Điều đódẫn đến kích thước của tổng đài được thu nhỏ hơn, thể tích và trọng lượng của cácthiết bị cũng giảm , tổng đài làm việc nhanh, tin cậy cao , dễ vận hành và bảo dưỡng.Sau đó công n
Trang 1LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển của kinh tế-xã hội, nhu cầu trao đổi thông tincủa con người ngày càng cao Bởi vậy ngành điện tử viễn thông có một vai trò đặcbiệt quan trọng nhất là trong thời buổi bùng nổ thông tin như hiện nay Các hệ thốngviễn thông trở thành phương tiện rất hữu ích cho việc trao đổi thông tin.Thông tincàng trở nên cần thiết hơn bao giờ hết, nó đặt nên một vấn đề là truyền đạt thông tinnhư thế nào để thông tin đi được nhanh nhất và chính xác nhất Hệ thống tổng đài rađời đã đáp ứng một phần nào nhu cầu thông tin của xã hội
Hệ thống tổng đài là thiết bị làm việc kết nối phục vụ các loại dịch vụ thông tinkhác nhau Tổng đài cung cấp một đường truyền dẫn tạm thời để truyền thông tinđồng thời theo hai hướng giữa các loại đường dây truyền dẫn Nó được các thiết bịchuyển mạch của tổng đài thực hiện thông qua trao đổi báo hiệu với mạng bênngoài
Từ khi con người đưa tổng đài điện thoại đầu tiên vào xử dụng cho tới nay, kỹthuật tổng đài có bước tiến vô cùng to lớn Đầu tiên là ngững tổng đài nhân công màcác chức năng chung đều do nhân công thực hiện Sau đó là những tổng đài điện cơbán tự động, nó được xây dựng trên cơ sở nguyên lý chuyển mạch từng nấc, chuyểnmạch ngang dọc Tiếp theo đó là những tổng đài điều khiển theo chương trình ghisẵn cho tín hiệu số đã được xử dụng rộng rãi trên phạm vi toàn thế giới với số lượng
và chủng loại ngày càng đa dạng, phong phú hơn
Ngày này với công nghệ ngày càng hiện đại, các loại tổng đài ngày càng được ứngdụng nhiều để liên lạc thông tin ,trong công ty, trường học và các khu nội bộ Đặcbiệt là tổng đài Panasonic KX-TES824
Trang 2Tổng đài cơ quan
DISA Direct Inward System Access Hệ thống truy cập trực tiếp bên
trong
SMDR Station Message Detail Recording Trạm ghi âm chi tiết tin nhắn
Chương 1 : Tổng quan tổng đài điện tử số
1 - Sơ lược sự hình thành và phát triển của tổng đài điện tử số
Trang 3Để khắc phục những hạn chế và nhược điểm của các loại tổng đài điện thoại cầnnhiều kỹ thuật viên Các nhà chế tạo tổng đài đã cho ra đời các loại tổng đài cơ điện
và từng bước hoàn thiện chúng Tổng đài tự động từng nấc đầu tiên điều khiển trựctiếp đã được chế tạo vào năm 1892 Nó được hoàn thiện trên tổng đài nhân công,song nó vẫn còn có nhiều nhược điểm như chứa nhiều các bộ phận cơ khí, khả năngtính toán linh hoạt bị hạn chế, kích thước cồng kềnh
Năm 1982 hãng ericsson của thụy điển đã cho ra đời loại tổng đài thanhchéo(cross bar) đầu tiên các tổng đài này được sản xuất dựa trên cơ sở nghiên cứu
kỹ thuật chuyển mạch và hoàn thiện hơn các bộ phận chức năng của tổng đài từngnấc, chủ yếu là chuyển mạch thanh chéo
