đơn giản cài đặt thêm một phần mềm mới, ví dụ nh tạo ra tiện ích nhóm user thân thiện cho một loại thuê bao nào đó Các tăng cờng khác nh chuyển mạch dữ liệu đòi hỏi phải thêm phần cứng mới.
Tính linh hoạt của SPC còn có các tác dụng ngắn hạn nhờ khả năng thay đổi trạng thái của thiết bị tổng đài chỉ cần thao tác đơn giản là thay đổi dữ liệu Do đó, hoạt động của tổng đài có thể thay đổi một cách nhanh chóng theo các điều kiện mạng Ví dụ các giải thuật định tuyến có thể thay đổi đợc , các cuộc gọi có thể định tuyến lại để tránh tắc nghẽn trong mạng. Tác dụng ngắn hạn của tính linh hoạt cho phép một loạt thao tác quản trị và tiện ích thuê bao đợc cung cấp một cách có kinh tế và dễ điều hành.
1.2 Các tiện ích thuê bao
Các tổng đài SPC cho phép hàng loạt các tiện ích thuê bao đợc cung cấp rẻ hơn và dễ hơn trong các tổng đài khác Các tiện ích này đợc phân phối bởi hệ thống quản lý khi thấy thích hợp Sau đó nhiều tiện ích đợc yêu cầu bởi các thuê bao trên cơ sở call- by - call một số tiện ích thuê bao nh:
1 Short - code dialling: Các số điện thoại thuê bao chọn trớc đ- ợc gọi bằng cách quay các mã ngắn nhập vào từ trớc
1 Call transfer: Các cuộc gọi đến một điện thoại nào đó đ- ợc chuyển hớng đến một số điện thoại khác một cách tự động.
2 Ring back when free: Tổng đài đợc yêu cầu thiết lập một kết nối đến một thuê bao điện thoại đang bận càng sớm càng tốt ngay sau khi nó kết thúc đàm thoại.
4 Automatic alarm call: Tổng đài rung chuông tại một thời điểm xác định trớc hàng ngày.
5 Outgoing hay incomming call barring: Cho phép chủ nhân của máy điện thoại ngăn cản các cuộc gọi đi cũng nh các cuộc gọi tới
6 Itemised billing: Cung cấp các hoá đơn liệt kê chi tiết các cuộc gọi và số tiền phải trả.
7 Malicious - call tracing: Các thuê bao hay cơ quan có thẩm quyền đ- ợc cảnh báo nguồn gốc của một cuộc gọi quấy rối.
8 Centrex: Tổng đài nội hạt hỗ trợ cho việc mở rộng thông tin trong một hệ thống riêng của thuê bao Thêm các tiện ích vào PABX, các thuê bao sẽ có dịch vụ điện thoại thông thờng cho các cuộc gọi đi và đên hệ thống riêng của họ.
Nhiều tiện ích ở trên đòi hỏi khả năng báo hiệu thuê bao, ví dụ nh đợc hỗ trợ bởi các điện thoại ấn phím đa tần Tơng tự, sự mở rộng các tiện ích này vợt quá khả năng của tổng đài, nó yêu cầu một khả năng báo hiệu liên đài thích hợp, ví dụ nh hệ thống báo hiệu số 7 Ví dụ các báo hiệu nh vậy cho phép một cuộc gọi đợc chuyển đến một vài tổng đài khác một cách tự động.
Các tiện ích ở trên cũng có thể trong các tổng đài SPC tơng tự và nhiều tổng đài không phải SPC cho dù khó khăn hơn và giá cả cao hơn
Tổng đài SPC cung cấp một dải rộng lớn các tiện ích quản lý, những công việc mà trớc kia là đắt tiền hoặc mất nhiều công sức Hầu hết các hoạt động hằng ngày trên tổng đài cần phải dùng các tiện ích này, đợc truy xuất thông qua các đầu cuối máy tính liên kết và tổng đài nằm tại trung tâm điều khiển hoặc từ xa.
Một số các tiện ích quản lý là:
1 Điều khiển các tiện ích thuê bao: Cho phép thay đổi danh sách các tiện ích sẵn có của thuê bao.
2 Thay đổi định tuyến: Nh đợc đề cập ở trên, một nhân viên điều hành có thể thay đổi nhanh chóng việc chọn tuyến đợc dùng bởi tổng đài nhằm hớng các cuộc gọi đến các tổng đài khác Công việc này đợc tiến hành khi vấp phải các vấn đề tắc nghẽn tạm thời hay cần thay đổi lâu dài trong kế hoạch định tuyến.
3 Thay đổi số của thuê bao và các mã trung kế: Điều này có thể đợc đảm trách bởi một chỉ thị đơn qua một đầu cuối điều hành.
4 Xuất các thông tin thống kê quản lý tổng đài : Các thông tin cần thống kê bao gồm sự chiếm dụng các thiết bị tại các thời điểm xác định, dữ liệu về cuộc gọi thành công, các chi tiết về tắc nghẽn trên các tuyến, chi tiết các cuộc gọi thuê bao Thông tin này có thể có sẵn khi in ra hay hiện lên màn hình một cách cụ bộ tại tổng đài và tại các trung tâm điều hành quản lý mạng ở xa Ngoài ra chúng có thể đợc ghi vào các thiết bị lu trữ hoặc đa ra trên các liên kết sữ liệu phục vụ cho việc xử lý.
5 Các công cụ bảo trì: Bao gồm sự khởi tạo các kiểm thử và ghi kết quả một cách tự động, xử lý các cảnh bảo, các chơng trình chẩn đoán hỗ trợ cho các frame bị lỗi.
2 Các u điểm thêm vào của kỹ thuật số
Việc dùng các chuyển mạch số trong các tổng đài SPC làm tăng thêm một số các u điểm sau:
2.1 Tốc độ thiết lập cuộc gọi:
Phần cứng của phần tử điều khiển trong tổng đài SPC hoạt động với tốc độ cao với mức điện áp thấp (thờng là 5VDC) Do đó, trong các tổng đài SPC với các chuyển mạch cơ vốn chậm và đòi hỏi hoạt động với điện áp và dòng điện cao sẽ không cân xứng về tốc độ cũng nh năng lợng giữa hệ thống điều khiển và chuyển mạch, và điều này phải đợc khắc phục bởi các thiết bị đệm thích hợp Tuy nhiên chuyển mạch số hoàn toàn bao gồm các cổng bán dẫn và bộ nhớ nằm dới dạng các mạch tích hợp (IC), chúng hoạt động với tốc độ và mức điện áp tơng thích với các hệ thống điều khiển, do đó hình thành một tổng đài điện tử SPC hoàn toàn là kỹ thuật số.
Tổng quan một tổng đài kỹ thuật số SPC
Hình 1 là một sơ đồ khối trình bày khái quát một tổng đài cục bộ kỹ thuật số SPC Cần lu ý rằng hình vẽ trình bày các phần tử chức năng của một tổng đài thay cho các đơn vị vật lý có thể đợc dùng trong bất cứ hệ thống đặc biệt nào.
