Phân tích khối kết cuối thuê bao số CSN trong tổng đài Alcatel 1000-E10

Ngành viễn thông Việt Nam, một ngành có vai trò quan trọng trong kết cấu cơ sở hạ tầng của nền kinh tế quốc dân, đang phát triển mạnh mẽ. Với chiến lược đi thẳng vào kỹ thuật mới, hiện đại, hàng loạt tổng đài điện tử số đ•, đang và sẽ được lắp đặt và đưa vào sử dụng. Sát cánh cùng sự phát triển của ngành viễn thông Việt Nam, tổng đài điện tử số Acatel 1000-E10 đ• trở thành một trong những tổng đài phổ biến nhất Viết Nam hiện nay bởi tính năng tác dụng, sự mềm dẻo trong sử dụng, có cấu trúc mở và phù hợp với môi điều kiện môi trường Việt Nam ... Trong kết cấu của tổng đài Alcatel, Đơn vị truy nhập thuê bao số CSN (Subcriber Digital Acces Unit) là thành phần trung tâm và tiêu biểu nhất của hệ thống tổng đài Alcatel 1000-E10. Để nghiên một cách đầy đủ và chi tiết cấu tạo về đơn vị truy nhập thuê bao số CSN là một công việc hết sức khó khăn. Tuy nhiên, sau một thời gian ngắn tìm hiểu vận dụng kiến thức cơ sở, sự giúp đỡ cuả các thày cô giáo trong và ngoài trường, sự chỉ bảo trực tiếp, tận tình của thày giáo Nguyễn Đức Thắng em đ• hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Phân tích khối kết cuối thuê bao số CSN trong tổng đài Alcatel 1000-E10“. Nhân đây en xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo bộ môn và đặc biệt là thày giáo Nguyễn Đức Thắng đỡ tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này.

Đồ án tốt nghiệp Ng ời thực hiện : Đinh Quốc Đức Lời nói đầu ---------- Ngành viễn thông Việt Nam, một ngành có vai trò quan trọng trong kết cấu cơ sở hạ tầng của nền kinh tế quốc dân, đang phát triển mạnh mẽ. Với chiến lợc đi thẳng vào kỹ thuật mới, hiện đại, hàng loạt tổng đài điện tử số đã, đang và sẽ đợc lắp đặt và đa vào sử dụng. Sát cánh cùng sự phát triển của ngành viễn thông Việt Nam, tổng đài điện tử số Acatel 1000-E10 đã trở thành một trong những tổng đài phổ biến nhất Viết Nam hiện nay bởi tính năng tác dụng, sự mềm dẻo trong sử dụng, có cấu trúc mở và phù hợp với môi điều kiện môi trờng Việt Nam . Trong kết cấu của tổng đài Alcatel, Đơn vị truy nhập thuê bao số CSN (Subcriber Digital Acces Unit) là thành phần trung tâm và tiêu biểu nhất của hệ thống tổng đài Alcatel 1000-E10. Để nghiên một cách đầy đủ và chi tiết cấu tạo về đơn vị truy nhập thuê bao số CSN là một công việc hết sức khó khăn. Tuy nhiên, sau một thời gian ngắn tìm hiểu vận dụng kiến thức cơ sở, sự giúp đỡ cuả các thày cô giáo trong và ngoài trờng, sự chỉ bảo trực tiếp, tận tình của thày giáo Nguyễn Đức Thắng em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp với đề tài: Phân tích khối kết cuối thuê bao số CSN trong tổng đài Alcatel 1000-E10. Nhân đây en xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo bộ môn và đặc biệt là thày giáo Nguyễn Đức Thắng đỡ tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này. Trong quá trình thực hiện đề tài này, chắc chắn