Kỹ thuật chuyển mạch và tổng đài điện tử SPC

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, cùng với sự phát truyển của kinh tế-xã hội, nhu cầu trao đổi thông tin của con người ngày càng cao. Bởi vậy ngành điện tử viễn thông có một vai trò đặc biệt quan trọng nhất là trong thời buổi bùng nổ thông tin như hiện nay. Các hệ thống viễn thông trở thành phương tiện rất hữu ích cho việc trao đổi thông tin. Thông tin càng trở nên cần thiết hơn bao giờ hết, nó đặt nên một vấn đề là truyền đạt thông tin như thế nào để thông tin đi được nhanh nhất và chính xác nhất. Hệ thống tổng đài ra đời đã đáp ứng một phần nào nhu câu thông tin của xã hội. Hệ thống tổng đài là thiết bị làm việc kết nối phục vụ các loại dịch vụ thông tin khác nhau. Tổng đài cung cấp một đường truyền dẫn tạm thời để truyền thông tin đồng thời theo hai hướng giữa các loại đường dây truyền dẫn. Nó được các thiết bị chuyển mạch của tổng đài thực hiện thông qua trao đổi báo hiệu với mạng bên ngoài. Từ khi con người đưa tổng đài điện thoại đầu tiên vào xử dụng cho tới nay, kỹ thuật tổng đài có ngững bước tiến vô cùng to lớn. Đầu tiên là ngững tổng đài nhân công mà các chức năng chung đều do nhân công thực hiện. Sau đó là những tổng đài điện cơ bán tự động, nó được xây dựng trên cơ sở nguyên lý chuyển mạch từng nấc, chuyển mạch ngang dọc. Tiếp theo đó là những tổng đài điều khiển theo chương trình ghi sẵn cho tín hiệu số đã được xử dụng rộng rãi trên phạm vi toàn thế giới với số lượng và chủng loại ngày càng đa dạng, phong phú hơn. Nội dung chủ yếu của đồ án này em đã viết “Kỹ thuật chuyển mạch và tổng đài điện tử SPC” Mặc dù đã rất cố gắng hoàn thành đồ án này nhưng do thời gian có hạn nên trong quá trình làm đồ án sẽ không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và bạn bè để bài làm của em được tốt hơn và hoàn thiện hơn. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS: Nguyễn Nam Quân đã tận tình gợi ý, hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội 5/2004 Hoàng Ngọc Khuê I. TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SỐ 1.1. Giới thiệu về tổng đài điện tử số Với sự phát truyển của xã hội định hướng thông tin, các dịch vụ thông tin điện thoại, thông tin số liệu thông tin di động,... ngày càng trở nên phong phú, đa dạng. Sự phát truyển của công nghệ thông tin bao gồm cả truyền dẫn cáp quang, kỹ thuật số, kỹ thuật thông tin vệ tinh,... được phát truyển một cách nhanh chóng, các mạng thông tin ngày một nâng cấp về tính năng và tốc độ phát truyển. Kỹ thuật số là kỹ thuật cơ bản cần thiết để xây dựng các mạng thông tin có tính năng hoạt động cao. Trung tâm của một mạng thông tin sử dụng kỹ thuật số là tổng đài điện tử số. Tổng đài điện tử số thực hiện chuyển mạch các kỹ thuật âm thanh. 1.2. Sự khác nhau giữa tổng đài điện tử số và tổng đài cơ điện 1.2.1. Chức năng chuyển mạch Trong các tổng đài cơ điện công việc phân tích sự thay đổi trạng thái của các mạch điện thuê bao hay trung kế, điều khiển tạo tuyến nối, phiên dịch và chọn số,... được thực hiện bởi các rơle cơ điện. Nhưng trong các tổng đài điện tử các công việc trên được thực hiện bởi các chương trình thao tác và quản lý cùng các số liệu của hệ thống. 1.2.2. Khả năng tiếp thông của trường chuyển mạch Với các tổng đài cơ điện, trường chuyển mạch được thiết kế theo phương thức tiếp thông từng phần vì vậy trong quá trình khai thác có tổn thất. Sự tổn thất cũng xẩy ra đối với tổng đài điện tử làm việc theo phương pháp tương tự. Đối với các tổng đài điện tử số trường chuyển mạch được cấu tạo theo phương thức tiếp thông hoàn toàn và không tổn thất. Cho nên trong quá trình khai thác sẽ không có sự tổn thất nội. 1.2.3. Tốc độ xử lý chuyển mạch Với các tổng đài cơ điện đa số xử dụng phương pháp mã thập phân để thu phát thông tin địa chỉ nên tốc độ chọn số thấp và tốc độ thao tác chuyển mạch thấp. Còn với các tổng đài điện tử số nhờ sử dụng phương pháp mã đa tần nên tốc độ thu phát địa chỉ tăng nên rất cao (10 chữ số/giây) và các thao tác chuyển mạch chỉ mất cỡ ms và còn nhanh hơn nữa với phương thức chuyển mạch điện tử số. 1.2.4. Khả năng linh hoạt Trong các tổng đài cơ điện bất kỳ sự thay đổi nào và các dịch vụ cho thuê bao đều đòi hỏi sự thay đổi hay thêm vào các bộ phận thiết bị mới, đòi hỏi sự thay đổi trong cách đấu nối của các mạch điện. Chính vì vậy khả năng linh hoạt trong công tác điều hành khai thác rất bị hạn chế. Đối với các tổng đài điện tử số công việc thay đổi các dịch vụ cho thuê bao được thực hiện dễ dàng nhờ chức năng thao tác lệnh, một số dịch vụ mới còn có thể thực hiện được ngay tại chính máy thuê bao (chuyển cuộc gọi, báo thức,...). Như vậy tổng đài điện tử số có khả năng linh hoạt cao trong quá trình điều hành khai thác. 1.2.5. Công tác bảo dưỡng Công tác bảo dưỡng trong tổng đài cơ điện phải thực hiện bằng nhân công cho nên mất nhiều thời gian, không có các trang thiết bị tự động phân tích các sự cố cho hệ thống. Trong các tổng đài điện tử số công việc đo thử trạng thái làm việc của các thiết bị bên trong cũng như các tham số của đường dây thuê bao, trung kế được tiến hành tự động và thường kỳ. Sự cố trong hệ thốnh được phát hiện tự động. Các kết quả đo thử, cảnh báo và được đưa ra các thiết bị hiển thị, máy in ngay tức thời cho nên rất thuận lợi cho công tác vận hành và bảo dưỡng. 1.2.6. Các dịch vụ cho thuê bao Các tổng đài điện tử số có thể cung cấp cho thuê bao rất nhiều dịch vụ nâng cao một cách dễ dàng như: Chọn số bằng mã đa tần (Tone) Thuê bao ưu tiên Đặt cấp dịch vụ đặt ra cho thuê bao Chuyển cuộc gọi (Recall) Đàm thoại hội nghị Ngăn quấy rầy Gọi xen Tái lập gọi Bắt giữ Báo thức tự động Đường dây nóng, ấm Cấm gọi vào Khoá thiết bị Tíng cước tại nhà, lập hoá đơn tức thì,... 1.2.7. Xử lý sự cố Trong các tổng đài cơ điện công tác xử lý sự cố tốn rất nhiều nhân lực và thời gian và cũng rất hay phải ngừng làm việc cả hệ thống. Với tổng đài điện tử số vì có cấu trúc theo khối chức năng và các phiến mạch có chân cắm. Cho nên khi có sự cố phải thay thế thiết bị thì công việc này được thực hiện rất đơn giản và nhanh chóng. Hơn thế nữa các khối mạch chức năng có sự cố được phát hiện tự động cho nên ta không phải mất thời gian tìm kiếm... 1.2.8. Hệ thống điều khiển Trong các tổng đài điện cơ các mạch điện điều khiển được cấu tạo chủ yếu từ các rơle điện tử cho nên thời gian thực hiện một thao tác là rất lớn. Còn trong các tổng đài địên tử số các mạch điện điều khiển đều dùng các thiết bị điện tử có tốc độ làm việc rất cao. Cho nên ngoài công việc xử lý cuộc gọi người ta có thể dùng khả năng của các mạch điện điều khiển để thực hiện các nhiệm vụ khác như điều hành và bảo dưỡng tổng đài,... 