Giới thiệu về tổng đài SPC số

Trong sự phát triển của công nghệ chuyển mạch tồn tại 2 hệ thống tổng đài là hệ thống tổng đài nhân công và hệ thống tổng đài tự động. Các chức năng cơ bản của nó như xác định cuộc gọi của thuê bao, kết nối với thuê bao bị gọi và sau đó tiến hành hồi phục lại cuộc gọi khi đ• hoàn thành. Hệ thống tổng đài nhân công tiến hành các quá trình này bằng các thao tác của hân viên tổng đài, trong khi đó tổng đài tự động tiến hành các việc này hoàn toàn tự động. Đối với hệ thống tổng đài nhân công, để thiết lập cuộc gọi khi một thuê bao gửi đi một tín hiệu thoại đến tổng đài, nhân viên tổng đài thực hiện việc cắm phích nối trả lời của đường dây bị gọi vào zắc của dây chủ gọi. Khi cuộc gọi kết thúc người vận hành rút phích ra khỏi zắc và đưa về trạng thái ban đầu. Hệ thống tổng đài nhân công được chia làm 2 loại : - Loại cấp nguồn tại chỗ - Loại cấp nguồn chung tại tổng đài Đối với hệ thống tổng đài tự động, các cuộc gọi phát ra hoàn toàn thông qua các bước sau : - Nhận dạng thuê bao chủ gọi: Xác định thuê bao nhấc ống nghe và sau đó cuộc gọi đuợc nối với mạch điều khiển . - Tiếp nhận số được quay: Khi đ• được nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ gọi bắt đầu nghe thấy tín hiệu mời gọi quay số và sau đó chọn số liệu thuê bao bị gọi .

Chơng 1. Tổng quan về tổng đài điện tử số I. Vị trí chức năng của tổng đài trong mạng viễn thông Đối với tổ chức xây dựng hệ thống mạng điện thoại, ban đầu mạng rất đơn giản nên có thể đấu nối từng cặp trực tiếp . Hình 1.1 Kết nối từng cặp trực tiếp Số đôi dây cần sử dụng là: C n 2 = n(n-1)/2 Trong đó n là số máy điện thoại Ưu điểm là đấu nối đơn giản Nhợc điểm là khi số máy điện thoại tăng sẽ rất phức tạp và số đôi đây sử dụng tăng nhanh. Hiệu suất sử dụng đôi dây thấp . Tuy nhiên số số máy điện thoại tăng đến một số đủ lớn thì thực tế không sử dụng đợc phơng pháp đấu nối trên. Số lợng đờng dây có thể giảm bằng số máy điện thoại nếu sử dụng kết nối qua hệ thống chuyển mạch . 1 Hình 1.2: Kết nối qua hệ thống chuyển mạch Ưu điểm: Khi số máy điện thoại tăng việc tổ chức mạng vẫn đơn giản . Số đôi dây sử dụng ít bằng số máy điện thoại Nhợc điểm: Phải có dịch vụ đấu nối tại tổng đài . Hệ thống chuyển mạch có khả năng tiếp thông đến thuê bao và đảm bảo khả năng kết nối mạch tạo kênh liên lạc thuê bao theo yêu cầu. Khi có nhu cầu kết nối giữa các thuê bao ở các vùng địa lý tơng đối xa nhau sẽ tốt hơn nếu trong mỗi vùng tạo ra một hệ thống chuyển mạch và gọi là tổng đài đầu cuối nội hạt, các tổng đài nội hạt lân cận kết nối với nhau bằng mạng trung kế . 2 TĐ TĐ1 TĐ2 Hình 1.3: Sơ đồ mạng điện thoại phân vùng Để nâng cao hiệu quả kinh tế cho việc xây dựng mạng viễn thông trong địa bàn rộng lớn sử dụng các hệ thống chuyển mạch chức năng khác nhau nh tổng đài liên tỉnh, tổng đài miền, tổng đài quốc tế. * Chức năng của hệ thống tổng đài: Trong sự phát triển của công nghệ chuyển mạch tồn tại 2 hệ thống tổng đài là hệ thống tổng đài nhân công và hệ thống tổng đài tự động. Các chức năng cơ bản của nó nh xác định cuộc gọi của thuê bao, kết nối với thuê bao bị gọi và sau đó tiến hành hồi phục lại cuộc gọi khi đã hoàn thành. Hệ thống tổng đài nhân công tiến hành các quá trình này bằng các thao tác của hân viên tổng đài, trong