Chức năng chính của CN là tập trung những kênh khác nhau từ các bảng mạch (kênh 64Kb/s từ các đờng tơng tự, kênh B và D từ các đờng số,...). Trên các tuyến PCM (tối đa là 4) mà đấu nối nó tới module điểu khiển và chuyển mạch UCN. CN cùng liên lạc với UCN qua tuyến 64Kb/s ghép đôi sử dụng thủ tục HDLC.
CN có thể đợc đấu nối với tỷ lệ hỗn hợp của các đờng tơng tự và các đờng số ISDN (truy nhập mức sơ cấp cơ sở), tất cả các bảng mạch số hoặc tơng tự có thể đổi lẫn cho nhau, đơn giản là bằng cách thay thế những yếu tố cắm trên tất cả các bộ đấu nối là đồng nhất. Tất cả các đờng dây trên bảng tơng tự và số và tất cả các
khe thời gian truy nhập sơ cấp đều hoàn toàn truy nhập với các khe thời gian của các tuyến PCM nh là sự đấu nối CN tới UCN.
Tuy nhiên không có một sự rủi ro nào của các tuyến ghép đôi không xứng và không có sự cỡng ép đấu nối nào hoặc trong sự lựa chọn vị trí của các bảng thuê bao trong CN hoặc trong sự chọn lựa của thiết bị thuê bao trên bảng. Những đờng dây đợc đấu nối tới CN có thể đợc phân chia thành các tuyến liện lạc đợc cung cấp bởi các tuyến PCM (tối đa là 4) đấu nối CN tới UCN một cách hợp lý. Bằng cách tính toán số tuyến PCM đợc cung cấp khả năng trở ngại trên CN không đáng kể.
CNL và CNE có cùng chức năng đối với sự đấu nối các thuê bao tới chúng. Phần cứng cấu trúc nh nhau chỉ có khác các mạch giao tiếp tới UCN.
* Bộ tập trung số CN bao gồm:
-Một CN có thể chứa tối đa 16 card thuê bao số hoặc tơng tự. Mỗi card nối với 16 đờng tơng tự hoặc 8 đờng số (2B+D) hoặc 1 đờng (30B+D).
-Một thiết bị định vị kiểm tra (thực hiện các chức năng bảo vệ).
-2 bảng mạch cung cấp các chức năng clock và giao tiếp PCM với ma trận chuyển mạch.
-Các nguồn cung cấp.
* Chức năng của CN:
-Trong mỗi CN các đờng dây thuê bao đợc nối với các thiết bị thuê bao. Mỗi thiết bị này đợc nối với một đờng thuê bao tơng tự hoặc thuê bao số.
-Một bộ tập trung số CN có thể phục vụ tối đa 256 đờng tơng tự hoặc 128 đờng số (2B+D).
-Số hoá (Mỗi đờng dây thuê bao tơng tự có một bộ CODEC). Tập trung mức đầu
tiên : 256 đờng thuê bao lên 4 tuyến PCM nối với UCN.
-Đấu nối và điều khiển mức đầu tiên (bao gồm tiền xử lý thông tin báo hiệu).
-Đối thoại kiểu bản tin (thủ tục HDLC) với UCN (trong một khe thời gian 64Kb/s).
CNL đợc nối với ma trận chuyển mạch thông qua 2 đến 4 LRI. Tất cả các khe thời gian TS16 của các LRI này đựơc dùng cho báo hiệu HDLC còn khe TS0 không thể đợc dùng để mang các kênh tiếng nói.
Tối đa 42 đờng LRI có thể đợc dùng để đấu nối các bộ tập trung với ma trận chuyển mạch.
Phần 3.
