Khai thác tổng quan về tổng đài ALCATEL 1000 E10

Thông tin liên lạc đ• ra đời từ lâu và hiện nay là ngành không thể thiếu được ở bất cứ nơi nào trên thế giới . Nó là yếu tố quan trọng thúc đẩy nền kinh tế phát triển ,đồng thời góp phần nâng cao đời sống x• hội của con người ,để có thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao và khắt khe của x• hội. Cùng với các ngành khoa học kỹ thuật khác ,công nghệ điện tử viễn thông ngày càng phát triển và hoàn thiện ,đồng thời nó khẳng định được vị trí trong sự phát triển chung của x• hội .Ngày nay hệ thống điện tử viễn thông được xem là một phương tiện tinh tế nhất có thể trao đổi tin tức và số liệu, điều này đòi hỏi mạng lưới thông tin phát triển không ngừng, một mặt thoả dáng số lượng thuê bao mặt khác phải mở ra nhiều loại hình dịch vụ. Nhìn chung hệ thống viễn thông được sử dụng nhiều nhất và phổ biến là hệ thống thông tin điện thoại. Ngày nay các dịch vụ thông tin thoại ,thông tin số liệu,truyền dẫn hình ảnh và thông tin di động ngày càng phát triển đa dạng và phong phú. Các mạng thông tin đ• được nâng cấp cả về tính năng cũng như công nghệ. Trong đó kỹ thuật cơ bản để xây dựng mạng thông tin có tính năng hoạt động tốt là kỹ thuật số ,nó bao gồm : Kỹ thuật truyền dẫn,kỹ thuật mạch bán dẫn mật độ cao,kỹ thuật xử lý tín hiệu số,mà trung tâm của một mạng thông tin sử dụng kỹ thuật số là tổng đài. Hệ thống tổng đài điện tử số sử dụng đường truyền dẫn số đ• được lắp đặt,vận hành và phát triển một cách rộng khắp bởi nó có nhiều ưu điểm:Sự suy hao và nhiễu không bị tích lũy vì đ• sử dụng bộ lắp tái sinh nên truyền dẫn và chuyển mạch có thể đạt đựoc chất lượng cao mà không phụ thuộc vào cự ly ,kích thước thiết bị giảm nhiều,yêu cầu phục vụ được đáp ứng một cách đa dạng và thuận tiện. Đối với nước ta hiện nay,ngành bưu chính viễn thông đ• tiến hành công cuộc hiện đại hoá mạng thông tin trong cả nước.Đặc biệt trong lĩnh vực điện thoại,đó là hệ thống tổng đài số của các h•ng nổi tiếng trên thế giới ALCATEL của Pháp,NEX của Nhật...Các tổng đài số thế hệ mới trong đó có tổng đài A1000 E10 của Pháp đ• được lắp đặt và đưa vào sử dụng nhằm thay thế cho các tổng đài thế hệ cũ.Việc đưa vào sử dụng hệ thống tổng đài A1000 E10 đ• đem lại sự thay đổi rõ rệt về quy mô cũng như chất lượng của mạng bưu chính viễn thông Việt Nam. Trong khuân khổ đồ án này em xin trình bày về tổng đài ALCATEL1000 E10 với hai nội dung chính như sau: Phần I : Tổng quan về tổng đài SPC Phần II : Khai thác tổng quan về tổng đài ALCATEL 1000 E10

