Bài giảng gồm 5 chương: Tổng đài điện thoại điện tử SPC, thiết bị kết cuối và hệ thống điều khiển, báo hiệu và đồng bộ, kỹ thuật chuyển mạch và khai thác và bảo dưỡng. Để biết rõ hơn về nội dung chi tiết, mời các bạn cùng tham khảo bài giảng.
TẬP ĐỒN BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG VIỆT NAM TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT & CNTT MIỀN NÚI Bài giảng CƠ SỞ CHUYỂN MẠCH Thái Ngun, 2010 TẬP ĐỒN BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG VIỆT NAM TRƯỜNG TRUNG HỌC BCVT & CNTT MIỀN NÚI Bài giảng CƠ SỞ CHUYỂN MẠCH (Dùng cho hệ trung cấp nghề) Biên soạn: Lê Hồng Trang ii Phiên bản: 28/12/2010 Thái Ngun, 2010 Bài giảng: Cơ sở chuyển mạch LỜI NĨI ĐẦU Kỹ thuật chuyển mạch là một trong những kỹ thuật nền tảng trong các mạng truyền thơng. Sự phát triển của kỹ thuật chuyển mạch ln gắn liền với sự phát triển của hạ tầng mạng. Để đáp ứng u cầu nhận thức về các khía cạnh kỹ thuật chuyển mạch của các lớp trung cấp nghề, tác giả thực hiện biên soạn bài giảng “ Cơ sở chuyển mạch” dựa trên khung đề cương của Tập đồn Bưu chính Viễn thơng Việt Nam ban hành. Mơn học “Cơ sở chuyển mạch” là mơn học và module lý thuyết cơ sở chun ngành bắt buộc của “Nghề kỹ thuật đài trạm viễn thơng” trong chương trình đào tạo trung cấp nghề Với cách thức tiếp cận từ các vấn đề mang tính cơ sở tiến tới các giải pháp kỹ thuật và giải pháp công nghệ, nội dung bài giảng được chia thành 5 chương. Các chương này cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản trong lĩnh vực chuyển mạch gồm các cơ chế hoạt động và kỹ thuật điều khiển hệ thống chuyển mạch, các giải pháp kỹ thuật chuyển mạch, giải pháp công nghệ cơ bản trong mạng thông tin và mạng truyền thông. Tiêu đề của các chương như sau: Chương 1: Tổng đài điện thoại điện tử SPC. Chương 2: Thiết bị kết cuối và hệ thống điều khiển Chương 3: Báo hiệu và đồng bộ Chương 4: Kỹ thuật chuyển mạch Chương 5: Khai thác và bảo dưỡng Các vấn đề cơ sở liên quan tới tổng đài điện tử số SPC, lịch sử hình thành và phát triển của tổng đài số và vị trí, chức năng các khối cơ bản của tổng đài số được trình bày trong chương 1. Chương 2 là các vấn đề về thiết bị kết cuối và hệ thống điều khiển, các phương thức điều khiển hiện nay. Chương 3 nghiên cứu về hệ thống báo hiệu gồm các loại báo hiệu đang dùng hiện tại và đồng bộ, các phương thức đồng trong mạng. Chương 4 là các vấn đề then chốt trong kỹ thuật chuyển mạch kênh bao gồm dạng tín hiệu chuyển mạch, cấu trúc ma trận chuyển mạch các ngun lý cơ bản của kỹ thuật chuyển mạch kênh. Các nhìn nhận về hệ thống chuyển mạch gói trên phương diện phân lớp theo mơ hình OSI, kiến trúc phần cứng và các cơ sở kỹ thuật chuyển mạch gói, định tuyến và báo hiệu của hệ thống chuyển mạch gói. Công nghệ chuyển mạch tiên tiến hiện nay trên cơ sở của mạng IP và ATM, mạng hệ sau, công nghệ chuyển mạch mềm và các ứng dụng trong mạng viễn thông trong giai đoạn hội tụ hiện nay. Chương 5 là các vấn đề về khai thác và bảo dưỡng chung cho các thiết bị trạm viễn thơng trong đó có tổng đài Trong q trình biên soạn bài giảng tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ và góp ý chân thành từ các giáo viên thuộc khoa KT Điện tử viễn thơng, các giáo viên giảng dạy về kỹ thuật có liên quan, các bạn bè đồng nghiệp trường Trung học BCVT và CNTT Miền núi. Tác giả xin gửi lời chân thành cảm ơn và mong muốn tiếp tục nhận được sự góp ý của các thầy cơ giáo và độc giả. Trong q trình biên soạn tài liệu chắc chắn khơng tránh khỏi một số sai sót, tác giả rất mong nhận được sự quan tâm và góp ý của độc giả. Các ý kiến góp ý qua mail xin được gửi về: lehoangtn@gmail.com Tác giả biên soạn Trang 1 Lê Hồng Trang 2 Bài giảng: Cơ sở chuyển mạch MỤC LỤC Trang LỜI NĨI ĐẦU 1 MỤC LỤC 3 DANH MỤC HÌNH VẼ 7 DANH MỤC BẢNG BIỂU 9 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 10 Chương 1 16 TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI ĐIỆN TỬ SPC 16 1.1 Tổng quan về tổng đài điện thoại 16 1.1.1 Sơ lược lịch sử và xu hướng phát triển của tổng đài 16 1.1.1.1 Sơ lược lịch sử kỹ thuật tổng đài 16 1.1.1.2. Xu hướng phát triển của tổng đài 20 1.1.2 Phân loại tổng đài 20 1.1.2.1 Phân loại theo nguyên lý điều khiển chuyển mạch 20 1.1.2.2 Phân theo vị trí mạng (Phạm vi xử lý gọi) 20 1.1.2.3 Phân loại theo tín hiệu 20 1.1.3 Đặc điểm cơ bản của tổng đài điện tử 21 1.1.3.1 Đặc điểm về hệ thống 21 1.1.3.2. Đặc điểm về khai thác và bảo dưỡng 21 1.1.4 Các dịch vụ giá trị gia tăng cho thuê bao 22 1.1.4.1 Khái niệm 22 1.1.4.2 Một số dịch vụ giá trị gia tăng 22 1.2 Tổng đài điện tử số SPC 24 1.2.1Giới thiệu chung về tổng đài SPC 24 1.2.1.1 Khái niệm 24 1.2.1.2 Giới thiệu về cấu trúc tổng đài 24 1.2.2 Sơ đồ và chức năng các khối tổng đài 25 1.2.2.1 Sơ đồ khối 25 1.2.2.2 Chức năng các khối 26 1.2.3 Xử lý các cuộc gọi 29 1.2.3.1 Xử lý cuộc gọi nội đài 29 1.2.3.2 Xử lý cuộc gọi ra (Outgoing call) 31 1.2.3.3 Xử lý cuộc gọi vào (Incoming Call) 31 Chương 2 35 THIẾT BỊ KẾT CUỐI VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 35 2.1 Thiết bị kết cuối 35 2.1.1 Mạch kết cuối đường thuê bao SLTU 35 2.1.1.1 Mạch kết cuối đường thuê bao tương tự ASLTU 35 2.1.1.2 Kết cuối đường dây thuê bao số DSLTU 37 2.1.2 Mạch kết cuối trung kế 39 2.1.2.1 Kết cuối trung kế tương tự (ATTU) 39 2.1.2.2 Kết cuối trung kế số (DTTU) 40 2.1.3 Thiết bị tập trung 43 2.1.3.1 Khái quát về thiết bị tập trung 43 2.1.3.2 Thiết bị tập trung đường dây thuê bao 44 2.2 Hệ thống điều khiển và dự phòng 45 2.2.1 Khái niệm về hệ thống điều khiển 45 Trang 3 Bài giảng: Cơ sở chuyển mạch 2.2.1.1 Khái niệm 45 2.2.1.2 Nhiệm vụ: 45 2.2.1.3 Yêu cầu 45 2.2.2 Các phương thức điều khiển 46 2.2.2.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển 46 2.2.2.2 Các phương thức điều khiển 46 2.2.3 Dự phòng cho hệ thống điều khiển 50 2.2.3.1 Khái niệm dự phòng 50 2.2.3.2 Dự phòng cặp đồng bộ (Pair of Synchronized) 50 2.2.3.3 Dự phòng phân tải (Load Sharing) 51 2.2.3.4 Dự phòng nóng (ACT/SBY) 52 2.2.3.5 Dự phòng n+1 52 Chương 3 55 BÁO HIỆU VÀ ĐỒNG BỘ 55 3.1 Báo hiệu 55 3.1.1 Khái quát chung về báo hiệu 55 3.1.1.1 Khái niệm 55 3.1.1.2 Chức năng của báo hiệu 56 3.1.2 Báo hiệu đường dây thuê bao 56 3.1.2.1 Khái niệm 56 3.1.2.2 Các tín hiệu báo hiệu đường dây thuê bao 56 3.1.3 