điều khiển trong tổng đài điện tử spc

Để phát hiện các cuộc gọi mới, mỗi đờng dây cần đo thử cứ 300msmột lần.Nh vậy ở một tổng đài có 40.000thuê bao tổng đai điện thoại điện tử dung lợng trung bình thì trong mỗi khoảng thời

môc lôc

Lời nói đầu

Phát triển và hiện đại thông tin đang là yêu cầu bức xúc của

n-ớc ta Để tiến tới phát triển công nghệ thông tin đa dạng, phong phú nổi bật

là mạng số đa dịch vụ ISDV (Intergrated Service Digital Network) Thôngtin số đóng vai trò quan trọng trong mạng viễn thống hiện nay Trong nhữngnăm gần đây cùng với sự phát triển của mạng viễn thông trên thế giới ngành

Bu Chính Viễn Thông Việt Nam Hoà chung với nhịp phát triển của thếgiới, cùng bớc chung trên xa lộ thông tin Trong đó hệ thống chuyển mạch

số đóng vai trò quan trọng trong mạng viễn thông

Trên cơ sở đó, đồ án của em xin đợc đề cập tới các nội dung nh sau:Tổng quan về tổng đài SPC

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Hoàng Mạnh Thắng

Xin cảm ơn khoa Điện tử - Viễn thông trờng đại học Bách Khoa HàNội

Hà Nội, ngày 1 tháng 6 năm 2002 Sinh viên thực hiện

Phí Hoàng Quân

2

phần I

Giới thiệu tổng quan về tổng đài Spc

I-Hệ thống tổng đài số

Khái niệm về tổng đài số

Mạng lới viễn thông đợc thiết lập để chuyển tải các tín hiệu thông tin

từ nới này đến nơi khác Những bộ phận chủ yếu của một mạng lới là cácnút(node), hoặc các trung tâm chuyển mạch và các đờng truyền dẫn Tínhphức tạp của một mạng viễn thông là ở nhiệm vụ truyền tải một khối lợnglớn của lu thoại viễn thông trên một số các nút mạng và một số các đờngtruyền dẫn Vì vậy, các mạng viễn thông đã thay đổi từ chỗ cực kỳ đơn giản

đến mức độ vô cùng phức tạp Chức năng quan trọng nhất của mạng viễnthông là cung cấp dịch vụ điện thoại Cho nên, khi đề cập đến mạng viễnthông với các trung tâm chuyển mạch(các tổng đài) và các tuyến truyền dẫncũng xem nh đề cập đến mạng điện thoại nói chung với các loại hình dịch

vụ của nó

Mạng điện thoại cung cấp các phơng tiện cho thông tin tiếng nói nh từkhi nó mới xuất hiện, cách đây hàng trăm năm với các mạng nội bộ nhỏ.Ngày nay mạng điện thoại đã phát triển mạnh mẽ cùng với sự phát triển củakhoa học kỹ thuật và công nghệ Các mạng nội bộ đã trở thành mạng quốcgia và đã hình thành mạng quốc gia liên kết để cung cấp dịch vụ trên toànthế giới Mạng viễn thông quốc tế cho phép kết nối 2 thuê bao bất kỳ trênthế giới với nhau và cung cấp đợc nhiều dịch vụ với tiêu chuẩn tơng thíchcao

Các trung tâm chuyển mạch tổng đài điện thoại-là các nút của mạng

l-ới viễn thông, chúng làm nhiệm vụ chuyển mạch- kết nối các cuộc gọi chocác thuê bao trên mạng Do nhu cầu ngày càng lớn về chất lợng, dịch vụ vàdung lợng của mạng, nên các trung tâm chuyển mạch cũng đợc mở rộng vàphát triển để đáp ứng cho những nhu cầu đo Ngày nay các hệ thống tổng

đài điện thoại số đã dần thay thế cho các tổng đài cũ, mở ra một thời kỹ mớicho các ứng dụng dịch vụ viễn thông vào cuộc sống

Một tổng đài điện thoại hiện đại, với việc ứng dụng công nghệ chuyểnmạch số, đã tạo nên sự tác động chủ yếu vào mạng viễn thông thế giới, đemlại nhiều lợi thế về đặc trng kỹ thuật và nhiều lợi ích về kinh tế

Ngoài ra, tổng đài điện tử số đợc xây dựng từ sự kết hợp giữa côngnghệ máy tính, công nghệ điện tử với kỹ thuạt hiện điện thoại, cho nên, vềmặt công nghệ và kỹ thuật ứng dụng cho các tổng đài điện thoại số cũngkhông ngừng phát triển

Sự phát triển này đợc thúc đẩy bởi mong muốn cải thiện chất lợng,tăng cờng khả năng duy trì hoạt động, tính mềm dẻo và giảm giá thành của

hệ thống tổng đài nhờ việc khai thác những u điểm nổi bật trong sự tiến hoánhanh chóng của các công nghệ điện tử và máy tính.

ứng dụng trứơc tiên của các thiết bị điện tử và tổng đài số là tronglĩnh vực chuyển mạch số và điều khiển Trong các hệ thống tổng đài mới đã

sử dụng những ma trận chuyển mạch bán dẫn số, dung lợng lớn tốc độ cao.Các giao tiếp đờng dây thuê bao với khả năng kiểm soát điện áp cao vàdòng chuông lớn cũng đợc sử dụng bằng những linh kiện bán dẫn Hệ thống

điều khiển của tổng đài là sự kết hợp những mức độ khác nhau của côngnghệ điều khiển máy tính Các chíp vi xử lý đã đợc sử dụng trong hệ thống

điều khiẻn tổng đài và cả hệ thống hoạt động theo một chơng trình lu trữsẵn(SPC) Nh vậy, trong một số tổng đài số đã đợc sử dụng vào quá trình

điều khiển này tạo nên tính mềm dẻo cao cho cho cấu trúc phần cứng cũng

nh cho hoạt động của tổng đài Nhờ tính mềm dẻo cao mà tổng đài điện tử

số có khả năng biến đổi tình trạng của thiết bị bằng việc thay đổi giữ liệu để

đáp ứng một cách nhanh chóng những điều kiện thực tế của mạng lói chẳnghạn nh, phơng án định tiến có thể thay đổi để các cuộc gọi chọn tuyến vòngtránh đợc nghẽn mạch trong mạng lới Mặt khác, tính mềm dẻo cao củatổng đài còn là khả năng để các tổng đài đã đợc thiết lập có thể đợc mởrộng mà không làm ngng trệ sự phục vụ Điều này cho phép những phơngtiện và năng lực công nghệ mới không đợc biết hoặc không đợc xác địnhtrớc có thể đợc đa vào sử dụng trong đời của một hệ thống tổng đài Một vài

sự nâng cấp đó có thể đạt đợc một cách đơn thuần bằng sự kết hợp phầnmềm mới,một số sự nâng cấp khác lại có thể đạt đợc bằng việc thêm vàonhững phần cứng mới

Về cơ bản tổng đài số gồm một mạng chuyển mạch, thiết bị báo hiệu

số SPC (SPC-Digital Telephone Exchange)

Trong một số tổng đài điện thoại số SPC Một máy tính đợc sử dụnglàm bộ điều khiển và việc vận hành chuyển mạch đợc thực hiện bằng chơngtrình và số liệu lu trong bộ nhớ.

Với sự tiến bộ của công nghệ bán dẫn, các chức năng của tổng đài

điện thoại số SPC đã đợc phát triển và bộ điều khiển đợc chế tạo gọn hơn vàhiện nay nó hoạt động với tốc độ rất cao Tuy nhiên, theo yêu cầu phát triển

đa dạng các dịch vụ, chơng trình tổng đài cũng ngày càng trở nên lớn hơn

đến tổng đài điện thoại số là nói đến tổng đài điện thoại số SPC Do đótrong phần tổng quan về hệ thống chuyển mạch này cũng chỉ đề cập đếntổng đài điện thoại số SPC

Cấu hình này gồm có: Phân hệ điều khiển trung tâm(Phân hệ CP),phân hệ chuyển mạch nhóm (phân hệ SP), các tầng giao tiếp đầu cuối thuêbao- trung kế và các thiết bị đồng bộ mạng

II-tổng quan về tổng đài spc

II-I Đặc điểm của tổng đài SPC

ở các tổng đài làm việc theo nguyên lý điều khiển theo các chơng trìnhghi sẵn (Stored Program Controled SPC)Ngời ta sử dụng các bộ sử lý giống

nh các máy tính để điều khiển hoạt động của tổng đài Tất cả các chức năng

điều khiển đợc đặc trng bởi một loạt các lệnh đã ghi sẵn ở trong các bộ nhớ.Ngoài ra các số liệu trực thuộc tổng đài nh các số liệu thuê bao, cácbảng phiên dịch địa chỉ, các thông tin về tạo tuyến, tính cớc, thốngkê, cũng đợc ghi sẵn trong các bộ nhớ số liệu.Qua mỗi bớc sử lý gọi sẽnhận đợc một sự quyết định tơng ứng với mỗi loại nghiệp vụ đó.Nguyên lýchuyển mạch nh vậy gọi là chuyến mạch điều khiển theo chơng trình ghisẵn SPC

Chuyển mạch thời gian

Thiết bị báo

hiệu

SPC

Thiết bị báohiệu

Các chơng trình và số liệu ghi trong các bộ nhớ có thể thay đổi đợc khicần thay đổi nguyên tắc điều khiển hay tính năng của hệ thống.Nhờ vậy ng-

ời quản lý có thể linh hoạt trong quá trình điều hành tổng đài

Nh ta đã biết máy tính hay bộ sử lý số có năng lực sử lý hàng chụcngàn tới hàng triệu lệnh mỗi giây.Vì vậy khi ta sử dụng nó vào chức năng

điều khiển tổng đài thì ngoài công việc điều khiển chức năng chuyển mạchthì cùng một bộ sử lý có thể điều hành các chức năng khác.Vì các chơngtrình điều khiển và số liệu ghi trong các bộ nhớ có thể thay đổi dễ dàng,mang tính tức thời nên công việc điều hành để đáp ứng các nhu cầu củathuê bao trở nên dễ dàng cả công việc đa vào dịch vụ mới cho thuê bao vàthay đổi các dịch vụ cũ đều dễ dàng thực hiện thông qua các lệnh trao đổingời máy.Chẳng hạn nh cần khôi phục lại nghiệp vụ cho thuê bao quá hạnthanh toán cớc hoặc thay đổi từ phơng thức chọn số đa tần ta chỉ việc đa vào

hồ sơ thuê bao các số liệu thích hợp thông qua các thiết bị vào ra dùng bànphím

Khả năng điều hành để đáp ứng nhanh và có hiệu quả đối với các yêucầu của thuê bao đã thực sự trở nên quan trọng trong hiện tại và tơnglai.Tổng đài điện tử SPC đáp ứng đầy đủ yêu cầu này ở một số dịch vụ đặcbiệt thuê bao có thể thực hiện đợc bằng các thao tác từ máy thuê bao nh yêucầu gọi chuyển chon số địa chỉ ngắn báo thức

Công tác điều hành và bảo dỡng cụm tổng đài SPC trong một vùngmạng rất quan trọng.Nhờ có trung tâm điều hành và bảo dỡng đợc trang bịcác thiết bị trao đổi ngời máy cũng với hệ thống sử lý mà công việc này đợcthực hiện dễ dàng Ngoài công việc điều hành và bảo dỡng các tổng đài.Trung tâm này còn bao quát cả các công việc quản lý mạng nh lu lợng cáctuyến và và sử lý đờng vòng Tại đây cũng nhận đợc các thông tin về cớc,hỏng hóc, sự cố, từ các tổng đài khu vực cũng từ đây các phép đo kiểmcũng đợc thực hiện tại các tổng đài nhờ phát đi các lệnh Tơng tự nh vậynhững sự thay đổi về dịch vụ cũng có thể đợc tạo ra nhờ các trung tâm sử lýtín hiệu này Nhờ vậy công tác điều hành mạng lới trở nên có hiệu quả hơn.Vì các bộ sử lý có khả năng hoàn thành các công việc ở tốc độ rất caonên nó có đủ thời gian để chạy các chơng trình th vòng để phát hiện rỗi tự

động.Vì vậy không cần chi phí thời gian và nhân lực phục vụ các phép đothử này

II-2 Xu hớng sử dụng các bộ sử lý

II-2-1 Điều khiển tập trung

ở một số tổng đài SPC tất cả các thiết bị điều khiển có thể thay thếbằng một bộ xử lý.Vì vậy bộ xử lý này phải có công suất đủ lớn để nó cóthể xử lý hàng trăm cuộc gọi trong một giây, ngoài ra nó phải hoàn thànhcác công việc điều hành và bảo dỡng khác, từ đó việc tập trung hóa hoàntoàn chức năng điều khiển cũng có nhợc điểm vì phần mềm của bộ sử lýtrung tâm rất cồng kềnh phức tạp và khó có độ tin cậy cao Hơn nữa nó

6

không thể đảm bảo độ an toàn cho hệ thống sẽ bị ảnh hởng lớn khi bộ sử lýxảy ra sự cố.Điều hạn chế này có thể đợc khắc phục nhờ phơng thức điềukhiển phân tán.