1.3. Ưu điểm của tổng đài điện tử số 1.3.1-Điều hành Do tổng đài có cấu trúc dạng module ở cả hệ thống điều khiển lẫn hệ thống kết cuối thuê bao, trung kế cho nên việc phát truyển dung lượng được thực hiện dễ dàng. Quá trình đo thử và điều khiển được tự động hoá cho nên công việc này được thực hiện nhanh tróng, dễ dàng. Các tổng đài điện tử số có tính linh hoạt cao về các phương tiện điều hành, phối hợp dễ dàng với các hệ thống báo hiệu của các hệ thống tổng đài khác. Có khả năng thực hiện các phương thức tính cước khác nhau. Ngoài ra tổng đài điện tử số còn làm được các công việc: công việc phiên dịch hồ sơ thuê bao, lưu trữ số địa chỉ, cung cấp nhiều dịch vụ cho thuê bao, công việc đo thử đường dây thuê bao được thực hiện tự động, kết quả đo thử được đưa ra trên các thiết bị giao tiếp người-máy. Sự phát truyển của thiết bị điện tử đã có những ưu việt đáng kể và nó đã được áp dụng vào việc tạo ra các tổng đài điện tử số. Khi công nghệ vi mạch và mạch điều khiển phát truyển việc thiết kế tổng đài điện tử làm việc theo nguyên lý “Điều khiển theo chương trình ghi sẵn” SPC (Stored Program Controled) đã trở nên thực tế và trở thành nguyên lý chủ đạo cho kỹ thuật tổng đài điện tử. Từ đó nó đã mở ra một chuyển vọng mới cho một loạt các dịch vụ nâng cao cho thuê bao cũng như cho công tác điều hành và bảo dưỡng của tổng đài. II. TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ SỐ SPC Trong phương thức chuyển mạch cơ điện các chức năng của một tổng đài nhờ sự thao tác hay phục hồi của các rơle hay các tiếp điểm chuyển mạch kiểu từng nấc hoặc ngang dọc đưới sự khống chế của hệ thống điều khiển. Các số liệu tổng đài như các loại nghiệp vụ cho thuê bao, phiên dịch và tạo tuyến, các loại tín hiệu đặc trưng được tạo ra bằng các mạch tổ hợp logic kiểu rơle đã được đấu nối cố định. Khi cần thay đổi các số liệu để đưa ra các dịch vụ mới cho thuê bao thì ta cần thay đổi các cấu trúc phần cứng đã được cố định của tổng đài. Những sự thay đổi này thường phức tạp, do vậy tính linh hoạt của tổng đài hầu như không có. Tổng đài điện tử số SPC là tổng đài làm việc theo nguyên lý điều khiển theo chương trình ghi sẵn (Stored Program Controled-SPC) người ta dùng các bộ sử lý giống như các máy vi tính để điều khiển hoạt động của tổng đài. Tất cả các chức năng điều khiển được đặc trưng bởi các lệnh đã ghi sẵn trong các bộ nhớ. Ngoài ra các số liệu trực thuộc tổng đài như số liệu về thuê bao, các bảng phiên dịch địa chỉ, các thông tin về tạo tuyến, thống kê... cũng được ghi sặn trong các bộ nhớ số liệu. Qua mỗi bước xử lý gọi sẽ nhận được một sự lựa chọn tương ứng với loại nghiệp vụ, số liệu đã ghi sẵn để đưa tới thiết bị sử lý nghiệp vụ đó. Nguyên lý chuyển mạch như vậy gọi là chuyển mạch điều khiển theo chương trình ghi sẵn SPC. Các chương trình điều khiển và số liệu ghi trong các bộ nhớ có thể thay đổi dễ dàng, mang tính tức thời nên công việc điều hành để đáp ứng được các nhu cầu của thuê bao trở nên dễ dàng. Công việc đưa vào dịch vụ mới hay thay đổi các dịch vụ cũ cũng trở nên rất tiện lợi. Nhiệm vụ quan trọng nhất của một tổng đài là cung cấp một đường truyền dẫn tạm thời để truyền dẫn tiếng nói đồng thời theo hai hướng giữa các loại đường dây thuê bao khác nhau cho nên ta có các loại chuyển mạch khác nhau. 2.1.Phân loại tổng đài (chuyển mạch) Kỹ thuật chuyển mạch cũng như các hệ thống tổng đài đóng vai trò lớn trong mạng thông tin. Các hệ thống tổng đài đã và đang thâm nhập vào nước ta cùng với các phương pháp và kỹ thuật truyển mạch. Chúng đều đã được nghiên cứu và khai thác các khả năng ưu việt cũng như các hạn chế, những khuyết điểm nhằm thúc đấy và cải tạo chất lượng thông tin. Phân loại chuyển mạch là một vấn đề cần thuết và ta có thể phân loại chúng theo nhiều kía cạnh, phương pháp khác nhau xong ta có thể phân loại bằng một vài cách sau: 2.1.1. Phân loại theo nguyên lý hoạt động: Theo nguyên lý hoạt động ta phân loại chúng thành hai loại riêng biệt đó là hệ thống tổng đài nhân công và hệ thống tổng đài tự động: a. Chuyển mạch nhân công: Vào những năm 1880 người ta đã chế tạo ra tổng đài nhân công. Nó là tổng đài đầu tiên trên thế giới, trong các loại tổng đài này khi một thuê bao muốn sử dụng điện thoại thì phải quay manhêtô để cấp tín hiệu đến tổng đài, nhân viên sẽ hỏi xem thuê bao muốn liên lạc với ai sau đó sẽ quay manhêtô để cấp tín hiệu chuông cho thuê bao bị gọi và nhân viên sẽ cắm jắc nối giữa thuê bao bị gọi và thuê bao bị gọi. Khi đã kết thúc cuộc gọi thì nhân viên phải rút jắc ra để khôi phục lại trạng thái ban đầu cho hai thuê bao. Như vậy đặc điểm trung của tổng đài nhân công là tất cả các thao tác từ thiết lập cuộc gọi đến khi giải phóng cuộc gọi đều phải thực hiện một cách thủ công. Ưu điểm: Đơn giản, dễ xử dụng Nhược điểm: Tốc độ làm việc chậm, hiệu quả thấp, không đảm bảo bí mật thông tin, cấu tạo cồng kềnh. b. Chuyển mạch tự động Vào những năm 1892 các nhà chế tạo tổng đài đã cho ra đời tổng đài cơ điện và từng bước hòan thiện chúng. Tổng đài tự động từng nấc đầu tiên điều khiển trực tiếp đã được ra đời để khắc phục các nhược điểm và hạn chế của tổng đài nhân công. Cùng với sự phát truyển của kỹ thuật điện tử, kỹ thuật tin học các loại tổng đài tự động hoàn toàn đã được ra đời. Ưu điểm: nó đã khắc phục được một số nhược điểm của tổng đài nhân công. Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp, giá thành cao, đòi hỏi người vận hành phải có trình độ kỹ thuật cao. 2.1.2. Phân loại theo cấu tạo: Chuyển mạch cơ điện: Trong tổng đài cơ điện công việc nhận và phân tích các tín hiệu báo hiệu ở các mạch điện thuê bao và trung kế, điều khiển tạo tuyến nối, phiên dịch và chọn số... đã được thực hiện bởi các mạch điện logic được cấu tạo bằng các rơle cơ điện, quá trình chuyển mạch sử dụng các bộ nối dây ngang dọc. Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ xử dụng... nhược điểm: Cồng kềnh vì có nhiều bộ phận cơ khí, ít linh hoạt, tốc độ chuyển mạch chậm... Chuyển mạch điện tử: Tổng đài điện tử đầu tiên ra đời năm 1965 và tiếp tục phát truyển cho tới nay. Các khối chức năng như khối ghi-phát, điều khiển đấu nối, phiên dịch... đã được thay thế bằng các bộ vi xử lý. Trường chuyển mạch cũng được liên tục cải tiến, nó đã cung cấp nhiều loại dịch vụ cho thuê bao. Ưu điểm: Linh hoạt trong khai thác và điều hành, bảo dưỡng thuận tiện, tốc độ chuyển mạch cao, xử lý sự cố đơn giản, gọn nhẹ, kinh tế... Nhược điểm: Đòi hỏi phải có nguồn cung cấp ổn định, cấu tạo phức tạp, đòi hỏi người vận hành phải có chuyên môn cao... 2.1.3. Phân loại theo tín hiệu qua trường chuyển mạch Chuyển mạch tương tự : Trong tổng đài tương tự việc tạo tuyến nối cho các thuê bao qua trường chuyển mạch bằng các tuyến nối vật lý. Mỗi cuộc gọi sử dụng một tuyến nối độc lập trong suốt cả thời gian tiến hành cuộc gọi. Trường chuyển mạch có thể được cấu tạo bởi các tiếp điểm cơ điện hoặc các tiếp điểm điện tử, tín hiệu chạy qua trường chuyển mạch là tín hiệu tương tự. Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng, dễ xửa chữa. nhược điểm: Cồng kềnh, tốc độ chuyển mạch chậm, dịch vụ ít... Chuyển mạch số: Năm 1970 tổng đài số đầu tiên của Pháp đã ra đời. Tín hiệu truyền tải qua trường chuyển mạch ở dạng tín hiệu số, tín hiệu này có thể là tín hiệu tiếng nói hoặc tín hiệu số liệu. Tín hiệu tương tự ở đầu vào được biến đổi thành tín hiệu số trước khi đưa vào trường chuyển mạch. Nhiều tín hiệu của kênh tiếng nói được ghép kênh theo thời gian vào một đường truyền dẫn chung rồi được đưa qua trường chuyển mạch. Để đấu nối hai thuê bao với nhau cần phải trao đổi khe thời gian của hai mẫu tín hiệu thoại, các mẫu này có thể trên cùng một tuyến dẫn hoặc ở trên các tuyến dẫn khác nhau và đã được biến đổi từ tín hiệu tương tự thành tín hiệu số. Ưu điểm: Có tính linh hoạt cao trong khai thác và điều hành, bảo dưỡng thuận tiện, tốc độ chuyển mạch cao, xử lý sự cố đơn giản, gọn nhẹ, kinh tế... Nhược điểm: Đòi hỏi nguồn cung cấp có tính ổn định cao, cấu tạo phức tạp, đòi hỏi chuyên môn đối với người vận hành và khai thác... 2.1.4. Phân loại theo nhiệm vụ của trường chuyển mạch Chuyển mạch nội hạt: Là chuyển mạch tạo tuyến nối cho các cặp thuê bao trong cùng một tổng đài. Chuyển mạch gọi ra: Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho các đường dây thuê bao của tổng đài với các đường trung kế dẫn tới các tổng đài khác. Chuyển mạch gọi vào: Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho các đường trung kế từ các tổng đài khác tới các đường dây thuê bao của tổng đài. Chuyển