Trờng chuyển mạch số cấp T; S; TS; TST; STS
Chơng I. Giới thiệu chung về chuyển mạch số
I.Giới thiệu chung về chuyển mạch số:
Các hệ thống chuyển mạch là một trong ba thành phần cơ bản của mạng thông tin (các thiết bị đầu cuối, các phơng tiện truyền dẫn và các hệ thống chuyển mạch) nên nó đóng một vai trò quan trọng đối với khách hàng xét theo quan điểm sử dụng các dịch vụ thông tin. Việc hệ thống chuyển mạch có điều khiển theo chơng trình ghi sẵn lần đầu đợc đa vào khai thác trên mạng điện thoại công cộng của Mỹ đã cho phép phơng tiện để thực hiện nhiều dịch vụ thông tin cho ngời sử dụng mà trớc đó cha biết, cũng nh phơng tiện cho phép làm đơn giản đáng kể việc tổ chức khai thác các hệ thống chuyển mạch và các chức năng hành chính.
Việc sử dụng máy tính điện tử để điều khiển các quá trình chuyển mạch ở các trạm trung tâm đã dẫn tới sự xuất hiện thuật ngữ “chuyển mạch điện tử”. Ví dụ: hệ thống chuyển mạch điện tử (Electronic Switching System-ESS) hoặc trạm điện thoại điện tử tự động (Electronic Automatic Exchange-EAX). Nhng các sơ đồ chuyển mạch đợc sử dụng trong hệ thống chuyển mạch điện tử thế hệ thứ nhất này đợc thực hiện trên các thiết bị chuyển mạch điện cơ.
Vì việc ứng dụng hệ thống chuyển mạch số cả ở các trạm đầu cuối, cả ở các trạm liên tỉnh sẽ không cho các thuê bao của mạng lợi ích trực tiếp, nên sự khuyến khích cho việc nghiên cứu chế tạo thiết bị số có thể là sự giảm chi phícủa các hãng đảm nhận các vấn đề khai thácvà bảo dỡng thiết bị chuyển mạch. Sự giảm chi phí đó đợc tạo ra bởi sự giảm các chi phí khai thác, sự thu gọn diện tích yêu cầu để bố trí thiết bị, sự giản đơn trong việc tăng dung lợng của trạm, sự giảm chi phí đối với thiết bị nối ghép các hệ thống chuyển mạch với các hệ thống truyền dẫn phân chia theo thời gian và cuối cùng bởi chi phí giảm cố định trong sản xuất.
Đối lập với mạng công cộng thì trên các mạng riêng dùng để truyền tiếng nói, ngời ta bắt đầu chỉ trang bị thiết bị số cho cả hệ thống truyền dẫn cũng nh chuyển mạch. Trong một số tổng đài cơ quan, việc chuyển đổi sang dạng số đợc thực hiện ngay trong máy điện thoại. Nh vậy những hệ thống này có thể đợc sử dụng một
cách hiệu quả cho việc truyền số liệu cũng nh để truyền tiếng nói. Lý do để chuyển đổi tiếng nói vào dạng số trong máy điện thoại không nhất thiết chỉ là mong muốn đảm bảo đờng dây thông tin số để truyền số liệu.
Đối với nhiều thiết bị của trạm điện thoại cơ quan thì trên một máy điện thoại cho phép chỉ vài dây dẫn điện thoại. Điều này hạn chế nghiêm trọng việc thiết lập các thiết bị có các khoá cơ học nhiều dây dẫn. Trong khi đó những thiết bị có các khoá tơng tự hoặc điện tử giảm một cách đáng kể yêu cầu đối với lắp ráp và vì thế có thể đợc xác định cho việc lắp ráp lại với chi phí không lớn lắm.
