Tổng quan về tổng đài SPC

ông báo thông qua hệ thống thông tin đường bộ trong toàn quốc. Từ cuối thế kỷ 18 đến thế lỷ 19, công nghệ phát thanh và truyền thông bằng điện đã được phát triển và bắt đầu được dùng rộng khắp. Đài phát thanh và truyền hình được phát minh vào thời gian này đã làm thay đổi thế giới của chúng ta rất nhiều. Lần lượt các phát minh lớn khác và các phát hiện liên quan đến công nghệ thông tin điện tử đã xảy ra trong suốt 160 năm qua. Vào năm 1820, Georgo Ohm đã đưa ra công thức phương trình toán học để giải thích các tín hiệu điệ chạy qua một dây dẫn rất thành công. Năm 1830, Michall Faraday đã tìm ra định luật dẫn điện từ trường bằng. Năm 1850, đại số Bôlean của Georgo Boolers đã tạo ra nền móng cho lôgic học và phát triển các rơle điện. Chính vào khoảng thời gian này khi các đường cáp đầu tiên xuyên qua Đại Tây Dương để đánh điện tín được lắp đặt. James Clerk Maxwell đã đưa ra học thuyết điện từ trường bằng các công thức toán học vào năm 1870. Căn cứ vào học thuyết này, Henrich Hertz đã truyền đi và nhận được sóng vô tuyến thành công bằng cách dùng điện trường lần đầu tiên trong lịch sử. Tổng đài điện thoại đầu tiên được thiết lập vào năm 1876 ngay sau khi Alexander Grahm Bell phát minh ra điện thoại. Trong thế kỷ 21, việc phát triển và áp dụng có tính thực tế về công nghệ liên quan đang tiếp tục phát triển nhanh chóng. Năm 1900, Einstain - một nhà vật lý nổi tiếng về học thuyết tương đối, đã viết rất nhiều tài liệu quan trọng về vật lý chất rắn, thống kê học, điện từ trường, và cơ học lượng tử. Vào khoảng thời gian này phòng thí nghiệm Bell của Mỹ đã phát minh và sáng chế ra ống phóng điện cực cho các kính thiên văn xoay được và Lede Forest trở thành người khởi xướng trong lĩnh vực vi mạch điện tử thông qua phát minh của ông ta về một ống chân không ba cực. Việc này được tiếp theo bằng phát minh một hệ thống tổng đài tương tự tự động có khả năng hoạt động không cần bảng chuyển mạch. Năm 1910, Erwin Schrodinger đã thiết lập nền tảng cho cơ học lượng tử thông qua công bố của ông ta về cân bằng sóng để giải thích cấu tại nguyên tử và các đặc điểm của nguyên tử và R.H. Goddard đã chế tạo thành công tên lửa bay bằng phản lực chất lỏng. Đồng thời, vào khoảng thời gian này, phát thanh công cộng được bắt đầu bằng cách phát sóng. Năm 1920, Harold S. Black của phòng thí nghiệm nghiên cứu Bell đã phát minh ra một máy khuếch đại phản hồi âm bản mà ngày nay vẫn còn dùng trong lĩnh vực viễn thông và công nghệ điện toán. V.K.Zworykin của RCA, Mỹ đã phát minh ra đèn hình bằng điện cho vô tuyến truyền hình, và các cáp đồng trục - phương tiện truyền dẫn có hiệu quả hơn các loại dây đồng bình thường, đã được sản xuất. Năm 1929, dịch vụ phát sóng truyền hình đầu tiên đựoc bắt đầu lần đầu tiên trong lịch sử và năm 1930, Claude Schannon của phòng thí nghiệm Bell, bằng cách sử dụng các công thức toán học tiên tiến đã thành công trong việc đặt ra học thuyết thông tin để định lượng thông tin tối đa mà một hệ thống viễn thông có thể xử lý vào một thời điểm đã định. Học thuyết này đã được phát triển thành học thuyết truyền thông số. Đồng thời rađa đã được phát minh trong thời kỳ này. Năm 1940, phòng thí nghiệm Bell đã đặt nền móng cho các chất bán dẫn có độ tích hợp cao. Ngày nay, qua việc phát minh ra đèn ba cực và Howard Aikem của đại học Howard, cùng cộng tác với IBM, đã thành công trong việc lắp đặt một máy điện toán đầu tiên có kích thước là 50 feet và 8 feet. Sau đó ít lâu, J.Presper Ecker và John W.Mauchly của đại học Pennsylvania lần đầu tiên đã phát triển máy điện toán có lưu giữ chương trình. PCBs được đưa vào những năm 50, đã làm cho việc tích hợp các mạch điện tử có thể thực hiện được. Cùng trong năm đó, RCA đã phóng thành công vệ tinh nhân tạo vào không trung và Laze dùng cho truyền thông quang học đã được phát minh. Vào những năm 60, các loại LSIs, các máy điện toán mini có bộ nhớ kiểu bong bóng, cáp quang và máy phân chia thời gian được phát triển và thương mại hoá một cách thành công vào các năm 70, các loại CATVs hai hướng, đĩa Video, máy điện toán đồ hoạ, truyền ảnh qua vệ tinh, và các hệ thống tổng đài điện tử hoá toàn bộ được đưa ra. Với sự phát triển của xã hội định hướng thông tin, các dịch vụ thông tin điện thoại, thông tin số liệu, truyền dẫn hình ảnh thông tin di động ngày càng trở nên đa dạng. Sự phát triển của công nghệ thông tin bao gồm cả truyền dẫn cáp quang, kỹ thuật số, kỹ thuật hệ thống vệ tinh mật độ cao, kỹ thuật mạch bán dẫn v.v... đã được phát triển một cách đáng kể, và các mạng thông tin đã được nâng cấp về tính năng và mức độ phát triển. Kỹ thuật cơ bản cần thiết để xây dựng các mạng thông tin có tính năng hoạt động tốt, gọi là kỹ thuật số, một thuật ngữ bao hàm kỹ thuật truyền dẫn số, kỹ thuật mạch bán dẫn mật độ cao và kỹ thuật xử lý tín hiệu số. Trung tâm của mạng thông tin sử dụng kỹ thuật số là tổng đài số. (Tổng đài là trung tâm xử lý tín hiệu các cuộc gọi nhằm thoả mãn nhu cầu thông tin của các đối thượng sử dụng). Tổng đài số có các mạch bán dẫn mật độ cao, thực hiện chuyển mạch các tín hiệu âm thanh tương tự đã được số hoá dưới dạng các bit 0 và bit 1. Sự phát triển nhảy vọt của công nghệ viễn thông điện tử đến mức nó đã cách mạng hoá các phương tiện thông tin truyền thông vốn đã sơ khai hơn một thế kỷ trước. Ngày nay các phương tiện viễn thông điện tử được xem như là một phương tiện kinh tế nhất có được để trao đổi tin tức và các số liệu. Ngoài ra song song với tăng trưởng về xã hội kinh tế, việc hình thành các phương tiện cần thiết cho viễn thông điện tử đã trở nên phức tạp hơn và có khuynh hướng kỹ thuật cao nhằm đáp ứng nhu cầu gia tăng về các dịch vụ có chất lượng cao và dịch vụ viễn thông tiên tiến hơn; mặc dù vậy các thiết bị có thể được hình thành theo các cách khác nhau và có các mức độ phức tạp khác nhau theo các yêu cầu của người sử dung, nhưng về cơ bản thì chúng được mô phỏng như sau (Hình 1.1): TT: Thông tin TH: Tín hiệu Vẽ sơ đồ (Hình 1.1) + Nguồn thông tin: Con người hay máy để phát ra thông tin cần truyền đi, thông tin phát ra được phân loại thành tiếng nói, mã và hình ảnh (ký tự, ký hiệu và hình ảnh). + Thiết bị truyền: Bộ phận hay thiết vị để truyền thông tin phát ra thành các tín hiệu để được truyền đi qua đường truyền dẫn. + Đường truyền dẫn: Một phương tiện để truyền các tín hiệu từ thiết bị truyền dẫn đến thiết bị nhận; các loại cáp đồng trục, cáp quang, không gian, và các hướng sóng được dùng rộng rãi trong mục đích này. Các tín hiệu được gửi đi qua đường truyền bị nhiễu bởi các yếu tố như tiếng ồn. + Thiết bị nhận: Là một bộ phận hay thiết bị dùng để biến đổi các tín hiệu đã nhận được thành các tín hiệu ban đầu. + Người sử dụng: Là con người hay máy nhận thông tin đã được phục hồi từ thiết bị nhận. Hệ thống viễn thông điện tử được sử dụng phổ biến nhất là hệ thống thông tin điện thoại, trong đó con người là nguồn thông tin cũng là người sử dụng, vòn máy điện thoại dùng làm thiết bị truyền, thiết bị nhận. Hiện nay loại máy dịch vụ thông tin trong đó có máy hoạt động như nguồn thông tin và con người như là người sử dụng có nhu cầu cao. Ngoài ra, việc giao tiếp giữa máy và máy như việc trao đổi số liệu cũng đang hoạt động, các quá trình trao đổi thông qua giao diện giữa người với máy và giữa máy với máy như trong trường hợp các phương pháp thông thường, sẽ trở nên ngày càng thông dụng hơn. vẽ sơ đồ( Hình 1.2) Cùng với các dịch vụ viễn thông điện tử thông dụng dựa trên cơ sở các hệ thống điện thoại và điện tín hoạt động một cách độc lập thông qua việc sử dụng mạng lưới thuê bao điện thoại, mạng lưới chuyển mạch rơle điện tín, và mạng lưới thuê bao điện tín, một số các phương tiện có độ phức tạp cao và rất mạnh ngày càng tăng lên như các phương tiện truyền số liệu và hình ảnh để truyền thông tin các loại và cho phép thực hiện các dịch vụ phi điện thoại đang được lắp đặt và vận hành, đang cách mạng hoá cuộc sống của chúng ta. Dịch vụ phi điện thoại được đưa ra hiện nay yêu cầu các thiết bị và phương tiện viễn thông tiên tiến và chuyên môn hoá cao dộ. Thực tế này càng trở nên rõ ràng hơn khi chúng ta kiểm tra các loại tần số hiện đang dùng; không giống như các phương tiện phổ thông chủ yêu cầu các đường dùng tín hiệu 4 KHz cho các loại dịch vụ, các dải tần 1 - 4 MHz, 12 - 240 KHz đang được sử dụng một cách tương ứng cho Video, các số liệu tốc độ vừa và cao, truyền FAX để đáp ứng các đặc tính dịch vụ của chúng, đồng thời khi cung cấp một dịch, các tần số khác nhau có thể được sử dụng để có kết quả tối ưu, theo đó, việc thiết lập nhiều mạng lưới viễn thông khác nhau, sử dụng các dải tần khác nhau và các dịch vụ khác nhau là điều không thực tế và không kinh tế. Do vậy, một nhu cầu cấp bách là phát triển công nghệ các mạng lưới viễn thông với dung lượng có thể giao tiếp được với nhau, có khả năng xử lý các loại dịch vụ khác nhau để có thể đưa ra sử dụng trong tương lai gần. Với mục đích này, các nhà nghiên cứu và kỹ sư tham gia vào lĩnh vực này đang cố gắng kết hợp các mạng lưới viễn thông hiện nay một cách có hệ thống và có hiệu quả. Xu hướng gần đây có đặc điểm là tăng nhu cầu đối với mạng lưới số. Phương pháp PCM-24 đã được thương mại hoá một cách thành công, vì vậy chứng minh rằng truyền dẫn số là kinh tế hơn nhiều so với phương pháp truyền dẫn tương tự. Kể từ đó, các hệ thống tổng đài số sử dụng hệ thống truyền dẫn số đã được lắp đặt và vận hành một cách rộng rãi. Những ưu điểm của mạng lưới viễn thông số là: - Khi sử dụng hệ thống tổng đài tương tự và đường truyền dẫn số, bộ mã hoá và bộ giải mã được sử dụng cho các dịch vụ thoại để biến đổi các tín hiệu ngược lại thành tiếng nói tại thời điểm chuyển mạch. - Khi sử dụng hệ thống tổng đài số và đường truyền dẫn số, chỉ cần có một thiết bị đầu cuối với khả năng thực hiện chức năng đơn giản vì các tín hiệu số đã được đấu nối ở mức ghép kênh. Một ưu điểm của việc sử dụng hệ thống tổng đài số là nó làm tăng chất lượng truyền dẫn. Trong mạng lưới điện thoại số, các tín hiệu đã được mã hoá tại tổng đài chủ gọi được giải mã, sau đó được mã hoá tại tổng đài trung chuyển và cuối cùng được gửi đến tổng đài bị gọi. Do đó, bằng cách sử dụng phương pháp này, có thể tránh được việc tăng tiếng ồn phát ra khi chuyển các tín hiệu tương tự thành các tín hiệụ số. Ngoài ra, do đường truyền dẫn số trải qua ít thay đổi về mức hơn là đường truyền dẫn tương tự, hiện tượng mất đường truyền sẽ có thể đạt nhỏ hơn. Để thực hiện mục đích này, nếu sử dụng một đường truyền dẫn số giữa hai tổng đài, thì sự mất đường truyền có thể giảm bớt từ 10dB xuống còn 6 dB. Đồng thời, trong mạng điện thoại số, đối với một đường điện thoại 64 kbps (kilo bit per second) được dùng như tốc độ bit cơ sở; các số liệu, fax, và thông tin video có tốc độ nhỏ hơn mức bit này có thể được gửi đi một cách tương đối dễ dàng hơn thông qua mạng điện thoại số. Như đã nêu, các thiết bị có thể được chia sẻ theo các yêu cầu dịch vụ và vì thế có thể được sử dụng một cách linh hoạt để ứng dụng cho các loại dịch vụ hiện đang tồn tại cũng như các dịch vụ mới. Các nhà nghiên cứu và các kỹ sư ở các nước tiên tiến đang cố gắng phát triển loại mạng truyền thông số này. Tiến trình thực hiện được trong công nghệ số được giải thích ở hình 1.3. Một đường truyền