không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong đợc sự chỉ bảo cuả các thày cô giáo. Hà nội, ngày 1 tháng 6 năm 2002 Sinh viên Đinh Quốc Đức Đơn vị kết cuối thuê bao số CSN Hà Nội 2002 1 Đồ án tốt nghiệp Ng ời thực hiện : Đinh Quốc Đức Phần I Tổng quan về tổng đài alcatel 1000-e10 (ocb-283) Chơng I TổNG QUAN Về TổNG ĐàI ALCATEL 1000-E10 ************************************** I. Vị trí và các ứng dụng củatổng đàI Alcatel 1000-E10 1.Vị trí của tổng đài Alcatel 1000E-10 Alcatel 1000-E10 là tổng đài điện tử số SPC do hãng Alcatel -CIT của cộng hoà pháp sản xuất . Với tính đa năng Alcatel 1000-E10 có thể làm chức nãng của tổng đài trung tâm, từ tổng đài nội hạt dung lợng nhỏ tới tổng đài chuyển tiếp, hay tổng đài quốc tế dung l- ơng lớn (có khả năng đấu nối 1.00000 thuê bao với lu lợng đồng thời 27.000 cuộc gọi ) hoặc sử dụng nh một thiết bị tập trung thuê bao ( tổng đài vệ tinh, tổng đài con ). Alcatel 1000-E10 thích hợp với mọi loại hình mật độ dân số, từ đô thị mật độ dân số cao tới nông thôn tha thớt, các môi trờng khí hậu từ vùng địa cực tới vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm. Alcatel 1000-E10 có thể cung cấp tất cả mọi loại hình thông tin hiện đại nh: Điện thoại cơ bản, điện thoại công cộng(PSTN), di động(PLM), ISDN . Hệ thống khai thác và bảo dỡng của Alcatel 1000-E10 có thể cho nội đài, hoặc tập trung cho vài tổng đài hoặc phân phối cho cả hai kiểu. Đơn vị kết cuối thuê bao số CSN Hà Nội 2002 2 Đồ án tốt nghiệp Ng ời thực hiện : Đinh Quốc Đức Alcatel 1000-E10 có thể quản trị mọi loại hệ thống báo hiệu và hiện nay hệ thống loại này đã thâm nhập vào khoảng 80 nớc và nó đợc xây dựng trên các tiêu chuẩn quốc tế. Alcatel 1000-E10-CIT thực hiện đầy đủ các khuyến nghị tiêu chuẩn này. 2. Các ứng dụng của tổng đài Alcatel 1000-E10. + Đơn vị thuê bao xa + Tổng đài nội hạt. + Tổng đài chuyển tiếp (nội hạt, trung kế hay cổng quốc tế ). + Tổng đài nội hạt/chuyển tiếp. + Tổng đài quá giang. + Tập trung thuê bao. 3. Các giao diện ngoại vi của Alcatel 1000-E10 Hình 2: Giao tiếp ALCATEL 1000-E10 với các mạng ngoại vi. Trong đó: PABX: Tổng đài nhánh tự động riêng ( tổng đài cơ quan ). NT : Đầu cuối mạng . 1. Thuê bao chế độ , 2, 3 hoặc 4 dây. 2 Xâm nhập ISDN cơ sở tốc độ 144kb/s. 3. Xâm nhập ISDN cơ cấp tốc độ 2Mb/s. 4 và 5. Luồng PCM tiêu chuẩn (2Mb/s, 32 kênh, CCITTG732). 6 và 7. Liên kết số liệu tơng tự hoặc số tốc độ 64kb/s hoặc PCM tiêu chuẩn. 8. Đờng số liệu 64kb/s (giao thức x 25) hoặc tơng tự với tốc độ < 19200 boud/s. 4. Các dịch vụ đợc cung cấp 4.1.Xử lý gọi Alcatel 1000-E10 xử lý các cuộc gọi điện thoại vào/ra mạng chuyển mạch quốc gia và quốc tế. Nó còn truyền số liệu giữa các thuê bao ISDN mà nó quản lý cũng nh truyền số liệu vào/ra chuyển mạch gói. 4.2. Thuộc tính của thuê bao Gồm : + Các thuộc tính của thuê bao tơng tự + Các thuộc tính của thuê bao số Đơn vị kết cuối thuê bao số CSN Hà Nội 2002 3 Acatel 