Sau đó nhiều sự thay đổi có ý nghĩa cách mạng trong lĩnh vực điện tử đã tạo ranhiều điều kiện tốt để hoàn thiện các tổng đài ngang - dọc Và nhiều khối chức năngđiều khiển: bộ ghi phát đấu nối phiên dịch trước đây được chế tạo trên cơ sở rơ le
cơ điện nay đã được thay thế bằng máy tính đơn giản chế tạo ở dạng khối Điều đódẫn đến kích thước của tổng đài được thu nhỏ hơn, thể tích và trọng lượng của cácthiết bị cũng giảm , tổng đài làm việc nhanh, tin cậy cao , dễ vận hành và bảo dưỡng.Sau đó công nghệ điện tử phát triển nhanh, đặc biệt là kỹ nghệ chế tạo các loại mạch
tổ hợp mật độ trung bình và lớn đã ra đời tạo điều kiện cho máy tính và tổng đài điện
tử phát triển
Tổng đài điện tử số đầu tiên được chế tạo và khai thác vào năm 1965 là tổng đàitương tự làm việc theo nguyên lý SPC ( Điều khiển theo chương trình ghi sẵn ) Tổng đài này có nhãn hiệu essn01 do hãng bell system chế tạo ở Mỹ, dùng trườngchuyển mạch cơ điện, có dung lượng từ 10.000 đến 60.000 thuê bao Nó có thể lưuloát lượng tải là 600 erlangs và có thể thiết lập 30 cuộc gọi/ giây
Từ năm 1974 - 1976 là giai đoạn phát triển kỹ thuật và cải tiến hiệu quả của côngnghệ tổng đài số Với sự phát triển của xã hội định hướng thông tin, các dịch vụthông tin điện thoại, thông tin số liệu thông tin di động, ngày càng trở nên phongphú, đa dạng Sự phát truyển của công nghệ thông tin bao gồm cả truyền dẫn cápquang, kỹ thuật số, kỹ thuật thông tin vệ tinh, được phát truyển một cách nhanhchóng, các mạng thông tin ngày một nâng cao về tính năng và tốc độ phát truyển Kỹthuật số là kỹ thuật cơ bản cần thiết để xây dựng các mạng thông tin có tính năng
Trang 4hoạt động cao Trung tâm của một mạng thông tin sử dụng kỹ thuật số là tổng đàiđiện tử số Tổng đài điện tử số thực hiện chuyển mạch các kỹ thuật âm thanh.
2 - Tổng quan tổng đài điện tử số SPC
2.1 Giới thiệu chung về Tổng đài SPC
Tổng đài này được điều khiển bằng chương trình lưu trữ đã được lưu sẵn trong bộnhớ Các chức năng chính tổng đài SPC bao gồm:
+ Thứ tự xử lý các bước của tổng đài
+ Số thứ tự của đường dây thuê bao,số thuê bao,thuộc tính thuê bao
+ Duy trì và giám sát cuộc gọi
+ Tính cước cuộc gọi
+ Đấu nối các thuê bao
+ Cung cấp các dịch vụ khách hàng
+ Vận hành bảo dưỡng
Trong tổng đài điện tử SPC, người ta sử dụng thiết bị điều hành, quản lý và bảo dưỡngtổng đài trong quá trình khai thác nhằm để giao tiếp với tổng đài Các thiết bị này baogồm màn hình, bàn phím điều khiển, các máy in tự động, các thiết bị đo thử đường dây
và máy thuê bao Chúng được dùng để đưa các lệnh quản lý và bảo dưỡng vào thiết bị
xử lý thao tác và bảo dưỡng của tổng đài
Ngoài các thiết bị nêu trên, ở các tổng đài SPC trung tâm còn có thiết bị ngoại vi nhớ
số liệu Thiết bị này bao gồm khối điều khiển bằng từ và đĩa từ Chúng có tốc độ làm việccao, dung lượng nhớ lớn và dùng để nạp phần mềm vào các loại bộ nhớ của các bộ xử lý,ghi các thông tin cước, thống kê