II-2-2.Điều khiển phân tán.

ở phơng thức điều khiển phân tán một số chức năng sử lý gọi nh đo thử

đờng dây thuê bao phân phối báo hiệu.Điều khiển đầu nối có thể giao chocác bộ xử lý ngoại vi có một nhiệm vụ riêng và thờng đợc điều khiển bởi bộ

xử lý trung tâm.Vì các bộ xử lý ngoại vi chỉ thực hiện một chức năng nêncác chơng trình của nó đơn giản và ít ảnh hởng từ các nhân tố khác hơn sovới khi nó nằm ở bộ sử lý trung tâm.Vì vậy các bộ nhớ chơng trình có liênquan không cần thay đổi (Có thể sử dụng các bộ nhớ ROM)

Thêm vào đó phơng thức điều khiển phân tán cũng dễ dàng tạo ra hệthống theo kiểu cấu trúc module Cấu trúc này tạo điều kiện dễ dàng pháttriển dung lợng hệ thống

Phần II:

nguyên lý cấu tạo tổng đài SPC

II-1: Sơ đồ cấu tạo

Tuy có khác nhau nhiều giữa các tổng đài điện tử hiện đang sử dụngtrên thế giới.Nhng tất cả các hệ thống đều giống nhau, về cơ cấu phân bốcác khối chức năng Sơ đồ khối đơn giản của một tổng đài SPC nh mô tả ởhình

-Thiết bị kết cuối: bao gồm các mạch điện thuê bao, mạch trung kế,thiết bị tập trung và sử lý tín hiệu

-Thiết bị chuyển mạch: bao gồm các tầng chuyển mạch thời giankhông gian hoặc ghép hợp

-Thiết bị ngoại vi và kênh riêng hợp thành thiết bị ngoại vi báo hiệukênh chung để xử lý thông tin báo hiệu liên tổng đài theo mạng lới báo hiệukênh chung.Còn thiết bị báo hiệu kênh riêng để xử lý thông tin báo hiệukênh riêng

-Ngoại vi chuyển mạch các thiết bị phân phối báo hiệu, thiết bị dò thử,thiết bị điều khiển nối hợp thành thiết bị ngoại vi chuyển mạch.Đây là thiết

bị ngoại vi cho hệ thống điều khiển

-Thiết bị điều khiển trung tâm:Bộ xử lý trung tâm cùng với các bộ nhớcủa nó tạo thành bộ điều khiển trung tâm

-Thiết bị trao đổi ngời máy là các loại máy hiện hình có bàn phím,máy in để trao đổi thông tin vào ra, và ghi lại các bản tin cần thiết phục vụcông tác điều hành và bảo dỡng tổng đài

Ngoài ra ở các tổng đài khu vực của mạng công cộng, các tổng đàichuyển tiếp quá giang và các tổng đài của quốc tế còn có các khối chứcnăng khác, thống kê, đồng bộ mang, trung tâm xử lý tin, thiết bị giao tiếpthuê bao xa

II-2.Nhiệm vụ của các khối chức năng.

II-2-1.thiết bị đầu cuối gồm các mạch kết cuối thuê bao, kết cuối chung

kế tơng tự và kết cuối chung kế số.

Khối mạch kết cuối thuê bao gồm:

-Mạch điện đờng dây thuê bao làm nhiệm vụ Borsht.Tức là nhiệm cấpnguồn cho đờng dây thuê bao (battery)bảo vệ quá áp cho thiết bị (overvoltage protection)cấp tín hiệu chuông(Ring), giám sát trạng

-Khối mạch tập trung thuê bao để làm vi tập trung tải cho nhóm đờngthuê bao Có thể sử dụng mạch tập chung tơng tự hoặc mạch tập trung số(cho các tổng đài số )

Ngoài ra, ở các tổng đài số mạch điện thuê bao còn làm nhiệm vụ biến

đổi qua lại A-D (analog-Digital)cho tín hiệu tiếng nói

ở khối mạch kết cuối thuê bao còn đợc trang bị các mạch điện nghiệp

vụ nh mạch phối hợp báo hiệu, mạch thu phát xung địa chỉ ở dạng mã thậpphân và đa tần.Các loại mã địa chỉ này đợc tập chung và xử lý ở một số bộthu phát mà dùng chung cho một nhóm thuê bao để tăng hiệu quả kinh tế

Mạch điện đờng dây Thiết bị kết cuối

Thiết

bị báo hiệu phân phối

Thiết

bị dò thử

Thiết

bị điều khiển

đầu nốiThiết bị trao

Các bộ nhớA-D

A-D

Hình 3:Sơ đồ khối tổng Đài Spc

Khối mạch kết cuối trung kế tơng tự.Khối mạch này chứa các mạch

điện trung kế dùng cho các cuộc gọi ra.Gọi vào và gọi chuyển tiếp chúnglàm các nhiệm vụ cấp nguồn, giám sát cuộc gọi,phối hợp baó hiệu.Khốimạch này không làm nhiệm vụ tập trung tải nhng thực hiện biến đổi A-D ởcác tổng đài số

Khối mạch kết cuối chung kế số

Nhiệm vụ cơ bản của khối mạch này là thực hiện các chức năngGazpacho,bao gồm:

-Tạo khung (Gerieration of Frame)tức là nhận dạng tín đồng bộ khung

để phân biệt từng khung của tuyến số liệu PCM đa từ tổng đài khác tới.-Đồng bộ khung (Aligment of frame)để xắp xếp khung số liệu mớiphù hợp với hệ thống PCM

-Nếu dây bít “0”:vì dây tín hiệu PCM có nhiều quãng chứa nhiều bít

“0”sẽ khó phục hồi tín hiệu đồng bộ ở phía thu nên nhiệm vụ này là thựchiện nên các quãng tín hiệu có nhiều bít “0”liên tiếp ở phía phát

-Đảo định cực(Polar conversion):Nhiệm vụ này nhằm biến đổi dây tínhiệu đơn cực từ hệ thống đa ra thành dãy tín hiệu lỡng cực trên đờng dây vàngợc lại

-Xử lý cảnh báo (alarm processing)

Để xử lý cảnh báo từ đờng chuyền PCM

-Phục hồi dãy xung nhịp (clock recovery)

Nhiệm vụ này thực hiện phục hồi dãy xung nhịp từ dãy tín hiệu thu.-Tách thông tin đồng bộ (Hunt during reframe)

Nhiệm vụ này thực hiện tách thông tin đồng bộ từ tín hiệu thu

-Báo hiệu (office signalling)

Nhiệm vụ này thực hiện chức năng giao tiếp báo hiệu để phối hợp cácloại báo hiệu giữa tổng đài đang xem xét và các tổng đài khác qua các đờngtrung kế

Trên cơ sở tuyến nối đã thiết lập, thiết bị chuyển mạch thực hiệntruyền dẫn tín hiệu tiếng nói và tín hiệu báo hiệu giữa các thuê bao với độtin cậy và chính xác cần thiết.

Có 2 loại hệ thống chuyển mạch

a-Hệ thống chuyển mạch tơng tự

Loại chuyển mạch này đợc chia thành 2 loại:

-Phơng thức chuyển mạch không gian (space division switchingmode) ở phơng thức chuyển mạch này đối với một cuộc gọi một tuyến vật

lý đợc thiết lập giữa đầu vào và đầu ra của trờng chuyển mạch.Tuyến này làriêng biệt cho mỗi cuộc nối và duy trì trong suốt thời gian tiến hành cuộcgọi Các tuyến nối cho các cuộc gọi là độc lập với nhau Ngay sau khi mộttuyến nối đợc đấu nối, các tín hiệu đợc trao đổi giữa hai thuê bao

Trờng chuyển mạch theo phơng thức này có thể sử dụng tiếp điểm điện

tử hay cơ điện nh loại rơ le ống kính (Gekin)hoặc bộ nối dây ngang dọckiểu mini

-Phơng thức chuyển mạch thời gian

Phơng thức chuyển mạch này còn gọi là chuyển mạch PAM(Pulseamplutude modielation),tức là chuyển mạch theo phơng thức điều biênxung

b-Hệ thống chuyển mạch số (digital switching)

Phơng thức chuyển mạch này còn gọi là chuyển mạch PCM(pulse codemodulation).Đây cũng là một loại của của phơng thức chuyển mạch thờigian.ở hệ thống chuyển mạch loại này một tuyến vật lý đợc sử dụng chungcho một số cuộc gọi trên cơ sở phân chia theo thời gian xử dụng nó Mỗicuộc gọi đợc sử dụng tuyến này trong một khoảng thời gian xác định vàtheo chu kỳ với một tốc độ lặp thích hợp Đối với tín hiệu thoại tốc độ lặp là

mỗi lần chuyển đi gọi là một mẫu và đợc mã hóa theo phơng thức PCM.Một tuyến nối vật lý có thể đợc ghép một số mẫu tiếng nói của nhiều cuộcgọi để tạo đờng dẫn cho đồng thời nhiều tuyến tiếng nói Tín hiệu PCMthích hợp cho tất cả truyền dẫn lẫn chuyển mạch

II-2-3 Bộ điều khiển trung tâm

Bộ điều khiển trung tâm gồm một bộ xử lý có công suất lớn cùng các

bộ nhớ trực thuộc.Bộ xử lý này đợc thiết kế tối u để xử lý gọi và các côngviệc liên quan trong một tổng đài Nó phải hoàn thành các nhiệm vụ kịpthời hay còn gọi là xử lý thời gian thực hiện các công việc nh

-Nhập xung hay mã chọn số (các chữ số địa chỉ)

-Chuyển các tín hiệu địa chỉ đi ở các trờng chuyển tiếp gọi

-Trao đổi các loại báo hiệu cho thuê bao hay tổng đài khác

10

-Phiên dịch và tạo tuyến qua trờng chuyển mạch

Sơ đồ khối một bộ xử lý chuyển mạch tổng quát nh mô tả ở hình 4

Đơn vị xử lý trung tâm là một bộ xử lý hay vi xử lý tốc độ cao và cócông suất xử lý tùy thuộc vào vị trí xử lý chuyển mạch của nó Nó làmnhiệm vụ điều khiển thao tác của thiết bị chuyển mạch

Bộ nhớ chơng trình để ghi lại các chơng trình điều khiển các thao tácchuyển mạch.Các chơng trình này đợc gọi ra và xử lý cùng với các số liệucần thiết

Bộ nhớ số liệu để ghi lại tạm thời các các số lệu cần thiết trong quátrình sử lý các cuộc gọi nh các chữ số địa chỉ thuê bao Trạng thái bận, rỗicủa các đờng dây thuê bao hay trung kế

Bộ nhớ phiên dịch chứa các thông tin về loại đờng dây thuê bao chủgọi và bị gọi, mã tạo tuyến, thông tin cớc

Bộ nhớ số liệu là bộ nhớ tạm thời còn các bộ nhớ chơng trình và phiêndịch là các bộ nhớ bán cố định

Số liệu hay chơng trình trong các bộ nhớ bán cố định không thay đổitrong qúa trình sử lý cuộc gọi Còn thông tin ghi ở bộ nhớ tạm thời (nhớ sốliệu )thay đổi liên tục từ lúc bắt đầu tời lúc kết thúc cuộc gọi

II-2-4.Thiết bị ngoại vi chuyển mạch

Các thiết bị đo thủ trạng thái đờng dây thuê bao và trung kế, thiết bịphân phối báo hiệu, thiết bị điều khiển đầu nối tạo thành thiết bị ngoại vichuyển mạch