mạch chuyển tiếp: Là chuyển mạch để tạo các tuyến nối cho các đường trung kế từ một tổng đài tới các đường trung kế ra của một tổng đài khác. Các nhiệm vụ trên của mỗi tổng đài được thiết bị chuyển mạch của tổng đài thực hiện thông qua quá trình trao đổi báo hiệu với mạng ngoài. Tổng đài nội hạt là một tổng đài thực hiện được 3 loại chuyển mạch a,b,c nêu trên. Tổng đài chuyển tiếp là tổng đài chỉ thực hiện chức năng chuyển mạch thứ tư. Tổnh đài quốc tế dùng để tạo tuyến nối cho các thuê bao trong nước ra mạng quốc tế. Ngoài ra các tổng đài trên còn có các tổng đài cơ quan (thường được gọi là PABX). Tổng đài PABX dùng để liên lạc điện thoại trong nội bộ vơ quan và đấu nối các thuê bao của nó ra mạng công cộng. 2.2. Nhiệm vụ chung của một tổng đài 2.2.1. Nhiệm vụ báo hiệu Là nhiệm vụ trao đổi báo hiệu với mạng ngoài bao gồm mạng các đường dây thuê bao và trung kế đấu nối tới các máy thuê bao hay tổng đài khác. 2.2.2. Nhiệm vụ xử lý các thông tin báo hiệu và điều khiển các thao tác chuyển mạch Thiết bị điều khiển chuyển mạch nhận các thông tin báo hiệu từ các đường dây thuê bao và trung kế, xử lý các thông tin này và đưa ra và đưa ra các thông tin điều khiển cấp các thông tin báo hiệu tới các đường dây thuê bao hay trung kế hoặc để điều khiển hoặc để điều khiển các thiết bị chuyển mạch và các thiết bị phụ trợ để tạo tuyến nối. 2.2.3. Tính cước Nhiệm vụ này là tạo ra các số liệu cước phù hợp với từng loại cuộc gọi sau khi mỗi cuộc gọi kết thúc. Số liệu cước này sẽ được sử lý thành các bản tin cước để phục vụ công tác thanh toán cước. Tất nhiên các nhiệm vụ nói trên được thực hiện có hiệu quả nhờ sử dụng máy tính điều khiển tổng đài. 2.3. Phương pháp điều khiển 2.3.1. Phương pháp điều khiển tập trung Trong một số tổng đài SPC tất cả các thiết bị điều khiển có thể thay thế bằng một bộ vi xử lý. Vì vậy bộ vi xử lý này phải có tốc độ đủ lớn để nó có thể xử lý hàng trăm cuộc gọi trong một giây, ngoài ra nó phải hoàn thành các công việc điều hành và bảo dưỡng khác. Từ đó việc tập trung hoá hoàn toàn các chức năng cũng có nhược điểm vì phần mềm của bộ xử lý trung tâm rất cồng kềnh, phức tạp và khó có độ tin cậy cao. Hơn nữa nó không thể đảm bảo độ an toàn cho hệ thống vì toàn bộ hệ thống sẽ bị ảnh hưởng lớn khi bộ xử lý xảy ra sự cố. Điều hạn chế có thể được khắc phục nhờ phương thức điều khiển phân tán. 2.3.2. Phương thức điều khiển phân tán Trong phương thức điều khiển phân tán, một số chức năng xử lý gọi như đo thử đường dây thuê bao, phân phối báo hiệu, điều khiển đấu nối có thể giao cho các bộ vi xử lý ngoại vi. Mỗi bộ xử lý ngoại vi có một nhiệm vụ riêng và thường được điều khiển bởi bộ vi xử lý trung tâm. Vì các bộ xử lý ngoại vi chỉ thực hiện một chức năng nên các chương trình của nó đơn giản và ít chịu ảnh hưởng từ các nhân tố khác hơn khi nó nằm ở bộ vi xử lý trung tâm. Vì vậy các bộ nhớ chương trình có ít liên quan không cần thay đổi. Thêm vào đó, phương thức điều khiển phân tán cũng dễ dàng tạo ra hệ thống theo kiểu cấu trúc module, cấu trúc này tạo điều kiện dễ dàng phát truyển dung lượng hệ thống. 2.4. Nguyên lý cấu tạo tổng đài SPC 2.4.1.Cấu tạo Tuy có khác nhau nhiều giữa các tổng đài điện tử hiện nay đang xử dụng trên mạng, nhưng tất cả các hệ thống đều giống nhau về cơ cấu phân bố các khối chức năng: Thiết bị kết cuối: bao gồm các mạch điện thuê bao, mạch điện trung kế, thiết bị tập trung và xử lý tín hiệu... Thiết bị chuyển mạch: bao gồm các tầng chuyển mạch thời gian, không gian hoặc kết hợp. Thiết bị ngoại vi và kênh riêng kết hợp thành thiết bị ngoại vi kết hợp. Thông thường thiết bị báo hệu kênh chung để xử lý báo hiệu liên đài theo mạng báo hiệu kênh chung. Còn thiết bị báo hiệu kênh riêng để xử lý thông tin báo hiệu kênh riêng. Thiết bị ngoại vi chuyển mạch: các thiết bị phân phối báo hiệu, thiết bị đo thử, thiết bị điều khiển đấu nối hợp thành thiết bị ngoại vi chuyển mạch. Thiết bị điều khiển chung tâm: bộ xử lý trung tâm cùng với các bộ nhớ của nó. Thiết bị trao đổi người - máy: là các loại máy tính, máy in... đề trao đổi thông tin vào, ra và ghi lại các bản tin cần thiết phục vụ công tác điều hành và bảo dưỡng tổng đài. Thiết bị phân phối Thiết bị đo thử Thiết bị điều khiển đấu nối Thiết bị báo hiệu kênh riêng Thiết bị báo hiệu kênh chung THIẾT BỊ CHUYỂN MẠCH Đường dây thuê bao Trung kế tương tự Mạch điện đường dây Thiết bị kết cuối BUS CHUNG Thiết bị trao đổi người-máy Bộ xử lý trung tâm Các bộ nhớ Trung kế số Sơ đồ khối tổng đài SPC 2.4.2. Nhiệm vụ của các khối chức năng 1. Thiết bị kết cuối: Thiết bị kết cuối gồm các mạch điện kết cuối thuê bao, kết cuối trung kế tương tự và trung kế số Khối mạch kết cuối thuê bao gồm: Mạch giao tiếp đường dây thuê bao làm chức năng điều khiển các đường thoại thuê bao, biến đổi tương tự-số của các tín hiệu âm thanh. Các chức năng trong tổng đài được mô tả bằng từ viết tắt “ BORSCHT”. Từ viết tắt bởi các chữ tiếng Anh đầu tiên của các chức năng mà mạch thuê bao phải thực hiện. B: Cung cấp nguồn một chiều cho đường dây thuê bao (Bêttry) O: Chống quá áp cho thiết bị (Overvoltage protection) R: Cấp tín hiệu chuông (Ringing) S: Giám sát trạng thái đóng/ngắt vòng thuê bao, là cơ sở nhận biết sự khởi đầu cuộc gọi, nhận số quay, giám sát kết cuối cuộc gọi và giám sát trả lời (Supervision) C: Mã hoá và giải mã (Codec) H: Mạch hỗn hợp để biến đổi các đường dây thuê bao 2 dây thành các đường 4 dây (hybird) T: Đo kiểm các đường thuê bao (Testing) Trong khối mạch kết cuối thuê bao còn được trang bị các mạch điện nghiệp vụ như mạch phối hợp báo hiệu, mạch điện thu phát xung địa chỉ ở dạng mã thập phân và đa tần. Các loại mã địa chỉ này được tập trung xử lý ở một số bộ thu phát mã dùng trung cho một nhóm thuê bao. Khối mạch kết cuối trung kế tương tự chứa các mạch điện dùng cho các cuọc gọi ra, gọi vào và gọi chuyển tiếp. Chúng làm các nhiệm vụ cấp nguồn, giám sát cuộc gọi, phối hợp báo hiệu và biến đổi A/D ở các tổng đài số. Khối mạch kết cuối thuê bao số có nhiệm vụ cơ bản là thực hiện các chức năng GAZPACHO, bao gồm: Genrieration of Frame: Tạo khung tức là nhận dạng tín hiệu đồng bộ khung để phân biệt từng khung của tuyến số liệu PCM đưa từ tổng đài khác tới. Aigment of Frame: Đồng bộ khung làm nhiệm vụ sắp xếp khung xố liệu phù hợp với hệ thống PCM. Zero: Nén bit 0 vì tín hiệu PCM có nhiều quãng chứa nhiều bit 0 sẽ khó khôi phục tín hiệu đồng hồ ở phía thu nên nhiệm vụ này là thực hiện nén các quãng tín hiệu có nhiều bit 0 liên tiếp ở phía phát. Polar conversion : Đảo định cực nhằm biến dãy tín hiệu đơn cực từ hệ thống đưa ra thành tín hiệu lưỡng cực trên đường dây và ngược lại. Alarm prosesing: Xử lý cảnh báo từ đường truyền PCM. Clock recovery: Phục hồi dãy nhịp xung từ dãy tín hiệu thu. Hunt during reframe: Tách thông tin đồng bộ từ đãy tín hiệu thu. Office signalling: Thực hiện chức năng giao tiếp báo hiệu để phối hợp các loại báo hiệu giữa tổng đài đang xem xét và các tổng đài khác qua các đường trung kế. 2. Thiết bị chuyển mạch: Trong các tổng đài điện tử, thiết bị chuyển mạch là một trong các bộ phận chủ yếu và có kích thước lớn. Nó có các chức năng chính sau: Chức năng chuyển mạch: Có nhiệm vụ thiết lập tuyến nối giữa hai hay nhiềuthuê bao của tổng đài hoặc tổng đài này với tổng đài khác. Chức năng truyền dẫn: Trên cơ sở tuyến nối đã được thiết lập, các thiết bị chuyển mạch thực hiện truyền dẫn tín hiệu tiếng nói và báo hiệu giữa các thuê bao với độ tin cậy và chính xác cần thiết Có hai loại chuyển mạch: Hệ thống chuyển mạch tương tự: Trong phương thức chuyển mạch không gian đối với một cuộc gọi