Tổng đài SPC có tính linh hoạt,mềm dẻo trong quá trình khai thác.Nếu cần phảithay đổi số thuê bao,số lượng thuê bao,các dịch vụ của thuê bao người ta không phảithay đổi kết cấu mạch điện ,cách đấu nối,hay phần cứng mà chi cần thay đổi bổ xungcác số liệu vào bộ nhớ chương trình của tổng đài thông qua một hệ thống các máytính điều khiển
Trang 5Tổng đài SPC có khả năng lưu giữ các số liệu trong quá trình làm việc bằng các
hệ thống băng từ, đĩa từ, bộ nhớ để cung cấp các số liệu cần thiết giúp cho việc khaithác quản lí có hiệu quả
Tổng đài SPC có khả năng tự chuẩn đoán bằng chương trình tự động như thườngxuyên đo lường,kiểm tra các thông số kĩ thuật của tổng đài cho phép phát hiện kịpthời các sự cố giúp cho việc sửa chữa thay thế nhanh chóng đảm bảo thông tin liênlạc thông suốt.Và cho phép nhiều dịch vụ gia tăng phi thoại
Trang 63.Sơ Đồ Khối Tổng Đài SPC
Khối giao tiếp
Cáp thuê bao
Cáp trung kế
Hình 1.1 Sơ đồ khối tổng đài điện tử số SPC
Giao tiếp thuê bao
Giao tiếp trung kế
Trường chuyền mạch
đường dây
Đkhiển đấu nối
Điều hành
khai thác
& bảo dưỡng
Điều khiển trung tâm
Trang 73.1Chức năng của các khốí
- Điều khiển trung tâm :
Điều khiển trung tâm bao gồm bộ xử lý trung tâm và các bộ nhớ của nó, thực hiệncác chức năng sau :
+ Xử lý cuộc gọi: Quét trạng thái thuê bao, trung kế, nhận xung quanh số vàgiải mã xung quanh số, tìm đường rỗi, truyền báo hiệu kế, giải tỏa cuộc gọi, tínhcước …
+ Cảnh báo: Tự thử, tự phát hiện lỗi phần cứng, cảnh báo hư hỏng…
+ Quản lý: Thống kê lưu lượng, theo dõi cập nhật số liệu, theo dõi đồng hồ bộ
- Giao tiếp thuê bao :
Gồm mạch điện bộ dây và mạch điện tập trung cao
Mạch điện đường dây thực hiện các chức năng BORSCHT
Khối tập trung thuê bao làm nhiệm vụ và tập trung thành một nhóm thuê baotrước khi vào trường chuyển mạch
- Giao tiếp trung kế :
Đảm nhận các chức năng GAZPACHO nó không làm chức năng tập trung tảinhư giao tiếp thuê bao nhưng vẫn có mạch điện tập trung để trao đổi khe thời gian,cân bằng tải trộn báo hiệu và tín hiệu mẫu để thử
- Báo hiệu :
Cung cấp thông tin cần thiết cho tổng đài nhận biết về tình trạng thuê baotrung kế, thiết bị …Trong tổng đài phải có các chức năng nhận, xử lý, phát thông tinbáo hiệu đến nơi thích hợp
- Điều hành khai thác và bảo dưỡng :
Trang 8Để sử dụng tổng đài một cách có hiệu quả có khả năng phát triển các dịch vụmới, phối hợp sử dụng các phương thức dễ dàng trong tổng đài
Giám sát kiểm tra các phần cứng và ngoại vi đưa ra những nhận báo cần thiếtcho cán bộ điều hành Khả năng khai thác mạng, thay đổi nghiệp vụ, quản lý số liệucước …
3.2 Xử lý cuộc gọi trong tổng đài SPC
3.2.1 Báo hiệu thuê bao
Quá trình báo hiệu thuê bao được phân thành hai hướng theo sơ đồ sau:
Hình 1.2 Báo hiệu giữa thuê bao và tổng đài nội hạt
a, Báo hiệu từ thuê bao đến tổng đài
- Tín hiệu nhấc máy
Thuê bao B
Trang 9Để thực hiện một cuộc gọi, thuê bao chủ gọi nhấc máy động tác này tạo ra tínhiệu gửi đến tổng đài (có dòng điện mạch vòng trên đường dây thuê bao khoảng20mA) thông báo thuê bao cần thiết lập cuộc gọi.
