Để đảm bảo độ an toàn và tin cậy cho quá trình làm việc của tổng đài thì cần thiết phải trang bị dự phòng cho một số hệ thống điều khiển quan trọng, đặc biệt đối với cấp điều khiển trung tâm. Trang bị dự phòng tức là trang bị 2 hay 3 bộ xử lý cho một thiết bị điều khiển. Các bộ xử lý này bao gồm cả đơn vị xử lý trung tâm và các mạch điện bổ trợ như các loại bộ nhớ, các mạch điện giao tiếp, giám sát, phối ghép...Có nhiều phương pháp dự phòng, ta xét một số phương pháp dự phòng thường dùng.
1.7.3.1. Dự phòng cặp đồng bộ
Trong phương pháp dự phòng cặp đồng bộ hai bộ xử lý Pa và Pb được xử dụng để xử lý tải cho khu vực nó đảm nhiệm. Chúng có thể tiếp cận với tất cả các nguồn tải cần xử lý và mỗi bộ xử lý có một bộ nhớ riêng của mình. Để 2 bộ xử lý làm việc đồng bộ với nhau người ta xử dụng bộ tạo nhịp đồng bộ C. Hệ thống còn có bộ so sánh để thực hiện so sánh kết quả xử lý từng lệnh của hai bộ xử lý. Toàn bộ chương trình điều khiển và số liệu cần thiết phục vụ quá trình thực thi các chương trình đều được ghi ở cả hai bộ nhớ Ma và Mb.
Tải cần xử lý Pa Pb Ma Mb C C P : Bộ xử lý M: Bộ nhớ C: Tạo nhịp đồng hồ Hệ thống dự phòng cặp đồng bộ
Hai bộ xử lý đồng thời nhận một công việc để xử lý và đồng thời với nhau theo từng lệnh, từng chương trình. Kết quả xử lý mỗi lệnh ở mỗi bộ xử lý ở mỗi bộ xử lý được so sánh với nhau ở bộ so sánh. Nếu kết quả xử lý khác nhau tức là một trong chúng có sự cố ở phần cứng. Thông qua chương trình đoán lỗi, ngay lập tức bộ xử lý có sự cố bị loại ra. Công việc xử lý được giao cho bộ xử lý còn lại.
Vì hai bộ xử lý làm việc đồng thời để xử lý cùng một công việc nên tất cả các chương trình và số liệu ghi ở hai bộ nhớ là giống nhau. Trong trường hợp có lỗi ở phần
mềm thì không thể phát hiện được vì lúc này kết quả xử lý vẫn giống nhau. Đây là một nhược điểm của phương pháp dự phòng cặp đồng bộ. Mặt khác ở phương pháp này công suất của mỗi bộ xử lý phải đủ lớn để xử lý toàn bộ tải của khu vực chúng đảm nhiệm nên hiệu suất sử dụng không cao.
1.7.3.2. Dự phòng phân tải Tải cần xử lý Pa Pb Ma Mb C P : Bộ xử lý M: Bộ nhớ C: Tạo nhịp đồng hồ
Hệ thống dự phòng phân tải sử dụng hai bộ vi xử lý Pa và Pb. Mỗi bộ vi xử lý đều có thể tiếp cận với tất cả các đầu vào-ra của nguồn tải mà nó đảm nhiệm. Công việc xử lý gọi cho các cuộc gọi được phân bố ngẫu nhiên cho một trong hai bộ vi xử lý. Khi một bộ xử lý nào đó đã tiếp nhận một cuộc gọi thì nó đảm nhiệm các công việc xử lý cho tới khi hoàn thành cuộc gọi. Hai bộ xử lý cùng làm việc, nhưng xử lý các công việc khác nhau từ một số nguồn tải nhất định như trường chuyển mạch, các module thuê bao hoặc trung kế, thiết bị điều hành và bảo dưỡng... Nhờ cơ cấu bảo dưỡng tự động tổng đài để ngăn ngừa trường hợp cả hai bộ vi xử lý cùng tiếp cận tới một thiết bị ngoại vi và kiểm tra quá trình làm việc của chúng.
Mỗi bộ xử lý cũng có bộ nhớ riêng gồm bộ nhớ chương trình, phiên dịch và số liệu. Bộ nhớ chương trình có nội dung ghi giống nhau, nhưng bộ nhớ phiên dịch và bộ nhớ số liệu thì có nội dung khác nhau, tuỳ thuộc vào nhiệm vụ tức thời mà nó đảm nhiệm.