số được sử dụng giữa hai tổng đài trong mạng lưới tích hợp số được mô phỏng trong sơ đồ. Đồng thời mạng ISDN (Integrated Services Digital Network - Mạng số đa dịch vụ) cũng được phát triển, trong đó các dịch vụ tích hợp được cung cấp với các thiết bị đầu cuối được số hoá. Ngoài ra, do các loại dịch vụ viễn thông đưa ra ngày càng trở nên phong phú, một phạm vi rộng các thiết bị đầu cuối, một trong ba thành phần quan trọng trong mạng lưới viễn thông, chủ yếu là thiết bị đầu cuối, đường truyền dẫn và các thiết bị tổng đài, hiện nay được sử dụng rộng rãi. Hầu hết các thiết bị đầu cuối công cộng hiện nay đều được thiết kế để vận hành càng dễ càng tố, tuy nhiên một số thiết bị đầu cuối này gọi là các thiết bị đầu cuối tích hợp, được trang bị với các tính năng tiên tiến dùng cho các dịch vụ đặc biệt. Từ đó, việc sử dụng truyền thông sẽ trở nên đa dạng hoá hơn, và việc cố gắng phát triển công nghệ phù hợp cho các mục đích đó cũng sữ được thực hiện. vẽ sơ đồ (Hình 1.3) 1.3- Mạng và dịch vụ viễn thông 1.3.1- Mạng viễn thông a. Định nghĩa: Mạng viễn thông là tập hợp các trang thiết bị kỹ thuật để tạo điều kiện trao đổi thông tin theo yêu cầu của các đối tượng trong mạng. b. Các thành phần trong mạng: * Thiết bị đầu cuối thông tin (Terminal Equipment): Là nơi phát và nhận thông tin. * Các trung tâm thông tin: Là nơi thu thập và xử lý thông tin nhằm phân phối cho các đối tượng có nhu cầu trong mạng. * Mạng truyền dẫn thông tin: Được sử dụng để liên kết các thiết bị đầu cuối thông tin với các trung tâm thông tin và giữa các trung tâm thông tin được gọi là đường dây thuê bao. (ở đây thuê bao có cả thuê bao cá nhân và mạng thuê bao địa phương), nhưng hiệu suất sử dụng thường là thấp (được tính theo thời gian sử dụng trên một khoảng thời gian xét). Đường nối giữa các trung tâm thông tin với nhau được gọi là các đường trung kế). Thuê bao: (Hình 1.4) Vẽ sơ đồ hình 1.4 ; 1.5 * Phần mềm của mạng (Kỹ thuật mạng): Mô tả sự liên kết 3 nhóm thiết bị trên theo kiều nào. Bao gồm các hệ thống báo hiệu, các giao thức mạng, các quy chuẩn để 3 nhóm thiết bị trên hoạt động có hiệu quả. 1.3.2- Dịch vụ viễn thông a. Định nghĩa: Là phương tiện để liên kết thông tin với nhau diễn ra dưới 3 dạng (Tiếng nói, chữ viết, hình ảnh) được biến đổi thành tín hiệu điện để truyền đi và gọi là thông tin điện. - Phục vụ trao đổi thông tin bằng tiếng nói được gọi là mạng điện thoại truyền thanh. - Phục vụ trao đổi thông tin bằng chữ viết được gọi là mạng FAX, Điện báo, Truyền số liệu. - Phục vụ trao đổi thông tin bằng hình ảnh được gọi là mạng truyền hình ảnh. Ngoài ra còn có mạng Điện báo TELEX, mạng in ấn từ xa. Tất cả đều được gọi chung là dịch vụ viễn thông và được chuẩn hoá chất lượng QOS (Quality of Service - Chất lượng của dịch vụ). b. Đặc điểm của dịch vụ viễn thông: * Thông tin có địa chỉ: Là thông tin phải được gửi đến một địa chỉ nào đó. * Thông tin không có địa chỉ: Là thông tin được phủ sóng cho một vùng không gian nào đó hay còn gọi là thông tin quảng bá. *Thông tin có tính một chiều: Như thông tin sử dụng để thông báo, thông tin quảng bá,... * Thông tin có tính hai chiều: Như thông tin thoại,... * Xem xét thông tin có bị trễ theo thời gian hay không. Tất cả các thông tin trên đều là thông tin điện. c. Mạng đa dịch vụ: Là một phương tiện kỹ thuật tốt nhất mà nó có thể cung cấp nhiều loại dịch vụ cho hệ thống viễn thông nhằm thoả mãn nhu cầu của các đối tượng sử dụng. Chương II Tổng đài số và mạng lưới giữa các tổng đài 2.1- Tổng đài số 2.1.1- Sơ đồ khối: Về cơ bản, tổng đài số gồm có một mạng chuyển mạch, thiết bị báo hiệu, bộ phối ghép, khối bảo dưỡng và một bộ điều khiển (Hình 2.1). vẽ sơ đồ (Hình 2.1). Cả tổng đài là một hệ thống, một hệ thống có thể chia ra nhiều phân hệ (gọi là các hệ thống con), tuỳ theo mục đích sử dụng của con người (có nghĩa là tổng đài có thể chia ra nhiều khối hơn hay ít khối hơn). Tổng đài tương tự chuyển mạch các tín hiệu âm thanh tương tự, như dạng vốn có của nó và tự sử dụng các chuyển mạch điện cơ như các bộ chuyển mạch ngang dọc và các bộ chuyển mạch lớn cấu thành mạng chuyển mạch. Còn tổng đài số đấu nối thông tin số 0 và 1 từ các mạch tổ hợp bán dẫn như các LSI. Do vậy, các chuyển mạch số sử dụng các phần tử chuyển mạch như các bộ nhớ bán dẫn và các mạch cổng. 2.1.2- Các chức năng của hệ thống tổng đài: Mặc dù các hệ thống tổng đã được nâng cấp rất nhiều từ khi có được phát minh ra các chức năng cơ bản của nó như đã xác định các cuộc gọi của thuê bao, kết nối với thuê bao bị gọi và sau đó tiến hành phục hồi lại khi các cuộc gọi đã hoàn thành, hầu như vẫn như cũ. Hệ tổng đài dùng nhân công tiến hành các quá trình này bằng tay trong khi hệ tổng đài tự động tiến hành các việc này bằng các thiết bị điện. ở tổng đài dùng nhân công, khi một thuê bao gửi đi một tín hiệu thoại tới một tổng đài, nhân công cắm nút trả lời của đường dây bị gọi vào ổ cắm của đường dây chủ gọi để thiết lập cuộc gọi với phía bên kia. Khi cuộc gọi đã hoàn thành người vận hành rút dây nối ra và đưa về trạng thái ban đầu. Hệ tổng đài dùng nhân công được phân loại thành loại điện từ và hệ dùng ắc quy chung. Đối với loại dùng điện tử, thì thuê bao lắp thêm cho mỗi ắc quy một nguồn điện. Các tín hiệu gọi và tín hiệu hoàn thành cuộc gọi được gửi tới người thao tác viên bằng cách sử dụng từ trường. Đối với hệ dùng ắc quy chung, cuộc gọi được đơn giản chuyển đến người thao tác viên thông qua các đèn báo hiệu. Trong hệ tổng đài tự động, các cuộc gọi được phát ra và hình thành thông qua các bước (các chức năng của tổng đài) sau: Nhận dạng thuê bao chủ gọi: Xác định sau khi thuê bao nhấc ống nghe và cuộc gọi được nối với mạch điều khiển. Tiếp nhận số được quay: Khi đã được nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ gọi bắt đầu nghê tín hiệu mời quay số và sau đó chuyển số điện thoại của thuê bao bị gọi. Hệ tổng đài thực hiện các chức năng này. Kết nối cuộc gọi: Khi các số được quay ghi lại, thuê bao bị gọi đã được xác định, thì hệ tổng đài sẽ chọn một bộ các đường trung kế đến tổng đài của thuê bao bị gọi, và sau đó chọn một đường rỗi trong số thuê bao đó. Khi thuê bao bị gọi nằm trong tổng đài nội hạt, thì một đường gọi nội hạt được sử dụng. Chuyển thông tin điều khiển: Khi được nối đến tổng đài của thuê bao bị gọi hay tổng đài trung chuyển, cả hai tổng đài trao đổi với nhau các thông tin cần thiết như số thuê bao bị gọi... Kết nối trung chuyển: Trong trường hợp được nối đến là tổng đài trung chuyển. Kết nối cuộc gọi và chuyển thông tin điều khiển được nối đến trạm chố và sau đó thông tin như số thuê bao bị gọi được truyền đi. Kết nối trạm cuối: Khi trạm cuối được đánh giá là trạm nội hạt dựa trên số của thuê bao bị gọi được truyền đi, thì bộ điều khiển trạng thái máy bận của thuê bao gọi được tiến hành. Nếu máy không ở trạng thái máy bận, thì một đường nối được nối với các đường trung kế được chọn để kết nối cuộc gọi. Truyền tín hiệu chuông: Để kết nối cuộc gọi tín hiệu chuông được truyền và chờ cho đến khi có trả lời từ thuê bao bị gọi. Khi trả lời, tín hiệu chuông bị ngắt và trạng thái được chuyển thành trạng thái máy bận. Tính cước: Tổng đài chủ gọi xác định câu trả lời của thuê bao bị gọi và nếu cần thiết bắt đầu tính toán giá trị cước phải trả theo khoảng cách không gian gọi và theo thời gian gọi. Truyền tín hiệu báo bận: Khi tất cả các đường trung kế đều bị chiếm giữ theo các bước trên đây hoặc thuê bao bị gọi bận thì tín hiệu bận sẽ được truyền đến thuê cho bao chủ gọi. Hồi phục hệ thống: Trạng thái này được xác định khi cuộc gọi kết thúc. Sau đó tất cả các đường nối đều được giải phóng. Để cho tổng đài có ưu điểm hơn thì khi thiết kế cần phải xét đến các điểm cơ bản sau đây: - Tiêu chuẩn truyền dẫn: Mục đích đầu tiên của việc đấu nối điện thoại là truyền tiếng nói và theo đó là một chỉ tiêu của việc truyền dẫn để đáp ứng chất lượng gọi phải được xác định bằng cách xem xét sự mất mát khi truyền, độ rộng dải tần số truyền dẫn và tạp âm. - Tiêu chuẩn kết nối: Điều này liên quan đến vấn đề duy trì dịch vụ đấu nối cho các thuê bao. Nghĩa là, đó là chỉ tiêu về các yêu cầu đối với các thiết bị tổng đài và số các đường truyền dẫn nhằm bảo đảm chất lượng kết nối tốt. Nhằm mục đích này, một mạng lưới tuyến thích hợp có khả năng xử lý đường thông có hiệu quả với tỉ lệ cuộc gọi bị mất ít nhất phải được lập ra. - Độ tin cậy: Các thao tác điều khiển phải được tiến hành phù hợp, đặc biệt các lỗi xuất hiện trong hệ thống với các chức năng điều khiển tập trung có thể gặp phải hậu quả nghiêm trọng trong hệ thống. Theo đó, hệ thống phải có được chức năng sửa chữa và bảo dưỡng hữu hiệu bao gồm việc chẩn đoán lỗi, tìm và sửa chữa. - Độ linh hoạt: Số lượng các cuộc gọi có thể xử lý thông qua các hệ thống tổng đài đã tăng lên rất nhiều và nhu cầu nâng cấp các chức năng hiện nay đã tăng lên. Do đó, hệ thống phải đủ linh hoạt để mở rộng và sửa đổi được. - Tính kinh tế: Do các hệ thống tổng đài điện thoại là cơ sở cho việc truyền thông đại chúng, chúng phải có hiệu quả về chi phí và có khả năng cung cấp các dịch vụ thoại chất lượng cao. Căn cứ vào các xem xét trên đây, một số loại tổng đài tự động đã được triển khai và lắp đặt kể từ khi nó được đưa vào lần đầu tiên. 2.2- Mạng lưới giữa các tổng đài: 2.2.1- Cấu hình mạng: Cấu hình mạng có nghĩa là các cách ghép nối các tổng đài thành một mạng. Ghép nối không chỉ có mục đích là để cho nó hoạt động mà còn ghép nối làm sao cho nó hoạt động có hiệu quả cao nhất. a. Ghép lưới: (Hình 2.1) vẽ hình - Ưu điểm: Ghép lưới thường đơn giản, tạo mối nối trực tiếp, không có chuyển tiếp, nên nếu có sự cố xảy ra ở một tổng đài nào đó thì không ảnh hưởng đến các tổng đài khác ở trong mạng. - Nhược điểm: Trong trường hợp số lượng nút mạng (n) nhiều thì số nhóm kênh cũng tăng tỉ với n.n {Số nhóm kênh : N = n(n - 1)/2}. b. Ghép lưới: (Hình 2.2) vẽ hình - Ưu điểm: Có tổng đường ghép nối (số nhóm kênh nhỏ hơn nhiều so với cách ghép lưới). - Nhược điểm: Nếu có sự cố xảy ra ở một tổng đài nào đó thì sẽ ảnh hưởng đến toàn mạng. c. Ghép hỗn hợp: (Hình 2.3) Trong thực tế thì mạng hỗn hợp này được ứng dụng nhiều hơn, các tổng đài lớn sẽ được nối với nhau rồi bức xạ ra các tổng đài nhỏ hơn. vẽ hình 2.2.2- Các cấp của mạng lưới và tổng đài: Tuỳ vào mạng và lĩnh vực sử dụng của tổng đài mà ta chia tổng đàu ra các cấp khác nhau. Thường được chia ra 3 cấp: + Cấp quốc tế + Cấp quốc gia + Cấp nội hạt a. Mạng liên lạc quốc tế: Là mạng nối giữa các tổng đài quốc tế hoặc giữa các cổng liên lạc quốc tế giữa các quốc gia với nhau. b. Mạng liên lạc quốc gia: Một mạng quốc gia bao gồm một phân cấp của các mạng, vì vậy sự liên kết cần được cung cấp một chiến lược định tuyến cho các cuộc gọi giữa hai thuê bao bất kỳ. Trong hầu hết các quốc gia có một mạng trung kế, nó là một thực thể riêng biệt và có thể truy xuất từ các mạng hợp nối. Các trung tâm sơ cấp hình thành nên các giao tiếp giữa trung kế và các mạng hợp nối. Mỗi tổng đài cục bộ được kết nối đến một trung tâm sơ cấp là trực tiếp hoặc qua một tổng đài hợp nối. Một trung tâm sơ cấp hình thành nên bậc đầu tiên của một mạng trung kế, với các bậc khác được dùng tuỳ vào diện tích của các quốc gia và chiến lược định tuyến được dùng. c. Mạng liên lạc nội hạt: Là cấp thấp nhất trong mạng