II.Các vấn đề xung quanh thoại:
Thông tin thoại ngày nay đã phát triển ở một trình độ cao, ngày càng đáp ứng mạnh mẽ nhu cầu trao đổi thông tin của loài ngời và nó đã đạt đến trình độ liên kết thông tin toàn cầu. Không những nó đáp ứng cho các ứng dụng thoại mà đã phát triển lan rộng thành mạng thông tin đa dịch vụ, đây là một tập hợp các trang thiết bị kỹ thuật thống nhất để cung cấp các loại dịch vụ viễn thông cho ngời sử dụng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thông tin thoại từ khi mới ra đời cho đến nay ngời ta đã phải dựa vào công nghệ phát triển của các thế hệ thiết bị công nghệ điện tử. Để đảm bảo cho một đối tợng có thể trao đổi thoại với nhiều đối tợng khác bất kỳ có trong mạng( bao gồm cả thông tin một chiều, thông tin hai chiều, thông tin có địa chỉ hoặc không có địa chỉ) và ngợc lại thì đòi hỏi thông tin phải có chất lợng cao sao cho việc kết nối thông tin đợc tiến hành nhanh nhất và có chất lợng cao đồng thời cũng phải xem xét đến việc giảm giá thành thiết bị.
Để có đợc tốc độ thông tin nhanh nh hiện nay, cụ thể là thông tin thoại của các tổng đài kết nối đã qua bao lần cải tiến song việc quan trọng nhất là do nó đã chuyển sang làm việc ở tín hiệu số. Kỹ thuật số không phải là vấn đề mới trong lĩnh vực viễn thông mà điều chủ yếu là việc sử dụng các tín hiệu số để truyền tiếng nói trong điện thoại( hay còn gọi là vấn đề biến tiếng nói thành dạng số). Trong đó công nghệ chuyển mạch trong các tổng đài đợc dùng hầu hết là chuyển mạch số. III.Vấn đề biến tiếng nói thành dạng số:
Nh ta đã biết thông tin thoại là thông tin mà tín hiệu tại đầu nói (Micrô) và tai nghe là tín hiệu tơng tự. Về quan điểm toán học thì nó là một hàm liên tục biến đổi theo thời gian. Còn xét về quan điểm thông tin thì thông tin thoại là phơng thức trao đổi song công. Tín hiệu trao đổi là ở dạng tơng tự(analog) tại ống nói và tai nghe xuất hiện ngẫu nhiên (nội dung) dải tần trong dải tiếng nói.
Để đáp ứng trong tổng đài số tín hiệu thoại phải đợc số hoá trở thành các tín hiệu số mà vẫn phải đảm bảo nội dung thông tin không đợc thay đổi. Do đó phải biến đổi tiếng nói thành dạng số. Tiếng nói (tín hiệu âm tần) theo vật lý về tần số có tần số (130Hz-2000Hz), nhng một tín hiệu có độ trung thực cao mới cần trong khoảng phổ đó. Trong thực tế điện thoại, ngời ta không cần độ trung thực cao nh vậy mà chỉ cần đảm bảo thông tin có độ trung thực vừa phải. Hai đối tợng chỉ cần phải phân biệt đợc đối tợng gọi hay nhận đợc tiếng nói thôi mà vẫn đạt đợc nội dung khi kết nối thông tin. Sau khi nghiên cứu ngời ta đa ra khoảng tần số âm tần cần trao đổi (chuẩn hoá theo CCITT) là (0,3ữ3,4kHz).
Cụ thể vấn đề số hoá thông tin đợc tiến hành nh sau:
Bớc đầu tiên khi biến đổi là việc rời rạc hoá tín hiệu theo chu kỳ. Trong các tín hiệu rời rạc chứa toàn bộ thông tin cần thiết để phục hồi tín hiệu tín hiệu ban đầu tại đầu thu, nếu các tín hiệu đợc rời rạc hoá với tần số 8kHz.
Bớc thứ hai trong quá trình biến đổi là lợng tử hoá, tức là xác định giá trị của tín hiệu rời rạc sẽ rơi vào mức biên độ nào trong số các mức biên độ đã phân, thực chất , trong quá trình lợng tử hoá biên độ của mỗi tín hiệu rời rạc mà tín hiệu liên tục có thể có, đợc thay bằng một giá trị rời rạc nằm ở giữa bớc lợng tử tơng ứng bởi vì các tín hiệu rời rạc đã lợng tử hoá có các mức rời rạc nên chúng là tín hiệu số có nhiều mức.