khi đó tổng đài tự động tiến hành các việc này hoàn toàn tự động. Đối với hệ thống tổng đài nhân công, để thiết lập cuộc gọi khi một thuê bao gửi đi một tín hiệu thoại đến tổng đài, nhân viên tổng đài thực hiện việc cắm phích nối trả lời của đờng dây bị gọi vào zắc của dây chủ gọi. Khi cuộc gọi kết thúc ngời vận hành rút phích ra khỏi zắc và đa về trạng thái ban đầu. Hệ thống tổng đài nhân công đợc chia làm 2 loại : - Loại cấp nguồn tại chỗ - Loại cấp nguồn chung tại tổng đài Đối với hệ thống tổng đài tự động, các cuộc gọi phát ra hoàn toàn thông qua các bớc sau : - Nhận dạng thuê bao chủ gọi: Xác định thuê bao nhấc ống nghe và sau đó cuộc gọi đuợc nối với mạch điều khiển . - Tiếp nhận số đợc quay: Khi đã đợc nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ gọi bắt đầu nghe thấy tín hiệu mời gọi quay số và sau đó chọn số liệu thuê bao bị gọi . - Kết nối cuộc gọi: Khi số hiện thuê bao bị gọi đợc ghi lại thì tổng đài sẽ chọn một bộ các đờng trung kế đến tổng đài của thuê bao bị gọi và sau đó chọn một đ- 3 ờng rỗi trong số đó. Khi thuê bao bị gọi nằm trong tổng đài nội hạt, thì một đờng dây nội hạt đợc sử dụng . - Chuyển thông tin điều khiển: Khi đợc kết nối đến ttổng đài của thuê bao bị gọi hay tổng đài trung chuyển, cả 2 tổng đài trao đổi với nhau những thông tin cần thiết nh số thuê bao bị gọi. - Kết nối trung chuyển: Nếu tổng đài đợc nối đến tổng đài trung chuyển thì đ- ờng kết nối trung kế đến tổng đài của thuê bao bị gọi đợc nhắc lại để nối với trạm cuối . - Kết nối trạm cuối: Khi xác định đợc trạm là trạm nội hạt dựa trên số của thuê bao bị gọi, thì bộ điều khiển trạng thái máy bận của thuê bao bị gọi đợc tiến hành. Nếu máy không ở trạng thái bận thì một đờng nối đợc nối với đờng trung kế đợc chọn để kết nối cuộc gọi . - Truyền tín hiệu chuông: Để kết nối cuộc gọi tín hiệu chuông đợc truyền, khi có tín hiệu trả lời từ thuê bao bị gọi thì trạng thái đợc chuyển thành trạng thái máy bận. - Tính cớc: Tổng đài chủ gọi xác định trả lời của thuê bao bị gọi và bắt đầu tính cớc theo khoảng cách và thời gian gọi. - Hồi phục hệ thống: Khi cuộc gọi kết thúc tất cả các đờng nối đều đợc trở về trạng thái chờ. II. Giới thiệu về tổng đài SPC số 1.Giới thiệu chung Các tổng đài điện tử số là sự kết hợp hoàn hảo giữ kỹ thuật điện tử, máy tính với kỹ thuật điện thoại. Các dấu hiệu thành công xuất hiện từ những năm 60. Sự phát triển đợc thúc đẩy bởi nhu cầu gia tăng chất lợng, cải thiện giá cả và khai thác u điểm tuyệt đối về tốc độ trong kỹ thuật và máy tính. Tổng đài SPC công cộng đầu 4 tiên là IESS đợc phát triển bởi phòng thí nghiệm AT&T Bell đợc giới thiệu tại USA vào tháng 5.1965, hệ thống này tất cả dùng thiết bị chuyển mạch cơ. PAXS đã đợc chế tạo thành công với công nghệ chuyển mạch điện tử analog, có tối đa 200 mạch kết cuối, các xuyên nhiễu giữ ở mức thấp cần thiết nhng không thể tồn tại trong các mạng điện thoại công cộng. Một ứng dụng đầu tiên của kỹ thuật số vào tổng đài là vai trò chuyển mạch trung gian giữa các tuyến hợp nối PCM qua đó khắc phục vấn đề xuyên nhiễu vì tín hiệu số có khả năng kháng nhiễu rất tốt. Do đó các ma trận chuyển mạch bán dẫn lớn có thể đợc dùng. Các tổng đài trung gian không bị ảnh hởng bởi trở ngại vì không có đờng dây thuê bao nào nối trực tiếp đến