Ta đã biết thiết bị sử lý trung tâm làm việc với tốc độ rất nhanh mỗi

Bộ nhớ chơng

Thiết bị phối hợp

Bộ xử lý trung tâm

thao tác cần tới vài às(Đối với trờng chuyển mạch kiểu tơng tự).Vì vậy cầnphải có thiết bị ngoại vi để làm nhiệm vụ phối hợp thao tác giữa 2 bộ phận

có tốc độ làm việc khác nhau để nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị điềukhiển trung tâm.Ngoài nhiệm vụ đệm tốc độ nó còn có chức năng biến đổitín hiệu điều khiển ở dạng các tổ hợp logic ở đầu ra bộ xử lý sang dạng tínhiệu điện phù hợp để điều khiển động tác các rơle, tiếp điểm chuyển mạchhoặc các cổng logic

-Thiết bị dò thử trạng thái đờng dây(Scanner)

Nhiệm vụ của thiết bị này là phát hiện và thông báo cho bộ xử lý trungtâm tất cả các biến cố báo hiệu và cac tín hiệu trên đờng dây thuê bao vàtrung kế đấu nối tới tổng đài Các tín hiệu này có thể liên tục hoặc rời rạc.Ta

có thể chia các thiết bị đo thử này thành 2 nhóm

+Thiết bị giành riêng cho từng nhóm đờng thuê bao và trung kế

+Thiết bị dùng chung nh thiết bị thu phát hiện chon số, thiết bị thuphát tín hiệu báo hiệu liên tổng đài

ở các tổng đài điện tử có cấu trúc module các thiết bị ngoại vi này ờng có cấu trúc module và đợc điều khiển trực tiếp bởi các bộ xử lý ngoại vi

th-ở cấp thấp của hệ thống điều khiển có công suất và tốc độ làm việc thấphơn.Các bộ xử lý của thiết bị ngoại vi chịu sự điều khiển của bộ xử lý trungtâm

Tốc độ quét đo thử trạng thái đờng dây thuê bao hay trung kế phụthuộc vào tốc độ tối đa mà mà các biến cố hay tín hiệu xuất hiện.Chẳng hạntrên các đờng dây thuê bao, với tín hiệu xung thập phân có tỷ số xung thậpphân có tỷ số xung 1/2 thì độ tin cậy và chính xác cần thiết để nhận dạng tấtcả các xung có đợc khi chu kỳ quét là 10ms.Trong khi đó các loại tín hiệuliên tục nh tín hiệu nhấc máy, tín hiệu dặt máy trên các đờng dây có thờng

là vài trăm ms.Với các loại tín hiệu này độ chính xác nh trên là không cầnthiết

Để phát hiện các cuộc gọi mới, mỗi đờng dây cần đo thử cứ 300msmột lần.Nh vậy ở một tổng đài có 40.000thuê bao (tổng đai điện thoại điện

tử dung lợng trung bình thì trong mỗi khoảng thời gian 300ms đó cần có

5000 lệnh đo thủ ( nếu ghép nhóm 8)

-Thiết bị phân phối báo hiệu (Distributor)

Thiết bị này là tầng đệm giữa bộ xử lý trung tâm có công suất tín hiệu

điều khiển nhỏ nhng tốc độ cao và các mạch tín hiệu đờng dây có côngsuất lớn nhng tốc độ thấp.Đây cũng cũng là một thiết bị ngoại vi có cả đơn

vị phần cứng và mềm bao gồm cấp xử lý ngoại vi.Nó có nhiệm vụ điềukhiển thao tác hay phục hồi các rơle cung cấp các dang tín hiệu ở mạch đ-ờng dây hay nạch nghiệp vụ dới sự điều khiển của bộ xử lý trung tâm

-Thiết bị điều khiển đầu nối (marker)

12

Thiết bị điều khiển đầu nối làm nhiệm vụ chuyển giao các lệnh thiếtlập và giải phong các tuyến vật lý qua trờng chuyển mạch từ bộ xử lý trungtâm.Các tuyến vật lý này chỉ đợc thiết lập hay giải phóng khi đã đợc chuẩn

bị sẵn trong bộ nhớ của bộ xử lý trung tâm trờng hợp này đóng vai trò là bộ

xử lý chuyển mạch hoặc bộ xử lý điều khiển liên lạc.Thông tin tạo tuyếngọi trong các bộ nhớ đợc lu cho tới khi tuyến nối đợc giải phóng, cuộc gọi

II-2-5.Thiết bị ngọai vi báo hiệu

Trong mạng điện thoại hiện nay ở hầu hết các quốc gia có nhiều hệthống tổng đài khác nhau với các thế hệ chuyển mạch khác nhau nh các hệthống chuyển mạch nhân công, các hệ thống chuyển mạch từng nấc,các hệthống ngang dọc, điện tử tơng tự điện tử số Mỗi loại có hệ thống báo hiệuriêng.Vì vậy một tổng đài điện tử nào đó trong mạng phải phối hợp đợc vớicác loại tổng đài khác trong mạng, trong đó vấn đề phối hợp báo hiệu làquan trọng nhất

Đầu tiên tất cả các loại tín hiệu báo hiệu giữa các tổng đài tự động ởdạng một chiều hay mã thập phân.ở dạng này các chữ số địa chỉ thuê bao đ-

ợc truyền đi ở dang chuỗi, mỗi chuỗi đại diện cho một chữ số và có từ 1 tới

10 xung.Để tăng tốc độ thiết lập tuyến nối và cải thiện độ tin cậy của hệthống thông tin ngời ta đã đa vào sử dung hệ thống tín hiệu đa tần ở dạngcác tổ hợp áp chế.ở hệ thống này mỗi tín hiệu báo hiệu là một tổ hợp của 2trong một nhóm có 5 hay6 tần số.Cả 2 phơng thức báo hiệu vừa nêu(mãthập phân hay đa tần )Thì tín hiệu điều khiển phục vụ một cuộc gọi đợctruyền đi theo kênh dùng chung để truyền dẫn tín hiệu tiếng nói giữa cáctổng đài.Nói cách khác là cả 2 loại tín hiệu báo hiệu này đợc truyền theokênh gắn liền với kênh truyền tiếng nói cho cuộc gọi đó, loại hệ thống báohiệu này gọi là hệ thống báo hiệu kênh riêng làm nhiệm vụ xử lý và phốihợp các các loại báo hiệu kiểu này từ tổng đài

Hiện nay ngoài các hệ thống báo hiệu kênh riêng nh đã nêu trên ngời

ta còn sử dụng hệ thống báo hiệu kênh chung ở hệ thống này tất cả cácthông tin báo hiệu cho tất cả các cuộc gọi giữa 2 tổng đài nào đó đợc truyền

đi theo một tuyến báo hiệu độc lập với các mạch điện truyền tín hiệu tiếngnói liên tổng đài.ở phơng thức báo hiệu này tốc độ truyền thông tin báo hiệucao hơn nhiều so với phơng thức báo hiệu kênh riêng.Điều này dẵn tới tốc

độ thiết lập nối nhanh hơn , có thể đa vào nhiều dịch vụ nâng cao cho thuêbao.Ngoài ra với phơng thức này có thể hợp nhất các dạng thông tin báohiệu để xử lý gọi với các dạng thông tin báo hiệu để xử lý gọi với các dạngthông tin điều hành và bảo dỡng kỹ thuật cho toàn mạng lới nên hiệu quả sửdụng kênh và các thiết bị báo hiệu đớc nâng cao

Thiết bị báo hiệu kênh chung đóng vai trò phối hợp và xử lý các loạibáo hiệu trên mạng báo hiệu cho các mục đích điều khiển đã nêu trên trongtổng đài.

II-2-6 Thiết bị trao đổi ngời-máy

ở tất cả tổng đài điện tử SPC ngời ta xử dụng thiết bị trao đổi ngời máy

để điều hành,quản lý và bảo dỡng tổng đài trong quá trình khai thác.Cácthiết bị này bao gồm các thiết bị Display có bàn phím điều khiển,các máy

in tự động(Teleprinter), các thiết bị đo thử đờng dây và máy thuê bao Chúng đợc dùng để đa các lệnh quản lý và bảo dỡng vào thiết bị xử lý thaotác và bảo dỡng của tổng đài(Trờng hợp này có thể bộ xử lý trung tâm đảmnhiệm cả chức năng chuyển mạch và chức năng này, hoặc 2 bộ xử lý riêngnhng cùng phân cấp điều khiển)

Các lệnh này đợc thực thi và kết quả đợc đa tù hệ thống xử lý ra, hiệntrên màn hình và in ra giấy trong trờng hợp cần thiết Ngoài ra hệ thống nàycòn tự động chuyển các loại thông tin về trạng thái làm việc của các thiết bịcủa tổng đài hoặc các thông tin cảnh báo hệ thống và hiển thị để thông baokịp thời cho ngời quản lý biết trạng thái của thiết bị

Ngoài các việc nêu trên, ở các tổng đài SPC trung tâm còn có thiết bịngoại vi nhớ số liệu.Thiết bị này bao gồm các khối điều khiển băng từ và

đĩa từ.Chúng có tốc độ làm việc cao, dung lợng nhớ lớn và dùng để nạpphần mềm vào các loại bộ nhớ của bộ xử lý, ghi cá thông tin cớc, thốngkê

Tóm lại các tổng đài điên tử hiện nay đều làm việc theo nguyên lý điềukhiển theo trơng trình ghi sẵn(SPC).Tất cả các chức năng xử lý gọi đợc thựchiện trên cơ sở các chơng trình ghi sẵn đã đợc thiết kế trớc và đợc lu trữtrong các bộ nhớ của bộ xử lý trung tâm và ngoại vi.Thời kỳ tiền khởi củatổng đài điện tử SPC đợc thiết kế theo kiểu một bộ xử lý.Sau này ngời ta sảnxuất các tổng đài điện tử theo kiểu module và có nhiều cấp xử lý.Với cấutrúc nh vậy tổng đài có thể dễ dàng đợc mở rộng dung lợng và nâng cao đợc

độ an toàn của hệ thống và hệu quả sử dụng các bộ xử lý cũng cao hơn.Các

số của các kênh tiếng nói đợc ghép theo thời gian vào một đờng truyền dẫnchung khi truyền dẫn qua hệ thống chuyển mạch

14

Để đấu nối 2 thuê bao với nhau cần phải trao đổi khe thời gian của 2mẫu tiếng nói.Các mẫu này có thể ở trên cùng một tuyến PCM khác nhau

và đã đợc số hóa ( Mã hóa theo phơng thức PCM).Có 2 phơng pháp thựchiện chuyển mạch các tổ hợp mã này theo 2 hớng, đó là chuyển mạch thờigian và không gian.Hệ thống chuyển mạch thời gian (Time divisionmultiplex digital switehingsystem)có tên gọi đầy đủ là hệ thống chuyểnmạch số ghép kênh theo thời gian.Ngời ta thờng gọi tắt là chuyển mạch thờigian số.Sau đây ta sẽ thảo luận nguyên lý chung của phơng thức chuyểnmạch thời gian và không gian.Một thiết bị trờng chuyển mạch số thực tế th-ờng bao gồm cả phơng thức chuyển mạch thời gian và không gian.Chúng ta

sẽ xem xét phơng thức ghép hợp này

Nói chung, một hệ thống chuyển mạch số phục vụ một số nguồn tínhiệu đã đợc ghép kênh theo thời gian.Các kênh tín hiệu PCM này đợctruyền dẫn trên các tuyến dẫn PCM.Trên các tuyến dẫn PCM chúng đã tải

đi nhiều kênh thông tin (Tiếng nói hoặc báo hiệu )và các kênh này đợc tách

ra theo nguyên lý phân kênh theo thời gian.Quá trình ghép và tách kênhPCM đợc thực hiện bởi các thiết bị ghép và tách kênh ở trớc và sau thiết bịchuyển mạch

Để thực hiện chuyển mach cho các cuộc gọi đòi hỏi phải sắp xếp cáctín hiệu số(các tổ hợp mã)từ một khe thời gian ở một bộ ghép hợp (Hoặcmột tuyến dẫn PCM)sang cùng một khe thời gian hoặc sang cùng một khethời gian khác của một bộ ghép hay tuyến PCM khác

