Phần mộ t : Tổng quan về tổng đài SPC
4.2.2- Phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu trữ
Việc điều khiển các hệ thống trong tổng đài có thể được thực hiện thơng qua một hệ thống điều khiển, mà hệ thống điều khiển càng hiện đại thì chất lượng kết nối chuyển mạch càng được nâng cao. Hệ thống điều khiển là bộ não của tổng đài. Nó chứa đựng các khả năng luận lý để giải quyết các khả năng luận lý để giải quyết các hoạt động cần thiết, nhằm thực hiện và truyền các tín hiệu cần thiết để khởi động. Như khi nhận được các tín hiẹu truy cập, hệ thống điều khiển tìm một vùng nhớ trống để lưu giữ các chữ số, và sau khi tìm thấy nó sẽ khởi phát tín hiệu báo nhận (âm mời quay số nên tín hiệu truy cập trên một đường dây nội bộ). Khi nhận được các chữ số, hệ thống điều khiển dịch chúng, xác định mạch đầu ra nào cuộc gọi sẽ phải dùng, và chọn một đường dẫn chuyển mạch thích hợp xun qua tổng đài. Khi có tín hiệu xố đến, hệ thống điều khiển sẽ giải phóng đường dẫn chuyển mạch và cung cấp các thiết bị cho các cuộc gọi khác, điều khiển cũng có sự liên quan đến sự giám sát tổng đài bao gồm thu nhập dữ liệu, bảo trì và hoạch định.
Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ, và đã đưa ra bộ điều khiển bằng chương trình lưu trữ hay cịn gọi là tổng đài SPC, ở đây một máy tính đơn sẽ đảm nhận chức năng điều khiển mà con người đã định sẵn bằng cách ghi vào bộ nhớ máy tính những phần mềm điều khiển được tạo ra bởi các chuyên gia lập trình. Như vậy, điều khiển bằng chương trình lưu trữ của hệ thống tổng đài điện tử có một bộ nhớ cố định để ghi các chương trình và một bộ nhớ tạm thời để viết
và đọc số liệu một cách tự do. Bộ nhớ tạm thời được dùng để nhớ trạng thái của từng thiết bị đầu cuối và các cuộc gọi được điều khiển.
a. Các khối điều khiển chức năng cục bộ.
Thành phần điều khiển của khối chuyển mạch số theo chức năng có thể chia thành 3 thành phần chính gồm hệ thống điều khiển trung tâm CC, bộ điều khiển khối chuyển mạch và điều khiển quá trình chuyển mạch (xem hình 4.9).
Hệ thống điều khiển trung tâm bảo đảm nhiện vụ điều khiển chung mức cao cho tất cả các hoạt động của hệ thống chuyển mạch bao gồm các chức năng xử lý cuộc gọi. Trên hình 4.9 thực tế của cấu trúc này được thực hiện theo kiể phân tán hơn là tập trung.
vẽ sơ đồ
T: Chuyển mạch thời gian S: Chuyển mạch không gian ĐK: Điều khiển
CM: Chuyển mạch
CC (Central control): Điều khiển trung tâm
Trong một hệ thống chuyển mạch có thể chỉ có một khối chuyển mạch hoặc có nhiều khối chuyển mạch như trong tổng đài nội hạt bao gồm một khối chuyển mạch trung tâm và một số khối chuyển mạch tập trung thuê bao. Mỗi khối chuyển mạch có một bộ điều khiển khối chuyển mạch riêng của nó và trong mỗi khối chuyển mạch, mỗi chuyển mạch tầng S/T lại có đơn vị điều khiển riêng cấu thành từ các bộ nhớ điều khiển liên kết với mạch logic điều khiển cục bộ.
Bộ điều khiển khối chuyển mạch có chức năng đảm bảo việc quản lý tất cả các khe thời gian qua khối chuyển mạch, bao gồm:
Thiết lập kênh nối. Giải phóng kênh. Chuẩn bị kết nối. Theo dõi kênh nối. Kiểm tra kênh nối.