1000-E10 Mạng báo hiệu Số 7 CCITT Mạng điện thoại sử dụng Báo hiệu kênh riêng Mạng số liệu Mạng bổ sung Mạng điều hành và bảo dưỡng NT PABX (1) _ (3) _ (2) _ (4) _ (5) _ (6) _ (7) _ (8) _ Đồ án tốt nghiệp Ng ời thực hiện : Đinh Quốc Đức 4.3. Các chức năng vận hành bảo dỡng 4.4. Các chức năng chuyển mạch dịch vụ 4.5. Chức năng đấu nối với ngời điều hành II. cấu trúc chức năng tổng thể tổng đài Alcatel 1000-e10 Hình 3: Alcatel 1000-E10 và các mạng thông tin Trong đó : PABX: Tổng đài tự động riêng ( tổng đài tự động cơ quan). NT : Đầu cuối mạng Hệ thống Alcatel 1000-E10 gồm 3 khối chức năng riêng biệt đó là : + Phân hệ truy nhập thuê bao: Để đấu nối các đờng thuê bao tơng tự và thuê bao số. + Phân hệ điều khiển và đấu nối: Thực hiện chức năng đấu nối và xử lý gọi. + Phân hệ vận hành và bảo dỡng: Phục vụ cho quản lý vận hành, bảo dỡng tổng đài. Ngoài ra nó còn đấu nối với mạng tổ chức viễn thông. Mỗi khối chức năng có phần mềm riêng phù hợp với chức năng mà nó đảm nhiệm. Chơng II cấu tạo tổng đài Alcatel 1000 - E10 ********************************* Đơn vị kết cuối thuê bao số CSN Hà Nội 2002 4 Phân hệ truy nhập thuê bao Phân hệ điều khiển và đấu nối Phân hệ điều hành và bảo dư ỡng Mạng báo hiệu số 7 CCITT OCB 283 Mạng điện thoại Mạng bổ sung Mạng số liệu Mạng vận hành và bảo dưỡng NT PABX Đồ án tốt nghiệp Ng ời thực hiện : Đinh Quốc Đức Ngày nay, các tổng đài điện tử kỹ thuật số đã đạt đợc những thành tựu kỹ thuật nhất định, đáp ứng đợc nhu cầu ngày càng cao của ngời sử dụng Alcatel 1000-E10 là một trong những tổng đài phổ biến nhất hiện nay. Và nó cũng đáp ứng đợc những nhu cầu của ngời cử dụng khó tính nhất về trao đổi thông tin . Dới đây là nghiên cứu chi tiết về cấu tạo của tổng đài điện tử kỹ thuật số Alcatel 1000-E10. Cấu tạo tổng thể tổng đài Alcatel 1000 E10 gồm hai phần chính: Cấu trúc phần cứng . Cấu trúc phần mềm. i. cấu trúc phần mềm tổng đài Alcatel 1000-E10. A.Vai trò của phần mềm đối với tổng đài Alcatel 1000-E10. Hầu hết các tổng đài điện tử số hiện nay đều đợc điều khiển bằng phần mềm. Alcatel 1000-E10 là tổng đài điện tử số SPC, các chơng trình phần mềm điều khiển đợc xây dựng trên tiêu chuẩn của tổ chức OCB-283. Phần mềm đợc thiết kế nhằm mục tiêu sau: Đảm baỏ dịch vụ an toàn và liên tục trong suốt tuổi thọ của tổng đài . Dễ dàng trong quản lý và thi công tổng đài . Dễ dàng trong việc sửa đổi và mở rộng khi cần. Các module có thể nghiên cứu riêng lẻ . Dễ dàng trong việc vận hành bảo dỡng, có các thủ tục an toàn để có thể khoanh vùng, sửa chữa nhanh chóng và tránh lây lan ra vùng rộng . Dễ dàng thích ứng với công nghệ hiện hữu trên mạng . B. Sơ đồ tổ chức điều khiển OCB-283. Hình 4:Cấu trúc chức năng của tổ chức điều khiển OCB-283 C. Giải thích các khối chức năng trong sơ đồ. 1. Khối thời gian cơ sở (BT) Khối thời gian cơ sở BT đảm bảo phân phối thời gian cho các đờng LR và PCM để cung cấp đồng bộ và cho thiết lập đồng hồ tổng đài. Bộ phân phối thời gian là bội ba. Bộ tạo tín hiệu thời gian có thể hoặc là tự động hặc là đợc điêù khiển theo tín hiệu đồng bộ ngoài. Đơn vị kết cuối thuê bao số CSN Hà Nội 2002 5 ma trận chuyển mạch chính (SMX) ma trận chuyển mạch chính (SMX) COM COM BT BT CSNL CSND CSED URM URM LR Các trung kế và các Thiết bị thông báo ghi sẵn ETA ETA PUPE PUPE LR om om mq mq gx gx mr mr tx tx tr tr pc pc Vòng THÔNG TIN ALARM TMN Đồ án tốt nghiệp Ng ời thực hiện : Đinh Quốc Đức 2. Ma trận chuyển mạch chính (SMX) SMX là ma trận vuông với một tầng chuyển mạch thời gian T, có cấu trúc hoàn toàn kép, cho phép đấu nối tới 2048 đờng mạng (LR). LR là một PCM nội đài (32 kênh thời gian ) mỗi kênh 16 bit. MCX có thể thực hiện đấu nối sau. 1. Đấu nối đơn hớng giữa một kênh vào bất kỳ với một kênh ra bất kỳ. Có thể thực hiện đồng thời đấu nối số lợng cuộc gọi bằng số lợng kênh ra. 2. Đấu nối một kênh vào bất kỳ với M kênh ra. 3. Nối N kênh vào tới n kênh ra bất kỳ có cùng cấu trúc khung (n x 64kbit). MCX do COM điều khiển. COM có nhiệm vụ sau : Thiết lập và giải phóng đấu nối, sử dụng phơng điều khiển đầu ra. Phòng vệ đấu nối đảm bảo đấu nối chính xác. 3. Khối điều khiển trung kế PCM (URM) URM cung cấp chức năng giao tiếp giữa các PCM và tổng đài + Các PCM này có thể từ - Đơn vị truy nhập thuê bao xa (CSND) hoặc từ bộ tập trung thuê bao xa (CSED). - Từ các tổng đài khác, sử dụng báo hiệu kênh kết hợp hoặc báo hiệu số 7. - Từ các thiết bị thông báo ghi sẵn. + URM thực hiện chức năng sau đây: - Biến đổi mã HDB-3 thành mã nhị phân (Từ trung kế PCM sang đờng mạng nội bộ LR). - Biến đổi mã nhị phân thành mã HDB-3 ( Từ LR sang PCM ). - Thu phát và xử lý báo hiệu kênh kết hợp. 4. Khối quản lý thiết bị phụ trợ (ETA) ETA trợ giúp chức năng sau: - Tạo âm báo (GT). - Thu phát tín hiệu đa tần (RGF). - Thoại hội nghị (CCF). - Cung cấp đồng hồ cho tổng đài (CLOCK). 5. Khối điều khiển giao thức báo hiệu số 7 (PUPE) và khối quản lý báo hiệu số 7 (PC). Việc đấu nối cho các kênh báo hiệu 64kbit/s tới thiết bị xử lý giao thức báo hiệu số 7 (PUPE) đợc thiết lập qua ma trận chuyển mạch. - PUPE thực hiện chức năng sau: Đơn vị kết cuối thuê bao số CSN Hà Nội 2002 6 Đồ án tốt nghiệp Ng ời thực hiện : Đinh Quốc Đức + Xử lý mức hai kênh báo hiệu. + Định tuyến bản tin (một phần của mức 3). - PC thực hiện chức năng sau: + Quản lý mạng báo hiệu + Phòng vệ pupe + Các chức năng giám sát khác 6. Khối xử lý gọi (MR) - Khối xử lý gọi MR có trách nhiệm thiết lập và giải toả các thông tin. - MR điều khiển và xử lý thông tin trên cơ sở thông tin báo hiệu nhận đợc và đối chiếu với cơ sở dữ liệu (TR). MR xử lý cuộc gọi mới và duy trì cuộc gọi, giải phóng thiết bị, gia lệnh đóng, ngắt mạch. Ngoài ra bộ xử lý còn có chức năng quản lý. 7. Khối quản lý cơ sở dữ liệu phân tích và thuê bao (TR) - Chức năng của tr là quản lý cơ sở dữ liệu về thuê bao và các nhóm trung kế . - TR cung cấp theo yêu cầu cho bộ xử lý gọi (MR) các đặc tính thuê bao và trung kế MR cần thiết lập và giải phóng cuộc gọi. TR đảm bảo sự phù hợp giữa các số nhận đ- ợc với địa chỉ của các nhóm trung kế hoặc thuê bao (các chức năng tiền phân tích, phân tích và biên dịch ). 