III-2.Nguyên lý chuyển mạch không gian

n n

Ma trận tiếp điểm chuyển mạch

Hình 5:Sơ đồ khối bộ chuyển mạch không gian

Cấu tạo tổng quát của một bộ chuyển mạch không gian tín hiệu sốgồm có một ma trận các tiếp điểm chuyển mạch kết nối theo kiểu các hàng

và các cột.Các hàng đầu vào các tiếp điểm chuyển mạch đợc gắn với các

ra các tiếp điểm chuyển mạch tạo thành các tuyến PCM dẫn ra đợc ký hiệu

Nh vậy ta có một ma trận chuyển mạch không gian số kích thớc

tuyến PCM dẫn vào bằng số tuyến PCM dẫn ra

Để điều khiển thao tác chuyển mạch của các tiếp điểm cần có bộ nhớ

điều khiển.Bộ nhớ này gồm các cột nhớ hoặc các hàng nhớ tùy theo phơngthức điều khiển đầu vào hay đầu ra.Nếu bộ chuyển mạch làm việc theonguyên lý điều khiển đầu ra thì mỗi cột nối tới các đầu vào điều khiển củacác tiếp điểm có một cột nhớ điều khiển Số lợng các ô nhớ ở mỗi cột nhớ

điều khiển bằng số khe thời gian của mỗi tuyến PCM đầu vào trong thực tế

ở các tuyến ghép PCM này có từ 256 tới 1024 khe thời gian tùy theo cấutrúc và quy mô của bộ chuyển mạch.Số lợng bit nhớ (tế bào nhớ) của mỗi ônhớ có mối quan hệ phụ thuộc vào số lợng các tuyến PCM dẫn vào theo hệ

N:Số lợng tuyến PCM đầu vào

ở các tổng đài thực tế trên mạng lới của nớc ta hiện nay thì mạngchuyển mạch không gian số là các ma trận 8*8.16*16 hoặc 32*32

ở tổng đài E10B thì bộ chuyển mạch không gian làm việc theo nguyên

lý đầu ra Trong khi đó ở tổng đài TDX-1B thì bộ chuyển mạch không gian

có ma trận 8*8 lại làm việc theo nguyên lý đầu vào

2-Nguyên lý chuyển mạch

Động tác của một tiếp điểm chuyển mạch sẽ đấu nối một kênh nào đócủa một tuyến PCM vào tới cùng kênh có địa chỉ đó của một tuyến PCM ratrong khoảng một khe thời gian.Khe thời gian này xuất hiện mỗi khung mộtlần.Trong khoảng thời gian của các khe thời gian khác, cùng một tiếp điểm

có thể đợc dùng để đấu nối cho các kênh khác =.Ma trận tiếp điểm loại nàylàm việc nh một ma trận chuyển mạch không gian tiếp thông hòan toàn giữacác tuyến PCM vào và PCM ra trong khoảng mỗi khe thời gian

Một từ mã địa chỉ nào đó đợc đọc ra từ bộ nhớ điều khiển trongkhoảng thời gian của mỗi khe thời gian.Công việc đọc này tiến hành theochu trình Mỗi từ mã đợc đọc ra trong khoảng khe thời gian tơng ứng củanó.Tức là từ mã ở ô 00 tơng ứng với khe thời gian TS0, tiếp theo là từ mã ở

ô 01 tơng ứng với khe thời gian TS1 Nội dung của từ mã đợc truyền đitheo tuyến bus địa chỉ(sau khi giải mã)trong khoảng mỗi khe thời gian.Vìvậy tiếp điểm tơng ứng với địa chỉ vừa đọc ra sẽ động tác chỉ trong khoảng

16

một khe thời gian này xuất hiện ở đầu vào ở dãy các khung kế tiếp nhautiếp điểm lại động tác một lần.Thông thờng một cuộc gọi chiếm khoảngmột triệu khung.

Bộ nhớ điều khiển gồm nhiều cột nhớ ghép song “không gian làmviệc”,mỗi cột đảm nhận công việc điều khiển đấu nối cho một cột tiếp

điểm.Vì vậy cứ mỗi khe thời gian trôi qua, một trong các tiếp điểm nốithông một lần(Trờng hợp khe thời gian bị chiếm ) thì cột nhớ điều khiển lạinhẩy một bớc Lúc này nội dung địa chỉ ở ô nhớ tiếp theo lại đợc đọc ra,qua giải mã lại tạo ra một lệnh điều khiển một tiếp điểm khác nối thôngphục vụ cho một cuộc gọi khác đa tới từ một trong các tuyến PCM đầuvào.Tùy thuộc vào số lợng các khe thời gian đợc ghép trên mỗi tuyến PCM

mà hiệu suất các tiếp điểm có thể đợc tăng lên từ 32 tới 1024 lần so với ờng hợp các tiếp điểm làm việc trong các ma trận chuyển mạch không gianthông thờng

tr-Đối với phơng thức chuyển mạch không gian số điều khiển đầu ra, thìnguyên tắc điều khiển đấu nối cũng tơng tự phơng thức điều khiển đấuvào.Tuy nhiên, do các hàng nhớ điều khiển lại phục điều khiển nối mạchcho một hàng các tiếp điểm dẫn ra cho tất cả các đầu ra,nên trong khoảngthời gian một khung tín hiệu, các khe thời gian trên một tuyến PCM đầuvào đợc phân phối tới tuyến PCM ra nào tùy thuộc vào địa chỉ ghi ở ô nhớ t-

ơng ứng với khe thời gian đó.Trờng hợp này địa chỉ của ô nhớ chỉ thị đầu ranào tiếp nhận mẫu tín hiệu ở khe thời gian hiện tạ.Vì vậy gọi phơng thứcnày là phơng thức điều khiển đầu ra

III-3.Nguyên lý chuyển mạch thời gian tín hiệu số

1-Chuyển mạch điều khiển đầu vào

Bộ

điều khiển chuyểnmạch

Bộ nhớ điều khiển

Hình 6:Nguyên lý chuyển mạch thời gian điều khiển đầu vào

Về cấu tạo một bộ chuyển mạch thời gian tín hiệu số bao gồm 2 bộnhớ, một bộ nhớ tiếng nói và một bộ nhớ điều khiển.Bộ nhơ tiếng nói có sốlợng các ô nhớ bằng số lợng khe thời gian đợc ghép trong khung của tuyếndẫn PCM đa vào ở sơ đồ ta giả thiết là các tuyến ghép PCM đầu vào và đầu

ra có 32 khe thời gian các bộ nhơ tiếng nói và điều khiển có 32 ô nhớ.Trong thức tế các tuyến ghép PCM này thờng có 256 tới 1024 khe thờigian.Khi đó các bộ nhớ cũng phải có số lợng các ô nhớ tơng ứng

ở bộ nhớ tiếng nói mỗi ô nhớ có 8 bít nhớ để ghi lại 8 bít mang tin củamỗi từ mã PCM đại diện cho một mẫu tín hiệu tiếng nói

Bộ nhớ điều khiển có số lợng ô nhớ bằng số lợng bộ nhớ tiếng nói

nh-ng mỗi ô nhớ của nó có số lợnh-ng bít nhớ tùy thuộc số lợnh-ng khe thời gian củacác tuyến ghép PCM.Chúng có quan hệ với nhau theo hệ thức

2r =C

Trong đó r:Số bít nhớ của mỗi ô nhớ ở bộ nhớ điều khiển

C:Số lợng khe thời gian của tuyến ghép PCM

Thông thờng số lợng khe thời gian của các tuyến ghép chuẩn trong các

hệ thống chuyển mạch là 256,512,1024;lúc đó số lợng các bít nhớ trongmỗi ô nhớ điều khiển là 8,9 hoặc 10 bit

Hai bộ nhớ tiếng nói và điều khiển của bộ chuyển mạch thời gian sốliên kết với nhau thông qua hệ thống Bus địa chỉ và chịu sự điều khiển của

bộ chuyển mạch hoặc trực tiếp hoặc qua bộ đệm khe thời gian

b-Nguyên lý làm việc

Theo phơng thức chuyển mạch thời gian điều khiển đầu vào các mẫutín hiệu PCM từ đầu vào đợc ghi vào bộ nhớ theo phơng pháp có điềukhiển,tức là trình tự ghi các xung mẫu PCM ở các khe thời gian của tuyếndẫn PCM đầu vào các ô nhớ nào của bộ nhớ tiếng nói đợc quyết định bởi bộnhớ điều khiển.Còn quá trình đọc các mẫu tín hiệu mã hóa PCM từ bộ nhớtiếng nói vào các khe thời gian của tuyến ghép PCM ra đợc tiến hành theotrình tự tự nhiên.Mỗi ô nhớ của bộ nhớ điều khiển đợc liên kết chặt chẽ vớikhe thời gian tơng ứng của tuyến PCM vào và chứa địa chỉ của khe thờigian cần đấu nối tới ở tuyến ghép PCM ra

2-Chuyển mạch điều khiển đầu ra

a- Sơ đồ nguyên lý

Về cấu tạo thì một bộ chuyển mạch thời gian tín hiệu số điều khiển

đầu ra cũng gồm có 2 bộ nhớ có cấu tạo giống nh phơng thức điều khiển

18

đầu vào.Thế nhng nguyên lý làm việc để thực hiện đấu nối thì khác với nguyên lý điều khiển đấu vào.Ta hãy xem xét nguyên lý điều khiển đấu nối theo phơng thức này

Bộ nhớ tiếng nói

TSo TS4 00 TS3 TS6

04

31

Bus địa chỉ 00

31

Bộ nhớ điều khiển

Hình 7:Nguyên lý chuyển mạch thời gian điều khiển đầu ra

b-Nguyên lý làm việc

ở phơng thức chuyển mạch tời gian điều khiển đầu ra thì mẫu tín hiệu PCM ở tuyến dẫn PCM vào cần đợc ghi vào các ô nhớ của bộ nhớ tiếng nói theo trình tự tự nhiên.Tức là mẫu ở khe thời gian TS0 ghi vào ô nhớ 00, mẫu

ở khe thời gian TS1 ghi vào ô nhớ 01 và mẫu tín hiệu ở khe thời gian TS31 ghi vào ô nhớ 31 của bộ nhớ tiếng nói (ta giả thiết tuyến dẫn PCM đầu vào có 32 khe thời gian)

Khi đọc các nội dung ở các ô nhớ này vào các khe thời gian của tuyến ghép PCM ra thì phải thực hiện có điều khiển để mẫu tín hiệu PCM ở một khe thời gian nào đó ở đầu vào cần phải đợc chuyển tới một khe thời gian

định trớc của tuyến PCM ra (gọi là khe thời gian đích).Để thực hiện đợc công việc này, mỗi khe thời gian của tuyến PCM ra đợc liên kết chặt chẽ với một ô nhớ của bộ nhớ điều khiển theo thứ tự tự nhiên, tức là khe thời gian TS0 gắn với ô nhớ 00, khe thời gian TS1gắn với ô nhớ 01 khe thời gian 31 gắn với ô nhớ 31.Nội dung của các ô nhớ này đợc bộ điều khiển chuyển

Bộ

đếm khe thời gian

Bộ

điều khiển chuyển mạch

mạch ghi địa chỉ của khe thời gian đầu vào(Khe thời gian gốc)cần phải đợcchuyển mạch tới khe thời gian tơng ứng.

III-4.Ghép tuyến PCM và chuyển đổi nối tiếp song song.

ở các tổng đài số ngời ta sử dụng các bộ chuyển mạch thời gian vàkhông gian chuẩn Các bộ chuyển mạch này đều làm việc theo nguyên lýchuyển mạch các bít song song cho các tuyến PCM có tốc độ 4,096 Mbpshoặc 8,192 Mbps Để có đợc các tuyến tín hiệu số chuẩn nh vậy các tuyếnPCM ghép kênh sơ cấp theo các luật G700 cần phải đợc ghép một lần nữa

và chuyển đổi nối tiếp song song và ngợc lại ở đầu ra

Thông thờng thiết bị ghép kênh thứ cấp đầu vào trờng chuyển mạchthực hiện nhiệm vụ chuyển đổi nối tiếp song song cho các tuyến PCM sơcấp tốc độ 2,048 Mbps mã PCM 8bít nối tiếp thành tuyến ghép PCM có 8mạch dây để dẫn dãy tín hiệu PCm ở dạng 8 bít song song có tốc độ caohơn.Sơ đồ khối mô tả thiết bị này nh hình 6

0

PCM vào .PCM

20

Thiết bịghépkênh thứcấp

Bộ chuyển

đổi 1-//

0

Bộ chuyển

đổi 1-//

n

Bộ truyển

đổi 1-//

Đầu vào nối tiếp

2,048 Mbps

Đầu ra song song 256 Kbps

Hình 9: Biến đổi nối tiếp song song

Thông thờng ngời ta thực hiện ghép 16;32 tuyến dẫn PCM cơ sở vàomột tuyến dẫn PCM 8 mạch dây để truyền dẫn 512 hoặc 1024 kênh đồngthời(Tuyến ghép có 512 hoặc 1024 khe thời gian).Nh vậy tuyến dẫn PCM ra

có 8 mạch dây truyền dẫn đồng số ở dạng bits song song với tốc độ 4096hoặc 8192 Mbps Hình 7 mô tả sự sắp xếp các bits trong từ mã PCM ở đầuvào và đầu ra của bộ truyển đổi nối tiếp song song

Qua hình vẽ ta thấy trên tuyến PCM vào, dãy tín hiệu số là dãy nối tiếpcác từ mã 8 bits ở các khe thời gian TS3, TS4 bít ở mỗi khe thời gian cũng

đợc sắp xếp nối tiếp theo thời gian ở đầu ra tất cả 8 bits ở các khe thời gianTS3,TS4 xuất hiện đồng thời ở trên 8 nạch dây ra (mỗi bits xuất hiện ở trênmột mạch dây ) đứng trong khoảng thời gian bits tin

Ta thấy rằng trong khoảng thời gian của một khe thời gian chỉ một bits

đợc tải trên mỗi đờng dây ra, trong khi đó 8 bits đợc tải tới cửa vào trongkhoảng thời gian đó

Vì vậy tốc độ bits trên từng mạch dây đã giảm đi 8 lần so với tốc độbits dầu vào.Tức là tốc độ bits của dòng số dầu ra là 256 Kbps

Tuyến PCM ra 8 mạch dây đa tới thiết bị ghép kênh thứ cấp để tạo ratuyến số tốc độ cao hơn trớc khi đa tới bộ chuyển mạch thời gian và khônggian.Phơng thức truyền dẫn bits song song rất thích hợp với nguyên lý thựchiện nhiệm vụ chuyển mach của bộ chuyển mạch thời gian tín hiệu số sửdụng các bộ nhớ Thông thờng qua trình ghi đọc tin vào ra từ các bộ nhớ đ-

ợc thực hiện theo nguyên lý song song

Ngoài ra phơng thức chuyển mạch song song nâng cao đợc hiệu suất

sử dụng tiếp điểm chuyển mạch.Vì vậy tất cả các tổng đài số sử dụng trờngchuyển mạch không gian kết hợp với các modul chuyển mạch thời gian đều

sử dụng nguyên lý chuyển mạch song song.Tùy theo tốc độ bít của tuyếndẫn PCM để quyết định hiệu suất này đợc nâng cao bao nhiêu lần.Tuy vậy ởgóc độ thời gian sử dụng tiếp điểm cho mỗi kênh thì tốc độ của tuyến PCMcàng cao thì hiệu suất sử dụng tiếp điểm càng lớn.Tuy nhiên không phảihiệu suất tỷ lệ tuyến tính với giá thành vì khi tốc độ làm việc càng cao thìgiá thành để sản xuất tiếp điểm cũng càng cao

Còn từ góc độ định lợng ta có thể dễ dàng nhận thấy hiệu quả kinh tếkhi sử dụng phơng thức chuyển mạch song song ở thiết bị chuyển mạchkhông gian số

III-5 Chuyển mạch số ghép hợp

1-Khái niệm về chuyển mạch ghép hợp

Mặc dù các tiếp điểm điện tử không đắt lắm nhng chi phí để xây dựngmột bộ chuyển mach không gian số cũng khá tốn kém do chi cho việc hànnối để tiếp cận với các chân của phiên mạch.Ngoài ra các chân ra của cáclinh kiện vi mạch cũng không thể gần nhau quá vì không gian hàn nóikhông cho phép.Từ đó kích thức của bộ chuyển mạch không gian cũng tănglên khi dung lợng lớn.

Còn đối với chuyển mạch thời gian thì nhu cầu về nhớ cũng tăng lênrất nhiều đối với các bộ chuyển mạch thuẩn túy theo thời gian ở các tổng

đài dung lợng lớn.Nh vậy về hiệu quả kinh tế cũng không cao,đặc biệt làkhi giá thành mỗi bít nhớ còn cao

Vì vậy hiện nay,từ một vài hệ thống tổng đài sản xuất tại Pháp là cócấu trúc chuyển mạch thời gian thuần túy, còn lại đa số các tổng đài dung l-ợng tring bình và lớn đều có cấu trúc chuyển mạch kiểu trờng nhiều đốtghép hợp của 2 phơng thức chuyển mạch thời gian và không gian.Trờng hợpnày trờng chuyển mạch đợc tạo bởi nhiều đốt, mỗi đốt đợc ghép từ một số

ma trận chuyển mạch kích thớc nhỏ hoặc các bộ chuyển mạch thời giandung lợng nhỏ để tạo thành một bộ chuyển mạch thời gian dung lợnglớn.Nh vậy cần thiết phải thay đổi khe thời gian và tuyến PCM trong quátrình chuyển mạch.Vì thế trờng chuyển mạch phải sử dụng cả 2 phơng thứcchuyển mạch thời gian và không gian tín hiệu số.Loại này của trờng chuyểnmạch gọi là trờng chuyển mạch ghép hợp chúng có thể có cấu trúc ghépkhác nhau nh TS,STS,TST,TSST (T:Bộ chuyển mạch thời gian:TimeSwitch;S:Bộ chuyển mạch không gian :Space switch)

Để đảm bảo có khả năng tiếp thông hoàn toàn thì cần thiết chỉ sử dụngcác tầng chuyển mạch kiểu T hoặc kiểu S kiểu tiếp thông hoàn toàn.Nhngcác trờng chuyển mạch có cấu trúc kiểu TT,TTT hoặc TTTT không kinh

tế vì thực tế có thể chấp nhận một giới hạn tổn thất gọi ở mức cho phép Mặt khác, trờng chuyển mạch 2 đốt dùng 2 loại chuyển mạch TS hoặc

ST chỉ thích hợp chó các loại tổng đài dung lợng nhỏ.Thông dụng nhất hiệnnay là trờng chuyển mạch cấu trúc 3 đốt kiểu TST hoặc STS cho các loạitổng đài sung lợng trung bình và lớn.Tuy nhiên ở một số loại tổng đài trungbình và lớn ngời ta còn sử dụng các kiểu trờng chuyển mạch TSST,TSSSThoăc SSTSS.Trờng chuyển mạch STS có cấu trúc điều khiển đơn giản nênthờng đợc sử dụng cho các trờng chuyển mach dung lợng nhỏ Mặt khác ởkhía cạnh tổn thất thì ta phải chú ý nhiều tới tầng ra ở đây tầng ra làm việctheo nguyên lý chuyển mạch không gian nên thông thờng cấu trúc theo kiểu

có tổn thất.Vì vậy nó không thích hợp cho các hệ thống dung lợng lớn.Trờng chuyển mạch TST có tổn thất nhỏ hơn vì các đốt ngoài là các

đốt chuyển mạch thời gian nên không sinh ra tổn thất ở đây.Còn đốt chuyểnmạch không gian ở giữa có thể có cấu trúc kiểu tổn thất hoặc tổn thấtnhỏ.Vì vậy trờng chuyển mạch loại này đợc dùng có hiệu quả nhất cho cấutrúc chuyển mạch lu thoát lợng tải lớn.Còn đối với các trờng chuyển mạchcần lu thoát lợng tải lớn hơn nữa nh ở các tổng đài chuyển tiếp dung lợnglớn có thể sử dụng loại cấu trúc chuyển mạch TSST hoặc TSSST

22

Việc chọn dùng một cấu trúc chuyển mạch kiểu nào đó còn phụ thuộcvào các nhân tố khác nữa , chẳng hạn nh tính phức tạp, độ linh hoạt, khảnăng đo thử, khả năng phát triển dung lợng Trong thực tế cấu trúc TSTvẫn là cấu trúc phổ thông nhất, đợc sử dụng nhiều cho các tổng đài số hiệnnay.

2-Trờng chuyển mạch TST

Trờng chuyển mạch TST có 2 đốt chuyển mạch thời gian ở 2 phía vàphân tích bởi một đốt chuyển mạch không gian ở giữa.Đốt chuyển mạchthời gian vào thực hiện chức năng trao đổi khe thời gian.Tầng không gianlàm nhiệm vụ trao đổi tuyến PCM

Ta hãy xem trờng chuyển mạch TST có n tuyến PCM đầu vào và ntuyến PCM đầu ra.Nh vậy ở các đốt đầu vào và đầu ra có n bộ chuyển mạchthời gian, đốt chuyển mạch không gian có một ma trận chuyển mạch kích

mạch thời gian và mỗi cột (hay hàng) nhớ điều khiển của bộ chuyển mạchkhông gian có C ô nhớ, tơng ứng với C khe thời gian của mỗi tuyến PCMvào và ra.Vì vậy có thể đấu nối bất kỳ khe thời gian nào của tuyến dẫn PCMvào tới bất kỳ khe thời gian nào của các tuyến ghép PCM ra ở tổng đài nộihạt, trờng chuyển mạch là loại trờng gấp thì các tuyến PCM ra đợc đấu nốiquay về các tuyến dẫn PCM vào qua thiết bị ghép Còn đối với trờngchuyển mạch của tổng đài chuyển tiếp là loại không gập thì các tuyến dẫnPCM vào và các tuyến ghép PCM ra hoàn toàn tách biệt với nhau.Tuy nhiêntrong thực tế thì một tổng đài nội hạt có trờng chuyển mạch là kết hợp củacả 2 loại

III-6.Tạo tuyến qua trờng chuyển mạch ghép hợp.

Ta giả thiết tiếng nói qua trờng chuyển mạch để thực hiện một cuộcgọi nội hạt Bộ điều khiển chuyển mạch phân phát khe thời gian TS4 trêntuyến dẫn PCM0 đầu vào cho thuê bao chủ gọi và khe thời gian TS6 củatuyến ghép PCM 3đầu ra cho thuê bao bị gọi Nói cách khác các mẫu tiếngnói của thuê bao chủ gọi cần đợc chuyển đến khe thời gian TS6 của tuyếnPCM ra có 3 khe thời gian TS4 của tuyến dẫn PCM vào số không, còn cácmẫu tiếng nói của thuê bao bị gọi ở khe thời gian TS6 của tuyến PCM vào

số 3 tới khe thơì gian TS4 của tuyến ghép PCM ra số không qua trờngchuyển mạch

Bộ điều khiển trờng chuyển mạch trung tâm thiết lập tuyến nối qua ờng chuyển mạch 3 đốt Để tăng thêm độ linh hoạt cho công việc tạo tuyến

trong) để chuyển mẫu tiếng nói của cặp thuê bao qua đốt chuyển mạchkhông gian

Các tham số tiếng nói để chuyền mẫu tiếng nói của thuê bao chủ gọitới thuê bao bị gọi nh sau:

-Đốt I: đốt chuyển mạch thời gian vào (IT):

Khe thời gian TS4 của PCM vào số không nối tới khe thời gian TSxcủa tuyến PCM trung gian số không.