Có nhiều chủng loại hệ thống tổng đài kỹ thuật số SPC đang đợc sản xuất , mỗi loại có một kiến trúc đặc trng Đó là kết quả từ sự phân bố khác nhau của các phần tử chức năng vào trong các hệ thống con Tuy nhiên hình
1 đợc thiết kế với các nét tơng quan gần gũi với hầu hết các hệ thống tổng đài có sẵn Cũng cần chú ý rằng các thuật ngữ và các nguyên lý đợc dùng trong hình và các ký hiệu là tổng quát và không có chủ ý đề cập đến bất kỳ một thiết kế đặc biệt nào của hệ thống chuyển mạch.
Tổng đài cục bộ gồm hai loại đơn vị: một hay nhiều đơn vị tập trung thuê bao và một đơn vị chuyển mạch nhóm Một vài đơn vị tập trung thuê bao ở xa đơn vị chuyển mạch nhóm, nhng để đơn giản, tất cả các đơn vị trong hình 1 đợc xếp vào một chỗ nhằm mục đích mô tả Các đơn vị này chứa chuyển mạch số, mạch kết cuối đờng dây, thiết bị điều khiển và báo hiệu Hình mô tả một tổng đài cục bộ chỉ với một bộ tập trung thuê bao (subscriber -concentrator unit_SCU) và một đơn vị chuyển mạch nhóm (group -switch unit _SCU); các SCU thêm vào đợc kết nối với GSU theo phơng pháp tơng tự Thông thờng thiết bị điều khiển trong SCU thực hiện vài chức năng điều khiển gọi, trong mối quan hệ với thiết bị điều khiển chính trong GSU Mức độ tự động của thiết bị điều khiển trong CSU phụ thuộc vào thiết kế của hệ thống tổng đài Do đó, hệ thống điều khiển tổng đài nơi cung cấp các chức năng SPC Các tổng đài trung kế kỹ thuật số SPC không kết cuối các đờng dây thuê bao và do đó chỉ bao gồm một GUS
Cả hai đơn vị của tổng đài đều chứa các chuyển mạch (thuật ngữ “khối chuyển mạch “ đợc dùng để mô tả một hệ thống chuyển mạch bao gồm vài tầng chuyển mạch Khối chuyển mạch tập trung thuê bao chuyển các cuộc gọi bắt đầu từ một số lớn các đờng dây thuê bao với lu lợng tải thấp đến trung kế nội bộ có khả năng tải cao, dẫn đến khối chuyển mạch nhóm Điều này tạo nên một liên kết giữa các trung kế từ các đơn vị tập trung kế nội bộ có khả năng tải cao, dẫn đến khối chuyển mạch nhóm Điều này tạo nên một liên kết giữa các trung kế từ các đơn vị tập trung thuê bao, các trung kế bên ngoài và các tuyến hợp nối Các cuộc gọi kết nối trên SCU đợc chuyển bởi khối chuyển mạch tập trung thuê bao từ trung kế GSU đến các đờng thuê bao thích hợp.
Các khối chuyển mạch số với các đặc tính cấu tạo của bán dẫn số và chế độ hoạt động của TDM, chỉ có thể làm việc với các tín hiệu số Do đó bất kỳ một đờng analog nào kết cuối trên tổng đài phải đợc chuyển sang dạng số (đó là dạng PCM 24 hay 30 kênh) tại bộ phận ngoại vi của khối chuyển mạch Công việc chuyển đổi này (cho các đờng trung kế) đợc thực hiện bởi đơn vị kết cuối trung kế analog tại bộ phận ngoại vi của khối chuyển mạch định tuyến Sự chuyển đổi cho các đờng dây thuê bao đợc thực hiện các đơn vị kết nối đờng dây thuê bao (subsriber line -termination units_SLTU) và các bộ ghép kênh tại bộ phận ngoại vi của khối chuyển mạch tập trung thuê bao.
SLTU cũng hỗ trợ tất cả các chức năng liên quan đến các đờng dây thuê bao Các chức năng này bao gồm cấp nguồn cho bộ truyền thoại, phát hiện vòng DC đợc tạo do thuê bao nhấc ống nghe, phát hiện các xung quay số, bảo vệ thiết bị chuyển mạch chống lại hiện tợng quá áp trên đờng dây, chuyển đổi giữa đờng thuê bao analog 2 dây với hệ thống chuyển mạch số 4 dây , cấp dòng điện chuông lên đờng dây, và một số các chức năng kiểm thử nào đó Việc tiết kiệm khi thiết kế tổng đài đạt đợc bằng cách tối thiểu thiết bị trong SLTU vì chúng cung cấp trên từng đờng dây thuê bao Do đó, một vài thiết bị cũng hỗ trợ các chức năng kết cuối đờng dây thuê bao đợc đặt chung trong các đơn vị điều khiển đờng dây thuê bao , mỗi bộ điều khiển phục vụ cho một số các SLTU Các bộ điều khiển đờng dây hỗ trợ giao tiếp giữa các SLTU và hệ thống điều khiển tổng đài bằng cách tác động nh các đầu cuối truyền tin Do đó, các khoảng nghỉ của xung quay số đợc phát hiện bởi các SLTU đợc chuyển đổi sang các chữ số bởi các bộ điều khiÓn.
Một dạng khác của SLTU cần thiết cuối các đờng dây thuê bao số, nó vận chuyển một số các kênh từ các đơn vị kết cuối ISDN đặc biệt hay các đơn vị PABX số Mặc dù các SLTU số không cần hỗ trợ các chuyển đổi analog sang digtal hay từ 2 sang 4 dây, nhng chúng phải kết cuối đờng truyền dẫn số và chịu trách nhiệm kiểm thử cũng nh các chức năng tách tín hiệu Trung kế số và các mạch hợp nối số trong chuẩn PCM 24 hay 30 kênh kết cuối một cách trực tiếp trên khối chuyển mạch nhóm Tuy nhiên, các tuyến số hoạt động qua các hệ thống truyền có thứ tự cao hơn trớc hết phải đợc phân giải kênh xuống dạng PCM chuẩn tại các trạm truyền dẫn liên quan với tổng đài số SPC trớc khi không đợc kết cuối trên khối chuyển mạch nhóm.
Với các điều kiện ngoại lệ của thành phần một chiều DC (vòng và cắt vòng), nó đợc phát hiện bởi các SLTU và các bộ điều khiển của nó, tất cả các bào hiệu đợc kiểm soát bởi các nhóm truyền nhận chung Truy cập giữa các đờng dây thuê bao và các bộ thu đa tần (MF) đợc hỗ trợ qua khối chuyển mạch tập trung thuê bao Điều này cũng hỗ trợ truy cập giữa một nhóm nhỏ các đơn vị âm hiệu (nh các thông báo đợc ghi lại) và các đòng dây thuê bao Truy cập giữa các đờng trung kế và các nhóm báo hiệu truyền nhận khác nhau trong báo hiệu đa tần, báo hiệu kênh liên kết (CAS) và báo hiệu kênh chung (CCS), đợc hỗ trợ bởi các chuyển mạch nhóm.
Thông tin giữa hệ thống tổng đài kỹ thuật số SPC và ban điều hành quản trị đợc hỗ trợ bởi các đầu cuối hoạt động theo chế độ lệnh, dùng phần mềm giao tiếp ngời máy - chạy trên hệ thống điều khiển tổng đài Các đầu cuối này (ví dụ nh VDUs và máy in) có thể đặt chung một chỗ với tổng đài hay đặt từ xa ngay tại các trung tâm bảo trì và điều hành.