nó và không có các mức điện áp cao hoặc không có các dòng điện chuông . Với khả năng này tổng đài hợp nối số đợc lắp đặt tại London năm1968. CIT Acatel với hệ thống tổng đài số công cộng đầu tiên E10 vào năm 1970 tại Pháp. Bell giới thiệu tổng đài điện tử số công cộng dùng hệ thống 4ESS từ tháng 1.1976 ở Mỹ . Một u điểm rất quan trọng của chuyển mạch số là loại bỏ các thiết bị ghép kênh thông thờng liên quan đến các hệ thống truyền dẫn PCM (Pulse Code Modulation) kết nối tại tổng đài. Do đó việc ứng dụng chuyển mạch số vào mạng điện thoại công cộng là loại bỏ các thiết bị chuyển đổi analog sang digital trong các mạng trung kế cũng nh các mạng hợp nối. Tuy vậy ứng dụng bán dẫn số vào mạng nội hạt có thành công hay không phụ thuộc vào kiểm soát mức điện thế cao và các dòng rung chuông liên hệ với đờng dây thuê bao. Một giải pháp là kiểm soát tất cả các đờng dẫn 1 chiều và điện áp cao theo yêu cầu các đờng dây thuê bao trong các đơn vị giao tiếp ngoại vi của tổng đài. Điều này cho phép các chuyển mạch điện tử phát triển mà không bị ngăn cản bởi các yêu cầu thuê bao. Thế hệ đầu tiên của tổng đài nội hạt số ( E10 System X, AXE 10) mỗi tổng đài gồm 2 dạng hệ thống chuyển mạch. Một hệ thống gồm các đơn vị reed-relay kết 5 cuối thuê bao và tải của chúng đợc tập chung vào mạng trung kế khả năng tải lớn từ bên trong nối đến các bộ chuyển đổi từ analog sang digital. Dạng thứ 2 là một hệ thống số kết nối với các trung kế số bên trong với các tuyến trung kế số hay hợp nối số bên ngoài. Kiến trúc analog-digital này tránh đợc việc cấp các thiết bị mã hoá PCM đắt tiền cho mỗi đờng dây thuê bao đồng thời khai thác đợc đờng dây kim loại DC vốn có xuyên qua các reed-relay để thực hiện chức năng hỗ trợ thuê bao. Những năm đầu thập niên 80, các mạch tích hợp đợc chế tạo rộng rãi làm giảm giá thành bộ chuyển đổi A/D cho phép giá cả của các đờng đây thuê bao giảm nên các hệ thống số hoàn toàn cạnh tranh đợc với hệ thống analog-digital. Các hệ thống tổng đài SPC hiện tại gồm các chuyển mạch điện tử số và điều khiển theo chơng trình . 2. Sơ đồ khối chức năng của tổng đài SPC 2.1. Sơ đồ khối 6 Thuê bao số Thuê bao tơng tự Trung kế tơng tự Trung kế số Thiết bị ngoại vi chuyển mạch Thiết bị ngoại vi báo hiệu Trung kế báo hiệu Hình1.4: Sơ đồ khối tổng đài SPCsố 2.2. Nhiệm vụ các khối chức năng 2.2.1. Thiết bị kết cuối. 7 Thiết bị kết cuối Thiết bị chuyển mạch Đo kiểm tra Phân phối báo hiệu Điều khiển chuyển mạch Báo hiệu kênh riêng Báo hiệu kênh chung Bus địa chỉ Bus điều khiển Bus dữ liệu Thiết bị giao tiếp Ngời Máy Xử lý trung tâm Các bộ nhớ Dùng để đấu nối các thuê bao tơng tự, thuê bao số, tổng đài tơng tự tổng đài số với chuyển mạch. Bao gồm 4 khối thuê bao riêng biệt. a. Giao tiếp thuê bao tơng tự . Dùng để đấu nối các giao tiếp thuê bao tơng tự với chuyển mạch. Thuê bao t- ơng tự có 7 chức năng cơ bản (BORSCHT): B - Battery feet: Tức là nhiệm vụ cấp nguồn cho máy điện thoại qua đờng dây thuê bao & truyền tín hiệu nh nhấc máy hoặc quay xung. O - Over voltage protection - Bảo vệ quá áp cho thiết bị: Trong hệ thống chuyển mạch cần lắp đặt thiết bị bảo vệ để chống lại các ảnh hởng của điện áp cao gây nguy hại cho ngời và máy . R - Ringing - Rung chuông: cấp tín hiệu chuông cảm ứng 25hz-75v S - Supervision