nghiên cứu tổng quan về tổng đài điện tử số Alcatel 1000E10 OCB 283

Nh vậy tại đầu ra bộ ghép kênh MUX ta có luồng PCM có mật độ lu lợngtrên các kênh thoại lớn hơn nhiều lần so với đầu vào bộ ghép kênh MUX.Trong nhiều tổng đài, thực tế thờng ngời ta tổ c

Lời nói đầu

Sự phát triển của hạ tầng cơ sở thông tin là yếu tố quan trọng thúc đẩynền kinh tế phát triển và góp phần nâng cao đời sống xã hội của con ngời Do

đợc thừa kế những thành tựu của các ngành công nghiệp điện tử, bán dẫn,quang học, tin học nên công nghiệp viễn thông đã có những bớc tiến nhảyvọt kỳ diện đa xã hội loài ngời bớc sang một kỷ nguyên văn minh mới Trongnhững năm gần đây ngành bu chính viễn thông Việt Nam đã có những bớcphát triển mạnh mẽ Với những chiến lợc đi thẳng vào kỹ thuật mới, hiện đại,hàng loạt các tổng đài điện tử số đã đợc trang bị và đa vào khai thác để thaythế cho hàng loạt các loại tổng đài cơ điện cũ Trong một mạng viễn thông,các nút chuyển mạch và hệ thống truyền dẫn đóng vai trò rất quan trọng, do

đó việc nghiên cứu nắm bắt các kỹ thuật về tổng đài và truyền dẫn là rất cầnthiết Tổng đài Alcatel 1000 E10 của hãng Alcatel là một trong những tổng đài

só có dung lợng lớn và đang đợc sử dụng rộng rãi ở Việt Nam Do đó trong đềtài tốt nghiệp của em, em đã nghiên cứu tổng quan về tổng đài điện tử sốAlcatel 1000E10 OCB - 283

Nội dung đồ án gồm các phần sau:

Phần I : Cơ sở kỹ thuật tổng đài điện tử số

Phần II: Tổng đài Alcatel 1000E10 (OCB - 283)

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫnNguyễn Vũ Sơn cùng toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Điện tử thông tintrờng Đại học Mở Hà Nội đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình học tậpcũng nh hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này Vì thời gian có hạn, kiến thứccòn hạn chế nên đồ án này chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót

Em rất mong nhận đợc sự góp ý, đánh giá của thầy cô và các bạn cùng lớp để

I Kỹ thuật PCM:

ý tởng về hình thức xử lý số tín hiệu trong viễn thông đợc phát minhtrong những năm 30 của thế kỷ

Kỹ thuật điều chế xung mã PCM (Pulse Code Mudulation) là kết quả thu

đợc của các thủ tục xử lý rời rạc hoá tín hiệu Analogue theo thời gian lợng tửhoá theo mức tín hiệu và mã hoá đại lợng mức lợng tử của tín hiệu thành các

tổ hợp mã nhị phân tơng ứng Quá trình thông tin PCM đợc minh hoạ nh hình

vẽ (hình 1)

Hình 1: Tuyến thông tin số

Tuy vậy khi công nghệ bán dẫn ra đời và đạt đợc thành tựu to lớn trongthập kỷ 60 mới cho phép ứng dụng PCM vào thực tế Ngày nay phơng phápphổ biến nhất dùng để số hoá tín hiệu thoại là điều chế xung mã PCM

đẩy đủ thông tin của tín hiệu tơng tự, để tái tạo đợc thông tin một cách trungthực ở đầu thu

Quá trình rời rạc hoá tín hiệu sẽ làm cho tín hiệu liên tục thành một dãyxung PAM

Quá trình lấy mẫu dựa trên định lý Kachenhicốp đợc phát biểu nh sau:

“Một tín hiệu X(t) liên tục theo thời gian có phổ hạn chế từ (0ữFmax)Hz,

đợc hoàn toàn xác định bởi những giá trị X(k ∆t) của nó lấy các khoảng thờigian t =1/2Fmax với Fmax là tần số cao nhất của phổ làm X(t)

Nếu gọi T1m là chu kỳ lẫy mẫu và F1m là tần số lấy mẫu ta có:

T1m ≤ 1/2Fmax

 lấy mẫuLọc và L ợng tử hoá Mã hoá Chuyển dẫn truyền dẫn Giải mã Lọc 

Hình 2: Sơ đồ minh hoạ định lý Kachenhicốp

Trong tín hiệu thoại vùng phổ tiếng nói từ 300Hz đến 3400Hz đợc sửdụng Thực tế phố tiếng nói của con ngời kể từ tần số thấp nhất đến vài trăm

Hz cho tới tần số rất cao Tần số này đã đợc máy điện thoại hạn chế bớt, mứchạn chế ở vùng tần số cao vẫn cha đủ, vì vậy trớc khi lấy mẫu, tín hiệu tiếngnói cần phải cho qua bộ lọc thông thấp để hạn chế phổ tiếng nói dới 3400Hz

Nh vậy ta đã biết phổ của tín hiệu thoại ừ 0,4 KHZ tới 4 KHz, ta tính đ

-ợc tần số lấy mẫu là:

T1m = 1/2Fmax = 1/8KHz = 125às

Nếu muốn mẫu mã hoá 8 bit, ta có tốc độ bít của lệnh thoại số tiêu chuẩn là:

Vthoại = 8 bít x 8 KHz = 64bit/s

Hình 3: Sơ đồ biểu diễn minh hoạ sự phục hồi tín hiệu liên tục.

ở đầu thu để phục hồi lại đợc tín hiệu ban đầu, ngời ta dùng bộ lọc thôngthấp Tín hiệu rời rạc theo định lý Kachenhicốp khi qua bộ lọc thông thấp, vớitần số cơ bản của tín hiệu sẽ cho ra tín hiệu ban đầu Quá trình phục hồi đó đ-

Trong thực tế tín hiệu hữu hạn theo thời gian vì vậy phổ của tín hiệu biếnthiên một khoảng rất rộng Cho nên khi tiến hành rời rạc hoá tín hiệu liên tụctheo thời gian, phổ của tín hiệu bị hạn chế.