Trong trường hợp có sự cố ở một trong hai bộ xử lý thì bộ xử lý có sự cố được tách ra và toàn bộ tải cần xử lý được giao cho bộ nhớ còn lại. Công việc phát hiện bộ xử lý hỏng được thiết bị tổng đài thực hiện thông qua từng bộ phận xử lý hoặc dung bộ xử lý này kiểm tra bộ xử lý kia. Khi một bộ xử lý có sự cố thì các cuộc gọi mà nó đang đảm nhiệm ở giai đoạn hội thoại hoặc ở trạng thái đổ chuông vẫn tiếp tục được duy trì nhờ bộ xử lý kia.
Phương thức dự phòng này là ở thời gian cao điểm công suất của cả hai bộ xử lý lượng tải lớn. Phương pháp dự phòng phân tải thường được sử dụng ở cấp điều khiển trung tâm như xử lý cho điều hành, bảo dưỡng hoặc xử lý gọi.
1.7.3.3. Dự phòng nóng
Phương pháp dự phòng nóng là phương pháp dự phòng đơn giản nhất. Hệ thống điều khiển dùng phương pháp điều khiển này dùng hai bộ xử lý Pa và Pb cùng các bộ nhớ riêng của nó là Ma và Mb. Trong đó một trong hai bộ nhớ làm việc còn bộ kia để dự phòng. Hai bộ xử lý này độc lập với nhau. Mỗi bộ xử lý cần có đủ công suất để xử lý toàn bộ tải của khu vực mà nó đảm nhiệm.
Trong hệ thống này bộ xử lý dự phòng chỉ làm việc khi bộ xử lý công tác có sự cố xảy ra. Như vậy bộ xử lý dự phòng không thể làm việc tức thời ngay sau khi sự cố xảy ra. Để đảm nhiệm được công việc đang thực hiện của bộ xử lý có sự cố đòi hỏi bộ xử lý dự phòng phải có đủ điều kiện tiếp nhận công việc nhưng phải biết các chương trình đang thực hiện, các giai đoạn cuộc gọi đang xử lý, các số liệu tức thời,... Nếu không thoả mãn điều kiện này thì khi có sự cố xảy ra tổng đài có thể bị ngừng làm việc và các cuộc gọi đang tiến hành bị xoá. Để khắc phục điểm yếu này người ta sử dụng một bộ nhớ chung CM. Cả hai bộ xử lý Pa và Pb đều có thể tiếp cận được với bộ nhớ chung. Trạng thái tức thời ghi ở các bộ nhớ của bộ xử lý công tác được sao chép vào bộ nhớ chung CM cứ 5 giây một lần. Nhờ vậ, khi có sự biến đổi trạng thái giữa hai bộ xử lý thì bộ xử lý mới đảm nhiệm công việc sẽ tiếp nhận công việc mà bộ xử lý bị hỏng đang đảm nhiệm ở phần việc sau cùng đã được ghi chép ở bộ nhớ chung. Trên cơ bản các cuộc gọi đang được thực hiện hoặc đang ở trạng thái đổ chuông có thể được duy trì.
CM: Bộ nhớ chung Tải cần xử lý
Pa Pb
Ma CM Mb
Phương pháp dự phòng nóng có nhược điểm là một số công việc đang thực hiện trước khoảng chu kỳ sao chép của bộ nhớ chung sẽ bị xoá nếu sự cố xảy ra. Phươnh pháp này hay được sử dụng cho các tổng đài vừa và nhỏ.
1.7.3.4. Dự phòng N+1
Ở hệ thống này có N+1 bộ xử lý, trong đó N bộ xử lý từ P1 tới Pn làm nhiệm vụ xử lý làm nhiệm vụ xử lý tải tức thời cho hệ thống, bộ xử lý Pn+1 làm nhịêm vụ dự phòng. Ở trạng thái bình thường bộ xử lý này có thể đảm nhiệm một phần tải để xử lý. Như vậy tổng thể N+1 bộ xử lý có năng lực xử lý lớn hơn giá trị tải phát sinh theo thiết kế kỹ thuật.
Trường hợp có sự cố xảy ra ở một bộ xử lý nào đó thì bộ dự phòng nhận toàn bộ tải của bộ xử lý có sự cố đảm nhiệm.
Phương pháp dự phòng này có ưu điểm dễ dàng cấu trúc hệ thống theo kiểu module, thuận tiện để phát truyển dung lượng của hệ thống. Mặt khác ở giờ cao điểm, tải lớn thì N+1 bộ xử lý có thể đảm nhiệm xử lý lượng tải lớn hơn bình thường. Như vậy khắc phục được hiện tượng ứ tải hoặc quá tải cho các bộ xử lý ở các thời gian cao điểm.