Các kênh nối qua chuyển mạch thông thường là kênh hai chiều. Tuy vậy, đôi khi các kênh một chiều có thể được thiết lập để truyền các thơng tin giám sát, điều khiển hoặc cảnh báo như đã nêu qua trong phần “phân hệ chuyển mạch”. Chẳng hạn như việc xử lý 6 cơng việc nêu trên đây có liên quan tới hai kiểu kên nối một chiều và hai chiều. Thành phần điều khiển khối chuyển mạch chỉ liên quan tới nhiệm vụ quản lý các khe thời gian qua khối chuyển mạch số mà không liên quan đến tồn bộ q trình cuộc nối. Điều này được lựa chọn bởi vì hoạt động xử lý cuộc gọi rất phức tạp được thực hiện tại hệ thống điều khiển trung tâm, trong khi đó hoạt động quản lý kênh của các khối chuyển mạch cụ thể được trao cho bộ điều khiển chuyển mạch.
b. Cấu trúc điều khiển.
Đơn xử lý: Có cấu trúc phần cứng đơn giản, mọi công việc trong tổng đài
đều do một bộ xử lý làm việc, nhưng tốc độ xử lý có hạn, có cấu trúc phần mềm lại phức tạp, bởi vì phần mềm này phải sử dụng nhiều lện ngắt. Do vậy, loại này chỉ áp dụng cho các loại tổng đài nhỏ.
Đa xử lý: Có cấu trúc phần cứng phức tạp hơn bởi vì trong tổng đài có
nhiều bộ xử lý làm việc nên phải làm thế nào để có các bộ xử lý phải phối hợp làm việc được với nhau. Việc phối hợp này phụ thuộc vào hai yếu tố cấu trúc điều khiển và tổ chức trao đổi tin giữa các bộ xử lý. Do đó, các chức năng trong tổng đài có thể nhóm thành các nhóm chính như sau:
+ Nhóm chức năng chuyển phục vụ cho quét thuê bao. + Nhóm chức năng chuyển phục vụ cho chuyển mạch. + Nhóm chức năng chuyển phục vụ cho báo hiệu.
+ Nhóm chức năng chuyển phục vụ cho khai thác và bảo dưỡng.
Mỗi một chức năng giao cho một bộ xử lý làm việc nên cấu trúc này có các đặc điểm sau:
- Ưu điểm: Chun mơn hố được cơng việc, cấu trúc phần mềm có hệ thống, tốc độ xử lý cao...
- Nhược điểm: Khối lượng thông tin cần phải trao đổi với bộ xử lý là lớn, nếu tổng đài nhỏ thì hiệu suất sử dụng thấp.
Hầu hết các tổng đài có dung lượng lớn đều sử dụng hệ thống đa xử lý.
Sự khởi đầu cho mọi yêu cầu của cuộc gọi về việc thiết lập kênh nối qua khối chuyển mạch số thuộc về hoạt động xử lý cuộc gọi xảy ra trong hệ thống điều khiển trung tâm. Một ví dụ cụ thể của loại chuyển mạch này là nhiệm vụ quét và xác định thuê bao chủ gọi với bộ thu xung mã âm tần thông qua khối tập trung thuê bao hoặc là yêu cầu điều khiển khối chuyển mạch trung tâm để tạo kênh nối giữa các đầu ra của bộ tập trung thuê bao với đường trung kế trong hướng liên lạc, hoạt động xử lý này dựa trên cơ sở biên dịch các chữ số do thuê bao chủ gọi phát và các nguyên tắc định tuyến cuộc gọi, hệ thống điều khiển trung tâm sẽ lệnh cho các bộ điều khiển khối chuyển mạch liên quan để thiết lập, duy trì hay giải phóng kênh nối giữa các khe thời gian xác định của khối chuyển mạch số. Các lệnh điều khiển từ hệ thống điều khiển trung tâm tới bộ điều khiển khối chuyển mạch thông thường được truyền dưới dạng bản tin mức cao sao cho đạt được hiệu quả điều khiển cao và tối đa sử dụng các tính năng của các bộ xử lý trong hệ thống điều khiển trung tâm (ví dụ như việc định dạng bản tin của lệnh điều khiển).
Mặc dù việc định dạng bản tin có thể được thực hiện theo nhiều kiều khác nhau tuỳ thuộc vào cấu hình đựoc thiết kế, song chúng cũng ln phải được thoả mãn các trường số liệu sau:
1. Mã toán tác: Số liệu này yêu cầu kênh nối sẽ được thiết lập, chuẩn
bị, giám sát hay giải phóng...
2. Số liệu khe thời gian đầu vào: Nhóm số liệu này chỉ rõ địa chỉ
kênh vào dưới dạng mã số tầng chuyển mạch S/T, mã số luồng PCM và mã số khe thời gian trong luồng tín hiệu PCM. Mặc dù là một địa chỉ đơn lẻ nhưng nó nhận dạng cả hai khe thời gian thu và phát tại đầu vào của tầng chuyển mạch. Kích thước của hai trường số liệu đầu tiên phụ thuộc vào số lượng tầng chuyển mạch đầu vào vàosố lượng luồng PCM trong tầng chuyển mạch tương ứng. Trường số liệu mã số khe thời gian có dung lượng 5 bit đối với các luồng PCM32 và PCM 24 kênh.