lưới viễn thông được sử dụng cho mục đích đấu nối và cung cấp dịch vụ cho các thuê bao trong phạm vi gần nhất. Chương III Tổng quan về tổng đài SPC 3.1- Giới thiệu chung 3.1.1- Giới thiệu sơ lược về tổng đài điện cơ - sự xuất hiện của tổng đài SPC. Trước đây, các tổng đài cơ điện đã sử dụng phương pháp chuyển mạch cơ điện. Các chức năng của tổng đài nhờ vào các thao tác của các rơle hay các tiếp điểm chuyển mạch kiểu từng nấc hoặc ngang dọc dưới sự khống chế của hệ thống điều khiển. Các tiếp điểm này đã được hàn nối một cách chắc chắn theo cách thức đã định trước. Các số liệu của tổng đài như: Các dịch vụ thuê bao, phiên dịch và tạo tuyến, các loại tín hiệu đặc trưng được tạo ra bằng các kiểu mạch tổ hợp lôgíc kiểu rơle đã được đấu nối cố định. Vì thế mà khi cần thay đổi các số liệu để đưa vào các dịch vụ mới cho các cấu trúc đã được đấu nối một cách chắc chắn. Vì thế mà tính linh hoạt trong công tác của tổng đài loại này rất kém, đồng thời độ tin cậy trong việc kết nối cuộc gọi cũng như dung lượng số thuê bao, các đặc tính khác của một tổng đài cơ điện không đạt yêu cầu trong nhu cầu dịch vụ thông tin cũng như sự phát triển xã hội hiện nay. Tổng đài điện thoại SPC sử dụng phương thức chuyển mạch số đã tạo ra một sự tác động to lớn đến các mạng viễn thông trên thế giới. Tổng đài SPC được đưa vào sử dụng như là các phần của truyền dẫn số tích hợp và có thể thay thế hẳn các đơn vị chuyển mạch tương tự. Các tổng đài điện tử số SPC hiện nay là sự kết hợp thành công giữa công nghệ điện tử và máy tính với điện thoại. SPC xuất hiện với những năm đầu của thập kỷ 60. Sau 2 thập kỷ phát triển và đã thành công với một hệ thống tổng đài điện tử số hoàn hảo. Tổng đài SPC công cộng đầu tiên No IESS đã được phát triển bởi phòng thí nghiệm BELL ở Mỹ vào tháng 5 năm 1965. Tổng đài loại này cần cho mỗi cuộc gọi một tuyến vật lý - một mạch đường dây riêng rẽ. Hoạt động theo phương thức này có tổn thất và không có khả năng chế tạo một tổng đài tiếp thống hoàn toàn. Từ đó người ta đã hướng công việc vào phương thức chuyển mạch hoạt động theo nguyên lý phân theo thời gian. Theo cách này thì người ta sẽ dùng mạch dây cho nhiều cuộc gọi trên cơ sở phân chia theo thời gian. Phương pháp này cho phép có thể chế tạo một tổng đài tiếp thống hoàn toàn không tổn thất. Đến năm 1970 tổng đài điện tử số đầu tiên được sản xuất và sử dụng tại Pháp. Từ năm 1974 đến 1986 là giai đoạn phát triển nhanh nhất và có hiệu quả của kỹ thuật tổng đài số. Nhiều nghiên cứu quan trọng và sự phát triển của kỹ thuật công nghệ điện tử đã cho ra các loại mạch tổ hợp vừa và lớn. Điều nay có lợi cho kỹ thuật tổng đài số và máy tính phát triển. Công việc nghiên cứu đã đóng góp nhiều cho việc cải tạo mạng viễn thông theo hướng số hoá và hợp nhất đa dịch vụ. Các tổng đài nội hạt hiện nay có dung lượng từ 1.000 đến hàng trăm nghìn thuê bao, khả năng lưu thoát tải lên tới hàng trăm nghìn Erlang và có khả năng liên kết cuộc gọi trong vòng vài nghìn milisecond (ms). Tổng đài chuyển tiếp cũng có dung lượng vài chục nghìn kênh và các mạch nghiệp vụ. Nó có khả năng chuyển mạch cho hàng trăm cuộc gọi mỗi giây. Với sự đòi hỏi về nhu cầu thông tin, các thông tin điện thoại, thông tin số liệu, truyền dẫn hình ảnh thông tin di động ngày càng trở nên đa dạng. Sự phát triển của công nghệ điện tử đã làm cho hệ thống thông tin được nâng cấp và phát triển một cách rõ. Và hiện nay, với kỹ thuật phát triển ngày càng cao, người ta đã hướng tói một mạng mà có thể phục vụ cho các loại thông tin khác nhau, với tần số khác nhau đó là mạng số đa dịch vụ (ISDN). 3.1.2- Những ưu điểm của tổng đài SPC Tính linh động : Tổng đài SPC được điều khiển bằng chương trình ghi sẵn nên có mức độ linh hoạt cao. Tính linh hoạt có khía cạnh ngắn hạn và dài hạn. ở khía cạnh dài hạn, một loạt các chương trình được tạo ra cho phép hệ thống chuyển mạch cung cấp nhiều khả năng và tiện ích cho công tác quản lý như đánh số, tính cước, lập tuyến, quản lý thuê bao. Các tổng đài đã được lắp đặt dễ dàng nâng cấp mà không phá vỡ dịch vụ sẵn có. Các tiện ích thuê bao: SPC cho một phạm vi rộng các tiện ích, thuê bao được cung cấp rẻ hơn và dễ hơn so với tổng đài cơ điện. Các tiện ích mà tổng đài SPC mang lại cho thuê bao là: - Quay số mã hoá ngắn - Chuyển tiếp cuộc gọi - Hồi âm chuông khi rỗi - Cuộc gọi báo thức tự động - Ngăn chặn một cuộc gọi đi hoặc đến - Lập hoá đơn chi tiết Các tiện ích quản lý: Một tổng đài SPC có thể quản lý một phạm vi rộng các tiện ích điều hành mà nếu không có chúng thì việc quản lý sẽ trở nên đắt và tốn kém công sức rất nhiều. Những thao tác hàng ngày ở tổng đài đều sử dụng những tiện ích này truy nhập quan máy tính kết nối với tổng đài hoặc là tại chỗ hoặc là tập trung điều hành đặt ở xa. Những ưu điểm bổ sung của công nghệ số: Việc sử dụng các chuyển mạch số trong phạm vi tổng đài SPC sẽ được bổ sung thêm các đặc tính sau: - Tốc độ thiết lập cuộc gọi nhanh - Tiết kiệm diện tích lắp đặt - Dễ dàng trong bảo dưỡng - Chất lượng cuộc nối cao - Có nhiều tiềm năng cho các dịch vụ phi thoại - Hệ thống SPC kinh tế hơn so với tổng đài tương tự tương đương - Thời gian lắp đặt nhanh hơn so với tổng đài tương tự - SPC có hệ thống báo hiệu kênh chung (CCS) 3.1.3- Đặc điểm của tổng đài SPC Các tổng đài SPC làm việc theo nguyên lý điều khiển theo chương trình ghi sẵn SPC. Người ta sử dụng các bộ xử lý giống như là máy tính để điều khiển một loạt các lệnh đã ghi sẵn ở trong các bộ nhớ. Ngoài ra, các số liệu trực thuộc về tổng đài như số liệu về thuê bao, các bản phiên dịch địa chỉ, các thông tin về tạo tuyến, tính cước, thống kê... cũng được ghi sẵn vào bộ nhớ số liệu. Qua mỗi bước xử lý gọi sẽ nhận được một sự quyết định tương ứng với mọi loại dịch vụ, số liệu đã ghi sẵn để đưa tới thiết bị xử lý dịch vụ đó. Nguyên lý chuyển mạch như vậy gọi là chuyển mạch điều khiển theo chương trình ghi sẵn - SPC. Các chương trình và các số liệu ghi trong các bộ nhớ có thể thay đổi được khi cần thay đổi nguyên tắc điều khiển hay tính năng của hệ thống. Như vậy, người quản lý có thể linh hoạt trong quá trình điều hành tổng đài. Như chúng ta đã biết máy tính hay bộ xử lý số có khả năng xử lý hàng chục nghìn đến hàng trăm triệu lệnh mỗi giây. Vì vậy, khi ta sử dụng nó vào việc điều khiển tổng đài thì ngoài công việc điều hành chức năng các chương trình điều khiển và các số liệu ghi trong bộ nhớ có thể thay đổi dễ dàng, mang tính tức thời. Do đó, công việc điều hành để đáp ứng các yêu cầu của thuê bao trở nên đơn giản, kể cả đưa vào dịch vụ mới cho thuê bao và thay đổi các dịch vụ cũ thông qua các lệnh trao đổi người - máy. Chẳng hạn như nhu cầu khôi phục lại dịch vụ cho thuê bao quá hạn thanh toán cước hoặc thay đổi từ phương thức chọn số xung thập phân sang phương thức chọn số đa tần... ta chỉ việc đưa vào hồ sơ thuê bao các số liệu thích hợp thông qua thiết bị vào ra dùng bàn phím. Trước đây, khả năng đáp ứng nhanh và có hiệu quả đối với các yêu cầu của thuê bao đã thực sự trở nên bức xúc. Nhưng nay không những tổng đài SPC đáp ứng đầy đủ các yêu cầu này, mà ở một số dịch vụ đặc biệt, khách hàng có thể thực hiện được bằng các thao tác từ máy thuê bao như: yêu cầu quay số tắt, gọi trực tiếp, báo thức, hỏi giờ... còn rất nhiều dịch vụ khác mà hệ thống có thể cung cấp tuỳ theo nhu cầu của khách hàng. Công tác vận hành và bảo dưỡng cụm tổng đài SPC trong một vùng rất quan trọng. Nhờ có trung tâm vận hành và bảo dưỡng được các trang thiết bị trao đổi người - máy cùng với hệ thống xử lý mà công việc này được thực hiện dễ dàng. Ngoài việc vận hành và bảo dưỡng, các tổng đài trung tâm còn bao quát cả việc quản lý mạng như lưu lượng của tuyến và xử lý đường vòng. Tại đây, cũng nhận được các thông báo hỏng hóc về cước, sự c._.ố... từ các tổng đài khu vực. Cũng tại đây các phép đo cũng được thực hiện nhờ phát đi các lệnh. Tương tự như vậy, những sự thay đổi về dịch vụ cũng có thể được tạo ra nhờ các trung tâm xử lý thông tin kiểu này. Nhờ vậy, công tác điều hành mạng trở nên có hiệu quả vì các bộ xử lý có khả năng hoàn thành công việc với tốc độ rất cao nên nó có đủ thời gian chạy các chương trình thử vòng để phát hiện lỗi tự động. Do đó, không cần chi phí thời gian và nhân lực phục vụ cho các phép đo thử này. 3.2- Nguyên lý tổng đài SPC 3.2.1- Phân loại: Nhiệm vụ quan trọng nhất của tổng đài là cung cấp một đường truyền tạm thời để truyền dẫn tiếng nói đồng thời theo hai hướng giữa các loại đường thuê bao, từ đó ta có các loại mạch. Chuyển mạch nội hạt: Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho các đường trung kế dẫn tới các tổng đài khác. Chuyển mạch gọi ra: Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho 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 đường dây thuê bao của tổng đài. Tổng đài chuyển tiếp: Là chuyển mạch để tạo tuyến nối cho các đường trung kế ra tới một tổng đài khác. Các nhiệm vụ của tổng đài được thiết bị của tổng đài thực hiện thông qua quá trình trao đổi báo hiệu với mạng ngoài. Một tổng đài nào đó thực hiện được 3 loại chuyển mạch (chuyển mạch nội hạt, chuyển mạch gọi ra, chuyển mạch gọi vào) gọi là tổng đài chuyển tiếp. Ngoài 2 loại tổng đài nêu trên còn có loại tổng đài cơ quan (thường gọi là PABx) và tổng đài cửa quốc tế. Tổng đài cơ quan PABx dùng để tổ chức liên lạc trong cùng một cơ quan (liên lạc nội bộ) và đấu nối cho các thuê bao của nó ra mạng công cộng. Tổng đài cửa quốc tế (còn gọi là tổng đài gateway) dùng để tạo tuyến cho các cuộc gọi của các thuê bao trong nước ra mạng quốc tế. 3.2.2- Nhiệm vụ chung của một tổng đài. Nhiệm vụ báo hiệu: Trao đổi báo hiệu với các mạng ngoài bao gồm mạng các đường dây thuê bao và trung kế đấu nối tới các máy thuê bao hay tổng đài khác. Nhiệm vụ xử lý thông tin báo hiệu và điều khiển thao tác chuyển mạch: Thiết bị điều khiển chuyển mạch nhận được các thông tin từ các đường dây thuê bao và trung kế, xử lý các thông tin này và đưa ra các thông tin điều khiển hoặc cấp báo đến các đường dây thuê bao hay trung kế hoặc để điều khiển các thiết bị chuyển mạch hoặc các thiết bị phụ trợ để tạo tuyến nối. Tính cước: 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 xử lý tạo thành các bản cước phục vụ cho công tác thanh toán cước. Tất cả các nhiệm vụ trên được thực hiện có hiệu quả nhờ sử dụng máy tính để điều khiển tổng đài. 3.2.3- Cấu trúc điều khiển của tổng đài SPC. A. Cấu tạo: Tuy có sự khác nhau giữa các tổng đài hiện đang sử dụng trên thế giới nhưng tất cả các hệ thống đều giống nhau về cơ cấu phân bố và các khối chức năng. Hình 3.1 là sơ đồ khối đơn giản của một tổng đài SPC. B. Nhiệm vụ các khối chức năng a. Thiết bị kết cuối: Thiết bị kết cuối gồm các mạch kết cuối thuê bao, kết cuối trung kế tương tự và kết cuối số. Mạch kết cuối thuê bao: - Mạch đường dây thuê bao: Cung cấp các chức năng BORSCHT. - Mạch tập trung thuê bao: Tập trung tải cho nhóm đường dây thuê bao. - Mạch kết cuối trung kế tương tự: Chứa các chức năng trung kế dùng cho các cuộc gọi ra, gọi vào, gọi chuyển tiếp; Chúng làm nhiệm vụ cấp nguồn giám sát cuộc gọi, phân phối báo hiệu. Mạch này không làm nhiệm vụ tập trung tải nhưng thực hiện chuyển đổi A/D ở các tổng đài. - Trung kế tương tự số: Thực hiện các chức năng sau: Tạo khung: Nhận dạng tín hiệu đồng bộ khung