Phân hệ chuyển mạch
Chuyển mạch theo thời gian (T)
- Nguyên tắc: chuyển mạch cấp T thực chất là phơng pháp chuyển khe thời gian khi cần kết nối giữa 2 kênh thông tin trên cùng 1 tuyến TDM tức là trao đổi nội dung thông tin nằm trong 2 khe thời gian tơng ứng với hai kênh đó.
Hình 2: Nguyên tắc chuyển mạch T
Khi các khoá Ki và K’i cùng đóng thì có sự đồng bộ kênh truyền Đa thêm sự điều khiển của khối B có tác dụng thay đổi các khe thời gian ở đầu ra Tạo nên sự trao đổi thông tin giữa các kênh.
Có 2 phơng pháp chuyển khe thời gian
+ Phơng pháp dùng bộ trễ
+ Phơng pháp dùng bộ nhớ đệm
Dùng các đơn vị trễ có thời gian trễ bằng 1 khe thời gian, đặt trên đờng truyền dẫn Giả sử trong khung có N khe thời gian cầu dao đôi thông tin giữa 2 khe A và B cách nhau r khe Ta cho mẫu MA qua r bộ trễ thì đầu ra
MA sẽ ở khe thời gian B và mẫu MB qua N –r bộ trễ thì mẫu MB sẽ ở khe thêi gian A.
Phơng pháp này thực tế không đợc sử dụng vì không có hiệu quả và tèn kÐm.
1.2 Phơng pháp dùng bộ nhớ đệm:
Nguyên tắc: trên cơ sở ghi các mẫu tiếng nói vào một bộ nhớ đệm và đọc ra ở thời điểm mong muốn.
Hình 3: Chuyển mạch T dùng bộ nhớ đệm
Bộ nhớ BM làm trì hoãn tin tức gọi là bộ nhớ tiếng nói Việc trì hoãn do thay đổi thời điểm đọc hoặc viết đợc thực hiện theo trình tự và đợc tính toán theo các khe cần đợc chuyển trao Việc chuyển mạch giữa 2 khe thời gian cứ thế tiếp diễn trong suốt cuộc đàm thoại, việc tính toán chỉ thực hiện
1 lần duy nhất và kết quả tính toán đợc nạp vào bộ nhớ điều khiển (Control Memory) Bộ nhớ này đợc đọc vào thời điểm hữu ích Mỗi hoạt động đọc, viết có thể đợc do Bộ nhớ CM xác định địa chỉ Có hai loại:
Bộ nhớ chọn thời gian điều khiển từ phía trớc
Bộ chọn thời gian điều khiển từ phía sau
1.2.1.Bộ chọn thời gian điều khiển từ phía trớc
Trên nguyên tắc các tin tức trên các kênh thu đợc viết tuần tự vào bộ nhớ tiếng nói BM (Buffer Memory) Địa chỉ viết do bộ đếm khe thời gian cung cÊp. Địa chỉ đọc BM do bộ nhớ điều khiển CM cung cấp bộ nhớ CM có sổ ngăn nhớ bằng số khe thời gian và số bít cần thiết cho mỗi ngăn nhớ là 9 thoả mãn đẳng thức 29 = N (N là số khe thời gian) Nó cho biết địa chỉ của bộ nhớ tiếng nói tại đó phải đọc nội dung của mẫu tiếng nói đã chứa vào đúng mỗi khe thời gian cần sử dụng ở ngả ra.
Sơ đồ nguyên tắc chuyển khe thời gian giữa 2 kênh thông tin A và B (h×nh 4)
Hình 4 Bộ chọn thời gian điều khiển từ phía trớc
Khi trờng chuyển mạch thực hiện sự trao đổi nội dung thông tin MA và MB chứa trong 2 khe thời gian A và B, lúc đầu nội dung thông tin ở các khe thời gian đợc viết vào BM theo tuần tự MA viết vào khe thời gian B. Vào thời điểm đọc tin tức thì thời gian A sẽ đọc nội dung thông tin chứa trong ô nhớ có địa chỉ do bộ đếm cung cấp chính là địa chỉ của ô nhớ B trong bộ nhớ BM, và tại thời điểm khe thời gian B thông tin sẽ đợc đọc tại ô nhớ có địa chỉ A do bộ nhớ CM cung cấp.
Khi đó thời gian xâm nhập bộ nhớ tối thiểu (đối với bộ nhớ có các bus dữ liệu song song) đợc tính theo công thức : tXN 125 M s
Nếu bộ nhớ xâm nhập nối tiếp ta phải chia thêm cho 8 nữa(8 số bít thông tin trong một khe thời gian )
1.2.2.Bộ chọn thời gian điều khiển từ phía sau:
Nguyên tắc: Bộ chọn thời gian điều khiển từ phía sau làm việc ngợc lại với bộ chọn điều khiển từ phía trớc ở đây nội dung thông tin sẽ đợc đọc theo trình tự trong bộ nhớ BM Địa chỉ viết thông tin lên BM do bộ nhớ điều khiÓn CM cung cÊp
Hình 5: Bộ chọn thời gian điều khiển từ phía sau
Chuyển mạch không gian (S)
Chuyển mạch không gian (Space) không thể thực hiện việc đấu nối giữa các thuê bao nếu chỉ có 1 mình nó Vì vậy chuyển mạch cấp S phải đợc dùng kết hợp với chuyển mạch cấp T Số dơng vào M và số đờng ra N của chuyển mạch S có thể bằng hoặc khác nhau.
Nếu M > N : Tiếp thông hoàn toàn
Nếu M < N: Tiếp thông hoàn toàn
Sơ đồ này có thể đợc dùng để nối một vào bất kỳ trong số N đầu vào víi mét ®Çu ra bÊt kú trong sè M ®Çu ra.
Cấu trúc mạng chuyển mạch chữ nhật đợc tạo nên từ các điểm chuyển mạch và đợc thiết kế sao cho chỉ ddảm bảo nối giữa các nhóm (chuyển tiếp): từ một nhóm đầu vào đến một nhóm đầu ra Phơng pháp này đợc ứng dụng trong một loạt trờng hợp nh:
Bộ tập trung đờng dây ở xa ở các thiết bị phân bố cuộc gọi ở các tầng riêng biệt trong sơ đồ chuyển mạch nhiều tầng ở các trạm đầu cuối hoặc các trạm điện thoại cơ quan khi thiết lập các cuộc nói chuyện tiếp
Nếu việc nối các đầu vào với các đầu ra đợc thực hiện một cách có cân nhắc thì ảnh hởng xấu của tiếp thông sẽ bị giảm Ví dụ: nếu yêu cầu nối đầu vào
1 số và 8 trên hình 7 với các nhóm đầu ra, thì cần chọn các đầu ra 1 và 3 chứ không phải 1 và 4 để tránh phong toả đầu vào 2.