-Tín hiệu thuê bao Flash (chập nhả nhanh tiếp điểm tổ hợp):
Trong quá trình đàm thoại thuê bao có thể sử dụng một dịch vụ đặc biệt bằngcách ấn phím Flash, khi đó mạch vòng đường dây thuê bao sẽ bị ngắt mạch trongmột khoảng thời gian nhất định, tổng đài xác định được trạng thái này biết được thuêbao đang sử dụng dịch vụ đặc biệt
b, Báo hiệu từ tổng đài đến thuê bao
Thông tin báo hiệu theo hướng từ tổng đài đến thuê bao số có một số loạithông số như sau:
-Dòng chuông 25 Hz, 75-90 Volts: dòng chuông được cung cấp tới thuê bao bịgọi đến điểm chuông báo cho thuê bao bị gọi biết
-Các loại âm báo:
+ Âm mời quay số: Là âm liên tục để mời thông báo với thuê bao chủ gọi là thuêbao chủ gọi có quyền thiết lập liên lạc, núc này thuê bao có thể bắt đầu quay số.Khi thuê bao quay con số đầu tiên, tổng đài sẽ cắt mạch điện cấp âm mời quay số.+ Hồi âm chuông: Để thông báo cho thuê bao chủ gọi là thuê bao bị gọi đang đổchuông thì tổng đài phải gửi một loại âm báo đặc biệt gọi là hồi âm chuông Khithuê bao bị gọi nhấc máy trả lời, tổng đài sẽ cắt mạch hồi âm chuông
+ Âm báo bận: Thuê bao chủ gọi sẽ nghe được một loại âm báo đó là âm ngắtquãng theo nhịp nhanh để thông báo rằng thuê bao bị gọi đang bận hoặc bị hỏngkhông có khả năng đấu nối được
Trang 10+ Âm báo tắc nghẽn: Khi thuê bao thiết lập cuộc gọi ra trên đường trung kế, nếutổng đài không chiếm được một trung kế rỗi cho cuộc gọi ra dó, tổng đài sẽ thiếtlập đấu nối “âm báo tắc nghẽn” tới thuê bao chủ gọi.
Ngoài ra, tổng đài còn cung cấp cho thuê bao một số loại âm báo và bản tinthông báo khác Tất cả các loại âm báo đều được mã hóa và lưu trữ trong vi mạchEPROM, mỗi một âm báo chiếm một vùng nhớ nhất định trong vi mạch nhớ đó.3.2.2 Báo hiệu trung kế liên đài
Ở hệ thống báo hiệu truyền thống, khi thuê bao muốn thiết lập một cuộc gọiliên đài, tại tổng đài chủ phải thực hiện quá trình báo hiệu với tổng đài bị gọi (tổngđài chứa thuê bao bị gọi hay còn gọi là tổng đài kết cuối) Qúa trình báo hiệu đóphân làm hai tiến trình báo hiệu, đó là: Báo hiệu đường (Line Signalling) và báohiệu ghi phát (Register Signalling – báo hiệu thanh ghi)
Báo hiệu đường để trao đổi báo hiệu về trạng thái đường trung kế, sự chiếm dùng,xác nhận chiếm dùng và giải tỏa tuyến nối Còn báo hiệu ghi phát để báo hiệu vềthông tin địa chỉ, các đặc tính thuê bao, các yêu cầu về phát thông tin địa chỉ, thayđổi báo hiệu, trạnh thái thuê bao
Tín hiệu báo chiếmCông nhận chiếm
Các con số thuê bao B
Trả lờiĐàm thoại
Xóa hướng vềXóa hướng đi
Hình 1.3 Báo hiệu giữa các tổng đài
Tổn
g đài
Tổn
g đài
Trang 11Chỉ số khung trong cấu trúc
đa khung
0
14 15
3.2.3 Hệ thống báo hiệu kênh kết hợp CAS trong mạng số hợp nhất ID
Hệ thống báo hiệu kênh kết hợp CAS hay còn được gọi là báo hiệu kênh riêng được
sử dụng trong mạng số hợp nhất IDN gồm hai tiến trình là: Báo hiệu đường và báohiệu ghi phát
a, Báo hiệu đường (Line Signalling)
Trong cấu trúc khung tín hiệu số PCM 30/32 kênh, khe thời gian 16 (TS 16) đượcdành cho báo hiệu đường để báo hiệu về trạng thái của từng đường trung kế trongmột khung PCM, người ta tập hợp 16 khung PCM liên tiếp tạo thành một cấu trúc đakhung được sử dụng để đồng chỉnh da khung và cảnh báo mất đồng chỉnh đa khung
TS 16 của khung 1 trong cấu trúc đa khung mang trông tin báo hiệu đường cho kênh
1 và kênh 16 (CH1 và CH16) TS16 của khung 2 trong cấu trúc đa khung mangthông tin báo hiệu đường cho kênh 2 và kênh 17 (CH2 và CH17)… Cứ như vậy chođến TS16 của khung 15 của cấu trúc đa khung mang thông tin báo hiệu đường chokênh 15 và kênh 30 (CH15 và CH30
Bảng 1.1 Tín hiệu báo hiệu thuê bao
Trong đó: 0000: Đồng chỉnh đa khung
Trang 12e : Bít cảnh báo mất đồng chỉnh đa khung.
e=0 : Không có cảnh báo
x : Bít dự trữ chưa được sử dụng (thông thường được thiết lập
Với cách tổ chức đa khung như vậy chúng ta thấy mỗi kênh thoại CHi đều đượcbáo hiệu với chu kỳ là 16 x 125µs = 2ms, đó chính là khoảng thời gian cần thiết đểbáo hiệu cho một kênh thoại đối với cấu trúc khung PCM 30/32, hay nói cách khác
là tần số báo hiệu cho một kênh thoại là 500Hz
b, Báo hiệu ghi phát (Register Signalling)
Báo hiệu ghi phát gồm có các tín hiệu cho hướng đi (Forword) và cho hướng về(Backward) để truyền đi các thông tin địa chỉ và các đặc tính của thuê bao cũng nhưcác tín hiệu điều khiển trong quá trình báo hiệu
Tùy theo cách tổ chức mạng báo hiệu trong mạng viễn thông mà có các kiểutruyền thông tin địa chỉ giữa các tổng đài Ở đây, chhúng ta xem xét hai kiểu truyềnthông tin địa chỉ cơ bản là:
- Báo hiệu kiểu từng chặng (Link - By - link)
- Báo hiệu kiểu xuyên suốt (End - To – End)
+Báo hiệu kiểu từng chặng:
Khi thuê bao thực hiện một cuộc gọi liên đài (ví dụ qua hai tổng đài trung giannhư hình vẽ 1.5) Tại tổng đài chủ gọi sau khi quay đầy đủ con số thuê bao bị gọi:
011 -15 - 3455 (mã vùng + mã tổng đài + danh bạ thuê bao), tổng đài chủ gọi sẽ gửiđến tổng đài chuyển tiếp (EX2) toàn bộ các con số đó
Tại EX2 khi nhận được các con số đó sẽ xác định được hướng cần đấu nối nhờ
mã vùng 011 Tổng đài EX2 sẽ báo hiệu đến tổng đài liên quan EX3 bằng cách gửicác con số còn lại (15-3455)
Khi tổng đài EX3 thu được con số 5 – 3455 nó xác định mã của tổng đài bị gọi
là 15 và thiết lập tuyến báo hiệuvới tổng đài bị gọi, lúc này EX3 sẽ gửi danh bạ thuêbao bị gọi (3455) với tổng đài bị gọi – EX4 để tổng đài bị gọi xử lý cuộc gọi vào.+Báo hiệu kiểu xuyên suốt
Trang 13Khi thuê bao thực hiện một cuộc gọi liên đài (ví dụ qua hai tổng đài trung giannhư hình vẽ 1.6) Tại tổng đài chủ gọi sau khi quay đầy đủ con số thuê bao bị gọi,trong ví dụ này là: 011- 15 - 3455 (mã vùng + mã tổng đài +danh bạ thuê bao).Ngay khi tổng đài chủ gọi gửi đến tổng đài chuyển tiếp (EX2) mã vùng (011), tạitổng đài chuyển tiếp EX2 nhận được mã vùng sẽ xác định và thiết lập ngay tuyếnnối với tổng đài EX3 Vào thời điểm này quá trình báo hiệu được thực hiện giữtổng đài EX1 và EX3 thông qua tuyến nối mà EX2 vừa thiết lập.