lời nói đầu Thông tin liên lạc đã ra đời từ lâu và hiện nay là ngành không thể thiếu đợc ở bất cứ nơi nào trên thế giới . Nó là yếu tố quan trọng thúc đẩy nền kinh tế phát triển ,đồng thời góp phần nâng cao đời sống xã hội của con ngời ,để có thể đáp ứng đợc nhu cầu ngày càng cao và khắt khe của xã hội. Cùng với các ngành khoa học kỹ thuật khác ,công nghệ điện tử viễn thông ngày càng phát triển và hoàn thiện ,đồng thời nó khẳng định đợc vị trí trong sự phát triển chung của xã hội .Ngày nay hệ thống điện tử viễn thông đợc xem là một phơng tiện tinh tế nhất có thể trao đổi tin tức và số liệu, điều này đòi hỏi mạng lới thông tin phát triển không ngừng, một mặt thoả dáng số lợng thuê bao mặt khác phải mở ra nhiều loại hình dịch vụ. Nhìn chung hệ thống viễn thông đợc sử dụng nhiều nhất và phổ biến là hệ thống thông tin điện thoại. Ngày nay các dịch vụ thông tin thoại ,thông tin số liệu,truyền dẫn hình ảnh và thông tin di động ngày càng phát triển đa dạng và phong phú. Các mạng thông tin đã đợc nâng cấp cả về tính năng cũng nh công nghệ. Trong đó kỹ thuật cơ bản để xây dựng mạng thông tin có tính năng hoạt động tốt là kỹ thuật số ,nó bao gồm : Kỹ thuật truyền dẫn,kỹ thuật mạch bán dẫn mật độ cao,kỹ thuật xử lý tín hiệu số,mà trung tâm của một mạng thông tin sử dụng kỹ thuật số là tổng đài. Hệ thống tổng đài điện tử số sử dụng đờng truyền dẫn số đã đợc lắp đặt,vận hành và phát triển một cách rộng khắp bởi nó có nhiều u điểm:Sự suy hao và nhiễu không bị tích lũy vì đã sử dụng bộ lắp tái sinh nên truyền dẫn và chuyển mạch có thể đạt đựoc chất lợng cao mà không phụ thuộc vào cự ly ,kích thớc thiết bị giảm nhiều,yêu cầu phục vụ đợc đáp ứng một cách đa dạng và thuận tiện. Đối với nớc ta hiện nay,ngành bu chính viễn thông đã tiến hành công cuộc hiện đại hoá mạng thông tin trong cả nớc.Đặc biệt trong lĩnh vực điện thoại,đó là hệ thống tổng đài số của các hãng nổi tiếng trên thế giới ALCATEL của Pháp,NEX của Nhật .Các tổng đài số thế hệ mới trong đó có tổng đài A1000 E10 của Pháp đã đợc lắp đặt và đa vào sử dụng nhằm thay thế cho các tổng đài thế hệ cũ.Việc đa vào sử dụng hệ thống tổng đài A1000 E10 đã đem lại sự thay đổi rõ rệt về quy mô cũng nh chất lợng của mạng bu chính viễn thông Việt Nam. 1 Trong khuân khổ đồ án này em xin trình bày về tổng đài ALCATEL1000 E10 với hai nội dung chính nh sau: Phần I : Tổng quan về tổng đài SPC Phần II : Khai thác tổng quan về tổng đài ALCATEL 1000 E10 Hà Nội, ngày tháng năm 2004 Học viên Lu Đình Thắng Chơng 1 Qúa trình phát triển,đặc điểm và tính năng của tổng đài SPC I. Qúa trình phát triển và triển vọng của tổng đài SPC 2 Năm 1876 việc truyền tiếng nói qua khoảng cách xa bằng sợi cáp đồng trở thành hiện thực khi Alexcander Graham Bell phát minh ra máy điện thoại Năm 1878 hệ thống tổng đài dùng nhân công gọi là tổng đài cơ điện đợc xây dựng ở New Haven của Mỹ đây là tổng đài thơng mại áp dụng thành công đầu tiên trên thế giới Năm 1889 nhằm đáp ứng nhu cầu dịch vụ thoại một cách thỏa đáng,kết nối nhanh và bảo đảm an toàn cho các cuộc nói truyện, hệ thống tổng đài tự động đợc AB Stronger của Mỹ phát minh và đa vào sử dụng gọi là tổng đài Stronger. Sau thế chiến thứ hai nhu cầu về các tổng đài có khả năng xử lý các cuộc gọi tự động nhanh chóng tăng lên.