để phân biệt từng khung của tuyến số liệu PCM đưa từ các tổng đài khác tới. Đồng bộ khung: Sắp xếp khung số kiệu mới phù hợp với hệ thống tuyến PCM. Nén dãy bit “0”: Vì dãy tín hiệu PCM có nhiều quãng chứa nhiều Bit “0” sẽ khó phục hồi tín hiệu đồng bộ ở phía thu nên ta thực hiện nén các quãng tín hiệu có nhiều bit “0” liên tiếp ở phía phát. Đảo cực tính: Biến đổi dãy tín hiệu đơn cực từ hệ thống đưa ra thành dãy tín hiệu lưỡng cực trên đường dẫn và ngược lại. Xử lý cảnh báo: Xử lý cảnh báo từ đường truyền PCM. Phục hồi xung nhịp: Phục hồi dãy xung nhịp từ dãy tín hiệu thu. Tách thông tin đồng bộ: Tách thông tin đồng bộ từ dãy tín hiệu thu. Báo hiệu: Thực hiện chức năng giao tiếp báo hiệu để phối hợp các loại báo hiệu giữa các loại tổng đài đang xem xét và tổng đài khác qua các đường trung kế. b. Thiết bị chuyển mạch: Thiết bị chuyển mạch có 2 chức năng chính: Chức năng chuyển mạch: Chức năng này để thực hiện tuyến nối giữa 2 hay nhiều thuê bao của tổng đài hoặc giữa tổng đài naỳ với tổng đài khác. Chức năng truyền dẫn: Trên cơ sỏ tuyến nối đã được thiết lập, thiết bị chuyển mạch thực hiện truyền dẫn tín hiệu thoại và tín hiệu báo giữa các thuê bao với độ tin cậy và độ chính xác cần thiết. Có hai loại hệ thống chuyển mạch: Hệ thống chuyển mạch tương tự (Analog Switch): + Phương thức chuyển mạch không gian (Space Division Switching Mode): Trường chuyển mạch theo phương thức này có thể sử dụng tiếp điểm điện tử hay cơ điện như loại rơle. + Phương thức chuyển mạch thời gian (Time Division Switching Mode): Chuyển mạch PAM (Pulse Amplitude Modulation), tức là chuyển mạch theo phương thức điều biên xung. Hệ thống chuyển mạch số (Digital Switching): Còn gọi là chuyển mạch PCM (Pulse Code Modulation). Đây là một loại của phương thức chuyển mạch thời gian. c. Bộ điều khiển trung tâm: Bao gồm một bộ xử lý có công suất lớn cùng các bộ nhớ trực thuộc. Bộ xử lý này được thiết kế tối ưu để xử lý gọi và các công tác liên quan trong một tổng đài. Bộ xử lý chuyển mạch: Bao gồm một bộ xử lý trung tâm, các bộ nhớ chương trình, số liệu và phiên dịch cùng với thiết bị vào ra làm nhiệm vụ phối hợp để đưa các thông tin vào và lấy các lệnh ra. Bộ xử lý thông tin: Là một bộ vi xử lý tốc độ cao và có tốc độ xử lý tuỳ thuộc vào vị trí chuyển mạch của nó. Bộ xử lý trung tâm làm nhiệm vụ điều khiển thao tác của thiết vị 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 tạm thời các số liệu cần thiết trong quá trình xử lý các cuộc gọi như 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 hay trung kế, chủ gọi và bị gọi, mã tạo tuyến, thông tin cước... Bộ nhớ số liệu là bộ nhớ tạm thời, còn các bộ nhớ chương trình và phiên dịch là các bộ nhớ bán cố định. Số liệu hay chương trình trong bộ nhớ bán cố định không thay đổi trong quá trình xử lý cuộc gọi, còn thông tin trong bộ nhớ tạm thời thì thay đổi liên tục từ bắt đầu đến lúc kết thúc cuộc gọi. Bộ điều khiển trung tâm phải hoàn thành các nhiệm vụ kịp thời hay còn gọi là xử lý thời gian thuộc các công việc sau: Nhận xung hay mã chọn số (các số địa chỉ). Chuyển các tín hiệu địa chỉ đi ở các trường hợp chuyển tiếp cuộc gọi. Trao đổi các loại báo hiệu cho thuê bao hay các tổng đài khác. Phiên dịch và tạo tuyến qua trường chuyển mạch. d. Thiết bị ngoại vi và chuyển mạch: Các thiết bị đo thử ở đường dây thuê bao và trung kế, thiết bị phối hợp báo hiệu, thiết bị điều khiển đấu nối hợp thành thiết bị ngoại vi chuyển mạch. Thiết bị đo thử trạng thái đường dây: Nhiệm vụ của thiết bị này là phát hiện và thông báo cho bộ phận trung tâm tất cả các biến cố báo hiệu và các tín hiệu trên đường dây thuê bao và trung kế nối tổng đài. Thiết bị phố hợp báo hiệu: Thiết bị này là tầng đệm giữa bộ xử lý trung tâm có công suất tín hiệu điều khiển nhỏ (có tốc độ cao) và các mạch tín hiệu đường dây có công suất lớn (có tốc độ thấp). Đây cũng là thiết bị ngoại vi có cả đơn vị phần cứng và phần mềm bao gồm cấp xử lý mgoại vi. Nó có nhiệm vụ điều khiển thao tác hay phục hồi các rơle cung cấp các dạng tín hiệu ở mạch đường dây hay mạch nghiệp vụ dưới sự điều khiển của bộ xử lý trung tâm. Thiết bị điều khiển đấu nối: Làm nhiêmj 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 chuẩn bị sẵn trong bộ nhớ của bộ xử lý trung tâm. Bộ xử lý trung tâm trong trường hợp này đóng vai trò là bộ xử lý điều khiển liên lạc. Thông tin tạo tuyến gọi trong các bộ nhớ được lưu trữ cho tới khi tuyến nối được giải phóng hay cuộc gọi đã hoàn thành. vẽ hình:3.2 e. Thiết bị ngoại vi báo hiệu: Tín hiệu báo hiệu giữa các tổng đài tự động có 2 dạng tín hiệu: thập phân và đa tần. Với dạng mã thập phân, các chữ số địa chỉ thuê bao được truyền ở dạng chuỗi, mỗi chuỗi đại diện cho một chữ số và có từ 1 đến 10 xung. Để tăng tốc độ thiết lập tuyến nối và cải thiện độ tin cậy của hệ thống thông tin người ta đã đưa vào tín hiệu đa tần ở dạng tổ hợp. Trong hệ thống này, mỗi tín hiệu báo hiệu là một tổ hợp 2 số. Có hai hoại hệ thống báo hiệu: Báo hiệu kênh chung và báo hiệu kênh riêng, phần này sẽ được xét đến ở chương sau. f. Thiết bị trao đổi người - máy: Trong tất cả các tổng đài SPC, người ta đã sử dụng thiết bị trao đổi người – máy để vận hành, quản lý và bảo dưỡng tổng đài trong quá trình khai thác. Các thiết bị này bao gồm các thiết bị hiển thị có bàn phím điều khiển, các máy in tự động, các thiết bị đo thử đường dây và mạch thuê bao. Chúng được dùng để đưa các lệnh quản lý và bảo dưỡng vào thiết bị xử lý thao tác và bảo dưỡng tổng đài (trong trường hợp này có thể bộ xử lý trung tâm đảm nhiệm cả chức năng chuyển mạch hoặc hai bộ xử lý riêng). Các lệnh này được thực hiện và kết quả được đưa từ hệ thống xử lý ra, hiện lên màn hình và in giấy trong trường hợp cần thiết. Ngoài ra hệ thống này còn tự động truyền các loại thông tin về trạng thái làm việc của các thiết bị 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 làm việc của các thiết bị tổng đài. Ngoài ra các thiết bị nêu trên, ở các tổng đài SPC trung tâm còn có các loại thiết bị ngoại vi nhớ số liệu. Thiết bị này bao gồm các khối thiết bị điều khiển băng từ và đĩa từ. Chúng có tốc độ làm việc cao, dung lượng lớn và cũng dễ nạp phần mềm vào các loại bộ nhớ của các loại bộ nhớ xử lý các thông tin cước, thống kê... Chương IV Cấu trúc và chức năng của các phân hệ trong tổng đài 4.1- Phân hệ chuyển mạch Mạng chuyển mạch là một hệ thống mà trong đó các tín hiệu yêu cầu đều phải truyền qua môi trường của nó, môi trường này còn gọi là môi trường chuyển mạch. Các tín hiệu trên có thể mang thông tin tiếng nói hoặc số liệu. Nhiều tín hiệu của các kênh (như kênh tiếng nói) được số hoá và ghép theo thời gian vào một đường truyền dẫn rồi chuyển qua môi trường chuyển mạch. Trong trường chuyển mạch có các kênh dẫn sau: Kênh cố định (kênh thường trực): Được ứng dụng để trao đổi thông tin giữa các bộ phận tổng đài như cấp kênh kênh đồng hồ, cấp kênh trao đổi tin giữa bộ điều khiển và bộ nhớ... Kênh bán cố định: Chỉ sử dụng ở một thời điểm nào đó như đưa ra thông báo cho người sử dụng khi có yêu cầu. Kênh tạm thời: Cấp cho người sử dụng để trao đổi thông tin như kênh nối giữa 2 cuộc gọi. Như vậy, mạng chuyển mạch tạo ra kênh dẫn cấp cho người sử dụng cũng như các đối tượng khác trao đổi thông tin nhờ kênh dẫn đó. * Chuyển mạch cuộc gọi: 4.1.1- Phân loại chuyển mạch cuộc gọi: Có nhiều loại chuyển mạch cuộc gọi bao gồm các chuyển mạch loại cơ điện và điện tử được sử dụng trong các tổng đài. Chúng có thể được phân loại rộng lớn thành các loại chuyển mạch phân chia không gian và các loại chuyển mạch ghép. a. Chuyển mạch phân chia không gian: Các chuyển mạch phân chia không gian thực hiện việc chuyển mạch bằng cách mở/đóng các cổng điện tử hoặc dùng các rơle điện tử. Loại chuyển mạch này được cấu tạo bởi các bộ phận sau: - Chuyển mạch cơ kiểu động truyền - Chuyển mạch cơ kiểu mở/đóng - Chuyển mạch cơ kiểu rơle điện tử - Chuyển mạch điện từ kiều phân chia không gian. Loại chuyển mạch cơ kiểu chuyển động truyền là loại chuyển mạch thực hiện việc vận hành cơ tương tự như chuyển mạch xoay. Chuyển mạch lựa chọn dây rỗi trong quá trình dẫn truyền và tiến hành các chức năng điều khiển ở mức nhất định. Do tính đơn giản của nó, nên nó được sử dụng rộng rãi trong các tổng đài tự động đầu tiên phát triển. Tuy nhiên, do tốc độ thực hiện chậm, sự mòn các điểm tiếp xúc và gây ra sự rung động cơ học, nên ngày nay nó ít được sử dụng. Loại chuyển mạch cơ kiểu mở/đóng đã được phát triển để cải tiến yếu điểm của loại chuyển mạch cơ chuyển động truyền bằng cách đơn giản hoá các thao tác cơ học bằng các thao tác mở/đóng. Loại chuyển mạch này không có chức năng điều khiển lựa chọn và được thực hiện theo giả thiết là mạch gọi và mạch điều khiển là hoàn toàn tách riêng nhau. Loại này hiện nay đang được sử dụng rộng rãi bởi tính linh hoạt của nó. Chuyển mạch kiểu rơle điện từ là loại chuyển mạch có rơle điện tử ở mỗi điểm cắt của loại chuyển mạch loại thanh chéo. Đối với loại chuyển mạch cơ kiểu mở/đóng được mô tả ở trên, thì thao tác mở/đóng được thực hiện nhờ việc định cắt thông qua thao tác cơ học theo chiều đứng, chiều ngang trong khi chuyển mạch kiểu rơle điện tử, thì điểm cắt có thể được lựa chọn theo hướng của luồng điện trong cuộn dây của rơle. Vì thế các thao tác cơ học cũng như việc mở/đóng các tiếp điểm có thể được tiến hành nhanh chóng hơn. Loại chuyển mậch điện tử kiều phân chia không gian có một cổng điện tử ở mỗi điểm cắt của chuyển mạch có thanh cắt chéo. Loại này có nhược điểm là không tương thích với các phương pháp cũ, sự mất tín hiệu cuộc gọi và nhiễu xuyên âm còn chiếm tỉ lệ cao nên hiện nay loại này chưa được sử dụng rộng rãi, nhưng trong tương lai thì loại này có thể được sử dụng rộng rãi hơn bởi tính tích hợp của nó do việc sử dụng các mạch điện tử như các ICs hay các LSis. b. Chuyển mạch ghép: Các loại chuyển mạch được vận hành trên cơ sở truyền tải tập trung được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền dẫn. Có các loại chuyển mạch phân chia thời gian để ghép các cuộc gọi dựa vào thời gian và chuyển mạch phân chia tần số để ghép các cuộc gọi dựa trên cơ sở tần số. Nguyên lý sử dụng các loại chuyển mạch phân chia thời gian là nó tách nhịp thông tin có pha đã định bằng cách sử dụng ma trận nhịp có pha thay đổi trong khi nguyên lý dùng cho phương pháp phân chia tần số là tách các tín có các tần số cần thiết bằng cách sử dụng bộ lọc có thể thay đổi. Phương pháp phân chia tần số được là có các vấn đề kỹ thuật như là việc phát sinh các tần số khác nhau, việc cung cấp và ngắt các tần số cũng như các bộ lọc có thể bị biến đổi, đồng thời nó không kinh tế. Phương pháp này được nghiên cứu rộng rãi trong thời kỳ đầu nhưng chưa được đưa vào sử dụng cho hệ tổng đài phân tải. Một phương pháp chuyển mạch có ưu điểm hơn nhiều so với phương pháp chuyển mạch trên dố là phương pháp chuyển mạch phân chia thời gian, phương pháp này được đưa vào thời kỳ đầu từ khi xuất hiện tổng đài điện tử và cũng đang được nghiên cứu tiếp đến ngày nay (Hình 4.1). vẽ sơ đồ Trải qua một quá trình dài để nghiên cứu và phát triển thành công chuyển mạch PAM. Khi nó được đưa ra, do thiết kế đơn giản của nó, chuyển mạch PAM được sử dụng cho hệ tổng đài có dung lượng loại vừa. Phương thức thông minh PAM là miền khởi của