Tiếp đó, tổng đài EX3 nhận được mã tổng đài kết cuối EX4 (15), tổng đài EX3 sẽxác định và thiết lập tuyến nối hướng đến tổng đài EX4
Vào thời điểm này quá trình báo hiệu được thực hiện giữa tổng đài EX1 vàEX4 thông qua tuyến nối mà EX2 và EX3 vừa thiết lập
Lúc này, tổng đài EX1 sẽ báo hiệu với tổng đài kết cuối EX4 về số thuê bao bịgọi (3445) Tổng đài EX4 sẽ thực hiện việc xử lý cuộc gọi vào để đấu nối vớithuê bao bị gọi
Đối với báo hiệu kiểu xuyên suốt, thời gian thực hiện cho cuộc gọi liên đài sẽnhỏ hơn so với báo hiệu kiểu từng chặng, do hai tổng đài chuyển tiếp EX3 - EX3 chỉ
xử lý các con số liên quan đến tổng đài đó (cụ thể là EX2 chỉ xử lý 011 và EX3 xử
+ Báo hiệu kiểu bắt buộc (Compelled Signalling)
Khi thực hiện kiểu trao đổi thông tin báo hiệu giữa hai tổng đài, kiểu báo hiệu bắtbuộc là khi tổng đài chủ phát đi một thông tin nào đó, tổng đài bị gọi nhận đượcthông tin đó phải trả lời cho tổng đài chủ bằng một tổ hợp tín hiệu báo hiệu nhấtđịnh Khi đó tổng đài chủ gọi mới tiếp tục phát đi tổ hợp báo hiệu tiếp theo Ta có sơ
đồ mô tả kiểu bắt buộc
+ Báo hiệu kiểu không bắt buộc (Non - Compelled Signalling)
Trang 14Khác với báo hiệu kiểu bắt buộc, tổng đài chủ gọi gửi đi một vài con số tới tổng đàiđối phương gửi tín hiệu báo hiệu công nhận (ACK) sau khi nhận được các con số đó.Tổng đài chủ gọi lại gửi đi vài con số tiếp theo và cứ như vậy cho đến khi kết thúcphát các thông tin địa chỉ tới tổng đài đối phương.
Phương thức báo hiệu kiểu bắt buộc có độ tin cậy cao, nhưng thời gian báo hiệu lớnhơn so với phương thức báo hiệu kiểu không bắt buộc
Phương thức báo hiệu kiểu không bắt buộc chỉ được sử dụng đối với các cuộcgọi qua vệ tinh do khoảng cách từ trạm vệ tinh tới mặt đất rất lớn, ảnh hưởng đếnthời gian truyền đưa tín hiệu báo hiệu, có nghĩa là cũng ảnh hưởng tới thời gian thiếtlập cuộc gọi
+ Nhận xét về báo hiệu kênh kết hợp
Phần trên chúng ta nghiên cứu cấu trúc, đặc điểm của hệ thống báo hiệu kênhkết hợp CAS, cụ thể là báo hiệu R2-CCITT Qua đó chúng ta thấy rằng hệ thống báohiệu R2 đáp ứng được các yêu cầu về thông tin thoại Tuy nhiên hệ thống báo hiệunày còn bị hạn chế so với sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật viễn thông cũngnhư đòi hỏi ngày càng cao về các dịch vụ trên mạng viễn thông Cụ thể hệ thống báohiệu R2 mới cung cấp được các dịch vụ cơ bản là trao đổi thông tin thoại Mặt khác,thời gian báo hiệu cho một cuộc gọi liên đài khá dài, đặc biệt đối với những cuộc gọiphải đi qua nhiều Node chuyển mạch
3.2.4 Báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signalling)
a, Khái niệm về báo hiệu kênh chung CCS
- Khái niệm
Báo hiệu kênh chung là hệ thống báo hiệu sử dụng chung một hoặc một sốđường số liệu báo hiệu (Sinalling Data Link) để truyền thông tin báo hiệu phục vụcho nhiều đường trung kế thoại/số liệu
Nhóm trung kế
Đồ án tốt nghiệp
Tổng đài B
Tổng đài B