Để truyền dẫn, các tín hiệu rời rạc sẽ đợc lợng tử theo biên độ đã đợc biến đổi thành các tổ hợp mã nhị phân. Các tổ hợp mã nhị phân sau đó đợc truyền dới dạng các xung nhị phân. Tại đầu thu dòng các tín hiệu số nhị phân đợc khôi phục và tái tạo lại các giá trị của tín hiệu rời rạc lợng tử hoá. Sau đó để biến đổi các giá trị tín hiệu rời rạc và phục hồi tín hiệu ban đầu ngời ta sử dụng bộ lọc tần thấp. Nếu không có lỗi trong truyền dẫn thì tín hiệu trên đầu ra giống hệt tín hiệu đầu vào, với độ méo không lớn do việc lợng tử hoá: sự khác nhau giữa giá trị của tín hiệu
rời rạc và mức lợng tử của nó. Khi số bớc lợng tử lớn (và nh vậy khi số bit trong tổ hợp mã để biểu thị nó lớn) thì bớc lợng tử có thể đủ nhỏ để giảm bớt một cách rõ rệt méo lợng tử.
Tuy nhiên từ đây phát sinh ra một vấn đề là hai đối tợng thông tin thoại cho nhau không phải tại tất cả các thời điểm khi đã số hoá tín hiệu mà chỉ thông tin cho nhau ở những thời điểm đợc xác định chu kỳ là 125àS 1 lần.
Điều đó cho thấy là trong khoảng 125àS chỉ có hai thời điểm đợc dùng để thông tin còn lại là không dùng đến.
IV.Kỹ thuật ghép kênh theo thời gian và sự phát sinh của chuyển mạch thời gian (T):
Từ vấn đề trên ngời ta chia 125àS thành 32 khoảng đều nhau và 32 thông tin đ- ợc ghép trong một khung, đó là kỹ thuật ghép kênh theo thời gian. Trong đó 30 khe thời gian dùng cho các kênh tiếng nói PCM và hai kênh còn lại dùng cho đồng bộ và báo hiệu. Lúc này mỗi kênh chiếm một khoảng thời gian (hay còn gọi là độ rộng thời gian) là 3,9àS gọi là khe thời gian của 1 kênh.
tin tin A B tin tin A B T = 125àS 0 T = 125àS
Theo tiêu chuẩn của CCITT đa ra để phù hợp với qui ớc mã mỗi mẫu thông tin sau khi lợng tử hoá đợc mã hoá bởi 8bit thông tin số và đợc mô tả nh sau:
Các giá trị bit (0ữ7) là nội dung của một mẫu. Nh vậy trong lần một có tốc độ thông tin kênh thoại là 8bit/125àS = 64Kb/s. Vấn đề mấu chốt là ở chỗ 8 thông tin thoại này không phân biệt giá trị (chỉ có giá trị 1 hoặc 0) mà phân bố cục bộ tại τ
= 3,9àS.