một tuyến vật lý được thiết lập giữa đầu vào và đầu ra của trường chuyển mạch, tuyến này là riêng biệt cho mỗi cuộc gọi và duy trì trong suốt thời gian cuộc gọi. Các tuyến nối cho cuộc gọi là độc lập với nhau. Sau khi một tuyến được nối các tín hiệu được trao đổi giữa hai thuê bao. Với phương thức chuyển mạch thời gian, dựa vào phương thức ghép kênh theo thời gian trên cơ sở lý thuyết lấy mẫu. Mỗi khe thời gian được gắn với một đầu vào và một đầu ra của trường chuyển mạch. Từ đó tạo tuyến nối cho hai thuê bao. Hệ thống chuyển mạch số: Phương thức chuyển mạch này còn gọi là phương thức chuyển mạch PCM (Pulse Code Modulation), đây là một loại phương thức chuyển mạch thời gian. Ở hệ thống chuyển mạch loại này một tuyến vật lý được xử dụng chung cho một số cuộc gọi trên cơ sở phân chia theo thời gian sử dụng nó. Mỗi cuộc gọi được xử dụng tuyến này trong một khoảng thời gian xác định và theo chu kỳ với một tốc độ lặp thích hợp. Tiếng nói trong mỗi lần chuyển đi được gọi là một mẫu và được mã hóa theo phương thức PCM. Một tuyến nối vật lý có thể được ghép một số mẫu tiếng nói của nhiều cuộc gọi để tạo đường dẫn cho đồng thời nhiều tuyến truyền tiếng nói. 3. Bộ điều khiển trung tâm: Bộ điều khiển trung tâm gồm một bộ vi xử lý có khả năng xử lý lớn cùng các bộ nhở trực thuộc. Bộ xử lý này được thiết kế tối ưu để xử lý cuộc gọi và các công việc liên quan trong một tổng đài. Nó phải hoàn thành các nhiệm vụ kịp thời hay còn gọi là xử lý thời gian thực các công việc như: Nhận xung mã chọn số gồm các con số địa chỉ. Chuyển các tín hiệu địa chỉ đi ở các trường hợp chuyển tiếp gọi. Trao đổi các loại báo hiệu cho thuê bao hay tổng đài khác. Phiên dịch và tạo tuyến qua trường chuyển mạch. Thiết bị phối hợp Thiết bị phối hợp Thiết bị phối hợp Thiết bị phối hợp Thiết bị phối hợp Sơ đồ khối bộ xử lý chuyển mạch Bộ xử lý chuyển mạch bao gồm một đơn vị xử lý trung tâm, các bộ nhớ chương trình, số liệu và phiên dịch cùng các thiết bị vào – ra làm nhiệm vụ phối hợp để đưa thông tin vào và lấy thông tin ra. Đơn vị xử lý trung tâm là một bộ xử lý hay vi xử lý tốc độ cao và có công suất xử lý tuỳ thuộc vị trí xử lý chuyển mạch của nó. Nó làm nhiệm vụ điều khiển thao tác của thiết bị chuyển mạch. Bộ nhớ chương trình để ghi lại các chương trình điều khiển, các thao tác chuyển mạch. Các chương trình này được gọi ra và xử lý cùng với các số liệu cần thiết. Bộ nhớ số liệu để ghi lại các số liệu cần thiết trong quá trình xử lý các cuộc gọi như các số địa chỉ thuê bao, trạng thái bận, rỗi của các đường dây thuê bao hay trung kế... Bộ nhớ phiên dịch chứa các thông tin về loại đường dây thuê bao chủ gọi và bị gọi, mã tạo tuyến, thông tin tính cước... 4. Thiết bị ngoại vi chuyển mạch: Các thiết bị đo thử trạng thái đường dây thuê bao và trung kế, thiết bị phân phối báo hiệu, thiết bị điều khiển đấu nối tạo thành thiết bị ngoại vi chuyển mạch. Thiết bị xử lý trung tâm làm việc với tốc độ rất nhanh, tốc độ xử lý mỗi lệnh nhanh hơn gấp nhiều lần so với mỗi thao tác của thiết bị chuyển mạch. Chính vì vậy thiết bị ngoại vi có nhiệm vụ phối hợp các thao tác giữa hai bộ phận có tốc độ làm việc khác nhau để nâng cao hiệu suất xử dụng thiết bị điều khiển trung tâm. Ngoài nhiệm vụ đệm tốc độ nó còn có chức năng biến đổi tín hiệu điều khiển ở dạng tổ hợp logic ở đầu ra bộ xử lý sang dạng tín hiệu điện phù hợp để điều khiển các thiết bị chuyển mạch. Thiết bị ngoại vi chuyển mạch bao gồm: Thiết bị đo thử trạng thái đường dây (Scanner): Nhiệm vụ của thiết bị này là phát hiện và thông báo cho bộ xử lý trung tâm tất cả các biến cố báo hiệu và các tín hiệu trên đường dây thuê bao và trung kế đấu nối tới tổng đài. Thiết bị phân phối báo hiệu (Distributor): Là tầng đệm giữa bộ xử lý trung tâm có công suất tín hiệu điều khiển nhỏ nhưng tốc độ cao và các tín hiệu đường dây có công suất lớn nhưng tốc độ thấp. Đây cũng là một thiết bị ngoại vi có cả đơn vị phần cứng và phần mềm. Nó có nhiệm vụ điều khiển các thao tác hay phục hồi các rơle cung cấp các dạng tín hiệu ở đường dây hay mạch nghiệp vụ dưới sự điều khiển của bộ xử lý trung tâm. Thiết bị điều khiển đấu nối (Marker): Làm nhiệm vụ chuyển giao các lệnh thiết lập và giải phóng các tuyến vật lý qua trường chuyển mạch từ bộ xử lý trung tâm, các tuyến vật lý này chỉ được thiết lập hay giải phóng khi đã được chuẩn bị sẵn trong bộ nhớ của bộ xử lý trung tâm. Trong tổng đài số bộ xử lý trung tâm đóng vai trò là bộ xử lý chuyển mạch hoặc bộ xử lý điều khiển liên lạc. Thông tin tạo tuyến trong các bộ nhớ được lưu cho đến khi tuyến nối được giải phóng, cuộc gọi đã xong. 5. Thiết bị ngoại vi báo hiệu: Trong mạng điện thoại hiện nay tồn tại nhiều loại tổng đài khác nhau với các thế hệ chuyển mạch khác nhau, mỗi loại có hệ thống báo hiệu riêng, vì vậy mỗi tổng đài điện tử nào có trong mạng phải phối hợp được với các loại tổng đài khác trong mạng, trong đó vần đề phối hợp báo hiệu là quan trọng nhất. Tín hiệu báo hiệu giữa các tổng đài tự động có thể được dùng dưới dạng mã nhị phân hay mã đa tần thì tín hiệu điều khiển phục vụ một cuộc gọi được truyền đi theo kênh chung để truyền tín hiệu tiếng nói giữa các tổng đài. Cả hai loại tín hiệu này được truyền theo kênh gắn liền với kênh truyền tiếng nói cho cuộc gọi đó. Loại hệ thống báo hiệu này được gọi là báo hiệu kênh riêng và các thiết bị báo hiệu kênh riêng làm nhiệm vụ xử lý và phối hợp các loại báo hiệu kiểu này từ các tổng đài. Ngoài các hệ thống báo hiệu kênh riêng người ta còn xử dụng hệ thống báo thống báo hiệu kênh chung. Ở hệ thống báo hiệu kênh chung tất cả các thông tin báo hiệu cho tất cả các cuộc gọi giữa hai tống đài được truyền đi theo một tuyến báo hiệu độc lập với các mạch điện truyền tín hiệu tiếng nói liên tổng đài. Ở phương thức báo hiệu kênh này tốc độ truyền thông tin báo hiệu cao hơn nhiều so với phương thức báo hiệu kênh riêng, vì vậy tốc độ thiết lập tuyến nối nhanh hơn, có thể đưa vào nhiều dịch vụ nâng cao cho thuê bao và hiệu quả xử dụng kênh và các thiết bị báo hiệu được nâng cao. 6. Thiết bị trao đổi người máy: Trong tất cả các tổng đài SPC thiết bị trao đổi người-máy để điều hành, quản lý và bảo dưỡng tổng đài trong quá trình khai thác. Các thiết bị bao gồm: các thiết bị hiển thị, máy tính, máy in, các thiết bị đo thử đường dây thuê bao... Chúng được dùng để đưa ra các lệnh quản lý và bảo dưỡng vào các thiết bị thao tác và bảo dưỡng của tổng đài. Các lệnh này được thực thi và kết quả được đưa ra từ hệ thống xử lý, hiện lên màn hình. Ngoài ra hệ thống này còn tự động chuyển các loại thông tin về trạnh thái làm việc của các thiết bị của tổng đài hoặc các thông tin cảnh báo hệ thống và hiển thị để thông báo kịp thời cho người quản lý biết trạng thái của các thíêt bị. Ngoài các thiết bị nêu trên, ở tổng đài SPC còn có các thiết bị ngoại vi nhớ số liệu như băng từ, đĩa từ. Chúng có tốc độ làm việc cao, dung lượng lớn và còn dùng để nạp phần mềm vào các loại bộ nhớ của các thiết bị xử lý, ghi các thông tin tính cước... III.CHUYỂN MẠCH SỐ 3.1. Đặc điểm của chuyển mạch số Hệ thống chuyển mạch số là một hệ thống chuyển mạch trong đó tín hiệu truyền dẫn qua trường chuyển mạch ở dạng số. Tín hiệu này có thể mang thông tin tiếng nói hay số liệu. Nhiều tín hiệu số của các kênh tiếng nói được ghép theo thời gian vào một đường truyền dẫn chung khi truyền dẫn qua hệ thống chuyển mạch. Để đấu nối hai thuê bao với nhau cần phải trao đổi khe thời gian của hai mẫu tiếng nói. Các mẫu này có thể trên cùng một tuyến dẫn hoặc ở các tuyến dẫn khác nhau và đã được mã hoá theo phương thức điều xung mã PCM. Có hai