Các sơ đồ chuyển mạch đấu tiếp không hoàn toàn, các đầu ra thờng đ- ợc sử dụng để tổ chức tiếp thông tới các chùm lớn các đờng dây trung kế ở các trạm điện thoại cơ, nơi mà giá thành điểm chuyển mạch đủ lớn và kích thớc các module chuyển mạch riêng biệt bị hạn chế Đấu tiếp thông không hoàn toàn cũng còn đợc sử dụng ở các tầng chuyển mạch riêng biệt của sơ đồ chuyển mạch nhiều tầng dung lợng lớn, nơi tồn tại quá một đờng nối với mét ®Çu ra bÊt kú cho tríc.
Các cấu trúc kết hợp T.S
Để tăng dung lợng của tổng đài có các cấu trúc kết hợp T.S
- TS dung lợng nhỏ, vừa
- TTS, STS : dung lợng lớn
- TSST, SSTSS: dung lợng cực lớn
Trong đó chuyển mạch cấp T là bắt buộc trong các kiểu cấu trúc
Các thanh ghi I/O Tiếp giáp MP
Trờng chuyển mạch số
4.1 Trờng chuyển mạch sử dụng một cấp T
Hình 8.Trờng chuyển mạch sử dụng mồt cấp T
1 Khối SYNCIK (đồng bộ): tạo xung CIK để đồng bộ các khối trong trờng chuyển mạch, tạo địa chỉ cho BM ghi vào và đồng bộ với việc đọc CM để chỉ ra địa chỉ cho BM
2 Khối tiếp giáp với MP và các thanh ghi I/O
- Đa lệnh yêu cầu điều khiển từ MP nh các tín hiệu điều khiển logir tới trờng chuyển mạch thông qua CM.
- Lu giữ trạng thái hoạt động của toàn bộ trờng chuyển mạch thông qua
CM Nhận biết tín hiệu kết thúc quá trình ghi để trả lại chế độ hoạt động cho CM… thông tin liên lạc là một nhu cầu
Chọn địa chỉ cho BM Addr từ CM/RD fCLK/WR tíi B.M
Addr tõ MP tíi f CLK
Hình: 9 Sơ đồ khối Bộ nhớ thoại a Bộ nhớ đệm (BM) có nhiệm vụ ghi mẫu tiếng nói vào và đọc ra ở thời điểm mong muốn Dung lợng bộ nhớ đệm phải lớn hơn số khe thời gian của tuyến thông tin. b Bộ chọn địa chỉ cho BM: ở chu kỳ ghi của BM thì cung cấp địa chỉ cho
BM từ bộ đếm, ở chu kỳ đọc của BM, chọn địa chỉ cho BM từ chốt của BM c Chốt vào ra: để phân tách đờng số liệu vào, ra của 2 chu kỳ dơng và âm của BM
4 Bé nhí ®iÒu khiÓn (CM)
Hình 10 Sơ đồ khối Bộ nhớ điều khiển (CM) a) Bộ chọn địa chỉ cho CM: Bình thờng có nhiệm vụ đa đờng địa chỉ vào
CM từ bộ đếm đến đọc nội dung của CM ra chốt Khi có cuộc nối mới yêu cầu thiết lập (hay giải phóng) thì bộ chọn địa chỉ cho CM từ MP đến để ghi vào CM số liệu cũng từ Mp tới Khi cần thiết lập cuộc nối thì data chính là địa chỉ cần đọc ra của BM Khi cần giải toả cuộc nối thì data chính là địa chỉ của 1 kênh bỏ trống, đợc danh định là kênh câm. b) Bộ nhớ điều khiển (CM): Bộ nhớ CM cũng có 2 chu trình ghi, đọc. Trong đó chu trình đọc đợc cung cấp địa chỉ từ bộ đếm, cùng với quá trình đọc của BM khi đọc CM, nội dung chính là địa chỉ để đọc BM nên việc đọc CM cũng tuần tự
Chu trình ghi thì ngẫu nhiên cả về địa chỉ ghi và nội dung ghi Tuỳ theo yêu cầu của cuộc gọi và việc ghi CM hoàn toàn do MP điều khiển. c) Chốt CM: địa chỉ của BM ở chu kỳ đọc đợc CM đa tới chốt và chốt CM cung cÊp cho BM
5 Bo MUX: Sơ đồ khối (hình 11)
Hình 11.Sơ đồ khối Bộ MUX
Mux có nhiệm vụ ghép các kênh số liệu ở đầu vào nối tiếp ra song song Nguyên tắc khi 8 bit/1 kênh dịch ra đầu thanh ghi, thì đợc chốt vào, đồng thời ở tất cả các chốt Chu kỳ sau, thanh ghi dịch tiếp tục dịch số liệu thì các chốt sẽ đẩy toàn bộ số liệu ra BUS.
Tín hiệu A Tín hiệu A n khe thêi gian
Hình 12 Sơ đồ khối bộ DEMUX
DEMUX có nhiệm vụ phân tách các kênh ra các đờng PCM ngợc lại với MUX Theo sơ đồ khối của MUX và DEMUX thì chúng ngợc nhau vị trí của chốt đệm và thanh ghi dịch, đồng thời thanh ghi dịch ở DEMUX dùng là biến đổi song song ra nối tiếp.
- Tại chu kỳ đọc của BM, đa mẫu thông tin ra chốt thì cần chốt số liệu vào, khi các số liệu đã đợc cho qua đến các đờng vào của thanh ghi dịch P/S
4.2.Trờng chuyển mạch T.S: Hình 13 Để tăng dung lợng của tổng đài, trờng chuyển mạch có thể đợc tổng hợp bằng cách dùng mốt kết hợp giữa các tầng T và S
Hình 13 Trờng chuyển mạch TS
Giả sử ghép TS hai tầng, một đờng ghép kênh phát có n khe thời gian đợc thành lập và đa vào một tầng T Nh vậy tầng S cung ứng khả năng nối kết giữa các đờng ghép kênh.
Trong trờng hợp này yêu cầu về bộ nhớ là vừa phải, tuy nhiên độ ứ đã đợc đa vào bộ phận trung tâm chuyển mạch Các tiếp điểm A và B hay C và
D không thể đóng cùng 1 lúc Tơng tự A và C hay B và D cũng không thể đóng cùng1 lúc.
Các thông tin của các chuyến TDM đi tới đợc nữa ở tầng vào cấp T, cần tìm đờng nối trên mạng ở cấp S Điều này bao gồm việc tìm chọn 1 khe thời gian nội bộ đang nối ở phía vào cũng nh ở phía ra trong ma trận không gian Việc tìm chọn đợc thực hiện bởi bộ điều khiển trung tâm Khi tìm đợc khe thời gian rồi ở cấp S, thông tin đợc truyền qua S tới tuyến ra tơng ứng.
Các tầng R ra sẽ chuyển thông tin tới khe thời gian mong muốn Để kết thúc cuộc gọi, bộ điều khiển trung tâm ra lệnh xoá các từ tơng ứng trong các bộ nhớ điều khiển.
Ví dụ: Mạng chuyển mạch T-S-T
Hình 14 Trờng chuyển mạch TST
Giả sử muốn chuyển khe thời gian số 5 ở T in vào khe thời gian số 1 ở
T out 1, thì nó sẽ đợc chuyển qua khe thời gian số 9 của cấp S có ma trận NXN.