Từ nguyên lý trên ta phát hiện thấy hai đối tợng sẽ thông tin cho nhau khi hai thiết bị thông tin đợc mở cùng một thời điểm chu kỳ 125àS. Nếu hai đối tợng khác khe thời gian thì không thể trao đổi thông tin cho nhau đợc nhng nếu thực tế yêu cầu nh vậy thì cách giải quyết là ta phải chuyển khe thời gian sao cho hai đối tợng có cùng chu kỳ lấy mẫu để có thể thông tin đợc cho nhau. Do đó nó đòi hỏi trong kỹ thuật thông tin thoại số phải có một công nghệ kèm theo đó là chuyển mạch và đồng bộ...Điều đó có ý nghĩa là: Việc ứng dụng các máy tính số đợc dễ dàng, sự phát triển của công nghệ vi điện tử kèm theo, sự ra đời và phát triển của các kỹ thuật truyền dẫn mới và việc này đồng nghĩa với việc xuất hiện trờng chuyển mạch số. Trờng chuyển mạch số sẽ thực hiện việc ghép nối hai đối tợng bất kỳ trong mạng đợc thông tin cho nhau. Nó mang hai tính chất không gian và thời gian (T&S). τ=3,9àS 7 6 5 4 3 2 1 0 τ = 125àS τ = 3,9àS τ = 3,9àS 8 bit 8 bit
V.ý nghĩa của việc sử dụng tr ờng chuyển mạch số:
Việc đầu tiên là nó có khả năng đảm bảo tính chống nhiễu cao cự ly thông tin gần nh không còn là vấn đề nhiễu và cự ly tuyến dẫn. Thứ hai là đảm bảo một đối tợng thông tin với nhiều đối tợng khác, đảm bảo liên kết các dịch vụ với nhau trên cùng một đờng truyền dẫn đó là : Telex (đã đợc số hoá), thoại, fax, video. Sở dĩ liên kết này có đợc là do các tín hiệu này đã đợc số hoá hoàn toàn trên đờng truyền dẫn.
Thứ ba là đảm bảo độ tin cậy cao trong trao đổi thông tin (chính xác, tốc độ, bí mật,...) và thời gian kết nối ngắn.
Thứ t là đảm bảo dung lợng cao giảm nhiễu so với các phơng thức khác, cự ly xa và gần không còn là vấn đề nảy sinh trong kỹ thuật đó chỉ là vấn đề giá thành.
Chơng II. Chuyển mạch thời gian T (time)
I.Đặt vấn đề:
Giả sử có hai đối tợng có cùng thông tin trên một đờng truyền dẫn PCM (trong một khung) tại 2 cấp khe thời gian tuỳ ý cho phép mà cần trao đổi thoại với nhau. Vậy phải làm thế nào để hai đối tợng thực hiện thoả mãn yêu cầu trong khi hai khe thời gian khác nhau.
Ví dụ: Có A và B cần trao đổi thông tin thoại, với A cấp Ts0, B cấp Ts30.
Trang 34 X TS0 TS30 TS31 B A X T
Cách giải quyết yêu cầu: Nh ví dụ trên tại TS0 A phải nhận đợc thông tin của B gửi tới, tại Ts30 B phải nhận đợc thông tin của A gửi đến. Nghĩa là ta phải thực hiện việc đổi chỗ nội dung thông tin cho nhau tại hai khe thời gian. Để giải quyết vấn đề này ngời ta thực hiện một cấp chuyển mạch gọi là chuyển mạch T (Time): Đó là cấp chuyển mạch thực hiện chuyển mạch các khe thời gian khác nhau trên cùng một đờng truyền dẫn PCM (2Mbit/s).
II.Chuyển mạch thời gian T (time):
Chuyển mạch thời gian gồm có một bộ nhớ tiếng nói, các từ trong đờng PCM đợc làm trễ một số khe thời gian (tuỳ ý ít hơn tổng số khe của một khung). Bộ nhớ tiếng nói đợc điều khiển bởi bộ nhớ điều khiển. Việc viết tin của các khe thời gian tới vào bộ nhớ tiếng nói có thể là liên tục và đợc điều khiển bởi một bộ đếm đơn giản: khe thời gian số 1 vào tế bào số 1, khe thời gian số 2 vào tế bào số 2,...trong khi đó việc đọc tiếng nói trong bộ nhớ đợc điều khiển bởi một bộ đếm điều khiển. Bộ nhớ này có số tế bào bằng số khe thời gian và tại mỗi khe thời gian, nó ra lệnh đọc 1 tế bào nhất định trong bộ nhớ tiếng nói. Độ trì hoãn hiệu quả, chuyển mạch (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});