phương pháp thực hiện chuyển mạch các loại tổ hợp mã này theo hai hướng đó là chuyển mạch thời gian và chuyển mạch không gian. Để thực hiện chuyển mạch cho các cuộc gọi đòi hỏi phải sắp xếp các tín hiệu số từ một khe thời gian của một bộ ghép hoặc một tuyến dẫn PCM sang cùng một khe thời gian hoặc sang một khe thời gian khác của một bộ ghép hay tuyến PCM khác. BỘ CHUYỂN MẠCH SỐ Tuyến dẫn vào PCM 0 Tuyến dẫn._. vào PCM 2 Tuyến dẫn vào PCM 1 Tuyến dẫn vào PCM n Tuyến dẫn ra PCM 0 Tuyến dẫn ra PCM 1 Tuyến dẫn ra PCM 2 Tuyến dẫn ra PCM n Sơ đồ bộ chuyển mạch số 3.2.Nguyên lý chuyển mạch không gian Trong phương thức chuyển mạch không gian, khe thời gian tương ứng của các tuyến PCM vào và ra khác nhau được trao đổi cho nhau. Một mẫu tín hiệu PCM ở khe thời gian định trước của tuyến PCM vào được chuyển tới khe thời gian cùng thứ tự của một tuyến PCM khác. Như vậy không có sự chậm trễ truyền dẫn cho mẫu tín hiệu khi chuyển mạch từ một tuyến PCM vào hay tới một tuyến PCM khác. 3.2.1. Nguyên lý cấu tạo Tầng chuyển mạch không gian S là một ma trận kích thước N xM, các tiếp điểm chuyển mạch kết nối theo kiểu các hàng và các cột. Các hàng đầu vào các tiếp điểm chuyển mạch được gắn với các tuyến PCM vào, các tuyến này được gắn các địa chỉ xo, x1, x2,...,xn. còn các cột đầu ra tiếp điểm chuyển mạch tạo thành các tuyến PCM dẫn ra được ký hiệu yo, y1, y2,..., ym . Tạo giữa các hàng và các cột của ma trận là các tiếp điểm chuyển mạch được tạo bởi các cổng logic AND. 0 1 n 0 1 n Ma trận tiếp điểm chuyển mạch 0 1 n 0 f Sơ đồ khối chuyển mạch không gian Để điều khiển các thao tác chuyển mạch của các tiếp điểm cần có bộ nhớ điều khiển. Bộ nhớ gồm các bộ nhớ hoặc các hàng nhớ tuỳ theo phương thức điều khiển đầu vào hay đầu ra. Trong trường hợp bộ chuyển mạch làm việc theo nguyên lý điều khiển đầu ra thì mỗi cột nối tới các đầu vào điều khiển của các tiếp điểm có bộ nhớ điều khiển. Số lượng các ô nhớ điều khiển của mỗi cột điều khiển bằng số khe thời gian của mỗi tuyến PCM đầu vào. 3.2.2. Nguyên lý chuyển mạch Hoạt động của một tiếp điểm chuển mạch sẽ đấu nối một kênh nào đó của một tuyến PCM vào tới cùng kênh có địa chỉ đó của một tuyến PCM ra trong mộ khoảng thời gian. Khe thời gian này suất hiện mỗi khung một lần. Trong khoảng thời gian của các khe thời gian khác, cùng một tiếp điểm có thể được dùng để đấu nối cho các kênh khác. Ma trận tiếp điểm loại này làm việc như một ma trận chuyển mạch không gian tiếp thông hoàn toàn giữa các tuyến PCM vào và các tuyến PCM ra trong mỗi khe thời gian. Mỗi một tiếp điểm được gắn vào một bộ nhớ điều khiển. Mỗi tiếp điểm chuyển mạch của một cột được gắn một tổ hợp mã địa chỉ nhị phân để đảm bảo một tiếp điểm trong mỗi cột được thông mạch trong một khoảng một thời gian. Các địa chỉ nhị phân này được ghi các ở các ô nhớ của bộ điều khiển theo thứ tự các khe thời gian. Một mã địa chỉ nào đó được đọc ra từ bộ nhớ điều khiển trong một khoảng thời gian của mỗi khe thời gian. Công việc này được tiến hành theo chu trình. Mỗi từ mã được đọc ra trong khoảng thời gian tương ứng của nó. Nội dung của mỗi từ mã sau khi giải mã được di chuyển theo tuyến bus địa chỉ trong khoảng mỗi khe thời gian. Vì vậy tiếp điểm tương ứng với địa chỉ vừa đọc ra sẽ hoạt động chỉ trong khoảng khe thời gian này xuất hiện ở đầu vào ở dãy các khung kế tiếp nhau tiếp điểm lại hoạt động một lần. Bộ nhớ điều khiển gồm nhiều cột nhớ ghép song song, mỗi cột nhớ đảm nhận công việc điều khiển đấu nối cho một cột tiếp điểm. Vì vậy cứ mỗi khe thời gian trôi qua, một trong các tiếp điểm nối thông một lần còn trong trường hợp khe thời gian bị chiếm thì cột nhớ điều khiển lại nhảy một bước. Lúc này nội dung địa chỉ ô nhớ tiếp theo lại được đọc ra, qua giải mã lại tạo ra một lệnh điều khiển một tiếp điểm khác nối thông phục vụ cho một cuộc gọi khác đưa tới từ một trong các tuyến PCM đầu vào. Tuỳ thuộc vào số lượng các khe thời gian được ghép trên mỗi tuyến PCM mà hiệu suất sử dụng các tiếp điểm có thể được tăng lên từ 32 cho tới 1024 lần so với trường hợp các tiếp điểm làm việc trong các ma trận không gian thường. 3.3. Nguyên lý chuyển mạch thời gian ( T ) Trong cấu tạo trường chuyển mạch số, tầng chuyển mạch thời gian được ứng dụng rất rộng rãi và nó là một thành phần quan trọng nhất của hệ thống chuyển mạch. Với đặc điểm cấu tạo và hoạt động của tầng chuyển mạch T, bộ nhớ sử dụng trong trường chuyển mạch T chỉ có thể làm việc với các bit song song, nhưng trên đường truyền chỉ sử dụng các tín hiệu có các bit nối tiếp. 3.3.1. Chuyển mạch thời gian điều khiển đầu vào Cấu tạo 00 01 04 31 Bus địa chỉ Tuyến PCM ra TS 0 TS 4 TS 3 TS 6 Bộ nhớ tiếng nói 00 01 06 31 Bộ điều khiển chuyển mạch Bộ đếm khe thời gian Bộ nhớ điều khiển Sơ đồ nguyên lýchuyển mạch thời gian điều khiển đầu vào 06=00110 Tuyến PCM vào - Theo phương pháp điều khiển đầu vào thì khi quá trình ghi tổ hợp mã trong các khe thời gian của khung PCMi vào bộ nhớ dữ liệu được thực hiện có điều khiển. Còn quá trình đọc ra các tổ hợp mã trong các ngăn nhớ của bộ nhớ dữ liệu ra các khe thời gian của khung PCMo được thực hiện một cách tuần tự. - Để thực hiện được điều này mỗi ngăn nhớ của bộ nhớ điều khiển được gắn liền với một khe thời gian trong khung PCMi theo thứ tự. -Hoạt động của của bộ nhớ điều khiển được thực hiện tuần tự theo thứ tự của khe thời gian đầu vào, tức là ở mỗi thời điểm xuất hiện khe thời gian TS0 của PCMi thì bộ nhớ điều khiển tiến hành dò thử nội dung của ngăn nhớ “ 00 “trong khoảng thời gian TS0. Trong khoảng thời gian TS1 thì ngăn nhớ “ 01” được dò thử nội dung … Cứ như vậy, trong khoảng thời gian TS31 thì ngăn nhớ “31”được dò thử nội dung. Trong 1 khung thời gian thì mỗi ngăn nhớ được dò thử nội dung một lần. Cứ qua mỗi khe thời gian thì bộ nhớ điều khiển lại nhảy một bậc. Mỗi lần dò thử nội dung của ngăn nhớ nào thì ngăn nhớ đó được đọc ra, nội dung đó chính là địa chỉ của của ngăn nhớ trong bộ nhớ dữ liệu mà mẫu tin cần được ghi vào đó tương ứng với khe thời gian tại thời điểm thử. Ví dụ: Cần chuyển đối nội dungcủa khe thời gian TS5/ PCMi sang khe thời gian TS10/ PCMo Theo phương pháp điều khiển đầu vào thì nội dung của các khe thời gian đầu vào ghi vào các ngăn nhớ trong bộ nhớ dữ liệu được thực hiện có điều khiển, tức là nội dung của ngăn nhớ “05 “ được ghi vào ngăn nhớ thứ “10” trong bộ nhớ dữ liệu. Đồng thời ngăn nhớ thứ “ 10 “ trong bộ nhớ điều khiển chứa địa chỉ của ngăn nhớ thứ “05” dưới dạng nhị phân (00101). Quá trình đọc nội dung của các khe thời gian trong bộ nhớ dữ liệu được thực hiện một cách tuần tự, lúc này nội dung của ngăn nhớ thứ “ 10 “ của bộ nhớ dữ liệu được đọc ra khe thời gian TS10 của tuyến PCMo. 3.3.2. Chuyển mạch thời gian điều khiển đầu ra 00 01 06 31 Bus địa chỉ Tuyến PCM ra TS 0 TS 4 TS 3 TS 6 Bộ nhớ tiếng nói 00 01 06 31 Bộ điều khiển chuyển mạch Bộ đếm khe thời gian Bộ nhớ điều khiển Sơ đồ nguyên lýchuyển mạch thời gian điều khiển đầu ra 04=00100 Tuyến PCM vào Cấu tạo Một bộ chuyển mạch thời gian điều khiển đầu ra gồm các thành phần chủ yếu sau: Bộ nhớ dữ liệu: Bộ nhớ dữ liệu gắn liền với các tuyến PCM vào và PCM ra. Số ngăn nhớ của bộ nhớ dữ liệu bằng số khe thời gian được ghép trong khung của tuyến PCM đầu vào. Bộ nhớ điều khiển: Bộ nhớ điều khiển có số ngăn nhớ bằng với số ngăn nhớ của bộ nhớ dữ liệu. Mỗi ngăn nhớ của bộ nhớ điều khiển có số lượng bit còn tuỳ thuộc vào số lượng khe thời gian của các khung PCM đầu vào và PCM đầu ra.