-Đốt II:Đốt chuyển mạch không gian (S):

Khe thời gian TS x của tuyến PCM trung gian số không cần đợcchuyển tới khe thời gian TSx của tuyến PCM trung gian số

-Đốt III:Đốt chuyển mạch thời gian ra (OT):

khe thời gian TSx của tuyến PCM trung gian số 3 cần chuyển tời khethời gian TS6 của tuyến ghép PCM ra số 3

Vì tín hiệu PCM mang tiếng nói chỉ có thể đợc truyền dẫn theo một ớng qua đờng truyền đó để chuyền tiếng nói của thuê bao chủ gọi tới thuêbao bị gọi, nên để chuyển thông tin theo hớng ngợc lại bộ điều khiểnchuyển mạch cũng phải thiết lập một đuờng truyền khác độc lập qua trờngchuyển mạch

h-Ta giả thiết rằng bộ điều khiển đấu nối chọn các khe thời gian trunggian cho tuyến nối là TS10 và TS11.Tuyến nối đợc thực hiện nh mô tả ởhình 10

Trong thực tế các bộ chuyển mạch thời gian có từ 256 tới 1024 khethời gian.Nhng để đơn giản hoá cho quá trình diễn giải và dễ hình dung tagiả thiết rằng mỗi một tuyến dẫn PCM chỉ ghép 32 khe thời gian

Từ đó các bộ nhớ điều khiển (còn gọi là nhớ địa chỉ) và các bộ nhớtiếng nói (còn gọi là nhớ tin)trong các bộ chuyển mạch thơì gian vào và racũng nh các bộ nhớ điều khiển(còn gọi là nhớ địa chỉ) ở bộ chuyển mạchkhông gian cũng có 32 ô nhớ

Để thiết lập tuyến nối, bộ điều khiển(còn gọi là bộ xử lý ) chuyểnmạch tìm chọn các khe thời gian rỗi Ta giả thiết các khe thời gian rỗi đầutiên (trong chu trình tìm kiếm) dùng đợc là TS10 và TS11 nh trớc đây đã giảthiết

Thông thờng đốt chuyển mạch thời gian vào đợc thiết kế theo phơngthức chuyển mạch điều khiển đầu ra, còn các bộ chuyển mạch thời gian ralàm việc theo nguyên lý điều khiển đầu vào

Để truyền dẫn các mẫu tiếng nói từ thuê bao chủ gọi tới thuê bao bịgọi, bộ điều khiển chuyển mạch ra lệnh ghi các địa chỉ cần thiết vào các ônhớ 10 của bộ nhớ điều khiển CM của bộ chuyển mạch thời gian IT0, OT3

và cột nhớ 3 của bộ chuyển mạch không gian S tơng ứng với tuyến PCM ra

số 3 Địa chỉ 4 tơng ứng với khe thời gian TS 4 đợc ghi vào bộ nhớ điềukhiển của bộ chuyển mạch thơì gian vào IT0, địa chỉ 6 tơng ứng với khethời gian TS6 của tuyến ghép PCM ra 3 d đợc ghi vào bộ nhớ điều khiển

CM của bộ chuyển mạch thời gian ra OT3 và địa chỉ 0 tơng ứng với tuyếndẫn PCM vào 0 đợc ghi vào cột nhớ 3 của bộ nhớ điều khiển CM-S (xemhình 11)

24

Vì tầng chuyển mạch thời gian đầu vào làm việc theo nguyên lýchuyển mạch điều khiển đầu ra nên việc ghi các mẫu xung PCM từ các khethời gian vào bộ nhớ tiếng nói đợc thực hiện theo trình tự.Vì vậy mẫu xung

ở khe thời gian TS4 của tuyến PCM vào số không đợc ghi vào ô nhớ 4 của

bộ nhơ ITO-CM.ở bộ chuyển mạch không gian S, mẫu này đợc đọc vào khethời gian TS10 của tuyến PCM trung gian số 0 vì địa chỉ điều khiển đợcphát ra từ bộ nhớ ITO-CM Tại đây trong khoảng khe thời gian TS10 tiếp

điểm chuyển mạch 0 ở cột số 3 thao tác mở, vì địa chỉ điều khiển đợc phát

đi từ cột nhớ điều khiển số 3 của bộ nhớ điều khiển S-CM.Vì vậy mẫu xung

đợc chuyển tới PCM ra số 3 của ma trận chuyển mạch này

Tầng chuyển mạch thời gian đầu ra là tầng chuyển mạch làm việc theonguyên lý điều khiển đầu vào.Vì vậy mẫu xung PCM đa tới từ khe thời gianTS10 đợc ghi vào ô nhớ số 6 của bộ nhớ tiếng nói OT3-SM Do địa chỉ đợcphát ra từ bộ nhớ điều khiển OT3-CM.Cuối cùng các mẫu xung ở đây đợc

đọc vào các khoảng thời gian của khe thời gian TS6 trong các khung liêntiếp ở tuyến ghép PCM ra số 3

Nh vậy công việc đấu nối theo một hớng đã đợc hoàn thành để chuyểntiếng nói của thuê bao chủ gọi tới thuê bao bị gọi

Tơng tự nh vậy, các mẫu PCM mang tiếng nói của thuê bao bị gọi cũng

đợc truyền dẫn qua trờng chuyển mạch thông qua tuyến nối sử dụng khethời gian trung gian số 11

Ngay sau khi cuộc gọi kết thúc bộ điều khiển chuyển mạch xoá nộidung ghi ở các ô nhớ số 10 và 11 của các bộ chuyển mạch liên quan để cắttuyến nối và ngừng qúa trình chuyền tin.Các ô nhớ và các khe thời gian này

đợc dùng để xử lý các cuộc gọi tiếp theo

Giả thiết trờng chuyển mạch có cấu trúc TST có n bộ chuyển mạchthời gian đầu vào và đầu ra ghép nối với ma trận chuyển mạch không gian

đều đã đợc chuyển đổi sang dạng tín hiệu số(PCM)trớc khi đa tới trờngchuyển mạch.Các tín hiệu này đợc tải trên các tuyến PCM Thông thờngmỗi cặp bộ chuyển mạch thời gian vào và ra gắn bó với một tuyến PCM vào

và ra ở tầng chuyển mạch thời gian đợc gộp lại về chức năng thành mộtmodule chuyển mạch thời gian Mỗi module chuyển mạch thời gian có một

bộ nhớ tiếng nói dẫn vào gắn liền với một bộ nhớ điều khiển(bộ nhớ A),một bộ nhớ tiếng nói ra gắn bó với bộ nhớ điều khiển B và bộ nhớ C dùng

để điều khiển bộ chuyển mạch không gian

Hình 11: Điều khiển nối qua trờng chuyển mạch TST.

Mỗi module chuyển mạch thời gian này đợc đấu nối tới một tuyến dẫnPCM đa từ mạch kết cuối thuê hay trung kế tới, nó bao gồm 1 tuyến phát vàmột tuyến thu

Toàn bộ các module chuyển mạch thời gian và bộ chuyển mạch khônggian tạo thành bộ chuyển mạch nhóm(GS)

III-7 Ghép nối các tuyến PCM với trờng chuyển mạch

Sơ đồ nối ghép

26

Module chuyÓn m¹ch thêi gian O

Module chuyÓn m¹ch thêi gian n

H×nh 12:GhÐp nèi tuyÕn PCM víi trêng chuyÓn m¹ch TST

2-T¹o tuyÕn nèi

Bé nhí tiÕng nãi 7 A Vµo 23 B

23 C ra

2 2

Bé nhí tiÕng nãi 23

31 A Vµo 7 B

7

Ra C

31 2

0

n

Nhiệm vụ của thiết bị chuyển mạch nhóm là thiết lập tuyến nối giữa 2thuê bao, giả sử Avà B ở hình vẽ 10 mô tả Đầu tiên ta xem xét một tuyếnnối để chuyển tiếng nói theo một hớng.Khi thời gian mà thuê bao A sử dụng

là TS2 ở tuyến dẫn PCM0, còn khe thời gian ra tới thuê bao B là TS31 ởtuyến dẫn PCMn

Quá trình thiết lập nối đợc thực hiện nh sau:

-Bộ điều khiển chuyển mạch của tổng đài ra lệnh thiết lập tuyến nốigiữa 2 khe thời gian này

-Tìm kiếm một khe thời gian trong gian rỗi.Trờng hợp này khe thờigian trung gian TS7 đợc sử dụng

-Thông tin về thiết lập nối đợc truyền tới vị trí số 7 của bộ nhớ điềukhiển để lu lại các thông tin sau:

Bộ nhớ điều khiển A, ô nhớ 7 :nội dung 2

Bộ nhớ điều khiển B, ô nhớ 7 :nội dung 31

Bộ nhớ điều khiển C, ô nhớ 7 :nội dung 0

Tiếp điểm chuyển mạch có toạ độ tơng ứng n và toạ độ ngang 0 sẽ đấunối module chuyển machj thời gian vào TSM0 tới module chuyển mạch thờigian ra TSMn trong khoảng thời gian TS7

Tiếng nói của thuê bao A đợc ghi vào ô nhớ 2 của bộ nhớ tiếng nói ởTSM0 và đọc vào khe thời gian TS7 của tuyến dẫn PCM trung gian số 0,qua bộ chuyển mạch không gian tới bộ chuyển mạch thời gian ra ở TSMn

nó đợc ghi vào ô nhớ 31 cuả bộ nhớ tiếng nói, cuối cùng từ mã này đợc đọc

ra khe thời gian 31 của tuyến dẫn PCMn và chuyển tới thuê bao B

Quá trình điều khiển thiết lập tuyến nối theo hớng ngợc lại để truyềntiếng nói của thuê bao B tới thuê bao A đợc thực hiện tơng tự nhờ các thôngtin số liệu điều khiển sau

Bộ nhớ điều khiển A của TSMn, ô nhớ 23:nội dung 31

Bộ nhớ điều khiển B của TSMn, ô nhớ 23:nội dung 2

Bộ nhớ điều khiển C của TSMn, ô nhớ 23:nội dung n

III-8.Cấu trúc modular và phát triển dung lợng.

ở các tổng đài số thiết bị chuyển mạch chính (bộ truyển mạch nhómGSS) thờng có cấu trúc kiểu modular.phần lớn bộ chuyển mạch nhóm cócấu trúc chuyển mạch kiểu TST (đối với tổng đài dung lợng trung bình vàlớn).Để thuận tiện cho quá trình phát triển dung lợng bộ chuyển mạchnhóm cũng đợc cấu trúc theo từng module

1- Cấu trúc modular của tầng chuyển mạch thời gian mô tả ở hình 13

Các module chuyển mạch thời gian Module chuyển mạch thờigian

28

Các

đầuvào

nΗnCác đầu ra

Hình 13: Cấu trúc modular chuyển mạch thời gian.

Thông thờng mỗi module chuyển mạch thời gian thực hiện xử lýchuyển mạch cho 16 hoặc 32 tuyến dẫn PCM cơ sở 32 kênh

gian 2 hớng(còn lại là kênh 2 hớng).Mỗi kênh(hoặc cặp khe thời gian) đợcnối tới 2 ô nhớ tiếng nói (còn gọi là nhớ thoại hay nhớ tin )

Tuỳ theo giai đoạn phát triển của dung lợng của tổng đài mà quyết

định trang bị bao nhiêu module chuyển mạch.Chẳng hạn tổng đài TDX-1Bthì mỗi module chuyển mạch thời gian có 1024 khe thời gian 2 hớng vàtrang bị tối đa là 8 module, còn ở tổng đài AXE thì mỗi module chuyểnmạch thời gian này có 512 khe thời gian 2 hớng và nếu trang bị 32 modulethì tổng số kênh 2 hớng sẽ là 16.384

2-Cấu trúc module của trờng chuyển mạch không gian tín hiệu số.

Trờng hợp với tính chất cấu trúc module của chuyển mạch không gian

gian.ở các tổng đài số dung lợng nhỏ nh TDX-1b chẳng hạn, ngời ta xâydựng module chuyển mạch không gian nhỏ hơn, chẳng hạn mỗi module là

0

1

n

dựng module chuyển mạch không gian 16Η16 hoặc 32Η32.Nh vậy bớc thứnhất ta có bộ chuyển mạch nhóm 1 module chuyển mạch không gian và 32

chuyển mạch nhóm có dung lợng 16.384 khe thời gian hai hớng Nếu tamuốn phát triển dung lợng lớn hơn ta sử dụng 4 module chuyển mạchkhông gian để tạo một ma trận lớn hơn để phối ghép với 64 module chuyển

=32.768 khe thời gian hai hớng Cuối cùng chúng ta có thể mở rộng dung ợng của hệ thống bằng một ma trận module chuyển mạch không gian

Mở rộng dung lợng cho đốt chuyển mạch không gian

Các module chuyển mạch thời gian

6495

031

031

03131

127

Mỗi module chuyển mạch bao gồm một bộ chuyển mạch thời gian vàodành cho các khe thời gian vào và một bộ chuyển mạch thời gian ra để ghicác mẫu PCM chuyển ra.