Tải cần xử lý
P1 P1 P1 Pn+1
M1 M2 Mn Mn+1
M
Trong các tổng đài SPC hiện đại, hệ thống điều khiển là một tổ hợp các hê thống khác nhau tuỳ thuộc vào kiểu và tính phức tạp của công việc mà nó đảm nhiệm và yêu cầu của trường chuyển mạch. Vì vậy người ta cấu trúc nó theo hệ thống nhiều cấp.
Hệ thống điều khiển cần có dự phòng để đảm bảo cho tổng đài làm việc tin cậy và liên tục trong mọi tình huống. Phương pháp dự phòng phân tải là phương pháp dự phòng thông dụng để tránh được sự gián đoạn hoạt động của toàn bộ tổng đài. Nó có ưu điểm là ở trạng thái bình thường nó có năng lực xử lý cao hơn yêu cầu. Như vậy là giờ cao điểm không xảy ra hiện tải ứ tải cần phải xử lý hạn chế.
1.8 Xử Lý Gọi
Xử lý gọi trong tổng đài SPC được phần mềm thao tác điều khiển thực hiện. Công việc xử lý cuộc gọi bao gồm:
- Phát hiện sự khởi xướng cuộc gọi - Xử lý và trao đổi thông tin báo hiệu
- Xác lập tuyến nối qua trường chuyển mạch - Phiên dịch các chữ số địa chỉ
- Tính cước
- Giám sát cuộc gọi - Giải toả cuộc gọi
Đó là các công việc và các giai đoạn cơ bản của quá trình xử lý gọi trong tổng đài SPC.
Ở một số hẹ thống tổng đài SPC nhiệm xử lý gọi được hoàn thành chủ yếu nhờ phần mềm. Các thành phần chính của các chương trình xử lý gọi mô tả ở hình vẽ. Chúng bao gồm: Bộ phân phối chương trình, các chương trình dò thử trạng thái, các chương trình định liệu cuộc gọi, các chương trình điều khiển chuyển mạch... và sử dụng các loại bảng số liệu cố định, bán cố định và tạm thời; các bộ đệm ghi phát, bộ đệm trạng thái và hàng nhớ.
1.8.1.1. Chương trình dò thử
Các biến cố báo hiệu xuất hiện trong mạng điện thoại được phát hiện nhờ các chương trình dò thử. Trạng thái của một số điểm thử ở các thuê bao hay trung kế được xem xét đồng thời và đều đặn qua từng khoảng thời gian. Thực tế số lượng điểm thử này là 16 hoặc 32 được ghép với nhau và được thử đồng thời.
Bộ phân phối chương trình
Các chương trình đo thử Các chương trình định cuộc gọi
Các chương trình điều khiển chuyển
mạch Các bộ đệm trạng thái Các bộ đệm ghi phát Các hàng nhớ Danh sách lệnh Nhớ số liệu bán cố định Nhớ số liệu tạm thời Nhớ số liệu cố định Các chương trình xử lý gọi
Bộ điều khiển trung tâm so sánh kết quả đo thử giữa lần dò thử mới thực hiện và lần dò thử trước đó đã lưu lại. Công việc so sánh này được thực hiện nhờ thuật toán và mạch điện logic. Nhờ công việc so sánh này mà bất kỳ sự thay đổi nào xảy ra giữa hai lần đo thử đều bị phát hiện.
1.8.1.2. Chương trình tìm tuyến nối
Chương trình này là để tìm một tuyến nối rỗi giữa một đầu vào và một đầu ra cho cuộc gọi nội hạt hoặc một tuyến rỗi của của nhóm mạch trung kế đối với các cuộc gọi chuyển tiếp.
Cấu tạo chương trình tìm tuyến phụ thuộc vào cấu trúc của trường chuyển mạch. Hiện nay quá trình tìm tuyến trong các hệ thống tổng đài SPC dữa vào quá trình tổng hợp phần mềm nhờ kỹ thuật đồ hoạ. Đây là một trong những chương trình tự liệu gọi quan trọng.
1.8.1.3. Các chương trình tự liệu gọi khác
Chương trình phân tích tiền định: Cung cấp các thông tin về tạo tuyến và tính cước cho cuộc gọi dựa vào các chữ số địa chỉ của nó. Chương trình này sử dụng các số liệu tiền định: loại thuê bao, các nghiệp vụ đặc biệt...