thông tin số (PCM), khi mới phát minh ra phương thức ghép kênh theo thời gian trên cơ sở lý thuyết lấy mẫu. Người ta đã áp dụng nó trong hệ thống truyền dẫn như trong quá trình xử lý PCM, tín hiệu PAM là bán sản phẩm của quá trình xử lý tương tự theo phương thức PCM. Tín hiệu PAM chức các thông tin cần truyền đi ở giá trị tức thời của biên độ lấy mẫu. Vì nó chưa phù hợp cho các tổng đài có dung lượng lớn với những vấn đề của nó về các đặc điểm thoại như tạp âm, nhiễu xuyên âm, điều biên ký sinh. Đồng thời nó là loại chuyển mạch PCM dự kiến là một trong các thành phần chính của IDN hay ISDN để xử lý nhiều loại thông tin cùng một lúc bao gồm cả số liệu. Mạng số tích hợp kết hợp hệ truyền dẫn và hệ chuyển mạch thông qua sử dụng công nghệ PCM. Do phương pháp này sử dụng mạch số, nó được dự định sẽ vi mạch hoá các chuyển mạch trong tương lai gần đây. Khi sử dụng loại chuyển mạch này, việc chuyển mạch được tiến hành trong giai đoạn dồn kênh theo các đặc tính thoại ổn định của PCM. Phương thức chuyển mạch PCM có thể hỗ trợ cho chuyển mạch rơle nhiều mức hoạt động dễ dàng hơn. Như đã trình bày, phương pháp chuyển mạch này sẽ được sử dụng rộng rãi trong tương lai. 4.1.2- Chuyển mạch PCM: Chuyển mạch PCM là loại chuyển mạch ghép hoạt động dựa vào công nghệ dồn kênh phân chia thời gian và điều chế xung mã. PCM là phương pháp truyền biên độ của PAM sau khi đã được lượng tử hoá nó và sau đó biến đổi nó thành các mã nhị phân. Do đó, việc tái mã hoá có thể được tiến hành dễ dàng vì nó có thể phân biệt được với các tín hiệu khác ngay cả khi có tạp âm và nhiễu xuyên âm trên đường truyền dẫn. Ngoài ra, để thực hiện chuyển mạch phân chia thời gian có thể dùng các chuyển mạch thời gian để trao đổi khe thời gian và chuyển mạch phân chia theo thời gian. Mỗi tổng đài đều có các cổng bao gồm các thiết vị kết cuối đường dây thuê bao, các mạch hợp nối, mạch trung kế và quốc tế. Trong các tổng đài Analog, chuyển mạch được chia theo không gian. Một đường dẫn chuyển mạch dành riêng được thiết lập để phục vụ cho một cuộc gọi và chiếm dụng trong suốt thời gian đàm thoại. Trong tổng đài chuyển mạch số, việc chuyển mạch cho các cuộc gọi được thực hiện bằng cách mở hay đóng thường xuyên các cổng logic theo từng khoảng thời gian, cho phép các tín hiệu điện dưới dạng các chữ số nhị phân đi qua các đường dẫn vật lý. Bằng cách này một số các cuộc gọi được chia sẻ thời gian để sử dụng cùng một đường dẫn chuyển mạch. Các tín hiệu của nó không được truyền một cách liên tục nhưng được truyền trong các khe thời gian được chọn dưới dạng một chuỗi xung tổng hợp. a. Chuyển mạch thời gian: Một chuyển mạch bao gồm các bộ nhớ bán dẫn được gọi là chuyển mạch thời gian (chuyển mạch T) hoặc chuyển mạch bộ nhớ (chuyển mạch M). Bộ chuyển mạch thời gian sử dụng các bộ nhớ bán dẫn như các bộ nhớ MOS hoặc các bộ nhớ hai cực. Chuyển mạch thời gian có chức năng lưu các tín hiệu âm thanh và các tín hiệu khác đã được mã hoá theo kỹ thuật số trên luồng cao và nó có dung lượng chuyển mạch tương đương với số lượng khe thời gian được ghép. Số lượng khe thời gian được ghép mà chuyển mạch T có thể chuyển mạch được cũng chính là mức ghép trên luồng cao, nên dung lượng của bộ nhớ chuyển mạch T cũng bị hạn chế. Nguyên lý ghép theo thời gian: Các tín hiệu âm thanh (tín hiệu tương tự) trên các mạch vào a, b... và n được mã hoá bằng một bộ Mã hoá - Giải mã được gọi là CODEC, biến đổi thành các tín hiệu số 8 bit A,B... và N. Với tần số lấy mẫu 8 kHZ, độ dài thời gian của các tín hiệu 8 bit là 125s. tốc độ truyền dẫn 64 kbit/s (Hình 4.2) Vẽ hình Các tín hiệu số được mã hoá bằng CODEC được lưu tạm thời trong bộ nhớ gồm các mạch bán dẫn tích hợp như LSI để ghép kênh, ghép kênh theo thời gian sẽ không thể thực hiện được nếu các tín hiệu A,B... và N chiếm toàn bộ chu kỳ 125s. Do đó, khi có n tín hiệu cần ghép, chúng sẽ được đọc ra tại từng khoảng thời gian là 125s/n và được chuyển vào luồng tốc độ cao. Đường chung trên đó truyền tín hiệu được ghép gọi là đường tốc độ cao. Lấy khoảng thời gian đọc từ bộ nhớ là 125s/n có nghĩa là tốc độ đọc lớn hơn tốc độ truyền dẫn làm cho lớn hơn tốc độ truyền dẫn n lần (Hình 4.3a) Vẽ hình Ghép kênh theo thời gian được thực hiện bằng việc dịch chuyển thời gian bằng 125s khi đọc tín hiệu ra khỏi bộ nhớ. Từng tín hiệu được đọc ra khỏi bộ nhớ theo tín hiệu “đọc” do bộ điều khiển đọc gửi đến (Hình 3.4b) vẽ hình Trên luồng có tốc độ cao, trong chu kỳ 125s, các tín hiệu A, B... và N đối với n kênh được sắp xếp một cách tuần tự tại các thời điểm tương ứng t1, t2... tn. Vì các thời điểm này của các tín hiệu t1,t2, ..., tn được xác định bằng các thời điểm mà tại đó các tín hiệu “đọc” được gửi đến các bộ nhớ của từng mạch vào, có thể cho rằng các mạch vào độc lập này tương ứng với các thời điểm trên luồng tốc độ cao. (Hình 4.4) Khoảng thời gian chiếm kênh trên luồng cao được gọi là một khe thời gian. Trong trường hợp ghép n kênh, một khe thời gian tương ứng với (125s). Trao đổi khe thời gian: Nhóm tín hiệu ghép thời gian trong chu kỳ 125s được gọi là một khung. Các tín hiệu số đã được ghép kênh trên luồng cao được đưa vào chuyển mạch thời gian (CM - T). Chuyển mạch T gồm các bộ nhớ bán dẫn, nó có chức năng nhớ và trao đổi vị trí thời gian của các tín hiệu giữa các mạch vào và ra. Việc trao đổi vị trí thời gian trong chuyển mạch thời gian được thực hiện giữa các khe thời gian và các tín hiệu ghép thời gian. Sự trao đổi vị trí ghép thời gian của các tín hiệu số được gọi là trao đổi khe thời gian. Trao đổi khe thời gian được thực hiện bằng việc lưu tạm thời các tín hiệu được truyền trên luồng cao vào các bộ nhớ của chuyển mạch thời gian (ghi) và sau đó đọc các tín hiệu đã được lưu này bằng thứ tự khác với khi viết vào. Chuyển mạch thời gian được mô tả ở hình 4.5 bao gồm hệ thống ghép kênh tín hiệu theo thời gian, trao đổi các khe thời gian dưới sự điều khiển của bộ điều khiển chuyển mạch và bộ tách kênh. Luồng cao phía trái là luồng cao đầu vào, và luồng cao phía phải là luồng cao đầu ra. Các tín hiệu được ghép theo thời gian được chuyển từ luồng cao phía trái đến chuyển mạch thời gian, sau khi trao đổi khe thời gian chúng được gửi đến luồng cao ở phía phải. vẽ hình 4.5 Để thực hiện được chính xác, các bộ nhớ trong chuyển mạch thời gian không cho phép ghi và đọc các tín hiệu tại cùng một thời điểm. Vì vậy, khoảng thời gian tương ứng với một khe thời gian được chia làm hai nửa: một nửa được sử dụng cho ghi và nửa còn lại cho đọc. Một loạt các thao tác ghi tín hiệu vào chuyển mạch thời gian được gọi là chu kỳ ghi và thao tác đọc tín hiệu ra khỏi chuyển mạch thời gian được gọi là chu kỳ đọc. Điều khiển trao đổi khe thời gian: Để hoàn thành việc trao đổi khe thời gian, cần phải thực hiện việc ghi vào và đọc ra khỏi chuyển mạch thời gian đối với từng khe thời gian T1, T2,..., Tn. Có hai kiểu điều khiển được sử dụng cho mục đích này đó là điều khiển tuần tự và điều khiển ngẫu nhiên. Điều khiển tuần tự là kiểu điều khiển trong đó các địa chỉ của bộ nhớ trong chuyển mạch thời gian được phân nhiệm một cách tuần tự trong khi ghi vào và đọc ra khỏi chuyển mạch thời gian. Trong điều khiển tuần tự, một bộ đếm khe thời gian được sử dụng để thu nhận bộ nhớ địa chỉ. Bộ đếm này sẽ tăng thêm một vào địa chỉ sau mỗi lần thay đổi khe thời gian. Điều khiển ngẫu nhiên là phương pháp trong đó các địa chỉ trong chuyển mạch thời gian không tương ứng với thứ tự của các khe thời gian T1, ..., Tn nhưng chúng được phân nhiệm từ trước theo việc ghi vào và đọc ra của chuyển mạch thời gian. Trong điều khiển ngẫu nhiên một bộ nhớ được sử dụng để nhận địa chỉ bộ nhớ, và các địa chỉ này là mối quan hệ giữa các địa chỉ bộ nhớ trong chuyển mạch thời gian và các khe thời gian được chọn trước. Khi ghi vào chuyển mạch thời gian được thực hiện một cách tuần tự cho các địa chỉ từ 1 đến n. Do vậy, đó là kiểu điều khiển tuần tự. Mặt khác, khi đọc tín hiệu ra khỏi chuyển mạch thời gian, các địa chỉ được phân nhiệm trước, đó là điều khiển ngẫu nhiên. Mặt khác, phương pháp điều khiển trao đổi khe thời gian trong đó việc ghi vào các bộ nhớ được thực hiện bằng điều khiển ngẫu nhiên và việc đọc từ các bộ nhớ được thực hiện theo kiểu tuần tự được gọi là điều khiển ghi ngẫu nghiên/ đọc tuần tự. Hoạt động của các phương pháp này (cụ thể như ở hình 4.5 là phương pháp ghi tuần tự/đọc ngẫu nhiên): Bộ đếm khe thời gian được phân nhiệm cho luồng cao đầu vào để sử dụng cho việc ghi tín hiệu vào chuyển mạch thời gian và bộ nhớ được sử dụng để đọc các tín hiệu từ chuyển mạch thời gian. Để ghi tín hiệu một cách tuần tự vào chuyển mạch thời gian, các nội dung được hiển thị trong bộ đếm khe thời gian được sắp xếp giống như thứ các khe thời gian và các địa chỉ trong bộ nhớ. Có nghĩa là khi nội dung của bộ nhớ thời gian là 1, tín hiệu A trong khe thời gian T1 được ghi vào địa chỉ bộ nhớ # 1. Sau đó nội dung của bộ đếm khe thời gian tuần tự tăng lên 1 và nội dung sau n lại sẽ trở thành 1. Bộ nhớ điều khiển gồm các địa chỉ bộ nhớ để đọc ra phù hợp với các không gian. Trong chuyển mạch không gian, bậc ghép của các khe thời gian được tăng lên bằng việc mở/đóng các cổng với tín hiệu 8 bit song song như trong trường hợp của các chuyển mạch thời gian. Chuyển mạch giữa các luồng cao đòi hỏi các mạch cổng phải có tốc độ cao. Các công tắc điện cơ không đáp ứng được yêu cầu về tốc độ. Do đó, chủ yếu sử dụng các mạch cổng bán dẫn. Để điều khiển các mạch cổng này, cần có n bộ nhớ điều khiển tương ứng với các luồng cao đầu ra. Để chuyển mạch không gian hoạt động với n luồng cao đầu vào cần phải cung cấp một bậc ghép bằng n và các vị trí khe thời gian trên các luồng cao riêng biệt phải hoàn toàn đồng nhất với nhau. Ngoài ra các bộ nhớ điều khiển phải hoạt động đồng bộ với các khe thời gian. c. Kết hợp giữa chuyển mạch thời gian và chuyển mạch không gian Một mạng chuyển mạch có dung lượng lớn có thể được thiết lập bằng cách kết hợp giữa CM - T và CM - S. Các kiểu kết hợp cơ bản giữa chuyển mạch thời gian và chuyển mạch không gian: T, T - S - T, S - T - S, T - S - S - T, S - T - T - S, T - S - S - S - T, S - S - T - S - S. Tổ hợp này có thể phân loại thành 2 phương pháp: Phương pháp T - S -T và phương pháp S - T - S. Cấu hình T - S - T vẽ hình 4.8a Cấu trúc này cho phép hệ thống xử lý các cuộc gọi một cách không bị ngắt quãng (xem hình 4.8a). Trong việc điều khiển mạng, việc lựa chọn khe thời gian ở đầu vào/đầu ra và khe thời gian ở chuyển mạch không gian là không liên quan đến nhau. Nghĩa là, trong trường hợp của T - S - T thì khe thời gian đầu vào có thể đấu nối với khe thời gian đầu ra bằng cách dùng khe thời gian trong đường chéo của chuyển mạch không gian. Cấu trúc S - T - S vẽ hình 4.8.b Phương pháp S - T - S, quá trình cũng tương tự như T - S - T. Trên hình 4.8b việc lựa chọn khe thời gian đầu vào/đầu ra được xác định bằng đường giao tiếp theo yêu cầu. Do bộ biến đổi khe thời gian có thể được bằng cách dùng 2 chuyển mạch không gian, độ linh hoạt của đầu nối được cải thiệu. Trong mạng kiểu T - S - T số lượng các đường có thể được lớn hơn nhiều so với mạng kiểu S - T - S. Việc kết hợp giữa chuyển mạch không gian và chuyển mạch thời gian chứng tỏ được phân bố giữa chúng đạt tỉ lệ 1: 1. 