Khi rời rạc hoá tín hiệu, yêu cầu xung PAM có thời gian tồn tại rất nhỏnhng thực tế tơng đối lớn, có một giá trị nào đó

Khi rời rạc hoá tín hiệu, nếu F1m < 2 Fmax thì sau khi lấy mẫu các đoạnphổ tín hiệu gốc sẽ bị chồng lên nhau Hiện tợng này gọi là sự chồng phổ, khitín hiệu tách lại ở bên thu sẽ bị biến dạng so với bên phát Do đó trớc khi lấymẫu thì phổ tín hiệu phải qua lọc

Hình 4: ảnh hởng của độ xung PAM đến phổ tín hiệu rời rạc .

Thực tế có nhiều tín hiệu có phổ không phải từ 0 tới Fmax , mà từ

Fmin ữFmax với tín hiệu phổ từ Fmin ữFmax, ta có F1m nh sau:

Gọi ∆F = Fmin ữFmax

Nếu xét Fmax/∆F nếu tỷ số này nguyên thì F1m nhỏ nhất bằng 2F

Còn nếu tỷ số này lẻ thì ta có trờng hợp sau:

Gọi n là số nguyên lớn nhất nhỏ hơn Fmax/∆F

đến bộ khuếch đại đệm có trở kháng cao trớc lúc xử lý

Sử dụng trở kháng cao để ngăn ngừa sự giải phóng điện tử các dòng ròtrong khoảng thời gian giữa các xung lấy mẫu.

Hình 6: Sơ đồ mô tả lợng tử hoá

Ngời ta thực hiện lợng tử hoá xung PAM bằng các mạch đặc biệt Trongcác mạch này ngời ta so sánh các giá trị của xung PAM với các mức chuẩncho trớc, tơng ứng với các mức lợng để quyết định đa vào mức này hay mứckia Căn cứ vào bớc lợng tử hoá ∆x = const gọi là lợng tử hoá tuyến tính thờngchỉ dùng khi có tín hiệu có sự biến đổi về mức không lớn Còn đối với tínhiệu có sự thay đổi mức lớn, từ rất thấp tới rất cao, nếu áp dụng lợng tử hoátuyến tính thì sẽ có tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/N) Muốn giảm tạp âm lợng tửthì ra phải giảm bớt lợng tử ∆x, khi đó số mức lợng tử tăng lên, dẫn đến tăngkênh truyền và tăng tốc độ Để khắc phục ngời ta dùng lợng tử hoá phi tuyến

Đối với lợng tử hoá phi tuyến bớc lợng tử ∆x nhỏ khi tín hiệu nhỏ ∆x lớn khitín hiệu lớn (∆x # const) Ngời ta chứng minh đợc rằng lợng tử hoá phi tuyếntheo luật logarit sẽ làm cho tỷ số S/N không phụ thuộc vào mức tín hiệu vào.Trên thực tế sử dụng phổ biến hai quy luật A và à:

♦Luật nén - giãn A:

Thuật toán nén - giãn tín hiệu theo luật A đợc thực hiện theo công thức sau:

Sng (x) với X<1/AA(x) =

Sng (x) với 1/A<x<1Trong đó: Sgn (x): Hàm dấu của tín hiệu có biên độ X

A(x) : Hàm nén tín hiệu

A : Hằng số xác định mức độ nén

CCITT: Khuyếch nghị giá trị A = 87,6

Thành phần thứ nhất trong công thức trên chỉ rõ các giá trị mức nhỏ củatín hiệu X, khi đó giá trị đầu ra biến thiên phụ thuộc tuyến tính đối với đầuvào Đối với thành phần thứ 2, giá trị tín hiệu đầu ra đợc lấy xấp xỉ hoá theocác segment tuyến tính

Đặc tuyến nén theo loại A có 8 segment trong cực tính dơng “+” và 8segment trong cực tính âm “- ” do vậy tổng số có 16 đoạn, tuy vậy có 2

Ax 1+ln(A)

1+ln Ax 1+ln(A)

segment đầu của cực tính “+ ” và “- ” xấp xỉ hoá bằng một đoạn tuyến chung

do đó có tổng số segment là 13

Hình 7: Đặc tuyến mã hoá theo luật A

U m Biên độ cực đại tín hiệu

A B C D E F

G H

Um/8 Um/4 Um/2

Um

♦Luật nén - giãn A có các đặc trng sau:

+ Dải động biên độ mẫu tín hiệu đầu vào đợc chia thành 8 segment chocả cực tính dơng và cực tính âm

+ Cho mỗi segment, bớc lợng tử tăng theo cơ số 2

+ Cho mục tiêu mã hoá, mỗi segment đợc mã hoá bằng một tổ hợp mãnhị phân 3 bit

+ Mỗi segment đợc chia thành 16 bớc lợng tử đều và sử dụng tổ hợp mãnhị phân 4 bit để mã hoá 16 mức

+ Mỗi mức đợc trình diện bởi một tổ hợp mã nhị phân 8 bit (1 bit chodấu cực tính, 3 bit cho segment và 4 bit cho mức lợng tử trong một segment)+Hằng số A = 87,6

+ Các giá trị biên độ tín hiệu đợc phân chia với giới hạn tối đa là 4096trong cả hai cực tính

+ Các điểm của segment, các mức lợng tử hoá và các tổ hợp mã nhị phântơng ứng theo luật A liệt kê trong bảng

+ Có thể cho rằng biên độ mẫu tần số có giá trị tới 64, đợc xắp xếp vào

b-ớc lợngt ử 2,64 ữ128 vào 4 v.v

♦Luật nén à:

Đặc trng luật à đợc xác định theo hàm số:

à(X) = Sgn (X) trong đó: - 1≤X ≤ +1

à là yếu tố xác định mức độ nén - giãn Luật à đợc sử dụng ở Nhật, Bắc

Mỹ trong các hệ thống PCM 24 kênh Luật à có 15 segment và mẫu tín hiệuvào có thể phân chia tới 8159 giá trị Giá trị hằng số à = 255 và cũng dùng tổhợp mã nhị phân 8 bit và có dải động là 48 dB

3 Mã hoá tín hiệu:

Sau khi lợng tử hoá xung PAM, mỗi xung PAM sẽ đợc lợng tử hoá theo 8bits Trong đó có 1 bit dấu và 7 bit số liệu

Ln(1+ à X) Ln(1+ à )

Cấu trúc từ mã đợc thể hiện nh sau:

Hình 8: Cấu trúc từ mã

Để mã hoá tín hiệu ngời ta dùng các phơng pháp sau:

+ Đối với mã hoá tuyến tính:

-Phơng pháp đếm Counter:

Đếm liên tục các mức mẫu hoá ∆x Khi mã hoá n bit thì đếm tối đa là:

N = 2n-1 xungVới phơng pháp này thời gian biến đổi lớn, nhng thiết bị gọn nhẹ đơngiản (một mẫu ∆x tơng ứng với một SB)

- Phơng pháp cân Iteral: (Digital at time):

Mã hoá n bít tơng ứng với n mẫu so sánh, mỗi mẫu tơng ứng với trọng

l-ợng bit

- Phơng pháp mã hoá trực tiếp: (Word at aTime).

Trong phơng pháp này mã hoá trực tiếp hay là song song Mã hoá n bíttoạ độ 2n-1 mẫu, mỗi mẫu tơng đơng với một ∆x so với mẫu cạnh nó Khi đóphải có 2n-1 bộ so sánh

Phơng pháp này rất nhanh chóng nhng quá phức tạp, không kinh tế, sai

số tơng đối lớn Trong phơng pháp đếm và phơng pháp cân, ngời ta còn phân

ra làm hai loại, loại không có phản hồi và loại có phản hồi

+ Mã hoá phi tuyến

- Loại1 : Analog Compander:

Hình 9: Sơ đồ mã hoá phi tuyến

Loại 2: Digital Compander

Hình 10: Sơ đồ bộ mã hoá tuyến tính Loại 3: Phản hồi phi tuyến

Hình 11: Sơ đồ bộ phản hồi phi tuyến.

ở đây chúng ta không đi sâu nghiên cứu các phơng pháp

Với tín hiệu thoại số thời gian dành cho 8 bits sẽ có một chu kỳ lấy mẫubằng 125 às Do đó mỗi bit sẽ chiếm một khoảng thời gian bằng:

T 125/8 =15,6às

Với thời gian nh vậy dòng xung lấy ra liên tiếp sẽ đạt tốc độ:

V = 1/15,6 = 64 kbit/s

II Kỹ thuật TDM (Time division multiplex)

1 Giới thiệu kỹ thuật TDM

Do nhu cầu thông tin ngày càng cao khối lợng tin tức cần truyền ngàycàng nhiều Vì thế để nâng cao hiệu quả truyền dẫn, tiết kiệm truyền dẫn phảighép nhiều tín hiệu để cùng truyền trên một phơng tiện truyền dẫn gọi là kỹthuật ghép kênh

Trong kỹ thuật ghép kênh thì kỹ thuật TDM - ghép kênh theo thời gian làphơng pháp ghép kênh đợc sử dụng trong thông tin số tức là các tín hiệu số đ-

ợc lần lợt, ghép vào các khung truyền dẫn chung theo thứ tự thời gian nhất

định và lần lợt đợc truyền dẫn xử lý Về thời gian không đồng thời tại một thời

điểm, chỉ có một tín hiệu đợc xử lý và truyền dẫn Về dải tần, tần số thì giốngnhau

Lin Code Digital comp Digital Exp Lin

Decode AnalogAnalog

Đếm

Nonlin Dac

Nonlin Dac

2 Các phơng pháp ghép TDM

2.1.Ghép theo xung PAM (ghép sau lấy mẫu)

Giả sử tín hiệu x1(+) : Khi lấy mẫu ta đợc xung PAM

Ts : Chu kỳ lấy mẫu Sau 1 TS ta có 1 xung PAM

Hình 12: Ghép theo xung PAM

Trong một chu kỳ lấy mẫu Ts lần lợt xếp vào nUPAM của n tín hiệu khácnhau theo một thứ tự thời gian nhất định có chu kỳ Chu kỳ lấy mẫu đợc gọi làmột khung ghép với thoại 1 khung giới hạn là 125à, 1s = 8000 khung ghép

Do mã hoá cho cả chung dãy xung PAM, làm cho tốc đọ làm việc bộ mãhoá tăng, gây khó khăn cho bộ mã hoá Nên phơng pháp ghép theo xung PAMkhông sử dụng

2.2 Ghép theo tín hiệu số (ghép sau mã hoá)

a Ghép xen kẽ từng bit (ghép xen bit)

Các dòng số đợc ghép xen kẽ lần lợt theo từng bit

1 2 3 • • • n • • •

1 2 3 • • • n • • •

12

• • • ABAB 12

b Ghép xen kẽ từng byte (xen byte)

Các dòng số đợc ghép xen kẽ từng byte một vì sai số không mất hết 1byte (<1byte) 1byte = 8 bit

Hình 14: ghép xen kẽ từng byte

Ghép xen byte đợc sử dụng trong cấp ghép cơ sở (cấp ghép tín hiệu thoại

từ tơng tự sang số) trong cấp ghép phải có chứa thiết bị biến đổi A/D tơng tự

Khoảng phân định cho mỗi từ PCM trên đờng dây TDM đợc gọi là khethời gian Ts (time Slot)