(nếu1khung PCM có 32 khe thời gian thì số bit địa chỉ trong một ngăn nhớ của bộ nhớ điều khiển = 5). b. Nguyên lý làm việc: Theo phương thức chuyển mạch thời gian điều khiển đầu ra thì các tổ hợp mã nằm trong các khe thời gian từ TS0 đến TS31 được ghi lần lượt và tuần tự vào các ngăn nhớ của bộ nhớ dữ liệu. Khe TS0 ghi vào ngăn nhớ “00” Khe TS1 ghi vào ngăn nhớ “01” … Khe TS31 ghi vào ngăn nhớ “31” Nội dung của các ngăn nhớ trong các bộ nhớ dữ liệu đọc vào khe thời gian nào của tuyến PCMo được xác định bởi bộ điều khiển trung tâm thông qua bộ nhớ điều khiển. Mỗi ngăn nhớ của bộ nhớ điều khiển được liên hệ chặt chẽ với các khe thời gian của tuyến PCMo tương ứng và nó chứa địa chỉ của khe thời gian đầu vào nào đó. Ví dụ: Chuyển TS5/PCMi đến TS10 / PCMo. Các tổ hợp mã trong các khe thời gian từ TS0 đến TS31 lần lượt được ghi vào các ngăn nhớ từ “00”đến “31”. Đồng thời, ngăn nhớ “10” trong bộ nhớ điều khiển chứa địa chỉ của khe thời gian TS5. Căn cứ vào địa chỉ của khe thời gian TS5 bộ nhớ điều khiển dưới sự điều khiển của bộ điều khiển trung tâm sẽ phát lệnh đọc nội dung của khe thời gian TS5 trong ngăn nhớ “05” có địa chỉ là “00101” vào khe thời gian TS10 của khung PCMo. Kết luận Bộ nhớ điều khiển và khung PCMo hoạt động tuần tự và gắn bó với nhau, tức là khi khe thời gian TS0 đến thì ô nhớ “00” của bộ nhớ điều khiển sẽ được dò thử nội dung trong khoảng thời gian TS0. Trong khoảng thời gian TS1 thì ô nhớ “01” được dò thử. Cứ như vậy, trong khoảng thời gian TS31 thì ô nhớ “31”được dò thử nội dung. Cứ sau mỗi khoảng thời gian là một khe thời gian thì thì bộ nhớ điều khiển lại nhảy một bậc. Quá trình quét dò thử được thực hiện theo chu kỳ. Như vậy, cứ mỗi khung thời gian thì mỗi ngăn nhớ được dò thử nội dung một lần. Và mỗi lần dò thử là một tổ hợp mã ở bộ nhớ dữ liệu được đọc ra một lần, cứ như vậy, khi cuộc gọi kết thúc thì các ngăn nhớ tương ứng được giải phóng. 3.4 Chuyển mạch không gian (S). 3.4.1 Khái quát về chuyển mạch không gian: a. Khái niệm Trường chuyển mạch không gian là trường chuyển mạch cho phép ta chuyển mạch khe thời gian TSi của một khung PCM đầu vào đến chính vị trí khe thời gian TSi đó nhưng ở một khung PCM đầu ra khác. b.Chức năng Chuyển mạch không gian được sử dụng để kết nối các chuyển mạch thời gian, và nó được sử dụng để chuyển mạch các khe thời gian giữa các luồng tốc độ cao. Như vậy, ta có thể mở rộng khả năng của mạng bằng việc sử dụng các chuyển mạch thời gian và một hoặc nhiều chuyển mạch không gian. 3. 4.2 Cấu tạo của chuyển mạch không gian. Trường chuyển mạch không gian có cấu trúc kiểu ma trận đơn tiếp thông hoàn toàn. Giao điểm của các hàng và cột là các tiếp điểm chuyển mạch điện tử kiểu các cổng Logic, đó là các mạch AND. Vào Ra Điều khiển Cấu trúc mạch AND Trong thực tế ngưòi ta không sử dụng các mạch AND mà sử dụng mạch ba trạng thái để điều khiển. Cấu trúc mạch 3 trạng thái Điều khiển Vào Ra Cấu tạo của chuyển mạch không gian gồm: -Một ma trận chuyển mạch. -Một bộ nhớ điều khiển. Ta có cấu tạo của trường chuyển mạch không gian như hình vẽ. - Một ma trận chuyển mạch có kích thước n * m với: n đầu vào từ x1 đến xn là các tuyến PCMi. Và m đầu ra từ y1 đến ym là các tuyến PCMo. Số lượng các khe thời gian của các tuyến PCMi bằng số lượng các khe thời gian của các tuyến PCMo. Trên hình vẽ ta sử dụng mạch 3 trạng thái để điều khiển. - Bộ nhớ điều khiển gồm các cột nhớ điều khiển. Mỗi cột các tiếp điểm được nối tới một cột nhớ điều khiển để đưa các tín hiệu điều khiển vào các mạch 3 trạng thái. Số lượng các cột nhớ bằng số lượng các cột tiếp điểm. Mỗi cột nhớ điều khiển có số lượng các ô nhớ bằng số lượng khe thời gian của các tuyến PCMi, PCMo. C¸c tuyÕn PCM vµo 00010 C¸c BUS ®iÒu khiÓn 00 01 ij 31 Cét nhí ®iÒu khiÓn Y1 Y2 Y3 Ym-1 Ym X1 X2 X3 X4 Xn-1 Xn C¸c tuyÕn PCMo Cấu tạo của chuyển mạch không gian 3.4.3 Điều khiển bộ nhớ trong chuyển mạch không gian Có hai phương pháp điều khiển trong chuyển mạch không gian, đó là: -Bộ nhớ được điều khiển theo hướng hàng: Theo phương pháp này thì địa chỉ được cấp bởi bộ nhớ điều khiển chọn cột ra cho hàng của nó. -Bộ nhớ được điều khiển theo hướng cột: Theo phương pháp này thì địa chỉ được cấp bởi bộ nhớ điều khiển chọn hàng nhập cho cột của nó. Việc chọn hướng điều khiển nào là phụ thuộc vào cấu hình của khối chuyển mạch và mức độ phối hợp điều khiển với các tầng chuyển mạch thời gian ngay tại các bus nhập và các bus xuất. Trên hình vẽ ta dùng phương pháp điều khiển bộ nhớ theo hướng cột. 3.4.4 Nguyên lý làm việc Trường chuyển mạch không gian cho phép ta chuyển mạch khe thời gian Tsi của một khung PCM đầu vào đến chính vị trí khe thời gian TSi đó, nhưng ở một khung PCM đầu ra khác. Để làm được điều đó ở bộ nhớ điều khiển được chia ra làm các ô nhớ. Mỗi ô nhớ gắn liền với một khe thời gian vào, số thứ tự của nó được đánh dấu từ “ 00 “ đến “ 31 “ (nếu các tuyến PCM đầu vào có 32 khe thời gian). Để tiến hành điều khiển đấu nối cho một tuyến PCM đầu vào với một tuyến PCM đầu ra nào đó, thì cần phải thao tác tiếp điểm số tương ứng là giao điểm của hàng và cột đó. Do vậy, mỗi tiếp điểm chuyển mạch giữa hàng và được địa chỉ hoá bởi một địa chỉ điều khiển. Khi một tiếp điểm nào đó thao tác thì nó chỉ duy trì mở cổng trong khoảng thời gian bằng một khe thời gian. Nếu có n tuyến PCM đầu vào thì số bit địa chỉ nhị phân trong mỗi ngăn nhớ sẽ là x=lgn. Để chuyển mạch cho một khe thời gian nào đó ở một tuyến PCM đầu vào đến chính khe thời gian đó ở tuyến PCM đầu ra khác thì ngăn nhớ có thứ tự cùng khe thời gian đó được bộ điều khiển trung tâm lấy ra ghi địa chỉ của tiếp điểm chuyển mạch là giao điểm của hàng và cột chứa khe thời gian đó. Ví dụ: Cần chuyển đổi khe thời gian TS1 / X2 sang khe thời gian TS1 / Y3 Giả sử mỗi khung PCM vào có 32 khe thời gian từ TS0 đến TS31 thì trong mỗi ngăn nhớ của cột nhớ điều khiển có x = ln32( = 5 bít). Trong trường hợp này, cột nhớ điều khiển thứ 3 lấy ra ngăn nhớ có số thứ tự là “ 01 “ để ghi địa chỉ của tiếp điểm thứ 2 ( là giao điểm giữa hàng thư 2 và cột thứ 3 ) dưới dạng nhị phân là “ 00010 “. Trong khoảng thời gian TS1 thì X2 được nối tới Y3. Mỗi khi khe thời gian TS1 đến thì bộ nhớ lại làm việc. Căn cứ vào nội dung địa chỉ “ 00010 “ bộ nhớ điều khiển đưa ra lệnh điều khiển để điều khiển tiếp điểm thứ 2 của cột nhớ thứ 3 được thông mạch. Qúa trình này cứ tiếp diễn như vậy cho đến khi cuộc gọi kết thúc. Các cột nhớ điều khiển được thao tác lần lượt, tức là lần lượt nội dung của các ô nhớ được gọi ra. Vì vậy, việc đánh số địa chỉ của các ô nhớ cũng phải được thực hiện tuần tự tương ứng với các khe thời gian đầu vào. Nội dung của mỗi ô nhớ chỉ được đọc ra và tạo tín hiệu điều khiển cho tiếp điểm chuyển mạch tương ứng chỉ mở trong khoảng thời gian một khe thời gian. Sau đó tiếp điểm này được đóng lại hoặc tiếp tục thao tác mở nhưng phục vụ cho các khe thời gian khác. Sau một chu kỳ đọc kéo dài trong thời gian 1 khung PCM nó lại quay lại để mở tiếp điểm cho khe thời gian bắt đầu. Một tiếp điểm nào đó được duy trì mở cho một khe thời gian nào đó được lặp đi lặp lại cho mỗi khung và cho đến khi cuộc gọi kết thúc. Vậy một tiếp điểm có thể đấu nối cho nhiều cuộc gọi, do đó hiệu suất sử dụng các tiếp điểm tương đối cao. Để giải phóng một cuộc đấu nối thì thiết bị điều khiển trung tâm điều khiển khoá nội dung của ô nhớ tương ứng với khe thời gian dành cho cuộc gọi. Như vậy, trong khoảng thời gian sau một khe thời gian đó của chu kỳ quét thì tiếp điểm tương ứng không được mở. 3.5 Chuyển mạch ghép 3.5.1 Khái quát về chuyển mạch ghép Ngày nay, công nghệ viễn thông, công nghệ thông tin…phát triển rất nhanh, số lượng người tham gia mạng viễn thông tăng cao. Mặc dù tổng đài số đã được đưa vào sử dụng nhưng trường chuyển