4.2- Phân hệ xử lý và điều khiển. Điều khiển là phương thức nhận thông tin của người sử dụng, xử lý thông tin đó, điều khiển chuyển mạch và điều khiển tất cả các bộ phận chức năng khác để thoả mãn cho nhu cầu của người sử dụng. 4.2.1- Phân loại phương pháp điều khiển. Mặc dù có nhiều loại hệ thống tổng đài đang có hiện nay, tất cả các hệ thống đó có thể được phân loại theo phương pháp điều khiển mở/đóng của chuyển mạch cuộc gọi thành phương pháp điều khiển độc lập, phương pháp điều khiển chung, và phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu trữ. Phương pháp điều khiển độc lập còn được gọi là phương pháp điều khiển đơn chiếc. Đây là phương pháp lựa chọn các đường nối khi mỗi chuyoển mạch tiến hành một cách độc lập việc điều khiển lựa chọn vì mỗi chuyển mạch được trang bị bằng một mạch điều khiển. Bởi vì tính đơn giản của mỗi mạch phương pháp này được sử dụng rộng rãi cùng với phương pháp từng bước trong các hệ thống tổng đài đầu tiên được phát triển. Tuy nhiên, việc chọn lựa chọn đường có hiệu quả cho toàn bộ hệ thống là khó khăn bởi vì vi phạm lựa chọn của mỗi vi mạch điều khiển phần nào đó bị giới hạn. Phương pháp điều khiển chung là phương pháp tập trung các mạch điều khiển vào một chỗ và sau đó theo dõi trạng thái đầu nối của toàn mạch để lựa chọn các đường nối. Khi sử dụng phương pháp này, các mạch điều khiển được tập trung để chia sẻ số lượng lớn các cuộc gọi cho nên khả năng của các mạch điều khiển là rất lớn. Đồng thời các chức năng phức tạp có thể được tiến hành một cách kinh tế. Hầu hết các tổng đài cơ học đều sử dụng phương pháp này. Phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu trữ là một trong các loại phương pháp điều khiển chung, chúng được tập trung khá cao độ về chức năng như là thiết bị xử lý thông tin đa năng, nó tiến hành một số điều khiển đấu nối. Hầu hết các tổng đài điện tử đang dùng hiện nay đều áp dụng phương pháp này. Các đầu vào điều khiển trực tiếp cho một hệ tổng đài là các xung quay số được gửi đến từ các máy điện thoại. Các đặc điểm xử lý đấu nối thay đổi rất lớn tuỳ thuộc vào việc sử dụng các loại đầu vào này. Phương pháp điều khiển trực tiếp là phương pháp trong đó các xung nhận được trực tiếp kích hoạt các mạch điều khiển nhằm để chọn các đường nối một cách liên tiếp, áp dụng phương pháp này việc vận hành có thể được tiến hành một cách đơn giản, tuy nhiên cấu hình mạng lưới tuyến và số quay là đường nối. Do vậy, cấu hình mạng là ít kích hoạt và có khả năng thấp hơn. Phương pháp này là không phù hợp với hệ thống tổng đài có dung lượng lớn và có khả năng xử lý các cuộc gọi đường dài. Phương pháp điều khiển gián tiếp là phương pháp tập trung các xung quay số vào một mạch nhớ, đọc tất cả các số và sau đó lựa chọn đường nối cuộc gọi thông qua việc đánh giá tổng hợp. Theo đó, với phương pháp này được đặc tính hoá bởi dung lượng xử lý đường thông cao và có khả năng biến đổi các số gọi tương đương, các số gọi và các đường nối có thể được xác định độc lập để lập nên mạng lưới tuyến linh hoạt. Tốc độ vận hành của các mạch điều khiển trong các phương pháp điều khiển chung và điều khiển bằng chương trình lưu trữ là nhanh hơn nhiều so với phương pháp quay số. Do đó, các số được quay được tập hợp lại trong một mạch nhớ tách biệt tạm thời nhằm để sử dụng mạch điêù khiển tích hợp cao và sau đó chúng được đọc với tốc độ cực kỳ nhanh để điều khiển toàn bộ chúng ngay lập tức. Do vậy hầu hết các loại tổng đài sử dụng phương pháp điều khiển chung và điều khiển bằng chương trình lưu trữ đều dùng phương pháp điều khiển gián tiếp. Trong phần này ta chỉ xét đến phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu trữ, bởi mó là phương pháp điều khiển hiện đại nhất hiện nay. 4.2.2- Phương pháp điều ._.28 mang tín hiệu thoại số). ở tại đầu ra của T2, S2 chuyển đổi tốc độ bit từ 4,224 Mbit/s thành 8,448 Mbit/s. Cả S2 và T2 thực hiện chức năng của mình dưới sự điều khiển các lệnh phần mềm từ SPC. Mỗi mạng chuyển mạch có 6 HW, cho phép chuyển mạch 2880 kênh thông tin. Mỗi hệ thống chuyển mạch được xây dựng từ 22 mạng chuyển mạch và do một SPC điều khiển. Hệ thống chuyển mạch này được nhân đôi hoàn toàn để nâng cao độ tin cậy. ******************* 2.3- Cấu trúc hệ thống xử lý. Phân hệ xử lý điều khiển các công việc như: xử lý cuộc gọi, xử lý vận hành và bảo dưỡng, xử lý báo hiệu điều khiển các bỡi bộ xử lý điều khiển CP (Control Proceessor) riêng. Mỗi CP có tên tương ứng với các chức năng của chúng như: - Bộ xử lý vận hành và bảo dưỡng - OPM (Operation and Maintenance Processor) - Bộ xử lý cuộc gọi - CPL (Call Proceescer). - Bộ xử lý giao tiếp với bàn điện thoại viên - PCP. Trong cấu của hệ thống đa xử lý có thể chứa đến 32 CP, gồm 22 CLP, các bộ xử lý điều khiển vị trí PCP và bộ xử lý vận hành bảo dưỡng và khai thác OPM (Operation and Maintenance). Mỗi CLP điều khiển xử lý cuộc gọi theo nguyên tắc phân chia tải (Load Sharing). OPM điều khiển những hoạt động bảo dưỡng thường xuyên, điều khiển giao tiếp người máy, điều khiển các CP để kiểm tra đo thử hoặc điều khiển truy nhập thủ công đến từng Module riêng rẽ. Sự liên lạc giữa các CP được thực hiện qua BUS hệ thống SB (System Bus)dưới sự điều khiển của bộ điều khiển BUS - BC(Bus controller). Mỗi CLP kép điều khiển một mạng chuyển mạch. Bộ điều khiển tuyến thoại liên lạc với CPL qua bộ giao tiếp tuyến loại SPI (Speech Path Interface). Số liệu giữa các CLP được truyền thông qua một Bus liên kết cao HIB (High Intergrate Bus) theo sự điều khiển của bộ xử lý Bus hệ thống SBP (System Bus Proceescer). Mỗi CLP cũng có bộ nhớ của chính nó để chứa các chương trình, số liệu cục bộ và số liệu tạm thời. Bộ phận trung tâm của phân hệ xử lý là Module xử lý điều khiển CMP (Control Proceescer Module). Module điều khiển xử lý CMP trong hệ thống đa xử lý bao gồm các khối chức năng sau đây: Bộ điều khiển trung tâm - CC (Central Control) Bộ nhớ chính - MM (Main Memory) Bộ xử lý BUS hệ thống SBP (System Bus Proceesor) Bộ giao tiếp đường thoại - SPI (Speech Path Interface) Bộ xử lý dịch vụ hệ thống - SSP (System Service Proceesor) Bộ phối hợp bộ nhớ chung - CMADP (Common Memory Adapter) Bộ xử lý vào/ ra - IOP (Input/ Output Proceesor). 2.3.1 - Bộ điều khiển trung tâm CC (Central Control) Bộ điều khiển trung tâm CC đọc và thi hành các chương trình cần thiết để điều khiển các hoạt động chuyển mạch trong hệ thống. CC gồm có một CPU kép gọi là CPU-A và CPU-B, một bộ chuyển đổi Bus BSC (Bus Converter) và một bộ điều khiển chủ MXC (Mate Cross Sontroller). Mặc dù chỉ cần một CPU để thực hiện các hoạt động cần thiết, nhưng CPU được nhân đôi để đề phòng trường hợp hệ thống xảy ra sự cố. Hơn nữa CPU-A và CPU-B được đồng bộ với nhau để thi hành những chức năng thiết yếu. Bộ CC được dùng trong hệ thống này là Model 101 (S6000/101) của các bộ xử lý NEC 6000. CPU đọc chương trình từ các bộ nhớ chính MM (Main Memory) giải mã và thực hiện các lệnh. Card CPU cũng có các vùng lưu trữ cục bộ LS (Local Stored) là các bộ nhớ 64k Word để lưu trữ các chương trình và số liệu được sử dụng thường xuyên, do đó tốc độ truy nhập đến các số liệu này được nhanh chóng. Số liệu điều khiển được gửi đến các bộ điều khiển ở hệ thống ứng dụng và hệ thống chuyển mạch hoặc gửi đến bộ điều khiển vào/ra IOC (Input/ Output Controller) trong hệ thống vận hành và bảo dưỡng. BSC chuyển đổi giữa Bus và bộ nhớ Bus trung tâm (M-Bus và C-Bus). MXC điều khiển việc truy nhập đến bộ nhớ dự phòng trong chế độ làm việc kép (Dual Mode). 2.3.2- Bộ nhớ chính MM (Mail memory). CPU thực hiện các thao tác đọc, viết số liệu trên các bộ nhớ chính MM. Mỗi MM lưu trữ 4 M word trên mỗi card, mỗi từ bao gồm 32 bit và 8 bit kiểm tra. Mỗi card MM gắn 160 ngìn RAM động (MOS Dynamic RAM). Mặc dù về mặt lý thuyết CPU có thể điều khiển đến 64 M word nhưng mỗi CPM chỉ chứa tối đa được 2 card MM. Ngoài MM một bộ nhớ 2M word được gắn về mặt vật lý trên card MXC do vậy dung lượng tối đa của một bộ MM là 10M word. 2.3.3- Bộ xử lý But hệ thống và bộ giao tiếp đường thoại (System But proceessor and speech path intrface). SPB thực hiện việc chuyền số liệu giữa các Module xử lý điều khiển CMP thông qua But hệ thống theo các yêu cầu từ CPU. SPI điều khiển chuyền số liệu giữa OPM và các Module kiểm tra đo thử trong hệ thống vận hành bảo dưỡng thông qua But chuyển thoại (Speech Path But). 2.3.4-Bộ xử lý dịch vụ hệ thống - SSP (Sestem Service Proceessor). SSP là một giao diện giữa CPU và bộ điều khiển đa xử lý MPC (Multiproceessor Coltrollr) với hệ thống chỉ trạng thái. Khối SST được điều khiển thông qua bàn điều khiển chủ MCSL (Master Console) MCSL cho phép điều khiển thủ công hoạt động của các CP để trao đôỉ người máy. Nó cũng gồm có cả mạch điện khẩn cấp EMA (Emrgency action) được kích hoạt bởi thiết bị giám sát tình trạng khẩn cấp báo về ESE (Emergency Supervisory Equipment). ESE sẽ thiết lập pha khi phát hiện tình trạng khẩn cấp. 2.3.5-Bộ phối hợp bộ nhớ trung và bộ xử lý vào ra (Common Memory Adapter and Input/Ouput Proceessor). CMADP tạo ra một giao diện giữa các CPM và các bộ nhớ chung CM. CMADP được nối đến Module bộ nhớ chung CMM thông qua các Module giao tiếp bộ nhớ chung CMIM (Common Memory intrface Module). Các bộ IOP điều khiển việc chuyền số liệu giữa các thiết bị vào ra *********** Hình 2.7- sơ đồ khối của phân hệ xử lý ************* 2.3.6- Sơ đồ khối chữc năng Module xử lý điều khiển. ************ Hình 2.8-Sơ đồ khối chức năng của Module xử lý. 2.4- Cấu trúc phân hệ vận hành và bảo dưỡng (Operator & Maintenance Subsytem). **************** Hình 2.9- Cấu hình hệ thống vận hành và bảo dưỡng Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS cung cấp thông tin liên lạc trao đổi người - áy để cho phép việc truy nhập các lệnh và truy xuất dữ liệu cần thiết cho các hoạt động bảo dưỡng và quản lý hệ thống thường xuyên. Hơn nữa, nó còn cung cấp khả năng giám sát hệ thống, cho phép kiểm tra đo thử các đường trung kế và đường thuê bao, nhằm bảo đảm cho hệ thống hoạt động bình thường. Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS bao gồm nhiều loại thiết bị I/O khác nhau, cho phép nhân viên vận hành và bảo dưỡng thực hiện các hoạt động đo thử và nhận thông tin chi tiết về tình trạng hệ thống cũng như các cảnh báo. Phân hệ này có tính tự động hoá cao tự động cao, mỗi một OMP thường xuyên thực hiện trựoc tiếp hoặc theo yêu cầu một cách thường xuyên các chức năng bảo dưỡng. Các thiết bị vào ra I/O nối đến OMP cho phép quản lý hệ thống được dễ dàng. Các thiết bị I/O gồm có các thiết bị đầu cuối bảo dưỡng và quản lý MAT (Maintenance & Administration Terminal), đơn vị nhớ bằng từ MTU (Magnetic Unit), đơn vị nhớ đĩa DKU (Disk Unit) và các máy in LP (Line Pirnter). Một bộ điều khiển liên lạc có thể được bổ sung để việc giao tiếp liên lạc với trung tâm vận hành và bảo dưỡng được tập trung hoá. Một bàn điều khiển kiểm tra đường dây LTC (Line Test Console), bàn điều khiển chính MSCL, một bàn hiển thị cảnh báo ALDISP (Alarm Station) được cung cấp cho các hoạt động bảo dưỡng các đường dây thuê bao và trung kế. Hệ thống cảnh báo sự cố phần mềm và phần cứng hiển thị các cảnh báo trên ALDISP. Hệ thống này hiển thị các kết qủa khi dò tìm lỗi và phạm tích các chương trình tại MAT và có thể nhanh chóng cô lập các thiết bị gặp sự cố. Quá trình kiểm tra đo thử trung kế có thể được thực hiện một cách thủ công từ STC bằng phương pháp bảo dưỡng từ xa. Trong ứng dụng chuyển mạch quốc tế có thể sử dụng thêm bàn giám sát dịch vụ SOC (Service Observation Console), thiết bị hiển thị tình trạng tuyến RTS (Route Status). Chương III Cấu hình phần mềm hệ thống Tổng đài NEAX Là một hệ thống tổng đài chuyển mạch điện tử số, sử dụng phương pháp diều khiển bằng chương trình ghi sẵn SPC (Stored Program Control). Vì vậy, nó sử dụng nhiều chương trình máy tính trực tiếp khác nhau đẻ đáp ứng tất cả các chức năng tự động của hệ thống, phần mềm của tổng đài được viết bằng hai ngôn ngữ máy tính bậc cao hay còn gọi là ngôn ngữ lập trình dành cho thông tin. Những đặc điểm chính của phần mềm hệ thống tổng đài NEAX - 61E như sau: Xử lý cuộc gọi đa năng và theo thời gian thực. Độ ổn định và tính chính xác trong dịch vụ. Mềm dẻo trong quá trình thêm hoặc thay đổi những chức năng. Cấu hình cơ sở của hệ thống được chia ra làm 3 vùng và được cất giữ trong bộ nhớ hệ thống: File hệ thống. File số liệu của tổng đài. File dữ liệu của thuê bao. File hệ thống đôi khi còn gọi là File chương trình chứa các chương trình để điều khiển chức năng xử lý chuyển mạch. Nó bao gồm 2 hệ thống : + Hệ thống điều hành OS (Operation System): Gồm các chương trình điều khiển việc thi hành, chương trình xử lý sự cố, chương trình chuẩn đoán. + Hệ thống ứng dụng AS (Applicantion System): bao gồm chương trình xử lý cuộc gọi, chương trình quản lý. Những chương trình này là chung cho tất cả các loại tổng đài mà không cần tính đến kích cỡ, hoặc phạm vi ứng dụng của tổng đài. Các File và chương trình trở thành hoạt động được khi đạt được chế độ hoạt động trực tiếp. 3.1- Ngôn ngữ lập trình: Hệ thống phần mềm tổng đài NEAX - 61E được viết bằng 2 loại ngôn ngữ bậc cao. Phần lớn chương trình này được viết bằng ngôn ngữ lập trình bậc cao HLL (High Level Language) gọi là PL/C (Programming Language for Conmunication - Ngôn ngữ lập trình cho thông tin ). PL/C là một bộ phận con của ngôn ngữ PL/I. PL/C được sử dụng vì nó dễ hiểu, rất có hiệu quả trong các chương trình bảo dưỡng, các chức năng có thể thêm hoặc thay đổi một cách dễ dàng. Hệ thống điều khiển gồm các giao tiếp và các quá trình xử lý cần đến thời gian thực được viết bằng ngôn ngữ ASSEMBLY, để đảm cho phần mềm của tổng đài có tính mềm dẻo cao nhất. 3.2. Cấu trúc chương trình. Tính Logic của chương trình càng đơn giản khi sử dụng phương pháp thiết kế phần mềm theo kỹ thuật lập trình có tổ chức. Ngoài ra, việc lập trình được thực hiện dễ dàng hơn nhờ việc sử dụng lưu đồ thuật toán trong lược đồ chương trình. 3.3. Các Module chức năng. Tất cả các hoạt động của hệ thống được chia thành những Module theo nguyên tắc phân chi chức năng, đó là giao diện phần cứng và vấn đề bảo dưỡng. Những chức năng của các Module được thiết lập một cách rõ ràng và giảm tới mức thấp nhất sự phụ thuộc giữa các chức năng của các Module. Nhờ vậy, mà khi thêm vào, sửa chữa, bảo dưỡng và kiểm tra mỗi chức năng được tiến hành đơn giản hơn. 3.4. Sử dụng phần mềm cơ sở (FRMWAVE). Phần mềm hệ điều hành được cài đặt sẵn nhằm cải thiện khả năng xử lý làm tá động đến các bước thao tác “động” và “tĩnh” trong việc xử lý chuyển mạch. Phần mềm này cũng điều khiển việc khởi động các Module chức năng, quản lý hệ thống, theo dõi báo hiệu địa chỉ và báo hiệu đường dây. 3.5- Tính độc lập của các Module chức năng. Các Module được thiết kế theo kiểu các “hộp đen” độc lập về chức năng, nó được thiết kế nhằm làm giảm số cặp đầu cuối cần cho việc trao đổi thông tin trực tiếp giữa các Module. Ngoài ra với việc thiết kế như vậy, nó cho phép quá trình thiết kế, sản xuất và kiêm tra các Module một cách độc lập và đơn giản hơn. 3.6- File hệ thống. File hệ thống bao gồm 2 phần chương trình chính sau: - Hệ thống điều hành OS (Operation System). - Hệ thống ứng dụng AP (Application System). 3.6.1- Hệ điều hành OS: Bao gồm chức năng chương trình được thết kế để điều khiển hoạt động bên trong cuả phần mềm hệ thống. Do hệ thống là “Hệ thống đa xử lý theo thời gian thực” nó có khả năng điều khiển vài mức hoạt động bởi việc phân định các mức ưu tiên cho các chương trình hoạt động khác nhau. Hệ điều hành có 3 chương trình chính: - Chương trình điều khiển hoạt động thực thi (Execution Control). - Chương trình xử lý lỗi (Fault Processing) - Chương trình chuẩn đoán lỗi (Diagnostic). Chương trình điều khiển thực thi (Execution Control). Quản lý bảo dưỡng. Hệ thống sử dụng phương thức đa xử lý chia theo thời gian để thực hiện xử lý cuộc gọi một cách nhanh chóng nhưng vẫn đảm bảo hiệu chương trình xử lý cuộc gọi, chương trình chuẩn đoán lỗi và chương trình quả. Chương trình nay cung cấp những chức năng trợ giúp cho hệ điều hành và hệ thống ứng dụng như: Phác thảo chương trình điều khiển thực thi điều khiển thời gian và tính tuần tự của các chương trình. Quản lý bộ nhớ. Chức năng giao tiếp người - máy. Điều khiển thiết bị vào ra. Giao tiếp số liệu giữa các Module. Giao tiếp số liệu giữa các bộ xử lý. Chức năng giao tiếp người - máy là chức năng cho phép chười điều hành đưa vào các lệnh điều khiển việc kiểm tra hệ thống, kiểm tra độ xác thực của lệnh này và tạo ra thông báo trả lời. Chức năng này điều khiển thiết bị vào ra xử lý điều khiển các thiết bị như: MTU, DKU, MAT và nhiều loại thiết bị ngoại vi khác. Chương trình xử lý lỗi (Fault processing). Chương trình xử lý lỗi thực hiện việc dò lỗi cuả hệ thống và khắc phục chúng bằng cách tự động nạp lại chương trình và số liệu từ các thiết bị sự phòng nếu đó là lỗi phần mềm hoặc là chuyển sang chế độ hoạt động dự phòng. Đối với các lỗi hệ thống được thực hiện bằng cách quét tín hiệu bảo dưỡng MSCN (Maintenance Scanner), kiểm tra bit chẵn lẻ và mã trạng thái. Các lỗi phần cứng trong phần xử lý (Processor Subsystem) được phát hiện thông qua việc so sánh các số liệu chứa trong bộ xử lý đang hoạt động (tích cực). Khi chương trình xử lý lỗi phát hiện ra một lỗi thì nó thực hiện việc định lại cấu hình hệ thống (Chuyển đổi ACTIVE > STANDBY) thì chương trình chuẩn đoán lỗi sẽ tự khởi động. ************* Hình 3.1- Mối quan hệ giữa phần cứng và phần mềm hệ thống. Hardware Control orrder. Fault Supervision infomation Signaltal. Communication Between Application System and Operating System. Software Signal. c. Chương trình chẩn đoán lỗi (Diagnostic). Chương trình này sẽ tự động kiểm tra các thành phần cứng của hệ thống và giúp người điều hành trong quá trình kiểm tra bằng nhân công. Tất cả các thành phần thiết bị trong hệ thống có được kiểm tra một cách tự động hay do chính ngưòi điều hành. Các bản in chẩn đoán sẽ xác định lỗi đưa qua đầu cuối vận hành và bảo dưỡng MAT (Maintenance Administration Terminal) để phục vụ quá trình bảo dưỡng hệ thống khi nhận ra khiếm khuyết phần cứng một cách nhanh chóng . Sau khi nhận ra lỗi, quá trình sử lý lỗi và thay thế các linh kiện cũng sẽ được thực hiện một cách rất nhanh chóng. Quá trình chẩn đoán lỗi được thực hiện do chương trình xử lý lỗi có mức ưu tiên thấp. Nhờ đó, trong khi chẩn đoán lỗii, quá trình xử lý cuộc gọi sẽ không bị gián đoạn. 3.6.2. Hệ thống ứng dụng. Trong hệ thống ứng dụng có 2 chương trình chính và chúng không thể thiếu được cho quá trình điều khiển và quản lý hệ thống chuyển mạch, đó là chương trình xử lý cuộc gọi và chương trình quản lý. a. Chương trình xử lý cuộc gọi. Chương trình xử lý cuộc gọi điều khiển lựa chọn những hoạt động cần thiết để cung cấp dịch vụ trên tuyến thuê bao và những tuyến trung kế, từ lúc bắt đầu cuộc gọi đến lúc huỷ bỏ kết nối. Những hoạt động này bao gồm: Giám sát trạng thái đường dây, nhận biết trạng thái các mạch điện đầu cuối, nhận biết và phiên dịch các thông tin báo hiệu, thực hiện đấu nối mạng, điều khiển rung chuông và tín hiệu âm tần Tone. b. Chương trình quản lý. Chương trình quản lý theo dõi quá trình xử lý cuộc gọi, thu nhận các số liệu vào mục đích quản lý và thanh toán cước phí. Chương trình này cũng được dùng một cách tự động trong việc hạn chế lưu lượng thoại để tránh hiện tượng tắc nghẽn xảy ra trên mạng. đăng thời lưu lượng cuộc gọi và thống kê quá trình xử dụng có thể được lập nhờ xử dụng chương trình này. * Chương trình điều khiển cơ sở dữ liệu: - Chương trình này điều khiển các số liệu về tổng đài và thuê bao như thông tin: + Thông tin lớp thuê bao. + Thông tin lớp dịch vụ. + Cáu hình và số đường trung kế. + Các thiết bị vào ra I/O. + Các thông tin cụ thể về hướng cuộc gọi. - Các cơ sở dữ liệu của tổng đài và thuê bao có thể được soạn thảo hay truy nhập từ MAT. Để bảo vệ khỏi các trục trặc đáng tiếc có thể xảy ra hay sự thay đổi phần mềm một cách không mong muốn. Chương trình quản lý các trạm dùng mật khẩu để tránh những truy nhập trái phép bảo vệ với một số hoặc tất cả bàn phím lệnh. Đồng thời, chương trình cũng hạn chế chức năng soạn thảo tới đầu cuối MTA. 3.7. File số liệu tổng đài. File số liệu của tổng đài chứa thông tin cần thiết để thực hiện điều hành hệ thống chuyển mạch. File số liệu là đặc trưng của mỗi tổng đài và phản ánh chính xác điều kiện hoạt động của tổng đài đó. Các số liệu này thường trú trong bộ nhớ chính. Những số liệu này là những lệnh thông thường để thay đổi nội dung số liệu như việc: Thêm vào, xoá đi, thay đổi các đường trung kế và các tuyến riêng biệt khác ... Tệp số liệu tổng đài được nhân viên bảo dưỡng cập nhật và bổ xung hoặc sửa dổi khi cần thiết. 3.8. File số liệu thuê bao File số liệu thuê bao chứa tất cả số liệu liên quan đến thuê bao (thuê bao, nhóm dịch vụ ...) được hệ thống dịch vụ. Mỗi trạm chuyển mạch nội hạt (Local Switch) và trạm chuyển mạch kết hợp Toll and Locan Switch luoon duy trì các File số liệu của chúng và mỗi File được cập nhật tuỳ theo sự thay đổi của trạng thái thuê bao. Các thông tin mới như: Bổ xung thêm những thuê bao mới, thuê bao di chuyển tạm thời, thuê bao bị ngắt khỏi hệ thống ... được bổ sung vào tệp số liệu bằng các yêu cầu dịch vụ SOD (Service Order). Những thay đổi này đòi hỏi tất cả các cơ sở dữ liệu đều được cập nhật một cách liên tục. Các File dữ liệu cũng được cập nhật với bất kỳ tình trạng nào của trạm như khi mở rộng hay bổ sung, thay đổi hoặc gỡ bỏ bớt một số chức năng. Hơn nữa, trước khi bắt đầu một quá trình xử lý cuộc gọi, thì điều cần thiết là kiểm tra xem hệ thống có hoạt động bình thường không. Trong hệ thống quá trình cập nhật kiểm tra được thực hiện mà hoàn toàn không làm gián đoạn các dịch vụ xử lý cuộc gọi. 3.9- Quá trình xử lý cuộc gọi. 3.9.1- Khởi đầu cuộc gọi. Khi mạch vòng dây LC (Line Cercuit) Phát hiện báo hiệu Off-hook, chương trình xử lý cuộc gọi trong CLP (Call Processor) bắt đầu hoạt động. Chương trình này đọc số thiết bị đường dây LEN (Line Equipment Number) và loạt đường dây từ bộ nhớ chính CH và bộ nhớ chung CM (Common Memory). Một chuyển đổi gốc cuộc gọi sẽ quyết định đấu nối âm Tone DT (Digital Tone) và quyết định bộ thu đa tần PBOR) Push Button originating Rigister) được đấu nối. Trạng thái bận/rỗi của CM sẽ quyết định tuyến nối trong mạng để chộn mạch DT hoặc PBOR. Mạch DT gởi âm mời quay số, giải mã từ số tương tự như một bộ CODEC trong LC đưa tới thuê bao A. 3.9.2- Thu/ gửi các chữ số và phân tích. Sau khi nhận được âm mời quay số DT, thuê bao A quay số cần gọi. Chương trình xử lý cuộc gọi sẽ huỷ bỏ tuyến đầu nối DT