Tổng quan về tổng đài SPC - Phân tích phân hệ ứng dụng

thống chuyển mạch số đóng vai trò quan trọng trong mạng viễn thông. Trên cơ sở đó, đồ án của em xin được đề cập tới các nội dung như sau: Tổng quan về tổng đài SPC Phân tích phân hệ ứng dụng Được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Hoàng Mạnh Thắng cùng với các thầy cô trong bộ môn điện tử tin học và với sự cố gắng của bản thân em đã hoàn thành bản đồ án này. Vì vậy do điều kiện thời gian và trình độ có hạn bản đồ án của em không tránh khỏi thiếu xót rất mong sự chỉ bảo đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Hoàng Mạnh Thắng. Xin cảm ơn khoa Điện tử - Viễn thông trường đại học Bách Khoa Hà Nội. Hà Nội, ngày 1 tháng 6 năm 2002 Sinh viên thực hiện Phí Hoàng Quân phần I Giới thiệu tổng quan về tổng đài Spc I-Hệ thống tổng đài số Khái niệm về tổng đài số. Mạng lưới viễn thông được thiết lập để chuyển tải các tín hiệu thông tin từ nới này đến nơi khác. Những bộ phận chủ yếu của một mạng lưới là các nút(node), hoặc các trung tâm chuyển mạch và các đường truyền dẫn. Tính phức tạp của một mạng viễn thông là ở nhiệm vụ truyền tải một khối lượng lớn của lưu thoại viễn thông trên một số các nút mạng và một số các đường truyền dẫn. Vì vậy, các mạng viễn thông đã thay đổi từ chỗ cực kỳ đơn giản đến mức độ vô cùng phức tạp. Chức năng quan trọng nhất của mạng viễn thông là cung cấp dịch vụ điện thoại. Cho nên, khi đề cập đến mạng viễn thông với các trung tâm chuyển mạch(các tổng đài) và các tuyến truyền dẫn cũng xem như đề cập đến mạng điện thoại nói chung với các loại hình dịch vụ của nó. Mạng điện thoại cung cấp các phương tiện cho thông tin tiếng nói như từ khi nó mới xuất hiện, cách đây hàng trăm năm với các mạng nội bộ nhỏ. Ngày nay mạng điện thoại đã phát triển mạnh mẽ cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ. Các mạng nội bộ đã trở thành mạng quốc gia và đã hình thành mạng quốc gia liên kết để cung cấp dịch vụ trên toàn thế giới. Mạng viễn thông quốc tế cho phép kết nối 2 thuê bao bất kỳ trên thế giới với nhau và cung cấp được nhiều dịch vụ với tiêu chuẩn tương thích cao. Các trung tâm chuyển mạch tổng đài điện thoại-là các nút của mạng lưới viễn thông, chúng làm nhiệm vụ chuyển mạch- kết nối các cuộc gọi cho các thuê bao trên mạng. Do nhu cầu ngày càng lớn về chất lượng, dịch vụ và dung lượng của mạng, nên các trung tâm chuyển mạch cũng được mở rộng và phát triển để đáp ứng cho những nhu cầu đo. Ngày nay các hệ thống tổng đài điện thoại số đã dần thay thế cho các tổng đài cũ, mở ra một thời kỹ mới cho các ứng dụng dịch vụ viễn thông vào cuộc sống. Một tổng đài điện thoại hiện đại, với việc ứng dụng công nghệ chuyển mạch số, đã tạo nên sự tác động chủ yếu vào mạng viễn thông thế giới, đem lại nhiều lợi thế về đặc trưng kỹ thuật và nhiều lợi ích về kinh tế. Ngoài ra, tổng đài điện tử số được xây dựng từ sự kết hợp giữa công nghệ máy tính, công nghệ điện tử với kỹ thuạt hiện điện thoại, cho nên, về mặt công nghệ và kỹ thuật ứng dụng cho các tổng đài điện thoại số cũng không ngừng phát triển. Sự phát triển này được thúc đẩy bởi mong muốn cải thiện chất lượng, tăng cường khả năng duy trì hoạt động, tính mềm dẻo và giảm giá thành của hệ thống tổng đài nhờ việc khai thác những ưu điểm nổi bật trong sự tiến hoá nhanh chóng của các công nghệ điện tử và máy tính. ứng dụng trứơc tiên của các thiết bị điện tử và tổng đài số là trong lĩnh vực chuyển mạch số và điều khiển. Trong các hệ thống tổng đài mới đã sử dụng những ma trận chuyển mạch bán dẫn số, dung lượng lớn tốc độ cao. Các giao tiếp đường dây thuê bao với khả năng kiểm soát điện áp cao và dòng chuông lớn cũng được sử dụng bằng những linh kiện bán dẫn. Hệ thống điều khiển của tổng đài là sự kết hợp những mức độ khác nhau của công nghệ điều khiển máy tính. Các chíp vi xử lý đã được sử dụng trong hệ thống điều khiẻn tổng đài và cả hệ thống hoạt động theo một chương trình lưu trữ sẵn(SPC). Như vậy, trong một số tổng đài số đã được sử dụng vào quá trình điều khiển này tạo nên tính mềm dẻo cao cho cho cấu trúc phần cứng cũng như cho hoạt động của tổng đài. Nhờ tính mềm dẻo cao mà tổng đài điện tử số có khả năng biến đổi tình trạng của thiết bị bằng việc thay đổi giữ liệu để đáp ứng một cách nhanh chóng những điều kiện thực tế của mạng lưói chẳng hạn như, phương án định tiến có thể thay đổi để các cuộc gọi chọn tuyến vòng tránh được nghẽn mạch trong mạng lưới. Mặt khác, tính mềm dẻo cao của tổng đài còn là khả năng để các tổng đài đã được thiết lập có thể được mở rộng mà không làm ngưng trệ sự phục vụ. Điều này cho phép những phương tiện và năng lực công nghệ mới không được biết hoặc không được xác định trước có thể được đưa vào sử dụng trong đời của một hệ thống tổng đài. Một vài sự nâng cấp đó có thể đạt được một cách đơn thuần bằng sự kết hợp phần mềm mới,một số sự nâng cấp khác lại có thể đạt được bằng việc thêm vào những phần cứng mới. Về cơ bản tổng đài số gồm một mạng chuyển mạch, thiết bị báo hiệu và một bộ điều khiển hình 1. Chuyển mạch thời gian Mạch đầu vào Mạch đầu ra Thiết bị báo hiệu Thiết bị báo hiệu Bộ điều khiển Hình 1: Để điều khiển các tổng đài số người ta sử dụng nguyên lý điều khiển bằng chương trình lưu trữ sẵn (SPC-Stored Program control) và các tổng đài số hoạt động theo nguyên lý điều khiển này còn được gọi là tổng đài điện thoại số SPC (SPC-Digital Telephone Exchange). Trong một số tổng đài điện thoại số SPC. Một máy tính được sử dụng làm bộ điều khiển và việc vận hành chuyển mạch được thực hiện bằng chương trình và số liệu lưu trong bộ nhớ. Với sự tiến bộ của công nghệ bán dẫn, các chức năng của tổng đài điện thoại số SPC đã được phát triển và bộ điều khiển được chế tạo gọn hơn và hiện nay nó hoạt động với tốc độ rất cao. Tuy nhiên, theo yêu cầu phát triển đa dạng các dịch vụ, chương trình tổng đài cũng ngày càng trở nên lớn hơn và mạnh hơn. Chuyển mạch thời gian Mạch đầu vào Mạch đầu ra Thiết bị báo hiệu Thiết bị báo hiệu SPC Hình 2: Hiện nay, tất cả các tổng đài số đang được sử dụng trên mạng viễn thông nói chung và đặc biệt trên mạng viễn thông Việt Nam hầu hết đều hoạt động theo nguyên lý của tổng đài điện thoại số SPC. Cho nên, khi nói đến tổng đài điện thoại số là nói đến tổng đài điện thoại số SPC. Do đó trong phần tổng quan về hệ thống chuyển mạch này cũng chỉ đề cập đến tổng đài điện thoại số SPC . Cấu hình này gồm có: Phân hệ điều khiển trung tâm(Phân hệ CP), phân hệ chuyển mạch nhóm (phân hệ SP), các tầng giao tiếp đầu cuối thuê bao- trung kế và các thiết bị đồng bộ mạng. II-tổng quan về tổng đài spc II-I. Đặc điểm của tổng đài SPC ở các tổng đài làm việc theo nguyên lý điều khiển theo các chương trình ghi sẵn (Stored Program Controled SPC)Người ta sử dụng các bộ sử lý giống như các máy tính để điều khiển hoạt động của tổng đài. Tất cả các chức năng điều khiển được đặc trưng bởi một loạt các lệnh đã ghi sẵn ở trong các bộ nhớ. Ngoài ra các số liệu trực thuộc tổng đài như các số liệu thuê bao, các bảng phiên dịch địa chỉ, các thông tin về tạo tuyến, tính cước, thống kê,...cũng được ghi sẵn trong các bộ nhớ số liệu.Qua mỗi bước sử lý gọi sẽ nhận được một sự quyết định tương ứng với mỗi loại nghiệp vụ đó.Nguyên lý chuyển mạch như vậy gọi là chuyến mạch điều khiển theo chương trình ghi sẵn SPC. Các chương trình và 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.Nhờ vậy người quản lý có thể linh hoạt trong quá trình điều hành tổng đài. Như ta đã biết máy tính hay bộ sử lý số có năng lực sử lý hàng chục ngàn tới hàng triệu lệnh mỗi giây.Vì vậy khi ta sử dụng nó vào chức năng điều khiển tổng đài thì ngoài công việc điều khiển chức năng chuyển mạch thì cùng một bộ sử lý có thể điều hành các chức năng khác.Vì 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 các nhu cầu của thuê bao trở nên dễ dàng cả công việc đưa vào dịch vụ mới cho thuê bao và thay đổi các dịch vụ cũ đều dễ dàng thực hiện thông qua các lệnh trao đổi người máy.Chẳng hạn như cần khôi phục lại nghiệp vụ cho thuê bao quá hạn thanh toán cước hoặc thay đổi từ phương thức chọn số đa tần ta chỉ việc đưa vào hồ sơ thuê bao các số liệu thích hợp thông qua các thiết bị vào ra dùng bàn phím. Khả năng điều hành để đáp ứng nhanh và có hiệu quả đối với các yêu cầu của thuê bao đã thực sự trở nên quan trọng trong hiện tại và tương lai.Tổng đài điện tử SPC đáp ứng đầy đủ yêu cầu này ở một số dịch vụ đặc biệt thuê bao có thể thực hiện được bằng các thao tác từ máy thuê bao như yêu cầu gọi chuyển chon số địa chỉ ngắn báo thức... Công tác điều hành và bảo dưỡng cụm tổng đài SPC trong một vùng mạng rất quan trọng.Nhờ có trung tâm điều hành và bảo dưỡng được trang bị các thiết bị trao đổi người máy cũng với hệ thống sử lý mà công việc này được thực hiện dễ dàng. Ngoài công việc điều hành và bảo dưỡng các tổng đài. Trung tâm này còn bao quát cả các công việc quản lý mạng như lưu lượng các tuyến và và sử lý đường vòng. Tại đây cũng nhận được các thông tin về cước, hỏng hóc, sự cố, từ các tổng đài khu vực cũng từ đây các phép đo kiểm cũng được thực hiện tại các tổng đài 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 sử lý tín hiệu này. Nhờ vậy công tác điều hành mạng lưới trở nên có hiệu quả hơn. Vì các bộ sử lý có khả năng hoàn thành các công việc ở tốc độ rất cao nên nó có đủ thời gian để chạy các chương trình thư vòng để phát hiện rỗi tự động.Vì vậy không cần chi phí thời gian và nhân lực phục vụ các phép đo thử này. II-2. Xu hướng sử dụng các bộ sử lý II-2-1 Điều khiển tập trung ở một số tổng đài SPC tất cả các thiết bị điều khiển có thể thay thế bằng một bộ xử lý.Vì vậy bộ xử lý này phải có công suất 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 hóa hoàn toàn chức năng điều khiển cũng có nhược điểm vì phần mềm của bộ sử 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 sẽ bị ảnh hưởng lớn khi bộ sử lý xảy ra sự cố.Điều hạn chế này có thể được khắc phục nhờ phương thức điều khiển phân tán. II-2-2.Điều khiển phân tán. ở phương thức điều khiển phân tán một số chức năng sử lý gọi như đo thử đường dây thuê bao phân phối báo hiệu.Điều khiển đầu nối có thể giao cho các bộ xử lý ngoại vi có một nhiệm vụ riêng và thường được điều khiển bởi bộ 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 ảnh hưởng từ các nhân tố khác hơn so với khi nó nằm ở bộ sử lý trung tâm.Vì vậy các bộ nhớ chương trình có liên quan không cần thay đổi (Có thể sử dụng các bộ nhớ ROM). 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 triển dung lượng hệ thống. Phần II: nguyên lý cấu tạo tổng đài SPC II-1: Sơ đồ cấu tạo Tuy có khác nhau nhiều giữa các tổng đài điện tử hiện đang sử dụng trên thế giới.Nhưng tất cả các hệ thống đều giống nhau, về cơ cấu phân bố các khối chức năng .Sơ đồ khối đơn giản của một tổng đài SPC như mô tả ở hình. -Thiết bị kết cuối: bao gồm các mạch điện thuê bao, mạch trung kế, thiết bị tập trung và sử lý tín hiệu.... -Thiết bị chuyển mạch: bao gồm các tầng chuyển mạch thời gian không gian hoặc ghép hợp. -Thiết bị ngoại vi và kênh riêng hợp thành thiết bị ngoại vi báo hiệu kênh chung để xử lý thông tin báo hiệu liên tổng đài theo mạng lưới báo hiệu kênh chung.Còn thiết bị báo hiệu kênh riêng để xử lý thông tin báo hiệu kênh riêng. -Ngoại vi chuyển mạch các thiết bị phân phối báo hiệu, thiết bị dò thử, thiết bị điều khiển nối hợp thành thiết bị ngoại vi chuyển mạch.