Ví dụ mạng chuyển mạch S-T-S
Hình 15 Trờng chuyển mạch STS
Các từ PCM ở lối vào đợc viết vào 1 tế bào nhất định trong chuyển mạch thời gian, tại các khe thời gian đã đợc ấn định Cấp S ở đầu vào sẽ chuyển thông tin vào các khe thời gian rỗi của cấp T, cấp T có nhiệm vụ dịch khe thời gian, còn cấp S ra chọn đờng thông tin tới nơi có nhu cầu. Theo ví dụ trên: giả sử khe thời gian thứ 2 của đờng N muốn chuyển đến khe thời gian thứ 10 của đờng ra T1, thì khi đó S sẽ chuyển thông tin tới, cấp T chỉ việc dịch khe thời gian, cấp S sẽ chọn đờng ra cho tới khe thời gian thứ 10 của đờng ra 1.
So sánh giữa TST và STS
- Độ tin cậy: hai ht có mức độ tin cậy tơng đơng nhau bởi vì khi thiết kế cấu trúc chuyển mạch này bao giờ cũng phải có d độ tin cậy.
- Giá thành: đối với các tổng đài nhỏ có tốc độ bit 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, tốc độ bit thấp hơn thì ngợc lại.
Tổng quan về tổng đài neax 61E
Giới thiệu chung
Với sự phát triển của ngành viễn thông của nớc ta hiện nay sự có mặt của các loại tổng đài trong hệ thống thông tin viễn thông là một điều kiện tất yếu Trong số đó tổng đài NEAX 61 E cũng đã đợc dùng trong mạng lới viễn thông của Việt nam Tổng đài NEAX 61 E là hệ thống điều khiển bằng chơng trình ghi sẵn (SPC), ghép kênh phân chia theo thời gian Hệ thống có dung lợng cao, đợc thiết kế để làm những yêu cầu đa dạng của các ứng dụng trong mạng Do vậy, nó đợc áp dụng các công nghệ về máy tính và điện tử viễn thông mới nh hiện nay Nhờ những ứng dụng mới nhất của công nghệ bán dẫn (LSI, mật độ cao, cấu trúc khối) Nên tổng đài NEAX
61 E có đợc kích thớc nhỏ và có những lợi ích kinh tế hơn những tổng đài trớc đây Những đặc tính nh điều khiển đa xử lý cùng với mạng chuyển mạch hầu nh không bao giờ tắc nghẽn làm cho tổng đài này trở thành một sự lựa chọn tốt nhất cho những hệ thống chuyển mạch hay những hệ thống cần mở rộng.
1.1 ứng dụng và dung lợng
Hệ thống chuyển mạch NEAX61E là một hệ thống rất linh hoạt, nó có thể đợc sử dụng ở nơi đòi hỏi dung lợng cao nh thành phố, vùng đông dân c… thông tin liên lạc là một nhu cầu hay ở nơi có nhu cầu thấp nh vùng ngoại ô, vùng nông thôn Miền núi… thông tin liên lạc là một nhu cầu với cùng một phần cứng và phần mềm Hệ thống chuyển mạch NEAX61E đợc ứng dụng rộng rãi trong mạng viễn thông nh: chuyển mạch quốc tế (INTS –International Switch), chuyển mạch quá giang (MS- Tandem
Switch), chuyển mạch đờng dài (TS- Toll Switch) chuyển mạch địa phơng (LS - Local Switch) kết hợp chuyển mạch đờng dài và chuyển mạch địa ph- ơng (TLS – Toll and Local Switch), đơn vị đờng dây ở xa (RLU- Remote Line Unit), đơn vị chuyển mạch ở xa (RSU- Remote Swiching Unit), nhắn tin Khả năng của hệ thống trong từng ứng dụng trên đợc đa ra ở bảng 1.
Hình 16 Các ứng dụng điển hình của NEAX – 61E ứng dụng đờng dây Lu lợng
Khả năng xử lý (max)
Chuyển mạch khu vực 100 000 lines 27 000 erlangs 1000 000 BHCA Tổng đài vệ tinh 10 000 lines 1000 erlangs 35 000 BHCA
Tập trung thuê bao xa 4000 lines 336 erlangs
Tổng đài quá giang 60 000 circuits 27 000 erlangs 1000 000 BHCA
Tổng đài quốc tế 60 000 circuits 27 000 erlangs 700 000 BHCA
Hệ thống nghiệp vụ trợ giúp lu lợng
Bảng 1- Khả năng ứng dụng của hệ thống chuyển mạch NEAX61E
Kiểu cấu trúc của hệ thống chuyển mạch chia thành những lớp cơ bản (thành các khối lớp) Hệ thống có cấu trúc khối nh vậy tạo ra nhiều khả năng ứng dụng và khả năng tạo dung lợng lớn bằng cách cộng thêm vào các module mà không cần thay đổi cấu hình cơ bản của hệ thống Trong cùng một hệ thống có trang bị sẵn bộ vi xử lý đa năng, vi xử lý chuyên năng, và cấu hình vệ tinh, nhờ vậy cấu hình này tạo ra khả năng hoạt động mềm dẻo tối đa cho tổng đài.
Khi toàn hệ thống đang trong giai đoạn phát triển cha hoàn thiện. Tổng đài NEAX61E biểu hiện rõ ràng rằng nó là hệ thống mới có ba nhân tố quan trọng phù hợp cho tiến trình phát triển.
-Tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ phần cứng
-Cấu hình thay đổi phù hợp khi nâng hệ thống cũ thành các hệ thống tổ hợp.
-Tiến gần mạng ISDN. Để đạt đợc những yêu cầu thì tổng đài phải có những hệ thống điều hành và bảo dỡng tiêu chuẩn Hệ thống tổng đài NEAX61E thể hiện qua cấu trúc hệ thống gồm những module phần cứng và phần mềm độc lập và chuyên dụng Điều khiển tách rời theo hớng phục vụ module chuyên dụng quy chuẩn các giao tiếp giữa hệ thống chuyển mạch và hệ thống xử lý Chính vì vậy mà tổng đài NEAX61E luôn có giá thành hạ, làm việc độc lập, tìm lỗi đơn giản và dễ dàng sửa chữa.
1.3 Các đặc trng cơ bản
Cấu trúc phần cứng của hệ thống đợc chia thành 4 hệ thống chuyên môn hoá:
1 Application SubSystem (Phân hệ ứng dụng )
2 Switching SubSystem (phân hệ chuyển mạch )
3 Processor SubSystem (phân hệ xử lý ).
4 Operation and Maintenance SubSystem (phân hệ khai thác và bảo d- ìng )
Những hệ thống nhỏ này đợc chứa trong những khung khác nhau và khi thay đổi cấu hình thì tổng đài có thể làm việc nh tổng đài local, toll, tổng đài kết hợp toll và local, trạm quốc tế Phần mềm đợc dùng một cách t- ơng tự nhau và chúng cũng đợc đa vào các modun chức năng Những kiểu cấu trúc có hiệu quả cao vì dễ dàng tuỳ theo sự yêu cầu thông tin riêng biệt. Những đặc tính của cấu trúc đa xử lý là:
-Chuyển mạch điều khiển theo chơng trình ghi sẵn SPC
-Kiểu cấu trúc khối trên cơ sở module phần cứng và phần mềm chức năng và giao diện tiêu chuẩn.
