đồ án kỹ thuật viễn thông Đề Tài Tổng Đài SPC nghiên cứu kỹ thuật chuyển mạch trong Tổng Đài giới thiệu trường chuyển mạch số của tổng đài alcatel1000-e10

0()0 Đồ án Tốt nghiệp Đề Tài: Tổng Đài SPC: nghiên cứu kỹ thuật chuyển mạch Tổng Đài giới thiệu trường chuyển mạch số tổng đài alcatel1000-e10 Hà Nội :Ngày tháng Năm2005 Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thơng Lời nói đầu Như biết thập niên vừa qua ng ười ý thức tầm quan trọng khoa học kỹ thuật nên đặt mục tiêu để hướng tới như: thăm dò vũ trụ để đưa người đến hành trình míivµ tn ti c ỏ đóngày vi s phỏt trin không ng ừng kinh tế, xã hội ,khoa học kỹ thuật,…ngµnh cơng nghệ thơng tin mở kû nguyên mới- kû nguyên công nghệ thông tin V sử dụng thành công kỹ thuật xử lý tín hiệu số, kỹ thuật chuyển mạch s, k thut truyn dn s, ghộp kờnh s đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin người sử dụng vào lĩnh vực đời sèngvµ áp dụng vào mạng viễn thơng Trong hệ thống chuyển mạch có nhiều cải tiến tiến bộ, nhờ mà chất lượng phục vụ nâng lên rõ rệt m nhiều dịch vụ Các tổng đài nước nay, hầu hết tổng đài điện tử số điều khiển theo chương trình lưu trữ SPC, có tính linh hoạt cao, dung lượng lớn, cấu trúc gọn nhẹ theo modul, sử dụng linh kiện, công nghệ tiên tiến thuận tiện cho việc quản lý, khai thác, vận hành, bảo dưỡng tổng đài có hiệu Ví dụ tổng đài Alcatel1000E10 Pháp sản xuất Năm 1876 Ông bell người mü sáng chế máy điện thoại thiết bị dùng để trao đổi thông tin tiếng nói tín hiệu điện, mở đầu thời kỳ người biết sử dụng tín hiệu điện để trao đổi thơng tin tiếng nói cng bt đâù i m t h thng vin thông , l h ệ thống trao đổi dùng để trao đổi tin tức tín hiệu điện Thời kỳ đầu mạng thông tin điện thoại mạng đơn giản , máy điện thoại nối trực tiếp với đôi dây kim lo ại g ọi dây điện thoại hay gọi dây thuê bao Do s ố đôi dây t ăng r ất nhanh số máy tăng lên số đôi dây sử dụng nhiều , hiệu sử dụng đôi dây thấp , đặc biệt số máy tăng việc tổ chức m ạng đấu nối phức tạp Năm 1878 tổng đài đời để khắc phục nhược điểm Ngày khoa học kỹ thuật phát tri ển nên áp d ụng nhiều tiến vào công nghệ thông tin Đặc biệt tổng đài điện tử kỹ thuật số , điều khiển nhớ lập trình sẵn : Ngành bưu điện Việt Nam , ngành có vai trị quan trọng kết cấu hạ tầng sở kinh tế quốc dân , phát triển m ạnh mẽ , với nhiều chiến lược thẳng vào kỹ thuật Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông Vậy: kỹ thuật chuyển mạch số, ghép kênh số, tổng đài sè …cô thể nào? “đồ án ” Này, giúp phần mang lại nh ững kiến thức đề tài Tổng Đài thiết bị kết nối máy điện thoại để trao đổi thông tin ,hiện Nay sử dụng rộng rãi chủ yếu tổng đài SPC tổng đài tự động điều khiển theo chương trình ghi săn tông đài điều khiển Vi xử lý theo lệnh từ nhớ Đề tài gồm sáu chương Ch¬ngI: Kỹ thuật điều xung mã (PCM); Ch¬ngII: Chuyển mạch số Tổng Đài Chương III: Cấu trúc ghép Kênh Số 30/32; Chương IV: Tổng đài điện tử SPC Chương V: Báo hiệu Chương VI: Tổng đài ANCATEL 1000-E10 Để hoàn thành “đồ án ’’ này, nỗ lực thân, chúng em nhận giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy: Dương Thanh Phương Vị Văn Quyết, toàn thể thầy, trung tâm §T-TH-VT-Trường §HBK-HN Mặc dù cố gắng để hoàn thiện đồ án q trình làm khơng tránh khỏi thiếu sót định, chúng em mong s ự góp ý từ phía thầy cơ, tồn thể bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn! Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông Chương I: kỹ thuật điều chế xung mã-pcm I Giới thiệu chung: Hiện giới sử dụng kỹ thuật số ch ức điều khiển chuyển mạch báo hiệu tổng đài điện thoại liên kết truyền dẫn chóng Một yếu tố quan trọng s ự thay đổi xu hướng phát triển phương pháp vận chuyển tín hiệu thoại kỹ thuật chủªn đổi tương tự thành tín hiệu số Phương pháp phát minh REE ves năm 1937 dùng k ỹ thuật bán dẫn cho phép ứng dụng hệ thống truyền dẫn số thực tế mạng điện thoại từ thập niên 60 Hiện ph ương pháp thơng dụng để số hố tiếng nói kỹ thuật điều chế xung mã PCM Kỹ thuật điều chế xung mã dùng để biến đổi tín hiệu thoại từ tương tự thành tín hiệu số, biểu diễn thành tổ hợp nhóm xung nhị phân gồm xung gọi từ mã bít, chu kỳ 125 µs kỹ thuật PCM sử dụng hệ thống thông tin số dùng để truyền tín hiệu khơng liên tục, theo thời gian Tín hiệu biến đổi th ành tín hi ệu nhị phân có hai giá trị ‘’0’’và ‘’1’’tương ứng với hai giá tr ị l có xung v khơng có xung Tín hiệu thoại, tín hiệu hình tín hiệu liên tục theo thời gian để truyền dẫn xử lý hệ thống thông tin s ố vi ệc phải biến đổi từ tín hiệu tương tự thành tín hiệu số Gọi chung kỹ thuật biến đổi tương tự thành số ký hiệu là:A/D Trong viễn thông để biến đổi A/D ta dùng kỹ thuật điều chế PCMqu¸ trình điều chế xung mã PCM chia thành giai đoạn: lấy mẫu, lượng tử mã hóa II Lấy mẫu PCM - Lấy mẫu trình rời rạc chia nhỏ tín hiệu theo thời gian - Cơ sở lấy mẫu dựa định lý kachenhihcop Nội dung định lý phát biểu sau: tín hiệu liên tục theo th ời gian có gi ải t ần xác định từ f đến fmax biểu diễn điểm (các giá trị )rời rạc theo thời gian có chu kỳ TS thoả mãn điều kiện:fs =2fmax Trong đó: f max tần số cao tín hiệu liên tục Fs tần số lấy mẫu Ví dụ : tín hiệu thoại f max=4 khz -Q trình lấy mẫu mô tả sơ đồ sau : Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông w Upam X(t) TS t t+ TS t+2TS t t+3TS Hình 1: sơ đồ q trình lấy mẫu X(t): tín hiệu liên tục theo thời gian có giải tần xác định t f đến f max lấy mẫu điểm: t , t + T S, ;t+2TS ; t+3TS… có chu kỳ TS thoả mãn điều kiện: fs=1/TS = f max Kết quả: sau lấy mẫu ta nhận m ột dãy xung có biên độ thay đổi theo x(t) gọi dãy xung điều biên ký hiệu U pam (pulse amplitude Modulation) - máy thu phải khơi phục lại tín hiệu liên tục ban đầu x(t) t dãy xung điều biên Upam Phân tích phổ dãy xung điều biên U pam (phổ đồ thị phân bố lượng theo trục tần số ) - Phổ dãy xung điều biên có dãy sau: mét chiỊu Läc thÊp f max Biên fs- fmax Biên duơí fs fs +f max f Hình 2: Phổ d½y xung điều biên Phổ dãy xung điều biên Upam gồm có thành phần sau: - Thành phần chiều thành phần khơng mang tin, khơng ảnh hưởng đến tín hiệu Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông - Từ đến fmax phổ tín hiệu x(t) thành phần phải khôi phục lại , - f s phổ tần số lấy mẫu không mang tin - Thành phần giải biên USB (từ f s đến fs +f max biên )và LSB(từ fs-f max đến fs biên ) thành phần thành phần tổ hợp không cần phải khôi phục -Từ đồ thị phổ nhận thấy để khơi phục lại tín hiệu liên tục X(t) từ dãy xung điều biên UPAM cần sử dụng bọ lọc thấp thoả mãn điều kiện :f max = fläc=fs- fmax Giả bất phương trình ta được: fs = fmax Nếu không thoả mãn điều kiện tức f s< fmax xảy tượng chồng phổ khôi phục lại tín hiệu liên tục X(t) Khi đồ thị có dạng fs-fmax fmax fs fs+ fmax f Hình 3: Đồ thị tượng chồng phổ Kết luận: lấy mẫu phải thoả mãn điều kiện f s= fmax để khơi phuc lại tín hiệu khơng bị méo chồng phổ xét với tín hiệu thoại có fmax = 4khz theo cơng thức tổng qt tính tần số lấy mẫu fs = khz Nếu tần