and signaling - Giám sát và báo hiệu: dùng để giám sát trạng thái nhấc đặt của điện thoại và chuyển các thông tin báo hiệu địa chỉ từ mạch điện thoại đến khối xử lý báo hiệu . C - Code mã hoá và giải mã: Dùng để mã hoá các tín hiệu tiếng nói tơng tự thành các tín hiệu tiếng nói số và ngợc lại . H - Hybrid - Mạch cầu: Dùng để biến đổi tín hiệu thoại từ chế độ 2 dây bán song công thành chế độ 4 dây song công. T-Test - Đo thử, kiểm tra: Các đờng dây thuê bao thờng bị hỏng do yếu tố khách quan. Để phát hiện lỗi này, ngời ta thờng tiến hành theo dõi các đờng dây thuê bao một cách thờng xuyên theo chu kỳ bằng một thiết bị kiểm tra tự động. b. Giao tiếp thuê bao số. Một trong những u điểm quan trọng của chuyển mạch số là nó có thể sử dụng các tín hiệu truyền dẫn số mà không phải thay đổi chúng. Vì vậy có thể sử dụng các mạch tơng đối đơn giản để giao tiếp giữa các hệ thống chuyển mạch và các thiết bị truyền dẫn và để tiết kiệm hơn. Hệ thống phân cấp số là tổ hợp các thiết bị truyền 8 dẫn số chạy với nhiều tốc độ bit, do đó mỗi quốc gia phải định ra tốc độ bit cho hệ thống của mình. Để giao tiếp một cách có hiệu quả giữa hệ thống chuyển mạch số và thiết bị truyền dẫn thì hai điều kiện sau phải đợc đáp ứng: + Yêu cầu về điện: Liên quan đến điện áp, xung điện, dạng sóng, trở sóng và tốc độ bit. + Yêu cầu về loại bit: Xác định rõ các loại bit này là tiếng nói các dữ liệu định dạng khung, sự định dạng tín hiệu hay là các số liệu bảo dỡng và sửa chữa. Mạch thuê bao số có các chức năng sau: + Các mã kênh phải đợc chọn phù hợp phải đợc tới tất cả các đờng trung kế rỗi. + Các dòng bit đa vào đợc đồng bộ hoá, pha có thể thay đổi do đó mỗi dòng điện phải có khả năng chậm lại để mối liên pha thích hợp đợc thành lập trớc khi thực hiện việc chuyển mạch. + Việc giao tiếp DSI (tín hiệu số 1) phải có khả năng đảm bảo đợc việc bảo d- ỡng sửa chữa và các chức năng cảnh cáo. Ngoài các chức năng trên, mạch thuê bao số còn đợc trang bị các chức năng báo lỗi hai cực, phát ra số lần định khung lại và trợt quá độ, đó là: - Việc phát hiệnh ra mã khung - Việc sắp hàng khung - Nén dây 0 (zero) - Đổi cực - Xử lý cảnh báo - Khôi phục lại đồng hồ - Tìm lại khung khi định lại khung - Báo hiệu giữa các tổng đài c. Giao tiếp trung kế tơng tự: Dùng để đấu nối tổng đài tơng tự với chuyển mạch số. 9 d. Giao tiếp trung kế số: Dùng để đấu nối giữa các tổng đài số thông qua các đờng truyền dẫn PCM 2.2.2. Khối chuyển mạch. Dùng để thực hiện chức năng đấu nối, tạo tuyến truyền dẫn trong nội bộ tổng đài để đấu nối thông tin các máy điện thoại. Hiện nay chủ yếu sử dụng là tổng đài số nên chuyển mạch cơ bản là TSW và SWW. 2.2.3. Khối điều khiển tổng đài. Bao gồm khối xử lý trung tâm và các bộ nhớ Vào Ra Hình 1.5: Sơ đồ khối bộ xử lý chuyển mạch tổng quát - Phối hợp vào ra: Dùng để nhận biết số liệu từ các khối chức năng và phân phối các lệnh đến các khối điều khiển chức năng. Thực chất đây là bộ nhớ đệm tốc độ. - Khối xử lý trung tâm là một bộ vi xử lý có công suất lớn dùng để xử lý cuộc gọi với tốc độ xử lý cao. Dựa vào các số liệu nhận đợc từ các khối chức năng và các số liệu trong bộ nhớ chơng trình để tiến hành xử lý một cuộc gọi. 10 Thiết bị phối hợp Bộ xử lý trung tâm Bộ nhớ phiên dịch Bộ nhớ trơng trình Bộ nhớ số liệu