Đây là thiết bị ngoại vi cho hệ thống điều khiển. -Thiết bị điều khiển trung tâm:Bộ xử lý trung tâm cùng với các bộ nhớ của nó tạo thành bộ điều khiển trung tâm. -Thiết bị trao đổi người máy là các loại máy hiện hình có bàn phím, máy in... để 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. Ngoài ra ở các tổng đài khu vực của mạng công cộng, các tổng đài chuyển tiếp quá giang và các tổng đài của quốc tế còn có các khối chức năng khác, thống kê, đồng bộ mang, trung tâm xử lý tin, thiết bị giao tiếp thuê bao xa.... II-2.Nhiệm vụ của các khối chức năng. II-2-1.thiết bị đầu cuối gồm các mạch kết cuối thuê bao, kết cuối chung kế tương tự và kết cuối chung kế số. Khối mạch kết cuối thuê bao gồm: -Mạch điện đường dây thuê bao làm nhiệm vụ Borsht.Tức là nhiệm cấp nguồn cho đường dây thuê bao (battery)bảo vệ quá áp cho thiết bị (over voltage protection)cấp tín hiệu chuông(Ring), giám sát trạng thái(Supervision), sai động(Hybrid)và đo thử (test). -Khối mạch tập trung thuê bao để làm vi tập trung tải cho nhóm đường thuê bao. Có thể sử dụng mạch tập chung tương tự hoặc mạch tập trung số (cho các tổng đài số ). Ngoài ra, ở các tổng đài số mạch điện thuê bao còn làm nhiệm vụ biến đổi qua lại A-D (analog-Digital)cho tín hiệu tiếng nói. ở khối mạch kết cuối thuê bao còn được trang bị các mạch điện nghiệp vụ như mạch phối hợp báo hiệu, mạch thu phát xung địa chỉ ở dạng mã thập phân và đa tần.Các loại mã địa chỉ này được tập chung và xử lý ở một số bộ thu phát mà dùng chung cho một nhóm thuê bao để tăng hiệu quả kinh tế. Thiết bị báo hiệu kênh riêng Thiết bị chuyển mạch Thiết bị điều khiển đầu nối Thiết bị dò thử Thiết bị báo hiệu kênh chung Thiết bị báo hiệu phân phối Mạch điện đường dây Thiết bị kết cuối A-D đdtb A-D tktt Trung kế số Thiết bị trao đổi người máy Bộ xử lý trung tâm Các bộ nhớ Bus chung Hình 3:Sơ đồ khối tổng Đài Spc Khối mạch kết cuối trung kế tương tự.Khối mạch này chứa các mạch điện trung kế dùng cho các cuộc gọi ra.Gọi vào và gọi chuyển tiếp chúng làm các nhiệm vụ cấp nguồn, giám sát cuộc gọi,phối hợp baó hiệu.Khối mạch này không làm nhiệm vụ tập trung tải nhưng thực hiện biến đổi A-D ở các tổng đài số. Khối mạch kết cuối chung kế số. Nhiệm vụ cơ bản của khối mạch này là thực hiện các chức năng Gazpacho,bao gồm: -Tạo khung (Gerieration of Frame)tức là nhận dạng tín đồng bộ khung để phân biệt từng khung của tuyến số liệu PCM đưa từ tổng đài khác tới. -Đồng bộ khung (Aligment of frame)để xắp xếp khung số liệu mới phù hợp với hệ thống PCM. -Nếu dây bít “0”:vì dây tín hiệu PCM có nhiều quãng chứa nhiều bít “0”sẽ khó phục hồi tín hiệu đồng bộ ở phía thu nên nhiệm vụ này là thực hiện nên các quãng tín hiệu có nhiều bít “0”liên tiếp ở phía phát. -Đảo định cực(Polar conversion):Nhiệm vụ này nhằm biến đổi dây tín hiệu đơn cực từ hệ thống đưa ra thành dãy tín hiệu lưỡng cực trên đường dây và ngược lại. -Xử lý cảnh báo (alarm processing) Để xử lý cảnh báo từ đường chuyền PCM -Phục hồi dãy xung nhịp (clock recovery) Nhiệm vụ này thực hiện phục hồi dãy xung nhịp từ dãy tín hiệu thu. -Tách thông tin đồng bộ (Hunt during reframe) Nhiệm vụ này thực hiện tách thông tin đồng bộ từ tín hiệu thu -Báo hiệu (office signalling) Nhiệm vụ này 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. II-2-2.Thiết bị chuyển mạch ở 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 Thực hiện chức năng này để thiết lập tuyến nối giữa 2 hay nhiều thuê bao của tổng đài hoặc giữa tổng đài này với tổng đài khác. -Chức năng truyền dẫn. Trên cơ sở tuyến nối đã thiết lập, thiết bị chuyển mạch thực hiện truyền dẫn tín hiệu tiếng nói và tín hiệu báo hiệu giữa các thuê bao với độ tin cậy và chính xác cần thiết. Có 2 loại hệ thống chuyển mạch a-Hệ thống chuyển mạch tương tự Loại chuyển mạch này được chia thành 2 loại: -Phương thức chuyển mạch không gian (space division switching mode). ở phương thức chuyển mạch này 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 nối và duy trì trong suốt thời gian tiến hành cuộc gọi. Các tuyến nối cho các cuộc gọi là độc lập với nhau. Ngay sau khi một tuyến nối được đấu nối, các tín hiệu được trao đổi giữa hai thuê bao. Trường chuyển mạch theo phương thức này có thể sử dụng tiếp điểm điện tử hay cơ điện như loại rơ le ống kính (Gekin)hoặc bộ nối dây ngang dọc kiểu mini. -Phương thức chuyển mạch thời gian Phương thức chuyển mạch này còn gọi là chuyển mạch PAM(Pulse amplutude modielation),tức là chuyển mạch theo phương thức điều biên xung. b-Hệ thống chuyển mạch số (digital switching) Phương thức chuyển mạch này còn gọi là chuyển mạch PCM(pulse code modulation).Đây cũng là một loại của của phương thức chuyển mạch thời gian.ở hệ thống chuyển mạch loại này một tuyến vật lý được sử dụng chung cho một số cuộc gọi trên cơ sở phân chia theo thời gian xử dụng nó. Mỗi cuộc gọi được sử dụng tuyến này trong một khoảng thời gian xác định và theo chu kỳ với một tốc độ lặp thích hợp. Đối với tín hiệu thoại tốc độ lặp là 8Khz, tức là cứ mỗi 125ms lại truyền đi tiếng nói một lần. Tiếng nói trong mỗi lần chuyển đi 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 tiếng nói Tín hiệu PCM thích hợp cho tất cả truyền dẫn lẫn chuyển mạch. II-2-3. Bộ điều khiển trung tâm Bộ điều khiển trung tâm 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 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 hiện các công việc như. -Nhập xung hay mã chọn số (các chữ số địa chỉ) -Chuyển các tín hiệu địa chỉ đi ở các trường 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 Sơ đồ khối một bộ xử lý chuyển mạch tổng quát như mô tả ở hình 4 ra vào Thiết bị phối hợp Bộ nhớ số liệu Bộ nhớ phiên dịch Bộ nhớ chương trình Bộ xử lý trung tâm Hình 4:Sơ đồ khối bộ sử 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 với thiết bị vào-ra làm nhiệm vụ phối hợp để đưa các thông tin vào và lấy các lệnh 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 tùy thuộc vào 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 tạm thời các các số lệu cần thiết trong quá trình sử lý các cuộc gọi như các chữ 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 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 các bộ nhớ bán cố định không thay đổi trong qúa trình sử lý cuộc gọi. Còn thông tin ghi ở bộ nhớ tạm thời (nhớ số liệu )thay đổi liên tục từ lúc bắt đầu tời lúc kết thúc cuộc gọi II-2-4.Thiết bị ngoại vi chuyển mạch Các thiết bị đo thủ trạng thái đường dây thuê bao và trung kế, thiết bị phân phối báo hiệu, thiết bị điều khiển đầu nối tạo thành thiết bị ngoại vi chuyển mạch. Ta đã biết thiết bị sử lý trung tâm làm việc với tốc độ rất nhanh mỗi lệnh chỉ xử lý trong khoảng vài ms, trong khi đó thiết bị chuyển mạch mỗi thao tác cần tới vài ms(Đối với trường chuyển mạch kiểu tương tự).Vì vậy cần phải có thiết bị ngoại vi để làm nhiệm vụ phối hợp thao tác giữa 2 bộ phận có tốc độ làm việc khác nhau để nâng cao hiệu suất sử 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 các tổ hợp logic ở đầu ra bộ xử lý sang dạng tín hiệu điện phù hợp để điều khiển động tác các rơle, tiếp điểm chuyển mạch hoặc các cổng logic -Thiết bị dò 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 cac tín hiệu trên đường dây thuê bao và trung kế đấu nối tới tổng đài. Các tín hiệu này có thể liên tục hoặc rời rạc.Ta có thể chia các thiết bị đo thử này thành 2 nhóm +Thiết bị giành riêng cho từng nhóm đường thuê bao và trung kế +Thiết bị dùng chung như thiết bị thu phát hiện chon số, thiết bị thu phát tín hiệu báo hiệu liên tổng đài. ở các tổng đài điện tử có cấu trúc module các thiết bị ngoại vi này thường có cấu trúc module và được điều khiển trực tiếp bởi các bộ xử lý ngoại vi ở cấp thấp của hệ thống điều khiển có công suất và tốc độ làm việc thấp hơn.Các bộ xử lý của thiết bị ngoại vi chịu sự điều khiển của bộ xử lý trung tâm. Tốc độ quét đo thử trạng thái đường dây thuê bao hay trung kế phụ thuộc vào tốc độ tối đa mà mà các biến cố hay tín hiệu xuất hiện.Chẳng hạn trên các đường dây thuê bao, với tín hiệu xung thập phân có tỷ số xung thập phân có tỷ số xung 1/2 thì độ tin cậy và chính xác cần thiết để nhận dạng tất cả các xung có được khi chu kỳ quét là 10ms.Trong khi đó các loại tín hiệu liên tục như tín hiệu nhấc máy, tín hiệu dặt máy... trên các đường dây có thường là vài trăm ms.Với các loại tín hiệu này độ chính xác như trên là không cần thiết. Để phát hiện các cuộc gọi mới, mỗi đường dây cần đo thử cứ 300ms một lần.Như vậy ở một tổng đài có 40.000thuê bao (tổng đai điện thoại điện tử dung lượng trung bình thì trong mỗi khoảng thời gian 300ms đó cần có 5000 lệnh đo thủ ( nếu ghép nhóm 8) -Thiết bị phân phối báo hiệu (Distributor) Thiết bị này là tầng đệm giữa bộ xử lý trung tâm có công suất tín hiệu điều khiển nhỏ nhưng tốc độ cao và các mạch tín hiệu đường dây có công suất lớn nhưng tốc độ thấp.Đây cũng cũng là một thiết bị ngoại vi có cả đơn vị phần cứng và mềm bao gồm cấp xử lý ngoại vi.Nó có nhiệm vụ điều khiển thao tác hay phục hồi các rơle cung cấp các dang tín hiệu ở mạch đường dây hay nạch nghiệp vụ dưới sự điều khiển của bộ xử lý trung tâm -Thiết bị điều khiển đầu nối (marker) Thiết bị điều khiển đầu nối làm nhiệm vụ chuyển giao các lệnh thiết lập và giải phong 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 trường hợp này đóng vai trò là bộ xử lý chuyển mạch hoặc bộ xử lý điều khiển liên lạc.Thông tin tạo tuyến gọi trong các bộ nhớ được lưu cho tới khi tuyến nối được giải phóng, cuộc gọi đã xong. Tuỳ thuộc vào kiểu chuyển mạch thời gian hay chuyển mạch không gian mà bộ điều khiển chuyển mạch hoặc ghi tin vào bộ nhớ điều khiển nếu là phương thức chuyển mạch hoặc là thao tác các tiếp điểm chuyển mạch nếu là phương thức chuyển mạch không gian. II-2-5.Thiết bị ngọai vi báo hiệu Trong mạng điện thoại hiện nay ở hầu hết các quốc gia có nhiều hệ thống tổng đài khác nhau với các thế hệ chuyển mạch khác nhau như các hệ thống chuyển mạch nhân công, các hệ thống chuyển mạch từng nấc,các hệ thống ngang dọc, điện tử tương tự điện tử số ....Mỗi loại có hệ thống báo hiệu riêng.Vì vậy một tổng đài điện tử nào đó trong mạng phải phối hợp được với các loại tổng đài khác trong mạng, trong đó vấn đề phối hợp báo hiệu là quan trọng nhất. Đầu tiên tất cả các loại tín hiệu báo hiệu giữa các tổng đài tự động ở dạng một chiều hay mã thập phân.ở dạng này các chữ số địa chỉ thuê bao được truyền đi ở dang chuỗi, mỗi chuỗi đại diện cho một chữ số và có từ 1 tới 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 sử dung hệ thống tín hiệu đa tần ở dạng các tổ hợp áp chế.