mạch sử dụng một chuyển mạch thời gian đơn lẻ không thoả mãn được về mặt dung lượng. Với mục đích thực hiện một chuyển mạch có dung lượng lớn bằng một tổng đài số ta cần phải có nhiều chuyển mạch thời gian. Thông thường một chuyển mạch T sử dụng cho 125 đến 512 kênh và không đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng hiện nay. Do vậy, để nâng cao chất lượng chuyển mạch người ta kết nối giữa các chuyển mạch thời gian ( T ) và các chuyển mạch không gian (S) để tạo thành trường chuyển mạch nhiều tầng, mỗi tầng được ghép từ một số ma trận chuyển mạch kích thước nhỏ. Trường chuyển mạch ghép kết hợp có nhiều kiểu cấu khác nhau như: T-S, S-T, T-S-T, S-T-S, T-S-S-T, T-S-S-S-T…. Để đảm bảo khả năng tiếp thông hoàn toàn thì cần thiết chỉ sử dụng các trường chuyển mạch kiểu T hoặc kiểu S loại tiếp thông hoàn toàn. Thực tế có thể chấp nhận một giới hạn tổn thất cuộc gọi ở mức cho phép cho nên các trường chuyển mạch kiểu tiếp thông hoàn toàn có cấu trúc kiểu T-T, T-T-T, T-T-T-T,…là không kinh tế. Còn các trường chuyển mạch 2 đốt loại T-S hoặc S-T chỉ phù hợp với các tổng đài có dung lượng nhỏ và trung bình. Thông dụng nhất hiện nay là trường chuyển mạch có cấu trúc 3 đốt kiểu T-S-T, S-T-S được sử dụng cho các tổng đài có dung lượng trung bình và lớn. Để đảm bảo về mặt tổn thất ta phải chú ý nhiều đến tầng ra. Do trường chuyển mạch không gian thường có cấu trúc kiểu tổn thất, vì vậy mà nó không thích hợp cho các tổng đài có dung lượng lớn. Trường chuyển mạch T-S-T có cấu trúc không tổn thất hoặc tổn thất nhỏ, vì vậy mà chuyển mạch T-S-T thường được sử dụng cho các tổng đài có cấu trúc chuyển mạch lưu thoát lượng tải lớn. Đối với các trường chuyển mạch cần lưu thoát lượng tải lớn hơn có thể sử dụng các loại chuyển mạch có cấu trúc T-S-S-T hoặc T-S-S-S-T. Việc chọn trường chuyển mạch có cấu trúc loại nào ngoài việc căn cứ vào độ tổn thất, dung lượng, còn phụ thuộc vào các nhân tố khác nữa như: tính phức tạp, độ linh hoạt, khả năng phát triển dung lượng… 3.5.2 Trường chuyển mạch ghép loại T-S a. Cấu tạo Một khối chuyển mạch T-S gồm một chuyển mạch thời gian trên mỗi một ngõ nhập của một chuyển mạch không gian đơn. Trên hình vẽ là: 3 chuyển mạch thời gian và một chuyển mạch không gian có ma trận kích thước 3 * 3. Trong trường hợp này ta sử dụng các chuyển mạch thời gian điều khiển đầu ra, có nghĩa là: sự viết vào chuyển mạch thời gian được thực hiện một cách tuần tự theo chu kỳ đếm , dưới sự điều khiển của một bộ đếm khe thời gian và sự đọc ra được thực hiện dưới sự điều khiển của bộ điều khiển trung tâm thông qua các bộ nhớ điều khiển( hay bộ nhớ kết nối: CM). A1, A2, A3 : Là các bus nhập của khối chuyển mạch. B1, B2, B3 : Là các bus xuất của khối chuyển mạch. SM-A1, SM-A2, SM-A3, CM-A1, CM-A2, CM-A3: Lần lượt là các bộ nhớ lưu thoại ( bộ nhớ dữ liệu ) và các bộ nhớ kết nối ( bộ nhớ điều khiển ) của 3 khối chuyển mạch thời gian đầu vào. Chuyển mạch không gian có các bộ nhớ của chuyển mạch điều khiển theo hướng cột. CM-B1, CM-B2, CM-3: Là các cột nhớ điều khiển của các chuyển mạch không gian. SM-A1 CM-B1 CM-B2 CM-B3 TS5 TS40 B1 B2 B3 … … … … … 05 … (05) 3 CM-A1 SM-A3 CM-A3 A1 A3 40 05 TS40 40 Cấu tạo của trường chuyển mạch T-S b.Nguyên lý hoạt động Các cuộc gọi được thiết lập qua trường chuyển mạch T- S được thực hiện như sau: Qua chuyển mạch thời gian các khe thời gian trong các tuyến PCM nhập và PCM xuất được chuyển đổi cho nhau theo nguyên lý điều khiển đầu ra. Còn chuyển mạch không gian có nhiệm vụ kết nối các bus nhập và bus xuất. Ví dụ: Giả sử thuê bao chủ gọi được phân phối cho khe thời gian TS5 trên bus nhập A3, thuê bao bị gọi được phân phối trong khe thời gian TS40 trên bus xuất B1. Quá trình thực hiện chuyển mạch như sau: -Tại trường chuyển mạch thời gian nội dung của khe thời gian TS5 được ghi vào ngăn nhớ thứ ” 05 “ của bộ nhớ lưu thoại SM-A3. Đồng thời ngăn nhớ số “ 40 “ của bộ nhớ kết nối CM-A3 được lấy ra chứa địa chỉ của ngăn nhớ thứ “ 05 “ dưới dạng các bít nhị phân. Trong khoảng thời gian TS5 thì khe thời gian TS5 trên bus nhập A1 được nối tới khe thời gian TS40 trên bus xuất của chuyển mạch thời gian thứ nhất. Căn cứ vào nội dung địa chỉ chứa trong ngăn nhớ số “ 40 “ bộ điều khiển trung tâm thông qua bộ nhớ kết nối sẽ phát lệnh đọc nội dung của ngăn nhớ có địa chỉ trên vào khe thời gian thứ “ 40 “. Sau đó nội dung của từ mã chứa trong khe thời gian TS40 được truyền vào chuyển mạch không gian trên bus nhập A3. -Đến trường chuyển mạch không gian, khi có khe thời gian TS40 đến thì, ngăn nhớ thứ “ 40 “ của cột nhớ điều khiển CM-B1 được lấy ra ghi địa chỉ của tiếp điểm “ thứ 3 “ của cột B1 trong chuyển mạch không gian. Kết quả là, trong khoảng thời gian TS40 nội dung chứa trong khe thời gian TS40 trên bus nhập A3 được truyền qua chuyển mạch không gian đến bus xuất B1. Quá trình kết nối giữa TS5/A3 đến TS40/ B1 được lặp đi lặp lại trên mỗi khung cho đến khi cuộc gọi kết thúc (nội dung của bộ nhớ CM-A3 và CM-B1 thay đổi). Nhận xét: Mặc dù, khối chuyển mạch T-S có dung lượng lớn hơn chuyển mạch một tầng “ T “, nhưng chuyển mạch T-S rất hay bị tắc nghẽn từ các khe thời gian tương ứng trên ngõ ra của chuyển mạch không gian. 3.5.3 Trường chuyển mạch ghép loại S-T a.Cấu tạo Khối chuyển mạch ghép S-T gồm: một khối chuyển mạch thời gian trên mỗi một ngõ xuất của chuyển mạch không gian đơn. Các bộ phận của chuyển mạch thời gian và chuyển mạch không gian có cấu tạo tương tự như trong khối chuyển mạch ghép T-S. Ở đây, ta xét khối chuyển mạch ghép như hình vẽ dưới đây với: 3 chuyển mạch thời gian trên 3 ngõ xuất của một chuyển mạch không gian có ma trạn kích thước cỡ 3 * 3. Các chuyển mạch thời gian điều khiển theo nguyên tắc đầu ra, còn chuyển mạch không gian có bộ nhớ điều khiển được điều khiển theo hướng hàng. b.Nguyên lý hoạt động. Các cuộc kết nối được thực hiện qua trường chuyển mạch S-T như sau: Qua trường chuyển mạch không gian thì các khung thời gian trên các bus nhập và trên các bus xuất của chuyển mạch không gian được kết nối trong khoảng thời gian của khe thời gian cần chuyển đổi. Qua trường chuyển mạch thời gian thì các khe thời gian trong các tuyến PCM đầu vào và đầu ra được chuyển đổi theo nguyên tắc điều khiển đầu vào. Ví dụ: Giả sử thuê bao chủ gọi được phân phối cho khe thời gian TS10 trên bus nhập A2, thuê bao bị gọi được phân phối trong khe thời gian TS45 trên bus xuất B1. Quá trình thực hiện chuyển mạch như sau: -Tại trường chuyển mạch không gian, khi có khe thời gian TS10 đến thì, ngăn nhớ thứ “ 10 “ của cột nhớ điều khiển CM-A2 được lấy ra ghi địa chỉ của tiếp điểm “ số 1 “. Kết quả là, trong khoảng thời gian TS10 nội dung chứa trong khe thời gian TS10 trên bus nhập A2 được truyền qua chuyển mạch không gian đến bus nhập A2 của chuyển mạch không gian nhưng ở đầu ra, sau đó khe thời gian TS10 được đưa tới đầu vào của chuyển mạch thời gian thứ nhất. -Tai trường chuyển mạch thời gian nội dung của khe thời gian TS10 được ghi vào ngăn nhớ thứ ” 10 “ của bộ nhớ lưu thoại SM-B1. Đồng thời, ngăn nhớ số “ 45 “ của bộ nhớ kết nối CM-B1 được lấy ra chứa địa chỉ của ngăn nhớ thứ “ 10 “ dưới dạng các bít nhị phân. Trong khoảng thời gian TS10 thì khe thời gian TS10 tại khung đầu vào của chuyển mạch thời gian được nối tới khe thời gian TS45 trên bus xuất B1. Căn cứ vào nội dung địa chỉ chứa trong ngăn nhớ số “ 45 “ bộ điều khiển trung tâm thông qua bộ nhớ kết nối sẽ phát lệnh đọc nội dung của ngăn nhớ có địa chỉ trên vào khe thời gian thứ “ 45 “. Quá trình kết nối giữa TS10/A2 đến TS45/ B1 được lặp đi lặp lại trên mỗi khung cho đến khi cuộc gọi