Ta có 32 kênh cùng tạo nên một khung, mỗi khung chứa một từ PCM của

1 trong 32 kênh

0 1 2 • • • 15 16 17 • • • 31

Hình 15 : Cấu trúc 1 khung 32 khe thời gian

Kênh 0 và 16 đợc dùng cho đồng bộ và báo hiệu

Còn 30 kênh dùng cho các cuộc dàm thoại khác

Khe thời gian TS0 dùng để đồng bộ dòng bit sao cho phát và thu đềuthống nhất khi bắt đầu một khung mới Từ khoá của khung này mở đầu cho tấtcả các khung Khi từ khoá của khung đến may thu nhỏ sẽ cho biết là các PCMsau đó thuộc về 1 khung mới

Còn khe TS16 dùng cho mục đích báo hiệu

Tốc dộ bit của 1 kênh PCM là 64 Kbit/s ở bộ ghép tốc độ sẽ là:

32 x 64 =2048 kbit/s

Để phát ra một cách hiệu quả các tín hiệu có tốc độ khác nhau nh tiếngnói, báo hiệu ngời ta tổ chức thành các đa khung ghép kênh Vì cần phải có

256 bit cho 1 khung nên phải sử dụng để đồng bộ khung và khe thời gian thứ

17 (TS16) đợc sử dụng để đồng bộ đa khung và báo hiệu Vì vậy 30 khe thờigian sử dụng cho tiếng nói Cấu hình này còn đợc gọi là nhóm sơ cấp kiểu E1

TSữST ,TS ữTS

1khung 125 à s

TS

1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 x 0 x x

Hình 16: Cấu hình khung của nhóm sơ cấp 2.Thông tin trong đa khung (MK)

Trong thông tin đa khung có trờng hợp xuất hiện các khe rông với các bit

đều bằng 0 sẽ dẫn đến nhầm lẫn Để tránh nhầm lẫn ngời ta thực hiện đảo bit

nh sau:

Với i : đảo n: không đảo

Vậy ta đợc khe kết quả sau:

Tổng số bit phát đi trong 2KM sẽ là:

8bit x 32 TS/1khung x 16 khung/1 đa khung = 4096bit/2ms

Trong 1 đa khung thì TS0 và TS16 dùng cho việc đồng bô khung và đồng

bộ đa khung Vậy trong 16 khung sẽ có 1 khung dành cho đồng bộ còn 15khung sẽ dành cho thông tin của 30 kênh thoại Các giá trị sẽ tuỳ chọn để báocho đầu thu biết tình trạng đồng bộ

Khe rỗng:

Đảo bit:

Ch ơng II: Tổng đài điện tử số SPC

I Cấu trúc hệ thống tổng đài

Các tổng đài điện tử số hoàn hảo biểu hiện sự kết hợp thành công giữa kỹthuật diện tử máy tính với kỹ thuật điện thoại Các dấu hiệu thành công xuất

hiện thành công, xuất hiện tử 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 Sự phát triển này đợc thúc đẩy bởi nhu cầu gia

tăng chất lợng, cải thiện giá cả, tính duy trì và tính linh hoạt của các tổng đài

cơ và nhờ khai thác các u điểm tuyệt đối và tốc độ trong kỹ thuật điện tử và

máy tính

ứng dụng đầu tiên của thiết bị điện tử vào các tổng đài điện thoại thuộc

về lĩnh vực điều khiển: Stored - program control hay còn gọi là SPC

Chú thích:

Tuyến số

Tuyến analog Tuyến điều khiển

Hình 17: Sơ đồ khối tổng quát của tổng đài điện tử số SPC

II Các khối kỹ thuật chính của SPC

1 Kết cuối thuê bao Analog (Bộ thuê bao - BTB)

Kết cuối thuê bao thực hiện vai trò thiết bị giao tiếp giữa thuê bao và

tổng đài, mỗi thuê bao đợc nối với tổng đài đều đợc đấu với một số kết cuối

thuê bao Kết cuối thê bao thực hiện 7 chức năng cơ bản sau: BORSCHT

Đơn vị tập trung thuê bao

Đơn vị kết cuối đ ờng thuê bao

m u x

Khối chuyển mạch tập trung thuê bao

MF sig

Khối chuyển mạch tập trung thuê bao

Đơn vị kết cuối trung kế analog

tones

MF sig

CCS CCS

Hệ thống điều khiển tổng đài

2 Khối ghép kênh MUX

Chúng ta đã tìm hiểu về các chức năng của kết cuối thuê bao (BTB), hiệnnay với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ điện tử, tin học nên tại mỗithuê bao đều đợc trang bị chức năng biến đổi A/D - D/A Vì vậy tại đầu ra củakết cuối thuê bao tín hiệu thoại đã là tín hiệu số Để nâng cao hiệu suất sửdụng đờng PCM đầu nối giữa các kết cuối thuê bao đầu nối tới bộ tập trungthuê bao, giữa bộ tập trung thuê bao và trờng chuyển mạch trung tâm, ngời ta

sử dụng thiết bị ghép kênh MUX

Nh vậy tại đầu ra bộ ghép kênh MUX ta có luồng PCM có mật độ lu lợngtrên các kênh thoại lớn hơn nhiều lần so với đầu vào bộ ghép kênh MUX.Trong nhiều tổng đài, thực tế thờng ngời ta tổ chức mỗi ngăn thuê bao có khảnăng trang bị tối đa 256 thuê bao, các thuê bao trong một ngăn đợc đấu chungvới một hoặc vài thiết bị ghép kênh MUX để đa ra một hay nhiều đờng PCMnội bộ đấu tới bộ tập trung thuê bao tuỳ theo cấu trúc mỗi loại tổng đài