ở hệ thống này mỗi tín hiệu báo hiệu là một tổ hợp của 2 trong một nhóm có 5 hay6 tần số.Cả 2 phương thức báo hiệu vừa nêu(mã thập phân hay đa tần )Thì tín hiệu điều khiển phục vụ một cuộc gọi được truyền đi theo kênh dùng chung để truyền dẫn tín hiệu tiếng nói giữa các tổng đài.Nói cách khác là cả 2 loại tín hiệu báo hiệu này được truyền theo kênh gắn liền với kênh truyền tiếng nói cho cuộc gọi đó, loại hệ thống báo hiệu này gọi là hệ thống báo hiệu kênh riêng làm nhiệm vụ xử lý và phối hợp các các loại báo hiệu kiểu này từ tổng đài . Hiện nay ngoài các hệ thống báo hiệu kênh riêng như đã nêu trên người ta còn sử dụng hệ thống báo hiệu kênh chung ở hệ thống này tất cả các thông tin báo hiệu cho tất cả các cuộc gọi giữa 2 tổng đài nào đó 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 này tốc độ truyền thông tin báo hiệu cao hơn nhiều so với phương thức báo hiệu kênh riêng.Điều này dẵn tới tốc độ thiết lập nối nhanh hơn , có thể đưa vào nhiều dịch vụ nâng cao cho thuê bao.Ngoài ra với phương thức này có thể hợp nhất các dạng thông tin báo hiệu để xử lý gọi với các dạng thông tin báo hiệu để xử lý gọi với các dạng thông tin điều hành và bảo dưỡng kỹ thuật cho toàn mạng lưới nên hiệu quả sử dụng kênh và các thiết bị báo hiệu đước nâng cao. Thiết bị báo hiệu kênh chung đóng vai trò phối hợp và xử lý các loại báo hiệu trên mạng báo hiệu cho các mục đích điều khiển đã nêu trên trong tổng đài. II-2-6. Thiết bị trao đổi người-máy. ở tất cả tổng đài điện tử SPC người ta xử dụng thiết bị trao đổi người máy để điều hành,quản lý và bảo dưỡng tổng đài trong quá trình khai thác.Các thiết bị này bao gồm các thiết bị Display có bàn phím điều khiển,các máy in tự động(Teleprinter), các thiết bị đo thử đường dây và máy thuê bao... Chúng được dùng để đưa các lệnh quản lý và bảo dưỡng vào thiết bị xử lý thao tác và bảo dưỡng của tổng đài(Trường hợp này có thể bộ xử lý trung tâm đảm nhiệm cả chức năng chuyển mạch và chức năng này, hoặc 2 bộ xử lý riêng nhưng cùng phân cấp điều khiển) Các lệnh này được thực thi và kết quả được đưa tù hệ thống xử lý ra, hiện trên màn hình và in ra giấy trong trường hợp cần thiết. Ngoài ra hệ thống này còn tự động chuyển các loại thông tin về trạng thái làm việc của các thiết bị của tổng đài hoặc các thông tin cảnh báo hệ thống và hiển thị để thông bao kịp thời cho người quản lý biết trạng thái của thiết bị. Ngoài các việc nêu trên, ở các tổng đài SPC trung tâm còn có thiết bị ngoại vi nhớ số liệu.Thiết bị này bao gồm các khối điều khiển băng từ và đĩa từ.Chúng có tốc độ làm việc cao, dung lượng nhớ lớn và dùng để nạp phần mềm vào các loại bộ nhớ của bộ xử lý, ghi cá thông tin cước, thống kê... Tóm lại các tổng đài điên tử hiện nay đều làm việc theo nguyên lý điều khiển theo trương trình ghi sẵn(SPC).Tất cả các chức năng xử lý gọi được thực hiện trên cơ sở các chương trình ghi sẵn đã được thiết kế trước và được lưu trữ trong các bộ nhớ của bộ xử lý trung tâm và ngoại vi.Thời kỳ tiền khởi của tổng đài điện tử SPC được thiết kế theo kiểu một bộ xử lý.Sau này người ta sản xuất các tổng đài điện tử theo kiểu module và có nhiều cấp xử lý.Với cấu trúc như vậy tổng đài có thể dễ dàng được mở rộng dung lượng và nâng cao được độ an toàn của hệ thống và hệu quả sử dụng các bộ xử lý cũng cao hơn.Các bộ xử lý ngoại vi được tang bị các bộ vi xử lý thích hợp. Phần III: Chuyển mạch số III- 1.đặc điểm của chuyển mạch số : Một cách tổng quát thì một hệ thống truyển mạch số là một hệ thống chuyển mạch trong đó tín hiệu chuyền 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 2 thuê bao với nhau cần phải trao đổi khe thời gian của 2 mẫu tiếng nói.Các mẫu này có thể ở trên cùng một tuyến PCM khác nhau và đã được số hóa ( Mã hóa theo phương thức PCM).Có 2 phương pháp thực hiện chuyển mạch các tổ hợp mã này theo 2 hướng, đó là chuyển mạch thời gian và không gian.Hệ thống chuyển mạch thời gian (Time division multiplex digital switehingsystem)có tên gọi đầy đủ là hệ thống chuyển mạch số ghép kênh theo thời gian.Người ta thường gọi tắt là chuyển mạch thời gian số.Sau đây ta sẽ thảo luận nguyên lý chung của phương thức chuyển mạch thời gian và không gian.Một thiết bị trường chuyển mạch số thực tế thường bao gồm cả phương thức chuyển mạch thời gian và không gian.Chúng ta sẽ xem xét phương thức ghép hợp này. Nói chung, một hệ thống chuyển mạch số phục vụ một số nguồn tín hiệu đã được ghép kênh theo thời gian.Các kênh tín hiệu PCM này được truyền dẫn trên các tuyến dẫn PCM.Trên các tuyến dẫn PCM chúng đã tải đi nhiều kênh thông tin (Tiếng nói hoặc báo hiệu )và các kênh này được tách ra theo nguyên lý phân kênh theo thời gian.Quá trình ghép và tách kênh PCM được thực hiện bởi các thiết bị ghép và tách kênh ở trước và sau thiết bị chuyển mạch. Để thực hiện chuyển mach cho các cuộc gọi đòi hỏi phải sắp xếp các tín hiệu số(các tổ hợp mã)từ một khe thời gian ở một bộ ghép hợp (Hoặc một tuyến dẫn PCM)sang cùng một khe thời gian hoặc sang cùng một khe thời gian khác của một bộ ghép hay tuyến PCM khác. III-2.Nguyên lý chuyển mạch không gian 1-Sơ đồ nguyên lý. 0 1 n 0 F Bộ nhớ điều khiển 0 0 : : n n Ma trận tiếp điểm chuyển mạch Hình 5:Sơ đồ khối bộ chuyển mạch không gian. Cấu tạo tổng quát của một bộ chuyển mạch không gian tín hiệu số gồm có một ma trận 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 địa chỉ XO,X1,X2 ....XN;Còn các đầu ra các tiếp điểm chuyển mạch tạo thành các tuyến PCM dẫn ra được ký hiệu Y0 ,Y1 ,Y2 ...YN.Các tiếp điểm chuyển mạch là các cửa logic “và “(and). Như vậy ta có một ma trận chuyển mạch không gian số kích thước nHm.Trong thực tế ma trận này thường là ma trận vuông, có nghĩa là số tuyến PCM dẫn vào bằng số tuyến PCM dẫn ra. Để điều khiển thao tác chuyển mạch của các tiếp điểm cần có bộ nhớ điều khiển.Bộ nhớ này gồm các cột nhớ hoặc các hàng nhớ ._.tùy theo phương thức điều khiển đầu vào hay đầu ra.Nếu 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 một cột nhớ điều khiển Số lượng các ô nhớ ở mỗi cột nhớ điều khiển bằng số khe thời gian của mỗi tuyến PCM đầu vào trong thực tế ở các tuyến ghép PCM này có từ 256 tới 1024 khe thời gian tùy theo cấu trúc và quy mô của bộ chuyển mạch.Số lượng bit nhớ (tế bào nhớ) của mỗi ô nhớ có mối quan hệ phụ thuộc vào số lượng các tuyến PCM dẫn vào theo hệ thức :d =LdN hoặc 2d=N Trong đó d:số bít nhớ của mỗi ô nhớ. N:Số lượng tuyến PCM đầu vào. ở các tổng đài thực tế trên mạng lưới của nước ta hiện nay thì mạng chuyển mạch không gian số là các ma trận 8*8.16*16 hoặc 32*32. ở tổng đài E10B thì bộ chuyển mạch không gian làm việc theo nguyên lý đầu ra .Trong khi đó ở tổng đài TDX-1B thì bộ chuyển mạch không gian có ma trận 8*8 lại làm việc theo nguyên lý đầu vào 2-Nguyên lý chuyển mạch . Động tác của một tiếp điểm chuyển 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 khoảng một khe thời gian.Khe thời gian này xuất 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 hòan toàn giữa các tuyến PCM vào và PCM ra trong khoảng mỗi khe thời gian. Một từ mã địa chỉ nào đó được đọc ra từ bộ nhớ điều khiển trong khoảng thời gian của mỗi khe thời gian.Công việc đọc này tiến hành theo chu trình. Mỗi từ mã được đọc ra trong khoảng khe thời gian tương ứng của nó.Tức là từ mã ở ô 00 tương ứng với khe thời gian TS0, tiếp theo là từ mã ở ô 01 tương ứng với khe thời gian TS1 ...Nội dung của từ mã được truyền đi theo tuyến bus địa chỉ(sau khi giải mã)trong khoảng mỗi khe thời gian.Vì vậy tiếp điểm tương ứng với địa chỉ vừa đọc ra sẽ động tác chỉ trong khoảng một khe thời gian này xuất hiện ở đầu vào ở dãy các khung kế tiếp nhau tiếp điểm lại động tác một lần.Thông thường một cuộc gọi chiếm khoảng một triệu khung. Bộ nhớ điều khiển gồm nhiều cột nhớ ghép song “không gian làm việc”,mỗi cột 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(Trường hợp khe thời gian bị chiếm ) thì cột nhớ điều khiển lại nhẩy một bước. Lúc này nội dung địa chỉ ở 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.Tùy thuộc vào số lượng các khe thời gian được ghép trên mỗi tuyến PCM mà hiệu suất các tiếp điểm có thể được tăng lên từ 32 tới 1024 lần so với trường hợp các tiếp điểm làm việc trong các ma trận chuyển mạch không gian thông thường. Đối với phương thức chuyển mạch không gian số điều khiển đầu ra, thì nguyên tắc điều khiển đấu nối cũng tương tự phương thức điều khiển đấu vào.Tuy nhiên, do các hàng nhớ điều khiển lại phục điều khiển nối mạch cho một hàng các tiếp điểm dẫn ra cho tất cả các đầu ra,nên trong khoảng thời gian một khung tín hiệu, các khe thời gian trên một tuyến PCM đầu vào được phân phối tới tuyến PCM ra nào tùy thuộc vào địa chỉ ghi ở ô nhớ tương ứng với khe thời gian đó.Trường hợp này địa chỉ của ô nhớ chỉ thị đầu ra nào tiếp nhận mẫu tín hiệu ở khe thời gian hiện tạ.Vì vậy gọi phương thức này là phương thức điều khiển đầu ra. III-3.Nguyên lý chuyển mạch thời gian tín hiệu số. 1-Chuyển mạch điều khiển đầu vào. a-Sơ đồ nguyên lý Bộ nhớ tiếng nói TSo ...... TS4 00 TS3 .... TS6 Tuyến PCM vào Tuyến PCM ra 31 Bus địa chỉ Bộ điều khiển chuyển mạch Bộ đếm khe thời gian 00 31 Bộ nhớ điều khiển Hình 6:Nguyên lý chuyển mạch thời gian điều khiển đầu vào. Về cấu tạo một bộ chuyển mạch thời gian tín hiệu số bao gồm 2 bộ nhớ, một bộ nhớ tiếng nói và một bộ nhớ điều khiển.Bộ nhơ tiếng nói có số lượng các ô nhớ bằng số lượng khe thời gian được ghép trong khung của tuyến dẫn PCM đưa vào ở sơ đồ ta giả thiết là các tuyến ghép PCM đầu vào và đầu ra có 32 khe thời gian các bộ nhơ tiếng nói và điều khiển có 32 ô nhớ .Trong thức tế các tuyến ghép PCM này thường có 256 tới 1024 khe thời gian.Khi đó các bộ nhớ cũng phải có số lượng các ô nhớ tương ứng. ở bộ nhớ tiếng nói mỗi ô nhớ có 8 bít nhớ để ghi lại 8 bít mang tin của mỗi từ mã PCM đại diện cho một mẫu tín hiệu tiếng nói. Bộ nhớ điều khiển có số lượng ô nhớ bằng số lượng bộ nhớ tiếng nói nhưng mỗi ô nhớ của nó có số lượng bít nhớ tùy thuộc số lượng khe thời gian của các tuyến ghép PCM.Chúng có quan hệ với nhau theo hệ thức. 2r =C Trong đó r:Số bít nhớ của mỗi ô nhớ ở bộ nhớ điều khiển C:Số lượng khe thời gian của tuyến ghép PCM Thông thường số lượng khe thời gian của các tuyến ghép chuẩn trong các hệ thống chuyển mạch là 256,512,1024;lúc đó số lượng các bít nhớ trong mỗi ô nhớ điều khiển là 8,9 hoặc 10 bit. Hai bộ nhớ tiếng nói và điều khiển của bộ chuyển mạch thời gian số liên kết với nhau thông qua hệ thống Bus địa chỉ và chịu sự điều khiển của bộ chuyển mạch hoặc trực tiếp hoặc qua bộ đệm khe thời gian. b-Nguyên lý làm việc Theo phương thức chuyển mạch thời gian điều khiển đầu vào các mẫu tín hiệu PCM từ đầu vào được ghi vào bộ nhớ theo phương pháp có điều khiển,tức là trình tự ghi các xung mẫu PCM ở các khe thời gian của tuyến dẫn PCM đầu vào các ô nhớ nào của bộ nhớ tiếng nói được quyết định bởi bộ nhớ điều khiển.Còn quá trình đọc các mẫu tín hiệu mã hóa PCM từ bộ nhớ tiếng nói vào các khe thời gian của tuyến ghép PCM ra được tiến hành theo trình tự tự nhiên.Mỗi ô nhớ của bộ nhớ điều khiển được liên kết chặt chẽ với khe thời gian tương ứng của tuyến PCM vào và chứa địa chỉ của khe thời gian cần đấu nối tới ở tuyến ghép PCM ra. 2-Chuyển mạch điều khiển đầu ra a- Sơ đồ nguyên lý Về cấu tạo thì một bộ chuyển mạch thời gian tín hiệu số điều khiển đầu ra cũng gồm có 2 bộ nhớ có cấu tạo giống như phương thức điều khiển đầu vào.Thế nhưng nguyên lý làm việc để thực hiện đấu nối thì khác với nguyên lý điều khiển đấu vào.Ta hãy xem xét nguyên lý điều khiển đấu nối theo phương thức này. Bộ nhớ tiếng nói TSo ...... TS4 00 TS3 .... TS6 04 31 Bus địa chỉ Bộ điều khiển chuyển mạch Bộ đếm khe thời gian 00 . . . 