3. Số liệu khe thời gian đầu ra: Nhóm số liệu này chỉ rõ các địa chỉ
khe thời gian trong không dạng bản tin tương tự như nhóm số liệu khe thời gian đầu vào.
4. Mã phát hiện và sửa lỗi: Nhóm số liệu này cho phép bộ điều khiển
khối chuyển mach phát hiện bất kỳ sự sai lỗi nào xảy ra trong bản tin mà nó gây ra trong q trình truyền tin từ hệ thống điều khiển trung tâm đến bộ điều khiển khối chuyển mạch. Một kiểu mã như vậy có thể đơn giản là kiểm tra chẵn lẻ hay phức tạp hơn là mã CRC (Cyclic Redundance Code - kiểm tra chồng chập theo chu kỳ).
5. Mã bản tin: Mỗi một bản tin cần được gắn một nhãn với mã số đơn
giản để đặc trung cho biệc xác định chuẩn chuôĩ liên tiếp các bản tin đã phát và xử lý. Việc sử dụng mã bản tin như trên cho phép bộ điều khiển khối chuyển mạch có thể thơng báo cho hệ thống điều khiển trung tâm biêtý có một bản tin cụ thể nào đó nhận được chữa sai lỗi và nhờ đó yêu cầu hệ thống điều khiển trung tâm phát lại bản tin. Khi thu một bản tin bộ điều khiển khối chuyển mạch thực thi các vi lệnh. Trong trường hợp yêu cầu thiết lập kênh bộ điều khiển khối chuyển mạch số sẽ thực hiện các thủ tục tìm đường và chọn một kênh nối qua trường chuyển mạch. Hệ thống điều khiển trung tâm sau đó sẽ phải đưa ra thơng báo về việc đường nối đã tìm được. Tương tự như vậy, các bản tin cần phải chỉ thị rằng kênh nối đã được giải phóng hay chuẩn bị sẵn sàng... Các bản tin ngược lại từ hệ thống điều khiển trung tâm tới bộ điều khiển khối chuyển mạch cần phải chứ các trường số liệu.
6. Mã bản tin tham khảo: Nhóm số liệu này chứa mã nhận dạng của
bản tin từ hệ thống điều khiển trung tâm mà bản tin này sẽ có quan hệ với nó sau đó.
7. Trường thơng tin: Nhóm số liệu này chứa các thơng tin sẽ được
gửi tớihệ thống điều khiển trung tâm để xử lý và truyền.
Trong trường hợp thiết lập kênh nối phục vụ cuộc gọi. Bộ điều khiển khối chuyển mạch sẽ cần phải xác định được các địa chỉ cần thiết mà chúng sẽ được
ghi vào trong từng bộ nhớ điều khiển (CM - Control Memory) của các tầng chuyển mạch sao cho các tầng chuyển mạch S/T sẽ đảm bảo cung cấp được các kênh theo yêu cầu, sau đó bộ điều khiển khối chuyển mạch sẽ nạp các số liệu yêu cầu cụ thể vào các địa chỉ ô nhớ cụ thể của các bộ nhớ điều khiển CM.
c. Thuật toán chọn kênh rỗi:
Thủ tục chọn kênh rỗi cho khối chuyển mạch bao gồm việc tìm khe thời gian trung gian rỗi cho mạng chuyển mạch. Có nghĩa là khe thời gian đó phải được lựa chọn sao cho nó là rỗi ở cả hai phía của tầng chuyển mạch. Trạng thái bận/rỗi được biểu thị bằng các bit trong các ô nhớ tương ứng của các bộ nhớ điều khiển. Phương pháp chọn kênh rỗi sử dụng một cách đơn giản là xử lý tìm kiếm sự trùng khớp khe thời gian rỗi nhờ việc kiểm tra các cặp bit bận/rỗi từ mạng chuyển mạch.
Cơ chế chọn đường nối được thực hiện trong phạm vi bộ điều khiển khối chuyển mạch mà nó thường được xây dụng trên cơ sở kỹ thuật vi xử lý mà nó thực hiện việc tìm kiếm bằng cách tiến hành một số quá trình xử lý logic số.