-Điều khiển đa xử lý theo phơng thức phân bố với hệ thống dung lợng lớn và phơng thức tập trung cho các hệ thống có dung lợng vừa và nhỏ để đảm bảo hệ thống có độ tin cậy cao.
-Hệ thống chuyển mạch T-S-S-T Mỗi mạng ảo hầu nh không tắc nghẽn có thể chuyển mạch 2.880 kênh thông tin
-Công nghệ tiên tiến mật độ cao VLSI.
-Có các chức năng tự chuẩn đoán tới từng khối trong phần cứng cũng nh từng đờng dây.
-Tự động bảo vệ dữ liệu nhờ cập nhật thờng xuyên dữ liệu vào băng từ và ổ đĩa.
-Phân hệ chuyển mạch và phân hệ ứng dụng riêng biệt với giao diện chuẩn hoá.
-Tổ chức các tuyến, đờng số hiệu xuất cao lên làm sự mất mát tín hiệu trong truyền dẫn giảm xuống ít nhất.
-Cấu hình chuẩn phù hợp với tiêu chuẩn của CCITT
1.3.1 Cấu trúc mạng chuyển mạch
-Hệ thống sử dụng một mạng chuyển mạch đơn trong cấu trúc Buiding Block để tải một lợng lớn với các dung lợng chuyển mạch Một hệ đa xử lý, có thể tạo đợc 22 hệ chuyển mạch nhỏ để cung cấp chức năng chuyển mạch cho 10.000 thuê bao Mỗi mạng chuyển mạch (với cấu hình đa xử lý) có 4 phần, T – S – S - T Sự lựa chọn cấu trúc này cho phép hệ thống có khả năng mở rộng lớn nhất.
1.3.2 Cấu trúc điều khiển hệ thống Đặc điểm lớn nhất của hệ thống trong cấu hình đa xử lý là đợc điều khiển phân bố các chức năng Trong cấu trúc này, đôi khi còn đợc gọi là hệ
3 2 thống cấu trúc đơn, dùng tính năng chia tải hệ thống để đơn giản hoá hệ thống và sử dụng nh các kiểu module Các module làm việc tơng đối độc lập với nhau và liên lạc với nhau qua các giao diện chuẩn để xử lý chức năng chuyển mạch.
Chức năng điều khiển chuyển mạch đợc chia thành các chức năng phụ thuộc vào phần cứng hoặc hệ thống báo hiệu, ví dụ nh chức năng điều khiển mạng và chức năng xử lý báo hiệu Và những chức năng không phụ thuộc ví dụ nh chức năng xử lý logic, điều khiển và phân tích trạng thái cuộc gọi.
Do cấu trúc của hệ thống dạng module và vi xử lý phân bố bằng phần mềm điều khiển hệ thống, làm cho giá thành bộ nhớ và vi xử lý đợc giảm xuống Cấu trúc xử lý phân tán thực hiện đợc dung lợng xử lý lớn nhất. Trong khi vẫn có hệ thống chuyển mạch đáng tin cậy Đồng thời, cấu hình đã xử lý cho phép kích thớc hệ thống đợc phù hợp với mọi nhu cầu mà không lãng phí dung lợng khi cài đặt.
Hơn nữa, tính linh hoạt của phần cứng và phần mềm tạo ra hệ thống dễ dàng mở rộng và sự phát triển để đạt đợc những yêu cầu trong tơng lai.
Hình 17: Sơ đồ khối của chuyển mạch nội hạt
Hình 18: Sơ đồ khối của chuyển mạch đờng dài và quốc tế
Hình 19: Sơ đồ khối chuyển mạch từ xa
ALMC: Alarm Controller RCC: Remote Cetral Controller
CTL: Controller STCC: System Test Console Controller DLSW: Digital Line Switch STCP: System Test Console and Panel DTI: Digital Transmission Interface
SUBLT: Subscriber Line Test (Equipmen)
HOWT: Howlerr Trunk TDNW: Time Division Network LC: Line Circuit TDSW: Time Division Switch
LTE: Line Test Equipment TNG: Tone Generater
MLINK: Maintenance Link TRK: Trunk (Circuit)
Hình 20: Sơ đồ khối tập trung thuê bao xa
Hệ thống bao gồm 4 phân hệ cơ bản
-Phân hệ vận hành và bảo dỡng
Hình 21 là sơ đồ khối của hệ thống đợc phân thành các phân hệ cùng với các khối chức năng chính của những phân hệ này.
Hình 21 Cấu trúc cơ bản của hệ thống NEAX61E
T distant o Office vla Analog Lines
Remote System Interface (See Note)
DLSW: Digital Line Switch MUX: Multilexer
PCM: Pulse Code Modulation PMUX: Primary Code Modulatin TDNW: Time Division Network
Sơ đồ khối phân hệ ứng dụng
Hình 22: Sơ đồ khối phân hệ ứng dụng
Cấu hình phần mềm hệ thống
Tổng đài NEAX61E là hệ thống tổng đài điện tử số điều khiển theo chơng trình ghi sẵn SPC (Stored Program Control) Vì vậy nó sử dụng nhiều chơng trình máy tính trực tiếp khác nhau để đáp ứng tất cả các chức năng tự động của hệ thống Phần mềm của tổng đài đợc viết bằng hai ngôn ngữ máy tính bậc cao hay còn gọi là ngôn ngữ lập trình dành thông tin Những đặc
TASS(ASC)(CSC)(SUPC)ATME
5 0 điểm chính của phần mèm hệ thống tổng đài NEAX61E Xử lý cuộc gọi đa năng và theo thời gian thực.
-Độ ổn định và tính chính xác trong dịch vụ cao
-Mềm dẻo trong quá trình thêm hoặc thay đổi những chức năng
Cấu hình cơ bản của hệ thống đợc chia ra làm 3 vùng và đợc cất giữ trong bộ nhớ hệ thống:
- File dữ liệu của trạm.
- File dữ liệu của thuê bao.
File hệ thống (còn gọi là File chơng trình) chứa các chơng trình để điều khiển chức năng xử lý chuyển mạch Nó bao gồm hai hệ thống: Hệ thống điều hành OS (Operating System), hệ thống ứng dụng (Application System).
Trong hệ thống điều hành OS gồm có:
- Chơng trình điều khiển thực thi.
- Chơng trình xử lý lỗi.
Trong phần mềm ứng dụng bao gồm:
- Chơng trình xử lý cuộc gọi.
Những chơng trình này đợc dùng cho tất cả các loại ttổng đài mà không tính đến cích cỡ hoặc hệ thống ứng dụng Các File và chơng trình này đợc kích hoạt khi hoạt động ở chế độ trực tiếp.
Hệ thống phần mềm trong tổng đài NEAX61E đợc viết bằng hai loại ngôn ngữ máy tính Phần lớn phần mềm sử dụng các ngôn ngữ cao gọi là PL/C đó là một phần nhỏ của PL/1 (Programming Language Communication)
Ngôn ngữ này dễ hiểu, rất có hiệu quả trong các chơng trình bảo dỡng, các chức năng mới có thể thêm hoặc thay đổi một cách dễ dàng Hệ thống điều khiển gồm các giao tiếp và các quá trình xử lý cần đến thời gian đợc viết bằng ngôn ngữ ASSEMBLY, để đảm bảo cho phần mềm của tổng đài có tính mềm dẻo cao nhất.