31 Bộ nhớ điều khiển Hình 7:Nguyên lý chuyển mạch thời gian điều khiển đầu ra b-Nguyên lý làm việc ở phương thức chuyển mạch tời gian điều khiển đầu ra thì mẫu tín hiệu PCM ở tuyến dẫn PCM vào cần được ghi vào các ô nhớ của bộ nhớ tiếng nói theo trình tự tự nhiên.Tức là mẫu ở khe thời gian TS0 ghi vào ô nhớ 00, mẫu ở khe thời gian TS1 ghi vào ô nhớ 01 ....và mẫu tín hiệu ở khe thời gian TS31 ghi vào ô nhớ 31 của bộ nhớ tiếng nói (ta giả thiết tuyến dẫn PCM đầu vào có 32 khe thời gian). Khi đọc các nội dung ở các ô nhớ này vào các khe thời gian của tuyến ghép PCM ra thì phải thực hiện có điều khiển để mẫu tín hiệu PCM ở một khe thời gian nào đó ở đầu vào cần phải được chuyển tới một khe thời gian định trước của tuyến PCM ra (gọi là khe thời gian đích).Để thực hiện được công việc này, mỗi khe thời gian của tuyến PCM ra được liên kết chặt chẽ với một ô nhớ của bộ nhớ điều khiển theo thứ tự tự nhiên, tức là khe thời gian TS0 gắn với ô nhớ 00, khe thời gian TS1gắn với ô nhớ 01...khe thời gian 31 gắn với ô nhớ 31.Nội dung của các ô nhớ này được bộ điều khiển chuyển mạch ghi địa chỉ của khe thời gian đầu vào(Khe thời gian gốc)cần phải được chuyển mạch tới khe thời gian tương ứng. III-4.Ghép tuyến PCM và chuyển đổi nối tiếp song song. ở các tổng đài số người ta sử dụng các bộ chuyển mạch thời gian và không gian chuẩn. Các bộ chuyển mạch này đều làm việc theo nguyên lý chuyển mạch các bít song song cho các tuyến PCM có tốc độ 4,096 Mbps hoặc 8,192 Mbps. Để có được các tuyến tín hiệu số chuẩn như vậy các tuyến PCM ghép kênh sơ cấp theo các luật G700 cần phải được ghép một lần nữa và chuyển đổi nối tiếp song song và ngược lại ở đầu ra. Thông thường thiết bị ghép kênh thứ cấp đầu vào trường chuyển mạch thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi nối tiếp song song cho các tuyến PCM sơ cấp tốc độ 2,048 Mbps mã PCM 8bít nối tiếp thành tuyến ghép PCM có 8 mạch dây để dẫn dãy tín hiệu PCm ở dạng 8 bít song song có tốc độ cao hơn.Sơ đồ khối mô tả thiết bị này như hình 6. Thiết bị ghép kênh thứ cấp Bộ chuyển đổi 1-// 0 0 PCM vào . PCM ra Bộ chuyển đổi 1-// n n PCM vào Hình 8: Sơ đồ chuyển đổi nối tiếp song song và ghép Bộ truyển đổi 1-// Tuyến PCM ra Đầu vào nối tiếp 2,048 Mbps Đầu ra song song 256 Kbps Hình 9: Biến đổi nối tiếp song song Thông thường người ta thực hiện ghép 16;32 tuyến dẫn PCM cơ sở vào một tuyến dẫn PCM 8 mạch dây để truyền dẫn 512 hoặc 1024 kênh đồng thời(Tuyến ghép có 512 hoặc 1024 khe thời gian).Như vậy tuyến dẫn PCM ra có 8 mạch dây truyền dẫn đồng số ở dạng bits song song với tốc độ 4096 hoặc 8192 Mbps Hình 7 mô tả sự sắp xếp các bits trong từ mã PCM ở đầu vào và đầu ra của bộ truyển đổi nối tiếp song song. Qua hình vẽ ta thấy trên tuyến PCM vào, dãy tín hiệu số là dãy nối tiếp các từ mã 8 bits ở các khe thời gian TS3, TS4 bít ở mỗi khe thời gian cũng được sắp xếp nối tiếp theo thời gian. ở đầu ra tất cả 8 bits ở các khe thời gian TS3,TS4 xuất hiện đồng thời ở trên 8 nạch dây ra (mỗi bits xuất hiện ở trên một mạch dây ) đứng trong khoảng thời gian bits tin. Ta thấy rằng trong khoảng thời gian của một khe thời gian chỉ một bits được tải trên mỗi đường dây ra, trong khi đó 8 bits được tải tới cửa vào trong khoảng thời gian đó. Vì vậy tốc độ bits trên từng mạch dây đã giảm đi 8 lần so với tốc độ bits dầu vào.Tức là tốc độ bits của dòng số dầu ra là 256 Kbps. Tuyến PCM ra 8 mạch dây đưa tới thiết bị ghép kênh thứ cấp để tạo ra tuyến số tốc độ cao hơn trước khi đưa tới bộ chuyển mạch thời gian và không gian.Phương thức truyền dẫn bits song song rất thích hợp với nguyên lý thực hiện nhiệm vụ chuyển mach của bộ chuyển mạch thời gian tín hiệu số sử dụng các bộ nhớ. Thông thường qua trình ghi đọc tin vào ra từ các bộ nhớ được thực hiện theo nguyên lý song song. Ngoài ra phương thức chuyển mạch song song nâng cao được hiệu suất sử dụng tiếp điểm chuyển mạch.Vì vậy tất cả các tổng đài số sử dụng trường chuyển mạch không gian kết hợp với các modul chuyển mạch thời gian đều sử dụng nguyên lý chuyển mạch song song.Tùy theo tốc độ bít của tuyến dẫn PCM để quyết định hiệu suất này được nâng cao bao nhiêu lần.Tuy vậy ở góc độ thời gian sử dụng tiếp điểm cho mỗi kênh thì tốc độ của tuyến PCM càng cao thì hiệu suất sử dụng tiếp điểm càng lớn.Tuy nhiên không phải hiệu suất tỷ lệ tuyến tính với giá thành vì khi tốc độ làm việc càng cao thì giá thành để sản xuất tiếp điểm cũng càng cao. Còn từ góc độ định lượng ta có thể dễ dàng nhận thấy hiệu quả kinh tế khi sử dụng phương thức chuyển mạch song song ở thiết bị chuyển mạch không gian số. III-5. Chuyển mạch số ghép hợp 1-Khái niệm về chuyển mạch ghép hợp Mặc dù các tiếp điểm điện tử không đắt lắm nhưng chi phí để xây dựng một bộ chuyển mach không gian số cũng khá tốn kém do chi cho việc hàn nối để tiếp cận với các chân của phiên mạch.Ngoài ra các chân ra của các linh kiện vi mạch cũng không thể gần nhau quá vì không gian hàn nói không cho phép.Từ đó kích thức của bộ chuyển mạch không gian cũng tăng lên khi dung lượng lớn. Còn đối với chuyển mạch thời gian thì nhu cầu về nhớ cũng tăng lên rất nhiều đối với các bộ chuyển mạch thuẩn túy theo thời gian ở các tổng đài dung lượng lớn.Như vậy về hiệu quả kinh tế cũng không cao,đặc biệt là khi giá thành mỗi bít nhớ còn cao. Vì vậy hiện nay,từ một vài hệ thống tổng đài sản xuất tại Pháp là có cấu trúc chuyển mạch thời gian thuần túy, còn lại đa số các tổng đài dung lượng tring bình và lớn đều có cấu trúc chuyển mạch kiểu trường nhiều đốt ghép hợp của 2 phương thức chuyển mạch thời gian và không gian.Trường hợp này trường chuyển mạch được tạo bởi nhiều đốt, mỗi đốt được ghép từ một số ma trận chuyển mạch kích thước nhỏ hoặc các bộ chuyển mạch thời gian dung lượng nhỏ để tạo thành một bộ chuyển mạch thời gian dung lượng lớn.Như vậy cần thiết phải thay đổi khe thời gian và tuyến PCM trong quá trình chuyển mạch.Vì thế trường chuyển mạch phải sử dụng cả 2 phương thức chuyển mạch thời gian và không gian tín hiệu số.Loại này của trường chuyển mạch gọi là trường chuyển mạch ghép hợp chúng có thể có cấu trúc ghép khác nhau như TS,STS,TST,TSST.... (T:Bộ chuyển mạch thời gian:Time Switch;S:Bộ chuyển mạch không gian :Space switch). Để đảm bảo có khả năng tiếp thông hoàn toàn thì cần thiết chỉ sử dụng các tầng chuyển mạch kiểu T hoặc kiểu S kiểu tiếp thông hoàn toàn.Nhưng các trường chuyển mạch có cấu trúc kiểu TT,TTT hoặc TTTT ... không kinh tế vì thực tế có thể chấp nhận một giới hạn tổn thất gọi ở mức cho phép. Mặt khác, trường chuyển mạch 2 đốt dùng 2 loại chuyển mạch TS hoặc ST chỉ thích hợp chó các loại tổng đài dung lượng nhỏ.Thông dụng nhất hiện nay là trường chuyển mạch cấu trúc 3 đốt kiểu TST hoặc STS cho các loại tổng đài sung lượng trung bình và lớn.Tuy nhiên ở một số loại tổng đài trung bình và lớn người ta còn sử dụng các kiểu trường chuyển mạch TSST,TSSST hoăc SSTSS.Trường chuyển mạch STS có cấu trúc điều khiển đơn giản nên thường được sử dụng cho các trường chuyển mach dung lượng nhỏ. Mặt khác ở khía cạnh tổn thất thì ta phải chú ý nhiều tới tầng ra. ở đây tầng ra làm việc theo nguyên lý chuyển mạch không gian nên thông thường cấu trúc theo kiểu có tổn thất.Vì vậy nó không thích hợp cho các hệ thống dung lượng lớn. Trường chuyển mạch TST có tổn thất nhỏ hơn vì các đốt ngoài là các đốt chuyển mạch thời gian nên không sinh ra tổn thất ở đây.Còn đốt chuyển mạch không gian ở giữa có thể có cấu trúc kiểu tổn thất hoặc tổn thất nhỏ.Vì vậy trường chuyển mạch loại này được dùng có hiệu quả nhất cho cấu trúc chuyển mạch lưu thoát lượng tải lớn.Còn đối với các trường chuyển mạch cần lưu thoát lượng tải lớn hơn nữa như ở các tổng đài chuyển tiếp dung lượng lớn có thể sử dụng loại cấu trúc chuyển mạch TSST hoặc TSSST. Việc chọn dùng một cấu trúc chuyển mạch kiểu nào đó còn phụ thuộc vào các nhân tố khác nữa , chẳng hạn như tính phức tạp, độ linh hoạt, khả năng đo thử, khả năng phát triển dung lượng ... Trong thực tế cấu trúc TST vẫn là cấu trúc phổ thông nhất, được sử dụng nhiều cho các tổng đài số hiện nay. 2-Trường chuyển mạch TST Trường chuyển mạch TST có 2 đốt chuyển mạch thời gian ở 2 phía và phân tích bởi một đốt chuyển mạch không gian ở giữa.Đốt chuyển mạch thời gian vào thực hiện chức năng trao đổi khe thời gian.Tầng không gian làm nhiệm vụ trao đổi tuyến PCM. Ta hãy xem trường chuyển mạch TST có n tuyến PCM đầu vào và n tuyến PCM đầu ra.Như vậy ở các đốt đầu vào và đầu ra có n bộ chuyển mạch thời gian, đốt chuyển mạch không gian có một ma trận chuyển mạch kích thước nHn.bộ nhớ tiếng nõi cũng như bộ nhớ điều khiển của mỗi bộ chuyển mạch thời gian và mỗi cột (hay hàng) nhớ điều khiển của bộ chuyển mạch không gian có C ô nhớ, tương ứng với C khe thời gian của mỗi tuyến PCM vào và ra.Vì vậy có thể đấu nối bất kỳ khe thời gian nào của tuyến dẫn PCM vào tới bất kỳ khe thời gian nào của các tuyến ghép PCM ra. ở tổng đài nội hạt, trường chuyển mạch là loại trường gấp thì các tuyến PCM ra được đấu nối quay về các tuyến dẫn PCM vào qua thiết bị ghép. Còn đối với trường chuyển mạch của tổng đài chuyển tiếp là loại không gập thì các tuyến dẫn PCM vào và các tuyến ghép PCM ra hoàn toàn tách biệt với nhau.Tuy nhiên trong thực tế thì một tổng đài nội hạt có trường chuyển mạch là kết hợp của cả 2 loại. III-6.Tạo tuyến qua trường chuyển mạch ghép hợp. Ta giả thiết tiếng nói qua trường chuyển mạch để thực hiện một cuộc gọi nội hạt. Bộ điều khiển chuyển mạch phân phát khe thời gian TS4 trên tuyến dẫn PCM0 đầu vào cho thuê bao chủ gọi và khe thời gian TS6 của tuyến ghép PCM 3đầu ra cho thuê bao bị gọi. Nói cách khác các mẫu tiếng nói của thuê bao chủ gọi cần được chuyển đến khe thời gian TS6 của tuyến PCM ra có 3 khe thời gian TS4 của tuyến dẫn PCM vào số không, còn các mẫu tiếng nói của thuê bao bị gọi ở khe thời gian TS6 của tuyến PCM vào số 3 tới khe thơì gian TS4 của tuyến ghép PCM ra số không qua trường chuyển mạch. Bộ điều khiển trường chuyển mạch trung tâm thiết lập tuyến nối qua trường chuyển mạch 3 đốt. Để tăng thêm độ linh hoạt cho công việc tạo tuyến nối, ta sử dụng một khe thời gian trung gian TSx(còn gọi là