Để phát triển loại tổng đài này yêu cầu phải có sự tiếp cận mới hoàn toàn do phải giải quyết vấn đề phức tạp về tính cớc và phải xử lý nhiều tiến trình đối với một cuộc gọi mới.Hãng Ericssion của Thụy Điển đã xử lý vấn đề này bằng cách phát triển hệ thống tổng đài ngang dọc(Crossbar).Hệ thống tổng đài có các thanh ngang dọc đợc đặc trng bởi việc tách biệt hoàn toàn chuyển mạch cuộc gọi và các mạch điều khiển. Trong những năm đầu của thập niên 60 với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật bán dẫn,vi mạch và kỹ thuật máy tính điện tử số đã tạo điều kiện và thúc đẩy xu h- ớng kết hợp hai nghành kỹ thuật viễn thông và máy tính.Nhờ đó đã tạo ra sự thành công của hệ thống tổng đài (hệ thống chuyển mạch )mới- Tổng đài điện tử số SPC(Stored program Control).Sự thành công của quá trình này đợc đợc kích thích bởi ý tởng mong muốn cải thiện giá thành ,chất lợng truyền dẫn,tính quản lý và tính mềm dẻo trong chế tạo cũng nh trong vận hành bảo dỡng và ứng dung của công nghệ tổng đài . Tổng đài SPC công cộng đầu tiên là ESS1 do phòng thí nghiệm Bell AT&T phát triển và ứng dụng ở Sucasuna New Jesey USA vào tháng 5-1965.ESS1 là tổng đài nội hạt đầu cuối có dung lợng trong giải 10.000 đến 60.000 số với năng lực xử lý 30CA/S. Trong những năm đầu của thập niên 70 đã xuất hiện nhiều tổng đài mới với các ứng dụng ở các mức độ khác nhau kỹ thuật điều khiển SPC và công nghệ bán dẫn vi mạch.Tuy nhiên các thế hệ tổng đài này mới là những tổng đài cận điện tử do 3 tổng đài có phần điều khiển sử dụng công nghệ điện tử còn phần chuyển mạch sử dụng các cấu kiện cơ-điện kiểu bộ nối ngang dọc hay rơle tiếp điểm kín. Vào năm 1980 hãng Nt(Northern Telecom) thành công trong việc sản xuất tổng đài điện tử số toàn phần đầu tiên trên thế giới có nhãn hiệu thơng phẩm là DMS100. Ngày nay trên thế giới có hàng trục hãng sản xuất tổng đài song với xu hớng phát triển và cạnh tranh quyết liệt trên quy mô toàn cầu thì trong khoảng thời gian không xa nữa trên thế giới chỉ tồn tại khoảng 5-6 hãng đứng đầu.Có hai tiêu chí để xác định vị thế hàng đầu về sản xuất tổng đài đó là tiêu chí về trình độ công nghệ tiên tiến trong dây truyền sản xuất và tiêu chí về doanh thu lớn của hãng.Tạm thời các hãng đứng đầu thế giới ngày nay là:Acatel CIT(pháp) AT&T(mỹ) Ericson(Thụy Điển),Siemen(Đức), Nt Northem Telecom(Canada), NEC,Fujitsu(Nhật Bản). II. Đặc điểm và tính năng của tổng đài SPC 1. Đặc điểm chủ yếu của tổng đài SPC Với đặc tính lu lợng của loại hình dịch vụ điện thoại cho đến nay có thể nói rằng dịch vụ điện thoại vẫn là loại hình dịch vụ chủ yếu trong hệ thống mạng viễn thông công cộng PSTN(Public Switched Telephone