8. Khối đo lờng và phân tích cuộc gọi (TX) Chức năng của TX là thực hiện việc tính cớc thông tin bao gồm: - Tính toán khoản cớc phí cho mỗi cuộc gọi. - Lu giữ khoản cớc phí của mỗi thuê bao. - Cung cấp thông tin cần thiết cho cho OM để lập hoá đơn chi tiết . - Ngoài ra, TX còn thực hiện nhiệm vụ giám sát (quan trắc trung kế và thuê bao). 9. Khối quản lý ma trận chuyển mạch (GX). Chức năng GX là xử lý và phòng vệ các kết nối trên cơ sở các thông tin : - Các yêu cầu kết nối và giải phóng từ bộ xử lý gọi (MR) hoặc khối chức năng phân tích, phân phối bản tin (MQ). - Các lỗi kết nối đợc chuyển từ khối chức năng điều khiển ma trận chuyển mạch (COM). Ngoài ra, GX thực thi việc giám sát các tuyến nhất định của phân hệ đấu nối của tổng đài, theo định kỳ hoặc theo yêu cầu từ các tuyến nào đó. 10. Khối phân phối bản tin (MQ) Đơn vị kết cuối thuê bao số CSN Hà Nội 2002 7 Đồ án tốt nghiệp Ng ời thực hiện : Đinh Quốc Đức MQ có trách nhiệm phân phối và tạo dạng các bản tin nội bộ. MQ thực hiện : - Giám sát các tuyến nối bán cố định (các tuyến số liệu báo hiệu ). - Xử lý các bản tin ETA và GX tới và phát các bản tin tới ETA và GX. Ngoài ra, MQ hoạt động nh cổng cho phép truyền dẫn các bản tin giữa các vùng ghép thông tin. 11. Vòng ghép thông tin (Token Ring) Hệ thống có từ 1 đến 5 vòng ghép thông tin đợc sử dụng để truyền các bản tin từ một trạm này tới một trạm khác. Việc trao đổi các bản tin này đợc thực hiện bởi một môi trờng, đó là mạch vòng thông tin TOKEN RING, sử dụng một giao thức xử lý phù hợp với tiêu chuẩn IEEE 802.5. + Vòng ghép đơn (cấu hình rút gọn ). Vòng ghép này là vòng ghép liên trạm (MIS). + Nhiều hơn một vòng ghép : - Một vòng ghép liên trạm (MIS) dành cho trao đổi lẫn nhau giữa các chức năng điều khiển hoặc giữa các chức năng điều khiển với phần mềm điều hành và bảo dỡng (OM). - Có một đến bốn vòng ghép thâm nhập trạm (MAS) để trao đổi giữa các chức năng đấu nối ( URM, COM, PUPE ). 12. Chức năng điều hành và bảo dỡng Các chức năng điều hành và bảo dỡng đợc thực hiện bởi phần mềm OM. Thiết bị để giao tiếp với hệ thống là máy tính thuộc vế phân hệ điều hành và bảo dỡng nh: Các bàn điều khiển, thiết bị từ tính, đầu cuối thông minh. Các chức năng này có thể phân thành 2 loại : - Điều hành các ứng dụng điện thoại. - Điều hành và bảo dỡng hệ thống . Ngoài ra phân hệ điều hành và bảo dỡng thực hiện : - Nạp các phần mềm và số liệu cho các khối điều khiển, đấu nối và cho các khối truy nhập thuê bao CSN. - Dự phòng tạm thời các thông tin tạo lập hoá đơn cớc chi tiết . - Tập trung số liệu cảnh báo từ các trạm điều khiển và đấu nối thông qua các mạch vòng cảnh báo . - Bảo vệ trung tâm của hệ thống. Phân