khe thời gian trong) để chuyển mẫu tiếng nói của cặp thuê bao qua đốt chuyển mạch không gian. Các tham số tiếng nói để chuyền mẫu tiếng nói của thuê bao chủ gọi tới thuê bao bị gọi như sau: -Đốt I: đốt chuyển mạch thời gian vào (IT): Khe thời gian TS4 của PCM vào số không nối tới khe thời gian TSx của tuyến PCM trung gian số không. -Đốt II:Đốt chuyển mạch không gian (S): Khe thời gian TS x của tuyến PCM trung gian số không cần được chuyển tới khe thời gian TSx của tuyến PCM trung gian số . -Đốt III:Đốt chuyển mạch thời gian ra (OT): khe thời gian TSx của tuyến PCM trung gian số 3 cần chuyển tời khe thời gian TS6 của tuyến ghép PCM ra số 3. Vì tín hiệu PCM mang tiếng nói chỉ có thể được truyền dẫn theo một hướng qua đường truyền đó để chuyền tiếng nói của thuê bao chủ gọi tới thuê bao bị gọi, nên để chuyển thông tin theo hướng ngược lại bộ điều khiển chuyển mạch cũng phải thiết lập một đuường truyền khác độc lập qua trường chuyển mạch. Ta giả thiết rằng bộ điều khiển đấu nối chọn các khe thời gian trung gian cho tuyến nối là TS10 và TS11.Tuyến nối được thực hiện như mô tả ở hình 10. Trong thực tế các bộ chuyển mạch thời gian có từ 256 tới 1024 khe thời gian.Nhưng để đơn giản hoá cho quá trình diễn giải và dễ hình dung ta giả thiết rằng mỗi một tuyến dẫn PCM chỉ ghép 32 khe thời gian. Từ đó các bộ nhớ điều khiển (còn gọi là nhớ địa chỉ) và các bộ nhớ tiếng nói (còn gọi là nhớ tin)trong các bộ chuyển mạch thơì gian vào và ra cũng như các bộ nhớ điều khiển(còn gọi là nhớ địa chỉ) ở bộ chuyển mạch không gian cũng có 32 ô nhớ. Để thiết lập tuyến nối, bộ điều khiển(còn gọi là bộ xử lý ) chuyển mạch tìm chọn các khe thời gian rỗi. Ta giả thiết các khe thời gian rỗi đầu tiên (trong chu trình tìm kiếm) dùng được là TS10 và TS11 như trước đây đã giả thiết. Thông thường đốt chuyển mạch thời gian vào được thiết kế theo phương thức chuyển mạch điều khiển đầu ra, còn các bộ chuyển mạch thời gian ra làm việc theo nguyên lý điều khiển đầu vào. Để truyền dẫn các mẫu tiếng nói từ thuê bao chủ gọi tới thuê bao bị gọi, bộ điều khiển chuyển mạch ra lệnh ghi các địa chỉ cần thiết vào các ô nhớ 10 của bộ nhớ điều khiển CM của bộ chuyển mạch thời gian IT0, OT3 và cột nhớ 3 của bộ chuyển mạch không gian S tương ứng với tuyến PCM ra số 3. Địa chỉ 4 tương ứng với khe thời gian TS 4 được ghi vào bộ nhớ điều khiển của bộ chuyển mạch thơì gian vào IT0, địa chỉ 6 tương ứng với khe thời gian TS6 của tuyến ghép PCM ra 3 dư được ghi vào bộ nhớ điều khiển CM của bộ chuyển mạch thời gian ra OT3 và địa chỉ 0 tương ứng với tuyến dẫn PCM vào 0 được ghi vào cột nhớ 3 của bộ nhớ điều khiển CM-S (xem hình 11). Vì tầng chuyển mạch thời gian đầu vào làm việc theo nguyên lý chuyển mạch điều khiển đầu ra nên việc ghi các mẫu xung PCM từ các khe thời gian vào bộ nhớ tiếng nói được thực hiện theo trình tự.Vì vậy mẫu xung ở khe thời gian TS4 của tuyến PCM vào số không được ghi vào ô nhớ 4 của bộ nhơ ITO-CM.ở bộ chuyển mạch không gian S, mẫu này được đọc vào khe thời gian TS10 của tuyến PCM trung gian số 0 vì địa chỉ điều khiển được phát ra từ bộ nhớ ITO-CM. Tại đây trong khoảng khe thời gian TS10 tiếp điểm chuyển mạch 0 ở cột số 3 thao tác mở, vì địa chỉ điều khiển được phát đi từ cột nhớ điều khiển số 3 của bộ nhớ điều khiển S-CM.Vì vậy mẫu xung được chuyển tới PCM ra số 3 của ma trận chuyển mạch này. Tầng chuyển mạch thời gian đầu ra là tầng chuyển mạch làm việc theo nguyên lý điều khiển đầu vào.Vì vậy mẫu xung PCM đưa tới từ khe thời gian TS10 được ghi vào ô nhớ số 6 của bộ nhớ tiếng nói OT3-SM. Do địa chỉ được phát ra từ bộ nhớ điều khiển OT3-CM.Cuối cùng các mẫu xung ở đây được đọc vào các khoảng thời gian của khe thời gian TS6 trong các khung liên tiếp ở tuyến ghép PCM ra số 3. Như vậy công việc đấu nối theo một hướng đã được hoàn thành để chuyển tiếng nói của thuê bao chủ gọi tới thuê bao bị gọi. Tương tự như vậy, các mẫu PCM mang tiếng nói của thuê bao bị gọi cũng được truyền dẫn qua trường chuyển mạch thông qua tuyến nối sử dụng khe thời gian trung gian số 11. Ngay sau khi cuộc gọi kết thúc bộ điều khiển chuyển mạch xoá nội dung ghi ở các ô nhớ số 10 và 11 của các bộ chuyển mạch liên quan để cắt tuyến nối và ngừng qúa trình chuyền tin.Các ô nhớ và các khe thời gian này được dùng để xử lý các cuộc gọi tiếp theo. Giả thiết trường chuyển mạch có cấu trúc TST có n bộ chuyển mạch thời gian đầu vào và đầu ra ghép nối với ma trận chuyển mạch không gian nHn.ở các tổng đài số,tín hiệu thoại từ các thông bao hay trung kế tương tự đều đã được chuyển đổi sang dạng tín hiệu số(PCM)trước khi đưa tới trường chuyển mạch.Các tín hiệu này được tải trên các tuyến PCM. Thông thường mỗi cặp bộ chuyển mạch thời gian vào và ra gắn bó với một tuyến PCM vào và ra ở tầng chuyển mạch thời gian được gộp lại về chức năng thành một module chuyển mạch thời gian. Mỗi module chuyển mạch thời gian có một bộ nhớ tiếng nói dẫn vào gắn liền với một bộ nhớ điều khiển(bộ nhớ A), một bộ nhớ tiếng nói ra gắn bó với bộ nhớ điều khiển B và bộ nhớ C dùng để điều khiển bộ chuyển mạch không gian. Hình 11: Điều khiển nối qua trường chuyển mạch TST. Mỗi module chuyển mạch thời gian này được đấu nối tới một tuyến dẫn PCM đưa từ mạch kết cuối thuê hay trung kế tới, nó bao gồm 1 tuyến phát và một tuyến thu. Toàn bộ các module chuyển mạch thời gian và bộ chuyển mạch không gian tạo thành bộ chuyển mạch nhóm(GS). III-7. Ghép nối các tuyến PCM với trường chuyển mạch. Sơ đồ nối ghép. Module chuyển mạch thời gian O 2 Bộ nhớ tiếng nói 7 A Vào 23 B 23 C ra PCM0 Các bộ nhớ điều khiển 2 Từ A tới n n tới A 31 Bộ nhớ tiếng nói 23 31 A Vào 7 B 7 Ra C PCMn 2 Từ B tới 0 tới B các bộ nhớ điều khiển Module chuyển mạch thời gian n Hình 12:Ghép nối tuyến PCM với trường chuyển mạch TST 2-Tạo tuyến nối. Nhiệm vụ của thiết bị chuyển mạch nhóm là thiết lập tuyến nối giữa 2 thuê bao, giả sử Avà B ở hình vẽ 10 mô tả. Đầu tiên ta xem xét một tuyến nối để chuyển tiếng nói theo một hướng.Khi thời gian mà thuê bao A sử dụng là TS2 ở tuyến dẫn PCM0, còn khe thời gian ra tới thuê bao B là TS31 ở tuyến dẫn PCMn. Quá trình thiết lập nối được thực hiện như sau: -Bộ điều khiển chuyển mạch của tổng đài ra lệnh thiết lập tuyến nối giữa 2 khe thời gian này. -Tìm kiếm một khe thời gian trong gian rỗi.Trường hợp này khe thời gian trung gian TS7 được sử dụng. -Thông tin về thiết lập nối được truyền tới vị trí số 7 của bộ nhớ điều khiển để lưu lại các thông tin sau: Bộ nhớ điều khiển A, ô nhớ 7 :nội dung 2 Bộ nhớ điều khiển B, ô nhớ 7 :nội dung 31 Bộ nhớ điều khiển C, ô nhớ 7 :nội dung 0 Tiếp điểm chuyển mạch có toạ độ tương ứng n và toạ độ ngang 0 sẽ đấu nối module chuyển machj thời gian vào TSM0 tới module chuyển mạch thời gian ra TSMn trong khoảng thời gian TS7. Tiếng nói của thuê bao A được ghi vào ô nhớ 2 của bộ nhớ tiếng nói ở TSM0 và đọc vào khe thời gian TS7 của tuyến dẫn PCM trung gian số 0, qua bộ chuyển mạch không gian tới bộ chuyển mạch thời gian ra ở TSMn nó được ghi vào ô nhớ 31 cuả bộ nhớ tiếng nói, cuối cùng từ mã này được đọc ra khe thời gian 31 của tuyến dẫn PCMn và chuyển tới thuê bao B. Quá trình điều khiển thiết lập tuyến nối theo hướng ngược lại để truyền tiếng nói của thuê bao B tới thuê bao A được thực hiện tương tự nhờ các thông tin số liệu điều khiển sau. Bộ nhớ điều khiển A của TSMn, ô nhớ 23:nội dung 31 Bộ nhớ điều khiển B của TSMn, ô nhớ 23:nội dung 2 Bộ nhớ điều khiển C của TSMn, ô nhớ 23:nội dung n. III-8.Cấu trúc modular và phát triển dung lượng. ở các tổng đài số thiết bị chuyển mạch chính (bộ truyển mạch nhóm GSS) thường có cấu trúc kiểu modular.phần lớn bộ chuyển mạch nhóm có cấu trúc chuyển mạch kiểu TST (đối với tổng đài dung lượng trung bình và lớn).Để thuận tiện cho quá trình phát triển dung lượng bộ chuyển mạch nhóm cũng được cấu trúc theo từng module. 1- Cấu trúc modular của tầng chuyển mạch thời gian mô tả ở hình 13 Các đầu vào nHn Các đầu ra Các module chuyển mạch thời gian Module chuyển mạch thời gian 0 O 15(31) 1 16(32) 31(63) các tuyến : n PCM Hình 13: Cấu trúc modular chuyển mạch thời gian. Thông thường mỗi module chuyển mạch thời gian thực hiện xử lý chuyển mạch cho 16 hoặc 32 tuyến dẫn PCM cơ sở 32 kênh. Như vậy mỗi module này có 16H32=512 (hoặc32H32=1024)khe thời gian 2 hướng(còn lại là kênh 2 hướng).Mỗi kênh(hoặc cặp khe thời gian) được nối tới 2 ô nhớ tiếng nói (còn gọi là nhớ thoại hay nhớ tin ). Tuỳ theo giai đoạn phát triển của dung lượng của tổng đài mà quyết định trang bị bao nhiêu module chuyển mạch.Chẳng hạn tổng đài TDX-1B thì mỗi module chuyển mạch thời gian có 1024 khe thời gian 2 hướng và trang bị tối đa là 8 module, còn ở tổng đài AXE thì mỗi module chuyển mạch thời gian này có 512 khe thời gian 2 hướng và nếu trang bị 32 module thì tổng số kênh 2 hướng sẽ là 16.384. 2-Cấu trúc module của trường chuyển mạch không gian tín hiệu số. Trường hợp với tính chất cấu trúc module của chuyển mạch không gian là một ma trận vuông 32H32,phục vụ cho 32 module chuyển mạch thời gian.ở các tổng đài số dung lượng nhỏ như TDX-1b chẳng hạn, người ta xây dựng module chuyển mạch không gian nhỏ hơn, chẳng hạn mỗi module là một ma trận 4H4.Thông thường ở các tổng đài số dung lượng lớn người ta xây dựng module chuyển mạch không gian 16H16 hoặc 32H32.Như vậy bước thứ nhất ta có bộ chuyển mạch nhóm 1 module chuyển mạch không gian và 32 module chuyển mạch thời gian(loại ma trận không gian 32H32)và cho ta bộ chuyển mạch nhóm có dung lượng 16.384 khe thời gian hai hướng. Nếu ta muốn phát triển dung lượng lớn hơn ta sử dụng 4 module chuyển mạch không gian để tạo một ma trận lớn hơn để phối ghép với 64 module chuyển mạch thời gian. Lúc này ta nhận được một bộ chuyển mạch nhóm có 512H64 =32.768 khe thời gian hai hướng. Cuối cùng chúng ta có thể mở rộng dung lượng của hệ thống bằng một ma trận module chuyển mạch không gian 4H4( như hình 14). Kết quả là ta có 128 module chuyển mạch thời gian nêu trên để có bộ chuyển mạch nhóm 128H512=65.536 kênh thoại hai hướng. 31 0 31 0 31 0 31 0 31 0 31 95 95 64 95 127 127 127 127 Mở rộng dung lượng cho đốt chuyển mạch không gian Các module chuyển mạch thời gian Các tuyến dẫn PCM cơ sở Hình 14: Mở rộng dung lượng của bộ chuyển mạch nhóm tới 65.536 kênh hai hướng. Tín hiệu tiếng nói vào Bộ nhớ tiếng nói vào Tuyến PCM Từ A Từ B Tín hiệu tiếng nói ra Bộ nhớ tiếng nói ra Bus nối Tới A Tới B Hình 15: Module chuyển mạch thời gian cho tổng đài số dung lượng nhỏ III- 9 . Cấu trúc chuyển mạch ở các tổng đài dung lượng nhỏ. Các tổng đài số dung lượng nhỏ, một vài thuê bao, hoặc vài chục, vài trăm thuê bao, thường bộ chuyển mạch nhóm sử dụng một vài bộ chuyển mạch thời gian là đủ. Hình 15 mô tả bộ chuyển mạch nhóm kiểu này. Mỗi module chuyển mạch bao gồm một bộ chuyển mạch thời gian vào dành cho các khe thời gian vào và một bộ chuyển mạch thời gian ra để ghi các mẫu PCM chuyển ra. Trong kỹ thuật chuyển mạch số các module chuyển mạch thời gian được xây dựng trên cơ sở các chíp vi mạch chuyên dụng, chế tạo chuẩn. Thông thường mỗi chíp này có thể cấu tạo một module chuyên mạch có 256 khe thời gian ra và 512 khe thời gian vào.