Trong kỹ thuật chuyển mạch số các module chuyển mạch thời gian

đ-ợc xây dựng trên cơ sở các chíp vi mạch chuyên dụng, chế tạo chuẩn.Thông thờng mỗi chíp này có thể cấu tạo một module chuyên mạch có 256khe thời gian ra và 512 khe thời gian vào.Để có đợc cá module dung lợnglớn ta có thể sử dụngnhiều chíp kiểu này.Chẳng hạn để có module chuyển

song

III-10.Cấu trúc tổng quát của bộ chọn nhóm số (DGS)

Một tổng đài số phải có khả năng hoạt động ở mạng lới có các phơngthức truyền dẫn khác nhau.Nó cần phải phối ghép đợc với các truyền dẫn tínhiệu PCM, các truyền ghép kênh theo tần số hoặc các mạch âm tần Điềunày có quan hệ tới các mạch điện giao tiếp với đờng dây và trờng mạch Tr-ờng chuyển mạch này với các mạch điện giao tiếp tạo nên tổ hợp thiết bị

chuyển mạch nhóm Ta hãy xem xét cấu tạo của thiết bị này trong 2 loại

môi trờng thoại đó là môi trờng thoại tơng tự và môi trờng thoại số

1-Bộ chọn nhóm số ở môi trờng thoại tơng tự

a-Sơ đồ khối

b-Chức năng các khối:

Khối mạch kết cuối đờng dây:

BTC:mạch điện trung kế hai hớng

ITC:mạch điện trung kế vào

OTC:Mạch điện trung kế ra

CS:Bộ phát mã

CR:Bộ thu mã

Hình 16:Bộ chọn nhóm số ở môi trờng thoại tơng tự

Khối này bao gồm các mạch trung kế hai chiều, trung kế vào và trung

kế ra Vì các đờng dây đầu nối tới tổng đài đều là đờng truyền tơng tự nên

các mạch điện này là loại thông thờng, bất luận trờng chuyển mạch là loại

t-ơng tự hay số

-Khối thiết bị ghép kênh PCM

Khối thiết bị này có chức năng chuyển đổi tín hiệu tơng tự đa tới trờng

chuyển mạch và ngọc lại.Thông thờng nó thực hiện các công việc lấy mẫu,

lợng tử, mã hoá để tạo ra truyền dẫn PCM cơ sở 32 khe thời gian với tốc độ

2,048 đa tới thiết bị kết cuối tổng đài.Quá trình này áp dụng cho luồng tín

hiệu vào, còn đối với tín hiệu ra thì thực hiện biến đổi ngợc lại -Thiết bị

kết cuối tổng đài:

32

Bộ điều khiển trung tâm

Bộ điềukhiển chuyển mạch

Trờng chuyển mạch số

Kết cuối tổng

đài

Bộ ghép Kênh PCM

Bộ điều

khiển

khu vực

Kết cuối tổng

đài

Bộ ghép Kênh PCM

Bộ điềukhiển khu vực

Nhiệm vụ của thiết bị này là sắp xếp các khe thời gian đa vào từ cáctuyến PCM đồng bộ và đồng pha với các khe thời gian của tổng đài.Điềunày đợc thực hiện nhờ phơng pháp đệm và tải đồng bộ.

Để tối u hoá trờng chuyển mạch thì dãy từ mã bít nối tiếp đầu vào đợcchuyển đổi sang dạng bit song song và ghép một vài luồng PCM cơ sởthành thuyến dẫn PCM tốc độ cao hơn( thông thờng 16 hoặc 32 tuyến PCMcơ sở đợc ghép vào 1) trên các bus 8 giây thờng thờng tốc độ chuẩn trên cácbus này là 512 hoặc 1024 khe thời gian mỗi bus, tuỳ cách ghép ở các tổng

đài dung lợng nhỏ, ngời ta có thể ghép 256 khe thời gian ở một bus 8 dâydẫn đến trờng chuyển mạch

-Khối điều khiển khu vực và điều khiển trung tâm

Để điều khiển sự làm việc của các khối chức năng trong bộ chọn nhómngời ta sử dụng hai cấp sử lý: cấp xử lý trung tâm và cấp xử lý khu vực Vì qúa trình sử lý giống nhau ở hai phơng thức xử lý số và xử lý tơng

tự nên công việc điều khiển một bộ chọn nhóm số không khác nhau nhiều

so với bộ chọn nhóm tơng tự.Các bộ xử lý khu vực đảm nhiệm công việc

điều khiển các thiết bị ngoại vi giao tiếp có tính chất công việc đơngiản.Còn bộ xử lý trung tâm chịu trách nhiệm xử lý các công việc phức tạp

và liên quan tới nhiều bộ vi xử lý.Tuy nhiên cũng cần lu ý tới các khía cạnhsau:

ở trờng chuyển mạch cơ điện mà thiết bị điều khiển sử dụng máy tínhthì cần phải có thiết bị ngoại vi giao tiếp để phối hợp về tốc độ và công suất.Còn ở trờng chuyển mạch số thì hệ thống chuyển mạch và điều khiển cócùng kỹ thuật nên yêu cầu giao tiếp đợc giảm nhẹ đi

Mặt khác quá trình chọn tuyến ở trờng chuyển mạch số cũng đơn giảnhơn do quá trình chuyển mạch đợc thực hiện bằng việc trao đổi khe thờigian Việc chọn một tuyến rỗi tức là chọn một khe thời gian rỗi của trờngchuyển mạch Còn việc này cũng khá đơn giản so với công việc tìm kiếmcác dây trung gian rỗi giữa các đốt của trờng chuyển mạch không gian

Điều này còn làm giảm tải cho hệ thống xử lý

-Khối báo hiệu:

Báo hiệu ghi phát đợc thực hiện nhờ các khối thu phát mã CR vàCS.Thông tin báo hiệu từ các tổng đài khác tới đợc tách ra ở khối mạch kếtcuối đờng dây nhờ bộ thu mã Sau đó chúng đợc chuyển tơi thiết bị xử lýchuyển mạch.Còn thông tin báo hiệu cần chuyển tới các tổng đài khác đợcchuyển tới khối mạch kết cuối đờng dây từ bộ phát mã CS dới sự điều khiểncủa các bộ xử lý Tất cả các loại báo hiệu trên đờng dây tơng tự đều sử dụng

đợc

2-Bộ chọn nhóm số ở mối trờng điện thoại số:

a.Sơ đồ khối

-Thiết bị kết cuối đờng dây:

Vì các tuyến dẫn vào, ra từ mạng ngoài đều là các tuyến PCM nênkhông cần thiết bị chuyển đổi tơng tự số và ngợc lại cũng nh thiết bị ghépkênh PCM

ở đây chỉ sử dụng thiết bị kết cuối đờng dây đơn giản nh cấp nguồn, tảitạo tín hiệu.Theo chức năng thì các thiết bị kết cuối này trực thuộc hệ thốngtuyến dẫn PCM

để thực hiện các chức năng điều khiển thích hợp

III-11.Đồng bộ trong chuyển mạch số:

III-11-1-Sự cần thiết phải đồng bộ.

Một tổng đài số đợc đấu nối tới các tổng đài số khác bằng các tuyếntruyền dẫn số, tạo thành các đờng trung kế số Các luồng tín hiệu số của cáctuyến trung kế này cần phải đợc chuyển mạch ở bộ tập trung trung kế và bộchuyển mạch số của tổng đài Để thao tác chuyển mạch chính xác thì tốc độ

34

ĐIều khiển trung tâm

Điều khiển khu vực

Điều khiển khu vực

Điều khiển khu vực

Trờngchuyểnmạch số

đài

Kếtcuối Tổng

đài

Kếtcuối

đầugiây

làm việc của thiết bị chuyển mạch ở tổng đài phải bằng tốc độ của cácluồng tín hiệu số tùe các hệ thống số khác tới Nh vậy ta nói các hệ thốnglàm việc đồng bộ với nhau nh vậy vẫn cha đủ để hệ thống chuyển mạchthao tác chính xác nh nhiệm vụ chuyển mạch khe thời gian, xử lý báo hiệu,cảnh báo Mà chúng còn phải đồng bộ về khung thời gian và khe thời gianvới các tổng đài số khác hoặc các hệ thống truyền dẫn số khác.

Để phối hợp 2 luồng số ở một nút nào đó thì một trong 2 nguồn phải

đóng vai trò một nguồn chủ và nguồn khác phải tự điều chỉnh theo nguồnchủ các nguồn đồng bộ còn gọi là nguồn đồng bộ Khi một tuyến truyềndẫn số đợc đấu nối vào thiết bị chuyển mạch số thì nguồn đồng bộ của thiết

bị chuyển mạch phải là nguồn đồng bộ chủ đạo,còn hệ thống truyền dẫnphải làm việc theo nguồn này.Tuy vậy khi 2 tổng đài số đấu nối với nhauqua một tuyến số thì chỉ một trong 2 tổng đài sẽ điều khiển đồng bộ cho 2tuyến số Bất kỹ một sự sai khác nào của các tốc độ đồng bộ của 2 tổng đài

sẽ dẫn đến sự phối hợp không chính xác giữa tuyến số và tổng đài kia.Điềunày sẽ dẫn đến hiện tợng trợt bit và trợt mẫu xung, có thể trợt xuống hoặctrợt lên Trờng hợp tốc độ dòng số trên tuyến dẫn vào lớn hơn tốc độ đồng

bộ của thiết bị chuyển mạch thì sẽ xảy ra trờng hợp tổ hợp bit tin ở bộ nhớcha đợc chuyển đi thì tổ hợp khác đã tới Nếu ngợc lại thì đến một lúc nào

đó các bit của tổ hợp mã trong bộ nhơ đã đợc chuyển 2 lần rồi các bít của tổhợp mã khác mới tới

Cả 2 trờng hợp đều xảy ra sai lệch trong quá trình truyền dẫn tín hiệuqua tổng đài

Hình 18 trình bầy chi tiết hơn về một tình huống dẫn tới sai lệch trợt ởhình 18 a: Đồng hồ đọc chậm hơn đồng hồ ghi, trong các nhịp 1,2,3,4 vẫnphối hợp đợc các thao tác đọc và ghi chính xác

Nhng tới nhịp thứ 5 ghi và đọc không phối hợp đợc vì hai nhịp vào 5

và 6 chỉ có một nhịp ra 6 Vì vậy nhịp vào thứ 5 bị mất

Quá trình nh vậy sẽ lặp đi lặp lại và dẫn đến hiện tợng mất tin và trợttin

Còn ở hình18b đồng hồ đọc nhanh hơn đồng hồ ghi, các nhịp1,2,3,4vẫn phối hợp giữa ghi và đọc chính xác Nhịp đọc thứ 5 không ghi đợc tinthứ 5, tới nhịp đọc thứ 6 thì tin thứ 6 lại cha tới Nh vậy nhịp đọc thứ 5 bắt

đầu xảy ra hiện tợng trợt tin, và kết quả một tín hiệu bị lặp lại

Ghi Đọc Ghi Đọc

1 1

2 1 1

2 2 2

3 3 3

4 3 4Trợt

III-11-2 Hậu quả của sự lệch trợt.