Báo hiệu trung kế 57 3.1.3.1 Khái niệm 57 3.1.3.2 Báo hiệu kênh liên kết CAS 58 3.1.3.3 Hệ thống báo hiệu kênh chung CCS 64 3.2 Đồng bộ 80 3.2.1 Khái quát chung về đồng bộ 80 3.2.1.1 Khái niệm đồng bộ, đồng hồ 80 3.2.1.2 Nguyên nhân và ảnh hưởng của sai lệch trượt 81 3.2.2 Các phương thức đồng bộ 82 3.2.2.1 Phương thức cận đồng bộ 82 3.2.2.2 Phương thức đồng bộ 83 Chương 4 89 KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH 89 4.1 Tổng quan 89 4.1.1 Các khái niệm 89 4.1.2 Phân loại 91 4.1.2.1 Phân loại theo công nghệ 91 4.1.2.2 Phân loại theo kỹ thuật 92 4.2. Chuyển mạch kênh 93 4.2.1 Trường chuyển mạch không gian 93 4.2.1.1 Khái quát về chuyển mạch không gian 93 4.2.1.2 Cấu tạo (điều khiển đầu vào) 94 4.2.1.3 Nguyên lý hoạt động của chuyển mạch S 95 4.2.1.4 Chuyển mạch song song 96 4.2.1.2 Trường chuyển mạch thời gian 98 4.2.2.1 Khái quát về chuyển mạch thời gian T 98 4.2.2.2 Cấu tạo 98 4.2.2.3 Nguyên lý hoạt động của chuyển mạch T điều khiển đầu ra 99 Trang 4 Bài giảng: Cơ sở chuyển mạch 4.2.2.4 Nguyên lý chuyển mạch T điều khiển đầu vào 100 4.2.3 Trường chuyển mạch mạch ghép 101 4.2.3.1 Khái quát 101 4.2.4 Các phương pháp định tuyến trong mạng chuyển mạch kênh 104 4.3 Chuyển mạch gói, ATM, IP 106 4.3.1 Chuyển mạch gói 106 4.3.1.1 Khái quát về chuyển mạch gói 106 4.3.1.2 Các giao thức trong kỹ thuật chuyển mạch gói 110 4.3.2 Chuyển mạch ATM 114 4.3.2.1 Công nghệ ATM 114 4.3.2.2 Chuyển mạch ATM 116 4.3.3 Chuyển mạch IP 129 4.3.3.1 Khái quát về chuyển mạch IP 129 4.3.3.2 Nguyên lý chuyển mạch IP 141 Chương V 150 KHAI THÁC VÀ BẢO DƯỠNG 150 5.1 Thông tin Người Máy 150 5.1.1 Khái quát về thông tin Người Máy (ManMachine) 150 5.1.1.1 Cấu trúc trung tâm vận hành bảo dưỡng 150 5.1.1.2 Các đặc tính của ngơn ngữ người máy 151 5.1.2 Cấu trúc của ngôn ngữ Người – Máy 151 5.2 Vận hành quản lý tổng đài 153 5.2.1 Vận hành các thiết bị tổng đài 153 5.2.2 Quản lý đường dây thuê bao 153 5.2.3 Quản lý đường dây trung kế 154 5.2.4 Quản lý hệ thống 154 5.2.4.1 Quản lý số liệu cước 154 5.2.4.2 Giám sát tải và lưu lượng thoại 154 5.3 Bảo dưỡng tổng đài 155 5.3.1 Bảo dưỡng đường dây thuê bao,đường dây trung kế 156 5.3.1.1 Bảo dưỡng đường dây thuê bao 156 5.3.1.2 Bảo dưỡng đường dây trung kế 157 5.3.2 Bảo dưỡng mạng chuyển mạch, hệ thống điều khiển 157 5.3.2.1 Bảo dưỡng mạng chuyển mạch 157 5.3.2.2 Bảo dưỡng hệ thống điều khiển 157 PHỤ LỤC 159 6.1 Mơ hình tham chiếu OSI 159 6.2. So sánh TCP/IP với mơ hình OSI 162 6.3 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 166 6.3.1 Khái niệm cơ bản về chuyển mạch nhãn 166 6.3.1.1 Tốc độ và độ trễ 166 6.3.1.2 Khả năng của hệ thống 167 6.3.1.3 Tính đơn giản 167 6.3.1.4 Tài nguyên sử dụng 167 6.3.1.5 Điều khiển định tuyến 168 6.3.2. Tổng quan về công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 168 6.3.2.1. Các đặc điểm cơ bản của công nghệ MPLS 168 6.3.2.2. Cách thức hoạt động của MPLS 170 6.3.2.3. Các thuật ngữ trong MPLS 172 6.3.2.4. Các đặc tính hoạt động, điều hành của MPLS 176 Trang 5 Bài giảng: Cơ sở chuyển mạch 4.4.2.5. Kiến trúc ngăn xếp trong MPLS 178 4.4.5 Kỹ thuật định tuyến trong mạng