Để có được cá module dung lượng lớn ta có thể sử dụngnhiều chíp kiểu này.Chẳng hạn để có module chuyển mạch chuẩn 512H512 Ta ghép 2 chíp lại theo phương thức đầu vào song song. III-10.Cấu trúc tổng quát của bộ chọn nhóm số (DGS) Một tổng đài số phải có khả năng hoạt động ở mạng lưới có các phương thức truyền dẫn khác nhau.Nó cần phải phối ghép được với các truyền dẫn tín hiệu PCM, các truyền ghép kênh theo tần số hoặc các mạch âm tần. Điều này có quan hệ tới các mạch điện giao tiếp với đường dây và trường mạch. Trường chuyển mạch này với các mạch điện giao tiếp tạo nên tổ hợp thiết bị chuyển mạch nhóm. Ta hãy xem xét cấu tạo của thiết bị này trong 2 loại môi trường thoại đó là môi trường thoại tương tự và môi trường thoại số. 1-Bộ chọn nhóm số ở môi trường thoại tương tự. a-Sơ đồ khối b-Chức năng các khối: Khối mạch kết cuối đường dây: Bộ ghép Kênh PCM Kết cuối tổng đài ITC BTC Kết cuối tổng đài Bộ ghép Kênh PCM ITC BTC Trường chuyển mạch số CR CSC Bộ điều khiển khu vực Bộ điều khiển khu vực Bộ điều khiển chuyển mạch Bộ điều khiển trung tâm BTC:mạch điện trung kế hai hướng. ITC:mạch điện trung kế vào. OTC:Mạch điện trung kế ra CS:Bộ phát mã CR:Bộ thu mã Hình 16:Bộ chọn nhóm số ở môi trường thoại tương tự. Khối này bao gồm các mạch trung kế hai chiều, trung kế vào và trung kế ra. Vì các đường dây đầu nối tới tổng đài đều là đường truyền tương tự nên các mạch điện này là loại thông thường, bất luận trường chuyển mạch là loại tương tự hay số. -Khối thiết bị ghép kênh PCM. Khối thiết bị này có chức năng chuyển đổi tín hiệu tương tự đưa tới trường chuyển mạch và ngưọc lại.Thông thường nó thực hiện các công việc lấy mẫu, lượng tử, mã hoá để tạo ra truyền dẫn PCM cơ sở 32 khe thời gian với tốc độ 2,048 đưa tới thiết bị kết cuối tổng đài.Quá trình này áp dụng cho luồng tín hiệu vào, còn đối với tín hiệu ra thì thực hiện biến đổi ngược lại. ---Thiết bị kết cuối tổng đài: Nhiệm vụ của thiết bị này là sắp xếp các khe thời gian đưa vào từ các tuyến PCM đồng bộ và đồng pha với các khe thời gian của tổng đài.Điều này được thực hiện nhờ phương pháp đệm và tải đồng bộ. Để tối ưu hoá trường chuyển mạch thì dãy từ mã bít nối tiếp đầu vào được chuyển đổi sang dạng bit song song và ghép một vài luồng PCM cơ sở thành thuyến dẫn PCM tốc độ cao hơn( thông thường 16 hoặc 32 tuyến PCM cơ sở được ghép vào 1) trên các bus 8 giây thường thường tốc độ chuẩn trên các bus này là 512 hoặc 1024 khe thời gian mỗi bus, tuỳ cách ghép. ở các tổng đài dung lượng nhỏ, người ta có thể g._. trung tâm Hình 36: Liên hệ giữa các thiết bị ngoại vi với thiết bị chuyển mạch nhóm. Thiết bị giao tiếp đường dây thuê bao tương tự gần các mạch điện kết cuối cho các thuê bao thường, thuê bao bỏ tiền, thuê bao PABX. Nó thường có kết cấu module. Mỗi module có thể kết cuối cho 256 hoặc 512 thuê bao thường, đối với các thuê bao bỏ tiền và PABX thì chỉ kết cuối được 128 hoặc 256 thuê bao. Ngoài giao tiếp với thiết bị tập trung, thiết bị xử lý trực thuộc, thiết bị tạo dòng chuông, thiết bị giao tiếp đường dây thuê bao còn giao tiếp với các thiết bị đo thử ngoài, đo thử trong, thiết bị cảnh báo lỗi và thiết bị cấp nguồn. Sơ đồ khối tổng quát của thiết bị giao tiếp đường dây thuê bao tương tự được môt tả ở hình 37. Tip Bảo vệ quá áp Mạch Rơle đo kiểm Mạch Rơle cấp chuông Bảo vệ quá áp S L I C Bộ lọc C O D E C Thuê PCMp Tới thiết Bao Ring bị tập trung CMt Đo kiểm vào Cảm nhận mạch vòng Đồng hồ 8KHz đo kiểm ra Cảm nhận chuông đồng hồ 2,048 MHz Dòng chuông Hình 37: Sơ đồ khối của mạch điện giao tiếp đường dây thuê bao tương tự. Thông thường mỗi một mạch dây thuê bao có một mạch điện giao tiếp như hình 37 môt tả. Ngoài các mạch điện thực hiện chức năng BORSCHT nó còn thực hiện một số chức năng khác như: -Phân phát khe thời gian cho công việc ghép kênhvà thực hiện chức năng CODEC. -Hiển thị trạng thái nâng tổ hợp -Xử lý và truyền dẫn các dạng âm báo cho thuê bao. -Cấp nguồn cho các mạch điện. -Chức năng giao tiếp điều khiển. Hai khối mạch bảo vệ quá áp làm nhiệm vụ bảo vệ các phần tử mạch phía tổng đài đối với các xung cảm ứng cao áp so sấm sét, bảo vệ trước điện áp chuông và điện áp lưới khi dây thuê bao chập dây điện lực. Thông thường khối bảo vệ quá áp ngoài lắp ở giá phối tuyến và làm nhiệm vụ chống sét. Nó được tạo bởi các cuộn dây nhiệ và cầu chì thu lôi kiểu ống. Còn khối bảo vệ quá áp phía trong để bảo vệ chống sự xâm nhập của dòng chuông và điện áp lưới còn sót. Nó được cấu tạo từ các phần tử mạch ghép bởi các Thyristor đối cực đặc biệt. Tiêu chuẩn bảo vệ xung điện áp cao theo quy định của CCITT là mạch điện phải an toàn khi có xung áp biên độ 1KV, sườn xung 10ms, thời hạn xung 1000ms. Khối mạch tiếp điểm rơle đo kiểm chịu sự điều khiển của thiết bị điều khiển trung tâm thông qua thiết bị ngoại vi điều khiển để tiết cận các thiết bị đo thử và kiểm tra vào đối với các tham số cuả tuyến gọi và các thiết bị đo kiểm ra để đo kiểm các tham số đường dây máy thuê bao. Khối mạch cấp chuông chứa các tiếp điểm rơle cấp chuông. Rơle này hoạt động dưới sự điều khiển của bộ điều khiển trung tâm. Nhờ thao tá đóng mạch 1s và hở mạch 2s mà dòng chuông đựơc cấp cho máy thuê bao theo nhịp tương tự. Khi cấp chuông cho thuê bao, thông qua mạch SLIC trạng thái cấp chuông được cảm nhận và đưa tới thiết bị điều khiển trung tâm để theo rõi. Khối mạch SLIC làm chức năng cấp nguồn cho đường dây thuê bao, chức năng chuyển đổi 2-4 dây, chức năng giám sát trạng thái mạch vòng thuê bao. Thông thường ở các tổng đài số, mạch điện cấp nguồn được sử dụng phương pháp mạch điện điện tử thông qua các mạch khuyếch đại thuật toán có trở kháng cao cùng với mạch điện điều chỉnh mạch điện điều chỉnh dòng để đảm bảo dòng cấp cho máy thuê bao không đổi (thường là 60mA). Chức năng chuyển đổi 2-4 dây cũng được thực hiện bằng mạch điện sai động điện tử, sử dụng các mạch khuyếch đại điện tử thuật toán và mạch cân bằng. Ngoài ra chức năng giám sát mạch vòng thuê bao và trạng thái cấp chuông cho thuê bao cũng thực hiện ở đây. Khối mạch bộ lọc làm nhiệm vụ hạn chế phổ cho tín hiệu thoại hướng phát trong phạm vi băng tần chuẩn (0,3-3,4)KHz, đồng thời với tín hiệu hướng thu nó làm chức năng phục hồi tương tự cho tiếng nói từ dây tín hiệu điều biên xung ở đầu ra của mạch DECODER. Khối mạc CODEC làm nhiệm vụ chuyển đổi A-D và ngược lại cho tín hiệu phát và thu tuyến thoạim báo gồm cả tín hiệu thoại và các dạng âm báo cho hướng thu trong những trường hợp tổng đài đang xem xét là tổng đài số. Nếu trường hợp xem xét là tổng đài điện tử tương tự thì không có khối chức năng này. Đối với các thiết bị giao tiếp đường dây thuê bao cho thuê bao bỏ tiền hoặc PABX thì ngoài các chức năng nói trên nó còn các mạch điện để thực hiện các chức năng khác như đảo cực nguồn cấp cho máy thuê bao, chuyền dẫn xung cước, giải toả tuyến gọi khi cuộc gọi nội hạt quá hạn định (thường là 3 phút)... IX-2-2. Thiết bị tập trung Thiết bị tập trung tương tự ở các tổng đài điện tử tương tự các mạch điện giao tiếp đường dây thuê bao trước khi dẫn tới trường chuyển mạch chính được chuyển tiếp qua cấp chuyển mạc tập trung. Nhiệm vụ của nó là để tập trung lưu lượng tới các đường dây thuê bao có lưu lượng thành các mạch dây có lưu lượng cao trước khi đưa vào trường chuyển mạch. Như vậy mới nâng cao được hiệu suất sử dụng trường chuyển mạch chính và các thiết bị kèm theo như các mạch trung kế, báo hiệu ... Ngay cả ở một số tổng đài số, người ta vẫn sử dụng các bộ tập trung tương tự. Trường hợp mà người ta không sử dụng các mạch CODEC riêng cho từng thuê bao mà người ta dùng các mạch điện này ở đầu ra của bộ tập trung tương tự. ở các tổng đài điện tử, các bộ tập trung này thường có cấu trúc1024 đầu vào và 120 đầu ra để phù hợp với hệ số tập trung lưu lượng và thuận lợi cho bước xử lý tín hiệu và ghép kênh ở đầu ra của bộ tập trung. Chẳng hạn ở hệ thống tổng đài EIOB người ta sử dụng bộ tập trung điện tử không gian có tham số đầu vào và đầu ra như trên và các cơ cấu ghép 2 đốt A và B 2. Thiết bị tập trung số ở các tổng đài số người ta sử dụng các thiết bị tập trung số để tập trung tải gọi từ các đường dây thuê bao trước khi đưa tới các trường chuyển mạch số và nó sử lý trao đổi khe thời gian để đấu nối cho các mạch điện đường dây thuê bao, trường chuyển mạch và các thiết bị báo hiệu theo sự điều khiển của thiết bị điều khiển chuyển mạch. Thiết bị đồng bộ Thiết bị tập trung thuê bao số giao tiếp với các thiết bị khác của tổng đài như mô tả ở hình 38 Thiết bị chuyển mạch nhóm Bộ tập trung số Các mạch điện giao tiếp thuê bao Thiết bị tạo âm báo Thiết bị giao tiếp máy ấn phím đa tần Thiết bị điều khiển ngoại vi Thiết bị cảnh báo Hình 38: Giao tiếp giữa bộ tập trung số và các thiết bị khác. -Thiết bị đồng bộ: Thiết bị đồng bộ cung cấp các đồng hồ nhịp cầu cho bộ tập trung như tín hiệu đồng bộ khung, đồng hồ nhịp ghép kênh PCM tốc độ cao. ở các hệ thống ghép PCM khác nhau thì tín hiệu đồng bộ này cũng khác nhau. Đối với hệ thống ghép PCM luật A theo các tiêu chuẩn G700 của CCITT thì đồng hồ đồng bộ nhịp khung là 8 KHz, còn đồng hồ nhịp ghép kênh số liệu thường là bộ số của 2,048 MHz. ở bộ tập trung số của tổng đài EIOB đồng hồ này là 16,384 MHz còn ở hệ thống TDX-1B là 32,768 MHz. -Giao tiếp vớithiết bị chuyển mach nhóm. Giao tiếp này thực hiện bằng các tuyến dẫn PCM từ bộ tập trung số tới thiết bị chuyển mạch nhóm để tạo tuyến nối cho các cuộc gọi. Mối quan hệ giữa số lượng mạch điện thuê bao và số khe thời gian của tuyến này tuỳ thuộc vào tỷ số tập trung của bộ tập trung. Hệ số TDX-1B tỷ số tập trung có thể thay đổi từ 1:16 tới 1:2. Như vậy để tập trung cho 1024 thuê bao (hoặc mạch điện thuê bao)thì số tuyến PCM cơ sở ở đài VN của bộ tập trung dẫn tới thiết bị chuyển mạch nhóm từ 2 tới 16 tuyến. -Giao tiếp với các khối mạch điện giao tiếp thuê bao. ở đầu ra của mỗi mạch điện thuê bao của tổng đài số tín hiệu tiếng nói đã được chuyển sang dạng số với tốc độ 64 Kbps cho hướng đi và chuyển đổi từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự ở hướng vè. Vì vậy giao tiếp này cũng là các tuyến dẫn PCM cơ sở. Số lượng các tuyến dẫn PCM tuỳ thuộc vào dung lượng mỗi module mạch điện thuê bao của mỗi tổng đài. ở tổng đài EIOB cũng như tổng đài TDX-1B các module này là 1024 thuê bao. Như vậy số tuyến dẫn PCM cơ sở ở giao tiếp này là 32. -Giao tiếp với thiết bị tạo giao động âm báo: Các loại âm báo cung cấp cho thuê bao trong quá trình xử lý gọi được tạo ra từ bộ tạo giao động âm báo. Chúng được chuyển sang dạng âm báo PCM trước khi phân phối cho các tuyến nối thuê bao ở các tổng đài số. Các âm báo này có thể được đưa tới thuê bao qua bộ tập trung số (ví dụ như ở tổng đài TDX-1B)hoặc đưa qua tầng chuyển mạch thời gian ra của thiết bị chuyển mạch nhóm (như ở tổng đài EIOB). Để hoà voà các khe thời gian cho thuê bao, chúng cũng được sử lý số và ghép thành các tuyến PCM. Số lượng tuyến phát PCM này tuỳ thuộc số lượng khe thời gian mang tiếng nói. Ngoài ra, các thiết bị tạo âm báo ở dạng số cũng cần các loại đồng hồ nhịp bít tốc độ cơ sở. -Giao tiếp với thiết bị giao tiếp máy điện thoại chọn số đa tần: Bộ tập trung số giao tiếp với thiét bị giao tiếp máy điện thoại chọn số đa tần thông qua các tuyến PCM để thu thông tin chọn số của thuê bao. Ngoài ra tín hiệu đồng bộ khung và bít tuyến PCM cơ sở cũng được cung cấp cho thiết bị giao tiếp này. -Giao tiếp với thiết bị cảnh báo: Các nguồn cảnh báo từ thiết bị tập trung số(từ các phiến mạch ghép kênh, tách kênh, chuyển mạch, nguồn ...) được đấu nối tới thiết bị cảnh báo để thông báo các sự cố xảy ra ở thiết bị tập trung. -Giao tiếp với thiết bị điều khiển: Qua giao tiếp này thiết bị điều khiển bộ tập trung có thể điều khiển để thiết lập và giải toả các tuyến nối âm thoai, đo kiểm. Thông thường số liệu (bản tin) điều khiển có thể được cấu trúc ở dạng 32 bit hoặc 40 bít. Ngoài ra ở các tổng đài số, thiết bị tập trung số còn được giao tiếp với thiết bị đo thử vào các tuyến thoại của mạch thuê bao để đo thử các tham số của tuyến thoại. Đây cũng là các tuyến dẫn PCM để xâm nhập các tuyến thoại, phát đi và thu về các tín hiệu đo kiểm cần thiết. Bộ tập trung số thường được cấu tạo từ các thiết bị như chuyển đổi nối tiếp – song song, ghép kênh, thứ cấp, chuyển mạch thời gian đệm tiêu hao và tach kênh như hình 39 mô tả. Thiết bị kênh Thiết bị đếm tiêu hao Thiết bị chuyển mạch thời gian Thiết bị ghép kênh 1: Tuyến PCM từ thiết bị chuyển mạch nhóm tới. 2: Tuyến PCM từ khối mạch điện đường dây thuê bao tới. 3: Tuyến PCM từ thiết bị tạo âm báo tới. 4: Tuyến PCM dẫn tới thiết bị chuyển mạch nhóm. 5: Tuyến PCM dẫn tới mạch điện đường dây thuê bao. 6: Tuyến PCM dẫn tới thiết bị giao tiếp máy điện thoại ấn phím. Hình 39 : Sơ đồ khối bộ tập trung số Thiết bị ghép kênh làm hai nhiệm vụ: -Chuyển đổi nối tiếp- song song cho các tuyến dẫn PCM đầu vào và ghép các tổ hợp mã 8 bít song song vào một tuyến truyền PCM 8 mạch dây cao tốc để dẫn tới thiết bị chuyển mạch thời gian. Vì vậy nó bao gồm các khối chức năng: chuyển đổi nối tiếp- song song cho từng tuyến PCM chốt, giải mã kiểm tra chức năng. Tín hiệu ở đầu ra của bộ giải mã làm nhiệm vụ đọc các tổ hợp mã 8 bít song song ở các chốt ra tuyến PCM để đưa tới bộ chuyển mạch thời gian. Bộ giải mã này thường là các bộ giải mã 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 để đưa số liệu từ các cửa chốt ra một cách lần lượt, tạo thành một tuyến dẫn PCM 8 mạch dây. Module kiểm tra chức năng so sánh 8 bit nối tiếp ở đầu vào của thiết bị ghép kênh với 8 bit đầu ra sau khi đã chuyển đổi nối tiếp- song song. Bộ chuyển mạch thời gian làm nhiệm vụ trao đổi khe thời gian số liệu tiếng nói cũng như số liệu âm báo và tín hiệu địa chỉ đa tần ở dạng PCM. Thường bộ chuyển mạch thời gian này làm việc theo nguyên lý điều khiển đầu ra. Khối đệm tiêu hao làm nhiệm vụ định giá trị tiêu hao cho số liệu tiếng nói ở dạng số cho phù hợp để chuyền dẫn tới bộ tách kênh. Bộ tách kênh PCM làm nhiệm vụ tách chuyển tín hiệu số cao tốc trên 8 mạch dây làm các tuyến PCM cơ sở 32 kênh (2,048 Mbps) và chuyển đổi các tổ hợp mã 8 bit song song thành 8 bit nối tiếp. Cấu tạo của bộ tách kênh bao gồm khối mạch chốt, bộ giải mã, bộ chuyển đổi song song- nối tiếp. IX-3. Ngoại vi kết cuối trung kế số. Sơ đồ khối. Hình 40 mô tả sơ đồ khối của thiết bị giao tiếp khối, còn gọi là thiết bị ngoại vi kết cuối trung kế số. Thiết bị điều khiển tới Cấy báo hiệu vào Triệt “0” Tạo mã đồng bộ khung Tính đến thiết bị r chuyển mạch Đồng Hồ Đồng hồ bộ chuyển mạch Đệm đồng bộ Khôi phục đồng bộ Tách báo hiệu Nhận dạng cảnh báo Điều khiển đài đồng bộ Tới thiết bị điều khiển Hình 40: Sơ đồ khối thiết bị giao tiếp số. Thiết bị nhánh thu gồm có: Khối khôi phục đồng hồ: làm nhiệm vụ khôi phục đồng hồ và chuyển đổi mã. Khối đồng hồ bộ: để thiết lập sự đồng bộ giữa khung trong và ngoài. Khối nhận dạng cảnh báo: để nhận dạng tín hiệu cảnh báo. Khối điều khiển tái lập khung: để điều khiển sự làm việc của khối đệm đồng bộ. Khối tách báo hiệu: làm nhiệm vụ tách thông tin báo hiệu từ dãy tín hiệu số chung. Thiết bị nhánh phát gồm có: Khối cấy báo hiệu: để đưa các dạng báo hiệu cần thiết vào dòng số. Khối triệt dãy “0”: làm nhiệm vụ tạo tín hiệu không có dãy nhiều số 0 liên tiếp. Khối tạo mã khung: để chuyển đổi tín hiệu nhị phân thành tín hiệu đường dây. Hoạt động. Thông tín số từ đường trung kế được đưa vào thiết bị chuyển mạch qua thiết bị giao tiếp nhánh thu. Thiết kế thiết bị kết cuối trung kế phải tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn đã được CCITT quy định cho các hệ thống tải ba PCM như ở liệt kê ở bảng. Bảng tiêu chuẩn các hệ thống PCM Tiêu chuẩn Luật M Luật A Tốc độ lấy mẫu. Điều chế. Nén dãn. Khung. Báo hiệu. Tốc độ bit 8KHz. PCM 8bit. M 255. 24 khe thời gian và một bit đồng bộ Tách từng bit. 1,544 Mbps 8 KHz. PCM 8bit. A 87,6. 32 khe thời gian (30 khe mang tin) Một khung báo hiệu. Một khung đồng bộ. Một kênh chuyên dụng. 2,048 Mbps Các khối chức năng của thiết bị giao tiếp trung kế số mô tả ở hình 40. Dòng tín hiệu số đưa vào được đưa tới mạch điện khôi phục đồng hồ và dạng sóng của tín hiệu vào được chuyển đổi từ dạng lưỡng cực sang mức logic đơn cực tiêu chuẩn. Tín hiệu đơn cực này là dãy tín hiệu nhị phân. Thông tin đưa tới thiết bị chuyển mạch được lưu vào bộ đệm đồng bộ khung bởi nguồn đồng hồ vừa được khôi phục từ dãy tín hiệu số. Tín hiệu lấy ra từ bộ đệm được đồng bộ khung với bộ chuyển mạch nhờ đồng hồ từ bộ chuyển mạch. Dòng thông tin số lấy ra từ thiết bị chuyển mạch được cấy thông tin báo hiệu vào rồi đưa tới thiết bị triệt “C”. Các dãy số không dài liên tiếp trong dãy tín hiệu số mang tín được khử tại khối chức năng này để đảm bảo sự làm việc của các bộ lặp trên tuyến dẫn. Nhiệm vụ đưa báo hiệu vào và tách báo hiệu ra cần thực hiện ở các hệ thống báo hiệu số kênh riêng, còn hệ thống sử dụng báo hiệu kênh chung thì không cần phải thực hiện. Chức năng của thiết bị kết cuối trung kế số được mô tả qua tập hợp từ viết tắt GAZPACHO. G: Generation of frame code. Tạo mã khung. A: Alignment of frames. Sắp xếp khung. Z: Zero string suppression. Khử dãy số không liên tiếp. P: Polar conversion. Đảo cực. A: Alarm proccessing. C: Clock recovery. Tái tạo đồng hồ. H: Hunting during reframe. Tái lập đồng bộ. O: Office signalling Báo hiệu liên tổng đài. IX-4. Sơ đồ tổng quát hệ thống tập trung xa. IX-4-1. Cấu trúc: Hệ thống tập trung xa có 2 bộ phận chính: Một bộ phận đặt tại tổng đài trung tâm và mọt bộ phận đặt ở xa. Hai bộ phận này đấu nối với nhau bằng đường truyền PCM. Bộ phận tập trung bao gồm bộ điều khiển vùng và một phần trức năng của bộ điều khiển trung tâm để điều khiển từng bộ tập trung. Khối kết cuối tổng đài làm nhiệm vụ giao tiếp giữa tổng đài và đường truyền. Nó làm nhiệm vụ định hình khung và tách thông tín báo hiệu ra cho các tuyến PCM phát và thu. Phần ra của hệ thống tập trung thường được coi là bộ tập trung thực thụ. Nó được chia thành khối điện thoại và khối điều khiển. Khối điện thoại gồm có: - Các mạch điện đường dây thuê bao, nó đảm nhiệm công việc đường dây thuê bao cho các loại báo hiệu không thể cấp qua trường chuyển mạch. Ngoài ra chúng còn làm nhiệm vụ biến đổi tín hiệu tiếng nói sang dạng phù hợp với trường chuyển mạch. -Trường chuyển mạch: Trường chuyển mạch làm nhiệm vụ tập trung tải của một số lượng lớn đường dây thuê bao và một số lượng lớn kênh tiếng nói ít hơn. -Bộ chuyển đổi PCM: Bộ chuyển đổi này chỉ cần khi tín hiệu qua mạng chuyển mạch chưa phải là tín hiệu PCM. Trường hợp này cần thiết phải đổi tín hiệu sang dạng tín hiệu PCM hoặc ngược lại vì đầu cuối tổng đài đòi hỏi tín hiệu PCM chuẩn ở cả 2 phía đường chuyền và phía trường chuyển mạch +Khối điều khiển sao bao gồm: -Bộ quét (Scanner): Bộ này có nhiệm vụ dò thử các đường dây thuê bao để phát hiện trạng thái nâng hay đặt tổ hợp của thuê bao và tín hiệu trập dây. -Bộ điều khiển đầu nối (marker): Bộ này thực hiện thao tác chuyển mạch ở mạng chuyển mạch. -Bộ xử lý báo hiệu (Signalling processor): Bộ này thu các lệnh từ bộ điều khiển trung tâm qua kênh báo hiệu, kiểm tra lỗi ở các tín hiệu này, nếu kênh đúng thì được chuyển tới các khối chức năng thực thi tương ứng. Nếu lệnh được phát hiện là sai thì yêu cầu phát lại. Thông tín báo hiệu theo hướng ngược lại cũng được xử lý tương tự. IX-4-2. Phân phối các chức năng điều khiển: Có 2 phương pháp phân phối chức năng điều khiển cho phần xa và phần trung tâm của hệ thống điều khiển. đó là phương pháp phân bố và phương pháp tập trung. -Phương pháp phân bố: Theo phương pháp này thì các chức năng điều khiển lệnh còn được đặt ở bộ phận điều khiển xa. Các chức năng điều khiển phức tạp và đòi hỏi trí tuệ thì đặt ở bộ phận trung tâm và ở bộ điều khiển trung tâm. -Phương pháp tập trung: Theo phương pháp này toàn bộ chức năng điều khiển được đặt ở bộ phận tập trung của tổng đài trung tâm. Phương pháp này phù hợp với các bộ tập trung dung lượng nhỏ. Vì lúc đó vài bộ tập trung có thể dùng chung một bộ xử lý. Tuy vậy hệ thống báo hiệu giữa bộ phận xa và bộ phận trung tâm khá phức tạp. Phương pháp điều khiển phân bố thích hợp với các bộ tập trung dung lượng lớn hơn. Ta xem xét công việc điều khiển cần thực hiện và giải pháp phân bố chúng. *Nhận dạng trạng thái mạch vòng thuê bao: Công việc này tốt nhất là giao cho bộ phận điều khiển xa. Tuy nhiên công việc này cũng có thể thực hiện bằng cách bộ phận trung tâm liên tục thu thông tin của bộ phận điều khiển xa về trạng thái đường dây thuê bao do bộ phận xã phát hiện. Theo phương pháp này hệ thống báo hiệu khá phức tạp vì tốc độ thông tin cần phải lớn. *Thu xung chọn số: Xung chọn số kiểu đa tàn được phát qua kênh PCM tới các bộ thu đặt tại tổng đài trung tâm. Phương pháp này cho ta hiệu quả sử dụng thiết bị thu xung cao hơn so với khi chúng được đặt ở bộ phận xa. Xung chọn số thập phân cũng được nhận dạng như vậy. ở cùng thiết bị nhận dạng trạng thái đường dây. Phương pháp này thích hợp nhất đối với phương thức chọn số đa tần. Thông tin này được chuyển tới bộ phận trung tâm phân tích địa chỉ. *Nhiệm vụ chọn kênh PCM rỗi do bộ phận trung tâm thực hiện. Sau khi nhận lệnh từ bộ chọn nhóm số (tổng đài trung tâm) bộ phận điều khiển xa đấu nối thuê bao này tới kênhPCM đã chọn. Công việc chọn kênh rỗi được coi là một công việc trí tuệ. Như vậy có thể khắc phục được hiện tượng phải sử dụng một kênh PCM riêng do sự bất thường của bộ trung kế tương ứng. Nếu bộ tập trung sử dụng phương thức có tổn thất nội thì công việc chọn kênh rỗi này cần phải có thể thức phức tạp hơn. *Công việc đo thử và giám sát thời gian gọi: Công việc này do bộ chọn nhómn số thực hiện. Bộ điều khiển trung tâm xác định khi nào cuộc gọi kết thúc và tuyến nối cần