Bài giảng kỹ thuật chuyển mạch tổng đài

Nội dung tập Bài giảng Kỹ thuật chuyển mạch tổng đài được chia làm các Trang 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH 1.1 Vai trò của trung tâm chuyển mạch trong mạng viễn thông Mạ

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH 1.1 Vai trò trung tâm chuyển mạch mạng viễn thông 1.2 Quá trình phát triển kỹ thuật chuyển mạch CHƯƠNG KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH KÊNH 2.1 Cơ sở kỹ thuật chuyển mạch kênh 2.2 Trường chuyển mạch không gian số 2.3 Trường chuyển mạch thời gian số 16 2.4 Trường chuyển mạch ghép 25 CHƯƠNG 35 BÁO HIỆU TRONG MẠNG VIỄN THÔNG 35 3.1 Tống quan 35 3.2 Nội dung báo hiệu 36 3.3 SS7 42 3.4 R2 46 ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP 51 LỜI MỞ ĐẦU Học phần “Kỹ thuật chuyển mạch tổng đài” học phần chuyên ngành dành cho sinh viên bậc đại học ngành điện tử gồm hai tín lý thuyết Để phục vụ cho trình dạy học học phần cho giảng viên sinh viên, việc biên soạn tập Bài giảng Kỹ thuật chuyển mạch tổng đài theo chương trình đào tạo xây dựng cần thiết Nội dung tập Bài giảng Kỹ thuật chuyển mạch tổng đài chia làm chương có liên kết chặt chẽ giúp sinh viên tiếp thu kiến thức đồng thời hình thành thái độ, kỹ học CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH 1.1 Vai trò trung tâm chuyển mạch mạng viễn thông Mạng viễn thông tất trang thiết bị kỹ thuật sử dụng để trao đổi thông tin đối tượng mạng Cùng với phát triển xã hội, nhu cầu thông tin liên lạc ngày tăng Nhiệm vụ thông tin liên lạc mạng lưới bưu viễn thơng đảm nhiệm Để đáp ứng nhu cầu thơng tin mạng phải ngày phát triển Quá trình phát triển mạng trải qua nhiều giai đoạn Ban đầu mạng điện thoại tương tự, điện báo, telex, facsimile, truyền số liệu kết hợp vào Thiết bị đầu cuối: Là thiết bị người sử dụng để giao tiếp với mạng cung cấp dịch vụ Hiện có nhiều chủng loại thiết bị đầu cuối với nhiều hãng sản xuất khác phụ thuộc loại hình dịch vụ cung cấp Thiết bị đầu cuối thực chức chuyển đổi thông tin cần trao đổi thành tín hiệu điện ngược lại, đồng thời cung cấp giao diện cho người sử dụng Thiết bị chuyển mạch: Là thành phần cốt lõi mạng viễn thơng có chức thiết lập đường truyền đầu cuối Trong hệ thống PSTN, thiết bị chuyển mạch tổng đài Tùy theo vị trí tổng đài mạng, người ta phân loại tổng đài quốc tế, tổng đài chuyển tiếp liên tỉnh tổng đài nội hạt Bao gồm hai nhiệm vụ: + Xử lý tin (CSDL): xử lý, cung cấp tin tức + Chuyển mạch Node chuyển mạch hay tổng đài nơi nhận thông tin truyền Tùy theo loại tổng đài mà ta thâm nhập trực tiếp hay gián tiếp vào Ví dụ: với tổng đài nội hạt, thuê bao trực tiếp thâm nhập vào tổng đài tổng đài chuyển tiếp khơng, nhận tín hiệu truyền từ tổng đài sang tổng đài khác Cũng có loại tổng đài vừa chuyển tiếp