3 Bộ tập trung thuê bao (TTTB)

Bộ tập trung thuê bao thực hiện chức năng tập trung các luồng tín hiệu số(PSHW) có mật độ lu lợng thoại thấp tại đầu vào (từ các thuê bao đa tới) thànhmột số ít các luồng tín hiệu số PCM có mật độ lu thông thoại cao hơn ở đầu ra(SHW) nhằm mục đích nâng cao hiệu suất sử dụng các đờng PCM đầu nốigiữa các bộ tập trung thuê bao và trờng chuyển mạch trung tâm (đờng SHW).Trong tổng đài, bộ tập trung thuê bao còn thực hiện chức năng thiết lậptuyến nối các thiết bị phụ trợ: cấp âm báo, thu xung đối tần với các thuê bao

để phục vụ cho quá trình thiết lập tuyến nối Để thực hiện đợc các chức năngtrên, cấu trúc của bộ tập trung thuê bao gồm một trờng chuyển mạch, các bộghép/ tách kênh (MUX/DMUX), bộ suy hao với hệ số suy âm

Các bạn có thể tìm hiểu chi tiết hơn các bộ tập trung thuê bao của tổng

đài, cụ thể sẽ đợc trình bày ở bài số 3 của chơng trình đào tạo này

4 Thiết bị tạo âm báo

Thiết bị này thờng đợc cấu tạo bằng các vi mạch nhớ EPRROM, mỗivùng nhớ chứa một thông tin nhất định về các âm báo đã đợc số hoá, nh âmquay số, âm báo bận, hồ âm chuông, âm báo tình trạng tắc nghẽ Đờng nốigiữa thiết bị tạo âm báo và bộ tập trung thuê bao là đờng tín hiệu số PSHW.Theo sự sắp xếp từ trớc, bộ điều khiển chỉ cần đợc điều khiển đọc ngăn nhớ

thích hợp vào thời điểm định trớc, khi đó trên đờng PCM nội bộ đợc đấu giữathiết bị tạo âm báo và bộ tập trung thuê sẽ có khe thời gian khác nhau mà trên

đó có chứa các thông tin về các âm báo đã đợc số hoá

Trong quá trình xử lý cuộc gọi, khi cần cấp một âm báo nào đó cho thuêbao, bộ điều khiển chỉ cần điều khiển quá trình thiết lập tuyến nối giữa khethời gian dành cho thuê bao đó và khe thời gian có chứa âm báo cần thiết quatrờng chuyển mạch của bộ tập trung thuê bao

5 Thiết bị thu xung đa tần (MG Sig)

Thiết bị này thờng đợc đấu nối với bộ tập trung thuê bao qua đờng PCMnội bộ, thực hiện chức năng thu xung đa tần từ các thuê bao đa tới sau đóchuyển các thông tin địa chỉ thu đợc cho bộ điều khiển trung tâm để xử lýcuộc gọi Số lợng các bộ thu xung đa tần phải đợc tính toán sao cho đáp ứng

đợc nhu cầu sử dụng của thuê bao

6 Khối chuyển mạch nhóm

Khối chuyển mạch nhóm hay còn gọi là khối chuyển mạch trung tâm.Khối chuyển mạch nhóm thực hiện chức năng thiết lập các loại tuyến nối khácnhau

+ Khối tập trung trung kế số:

Khối tập trung kế số thực hiện chức năng tập trung tất cả các đờng trung

kế đợc đấu nối với tổng đài (đài vào khối tập trung kế số) để đa ra số luồng tínhiệu số tơng đơng (đờng SHW) đa tới trờng chuyển mạch trung tâm Các khốibáo hiệu kênh riêng, kênh chung đợc đấu nối với khối tập trung trung kế số

Về cấu trúc khối tập trung trung kế số cũng bao gồm một trờng chuyển mạchthời gian T, các thiết bị ghép kênh/ tách kênh để thực hiện chức năng tậptrung các đờng trung kế Học viên có thể tham khảo chi tiết hơn ở phần giớithiệu một số tổng đài cụ thể

+ Thiết bị phụ trách báo hiệu R2, báo hiệu CCS7

Tuỳ theo tổ chức mạng báo hiệu của mạng viễn thông Việt Nam mà tổng

đài có thể đợc trang bị hay không trang bị thiết bị báo hiệu số 7 Các thiết bịbáo hiệu thực hiện chức năng Thu/ Phát các thông tin báo hiệu giữa hai tổng

đài và thông báo kết quả báo hiệu về hệ thống điều khiển trung tâm để xử lý

Nội dung về các phơng pháp báo hiệu sẽ đợc đề cập chi tiết ở phần sau:

+ Đờng nối giữa bộ ghép kênh và bộ tập trung thuê bao (PSHW)

Đờng PSHW là đờng PCM cơ sở tốc độ 2.048Mpbs Nh phần bộ thuê bao

đã trình bày, quá trình thực hiện biến đổi A/D,D/A đợc thực hiện tại bộ thuêbao, hay nói cách khác tại đầu ra bộ thuê bao tín hiệu là tín hiệu số Để thựchiện đợc điều này bộ điều khiển chuyển mạch điện thuê bao phải thực hiệnviệc sắp xếp các khe thời gian trên đờng PCM dùng chung (đờng PSHW) chocác thuê bao dang ở trạng thái nhấc tổ hợp Điều này có nghĩa là thuê bao ởtrạng thái rỗi thì mạch điện thuê bao đó không đợc sắp xếp một khe thời gianrỗi trên đờng PSHW Vì vậy trên đờng PSHW mật độ lu lợng thoại không cao

do nhu cầu sử dụng điện thoại của thuê bao không phải là liên tục (phụ thuộcvào thời gian trong ngày, ngày trong tháng, tháng trong năm ),nói cách kháctrên đờng PSHW rất ít khi xảy ra trờng hợp cả 30 kênh thoại đều bị chiếm chocác cuộc gọi Đó là lý do ngời ta gọi đờng này là PSHW

* L u ý: Thuật ngữ PSHW chỉ đợc sử dụng ở một số tổng đài, nhng xét về

bản chất của đờng PCM đợc đấu giữa các bộ thuê bao với bộ tập trung thuê bao, trong bài giảng này chúng tôi sử dụng thuật ngữ PSHW.