kết thúc (nội dung của bộ nhớ CM-A2 và CM-B1 thay đổi). Nhận xét: Mặc dù chuyển mạch S-T có dung lượng lớn hơn và có ưu điểm hơn hẳn vê vấn đề tắc nghẽn so với chuyển mạch không gian đơn (S). Tuy nhiên, nó vẫn có đặc trưng tắc nghẽn cố hữu, đó là mỗi ngõ nhập của chuyển mạch không gian chỉ có thể truy cập đến một bus xuất trong chuyển mạch thời gian của bất kỳ khe thời gian nào. TS45 CM-B2 10 B1 A3 A2 A1 ST10 CM-A1 1 CM-A3 Chuyển mạch không gian CM-B2 SMB2 CM-B3 CM-A2 Cấu tạo của trường chuyển mạch S-T 3.5.4 Trường chuyển mạch ghép loại T-S-T. Trường chuyển mạch T-S-T làm việc theo nguyên lý chuyển mạch thời gian nên không sinh tổn thất, vì các đốt ngoài là các trường chuyển mạch thời gian ( T ) nên không sinh ra tổn thất, đốt chuyển mạch không gian ở giữa được cấu trúc theo kiểu không tổn thất hoặc tổn thất nhỏ, do đó trường chuyển mạch loại này được dùng hiệu quả cho cấu trúc chuyển mạch lưu thoát lượng tải lớn và đang được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Sơ đồ chuyển mạch T-S-T được xây dựng theo cấu trúc module. Mỗi module có 2 tầng chuyển mạch cấp T và một tầng chuyển mạch cấp S. Cấu trúc trường chuyển mạch loại này có ưu điểm là các module chuyển mạch độc lập với nhau, do đó cho phép mở rộng dung lượng chuyển mạch tùy ý. Các tầng chuyển mạch thời gian còn tầng chuyển mạch không gian làm nhiệm vụ trao đổi các tuyến PCM đầu vào và các tuyến PCM đầu ra. Cấu trúc tổng quát của chuyển mạch ghép T-S-T có n tuyến PCM đầu vào và n tuyến PCM đầu ra, như vậy, các tầng đầu vào và đầu ra có n bộ chuyển mạch thời gian. Tầng chuyển mạch không gian có ma trận chuyển mạch kích thước n*n. Giả sử trong mỗi khung tín hiệu được ghép R kênh thời gian thì trường chuyển mạch T-S-T có dung lượng là R * n. Vì vậy, ta có thể đấu mối bất kì khe thời gian nào của tuyến dẫn PCM đầu vào tới bất kì khe thời gian nào của tuyến dẫn PCM đầu ra. Trong các tổng đài nội hạt trường chuyển mạch là “loại gập” thì các tuyến PCM đầu ra được đấu nối quay về các tuyến PCM đầu vào qua thiết bị ghép. Còn đối với trường chuyển mạch của tổng đài chuyển tiếp là “loại không gập” thì các tuyến PCM đầu vào và PCM đầu ra hoàn toàn tách biệt với nhau. Thực tế, trong các tổng đài điện tử số hiện nay cấu trúc trường chuyển mạch cho cả 2 loại tổng đài: nội hạt và chuyển tiếp nên trường chuyển mạch là kết hợp giữa loại “ Gập “ và loại “ không gập “. Thiết bị tập trung T S T PCM Thu PCM phát 1 2 n Cấu trúc của trường chuyển mạch T-S-T … … … … Ta xét trường chuyển mạch T-S-T sau: Khối chuyển mạch không gian sử dụng ma trận có kích thước 4 * 4 Phần chuyển mạch thời gian đầu vào có 4 chuyển mạch thời gian là: IT0, IT1, IT2, IT3. Phần chuyển mạch thời gian đầu ra có 4 chuyển mạch thời gian là: OT0, OT1, OT2, OT3. Trong trường chuyển mạch loại này thường sử dụng các khe thời gian của các tuyến PCM trung gian. Số lượng các khe thời gian của các tuyến PCM trung gian bằng số lượng các khe thời gian của các tuyến PCM đầu vào. Như vậy, từ các chuyển mạch thời gian đầu vào (IT) nối tới chuyển mạch không gian (S) và từ chuyển mạch không gian (S) nối tới các chuyển mạch thời gian đầu ra (OT) đều bằng các tuyến PCM trung gian. S 4 * 4 IT0 IT1 IT2 IT3 OT0 OT1 OT2 OT3 PCMi0 PCMi1 PCMi2 PCMi3 PCMo0 PCMo1 PCMo2 PCMo3 TS4 TS10 TS10 TS6 TS6 TS11 TS11 TS4 Trường chuyển mạch T-S-T Có 4 đầu vào và 4 đầu ra Ví dụ: Giả sử thuê bao chủ gọi được phân phối trong khe thời gian TS4 của tuyến PCMi0 và thuê bao bị gọi được phân phối trong khe thời gian TS6 của tuyến PCMi3. Trong quá trình chuyển mạch qua các bộ chuyển mạch thời gian để chuyển tiếp đến bộ chuyển mạch không gian và từ bộ chuyển mạch không gian đến các bộ chuyển mạch thời gian thường sử dụng các khe thời gian trung gian. Trong ví dụ này ta chọn: Khe thời gian TS10 làm khe thời gian trung gian cho hướng từ thuê bao chủ gọi đến thuê bao bị gọi (Từ TS4/ PCMi0 đến TS6/ PCMi3). Khe thời gian TS11 làm khe thời gian trung gian cho hướng từ thuê bao bị gọi đến thuê bao chủ gọi (Từ TS6/ PCMi3 đến TS4/ PCMi0). Quá trình thực hiện chuyển mạch như sau: Quá trình tin từ thuê bao chủ gọi đến thuê bao bị gọi: Nội dung của khe thời gian TS4 của tuyến PCMi0 qua khối chuyển mạch thời gian IT0 nó được chuyển đến khe thời gian TS10 của tuyến PCM trung gian “ 0 “. Sau đó qua chuyển mạch không gian lúc này tuyến PCM trung gian “ 0 “ được nối tới tuyến PCM trung gian “ 3 “, nhưng tại đầu vào của khối chuyển mạch thời gian OT3 và vẫn giữ nguyên tin tại khe thời gian TS10. Qua khối chuyển mạch thời gian OT3 nội dung tin ở khe thời gian TS10 được chuyển đến khe thời gian TS6 của tuyến PCMo3 sau đó được đưa tới phía thu của khối tập trung thuê bao và đến thuê bao bị gọi. Quá trình truyền tin từ thuê bao bị gọi đến thuê bao chủ gọi: Để đấu nối các tuyến thông tin giữa thuê bao bị gọi đến thuê bao bị gọi đến thuê bao chủ gọi (Từ TS6/ PCMi3 đến TS4/ PCMi0), thì nội dung thông tin ở khe thời gian TS6 của tuyến PCMi3 sau khi qua chuyển mạch thời gian IT3 nó được chuyển đến khe thời gian TS11 của tuyến PCM trung gian “ 3 “. Sau đó qua chuyển mạch không gian nội dung thông tin ở khe thời gian TS11 được chuyển đến khung PCM trung gian “ 0 “ ở đầu vào của chuyển mạch thời gian OT0 nhưng vẫn là khe thời gian TS11. Qua chuyển mạch thời gian OT0 nội dung tin từ khe thời gian TS11 của tuyến PCM trung gian “ 0 “ được chuyển sang khe thời gian TS4 của PCMo0 và thông tin tại đây được thuê bao chủ gọi tiếp nhận. 3.5.5 Trường chuyển mạch ghép loại S-T-S A-Cấu tạo: Một khối chuyển mạch S-T-S gồm: 2 chuyển mạch không gian được bố trí ở ngõ vào, ngõ ra và các chuyển mạch thời gian ở giữa. Mỗi chuyển mạch thời gian có các bus nhập được kết nối với các bus xuất của chuyển mạch không gian đầu vào và có các bus xuất được kết nối với các bus nhập của chuyển mạch không gian đầu ra. Trên hình vẽ trang sau, ta mô tả chuyển mạch S-T-S có 2 chuyển mạch không gian đầu vào và đầu ra có ma trận kích thước 3*3 với 3 chuyển mạch thời gian ở giữa. B-Nguyên lý hoạt động -Hai chuyển mạch không gian có nhiệm vụ chuyển đổi các khe thời gian có cùng chỉ số nhưng ở các khung khác nhau, còn các chuyển mạch thời gian có nhiệm vụ chuyển đổi nội dung giữa các khe thời gian khác nhau trong cùng một khung. -Chuyển mạch không gian đầu vào được kết nối với chuyển mạch thời gian trong thời gian của khe thời gian nhập, còn chuyển mạch không gian đầu ra được kết nối với chuyển mạch thời gian trong thời gian của khe thời gian xuất. Ta xét ví dụ sau: Giả sử ta cần kết nối khe thời gian TS10/A1 tới khe thời gian TS45/C1 *Trong ví này ta chọn: -Chuyển mạch không gian đầu vào điều khiển theo hướng hàng. -Chuyển mạch không gian đầu ra điều khiển theo hướng cột. -Chuyển mạch thời gian điều khiển theo nguyên lý đầu ra. *Trong thời gian của khe thời gian ở bus nhập (TS10) thì chuyển mạch không gian đầu vào được kết nối tới chuyển mạch thời gian. *Trong thời gian của khe thời gian ở bus xuất (TS45) được chỉ định, hệ thống điều khiển có thể điều khiển chọn bất kỳ một chuyển mạch thời gian nào có khe thời gian nhập (TS10) và khe thời gian xuất (TS45) tự do để tham gia vào quá trình kết nối. Trong ví dụ này, ta chọn chuyển mạch thời gian thứ 3 tham gia vào quá trình kết nối. Trong thời gian TS10 Bus A1 được kết nối tới Bus B3 thông qua toạ độ tiếp điểm của hàng thứ nhất và cột thứ ba trong chuyển mạch không gian ngõ nhập. Do đó, vị trí thứ “10” của chuyển mạch A1 chứa địa chỉ của toạ độ tiếp điểm của hàng thứ nhất và cột thứ ba ( dưới dạng nhị phân). Đến chuyển mạch thời gian nội dung của khe thời gian TS10 được ghi vào ngăn nhớ thứ “10” ._.