Tất cả hoạt động của phần mềm hệ thống đợc chia thành những module theo nguyên tắc phân chia chức năng, đó là giao diện phần cứng và vấn đề bảo dỡng Nhng chức năng của các module đợc thiết lập một cách rõ ràng và giảm tới mức thấp nhất sự phụ thuộc giữa các chức năng của các module Nhờ vậy, mà khi thêm vào, sửa chữa, bảo dỡng, kiểm tra mỗi chức năng đợc tiến hành đơn giản hơn.
1.3 Sự độc lập của các module chức năng
Mỗi một module đợc thiết kế nh là một hộp đen chức năng độc lập Nó đợc thiết kế sao cho số lợng cặp Terminal (đầu cuối) đòi hỏi cho việc trao đổi thông tin giữa các module giảm xuống Chính điều này cũng giúp cho quá trình thiết kế, sản xuất và kiểm tra các module một cách độc lập và đơn giản hơn trong việc kiểm tra các cặp module.
File hệ thống bao gồm 2 phần chơng trình chính đó là:
Call Processing Program (xử lý cuộc gọi)
Administration Program (Date Base Control Program) (quản lý và điều khiển Data)
Diagnostic Program (ch ơng trình chuẩn đoán)
Execution Control Program (Ch ơng trình điều khiển thi hành)
Fault Processing Program (ch ơng trình xử lý lỗi) Operating System (hệ thống điều hành)
Hardware (Phần cứng) Software (phÇn mÒm)
To Distance office (đến tổng đài ở xa)
: Hardware Control Order (lệnh điều khiển phần cứng)
: Fault Supervision (giám sát lỗi)
: information Signal between AD và OS (tín hiệu thông tin giữa hệ thống ứng dụng và hệ thống điều hành.) : Sofware Signal (tín hiệu phần mềm) Hình 29: Mối quan hệ giữa các chơng trình hệ thống và hệ thống
Hệ điều hành OS (Operating System) bao gồm những chơng trình đợc thiết kế để điều khiển hoạt động bên trong của phần mềm hệ thống Do hệ thống là: “hệ thống đa xử lý theo thời gian thực” nó có khả năng điều khiển vài mức độ hoạt động bởi việc phân định các mức u tiên cho các chơng trình hoạt động khác nhau.
Hệ điều hành có 3 chơng trình chính:
Chơng trình điều khiển hoạt động thực thi (execution controll)
Chơng trình xử lý lỗi (fault processing)
Chơng trình chuẩn đoán (diagnostic)
2.1.1 Chơng trình điều khiển thực thi
Chơng trình điều khiển thực thi điều khiển thời gian và tính tuần tự của các chơng trình xử lý cuộc gọi , chơng trình chẩn đoán lỗi và chơng trình quản lý bảo dỡng Hệ thống sử dụng phơng thức đa xử lý chia theo thời gian để thực hiện quá trình xử lý cuộc gọi một cách nhanh chóng nhng vẫn đảm bảo hiệu quả Chơng trình điều khiển thực thi quyết định chơng trình này cũng cung cấp những chức năng trợ giúp chung cho hệ điều hành và hệ thống ứng dụng nh:
-Chức năng giao tiếp giữa ngời – máy
-Điều khiển thiết bị vào ra
-Giao tiếp số liệu giữa các modun
-Giao tiếp số liệu giữa các bộ xử lý
Chức năng giao tiếp ngời máy là chức năng cho phép ngời điều hành đa vào các lệnh điều khiển việc kiểm tra hệ thống Đồng thời máy tính sẽ đa ra những dòng thông báo tơng ứng về tình trạng của thiết bị tuỳ theo câu lệnh nhập vào Điều khiển các thiết bị vào ra là chức năng để điều khiển
5 4 hoạt động của băng từ, hoạt động của đĩa từ, các thiết bị bảo dỡng và quản lý cũng nh các thiết bị ngoại vi khác.
2.1.2 Chơng trình xử lý lỗi
Chơng trình này thực hiện dò lỗi của hệ thống và khắc phục lỗi này bằng cách chuyển sang chế độ dự phòng và hoặc nếu là lỗi phần mềm thì tự nạp lại các chơng trình và số liệu từ các thiết bị dự phòng Các lỗi hệ thống đợc phát hiện bằng các tín hiệu quét bảo dỡng MSCN, kiểm tra bit chẵn lẻ và mã điều kiện.
Các lỗi phần cứng trong phần xử lý (processor subsystem) đợc phát hiện nhờ so sánh số liệu nhận từ bộ vi xử lý dự phòng với số liệu từ bộ xử lý đang hoạt động.
Khi chơng trình xử lý lỗi phát hiện ra một lỗi và dẫn tới sự thay đổi cấu hình hệ thống (chuyển đổi AQCTIVE > STANDBY) thì chơng trình chuẩn đoán lỗi sẽ đợc tự động khởi tạo.
Chơng trình này sẽ tự động kiểm tra các thành phần phần cứng của hệ thống và giúp ngời điều hành trong quá trình kiểm tra hệ thống bằng nhân công Tất cả các thành phần thiết bị trong hệ thống đều có thể đợc kiểm tra một cách tự động hay do chính ngời điêù hành.
Quá trình xử lý cuộc gọi
*Khi thuê bao chủ gọi nhấc máy: khi mạch vòng đờng dây LC phát hiện báo hiệu off- hook, chơng trình xử lý cho cuộc gọi trong CLP bắt đầu hoạt động Chơng trình này đọc số liệu thiết bị đờng dây LEN và loại đờng dây LC từ bộ nhớ chính của CLP và bộ nhớ chung CM Một chuyển đổi gốc cuộc gọi sẽ quyết định đấu nối âm tone DT và quyết định bộ thu đa tầnPBOR hay bộ xung số DPOR đợc đấu nối Trạng thái bận/ rỗi của CM sẽ quyết định tuyến nối trong mạng để chọn một đăng ký gốc cuộc gọi và một khe thời gian rỗi giữa thuê bao và mạch DT hoặc PBOR Mạch DT gửi âm mời quay số, giải mã từ số sang tơng tự nh một bộ CODEC trong LC đa tới thuê bao A.
*Thu số/gửi số: sau khi nhận đợc âm mời quay số DT, thuê bao A quay số cần gọi Chơng trình xử lý sẽ huỷ bỏ tuyến đấu nối DT ngay say khi PBOR hoặc DPOR thu đợc chữ số đầu tiên DPOR trong LOC sẽ đếm số xung DP (đối với thuê bao loại DP) còn DPOR đặt trong modul trung kế dịch vụ sẽ thu báo hiệu đa tần (đối với thue bao loại PB) Các chữ số thu đ- ợc sẽ đợc đa tới chơng trình xử lý gọi Bộ nhớ chính trong CLP sẽ ghi lại tất cả các chữ số này Chơng trình phân tích chữ số sẽ nhận dạng đích cuộc gọi nhớ các dữ liệu phiên dịch chữ số trong bộ nhớ chung CM Chơng trình xử lý gọi sau đó sẽ chọn một đầu ra rỗi OGT và chọn bộ gửi số (PBOS và MFOS) Nếu OGT đợc chọn nằm trong mate CLP thì home CLP sẽ yêu cầu một tuyến đầu giữa OGT và DPOS (hc MFOS) tới mate CLP thông qua bus hệ thống CLP sẽ gửi các thuê bao bị gọi tới mate CLP Mate CLP sẽ điều khiển việc thu các chữ số này và phát hiện báo hiệu đa tần (đối với MFOS). Nếu OGT đợc chọn nằm trong cùng CLP thì CLP sẽ điều khiển việc gửi số.