Network).Ngày nay các tổng đài đợc thiết kế chủ yếu phục vụ cho dịch vụ điện thoại. Tổng đài điện thoại có thể đợc phân loại thành các kiểu khác nhau tuỳ theo chức năng vị trí của tổng đài trên mạng PSTN,cụ thể theo chức năng:Tổng đài nội hạt đầu cuối,tổng đài vệ tinh ,tổng đài PABX,tổng đài đờng dài ,tổng đài transit(tổng đài TANDEM) và tổng đài cửa ngõ quốc tế. Chức năng cơ bản của tổng đài Cung cấp kênh tạm thời ,tức thì và song hớng khi các thuê bao yêu cầu Trao đổi thông tin giữa tổng đài với thế giới ngoại vi; nh chao đổi thông tin Ngời-Máy,Máy-Máy,trao đổi dữ liệu giữa tổng đài với cơ sở dữ liệu của mạng Xử lý thông tin báo hiệu,trên cơ sở điều khiển các hoạt động tạo kênh cung cấp các dịch vụ viễn thông và hỗ trợ cuộc nối 4 Tính cớc và hỗ trợ các chức năng vận hành quản lý,khai thác và bảo dỡng tổng dài OA&M Các đặc điểm chủ yếu Tổng đài hoạt động liên tục trong khoảng thời gian 20-40 năm với yêu cầu rất cao về độ tin cậy và độ chính xác.Trong chu kỳ sống rất lâu nh vậy nhng tổng thời gian xẩy ra sự cố có thể làm cho tổng đài ngừng hoạt động chỉ cho phép 2-4 giờ/40 năm.Trong kỹ thuật chuyển mạch yêu cầu độ chính xác tuyệt đối,không cho phép sai số và cũng không cho phép nối thử Tổng đài yêu cầu nghiêm ngặt tính thời gian thực,trong khi đó lu lợng phục vụ thực tế trong giờ cao điểm là rất lớn.Thời gian thực ở đây có nghĩa là thời gian cần để giải quyết thỏa đáng một vấn đề hay một quá trình về mặt thời gian Tổng đài có số lợng thiết bị vào ra đa dạng về chủng loại và rất lớn về số l- ợng.Ngoài các thiết bị vào ra thông thờng nh máy tính điện tử vạn năng ,trong tổng đài còn có mạng dây thuê bao,trung kế ,đờng số liệu,các bảng cảnh báo chỉ thị v.v Tổng đài ít thực hiện những phép toán số học mà chủ yếu thực hiện các phép tính logic ,tìm kiếm thông tin ,biến đổi số liệu,chuyển số liệu Tổng đài phải quản lý một cơ sở dữ liệu rất lớn,trong đó cấu trúc dữ liệu rất đa dạng và phức tạp luôn đòi hỏi phải phát triển ,mở rộng,thay đổi cả về dung lợng cũng nh tính năng dịch vụ do vậy kéo theo những nhu cầu mới ngày càng cao về tốc độ hoạt động dung lợng tổng đài và năng lực xử lý thông tin Dung lợng tổng đài luôn luôn biến động trong suốc chu kỳ sống khá lâu dài.Vì vậy phải thiết kế chế tạo tổng đài sao cho cấu hình hệ thống mở ,linh hoạt và mềm dẻo để đảm bảo vừa dễ phát triển dung lợng theo yêu cầu,vừa có giá thành bình quân ít phụ thuộc vào dung lợng hệ thống từ giai đoạn mới lắp đặt tới chu kỳ sống cuối cùng của tổng đài 2. Các nguyên tắc xây dựng tổng đài điện tử số 5 Máy tính điện tử số điều khiển tổng đài là hệ thống điều khiển đa chơng trình(Multiprogram Control) đa nhiệm(Multitasking System) và thời gian thực(Realtime) Cấu hình hệ thống tổng đài SPC phải là cấu hình đa xử lý ,phân tán,cấu trúc phân cấp và Modular Dự phòng hệ thống cả phần