chuyển mạch gói 179 4.4.5.1. Các thuật tốn tìm đường ngắn nhất 180 4.6. MẠNG THẾ HỆ KẾ TIẾP NGN VÀ CHUYỂN MẠCH MỀM 183 Tài liệu tham khảo 189 Trang 6 Bài giảng: Cơ sở chuyển mạch DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Phát minh máy điện thoại đầu tiên của Alexander Graham Bell. 16 Hình 1.2: Tổng cơ khí tự động đầu tiên năm 1892 17 Hình 1.3: Các hệ thống chuyển mạch trong tổng đài. 17 Hình 1.4: Hệ thống chuyển mạch cơ khí năm 1939 18 Hình 1.5: Tổng đài số hồn tồn đầu tiên DMS10 và DMS100 19 Hình 1.6: Sơ đồ khối tổng đài SPC 26 Hình 1.7: Diễn biến quá trình xử lý cuộc gọi nội đài giữa thuê bao A và B 30 Hình 1.8: Diễn biến quá trình xử lý cuộc gọi liên đài 33 Hình 2.1: Sơ đồ khối mạch kết cuối thuê bao tương tự ASLTU 35 Hình 2.2: Sơ đồ khối mạch kết cuối thuê bao số DSLTU 37 Hình 2.3: Sơ đồ khối mạch kết cuối trung kế tương tự ATTU 39 Hình 2.4: Sơ đồ khối mạch kết cuối trung kế số DTTU 40 Hình 2.5: Sơ đồ các khối chức năng của DTTU 41 Hình 2.6: Minh hoạ bộ đệm đồng chỉnh khung tín hiệu 42 Hình 2.7: Cách tạo mã HDB3 42 Hình 2.8: Sơ đồ khối thiết bị tập trung đường dây thuê bao 44 Hình 2.9: Quá trình chuyển đổi từ 8 bit nối tiếp thành 8 bit song song 45 Hình 2.10 Cấu trúc hệ thống điều khiển 46 Hình 2.11: Hệ thống đa xử lý điều khiển một cấp 47 Hình 2.12: Sơ đồ quan hệ hệ thống đa xử lý một cấp phân theo chức năng và phân theo cung đoạn phát triển dung lượng 48 Hình 2.13: Quan hệ giữa tần suất xuất hiện cơng việc 48 và mức độ phức tạp công việc cần xử lý 48 Hình 2.14: Hệ thống đa xử lý điều khiển 3 cấp 49 Hình 2.15: Dự phòng cặp đồng bộ 50 Hình 2.16: Phương thức dự phòng phân tải 51 Hình 2.17: Phương thức dự phòng nóng (ACT/SBY) 52 Hình 2.18: Sơ đồ phương thức Dự phòng n+1 53 Hình 3.1: Báo hiệu đường dây thuê bao và báo hiệu liên đài 55 Hình 3.2: Các phương thức gửi số a) chế độ Pulse b) chế độ Tone 57 Hình 3.3: Hệ thống báo hiệu CAS 58 Hình 3.4: Xử lý báo hiệu đường dây 59 Hình 3.5: Quá trình truyền các bản tin báo hiệu thanh ghi. 64 Hình 3.6: Hệ thống báo hiệu CCS 64 Hình 3.7: Cấu trúc mạng báo hiệu số 7 66 Hình 3.8: Mơ hình OSI và SS7 67 Hình 3.9: Cấu trúc hệ thống báo hiệu số 7 68 Hình 3.10: Các đơn vị bản tin báo hiệu SS7 71 Hình 3.11 Cấu trúc SIO, SIF theo tiêu chuẩn ANSI và ITUT 74 Hình 3.12: Báo hiệu ISUP cơ sở 76 Hình 3.13: Bản tin ISUP 78 Hình 3.14: Sai lệch đồng hồ 81 Hình 3.15: Phương pháp cận đồng bộ 83 Hình 3.16: Ngun lý kỹ thuật vòng khố pha 83 Hình 3.17: Phương thức đồng bộ chủ tớ dự phòng có lựa chọn trước 84 Trang 7 ... Bài giảng CƠ SỞ CHUYỂN MẠCH (Dùng cho hệ trung cấp nghề) Biên soạn: Lê Hồng Trang ii Phiên bản: 28/12/2010 Thái Ngun, 2010 Bài giảng: Cơ sở chuyển mạch LỜI NĨI ĐẦU Kỹ thuật chuyển mạch là một trong những kỹ... Hình 1.3: Các hệ thống chuyển mạch trong tổng đài. a) Chuyển mạch step 1906, b )Chuyển mạch British 1908, c) Chuyển mạch British 1930, d) Chuyển mạch điện tử Belgium sau năm 1940 Trang 17 Bài giảng: Cơ sở chuyển mạch. .. thuật chuyển mạch kênh bao gồm dạng tín hiệu chuyển mạch, cấu trúc ma trận chuyển mạch các ngun lý cơ bản của kỹ thuật chuyển mạch kênh. Các nhìn nhận về hệ thống chuyển