Chương trình tính cước: Dùng để tính cước cho các cuộc gọi Các chương trình thống kê lưu lượng
1.8.1.4. Chương trình điều khiển chuyển mạch
Sau khi các cuộc gọi đã được tư liệu, các chức năng phần cứng cần tác động tuỳ thuộc từng cuộc gọi cần được quyết định. Chương trình điều khiển chuyển mạch phát các lệnh cho thiết bị chuyển mạch tiếng nói qua thiết bị ngoại vi chuyển mạch. Nhờ các lệnh này mà tuyến nối cho các cuộc gọi được thiết lập qua trường chuyển mạch.
Khi có một biến cố báo hiệu suất hiện như thuê bao nâng tổ hợp, đặt tổ hợp hay chọn số, các biến cố đó được phân tích ngay khi đặt vào một hàng tương ứng phù hợp với loại xử lý cần thiết.
1.8.1.6. Gián đoạn
Để xử dụng tối ưu các bộ xử lý, thời gian làm việc của nó được phân phối cho các công việc trên nhu cầu phù hợp với mức ưu tiên cho các công việc khác nhau. Nhờ vậy một việc cần thiết ở mức ưu tiên cao có thể thực hiện ở bất kỳ thời điểm nào. Mức ưu tiên giữa các chương trình được thông qua các mức gián đoạn. việc phân chia các mức gián đoạn tuỳ thuộc vào từng hệ thống tổng đài.
1.8.2. Các loại bảng báo hiệu
Tất cả các số liệu liên quan tới cấu trúc phần cứng của hệ thống, các đặc tính của thuê bao, trạng thái đường dây thuê bao, thông tin về tạo tuyến và tính cước... được phân chia theo các kiểu sau:
1.8.2.1. Bảng số liệu cố định
Số liệu cố định giống nhau đối với tất cả các tổng đài cùng loại. Nó hình thành một bộ phận logic hệ thống và chứa các số liệu về hình thể cấu chúc của tổng đài.
1.8.2.2. Bảng số liệu bán cố định
Số liệu bán cố định phụ thuộc vào các nhân tố ngoài như dung lượng tổng đài, các đặc tính thuê bao, thông tin tạo tuyến và tính cước, phương pháp đấu nối giữa các phần khác nhau của trường chuyển mạch....
1.8.2.3. Bảng số liệu tạm thời
Số liệu tạm thời liên quan tới từng cuộc gọi riêng và chứa trạng thái cuộc gọi, tuyến nối cho tín hiệu tiếng nói qua trường chuyển mạch, khoảng thời gian gọi... Các
chương trình xử lý gọi cần thông tin về các thuê bao ở một số giai đoạn xử lý gọi. Số liệu cần thiết được lấy ra từ bảng số liệu tương ứng.
1.8.3. Số liệu thuê bao
Sử dụng phần mềm cho phép tạo ra cho thuê bao nhiều đặc tính chi tiết hơn so với hệ thống chuyển mạch cơ điện. Trong các hệ thống này chỉ có thông tin về đường dây thuê bao gồm loại đường dây được phép khai thác hay không, loại nghiệp vụ...có thể được chương trình hoá bằng phương pháp đấu nối cứng. Trong các hệ thống chuyển mạch PCM có thể có khoảng từ 50 đến 100 bit nhớ số liệu cho mỗi thuê bao. Như vậy có thể cung cấp cho thuê bao rất nhiều dịch vụ mới.
1.8.3.1. Phân loại số liệu thuê bao
Số liệu thuê bao được chia thành hai loại:
- Số liệu mô tả các đặc tính của đường dây thuê bao. - Số liệu miêu tả các dịch vụ cung cấp cho thuê bao.
1.8.3.2. Các số liệu thuê bao
1.8.3.2.1 Số liệu đặc tính thuê bao
- Số liệu liên quan đến các đặc tính của đường dây thuê bao gồm:
- Số liệu tương thích giữa địa chỉ thiết bị đường dây thuê bao và địa chỉ danh bạ của nó.
- Số liệu xác định các đặc tính của mỗi một thuê bao như đường dây đang được phép khai thác hay không, máy điện thoại dùng Pulse hay Tone...
- Số liệu liên quan tới từng loại đường dây về phương diện tính cước (đường dây tính cước hay miễn cước, đường dây có truyền dẫn xung tính cước hay không, đường dây có tính cước cho các cuộc gọi vào hay không...)
1.8.3.2.2 Số liệu nghiệp vụ
- Số liệu này liên quan tới công việc cung cấp các nghiệp vụ nâng cao cho thuê bao ngoài nghiệp vụ thoại thông thường:
- Số liệu bán cố định dùng để xác định các nghiệp vụ mà tổng đài cung cấp cho thuê