cứng và phần mềm Các bộ xử lý của tổng đài làm việc theo chế độ phân tải và phân theo chức năng 3. Tính năng u việt của tổng đài SPC Phân tích định tuyến và biên dịch thực hiện bằng phần mềm rất linh hoạt dễ dàng và tiện ích Thay đổi bằng lệnh giao tiếp ngời máy(MMC), thậm chí một vài tính năng do chính thuê bao thực hiện do vậy hệ thống rất mềm dẻo và linh hoạt Kiểm tra đo thử bằng SW tự động theo lịch trình hay lệnh MMC.Kết quả đo đợc phân tích xử lý logic .Nếu cần có thể in thành văn bản Các tính năng dịch vụ cho khách hàng rất phong phú dễ thay đổi , dễ cập nhật Bảo dỡng dễ dàng , tiện ích nhờ SW và công nghệ mạch in dễ phát triển dung lợng thời gian xây lắp nhanh Chơng 2 Cấu trúc chức năng của tổng đài SPC I. Sơ đồ khối chức năng của tổng đài SPC(Xem hình 2.1) 6 Tổng đài số hiện đại đợc cấu thành từ một số lợng lớn Module và các khối chức năng tơng ứng với tên gọi chức năng nhiệm vụ mà chúng phải thực hiện Các chức năng đợc nhóm lại với nhau thành các phân hệ Hình 2.1 : Cấu hình tổng quan của tổng đài SPC Chú giải: MDF :Giá đấu dây AT: Đờng trung kế Analogue SLC : Mạch đờng thuê bao RG:Mạch tạo chuông 7 Trung kế Signalling Link B T SWNS PCS CCS MMIIOC CC MM SW M D F AT AT SLC T S D C DLCD T M DTG MF SW-C RG SLC D D F DTI DTI DTI DTI Distributor Scanner Marker CAS DKU MTU Streamer OA&MS VDU Prt APS SiGS SYSTEM BUS OMC CPS TSAC : Mạch gán khe thời gian DLC :Bộ tập trung đờng dây số SW-C : Điều khiển chuyển mạch TM: Module trung kế DTG : Mạch tạo âm tần MF: Thu phát tần số DDF : Khung phối hợp bản tin số DTI: Giao diện trung kế số SW : Ma trận chuyển mạch CCS: Báo hiệu kênh chung CAS : Báo hiệu kênh riêng Distributor : Phân phối bản tin Scanner : Bộ quét Markar : Điều khiển chuyển mạch CC : Điều khiển trung tâm MM : Bộ nhớ chính IOC : Điều khiển vào ra Prt : Máy in DKU : ổ đĩa Streamer : Băng catstte APS : Phân hệ ứng dụng SWNS: Phân hệ mạng chuyển mạch SiGS : Phân hệ báo hiệu PCS : Phân hệ ngoại vi điều khiển CPS : Phân hệ xử lý trung tâm OA&MS : Phân hệ vận hành quản lý và bảo dỡng II. Phân tích cấu trúc và nhiệm vụ của các phân hệ 1. Phân hệ ứng dụng APS Các đờng dây thuê bao và trung kế kết nối với tổng đài SPC thông qua phân hệ APS Phân hệ ứng dụng APS thực hiện các chức năng sau Kế nối vật lý các mạng dây thuê bao(mạng cáp ngoại vi ) và trung kế với tổng đài bảo đảm những yêu cầu quan trong nh:Dễ thực hiện đấu nối,dễ quản lý bảo dỡng,độ tin cậy an toàn cao. Hỗ trợ cho việc trao đổi thông tin báo hiệu giữa tổng đài với mạng viễn thông và hỗ trợ các chức năng OA&M. Tập trung đờng dây thuê bao trung kế và tập trung lu lợng thực hiện các chức năng chuyển mạch tạo kênh và nâng cao hiệu suất sử dụng và hiệu quả kinh tế. Các thành phần cấu tạo nên APS bao gồm: MDF giá nhập đài: 8 MDF thực hiện chức năng thứ nhất tức là tạo điều kiện dễ dàng thuận tiện cho việc đấu nối và bảo dỡng mạng cáp ngoại vi và mạng cáp nội đài ,đồng thời tại dây thực hiện các biện pháp bảo an cần thiết cho con ngời vận hành khai thác hệ thống nh chống sét,chống điện áp cao và dòng điện mạnh nhờ các bộ phóng điện và cầu trì. MDF thực hiện chức năng thứ hai tuỳ thuộc vào tính chất của thiết bị đầu cuối thuê bao và mạng ngoại vi có bốn kiểu đờng dây cơ bản đó là:đờng dây thuê bao Analog, đờng dây thuê bao số, đờng dây trung kế Analog, đờng dây trung kế số SLC mạch điện kết cuối thuê bao(xem hình 2.2) Chức năng phần cứng khó thực hiện nhất trong SPC chính là mạch điện kết cuối thuê bao bởi vì mạng dây thuê bao có phạm vi lớn về cự ly thông tin,chịu nhiều tác động của môi trờng nên cần phải bảo vệ kiểm tra đo thử đồng thời trên mạng sử dụng nhiều hệ thống báo hiệu khác nhau,yêu cầu về dòng chuông,dòng điện một chiều về khả năng chất lợng truyền dẫn Xét chức năng của thuê bao Analog Chức năng yêu cầu của giao diện thuê bao Analog dùng để kết nối và phối hợp với tổng đài SPC nội hạt có tên gọi là BORSCHT B Battery feed Cấp điện một chiều cho thiết bị đầu cuối O Over Voltage Protection Bảo vệ quá áp R Ring Dòng chuông 65-100V,25/60Hz S Supervission of loop state Giám sát trạng thái mạch vòng đờng dây C CODEC Biến đổi A/D và ngợc lại H Hybrid Biết đổi 2-dây/4-dây T Test Kiểm tra 9 L F C O D L F D E C T R O B S H T S A C SLC : Giao diện thuê bao Analog SLC Controler Từ SLC khácTEST BUS RINGING BUS Đến các SLC khác Đến SLC khác Đến SLC Nguồn Hình 2.2 : Sơ đồ khối chức năng BORSCHT TSAC vi mạch gán ghe thời gian Để nâng cao hiệu suất sử dụng và triệt để khai thác khả năng của thành phần thiết bị phía sau SLC,kênh 64kb/s từ mỗi thuê bao đợc ghép thành luồng tốc độ cao 2,048Mb/s nhờ vi mạch TSAC để hớng tới bộ tập chung thuê bao DLCD AT Mạch điện kết cuối trung kế Analog Tơng tự mạch điện kết cuối thuê bao Analog chức năng chủ yếu của AT dùng để kết nối giữa các tổng đài với nhau trong mạng viễn thông DTI Giao diện trung kế số(xem hình 2.3) Thực hiện các chức năng phối hợp tín hiệu số về sự đồng bộ và đồng pha trong hoạt động của khối chuyển mạch số của tổng đài với môi trờng đờng truyền bên ngoài mạng viễn thông. Sự cần thiết của chức năng kết cuối trung kế bao gồm : Đờng trung kế ngoài với đờng trung kế nội bộ tổng đài Các kết nối trung kế nội bộ giữa các phân hệ tổng đài DTI thực hiện 8 chức năng là GAZPACHO có nghĩa là: G Generation of frame Tạo khung truyền dẫn A Alignment of Frame Đồng chỉnh khung Z Zero String Supperession Triệt chuỗi xung không P Polar Conversion Biến đổi cực tính tín hiệu A Alarm Processing Cảnh báo từ xa C Clock Recovery Khôi phục tín hiệu đồng hồ H Hunt During Reframe Tìm từ mã đa khung O Ofice Signalling Báo hiệu liên đài 10 LF :Bộ lọc thấp COD :Bộ biến đổi A/D DEC :Bộ biến đổi D/A