số fs lớn khơi phục lại tiÝn hiệu xác, thực tế chọn: f s =8 khz =8000 hz chọn điều kiện méo chấp nhận Trong thực tế chọn f s = khz tần số lấy mẫu thấp để khơng bị méo chồng phổ chu kỳ lấy m ẫu lớn nhất: Ts = 1/8 103 = 0,125.106s =125 µs ghép nhiều kênh thoại ghép kênh theo thời gian Tần số lấy mẫu tín hiệu thoại f s =8000 hz nghĩa 1s có 8000 xung pam, mã hố có 8000 từ mã l t ốc độ mã hoá chu k ỳ lấy mẫu 125µs ghép kênh theo thời gian 1s có 8000 khung ghép 125 µs Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thơng III/ Lượng tử hố - Lượng tử hố q trình rời rác chia nhỏ tín hi ệu theo độ l ớn (biên độ) - Sau lấy mẫu ta nhận dãy xung pam Vì trình xử lý truyền dẫn bị tạp âm tác động mạnh vào biên độ cảu dãy xung thay đổi gây điều biên ký sinh - Phải biến đổi Upam thành tín hiệu số thành tín hiệu nhị phân có hai trạng thái (có xung khơng có xung)rồi tiến h ành x lý v truyền dẫn.Q trình biến đổi gọi mã hố.Mỗi gia trị biên độ Upam mã hoá từ mã tín hiệu thoại l đại l ượng ngẫu nhiên nên Upam cung đại lượng ngẫu nhiên nên giá trị biên độ khơng xác định.Vì khơng thể mã hố - Để mã hố phải hạn chế giá trị biên độ U pam giá trị định gọi lượng tử hoá - Thực chất lượng tử hoá trình hạn chế giá tr ị biên độ Upam giá trị định để tiến hành Có hai phương pháp lượng tử hố là: 1/ Lượng tử hố đều: Tồn giả động tín hiệu chia thành khoảng ký hiệu là:∆= Xmax/n = const Trong đó: tín hiệu X thay đổi từ:-X max đến +X max 2Xmax gọi giả động n:là mức lượng tử hoá Tương ứng với mức lượng tử hố ∆ có mức lượng tử hố : - Sau chia dải tín hiệu biên độ thành nhøng đoạn bµng sÐ tiến hành làm tròn , lấy gần đúng.Gán cho Upam mức gần với sai số ±∆/2 Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông t t+Ts t+2Ts t+3Ts t+4Ts t+5Ts t Hình 5: Đồ thị dải động tín hiệu sau l©ý gần VD: xung Pam thứ là:3,45∆  làm tròn 3∆ Xung Pam thứ hai :2,9∆ làm tròn 3∆ - Sau lượng tử hố giá trÞn biên độ U pam hạn chế số mức định - Do trình lượng tử hố ta thực phép tính l àm trịn lấy gần nên có sai số.Vì đầu thu khơi phục tín hiệu s ẽ khơng hồn tồn giống tín hiệu ban đầu Gọi méo lượng t hố (t ạp âm) - Tính cơng suất tạp âm lượng tử hoá là:N=∆2/12 Để giảm lượng tạp âm lượng tử hoá ta phải giảm ∆ Nhưng mức lượng tử hố tăng (b(chữ số thập phân)=log 2n).n tăng làm cho số nhị phân tăng, từ mã dài dẫn đến số kênh ghép khơng thẻ giảm tạp âm lượng tử hoá cách giảm bước lượng tử hoá ∆.Do tạp âm lượng tử hố khơng phụ thuộc vào tín hiệu nên tỉ số n/s Kconst phụ thuäc vào S nên chọn (S/N) tối ưu = γ cho trước người ta chứng minh rằng: S/N= 6xb (b số bit mã hoá mức) Yêu cầu tín hiệu PCM tối thiểu : S/N = 65 dB Để đảm bảo số trên: b=65/6=11 bit +1 bit mã hoá dấu Từ mã gồm 12 bit: mã hoá gồm 12 bit dài, tốc độ nhanh ghép kênh.Nếu giảm số bit tỉ số tín hiệu tạp âm giảm phải có biện pháp khắc phục nhược điểm lượng t hố = lượng tử hố khơng Đồ án tốt nghiệp Điện tử viễn thông 2/ Lượng tử hố khơng Chia bước lượng tử hố tû lệ với tín hiệu X(t) ∆X =kxX - Trong đó: X tín hiệu k hệ số tû lệ(hệ số góc) ∆X phụ thuộc vào X(t) Ưu điểm lượng tử hố có tỉ số S/N=const chọn giá trị S/N tối ưu Thực lượng tử hố khơng đều: tìm hàm y=f(x) với X l l ượng t hố khơng đều: ∆X =kxX với hàm y lượng tử hoá ∆Y =2Ymax/n Lập tû số: ∆Y/∆X=dy/dx =2Ymax/nkx  dy=(2Ymax/nxk)xdx/X (y thay đổi từ –YmaxI+Ymax) Lấy tích phân hai vế: Y= 1/C1(knx+C0) 1/C1=2Ymax/nk C0: Là số tích phân Chọn C1=C0=1+lnA Y= 1/1+lnA(lnA+lnX+1)= (1+lnAX)/(1+lnA) Y= (1+AX)/(1+lnA) (0