giải toả. *Cấp chuông: Tín hiệu chuông cấp cho thuê bao bị gọi được tạo ra ở bộ phận xa qua đường dây thuê bao bị gọi. Cũng có thể dùng tín hiệu điều khiển chuông từ bộ chọn nhóm số (tổng đài trung tâm) qua đường PCM. Nhưng phương án này có thể gây chậm trễ báo chuông khi đường truyền có rắc rối. *Các loại âm báo cho thuê bao chủ gọi: Các loại âm báo cho thuê bao chủ gọi như âm báo bận, âm báo ứ, hồi âm chuông ... được tạo ra ở bộ phận xa. Âm mời quay số được tạo ra ở bộ phận trung tâm hoặc bộ phận xa. IX-4-3. Báo hiệu: Có hai loại báo hiệu có thể được sử dụng để truyền dẫn thông tín bao hiệu giữa bộ phận xa và bộ phận trung tâm, đó là báo hiệu kênh riêng và báo hiệu kênh chung. ở phương pháp báo hiệu kênh cho tín hiệu số thì khe thời gian 16 (hệ thống PCM CEPT) được chia thành 30 kênh báo hiệu, mỗi kên gắn với một kênh thoại. Để nâng cao khả năng truyền dẫn báo hiệu có thể sử dụng một kiểu báo hiệu kênh trung nào đó trên cơ sở khe thời gian 16. Ví dụ như ta sử dụng một hệ thống báo hiệu kênh chung dựa trên cơ sở một đơn vị báo hiệu được tạo thành từ khe thời gian 16 của của 10 khung liên tiếp. Lúc đó 80 bít có thể chia thành 2 bộ phận, một bộ phận dùng để truyền tin, một bộ phận mang thông tin báo hiệu. Bộ phận chuyển tin chứa một địa chỉ dãy tin các bít kiểm tra để phát hiện lỗi để đảm bảo thông tin báo hiệu được thu nhận chính xác và đúng theo trình tự. Nếu có lỗi được phát hiện thì cần phát lại. ở phương pháp này cần có 80 bít để dùng 40 bít cho thông tin báo hiệu và 40 bit dùng để phát hiện lỗi trên đường tuyến. Hiệu quả thông tin báo hiệu sẽ cao hơn nếu ta tạo lập các bản tin dài hơn nhưng lúc đó thể thức hiệu chỉnh lỗi sẽ phức tạp hơn và chi phí sẽ cao hơn. Kết luận: Mạch điện kết cuối thuê bao và trung kế là các khối chức năng không thể thiếu được của tổng đài điện tử SPC. Mạch điện kết cuối thuê bao, ngoài chức năng BORSHT nó còn đảm nhiệm chức năng tập trung tải và xử lý báo hiệu thuê bao. ở các tổng đài số, nó còn đảm nhiệm công việc chuyển đổi A-D. Mạch điện kết cuối trung kế đảm nhiệm các chức năng GAZDACHO, nó không làm chức năng tập trung tải, nhưng nó vẫn có mạch điện tập trung để trao đổi khe thời gian cân bằng tải, trộn báo hiệu và tín hiệu màu dùng để đo thử. Để linh hoạt trong công tác quy hoạch mạng và tăng hiệu quả kinh tế cho mạng, người ta sử dụng bộ tập trung xa. Một bộ tập trung xa gồm 2 bộ phận chính: Bộ phận xa và bộ phận trung tâm. Chúng được đấu nối với nhau bằng các đường PCM. Cách thức phân phối chức năng điều khiển giữa bộ phận xa và bộ phận trung tâm có thể thay đổi tuỳ thuộc kích thước và kiểu cách sử dụng của bộ tập trung. Điều này ảnh hưởng tới việc lựa chọn hệ thống báo hiệu là kênh chung, kênh riêng hoặc phối hợp. Kỹ thuật chuyển mạch sử dụng cho bộ tập trung có thể là chuyển mạch không gian điện tử, chuyển mạch PAM hoặc chuyển mạch số. Các bộ tập trung có thể sử dụng ở các khu vực nông thôn, thành thị. Cho các khu vực nông thôn thì bộ tập trung cần có một số đặc tính riêng như: Khả năng đấu nối nội bộ hợc phương thức phân bố các bộ tập trung để nâng cao độ an toàn và hiệu quả kinh tế cho mạng. Kết luận Qua quá trình tìm hiểu, nghiên cứu hệ thống tổng đài số nói chung và hệ thống tổng đài SPC, được thiết kế bởi các công nghệ tiên tiến với phương thức truyền dẫn PCM và kỹ thuật chuyển mạch số đã đưa lại hiệu quả kinh tế cao, là cho giá thành các loại trang thiết bị giảm xuống, độ tin cậy cao hơn, dung lượng tăng, đáp ứng được nhiều loại dịch vụ. Các hệ thống đều được thiết kế theo cầu trúc module, tạo ra khả năng linh hoạt cho cả phần cứng lẫn phần mềm riêng biệt là các đơn vị xử lý chức năng độc lập của hệ thống, nhưng chúng vẫn được liên kết và đồng bộ với nhau thông qua các mạch vòng thông tin. Việc sử dụng các đơn vị tập trung thuê bao số kết hợp với các tổng đài trung tâm, để giảm chi phí các bộ phận thuê bao là những yêu cầu thiết yếu của hệ thống tổng đài số. Đồng thời để linh hoạt trong công tác quy hoạch mạng và tăng hiệu quả kinh tế cho mạng. Kết hợp với việc quản lý, điều hành tổng đài bằng máy tính giúp cho việc điều khiển, khai thác bảo dưỡng hệ thống tổng đài được nhanh chóng, thuận tiện, đạt độ an toàn chính xác cao.. Xu hướng chung hiện nay là các hệ thống tổng đài được thiết kế chế tạo sao cho có dung lượng lớn nhưng dùng tích nhỏ gọn, dễ vận hành, dễ lắp đặt và bảo quản dễ dàng. Nhân tố chính trong việc hạn chế tăng dung lượng của hệ thống điều khiển tổng đài. Với sự phát triển của công nghệ chế tạo bán dẫn, kỹ thuật phần mềm sẽ ảnh hưởng nhiều tói cấu trúc của hệ thống các tổng đài chuyển mạch số. Trong tương lai, các hệ thống tổng đài với sự mở rộng của các loại dịch vụ như mạng thông tin đa dịch vụ ISDN (Intergrated Services Digital Network): Số liệu cao tốc cho cả chuyển mạch mạng và gói, truyền hình quét chậm tiến tới mạng thông tin số đa dịch vụ băng rộng B.ISDN, sẽ có hiệu quả hơn phục vụ cho nhu cầu con người. mục lục 1 Lời nói đầu 2 phần I 3 Giới thiệu tổng quan về tổng đài Spc 3 I-Hệ thống tổng đài số 3 II-tổng quan về tổng đài spc 6 II-I. Đặc điểm của tổng đài SPC 6 II-2. Xu hướng sử dụng các bộ sử lý 7 II-2-1 Điều khiển tập trung 7 II-2-2.Điều khiển phân tán. 7 Phần II: 8 nguyên lý cấu tạo tổng đài SPC 8 II-1: Sơ đồ cấu tạo 8 II-2.Nhiệm vụ của các khối chức năng. 9 II-2-1.thiết bị đầu cuối gồm các mạch kết cuối thuê bao, kết cuối chung kế tương tự và kết cuối chung kế số. 9 II-2-2.Thiết bị chuyển mạch 11 II-2-3. Bộ điều khiển trung tâm 12 II-2-4.Thiết bị ngoại vi chuyển mạch 13 II-2-5.Thiết bị ngọai vi báo hiệu 15 II-2-6. Thiết bị trao đổi người-máy. 16 Phần III: 17 Chuyển mạch số 17 III- 1.đặc điểm của chuyển mạch số : 17 III-2.Nguyên lý chuyển mạch không gian 18 1-Sơ đồ nguyên lý. 18 2-Nguyên lý chuyển mạch . 19 III-3.Nguyên lý chuyển mạch thời gian tín hiệu số. 20 1-Chuyển mạch điều khiển đầu vào. 20 2-Chuyển mạch điều khiển đầu ra 22 III-4.Ghép tuyến PCM và chuyển đổi nối tiếp song song. 23 III-5. Chuyển mạch số ghép hợp 25 1-Khái niệm về chuyển mạch ghép hợp 25 2-Trường chuyển mạch TST 27 III-6.Tạo tuyến qua trường chuyển mạch ghép hợp. 27 III-7. Ghép nối các tuyến PCM với trường chuyển mạch. 31 III-8.Cấu trúc modular và phát triển dung lượng. 34 1- Cấu trúc modular của tầng chuyển mạch thời gian mô tả ở hình 13 34 2-Cấu trúc module của trường chuyển mạch không gian tín hiệu số. 35 III- 9 . Cấu trúc chuyển mạch ở các tổng đài dung lượng nhỏ. 37 III-10.Cấu trúc tổng quát của bộ chọn nhóm số (DGS) 37 1-Bộ chọn nhóm số ở môi trường thoại tương tự. 37 2-Bộ chọn nhóm số ở mối trường điện thoại số: 40 III-11.Đồng bộ trong chuyển mạch số: 41 III-11-1-Sự cần thiết phải đồng bộ. 41 III-11-2 Hậu quả của sự lệch trượt. 43 III-11-3 Nguyên nhân sinh ra trượt: 44 1-Đồng hồ nhịp không hoàn chỉnh: 44 2-Sự thay đổi độ trễ truyền dẫn: 44 III-11-4 Các phương pháp đồng bộ mạng: 45 1-Hệ thống dị bộ: 45 2-Hệ thống đồng bộ: 45 III-11-5 Các ứng dụng thực tế: 47 Phần iv: 50 điều khiển trong tổng đài điện tử SPC 50 IV-1-2. Quá trình làm việc: 52 IV-1-3 Thiết bị giao tiếp vào ra. 53 IV-2 Các loại cấu trúc điều khiển 53 IV-3 Các phương pháp dự phòng cho hệ thống điều khiển. 54 IV-3-1 Dự phòng cấp đồng bộ. 55 IV-3-2 Dự phòng phân tải: 55 4.3.3 Dự phòng nóng: 56 4-3-4 Dự phòng N +1: 58 PHần V: 59 Xử lý gọi 59 V.1 Các chương trình xử lý gọi: 59 V.1.1 Chương trình dò thử: 60 V.1.2 Chương trình tìm tuyến nối. 60 V-1-3 Các chương trình tự liệu gọi khác. 61 V-1-4 Chương trình điều khiển chuyển mạch: 61 V-1-5 Hàng các cuộc gọi. 61 V-1-6 Gián đoạn (ngắt). 62 V-2 Các loại bảng số dữ liệu. 63 V-2-1 Bảng số liệu cố định. 64 V-2-2 Bảng số liệu bán cố định. 64 V-2-3 Bảng số liệu tạm thời. 64 V-3 Số liệu thuê bao. 65 V-3-1 Phân loại số liệu thuê bao. 65 V-3-2 Các số liệu thuê bao. 65 1-Số liệu đặc tính thuê bao : 65 2-Số liệu nghiệp vụ: 66 V-3-3 Hồ sơ thuê bao: 66 1-Thông tin định gốc cuộc gọi: 66 V-4 Phân tích phiên dịch và tạo tuyến. 67 V-4-1 Phiên dịch. 67 V-4-2 Phân tích tạo tuyến. 67 V-4-3 Bảng phiên dịch và tạo tuyến. 68 V-5 Thiết lập gọi nội hạt. 68 V-5-1 Dò thử đường dây thuê bao thử gọi. 68 V-5-2 Giai đoạn trước lúc chọn số. 69 V-5-3 Chọn số và tạo tuyến. 70 V-5-4 Cấp chuông. 71 V-5-5 Giám sát: 72 V-6 Tính cước. 72 V-6-1 Tính cước tại nhà. 73 V-6-2 Tính cước cho thuê bao bị gọi. 73 V-6-3 Lập hoá đơn cước. 74 V-6-4 Phương pháp tính cước 74 1-Tính toán thời gian thực. 74 2-Tính cước sau khi hoàn thành cuộc gọi. 75 PHần VI: 76 Báo hiệu. 76 VI-1 Khái niệm chung. 76 VI-2- Các kiểu thông tin báo hiệu. 76 VI-2-1 Thông tin yêu cầu thiết lập và giải toả cuộc gọi. 76 VI-2-2: Thông tin chọn số( thông tin địa chỉ). 77 VI-2-3- Thông tin kết thúc chọn số. 77 VI-2-4 Thông tin giám sát. 77 VI-3- Quá trình thiết lập cuộc gọi. 77 VI-4 Các loại tín hiệu báo hiệu. 79 VI-4-1 Khái niệm. 79 VI-4-2 Tín hiệu đường dây thuê bao. 79 1/ Tín hiệu đường dây thuê bao chủ gọi. 79 2-Tín hiệu đường dây thuê bao bị gọi. 82 3/ Tín hiệu gọi thuê bao thứ 3 (tín hiệu tải gọi ghi phát ). 83 VI-5 Báo hiệu R2. 83 VI-5-1 Trong số mã. 84 VI-5-2 Ghép cặp tần số cho các tín hiệu. 84 VI-5-3 ý nghĩa các tín hiệu báo hiệu. 86 VI.6: Báo hiệu kênh riêng. 89 VI-7 Báo hiệu kênh chung. 89 VI-7-1 Đặc điểm chung. 89 VI-7-2 Báo hiệu giữa các bộ xử lý. 90 VI-7-3 Thể thức truyền tin. 90 Phần VII: 91 Thông tin người máy trong tổng đài SPC. 91 VII-1 Các loại thiết bị ngoại vi người máy. 91 VII-2 Đặc điểm của ngôn ngữ người máy. 92 VII-3 Thông tin vào ra và các lệnh thao tác. 92 VII-3-1 Thông tin vào ra . 92 VII-3-2 Lệnh thao tác 93 VII-4 Cấu trúc của ngôn ngữ người máy (MML) 93 VII-4-1 Cú pháp 93 VII-4-2 Ngữ nghĩa. 94 VII-5 Bảo an và thể thức trao đổi tin. 94 VII-5-1 Bảo an khi trao đổi thông tin. 94 VII-5-2 Thể thức trao đổi tin (đối thoại). 95 VII-6 Các loại bản tin ra 96 VII-6-1 Bản tin nhận dạng lệnh. 96 VII-6-2 Bản tin trả lời lệnh. 96 VII-6-3 Bản tin hệ thống. 96 VII-6-4 Bản tin lỗi. 96 Phần 8: 97 Điều hành khai thác và bảo dưỡng tổng đài điện tử SPC 97 VIII-1 Điều hành khai thác tổng đài SPC. 97 VIII-1-1 Điều hành trang thiết bị tổng đài. 97 VIII-1-3 Quản lý số liệu phiên dịch và tạo tuyến. 98 VIII-1-4 Quản lý số liệu cước. 99 VIII-2 Bảo dưỡng tổng đài điện tử SPC 99 VIII-2-1 Bảo dưỡng đường dây thuê bao. 100 VIII-2-2 Bảo dưỡng đường trung kế. 103 VIII-2-3 Bảo dưỡng trường chuyển mạch. 103 VIII-2-4 Bảo dưỡng dùng hệ thống điều khiển. 103 VIII-2-5 Các phương sách bảo dưỡng. 104 1.Phần cứng. 104 VIII.3. Bảo dưỡng phần mềm 107 VIII-3-1 Cấu tạo và nhiệm vụ 108 VIII-3-2. Báo cáo và lỗi 108 Phần IX: 109 Thiết bị ngoại vi kết cuối và tập trung 109 IX.1. Tổng quan: 109 IX-2. Ngoại vi kết cuối thuê bao. 110 IX-2-1. Thiết bị giao tiếp với đường dây thuê bao tương tự. 110 IX-2-2. Thiết bị tập trung 113 IX-3. Ngoại vi kết cuối trung kế số. 117 IX-4. Sơ đồ tổng quát hệ thống tập trung xa. 120 IX-4-1. Cấu trúc: 120 IX-4-2. Phân phối các chức năng điều khiển: 121 IX-4-3. Báo hiệu: 123 Kết luận 125 ._.