Hiện tợng trợt dòng bit đợc kiểm nghiệm hoàn toàn khác nhau ở cácdịch vụ viễn thông khác nhau nh thoại, số liệu, facsimile lý do là các tínhiệu cho từng loại dịch vụ có mã d và tốc độ bit khác nhau Số bit sửa saicàng cao thì ảnh hởng trợt càng bé Tốc độ bit càng cao thì ảnh hởng do trợtcàng lớn ảnh hởng của sai lệch trên các dịch vụ nh sau:

1-Tín hiệu thoại PCM:

Do có độ d cao nên tiếng nói ít nhạy cảm với sai lệch trợt Trợt chỉ gâynên một xung nhiễu( thờng là không nghe đợc) trong tín hiệu tơng tự saukhi giải mã

2-Tín hiệu báo hiệu kênh chung:

Tín hiệu báo hiệu kênh chung đợc thiết kế sao cho nó bị trợt thì xácsuất một tín hiệu bị diễn đạt sau hay bị mất là thấp Các tín hiệu bị diễn đạtsai hay bị mất trong tình huống xấu nhất sẽ gây ra đầu nói nhầm hay mấtthông tin báo hiệu, giải ba tuyến nối sớm Còn các trờng hợp khác sau lệchtrợt chỉ gây ra sự trì hoãn báo hiệu và ít ảnh hởng tới sự hoạt động của hệthống

3-Truyền số liệu:

36

Thông tin số liệu có độ d tin ít nhất so với thông tin tiếng nói ở dạngmã PCM nên nó bị ảnh hởng nhiều khi xảy ra trợt Nhờ có mã phát hiện lỗinên lỗi ở các khối số liệu có thể đợc nhận dạng và chúng có thể đợc phátlại Vì vậy trờng hợp này chỉ gây ra hiện tợng trễ cho truyền dẫn.Nếu một

số kênh số liệu thấp hơn đợc ghép vào kênh chuẩn 64 kbps thì sự sai lệch

tr-ợt sẽ gây nên sự mất đồng bộ khung Vì vậy nếu không có biện pháp đặcbiệt để ngăn ngừa thì thông tin ở kênh số liệu có thể bị rẽ tuyến nhầm trongthời gian giữa lúc trợt và khi phát hiện mất đồng bộ

4-Tín hiệu Facsimile:

Khi xảy ra trợt có thể làm đứt quãng và “ xô lệch” các hàng quét Vìvậy chỉ cần xảy ra một lần trợt đã có thể làm biến dạng toàn bức ảnh vàphải phát lại, gây ra chậm trễ thông tin và làm giảm hiệu suất sử dụng kênh

III-11-3 Nguyên nhân sinh ra trợt:

1-Đồng hồ nhịp không hoàn chỉnh:

Có 2 loại đồng hồ nhịp đợc sử dụng, đó là : đồng hồ nhịp nguyên tử và

đồng hồ nhịp tinh thể Có các điểm khác nhau cơ bản giữa hai loại này

Đồng hồ nhịp dùng tinh thể thạch anh có độ tin cậy cao hơn, Rợ tiền hơnnhng lại có độ ổn định thấp hơn so với loại đồng hồ nhịp dùng nguyên tửCesium và Rubidium Nhng cho dù loại nào đợc sử dụng thì sự ổn định vàchính xác Vũ tần số giao động của chúng cũng có giới hạn và dẫn tới làmgia tăng độ sai pha và kéo theo sự gia tăng sai lệch trợt ở các bộ đệm Ví dụtrờng hợp hai trung tâm đang trao đổi các tín hiệu ở tốc độ 2Mbps Các

đồng hồ điều khiển các trung tâm này có thể có độ chính xác tần số giữa

chính xác tần số 10-12

2-Sự thay đổi độ trễ truyền dẫn:

Do sự thay đổi nhiệt độ môi trờng làm các đặc tính truyền dẫn của môitrờng truyền dẫn sẽ ảnh hởng theo Nh vậy thời gian truyền dẫn nhóm sẽthay đổi và độ trễ xung ở hai đầu cuối cũng thay đổi theo Sự thay đổi thờigian trễ sẽ gây ra sự sai lệch về pha tại hai đầu đờng truyền Sự sau lệch này

đều đủ lới có thể làm cho bộ đệm “ rỗng” và tạo ra sai lệch trợt mặc dùkhông có sai lệch về tần số đồng bộ Sự sai pha do hiện tợng này tỷ lệ vớitốc độ bit, khoảng cách truyền dẫn và sự thay đổi nhiệt độ ở cự ly 500Km,

2Mbps là 5bit và đối với tốc độ 8Mbps là 20bit Còn đờng tuyến là cáp bọcdây thì độ trễ có thể lên tới 60 bit ở tốc độ 2Mbps và 240 bit ở tốc độ8Mbps với các tham số độ dài đờng truyền là 500Km và nhiệt độ thay đổi

200C

3-Hiện tợng rung pha

Sự rung động bất thờng và thời gian đến của các bit ở đầu cuối tổng

đài gọi là hiện tợng rung pha Hiện tợng này gây ra do các thiết bị trên đờngtruyền nh các bộ lặp, thiết bị ghép kênh số

III-11-4 Các phơng pháp đồng bộ mạng:

Sự chênh lệch tần số của các đồng hồ tổng đài, thay đổi độ trễ truyềndẫn và hiện tợng rung pha sẽ dẫn tới trợt bít hay khe thời gian và làm chocác mẩu tin bị mất hay bị lặp lại Có hai phơng pháp để ngăn ngừa hay làmgiảm thiểu hiện tợng trợt này, chúng đợc gọi là phơng pháp dị bộ và đồngbộ

1-Hệ thống dị bộ:

ở hệ thống này các đồng hồ ở các tổng đàu làm việc độc lập với nhau

Do vậy độ chính xác về tần số phải đảm bảo trong phạm vi cho phép Sự

độc lập hoạt động của các hệ thống đồng hồ nhịp có thể làm gia tăng sailệch trợt vì sự hạn chế về độ chính xác của các bộ tạo dao động đồng hồnhịp Tốc độ trợt tuỳ thuộc vào mức độ chênh lệch tần số ghi giữa các đồng

hồ và do đó bằng cách sử dụng các đồng hồ riêng có đủ mức độ chính xác

và độ ổn định dài hạn thì về mặt nguyên tắc có thể thoả mãn đợc mọi chitiết về tốc độ trợt Ví dụ ngời ta có thể thực hiện đợc dễ dàng một tốc độ tr-

ợt một lần trong 3 tháng bằng cách sử dụng các đồng hồ nguyên tử

Để hỗ trợ cho hoạt động của một hệ thống di bộ, kỹ thuật điện đợc sửdụng ở thiết bị kết cuối tổng đài Mục tiêu chính của kỹ thuật này là bù cho

sự rung pha Công việc này đợc thực hiện bởi các bộ đệm trong đó có sự trễpha đợc thực hiện nhịp nhàng với sự rung pha.Khi tốc độ của bit vào và bit

ra bằng nhau, các bit này bị trễ trong một khoảng thời gian danh định Các

sự biến đổi về pha đợc cân bằng lại bởi sự giảm hay tăng thời gian nhớtrong các bộ đệm

Hơn nữa các đồng hồ nhịp trong mạng phải đợc kiểm tra định kỳ đểhiệu chỉnh tần sô Nh vậy cũng hạn chế đợc sự sai lệch trợt do độ ổn địnhtần số dài hạn không đảm bảo

2-Hệ thống đồng bộ:

Hệ thống này cơ bản khác với hệ thống di bộ Mục tiêu là tránh sailệch trợt bằng các biện pháp hiệu chỉnh tần số hay pha xuyên suốt mạng số.Các phơng pháp hay đợc sử dụng là:

Phơng pháp đồng bộ tơng hỗ cho phép sử dụng các hệ thống đồng hồnhịp ổn định hơn, rẻ tiền hơn Bây giờ ta xem xét đặc điểm của từng phơngpháp.

a-Ph ơng pháp chủ tớ.

Phơng pháp này dựa vào nguyên tắc chỉ để cho một trong các tổng đàilàm chức năng tổng đài chủ nó có đồng hồ nhịp làm việc độn lập Tât cả các

đồng hồ khác đợc khoá pha vào tổng đài chủ

Phơng pháp khoá pha dùng để ép buộc sự sai pha giữa đồng hồ chủ và

đồng hồ tớ ( lệ thuộc) là cố định hoặc bằng không Tin tức về sự sai pha là

đồng thời giữa các đồng hồ đợc lu theo mức độ đệm co dãn ở tổng đài tớ.Tin tức này đợc dùng để điều chỉnh tần số của đồng hồ nhịp ở tổng đài này

Nh vậy tần số của đồng hồ nhịp ở đây sẽ thích hợp với tần số ở tổng đàichủ Nếu mạch điện điều khiển đợc thiết kế phù hợp thì sẽ không xay ra sailệch trợt

b-Ph ơng pháp chủ tớ phân cấp:

Phơng pháp này đợc dùng cho hệ thống điều khiển ở cấp cao hơn hệthống chủ tớ thuần tuý Nó có thể áp dụng cho mạng mắt lới Tất cả cáctổng đài đợc sắp xếp theo thứ bậc và mỗi đồng hồ đợc ấn định một nhãnnhận dạng chỉ thị cấp bậc tuỳ thuộc vào vị trí của nó trong cấp bậc Trongtrờng hợp đồng hồ chủ bị hỏng, đồng hồ có cấp bậc cao nhất còn lại đựơc tự

động chọn để thay thế

c-Ph ơng pháp đồng hồ t ơng hỗ:

Phơng pháp này nhằm thực hiện một hệ thống tổng đài số liên kết chặtchẽ với nhau một cách đồng bộ mà không cần tổng đài chủ có đồng hồ chủvới độ ổn định và tin cậy nghiêm ngặt Một khi đã đợc đồng bộ hoá mộtcách tơng hỗ, mỗi một đồng hồ tổng đài đợc khoá ở mức trung bình của tấtcả giá trị của các đồng hồ đến Nếu tất cả các tổng đài đều làm việc theophơng pháp này thì tốc độ đồng hồ của chúng sẽ tiếp cận tới giá trị giốngnhau Nh vậy một hệ thống tần số chung có thể nhận đợc do sự cỡng bứccác đồng hồ làm việc phải phụ thuộc vào nhau Có hai phơng pháp đồng bộkiểu này đó là: phơng pháp điều khiển kết cuối đơn và phơng pháp điềukhiển kết cuối kép

-Phơng thức kết cuối đơn

ở phơng thức này đầu vào dẫn đến mạch điện điều khiển đồng hồ tổng

đài là giá trị trung bình bù pha của đồng hồ hệ thống và tất cả các đồng hồdẫn vào.Nhợc điểm của phơng thức này là không có khả năng bao quát đợc

sự thay đổi trễ đờng truyền gây ra do sự biến đổi của nhiệt độ môi trờng.-Phơng thức kết cuối kép:

ở phơng thức này sự phụ thuộc của tần số nhịp của hệ thống vào nhiệt

độ môi trờng đợc bao quát Đại lợng đa tới mạch điện điều khiển đợc tạo ra

từ sự chênh lệch giữa thông tin kết cuối đơn và mức bù pha đo đợc ở tất cả

các nút liên kết Sử dụng phơng thức này tần số của mạng sẽ vững vàng khitrễ đờng truyền thay đổi do nhiệt độ môi trờng thay đổi.

Tóm lại mục đích chính của công việc điều khiển đồng hồ là đảm bảocác tầng số nhịp có cùng gía trị trung bình ổn định dài hạn Những biên

động ngắn đợc khắc phục nhờ sử dụng các bộ đệm co dãn cho hệ thống cóthể thay đổi đợc độ trễ quanh giá trị trung bình để không gây ra biên độngtrợt :

e- Nguyên lý hệ thống đồng bộ:

Sơ đồ hình 17 mô tả nguyên lý hệ thống đồng bộ Đây là sơ đồ nguyên

lý cho tất cả các phơng thức đã nêu trên ở đây bộ bù làm nhiệm vụ tạo rathông tin hiệu chỉnh tần số để điều khiển đồng hồ của hệ thống Bộ bù lâythông tin và tần số nhịp của cá tuyến PCM từ các tổng đài khác tới và giá trịtức thời của đồng hồ nhịp hệ thống

ơng hỗ kết cuối đơn và phức tạp nhất là hệ thống đông bộ tơng hỗ cuối kép.-Phơng thức chủ tớ:

Phơng thức này dễ thực hiện và không có khó khăn về độ ổn định Tuynhiên độ tin cậy không đợc đảm bảo vì toàn mạng do một đồng hồ chủquyết định Vì vậy các đồng hồ ở các tổng đài lệ thuộc phải có độ ổn định t-

ơng đối cao để hệ thống vẫn duy trì làm việc khi đồng hồ chủ hỏng Phơngthức chủ tớ thích hợp với một mạng có cấu trúc hình sao

-Phơng thức chủ tớ phân cấp :

Phơng thức này cải thiện mức độ tin cậy và ít ảnh hởng khi có lỗ đờngtruyền và thích hợp cho mọi cấu trúc mạng Phơng thức này có thiết bị phứctạp hơn phơng thức chủ tớ thuần tuý

Kết cuối

dây

~