vừa nội hạt Bộ phận node chuyển mạch trường chuyển mạch Với điều khiển đầu vào trường chuyển mạch tới đầu nó, điều đảm bảo thuê bao mạng giao tiếp với thuê bao khác rỗi Thiết bị truyền dẫn: Để nối thiết bị đầu cuối hay tổng đài với truyền tín hiệu cách nhanh chóng, xác Thiết bị truyền dẫn phân loại thành thiết bị truyền dẫn thuê bao, nối thiết bị đầu cuối với tổng đài nội hạt, thiết bị chuyển dẫn chuyển tiếp nối tổng đài Dựa vào môi trường truyền dẫn, thiết bị truyền dẫn phân loại thành thiết bị truyền dẫn hữu tuyến thiết bị truyền dẫn vô tuyến Thiết bị báo hiệu Thiết bị quản lý, bảo dưỡng mạng Các thiết bị phụ trợ khác 1.2 Quá trình phát triển kỹ thuật chuyển mạch Kỹ thuật chuyển mạch có loại sau: Chuyển mạch phân kênh không gian: cấu trúc mắt (các tiếp điểm) chuyển mạch linh kiện điện tử hai trạng thái: đèn điện tử, transistor hay IC Loại sử dụng Chuyển mạch phân kênh theo thời gian: sử dụng Chuyển mạch phân kênh theo tần số: thời không sử dụng viễn thông Chuyển mạch phân kênh theo bước sóng (chuyển mạch quang): nghiên cứu để sử dụng tương lai Chuyển mạch gói: sử dụng nguyên lý PCM Đây phương thức phù hợp cho hệ thống thông tin hợp đa dịch vụ, hệ thống thông tin số, truyền sổ liệu Xét mặt kinh tế kỹ thuật thi giai đoạn phương thức ưu việt Trong mạng điện thoại công cộng, chuyển mạch thực tổng đài để nhiều người thực trao đổi thông tin với theo nhu cầu kết nối cụ thể Lịch sử phát triển tổng đài: Năm 1878, hệ thống tổng đài thiết lập, tổng đài nhân cơng điện từ xây dựng New Haven Đây tổng đài thương mại thành công giới Những hệ tổng đài hoàn toàn sử dụng nhân cơng nên thời gian thiết lập giải phóng gọi lâu, không thỏa mãn nhu cầu ngày tăng xã hội Để giải điều này, năm 1889, tổng đài điện thoại không sử dụng nhân công A.B Strowger phát minh Trong hệ tổng đài này, gọi kết nối liên tiếp tuỳ theo số điện thoại hệ thập phân gọi hệ thống gọi theo bước EMD công ty Đức phát triển thuộc loaị Hệ thống gọi tổng đài điện nguyên tắc vận hành nó, với kích thước lớn, chứa nhiều phận khí, khả hoạt động bị hạn chế nhiều Năm 1926, Erisson phát triển thành cơng hệ tổng đài chéo Được đặc điểm hố cách tách hoàn toàn việc chuyển mạch gọi mạch điều khiển Đổi với chuyển mạch chéo, tiếp điểm đóng mở sử dụng tiếp xúc dát vàng đặc tính gọi cải tiến nhiều Hơn nữa, hệ thống điều khiển chung để điều khiển số chuyển mạch vào thời điểm sử dụng Đó xung quay sổ dồn lại vào mạch nhớ sau kết hợp sở số quay ghi lại để chọn mạch tái sinh Thực chất, tổng đài sản xuất dựa sở nghiên cứu kỹ thuật chuyển mạch hoàn thiện chức tổng đài gọi theo bước, vậy, khắc phục số nhược điểm chuyển mạch gọi theo bước Năm 1938, hãng Ericsson (Thụy Điển) có phát minh trường chuyển mạch điện thoại dùng đèn điện tử khí Năm 1940, hãng BELL (Mỹ) phát minh