+ Đờng nối giữa bộ tập trung thuê bao và khối chuyển mạch nhóm (SHW).

Đờng SHW là đờng PCM cơ sở tốc độ 2.048 Mpbs (tiêu chuẩn CEPT)

Đây là đờng PCM đợc đấu nối giữa bộ tập trung thuê bao với khối chuyểnmạch nhóm (chuyển mạch trung tâm) Do bộ tập trung thuê bao đã thực hiệntập trung các đờng PSHW có mật độ l lợng thoại thấp thành một ít đờng PCM

có mật độ lu lợng thoại cao hơn đợc gọi là SHW Trên đờng này số khe thờigian có mạng thông tin thoại, thông tin số liệu nhiều hơn so với đờng PSHW

+ Đờng nối giữa bộ tâp trung trung kế và bộ chuyển mạch nhóm SHW.

Về cơ bản tơng tự nh trờng hợp vừa đề cập ở trên Chỉ có khác bộ tậptrung trung kế hệ số tập trung là 1: Tức là số đờng PCM vào bộ tập trung trung

kế và số đờng PCM ra khỏi bộ tập trung trung kê là nh nhau

+ Hệ thống điều khiển tổng đài (điều khiển trung tâm).

Hiện nay tồn tại nhiều cấu trúc điều khiển tổng đài khác nhau Nhng tấtcả các cấu trúc điều khiển tổng đài đều sử dụng cấu trúc điều khiển nhiều bộ

xử lý (còn gọi là cấu trúc điều khiển xử lý) Với cấu trúc nhiều bộ xử lý việc

bố trí các bộ xử lý cũng nh tổ chức các phần mềm cho các bộ xử lý mà cấutrúc hệ thống điều khiển tổng đài có thể có cấu trúc điều khiển tập trung, cấutrúc điều khiển phân tán Các cấu trúc điều khiển tập trung, điều khiển phântán đều có nhng u khuyết điểm riêng, vì vậy hiện nay các nhà sản xuất tổng

đài thờng kết hợp giữa hai cấu trúc điều khiển này để xây dựng một cấu trúc

điều khiển có khả năng xử lý cao hơn, độ tin cậy cao hơn

Tuy nhiên đối với mỗi hệ thống chuyển mạch thì cấu trúc điều khiển lại

có những phơng thức kết hợp giữa điều khiển tập trung và phân tán khác đợc.Trong tổ chức điều khiển tổng đài, các phần cứng, phần mềm tổng đài còn đợctrang bị các cấu trúc d phòng khác nhau nh cấu trúc dự phòng trang bị kép cấutrúc dự phòng N+1, cấu túc dự phòng phân tải

Chúng ta sẽ có dịp quy trở lại vấn đề này khi xem xét các cấu trúc điềukhiển của các tổng đài cụ thể

+ Điều khiển mạch điện thuê bao:

Chúng ta đã biết hiện nay các tổng đài thờng tập trung các thuê bao nhất

định thành một ngăn maý (khoảng 256 thuê bao/ngăn), tại mỗi ngăn đợc trang

bị bộ điều khiển mạch điện thuê bao, bộ điều khiển này có chức năng giám sáttrạng thái của các thuê bao (chơng trình quét thuê bao), điều khiển mạch điệncấp dòng chuông cho thuê bao, trao đổi các thông tin cần thiết với bộ điềukhiển cấp cao hơn

Ch ơng III: Các loại chuyển mạch

I Chuyển mạch thời gian (time)

và bằng số lợng ngăn nhớ tại RAM tin Số ô nhớ (số bit) trong một ngăn nhớcủa RAM địa chỉ bằng số ngăn nhớ tại RAM tin

Ngoài ra cấu trúc của chuyển mạch thời gian tín hiệu số còn có bộ đếmkhe thời gian để đếm các khe thời gian tín hiệu số

TSA → TSB

Hiện nay tồn tại hai phơng pháp điều khiển trờng chuyển mạch thời giantín hiệu số: phơng pháp điều khiển đầu ra, phơng pháp điều khiển đầu vào.

II Chuyển mạch không gian.

đờng PCM khác) mà không làm thay đổi thời điểm xuất hiện của tín hiệu số

đó (chỉ soó TS không đổi)

Trờng chuyển mạch là một ma trận các mạch logic AND gồm M hàng, Ncột (M có thể bằng N) Với mỗi hàng, cột là các chỉ số đờng PCM đầu vào/ratơng ứng Các mạch logic And chịu sự điều khiển bởi một nhớ CMI tơng ứngvới mỗi cột

Số lợng ngăn nhớ của bộ nhớ điều khiển bằng số khe thời gian của đờngPCM Mỗi ngăn nhơ của bộ nhớ điều khiển đợc sử dụng để ghi các thông tin

địa chỉ của tiếp điểm chuyển mạch AND Bộ điều khiển chuyển mạch thực

Các bộ nhớ

điều khiển

đầu nối

hiện điều khiển quá trình ghi vào các ngăn nhớ của CM các thông tin địa chỉcần thiết cho việc thiết lập tuyến nối, quá trình Đọc từ CM đợc thực hiện đồng

bộ với tuyến PCM

Điều khiển đầu nối qua trờng chuyển mạch: Bộ điều khiển thực hiện đợc

đọc lần lợt các ngăn nhớ cả bộ nhớ điều khiển đầu nối đồng bộ với tuyếnPCM

III ChuyÓn m¹ch ghÐp T - S - T (Time - Space - Time)

TS124 5

TS10

SMA2

124

TuyÕn nèi: A2/TS124

C2/TS124

2 Nguyên lý làm việc

Trờng chuyển mạch T- S - T gồm 3 đờng PCM đầu vào A1, A2, A3 và 3

đờng PCM đầu ra C1, C2, C3:

- Trờng chuyển mạch đợc trang bị gồm 3 tầng chuyển mạch:

+ Tầng chuyển mạch thời gian tín hiệu số đầu vào

+Tầng chuyển mạch không gian tín hiệu số

+ Tầng chuyển mạch thời gian tín hiệu số đầu ra

Trong đó tầng chuyển mạch thời gian tín hiệu số đầu vào gồm các trờngchuyển mạch thời gian số: SM - A1, CM - A1; SM - A2, CM - A2; SM - A3,

CM - A3 phơng pháp điều khiển trờng chuyển mạch thời gian tín hiệu số đầuvào và là phơng pháp điều khiển đầu ra (SWRR)

Tầng chuyển mạch thời gian tín hiệu số đầu ra cũng có ba trờng chuyểnmạch thời gian số SM - C1, CM - CZ; SM - C2, CM -C2; SM - C3, CM - C3.Phơng pháp điều khiển là phơng pháp điều khiển đầu vào (RWSR)

Trờng chuyển mạch T - S - T với số khe thời gian đầu vào bằng số khethời gian trung gian và số khe thời gian đầu ra Hệ thống điều khiển luôn luôntìm đợc một tuyến nối rồi thích hợp cho các cuộc gọi qua đờng chuyển mạch

đó

Ta có thể nói rằng trờng chuyển mạch T - S - T là trờng chuyển mạchkhông tổn thất (Non - blocking) Cấu trúc chuyển mạch ghép T - S - T hiệnnay đợc sử dụng trong nhiều tổng đài điện tử số SPC

Phần II: tổng đài Alcatel 1000 E10 (OCB-283)

ch ơng I: Tổng quan hệ thống

I Vị trí

Hình 21: Vị trí của A 1000 E10 trong mạng thoại

S : bộ tập trung thuê bao xa

L : Tổng đài nội hạt

TR : Tổng đài chuyển tiếp

CID : Tổng đài quốc tế gọi ra

CIA : Tổng đài quốc tế gọi vào

CTI : Tổng đài chuyển tiếp quốc tế

ALCATEL 1000E10 là hệ thống tổng đài số do hãng ALCATEL CIT sảnxuất

Với tính năng đa ứng dụng ALCATEL 1000E10 có thể đợc sử dụng chochuyển mạch có dung lợng khác nhau, từ loại tổng đài nội hạt dung lợng nhỏcho đến loại tổng đài quá giang hay cửa ngỏ Quốc tế

Nó thích ứng với mọi loại hình dân c số từ những vùng đông đúc dân c

đến các vùng dân c tha thớt và mọi loại hình khí hậu từ các vùng cực lạnh đếnnóng nh vùng xích đạo Châu Phi

Hệ thống khai thác và bảo dỡng có thể là nội bộ hoặc tập trung cho mộtvài tổng đài hoặc vừa là nội bộ vừa là tập trung tại cùng một thời điểm

TR

CID

CTI

ALCATEL 1000E10 có thể cung cấp tất cả các dịch vụ viễn thông hiện

đại: Điện thoại, ISND (Mạng liên kết dịch vụ, điện thoại di động, mạng t nhân

ảo và tất cả các ứng dụng của mạng trí tuệ

A1000E10 có thể quản trị mọi loại hệ thống báo hiệu và hiện nay hệthống loại này dã thâm nhập vào khoảng 80 nớc và nó đợc xây dựng trên cáctiêu chuẩn của Quốc tế, Acatel CIT thực hiện đầy đủ các khuyến nghị tiêuchuẩn này

II Các thông số kỹ thuật

Các thông số kỹ thuật của bất kỳ tổng đài nào đều phụ thuộc rất lớn vàomôi trờng của nó (ví nh các cuộc gọi hỗn hợp, các điều kiện hoạt động) Cácdung lợng đa ra sau đây dựa trên môi trờng tham khảo trung bình

- Dung lợng xử lý cực đại của hệ thống là 280CA/S (cuộc thử/giây), theokhuyếch nghị Q543 của CCITT về tải kênh B Tức là 1.000.000 BHCA (cuộcthử/giờ)

- Dung lợng đấu nối của ma trận chuyển mạch chính đến 2048PCM, nócho phép:

+ Xử lý lu lợng đến 25000 Erlangs

+ Có thể đấu nối cực đại đến 2.000.000 thuê bao

+ Có thể đấu nối cực đại đến 60.000 trung kế

Ngoài ra, hệ thống còn sử dụng kỹ thuật tự điều chỉnh để tránh sự cố khiquá tải Kỹ thuật này đợc phân bố tại từng mức của hệ thống (còn gọi là thuậttoán điều chỉnh), dựa vào sự do đạc số lợng các cuộc gọi có nhu cầu và số l-ợng cuộc gọi đợc xử lý (phần trăm chiếm số lợng yêu cầu )

III ứng dụng

- Đơn vị thuê bao xa

- Tổng đài nội hạt

- Tổng dài chuyển tiếp (nội hạt, trung kế hoặc cửa ngõ quốc tế)

- Tổng đài nội hạt/chuyển tiếp

- Tổng đài quá giang

- Tập trung thuê bao (riêng hoặc t nhân)

IV Hệ thống cung cấp các dịch vụ

- Các cuộc gọi nội hạt : T nhân, công cộng

- Các cuộc gọi trong vùng : Ra, vào, chuyển tiếp

- Các cuộc gọi quốc gia : Ra, vào, chuyển tiếp

- Các cuộc gọi quốc tế : Tự động, bán tự động, gọi ra, gọi vào

- Các cuộc gọi nhân công : gọi ra, gọi vào

- Các cuộc gọi đến cách dịch vụ đặc biệt

- Các cuộc gọi đo kiểm

2 Các thuộc tính của thuê bao

a Các thuộc tính của thuê bao Analog

- Các đờng chỉ gọi vào hoặc chỉ gọi ra

- Đờng nóng

- Đờng không tính cớc

- Đờng tạo tuyến tức thời

- Đờng tính cớc tức thời

- Đờng tính các đờng t nhân 12 hoặc 16KHz

- Đờng chuyển xung đảo cực nguồn

- Các đờng nhóm:

+ Đờng gọi ra, gọi vào, 2 chiều, u tiên

+ Đờng quay số vào trực tiếp DDI

+ Đờng riêng t nhân trong một nhóm

- Đờng u tiên VIP

- Đờng lập hoá đơn chi tiết

- Dịch vụ bắt giữ

- Dịch vụ chờ gọi

- Quay lại con số thuê bao tự động (con số cuối cùng)

- Gọi lại tự động nếu bện

- Dịch vụ vắng mặt

- Dịch vụ đánh thức

- Tạm cấm gọi ra

b Các thuộc tính của thuê bao số

Các thuê bao số có thể sử dụng mọi dịch vụ nh với thuê bao Analog,ngoài ra nó có một số thuộc tính sau đây:

+ Liệt kê các cuộc gọi không trả lời

+ Tạo tuyến cho cuộc gọi offering

+ Hiển thị con số chủ gọi

+ Dầu con số chủ gọi

+ Báo hiệu từ nguời này đến ngời kia

(tên các bên gọi, khoá xâm nhập, mật khẩu )+ Quản trị dịch vụ khung

3 Chức năng chuyển mạch dịch vụ

Trong trờng hợp cuộc gọi giữa mạng thoại và mạng dịch vụ đợc mangtrí tuệ xử lý thì phần áp dungj của điểm chuyển mạch dịch vụ SSP của AlcatelA1000 E10 cho phép xâm nhập vào điểm điều khiển bo hiệu (SCP) của mạngtrí tuệ

Bằng một mã số cài đặt cho dịch vụ, SSP gọi SCP để thiết lập cuộc gọigiữa mạng thoại và mạng dịch vụ (Sử dụng kênh báo hiệu số 7 của CCITT)giao tiếp đợc sử dụng gọi là giao thức xâm nhập mang trí tuệ (INAP)

SCP quản lý quá trình xử lý gọi

Trong quá trình xử lý gọi SCP quản lý SSP

4 Đấu nối với Operator

Alcatel 1000 E10 OCB 283 có sử dụng hệ thống đấu nối với ngời điềuhành - là SYS OPE, đó là:

- Một Modul mềm dẻo, có hể đợc sử dụng để quản lý từ vài hệ thốngnội hạt đến vài trăm hệ thống nội hạt hoặc ở xa ở trong một vùng hoặc nhiềuvùng khác nhau

- Hoạt động với độ tin cậy cao, phần mềm của nó có cấu trúc phân cấp,

có thể thay đổi dễ dàng tại bất kỳ thời điểm nào và nó có đề cập đến nhiềuchức năng: Các nhóm lu lợng, hoá đơn tính toán đo lờng tải và lu lợng

5 Các chức năng vận hành bảo dỡng

Quản trị giám sát các sự cố, quản trị theo khiếu nại, tự động đo kiếm ờng thuê bao, trungkế, hiển thị cảnh báo, xác định vị trí lỗi, thống kê các cuộcgọi, vận hành thiết bị đầu cuối thông minh

đ Giám sát vận hành: thuê bao, nhóm, thêm dịch vụ, thiết bị thuê bao,lệnh trao đổi, phiên dịch, tạo tuyến, tính cớc, báo hiệu số 7

- Quản trị cớc: LAMA - tính cớc tại chỗ CAMA tính cợc tập trung, lậphoá đơn chi tiết, thoại công cộng, các vùng theo thời gian

- Quản trị sự hoạt động của tổng đài: Đo lờng (lu lợng, các đờng thuêbao, xung tính cớc, phiên dịch, đếm thời gian gọi)

- Bảo an dùng mã khoá (PASSWORD) cho trạm vận hành và cho ngời

điều hành để tránh xâm nhập không đợc phép

Ch

ơng II: Cấu trúc chung của tổng đài Alcatel 1000 E10 (OCB - 283)

Tổng đài ALCATEL 1000E10 gồm 3 phân hệ chính:

- Phần hệ truy nhập thuê bao

- Phần hệ đầu nối và điều khiển

- Phần hệ vận hành và bảo dỡng

Trong dó phần hệ đầu nối và điều khiển, phần hệ vận hành và bảo dỡngnằm trong OCB - 283 Liên lạc giữa phần hệ truy nhập thuê bao, phân hệ đầunối và điều khiển sử dụng hệ thống báo hiệu số 7 Các phân hệ đợc nối vớinhau bởi ma trận các đờng LR hay các đờng PCM

Đờng LR: Đờng ghép kênh 32 kênh, không mã hoá HDB -3 và có cấu trúc tơng tự nh tuyến PCM.

 Về mặt phần cứng OCB - 293 bao gồm các trạm đa xử lý (SM) và hệthống ma trận chuyển mạch Các trạm đợc nối với nhau bởi một hay nhiềutuyến ghép thông tin (MIS và MAS) Trong OCB - 293 có 6 trạm trong đó có 5trạm điều khiển

 Trạm điều khiển chỉnh: SMC

 Trạm điều khiển thiết bị phụ trợ: SMA

 Trạm điều khiển trung kế: SMT

 Trạm điều khiển ma trận chuyển mạch: SMX

 Trạm vận hành và bảo dỡng: SMM

 Trạm đồng bộ và cơ sở thời gian: STS (Đây không phải là trạm điều

khiển).

 Phần mềm của hệ thống đợc chia thành các Module, phần mềm (ML)

để hỗ trợ cho các trạm điều khiển và phục vụ cho các ứng dụng thoại Có cácModule phần mềm nh sau:

+ Phần mềm xử lý gọi ML MR

+ Phần mềm tính cớc: ML TX

+ Phần mềm quản trị cơ sở số liệu: ML TR

+ Phần mềm điều khiển trung kế: MLUMR

+Phần mềm điều khiển ma trận chuyển mạch: ML COM

Các Module phần mềm trao đổi với nhau thông qua các mạch vòng trao

đổi thông tin