ngay sau khi PBOR hoặc DPOR thu được chữ số đầu tiên. DPOR trong LOC (Local Controller) sẽ đếm số xung DP (đối với loại dây thuê bao DP) còn PBOR đặt trong Module trung kế dịch vụ sẽ báo hiệu đa tần (đối với thuê bao loại PB). Các chữ số thu được sữ được đưa tới chương trình xử lý gọi. Bộ nhớ chính trong CLP sẽ ghi lại tất cả các chữ số này. Chương trình phân tích chữ số sẽ nhận dạng đích cuộc gọi nhờ các dữ liệu phiên dịch trong bộ nhớ chung CM. Chương trình xử lý cuộc sau đó sẽ chọn một đầu ra rỗi OGT và chọn một bộ gởi số (PBOS hoặc MFOS) Nếu OGT được chọn nằm trong mate CLP thì home CLP sẽ yêu cầu một tuyến đầu nối giữa OGT và DPOS (hoặc MFOS) với Mate CLP thông qua Bus hệ thống. CLP sẽ gửi các số thuê bao bị gọi tới Mate CLP. Mate CLP sẽ điều khiển việc thu các chữ số này và phát hiện báo hiệu đa tần (đối với MFOS). Nếu OGT được chọn nằm trong cùng CLP thì CLP sẽ điều khiển việc gởi số. 3.9.3. Chuông. Sau khi việc gởi số hoàn thành, mate CLP sẽ yêu cầu một tuyến đấu nối giữa OGT và Junctor. Lúc này DPOS (hoặc MFOS) được giải phóng. Khi cuộc gọi đã được kết cuối tại thuê bao bị gọi và âm hồi chuông tới office ở xa sẽ gởi âm chuông tới thuê bao bị gọi và âm hồi chuông tới office của thuê bao chủ gọi. Sau đó hệ thống sẽ ở trạng thái chờ báo hiệu trả lời office của thuê bao bị gọi. 3.9.4. Đàm thoại. Khi thuê bao bị gọi trả lời, office ở xa sẽ gởi các báo hiệu trả lời tới OGT . Mate CLP đưa báo hiệu trả lời này tới home CLP báo hiệu trả lời này cho phép cuộc đàm thoại được bắt đầu. 3.9.5. Phóng thích cuộc gọi Khi phát hiện thuê bao A đặt máy (hoặc thuê bao B đặt máy) home CLP sẽ giải toả tuyến nối và các giữ liệu tương ứng cho cuộc gọi trong bộ nhớ. Home CLP gửi yêu cầu giải toả tuyến nối và OGT tới CLP . Mate CLP sẽ giải toả tuyến nối, OGT và các dữ liệu tương ứng trong bộ nhớ. Khi thuê bao bị gọi đặt máy, báo hiệu trả lời ngừng. Khi phát hiện đặt máy Mate CLP sẽ báo cáo trạng thái này tới home CLP . ***************** *************** Chương 4 các đặc điểm của hệ thống 4.1- Kế hoạch đánh số nào cũng được đặt đặc trưng bởi một khách hàng và việc xử lý số thuê bao được tiến hành tự động bằng chương trình. Các ứng dụng Các số Các ví dụ Các chữ số Số tổng đài XXXX 6954 4 Mã tổng đài YYY 377 Chú thích Mã trung kế WW 61 Chú thích Mã cước ZZ 81 (nhật) 1 đến 3 Tiếp đầu trung kế A 0 Chú thích Tiếp đầu trung kế BB 00 Chú thích Số thuê bao YYY+XXXX 377-6954 Chú thích Số thuê bao WW+YYY+XXXX 61-377- 6954 Chú thích Số quốc tế ZZ+WW+YYY+XXXX 81-61-377-6954 Chú thích Mã đặc biệt Truy cập số đặc biệt 110 Chú thích Dịch vụ phụ trợ *51 3,4 *Chú thích: Số lượng chữ số thuận theo các yêu cầu ứng dụng của CCITT. Số của một thuê bao bất kỳ gồm cực đại 24 chữ số gồm: Mã vùng, các tiếp tuyến đầu chuyển tiếp quốc tế. Bảng dưới đây cho ta thấy lượng số của hệ thống: Các yếu tố Dung lượng số Các chữ số thu được Cực đại: 24 số (cả tiếp đầu) Kết nối đường Cực đại: 24 số Liên tổng đài Cực đại :24 số Các chữ số cho việc ghi tính cước Trong nước Cực đại :15 số Quốc tế Cực đại :17 số Các chữ số cho đăng ký dịch vụ mới Đăng ký Cực đại :24 số Tiếp nhận Cực đại : 24 số 4.2- Báo hiệu Hệ thống báo hiệu được sử dụng theo các yêu cầu về báo hiệu và tuân theo các chuẩn của ITTUT. 4.2.1- Giới thiệu hệ thống báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signalling). Hệ thống báo hiệu kênh chung được nối với hệ thống chuyển mạch thông tin dữ liệu được truyền trên một kênh riêng theo phương thức chuyển mạch gói. Hệ thống báo hiệu số 7 đang được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống số cũng như tương tự. Tốc độ truyền báo hiệu 64 Kbps đối với hệ thống thông tin số và 48 Kbps đối với hệ thống tương tự. 4.2.2- Hệ thống báo hiệu số 7. Cấu trúc cơ bản của hệ thống báo hiệu số 7. Phần chuyển giao tin báo (MTU) Các phần của người sử dụng (NSDUP) Các phần của người sử dụng (NSDUP) Hình 4.1- Cấu trúc của hệ thống báo hiệu số 7 Hệ thống báo hiệu này truyền dữ liệu thông tin liên kiết cuộc gọi SS7 được phân chia theo chức năng gồm phần chuyển giao tin báo và phần của người sử dụng. Phần chuyển giao tin báo lại chia thành các chức năng : Điều khiển báo hiệu, điều khiển liên kết báo hiệu và liên kết dữ liệu báo hiệu. Chức năng điều khiển liên kết và liên kết báo hiệu được gọi chung là liên kết báo hiệu. Phần người sử dụng và 3 vùng của phần chuyển giao tin báo tạo thành 4 mức của mạng báo hiệu như sau: - Mức 1: liên kết dữ liệu báo hiệu. - Mức 2: chức năng liên kết báo hiệu. - Mức 3: chức năng của mạng báo hiệu. - Mức 4: phần người sử dụng. Mức 1 - Liên kết dữ liệu báo hiệu. Đường truyền dẫn báo hiệu song hướng có 2 kênh dung lượng cùng hoạt động theo 2 hướng ngược nhau với cùng một tốc độ truyền dẫn. Mức 2: Chức năng liên kết báo hiệu. Hệ thống này thực hiện chức năng kết cuối dung lượng báo hiệu đảm bảo việc thu/phát. Mức 3: Chức năng của mạng báo hiệu. Hệ thống phân chia chức năng thành các chức năng : chuyển giao tin báo (định tuyến, nhận dạng, phân chia bản tin báo hiệu): chức năng quản lý mạng lưới báo hiệu (phục hồi lại đường báo hiệu bị lỗi và điều chỉnh lưu lượng khi xảy ra tắc nghẽn trong mạng báo hiệu). Mức 4 : phần người sử dụng. Mỗi người sử dụng có các chức năng và thủ tục riêng biệt cho mỗi loài người sử dụng hệ thống riêng biệt nào đó. Các thành phần sử dụng tạo ra và phân tích các thông tin báo hiệu tới các phần của người sử dụng khác cùng loại. Một số phần của người sử dụng cơ bản là: -TUP: Phần của người sử dụng thoại. Các chữ viết tắt Viết tắt ý nghĩa a/d Analogue Digital Coversion - Chuyển đổi tương tự/số. attu Analog Trunk Termimation Unit - Đơn vị kết cuối trung kế số. bus Broadcast and Unknown Server cas Channel Associated Signalling - Báo hiệu kênh kết hợp cc Central Control - Điều khiển trung tâm ccitt Commute Consultatif International Telephone of Telegraphicque Hội đồng tư vấn điện thoại và điện báo quốc tế. ccs Channel Common Signalling - Báo hiệu kênh chung. cm Control Memory – Bộ nhớ điều khiển cpu Central Processing Unit - Đơn vị xử lý trung tâm. borscht B (Bettery feed) - O (Overvoltage) - R (Ringing signal sending) - S (Supervision of subcriber teminal) - C (Coder and decoder) - H (Hybrid) - T (Test access). d/a Digital Analogue Coversion - Chuyển đổi số/tương tự. dltu Digital Line Termination Unit - Đơn vị kết cuối đường dây số. dmx Demultiplexer - Bộ phận kênh. dn Directory Number en Equipment Number - Số thiết bị. fdm Frequency Division Multiplexing - Ghép kênh phân chia tần số. gsu Group Switch Unit - Đơn vị chuyển mạch mặt đất. hw Highway - Đường truyền tốc độ cao. idn Intergrated Services Digital Network - Mạng số tích hợp. lan Local Area Network - Mạng diện rông. lsi Large Scale Intergration - Tích hợp mật độ lớn. mcp Master Control Processor - Xử lý điều khiển chủ. mdf Main Distribution Frame - Giá phối tuyến chính. mf Multi Frequency - Mã đa tần. mux Multiplexer - Bộ ghép kênh. pam Pusle Amplitude Modulation - Điều biến biên độ xung. pcm Pusle Code Modulation - Điều xung mã. scu Subscriber Concentrater Unit - Đơn vị kết cuối thuê bao. sdm Space Division Multiplexing - Ghép kênh phân chia không gian. sltu Subscribers Line Terminating Unit - Đơn vị kết cuối đường dây thuê bao. spc Stored Program Controlled - Điều khiển bằng chương trình lưu trữ. tdm Time Division Multiplexing - Ghép kênh phân chia thời gian. te Terminal Equipment - Thiết bị đầu cuối. MỤC LỤC Phần một : Tổng quan về tổng đài SPC 1 Chương I 1 Giới thiệu chung về mạng viễn thông 1 1.1- Lich sử phát triển của kỹ thuật công nghệ điện tử. 1 1.2- Hệ thống điện tử ngày nay. 3 1.3- Mạng và dịch vụ viễn thông 6 1.3.1- Mạng viễn thông 6 1.3.2- Dịch vụ viễn thông 7 Chương II 9 Tổng đài số và mạng lưới giữa các tổng đài 9 2.1- Tổng đài số 9 2.1.1- Sơ đồ khối: 9 2.1.2- Các chức năng của hệ thống tổng đài: 9 2.2- Mạng lưới giữa các tổng đài: 12 2.2.1- Cấu hình mạng: 12 2.2.2- Các cấp của mạng lưới và tổng đài: 12 Chương III 14 Tổng quan về tổng đài SPC 14 3.1- Giới thiệu chung 14 3.1.1- Giới thiệu sơ lược về tổng đài điện cơ - sự xuất hiện của tổng đài SPC. 14 3.1.2- Những ưu điểm của tổng đài SPC 15 3.1.3- Đặc điểm của tổng đài SPC 16 3.2- Nguyên lý tổng đài SPC 17 3.2.1- Phân loại: 17 3.2.2- Nhiệm vụ chung của một tổng đài. 18 3.2.3- Cấu trúc điều khiển của tổng đài SPC. 18 Chương IV 23 Cấu trúc và chức năng của các phân hệ 23 trong tổng đài 23 4.1- Phân hệ chuyển mạch 23 4.1.1- Phân loại chuyển mạch cuộc gọi: 23 4.1.2- Chuyển mạch PCM: 25 4.2- Phân hệ xử lý và điều khiển. 30 4.2.1- Phân loại phương pháp điều khiển. 30 4.2.2- Phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu trữ. 31 4.3- Phân hệ ứng dụng. 36 4.3.1- Sơ đồ khối chức năng của phân hệ ứng dụng 36 4.3.2- Chức năng của các khối trong phân hệ ứng dụng. 36 4.4- Phân hệ báo hiệu 38 4.4.1- Báo hiệu kênh kết hợp CAS: 39 4.4.2- Báo hiệu kênh chung CCS: 41 Phần hai 44 Tổng quan về hệ thống 44 tổng đài Neax - 61e 44 Chương I 44 Khái quát về hệ thống tổng đài NEAX - 61E 44 1.1- Giới thiệu chung về hệ thống tổng đàI neax-61e 44 1.1.1- Phạm vi ứng dụng và dung lượng 44 1.1.2- Cấu trúc hệ thống. 46 1.1.3- Các đặc điểm cơ bản của hệ thống. 47 1.2. Các ứng dụng điển hình. 49 1.2.1- Chuyển mạch nội hạt (hình 1.2). 49 1.2.2- Chuyển mạch đường dài và chuyển mạch quốc tế (hình 1.3). 49 1.2.3- Đơn vị chuyển mạch và đơn vị điều khiển đường dây từ xa. 49 Chương II 52 Cấu hình phần cứng 52 2.1.1- Giao tiếp thuê bao tương tự. 52 2.1.2- Giao tiếp trung kế tương tự (hình 2.4) 54 2.1.3- Giao tiếp trung kế số (hình 2.5) 55 2.1.4- Giao tiếp với hệ thống xa. 55 2.1.5-Giao tiếp báo hiệu kênh chung. 56 2.1.6- Giao tiếp trung kế dịch vụ 56 2.1.7- Giao tiếp vị trí điều hành - PO (bàn điện thoại viên) 56 2.2- Cấu trúc mạng chuyển mạch. 57 2.2.1-Mô tả chức năng. 57 2.2.2-Cấu trúc thường chuyển mạnh (hình 2.6) 57 2.3- Cấu trúc hệ thống xử lý. 58 2.3.1 - Bộ điều khiển trung tâm CC (Central Control) 59 2.3.2- Bộ nhớ chính MM (Mail memory). 59 2.3.3- Bộ xử lý But hệ thống và bộ giao tiếp đường thoại (System But proceessor and speech path intrface). 59 2.3.4-Bộ xử lý dịch vụ hệ thống - SSP (Sestem Service Proceessor). 60 2.3.5-Bộ phối hợp bộ nhớ trung và bộ xử lý vào ra (Common Memory Adapter and Input/Ouput Proceessor). 60 2.3.6- Sơ đồ khối chữc năng Module xử lý điều khiển. 60 2.4- Cấu trúc phân hệ vận hành và bảo dưỡng (Operator & Maintenance Subsytem). 60 Chương III 62 Cấu hình phần mềm hệ thống 62 3.1- Ngôn ngữ lập trình: 62 3.2. Cấu trúc chương trình. 63 3.3. Các Module chức năng. 63 3.4. Sử dụng phần mềm cơ sở (FRMWAVE). 63 3.5- Tính độc lập của các Module chức năng. 63 3.6- File hệ thống. 63 3.6.2. Hệ thống ứng dụng. 65 3.7. File số liệu tổng đài. 66 3.8. File số liệu thuê bao. 66 3.9- Quá trình xử lý cuộc gọi. 67 3.9.1- Khởi đầu cuộc gọi. 67 3.9.2- Thu/ gửi các chữ số và phân tích. 67 3.9.3. Chuông. 68 3.9.4. Đàm thoại. 68 3.9.5. Phóng thích cuộc gọi 68 Chương 4 69 các đặc điểm của hệ thống 69 4.1- Kế hoạch đánh số nào cũng được đặt đặc trưng bởi một khách hàng và việc xử lý số thuê bao được tiến hành tự động bằng chương trình. 69 4.2- Báo hiệu 70 4.2.1-Giới thiệu hệ thống báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signalling). 70 4.2.2- Hệ thống báo hiệu số 7. 70 Các chữ viết tắt 72 ._.