*Chuông: sau khi việc gửi số hoàn thành, mate CLP sẽ yêu cầu một tuyến đấu nối giữa OGT và Juntor Home CLP thiết lập tuyến đấu nối giữa thuê bao A và Junctor Lúc này DPOS (hoặc MFOS) đợc giải phóng Khi cuộc gọi đã đợc kết cuối tại thuê bao bị gọi, office ở xa sẽ gửi âm chuông tới thuê bao bị gọi và âm hồi chuông tới office của thuê bao chủ goị Sau đó hệ thống sẽ ở trạng thái chờ báo hiệu trả lời từ office của thuê bao bị gọi
*Đàm thoại: khi thuê bao bị gọi trả lời, office ở xa sẽ gửi báo hiệu trả lời tới OGT Made CLP đa báo hiệu trả lời này tới home CLP Báo hiệu trả lời này cho phép cuộc đàm thoại bắt đầu.
*Đặt máy: khi phát hiện thuê bao A đặt máy, home CLP sẽ giải toả tuyến nối và các dữ liệu tơng ứng cho cuộc gọi trong bộ nhớ Home CIP gửi yêu cầu giải toả tuyến nối và OGT tới made CLP Mate CLP sẽ giải toả tuyến nối, OGT và các dữ liệu tơng ứng trong bộ nhớ Khi thuê bao bị gọi đặt máy, báo hiệu trả lời ngừng Khi phát hiện đặt máy, mate CLP sẽ báo cáo trạng thái này tới home CLP
Hình 30: Quá trình gửi số ra
Hình 31: Xác định trạng thái nhấc máy và nhân
Hình 32: Quá trình phát chuông và đàm
ứng dụng điển hình
Từ khi tổng đài đợc thiết kế để chuyển mạch theo thời gian, phần ứng dụng của tổng đài đã đợc thiết kế để có thể phục vụ cho nhiều mục đích ứng dụng, trong đó có: Local, Toll kết hợp Toll và Local, Tandem, International hoặc trạm chuyển mạch từ xa Hơn nữa, dung lợng của tổng đài cho phép thích hợp kể cả khi dùng làm trạm chuyển mạch nhỏ, vừa và lớn Sơ đồ trung kế của ứng dụng điển hình đợc trình bày lần lợt theo sơ đồ từ hình 1.2 đến 1.5
Hình 1.2 đa ra sơ đồ trung kế của trạm chuyển mạch khu vực Giao tiếp của hệ thống với các tuyến thuê bao, trung kế tơng tự, với các đờng PCM giữa các trạm chuyển mạch và với trạm chuyển mạch xa Những mạch kiểm tra trung kế cũng đợc đa vào hệ thống
Cấu trú của tổng đài loại này chủ yếu giống hệt nh tổng đài khu vực ngoài việc nó đợc nối với các đờng trung kế tới các trạm khác chứ không thông qua giao tiếp thuê bao Hình 1.3 đa ra sơ đồ về những đặc điểm đặc trng của tổng đài này.
Tổng đài quốc tế có cấu hình tơng tự nh cấu hình của tổng đài Toll. Tuy vậy, những chức năng quản lý và bảo dỡng có thể đợc thêm vào để phù hợp với những đòi hỏi cho việc sử dụng tối u của mạng chuyển mạch quốc tế và tăng độ tin cậy khi hoạt động ở mức độ cao Những chức năng này đợc thực hiện bởi quá trình cài đặt các thiết bị theo khuyến nghị của CCITT. Hình 1.3 là sơ đồ khối chức năng của tổng đài quốc tế.
4 Khối chuyển mạch từ xa
Khối chuyển mạch xa hay dùng để phục vụ cho những thuê bao ở những vùng nông thôn với mức độ tin cậy không kém gì thuê bao nối với tổng đài chủ RSU về cơ bản có 4 phần nh tổng đài chủ Tuy vậy, quá trình quản lý bảo dỡng vẫn đợc thực hiện tại tổng đài chủ thông qua đờng PCM.Trong phần chuyển mạch, RSU có một module chuyển mạch với cấu trúc
T-S-T để thực hiện chức năng chuyển mạch các khe thời gian Một bộ vi xử lý 32 bít loại S6000 có thể điều khiển hoạt động nhiều nhất là 10.000 thuê bao xa.
Hình 1.4 là sơ đồ một RSU
5 Khối tập trung thuê bao xa
Khối RLU là một dạng mở rộng của phần ứng dụng của tổng đài chủ để chia bớt các chức năng điều khiển chung Khối dịch vụ mở rộng này đợc thực hiện hoàn hảo nhờ đợc nối với tổng đài chủ thông qua những đờng PCM Tất cả quá trình xử lý gọi đều đợc thực hiện nhờ vi xử lý của tổng đài chủ Tuy nhiên nếu cần một bộ vi xử lý dự phòng có thể đợc cài đặt để điều khiển khu vực và các cuộc gọi có tính khẩn cấp thậm chí kể cả khi mất sự điều khiển của trạm chủ Khối RLU có thể quản lý 4.000 thuê bao hình 1.5 là sơ đồ khối RLU
Chơng I: Giới thiệu tổng đài Điện thoại kỹ thuật số SPC 2
II Sự phát triển của các tổng đài SPC 2
III Ưu điểm của các tổng đài kỹ thuật số SPC 6
1.2 Các tiện ích thuê bao 7
2 Các u điểm thêm vào của kỹ thuật số 9
2.1 Tốc độ thiết lập cuộc gọi: 9
2.4 Chất lợng của cuộc gọi 11
2.5 Khả năng cung cấp các dịch vụ phi thoại (non - voice services) 12 2.6 Giá cả 12
IV Tổng quan một tổng đài kỹ thuật số SPC 13
Chơng II: Phân hệ chuyển mạch 19
1 Chuyển mạch theo thời gian (T) 19
1.2 Phơng pháp dùng bộ nhớ đệm: 20
1.2.1.Bộ chọn thời gian điều khiển từ phía trớc 21
1.2.2.Bộ chọn thời gian điều khiển từ phía sau: 22
3 Các cấu trúc kết hợp T.S 24
4.1 Trờng chuyển mạch sử dụng một cấp T 25
Chơng III: Tổng quan về tổng đài neax 61E 34
1.1 ứng dụng và dung lợng 34
1.3 Các đặc trng cơ bản 36
1.3.1 Cấu trúc mạng chuyển mạch 38
1.3.2 Cấu trúc điều khiển hệ thống 38
2.1.1 Giao tiếp thuê bao tơng tự: 46
2.1.2 Giao tiếp trung kế tơng tự: 47