phương pháp chuyển mạch tiếp điểm (tiền thân chuyển mạch tọa độ) Sau đó, năm 1943, hãng BELL (Hà Lan) thiết kế hệ thống tổng đài có chọn điện khí kiểu quét, làm việc theo nguyên lý cận điện tử Năm 1945, hãng CGCT (Pháp) thiết kế tổng đài điện tử theo nguyên lý chuyển mạch thời gian Năm 1947, hãng PHILIPS (Hà Lan) thiết kế tổng đài điện tử dùng đèn điện tử khí Năm 1953, hãng BELL (Mỹ) thiết kế hệ thống tổng đài cận điện tử DIAD chuyển mạch rơle, điều khiển có sử dụng nhớ trống từ Năm 1954, hãng BELL (Hà Lan) đưa vào sản xuất cho khai thác thử NAUY tổng đài 8A dùng trường chuyển mạch tọa độ điều khiển điện tử Cùng năm này, hãng VUWT (Tiệp Khắc) sản xuất tổng đài điện tử 10 số Dùng chuyển mạch đèn điện tử khí Năm 1957, hãng CGCT (Pháp) sản xuất hàng loại tổng đài cỡ nhỏ 20 số dùng tàu chiến Loại tổng đài sử dụng mạch điện điều khiển xuyến từ trường chuyển mạch điot Năm 1959, hãng BELL( Mỹ) đưa thiết kế hệ thống thông tin hợp PCM ESSEX mẫu thực nghiệm đưa khai thác thử Năm 1960, hội nghị quốc tế vấn đề liên quan đển tổng đài điện tử tổ chức năm tổ chức lần Cũng năm này, hãng BELL (Mỹ) cho khai thác tổng đài điện tử mang tính thơng dụng bang Morrise (Mỹ) Năm 1962, hãng SIEMENS (Đức) cho ỉchai thác tổng đài điện tử thông dụng ESM Đồng thời Anh cho sản xuất khai thác thử tổng đài chuyển mạch thời gian Hãng ERICSSON cho sản xuất loại tổng đài để dùng cho mục đích chiến tranh Cũng năm này, Tiệp Khắc sản xuất tổng đài điện tử quan loại nhỏ Năm 1963, hãng STANDARD ELEKTRIK LOREN (Đức) sản xuất đưa vào sử dụng tổng đài cận điện tử thông dụng HEGOL Năm 1965, tổng đài ESS số Mỹ tổng đài điện tử có dung lượng lớn đời thành công, mở kỷ nguyên cho tổng đài điện tử Chuyển mạch tổng đài ESS số làm điện tử, đồng thời, để vận hành bảo dưỡng tốt hơn, đặc biệt, tổng đài trang bị chức tự chuẩn đoán vận hành theo nguyên tắc SPC tổng đài nội hạt Cũng Mỹ, hãng Bell System Laboratory hoàn thiện tổng đài số dùng cho liên lạc chuyển tiếp vào đầu thập kỷ 70 với mục đích tăng cao tốc độ truyền dẫn tổng đài kỹ thuật sổ Tháng năm 1976, tổng đài điện tử số chuyển tiếp hoạt động sở chuyển mạch số máy tính thương mại giới lắp đặt đưa vào khai thác Kỹ thuật vi mạch kỹ thuật số phát triển đẩy nhanh phát triển tổng đài điện tử số với khả phối hợp nhiều dịch vụ với tốc độ xử lý cao, ngày phù hợp với nhu cầu thời đại thông tin CHƯƠNG KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH KÊNH 2.1 Cơ sở kỹ thuật chuyển mạch kênh Chuyển mạch kênh loại chuyển mạch phục vụ trao đổi thông tin cách cấp kênh dẫn trực tiếp cho hai đối tượng sử dụng Tùy theo yêu cầu đầu vào mà khối điều khiển điều khiển chuyển mạch thiết lập kênh dẫn với đầu Kênh dẫn trì đối tượng sử dụng cịn có nhu cầu Sau hết nhu cầu kênh dẫn giải phóng Việc thiết lập chuyển