hệ điều hành và bảo dỡng tập trung ở mức vùng và quốc gia (TMN). II. cấu trúc phần cứng tổng đài Alcatel 1000 -e10 Đơn vị kết cuối thuê bao số CSN Hà Nội 2002 8 Đồ án tốt nghiệp Ng ời thực hiện : Đinh Quốc Đức Thiết bị phần cứng của hệ chuyển mạch gồm tập hợp các trạm điều khiển (trạm đa xử lý SM). Các trạm này trao đổi thông tin với nhau thông qua một hay một số vòng ghép thông tin ( MIS hoạc MAS). - Trạm điều khiển gồm một hay nhiều bộ xử lý, một hay nhiều bộ nối thông minh (đó là bộ điều khiển giao tiếp) đợc đấu nối với nhau thông qua một BUS và trao đổi số liệu thông qua một bộ nhớ chung . - Có 5 kiểu trạm điều khiển phù hợp với chức năng đợc đảm nhiệm + SMC: Trạm điều khiển chính . + SMA: Trạm điều khiển các thiết bị phụ trợ. + SMT: Trạm điều khiển trung kế PCM. + SMX: Trạm điều khiển ma trận chuỷên mạch. + SMM: Trạm điều khiển bảo dỡng. A. Sơ đồ cấu trúc mạch điện của tổng đài Alcatel 1000-E10 Đơn vị kết cuối thuê bao số CSN Hà Nội 2002 9 SMT SMT SMA SMA Ma trận chuyển mạch chính Ma trận chuyển mạch chính STS STS SMX SMX MAS CSNL CSND CSNE LR Trung kế và các thiết bị thông báo ghi sẵn SMC SMC SMC SMC ALARM SMM SMM TMN Trạm giám sát hệ thống Phân hệ điều khiển đấu nối Phân hệ truy nhập thuê bao MIS Phân hệ khai thác và bảo dưỡng Đồ án tốt nghiệp Ng ời thực hiện : Đinh Quốc Đức Hình 5: Cấu trúc phần cứng tổng đài Alcatel 1000-E10. B. Các cấu trúc phần cứng của tổng đài Alcatel 1000-E10 1. Trạm điều khiển chính SMC 1.1. Chức năng trạm điều khiển chính SMC SMC gồm nhiều chức năng, mỗi một chức năng đợc thực hiện bằng các chơng trình riêng biệt. MR : Xử lý gọi . TR : Cơ sở dữ liệu . MQ : Phân phối bản tin. GX : Điều khiển ma trận đấu nối, quản trị đấu nối . PC : Điều khiển quản trị báo hiệu CCS7. 1.2. Vị trí cuả trạm điều khiển chính SMC SMC đợc đấu nối với các môi trờng thông tin sau đây: - Mạch vòng thông tin MIS để trao đổi thông tin giữa SMC với trạm vận hành bảo dỡng SMM. - Mạch vòng thông tin MAS (từ 1 đến 4 MAS) để trao đổi thông tin với trạm điều khiển thiết bị phụ trợ SMA, trạm điều khiển đấu nối trung kế SMT và trạm điều khỉên ma trận SMX, các trạm này đấu nối với MAS . - Mạch vòng cảnh báo MAL đợc chuyển cảnh báo nguồn từ trạm SMC đến trạm SMA thông qua MIS. 1.3. Cấu trúc tổng thể trạm điều khiển chính SMC Trạm điều khiển chính SMC gồm: - Một đơn vị xử lý chính (PUP). - Một bộ nhớ chung (MC): Dùng để nhớ số liệu và xử lý cuộc gọi. - Một đến bốn đơn vị xỷ lý phụ (PUS): Dùng để xử lý thông tin trao đổi với các đơn vị điều khiển khác. - Một bộ đấu nối chính (CMP): Dùng để đấu nối với mạch vòng MIS. - Một đến bốn bộ đấu nối phụ (CMS): Dùng để đấu nối với bốn mạch vòng (MAS). - Hình 6 : Cấu trúc tổng thể trạm điều khiển chính SMC. 2. Đơn vị điều khiển thiết bị phụ trợ SMA 2.1. Vai trò của trạm điêù khiển các thiết bị phụ trợ Đơn vị kết cuối thuê bao số CSN Hà Nội 2002 10 PUP MC PUS 1 PUS 4 MIS CMS1 CMS4 LOCAL BUS MAS 1 MAS 4 BSM CMP