mạch kênh thông qua ba giai đoạn sau: Thiết lập kênh dẫn: trước liệu truyền đi, kênh dẫn điểm tới điểm thiết lập Đầu tiên, tổng đài (node) phát yêu cầu dối tượng, xác định đường truyền dẫn đến đổi tượng kia, rỗi, báo cho đối tượng biết sau nối thơng hai đổi tượng Duy trì kênh dẫn (truyền liệu): trì suốt thời gian hai đổi tượng trao đổi thông tin với nhau, khoảng thời gian này, tổng đài cịn truyền tín hiệu mang tính báo hiệu như: giám sát nối tính cước liên lạc Giải phóng kênh dẫn: kênh dẫn giải phóng có yêu cầu hai đối tượng sử dụng, khôi phục lại trạng thái ban đầu Đặc điểm: Thực trao đổi thông tin hai đối tượng kênh dẫn trục thời gian thực Đối tượng sử dụng làm chủ kênh dẫn suốt trình trao đổi tin Điều làm giảm hiệu suất truyền Yêu cầu độ xác khơng cao Nội dung trao đổi không cần địa Được áp dụng thông tin thoại Khi lưu lượng mạng chuyển mạch kênh tăng lên đến mức số gọi bị khố (blocked), mạng từ chối yêu cầu nối kết tải mạng giảm Phân loại: Tùy thuộc vào phát triển lịch sử chuyển mạch cách thức, tín hiệu mà ta phân loại sau: CHUYỂN MẠCH CHUYỂN MẠCH CHUYỂN MẠCH CHUYỂN MẠCH KHÔNG GIAN THỜI GIAN GHÉP 2.2 Trường chuyển mạch không gian số Là loại chuyển mạch có đầu ra, đầu vào bố trí theo khơng gian (cách qng, chéo) Chuyển mạch thực cách mở đóng cổng điện tử hay điểm tiếp xúc Chuyển mạch có loại sau: • Chuyển mạch kiểu chuyển động truyền Thực chuyển mạch theo nguyên tắc vận hành tương tự chuyển mạch xoay Nó lựa chọn dây rỗi trình dẫn truyền tiến hành chức điều khiển mức định Do đơn giản nên sử dụng rộng rãi tổng đài Nhươc điểm: Tốc độ thực chậm, tiếp xúc mau mòn, thay đổi hạn mục tiếp xúc gây nên rung động học • Chuyển mạch kiểu đóng mở Đơn giản hoá thao tác học thành thao tác mở đóng Chuyển mạch khơng có chuyển mạch điều khiển lựa chọn thực theo giả thiết mạch gọi mạch điều khiển hoàn toàn tách riêng Ưu điểm: Khả cung cấp điều khiển linh hoạt coi chuyển mạch tiêu chuẩn • Chuyển mạch rơle điện tử Có rơle điện tử điểm cắt chuyển mạch chéo Điểm cắt lựa chọn theo hướng dịng điện rơle Do thực nhanh kiểu mở đóng • Chuyển mạch điện tử kiểu phân chia khơng gian Có cổng điện tử điểm cắt chuyển mạch chéo Nhươc điểm: Khơng tương thích với phương pháp cũ độ khác mức độ tín hiệu chi phí đặc điểm thoại xấu tiếng, xuyên âm Nguyên lý làm việc chuyển mạch không gian dựa sở chuyển mạch không gian dùng chéo Chuyển mạch không gian số chuyển mạch thực việc trao đổi thông tin khe thời gian hai tuyến PCM khác Trong sơ đồ chuyển mạch tiếp thơng hồn tồn, ta thấy ràng đàu vào có khả với đầu mong muốn, cịn sơ đồ chuyển mạch tiếp thơng khơng hồn tồn có số đầu vào có khả nối với số đầu tương ứng mà thơi Thơng thường, sơ đồ tiếp thơng khơng hịa tồn thiết kế với mục đích kinh tể nơi có nhu cầu trao đổi thơng tin khơng đồng